Алгоритмизация решений задач интервального разграничения и регулирования скоростей поездов на основе когнитивного метода

Алгоритмизация решений задач интервального разграничения и регулирования скоростей поездов на основе когнитивного метода

Список исполнителей

Фамилия, имя, отчество Должность, ученая степень Раздел отчета

Кокурин И.М. Гл. научный сотрудник, д.т.н. Введение, заключение,

                                                                                  разделы 1,2

Пушкин И.А. Аспирант                                        Раздел 1, программы,

                                                                                         расчеты, диаграммы       

            

Введение

 

Результаты исследований [1,2], посвященных разработке технологических и теоретических основ построения железнодорожных автоматизированных систем управления движением, и анализ применяемых методов интервального разграничения поездов [3,4], доказали эффективность  определения длин «фиксированных» и «подвижных» блок-участков на основе  оперативно выполняемых тяговых расчетов  [5] тормозных путей поездов. Опыт  внедрения и анализ развития систем автоматизации управления железнодорожным движением [6,7] убеждают в  необходимости первоочередного и детального решения прикладных задач интервального разграничения поездов. Методы решения этих задач составляют содержание данной работы.

1. Определение межпоездных расстояний и интервалов.

Свод правил [8] в разделе требования к проектированию систем железнодорожной автоматики и телемеханики включает ряд требований к автоблокировке (АБ) с трехзначной системой сигнализации и автоматической локомотивной сигнализацией (АЛС), используемой совместно и как самостоятельное средство сигнализации и связи при движении поездов (АЛСО).

Длина каждого БУ трехзначной АБ и АЛСО должна быть не менее тормозного пути полного служебного и экстренного торможения от устройств АЛС с максимальной допустимой скорости в данном месте пути, а так же не менее тормозного пути служебного торможения с максимальной скорости в данном месте пути до скорости проследования путевого светофора с непрерывно горящим желтым огнем (Vж не более 60км/ч) или сигнального знака АЛСО при желтом огне локомотивного светофора (индикатора), а также не менее тормозного пути служебного торможения и экстренного торможения от устройств АЛСН со скорости Vкж = Vж до полной остановки перед светофором с запрещающим сигнальным показанием или сигнальным знаком АЛСО.

При трехзначной АБ и АЛСО длина защитного участка должна быть не менее тормозного пути экстренного торможения от устройств АЛС, определенного со скорости Vкж = Vж до полной остановки поезда.

При расчете тормозного пути служебного, полного служебного и экстренного торможения необходимо учитывать затраты времени на смену сигнального показания локомотивного светофора с зеленого на желтое, равное   6с при АЛСН и 3с при АЛС-ЕН, а также 3с на  восприятие сигнального показания машинистом. Суммарная добавка при экстренном торможении от устройств АЛС составляет для АЛСН 14с, а для АЛС-ЕН - 9с.  

Исходные данные для расчета тормозных путей поездов включают спрямленный профиль пути, максимальные скорости, нормативные тормозные коэффициенты и расчетные коэффициенты трения устройств торможения и другие нормируемые величины. Нормативный тормозной коэффициент грузового поезда при скорости начала торможения Vнт < 90км/ч принимается равным 3,3 Н/т, а для пассажирского поезда при Vнт < 120км/ч - 6,0 Н/т. Поезду разрешается отправление со станции технического обслуживания и движение с установленной скоростью при условии, что тормозной коэффициент поезда не менее нормы. Поэтому требуется повышать тормозную силу до нормы при увеличении массы поезда. Это гарантирует практическое достижение тормозного пути, длина которого не превышает расчетное значение при любой массе поезда.

В качестве пассажирского локомотива используется ТЭП70, а в качестве грузового – 2ТЭ116. Длина пассажирских поездов составляет 18 и 25 вагонов, а грузовых поездов – 57 (850м) и 71 (1050м) условных вагонов, длиной по 14м. В примерах расчетов длину грузового поезда примем 850м, а пассажирского 450м.

При тяговых расчетах максимальных тормозных путей для пассажирских и грузовых поездов, пропускаемых по участку, использованы следующие формулы. 

Основное удельное сопротивление движению четырехосных грузовых вагонов определяется по формуле:

 

Основное удельное сопротивление движению пассажирских вагонов:

 .

Основное удельное сопротивление движению грузового локомотива

 

Основное удельное сопротивление движению пассажирского локомотива

 .

Расчетный коэффициент трения между колесом и тормозной колодкой грузового и пассажирского вагона

Путь подготовки тормозов к действию:

S_п = 0,278 V_нт t_п, где V_нт  - скорость начала торможения.

Время подготовки тормозов к действию грузового (t_пг) и пассажирского (t_пп) поездов определяется по формулам:

, с;

Путь действительного торможения составит:

 , м

Тормозной путь поезда включает две составляющие:

S_тп = S_п + S_д.

В соответствии с требованиями ПТЭ [9], железнодорожные станции, разъезды и обгонные пункты должны располагаться на горизонтальной площадке. В отдельных случаях допускается расположение их на уклонах не круче 0,0015, а в трудных топографических условиях проектирования  – не круче 0,0025.

  В данной работе станции, ограничивающие перегон (рис.1), между входными светофорами встречных направлений движения, расположены на горизонтальных площадках.  

Рис.1. Профиль рассматриваемого перегона и ограничивающих станций.

 Расчет средних значений спрямленного профиля пути, на длине движущегося поезда, включает следующие последовательности действий:

1. Определение координат хвоста S_кхп и головы S_кгп поезда:

,

где S_кхп  - координата центра тяжести поезда, а L_п – длина поезда.

2. Определение координаты конца элемента, на котором находится голова поезда S_кэгп , который может удовлетворять двум условиям: координата хвоста поезда больше координаты начала элемента и координата хвоста поезда меньше координаты конца того же элемнта, что и голова.

3. Проверяется, что координата головы поезда (S_кгп) меньше или равна координате конца элемента:

Sкгп ≤ Sккэ

(1)

4. Если условие 1 выполняется, то уклон на длине поезда принимается равным уклону элемента, на котором находится поезд

5. Если условие (1) не соблюдаются, то выполняются следующие вычисления.

Для элемента, на котором находится хвост поезда, вычисляется величина , где , - длина элемента, занимаемая хвостом поезда. Для элемента, на котором находится голова поезда , где , - длина элемента, занимаемая головой поезда.

Для всех элементов, находящихся между головным и хвостовым элементами, вычисляются , где n – количество целых элементов на длине поезда.

Вычисляется итоговое значение уклона на длине поезда при данном шаге расчёта

6. Расчёт прекращается, если координата хвоста поезда не менее координаты входного светофора.

Sкхп ≥ Sквх

(2)

7. Если условие 2 не выполняется, то центр тяжести поезда сдвигается на шаг ∆S и расчёт продолжается с пункта 1.

 

Рисунок 2. Схема расчета среднего уклона пути на длине поезда.

Рисунок 3.  Средние приведенные и спрямленные уклоны пути на длине пассажирского и грузового поездов в зависимости от пройденного расстояния.

Таблица1. Результаты расчёта тормозных путей грузового и пассажирского поездов.  

Наименования блок-участков	Длины тормозных путей полного служебного торможения пассажирского поезда	Длины тормозных путей автостопного торможения пассажирского поезда	Длины тормозных путей полного служебного торможения грузового поезда	Длины тормозных путей автостопного торможения грузового поезда
Ч2/10
10/8
8/6
6/4
4/2
2/Ч
Сумма длин БУ

Таблица1.1. Результаты расчётов тормозных путей служебного торможения и длин защитных участков для грузового и пассажирского поездов.  

Наименования блок-участков	Длины тормозных путей служебного торможения пассажирского поезда со скорости 120 км/ч до 60 км/ч	Длины тормозных путей служебного торможения грузового поезда со скорости 80 км/ч до 60 км/ч	Длины защитных участков для пассажирского поезда	Длины защитных участков для грузового поезда
Ч2/10
10/8
8/6
6/4
4/2
2/Ч

 

Рис. 2. Длины блок-участков трехзначной АБ и АЛСО в пределах перегона, при их равенстве максимальным тормозным путям пассажирского поезда.

Практика расчетов показывает, что сумма максимальных длин тормозных путей, по которым определяются длины БУ , i = 1,2,…,n, где n – количество блок-участков на перегоне, получается менее длины перегона L_дп > . Возникает необходимость распределения избыточной длины D = L_дп   –  между блок-участками перегона.

Предлагается распределять избыточную длину D пропорционально длинам тормозных путей, определяющих длины блок-участков, следующим порядком.

Для каждого БУ, подлежащего увеличению, определяется d_буj отношение длины, равной максимальному тормозному пути, к сумме длин таких блок участков.

d_буj = , где j =1,2,…,m ≤  n,

где m – количество БУ, подлежащих увеличению длин на перегоне.

 В результате длина блок-участка, подлежащая увеличению, составит:

 L_будj = d_буj D.

На рассматриваемом перегоне максимальные тормозные пути требуются для экстренного торможения от устройств АЛС пассажирского поезда со скорости 120 км/ч. Прежде всего, длины блок-участков должны быть не менее этих тормозных путей.

Длина рассматриваемого перегона L_дп между выходным светофором Ч2 (станции А) и входным светофором Ч (станции Б) составляет 12020м, а сумма максимальных длин тормозных путей всех БУ перегона равна 10901м. Избыточная длина перегона составляет D = 12020 – 10901 = 1119м и равна разности длин предвходного 2/Ч БУ и длины максимального тормозного пути на этом БУ D = 2922 – 1803 = 1119м. Сумма длин всех блок-участков после увеличения должна быть равна длине перегона, в данном случае 12020м. Процесс распределения избыточной длины перегона представлен в виде следующей таблицы.

Таблица 2. Определение длин БУ при распределении избыточной длины между всеми БУ перегона пропорционально длинам тормозных путей, определяющих длины блок-участков.

Наименование блок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Отношение длины БУ к сумме длин блок участков, подлежащих увеличению	Увеличения длин блок-участков	Распределение избыточной длинны 1119м пропорционально тормозным путям
Ч2/10		1852/10901= 0,170	1119*0,170 =190	1852 + 190 = 2042
10/8		1816/10901= 0,166	1119*0,166 = 186	1816 + 186 = 2002
8/6		1817/10901= 0,167	1119*0,167 = 187	1817 + 187 = 2004
6/4		1803/10901= 0,165	1119*0,165 = 185	1803 + 185= 1988
4/2		1810/10901= 0,166	1119*0,166 = 186	1810 + 186 = 1996
2/Ч		1803/10901= 0,165	1119*0,165 = 185	1803 + 185= 1988
Суммы длин		0,999 = 1,0
Сумма длин всех блок-участков после увеличения равна длине перегона 12020м

Увеличение длин предвходных БУ (2/Ч) и первых двух БУ удаления (Ч2/10 и 10/8) в наибольшей степени снижает пропускную способность перегонов и станций. Поэтому длины этих БУ следует делать равными максимальным тормозным путям, а избыточную длину перегона распределяется между удлиняемыми блок-участками. Примеры таких решений представлены в виде следующих таблиц.

Таблица 3. Распределение избыточной длины между всеми БУ перегона пропорционально длинам тормозных путей, кроме предвходного блок-участка 2/Ч.

Наименованиеблок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Отношение длины БУ к сумме длин блок участков, подлежащих увеличению	Увеличения длин блок-участков	Распределение избыточной длинны 1119м пропорционально тормозным путям
Ч2/10		1852/9098=0,2035	1119*0,2035=227,7	1852+227,7=2079,7
10/8		1816/9098=0,1996	1119*0,1996=223,4	1816+223,4=2039,4
8/6		1817/9098=0,1997	1119*0,1997=223,5	1817+223,5=2040,5
6/4		1803/9098=0,1981	1119*0,1981=221,7	1803+221,7=2024.7
4/2		1810/9098=0,1989	1119*0,1989=222,6	1810+222,6=2032,6
2/Ч
Суммыдлин		0,9998 = 1	1118,9 = 1119
Сумма длин всех блок-участков после увеличения равна длине перегона 12020м

 

 Таблица 4. Распределение избыточной длины между всеми БУ перегона пропорционально длинам тормозных путей, кроме первого  БУ удаления Ч2/10.

Наименование блок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Отношение длины БУ к сумме длин блок участков, подлежащих увеличению	Увеличения длин блок-участков	Распределение избыточной длинны 1119м пропорционально тормозным путям
Ч2/10
10/8		1816/9049=0,2007	1119*0,2007=225	1816+225=2041
8/6		1817/9049=0,2008	1119*0,2008=225	1817+225=2042
6/4		1803/9049=0,1992	1119*0,1992=223	1803+223=2026
4/2		1810/9049=0,2000	1119*0,2=223	1810+223=2033
2/Ч		1803/9049=0,1992	1119*0,1992=223	1803+223=2026
Суммы длин		0,999 = 1,0
Сумма длин после увеличения блок-участков равна длине перегона 12020м

 

Таблица 5. Распределение избыточной длины между всеми БУ перегона пропорционально длинам тор-мозных путей, кроме двух БУ удаления Ч2/10 и 10/8. 

Наименование блок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Отношение длины БУ к сумме длин блок участков, подлежащих увеличению	Увеличения длин блок-участков	Распределение избыточной длинны 1119м пропорционально тормозным путям
Ч2/10
10/8
8/6		1817/7233=0,2512	1119*0,2512=281	1817+281=2098
6/4		1803/7233=0,2493	1119*0,2493=279	1803+279=2082
4/2		1810/7233=0,2502	1119*0,2502=280	1810+280=2090
2/Ч		1803/7233=0,2493	1119*0,2493=279	1803+279=2082
Суммы длин		0,999 = 1,0
Сумма длин после увеличения блок-участков равна длине перегона 12020м

 

Таблица 6. Распределение избыточной длины между всеми БУ перегона пропорционально длинам тор-мозных путей, кроме двух БУ удаления Ч2/10, 10/8 и предвходного БУ 2/Ч.

Наименование блок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Отношение длины БУ к сумме длин блок участков, подлежащих увеличению	Увеличения длин блок-участков	Распределение избыточной длинны 1119м пропорционально тормозным путям
Ч2/10
10/8
8/6		1817/5430=0,3346	1119*0,3346=374	1817+374=2191
6/4		1803/5430=0,332	1119*0,332=372	1803+372=2175
4/2		1810/5430=0,3333	1119*0,3333=373	1810+373=2183
2/Ч
Суммы длин		0,999 9= 1,0
Сумма длин после увеличения блок-участков равна длине перегона 12020м

 

Определение максимальных для перегона межпоездных интервалов грузовых и пассажирских поездов, для всех случаев деления избыточной длины, пропорционально максимальным тормозным путям, на примере перегона представлено в виде следующих таблиц.

Таблица 7. Межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям.

Межпоездные расстояния на перегоне 3Lбу + Lп	Грузовой поезд Iмпрг,м и Iмпиг, мин	Пассажирский поезд Iмпрп,м и Iмпип, мин
Ч2/10;10/8;8/6 + Lп
10/8;8/6;6/4 + Lп
8/6;6/4;4/2 + Lп
6/4;4/2;2/Ч+ Lп
max Iмпр и max Iмпи	6898; 5,17	6498; 3,25

Таблица 8. Межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме предвходного блок-участка 2/Ч.

Межпоездные расстояния на перегоне 3Lбу + Lп	Грузовой поезд Iмпрг,м и Iмпиг, мин	Пассажирский поезд Iмпрп,м и Iмпип, мин
Ч2/10;10/8;8/6 + Lп
10/8;8/6;6/4 + Lп
8/6;6/4;4/2 + Lп
6/4;4/2;2/Ч+ Lп
max Iмпр и max Iмпи	7010; 5,26	6610; 3,31

 

I_{мпиг = Iмпрг *60/1000*80,м.}

Таблица 9. Межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме первого БУ удаления Ч2/10.

Межпоездные расстояния на перегоне 3Lбу + Lп	Грузовой поезд Iмпрг,м и Iмпиг, мин	Пассажирский поезд Iмпрп,м и Iмпип, мин
Ч2/10;10/8;8/6 + Lп
10/8;8/6;6/4 + Lп
8/6;6/4;4/2 + Lп
6/4;4/2;2/Ч+ Lп
max Iмпр и max Iмпи	6959; 5,22	6559; 3,28

 

Таблица 10. Межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10 и 10/8.

Межпоездные расстояния на перегоне 3Lбу + Lп	Грузовой поезд Iмпрг,м и Iмпиг, мин	Пассажирский поезд Iмпрп,м и Iмпип, мин
Ч2/10;10/8;8/6 + Lп
10/8;8/6;6/4 + Lп
8/6;6/4;4/2 + Lп
6/4;4/2;2/Ч+ Lп
max Iмпр и max Iмпи	7120; 5,34	6720; 3,86

Таблица 11. Межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10, 10/8 и предвходного БУ.

Межпоездные расстояния на перегоне 3Lбу + Lп	Грузовой поезд Iмпрг,м и Iмпиг, мин	Пассажирский поезд Iмпрп,м и Iмпип, мин
Ч2/10;10/8;8/6 + Lп
10/8;8/6;6/4 + Lп
8/6;6/4;4/2 + Lп
6/4;4/2;2/Ч+ Lп
max Iмпр и max Iмпи	7399; 5,50	6999; 3,50

 

Далее надо будет составить таблицы с ЗУ.

Нормы проектирования [ссылки РУ и Свод правил] трехзначной АБ с защитными участками рекомендуют использовать схему разграничения попутно следующих расчетных поездов наибольшим для участка (перегона) минимальным межпоездным расстоянием, которое включает длины трех блок-участков, а также длины ЗУ и расчетного поезда. Предполагается, что в таких условиях второму поезду расчетной пары обеспечивается движение при зеленом сигнальном показании АЛС. Потому, что второй поезд будет проезжать очередной путевой светофор с зеленым огнем после того, как в ограждаемый им блок-участок поступит код зеленого огня вместо желтого.

Во время движения по защитному участку трехзначной АБ хвост первого поезда ограждается двумя светофорами с красным огнем (см. рисунки ниже прошлого отчета). Расчетное межпоездное расстояние между центрами тяжести первого и второго поездов изменяется от 4L_бу + L_п  до 4L_бу + L_зу + L_п.  Освобождение защитного участка хвостом первого поезда и до освобождения части БУ, длиной L_бу - L_зу , межпоездное расстояние изменяется от 3L_бу + L_зу + L_п  до 3L_бу + L_{зу + +} (L_бу - L_зу) + L_п = 4 L_бу + L_п .

Следовательно, при использовании ЗУ расчетное межпоездное расстояние следует принимать равным максимальному значению: 4 L_бу + L_п. Это означает равенство длины защитного участка длине блок-участка, как в метрополитене, что снижает вероятность появления желтого огня АЛСН при сближениях попутных поездов одинаковых скоростных категорий.

Нам надо так и определять межпоездное расстояние, интервал и пропускную способность перегонов при ЗУ. Дополнительно надо определять эти показатели для пропуска поездов по главному пути промежуточных станций, где межпоездное расстояние должно включать: I_мпрс = L_вхг  + L_гп + L_выхг + L_зуу + L_п , длины входной и выходной горловин станции, длины главного пути и защитного участка на первом участке удаления и длину поезда. Это надо обсудить и сделать!

 

 

Потом  общей таблицей надо дать расчеты пропускной способности пассажирских и грузовых поездов.

Рисунок 4.

 

Рисунок 5

где – длина блок-участка;

– длины поездов 1 и 2 расчетной пары;

  l_сп1 – расстояние, проходимое хвостом поезда 1 в интервале времени от освобождения БУ и его ЗУ до смены сигнальных показаний светофоров и кодов АЛСН за поездом 1;

 l_сп2 – расстояние, проходимое головой поезда 2, за промежуток времени от занятия БУ с зеленым огнем до окончания проверки системой АЛС сохранения зеленого огня на локомотивном светофоре.

Ожидаю вопросы!!!

 

 

Потом рассмотрим, что сделано прежним способом, обсудим и сделаем выводы.

Представляет интерес анализ влияния на пропускную способность перегонов распределение избыточной длины, при котором длины блок-участков делаются равными.

Первым вариантом уменьшения длины предвходного блок-участка является распределение избыточной длины между всеми блок-участками перегона так, чтобы все были равны. Поэтому длины всех БУ перегона сначала приравниваются максимальной длине БУ на перегоне, равной 1852м (см. табл.1), которую достигает Ч2/10 БУ.

Рис. 2. Длины блок-участков трехзначной АБ и АЛСО в пределах перегона, при их равенстве максимальным тормозным путям пассажирского поезда.

Описание последовательности действий по равномерному распределению избыточной длины блок-участков между всеми БУ перегона сводится к следующему:

1. С помощью тяговых расчетов определяются длины блок-участков по максимальным тормозным путям среди всех категорий поездов, пропускаемых по перегону, и применяемых способов торможения.

2. Вычисляются добавки длин  к остальным БУ, при которой длина каждого становится равной длине самого длинного БУ . ,    i = 1,2, …, n,  где n – количество блок-участков на перегоне.

3. Если после действия 3 останется избыточная длина, то блок-участки делаются равными друг другу, а дополнительная избыточная длинна равномерно распределяется между всеми БУ.

4. Если после шага 3 избыточной длины для приравнивания длин БУ максимальному тормозному пути не достаточно, то эта длина равномерно распределяется между всеми БУ, длины которых получаются неравными.

5. Расстановка светофоров выполняется по полученным длинам БУ, сумма которых должна равняться длине перегона.

Таблица 2. Определение длин БУ при равномерном распределении избыточной длины между всеми БУ перегона.

 

Далее исправить номера таблиц и рисунков.

Наименование блок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Разность длин Б/У и максимальной длины среди всех БУ перегона, равной 1852 м	Длинны Б/У при их равенстве	Распределение остатка избыточной длинны 908м равномерно на все Б/У перегона
Ч2/10				1852 + 151,3 = 2003,3
10/8				2003,3
8/6				2003,3
6/4				2003,3
4/2				2003,3
2/Ч				2003,3
Суммы длин
Расчеты		10901 + 211 = 11112	12020 -11112 = = 908/6 = 151,3

Рисунок 3. Расстановка светофоров при равенстве длин блок-участков на перегоне.

 

Таблица 3. Длины БУ перегона при равномерном распределении избыточной длины между БУ, кроме предвходного участка 2/Ч.

 

Наименования блок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Разность длин Б/У и максимальной длины, равной 1852 м	Длинны Б/У при сохранении минимальной длинны предвходного участка	Распределение избыточной длинны 1098м равномерно на все Б/У перегона кроме предвходного участка и двух участков удаления
Ч2/10				1852 + 191 = 2043
10/8				1852 + 191= 2044
8/6
6/4
4/2
2/Ч		49(0)
Суммы длин
Расчеты		10901 + 211 = 11112	12020 – 1063 = 957 957/5 =191,4

 

Таблица 4. Длины БУ при равномерном распределении избыточной длины между БУ, кроме первого участка удаления на перегон

 

Наименование блок-участков	Длины блок-участков, равные, максимальным тормозным путям	Разность длин блок-участков и максимальной длины среди всех БУ перегона, равной 1852 м	Длинны Б/У при сохранении минимальной длинны первого участка удаления на перегон	Распределение избыточной длинны 1098м равномерно на все Б/У перегона кроме предвходного участка и двух участков удаления
Ч2/10
10/8				1852+181,6= = 2033,6
8/6				2033,6
6/4				2033,6
4/2				2033,6
2/Ч				2033,6
Суммы длин
Расчеты		10901 + 211 = 11112	12020 - 11112= 908 908/5 = 181,6

 

Таблица 5. Длины БУ при равномерном распределении избыточной длины между БУ перегона, кроме двух участков удаления и предвходного участка.

 

Наименование блок-участков	Длины блок-участков, равные максимальным тормозным путям	Разность длин Б/У и максимальной длины, равной 1852 м	Длинны Б/У при сохранении минимальной длинны предвходного участка и двух участков удаления	Распределение избыточной длинны 908м равномерно на все Б/У перегона
Ч2/10
10/8
8/6				1852 + 331 = 2183
6/4
4/2
2/Ч
Суммы длин
Расчеты		10901 + 126 = 11027	12020 – 11027 = = 993    993/3 = 331

 

 

Рисунок 4.

 

Рисунок 5

Сюда алгоритм определения максимального межпоездного расстояния и интервала.

 

 

1. Поезда располагается перед первыми тремя БУ перегона.

2. Вычисляется время хода центра тяжести поезда в координату, когда хвост поезда освободит три БУ:

(3)

3. Если получившийся по формуле 3 > , где  – максимальный межпоездной интервал, то  приравнивается к

4. Поезд сдвигается на один БУ в сторону конца перегона

5. Если хвост поезда находится за входным светофором, то расчёт заканчивается.

 

Межпоездное расстояние вычисляется по формуле:

(3)

Межпоездной интервал вычисляется по формуле:

(4)

Наличная пропускная способность вычисляется по формуле:

, поездов в час.

(5)

Таблица 5. Максимальные межпоездные расстояния при разных способах распределения избыточной длинны

	Пассажирские поезда	Грузовые поезда
Максимальные межпоездные расстояния при равномерном распределении избыточной длинны, м	6410	6860
Максимальные межпоездные расстояния при равномерном распределении избыточной длинны кроме участка приближения, м	6530	6980
Максимальные межпоездные расстояния при равномерном распределении избыточной длинны кроме участка удаления, м	6501	6951
Максимальные межпоездные интервалы при равномерном распределении избыточной длинны по всем Б/У кроме предвыходного и двух участков удаления, м	6955	7405
Максимальные межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям.	6498	6898
Максимальные межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме предвходного блок-участка 2/Ч	6610	7010
Максимальные межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме первого БУ удаления Ч2/10	6559	6959
Максимальные межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10 и 10/8	6720	7120
Максимальные межпоездные расстояния и интервалы при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10, 10/8 и предвходного БУ	6999	7399

 

Анализ расчетов показывает, что межпоездные интервалы для первых трёх случаев получаются будут практически одинаковыми, а для случая, когда избыточная длинна распределяется равномерно между всеми БУ, кроме предвходного и двух участков удаления пропускная способность незначительно повышается.

Таблица 5. Максимальные межпоездные интервалы при разных способах распределения избыточной длинны блок-участка

Способ распределения избыточной длинны	пассажирских поездов, мин	Грузовые поезда, мин
Равномернее распределение избыточной длинны блок-участка, мин	3,21 3,54	5,15 5,65
Равномернее распределение избыточной длинны БУ, кроме участка приближения	3,27 3,60	5,24 5,74
Равномернее распределение избыточной длинны кроме участка удаления, мин	3,25 3,59	5,21 5,72
Равномернее распределение избыточной длинны по всем Б/У кроме предвыходного и двух участков удаления, мин	3,48 3,82	5,55 6,06
Увеличение всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям.	3,25 3,57	5,17 5,72
Увеличение всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме предвходного блок-участка 2/Ч	3,31 3,63	5,26 5,80
Увеличение всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме первого БУ удаления Ч2/10	3,28 3,60	5,22 5,76
Увеличение всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10 и 10/8	3,36 3,67	5,34 5,86
Увеличение всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10, 10/8 и предвходного БУ	3,50 3,84	5,55 6,12

 

Таблица 5. Пропускная способность для перегона с расставленными светофорами при разных способах распределения избыточной длинны

	Пассажирские поезда	Грузовые поезда
Пропускная способность для перегона с расставленными светофорами при равномерном распределении избыточной длинны, поездов в час	16	10
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при равномерном распределении избыточной длинны кроме участка приближения, поездов в час	16	10
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при равномерном распределении избыточной длинны кроме участка удаления, поездов в час.	16	10
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при равномерном распределении избыточной длинны по всем Б/У кроме предвыходного и двух участков удаления, поездов в час	15	9
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям.	12	8
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме предвходного блок-участка 2/Ч	12	8
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме первого БУ удаления Ч2/10	12	8
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10 и 10/8	12	7
Пропускная способность для участка с расставленными светофорами при увеличении всех БУ трехзначной АБ долями избыточной длины перегона пропорциональными тормозным путям, кроме двух БУ удаления Ч2/10, 10/8 и предвходного БУ	11	7

 

 

Увеличение длины предвходного блок-участка повышает длительность станционного интервала попутного прибытия. Поэтому длина этого блок-участка должна быть равной длине максимального тормозного пути для данного места пути. На рассматриваемом перегоне этот БУ можно сократить на 2886 – 1803 = 1083м. Увеличение самого длинного БУ (Ч2/10) недопустимо, поскольку приведёт к росту интервала попутного отправления и снижению пропускной способности перегона.

Следовательно, требуется разделить избыточную длину предвходного БУ, между длинами остальных блок-участков, сделав их длины более максимальных тормозных путей. При этом следует сохранить равенство длин блок-участков длинам соответствующих тормозных путей, для предвходного БУ и двух БУ удаления за выходным светофором, которые оказываю существенное влияние на пропускную способность перегона.

 

Расчеты показывают, что пропускная способность перегона при определении длин блок-участков по первому способу, составит 10 грузовых поездов в час, а по второму способу только 9 поездов. С пассажирскими поездами по первому способу получилось 15 поездов в час, а по второму – 14. Надо сказать одним предложением о тех и других поездах.

 

Рисунок 6. Расстановка светофоров трехзначной АБ при равенстве длин БУ на перегоне. Это было сказано выше с тормоными путями и повторять не надо.

 

Надо сделать итоговую таблицу интервалов и пропускной способности при наличии защитных участков.

Всё так же, только будут длиннее расстояния и межпоездные интервалы при занятии хвостом первого грузового или пассажирского поезда ЗУ за третьим по ходу светофором.

Интересно как будут выглядеть  графики пропускной способности при разных способах распределения длин, указав их порядковыми номерами?

 

Далее прошлогодний текст

 

Текст далее используем для напоминания и сказанном!

 

 

Расстановка светофоров трехзначной АБ и сигнальных знаков «Граница блок-участка» при АЛСО, как правило, должна обеспечивать пропуск поездов с максимальными установленными скоростями: пассажирских – до140км/ч, грузовых – до 90 км/ч, а при четырехзначной АБ – пассажирских до120км/ч, грузовых  до 80 км/ч.

Нормы проектирования признают, что расстановка светофоров и сигнальных знаков по тормозным путям создает блок-участки (БУ) минимальных длин, исключающие столкновения попутных поездов и создающие  наименьшие межпоездные интервалы, при которых достигается максимальная пропускная способность железнодорожных участков.

Однако  расставлять светофоры автоблокировки (АБ) нормы [5,6] рекомендуют двумя способами по наибольшему из минимальных межпоездных интервалов расчетной пары поездов 1 и 2, которые движутся по участку с одинаково изменяющейся скоростью в зависимости от пройденного расстояния V_п1,2 = f (S).

При первом способе длины БУ, определяющие координаты установки светофоров, рассчитывают посредством наложения расчетного межпоездного интервала на кривую скорости с засечками времени расчетного поезда. При втором способе кривую времени хода головы второго поезда расчетной пары сдвигают на этот интервал относительно кривой времени движения хвоста первого поезда. В итоге оба способа основываются на делении интервала между хвостом первого поезда и головой второго на равные промежутки времени, по которым, учитывая скорости расчетных поездов, определяют длины блок-участков (БУ).

Разработчики обоих способов расстановки светофоров предполагают, что  такое решение создаёт условия для движения второго поезда расчетной пары при зеленом огне локомотивного светофора или индикатора автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), если, при сближении на расчетный межпоездной интервал, поезда будут проходить каждый БУ всего проектируемого   участка   за постоянный промежуток времени τ_бук, равный:

τ_бук = I_мпхг/k = const,                                              (1)

где I_мпхг – наибольший из минимальных межпоездных интервалов на проектируемом участке между хвостом первого расчетного поезда и головой второго;

k – количество БУ в этом межпоездном интервале, необходимое для движения поезда 2 при зеленом огне локомотивного светофора.

Количество БУ в минимально необходимом межпоездном расстоянии для движения второго поезда при зеленом сигнальном показании на локомотивном светофоре изменяется (рис.1) от трех до пяти в зависимости от значности АБ и АЛС, а также от способов кодирования БУ и наличия защитных участков (ЗУ).

При трехзначной АБ с АЛС без ЗУ  (рис.1,а) минимально необходимое межпоездное расстояние между центрами тяжести расчетной пары поездов 1 и 2  принимается равным трем БУ и составляет:

,

где   – длины трех блок-участков при трехблочном разграничении расчетных поездов;

– длины поездов 1 и 2 расчетной пары;

  l_сп1 – расстояние, проходимое хвостом поезда 1 в интервале времени от освобождения БУ за светофором 6 до смены сигнальных показаний светофоров и кодов АЛСН за поездом 1;

 l_сп2 – расстояние, проходимое головой поезда 2, за промежуток времени от занятия БУ за светофором 10 с зеленым огнем до окончания проверки системой АЛС сохранения зеленого огня на локомотивном светофоре.

Защитные участки устраивают на перегонах за каждым светофором трехзначной АБ (рис.1,б), используя дополнительные рельсовые цепи. Длина каждого защитного участка  должна быть [5,6] не менее тормозного пути экстренного торможения от устройств АЛС, определенного с максимально-возможной скорости входа на защитный участок – 60 км/ч для всех категорий поездов.

Длины ЗУ получаются менее длин БУ. В этих условиях после освобождения хвостом первого поезда ЗУ за светофором 6 поезд 1 ограждается одним светофором с красным огнем, и обеспечиваются указанные на рис.1,б сигнальные показания светофоров и коды АЛСН за поездом 1. Если в этот момент времени голова поезда 2 займет БУ за светофором 12, то на локомотивном светофоре сохранится зеленый огонь и минимально необходимое межпоездное расстояние  составит:

,

где  длина защитного участка за светофором 6.

 После освобождения хвостом первого поезда БУ за светофором 6 при занятом ЗУ за светофором 4 поезд 1 ограждается двумя светофорами с красным огнем (рис.1,в). Сигнальные показания светофоров и коды АЛСН за поездом 1 не меняются, но создается минимально необходимое межпоездное расстояние , равное:

где – длины каждого из четырех БУ трехзначной АБ.

Продвижение головы поезда 2 за светофор 10, во время занятия хвостом первого поезда ЗУ за светофором 4 (см. рис.1,в), может стать причиной появления на локомотивном светофоре желтого огня, длительность которого зависит от соотношения длин БУ и скоростей пары попутных поездов 1 и 2.

Поэтому при использовании ЗУ с длинами, менее длин БУ, в качестве расчётного межпоездного расстояния необходимо выбирать наибольшее расстояние из двух минимальных, которое увеличивается на один блок-участок.

Длина каждого БУ четырехзначной АБ составляет около половины длины соответствующего БУ трехзначной. В случае передачи кода «ж» в два БУ от светофора с желтым огнем и от светофора с одновременно горящими желтым и зеленым огнями (рис.1,г) и равенстве длин ЗУ и БУ, минимальное межпоездное расстояние составит:

В условиях передачи кода «ж» в один БУ (рис.1,д) и равенстве длин ЗУ и БУ, создается минимально необходимое  межпоездное расстояние, равное:

В условиях АЛСО при подаче кода «ж» в один блок-участок и равенстве длин ЗУ и БУ, минимальное межпоездное расстояние составляет:

В случае подачи кода «ж» в два БУ и длинах ЗУ, равных длинам БУ, минимальное межпоездное расстояние равно:

После расстановки светофоров и сигнальных знаков длины блок-участков становятся постоянными величинами, а минимальные межпоездные интервалы поездов, движущихся с более высокими скоростями, чем расчетные поезда, получаются меньше. Поэтому расставлять светофоры требуется [5,6] по наибольшему минимальному для всего участка расчетному межпоездному интервалу, который способны выдерживать самые медленно движущиеся поезда. Такая расстановка завышает межпоездные интервалы для более быстрых поездов, уменьшая их пропускную способность.

Применение ЗУ, повышая безопасность движения, увеличивает минимально необходимые межпоездные расстояния, что снижает пропускную способность. В случае ложной занятости защитного участка загораются красные огни на двух соседних путевых светофорах, проследование которых с особой бдительностью и скоростью до 20 км/ч увеличивает межпоездные интервалы, тем более, чем длиннее блок-участки и поезда.

При длинах ЗУ менее длин БУ минимально необходимое межпоездное расстояние в процессе движения расчетной пары поездов изменяется. Поэтому для расстановки светофоров требуется использовать большее из двух межпоездных расстояний, которые более на длину одного БУ. Длины БУ, при определении их по тормозным путям, уменьшаются по сравнению с длинами защитных участков. Поэтому необходимо исследовать эффективность использования ЗУ с разными длинами для сокращения межпоездных расстояний и интервалов.

Для выполнения условия (1), обеспечивающего движение поезда 2 при зеленом огне на локомотивном светофоре, расчетная пара поездов, при сближении на минимальные межпоездные расстояния, должна двигаться с одинаково изменяющейся скоростью в зависимости от пройденного расстояния, которая использована в процессе расстановки светофоров. Однако  скорости поездов всех категорий изменяются в процессе эксплуатации и модернизации инфраструктуры и подвижного состава. Поэтому нормативные графики движения графисты-технологи разрабатывают ежегодно, учитывая изменения установленных скоростей. По графикам составляют расписания движения поездов, в которых моменты времени прибытия и отправления поездов корректируют по измененным межпоездным интервалам.

Скорости тяжеловесных поездов на подъемах, а также обгоняемых поездов всех категорий снижаются в большей степени, чем у других поездов. Изменять графиковые станции обгона и скрещения поездным диспетчерам необходимо при существенных отклонениях от расписания поездов всех категорий. Обгонять грузовые поезда приходится даже поездами одинаковых категорий при уменьшении их приоритетов пропуска по участку. Это требуется в условиях задержек приема поездов на технические станции или на соседние диспетчерские участки, а также в случаях малой длительности оставшегося времени непрерывной работы локомотивных бригад, необходимости ускоренной смены и использования поездного локомотива, прибывающего на техническую станцию и т.д. 

Для поездов более высоких скоростных категорий, чем расчетные, по которым расставлены светофоры, а также для пар попутных поездов из разных категорий, выполнить условие (1) невозможно, поскольку они двигаются с другими скоростями.

 

 

Рис. 1. Схемы разграничения попутных поездов.

В процессе проектирования АБ расчетные координаты светофоров и сигнальных знаков изменяют, учитывая расположение переездов, искусственных сооружений, пассажирских платформ, особенности конструкций пути и контактной сети, а также условия видимости светофоров и сигнальных знаков АЛСО.

В итоге, любой способ расстановки светофоров и сигнальных знаков АЛСО не обеспечивает выполнение условия (1), даже для расчетной пары поездов. Поэтому  для движения поезда 2 при зеленом огне локомотивного светофора (см. рис. 1,а) необходимо для всех БУ участка выполнять условие (2). Оно требует, чтобы голова поезда 2, удаленного от поезда 1 на минимально необходимое межпоездное расстояние, не занимала БУ за очередным светофором с зеленым огнем (10) до поступления в этот БУ кода зеленого огня:

  ≥ + ,                             (2)

 где  времени занятия головой второго поезда БУ за очередным светофором (10) с зеленым огнем;  затраты времени на проверку системой АЛС сохранения зеленого огня на локомотивном светофоре поезда 2;  время освобождения хвостом первого поезда БУ перед очередным светофором с красным огнем (4);  затраты времени на смену сигнальных показаний светофоров и кодов АЛСН в блок-участках за поездом 1.

На основе сигнализации систем АБ и АЛС, а также информации дежурных по станциям и поездного диспетчера об условиях пропуска по участку (станциях обгона или скрещения, стоянках и т.д.) машинисты получают возможность при сближении поездов, снижая скорость поезда 2, сокращать длительность желтого огня на локомотивном светофоре.

При этом наиболее важным для машинистов является знание  мест расположения светофоров и сигнальных знаков, а также возможность их видимости. К этому добавляется умение оценивать тяговые и тормозные возможности управляемого поезда, знание плана и профиля пути, путевого развития станций, координат ограничений скорости, особенностей конструкций пути и контактной сети, сигнализации светофоров и кодирования блок-участков.

В итоге, при всех способах расстановки светофоров и сигнальных знаков, машинисты получают возможность создавать межпоездные расстояния (см. рис.1), которые включают количества БУ, необходимые для движения при зеленом огне на локомотивных светофорах или индикаторах АЛС.

Если расставлять светофоры по межпоездному интервалу, то необходимо использовать наибольший для участка минимальный межпоездной интервал, который способны выдерживать самые медленные поезда. После расстановки такие интервалы становятся избыточными для поездов более высоких скоростных категорий, что снижает пропускную способность участков.

При разработке нормативных графиков движения межпоездные интервалы, определяют графисты-технологи по количествам поездов, которые необходимо пропустить по участку в разные периоды суток. Количества поездов различных категорий определяются задаваемыми объемами перевозок пассажиров и грузов. В часы пик, особенно для пригородных перевозок, используются уменьшенные межпоездные интервалы, допустимые системой ИРДП.

Длительности остановок пригородных поездов у пассажирских платформ разработчики графиков включают в межпоездные интервалы при движении поездов без обгонов и скрещений. В иных случаях длительности остановок учитывают в станционных интервалах.

Время начала и длительности межпоездных и станционных интервалов пригородных, местных и дальних пассажирских поездов графисты-технологи согласовывают с разработчиками ведомостей занятия путей головных станций, планов оборота составов и графиков работы поездных бригад. Эти данные используются при разработке графиков и расписаний движения.

При расстановке светофоров по тормозным путям создаются самые короткие блок-участки, которые поезда всех скоростных категорий имеют возможность проходить за разные, но минимальные промежутки времени. Это создает резервы наличной пропускной способности. Резервы требуются в условиях пропуска по участку дополнительных поездов, которые обходят соседние ремонтируемые участки, а также при  движении  поездов с пониженными скоростями. Это происходит при двустороннем движении по одному пути двухпутных участков во время ремонта другого пути,  после окончания ремонта на данном пути до разрешения движения с установленной скоростью, а также при выдаче предупреждений о временном снижении установленной скорости. 

Следовательно, расставлять светофоры АБ и сигнальные знаки АЛСО целесообразно только, исходя из расчетных тормозных путей, которые определяются методом тяговых расчетов по утвержденным формулам, в которых:

Основное удельное сопротивление движению четырехосных вагонов

– 2016

– 1985

Основное удельное сопротивление движению пассажирских вагонов

 – 2016

 – 1985

Основное удельное сопротивление движению грузового локомотива

Основное удельное сопротивление движению пассажирского локомотива

Основное удельное сопротивление движению локомотива по ПТР 1985

 

Расчетный коэффициент трения между колесом колодкой грузового вагона

Расчетный коэффициент трения между колесом колодкой пассажирского вагона

 

Время подготовки тормозов к действию (t_п) при управлении тормозами с головы поезда (режим воздухораспределителей — груженый или средний) определять по формулам для грузового поезда:

Время подготовки тормозов к действию (t_п) при управлении тормозами с головы поезда (режим воздухораспределителей — груженый или средний) определять по формулам для пассажирского поезда:

Путь подготовки тормозов к действию cjcnfdbn^:

S_п = 0, 278 V_нт t_п ,

где V_нт  - скорость начала торможения.

 

Путь действительного торможения.  Это ΔSⁱ _д , которое надо просуммировать от i до n. В знаменателе должно быть (b_т + w’ ± i_с ), b_т и i_с в других формулах

         

Таблица 1. Расчетные величины

Обозначения используем величин	Пассажирский поезд                 Грузовой поезд
Расчетный тормозной коэффициент
при V <90		3.3
при V <120	6.0

 

При расчете времени подготовки тормозов к действию t_п при экстренном, полном служебном и служебном торможениях добавляется для АЛСН 9с, для                                                                                     АЛС-ЕН 6. При экстренном торможении от устройств АЛС добавка составляет для АЛСН 14с,  а для АЛС-ЕН 9с.   

При служебном торможении тормозное усилие b_т  принимается равным 0,65, при полном служебном 0,8, а при экстренном и автостопном 1,0. 

Тормозной путь поезда включает две составляющие:

S_тп = S_п + S_д .

/Таблица 2. Результаты тяговых расчетов

Уклон	Служебное торможение	Полное служебное торможение	Экстренное торможение	Автостопное торможение при АЛСН	Автостопное торможение при АЛС-ЕН
Пассажирские поезда
Тормозной путь со скорости 120 км/ч, м
10‰	1353,55	1193,78	1040,10	1440,10	1140,10
0‰	1770,73	1497,57	1255,47	1655,47	1355,47
-10‰	2423,95	1929,66	1537,59	1937,59	1637,59
Тормозной путь со скорости 140 км/ч, м
10‰	1675,27	1481,44	1292,57	1759,23	1409,23
0‰	2345,15	1979,46	1654,41	2121,08	1771,08
-10‰	3322,58	2645,41	2103,96	2570,63	2220,63
Длина защитного участка, м
10‰			271,29	471,29	321,29
0‰			208,16	1655,47	1355,47
-10‰			387,03	587,03	437,03
Грузовые поезда
Тормозной путь со скорости 80 км/ч, м
10‰	799,81	732,89	663,36	930,03	730,03
0‰	1282,17	1094,62	928,11	1194,77	994,77
-10‰	2216,95	1692,22	1312,24	1578,90	1378,90
	Тормозной путь со скорости 90 км/ч, м
10‰	1022,32	933,40	841,01	1141,01	916,01
0‰	1640,30	1396,32	1178,99	1478,99	1253,99
-10‰	2899,67	2193,99	1686,73	1986,73	1761,73
Длина защитного участка, м
10‰			297,51	1141,01	916,01
0‰			372,54	1478,99	1253,99
-10‰			499,59	1986,73	1761,73

 

Рисунок 2,а. Тормозные пути при уклоне 0‰. Надо увеличить рисунки, трудно читать надписи.

Рисунок 2,б. Тормозные пути при уклоне 10‰

Рисунок 2,в. Тормозные пути при уклоне -10‰

 

Эконмическая эффективность установки дополнительных светофоров и сигнальных знаков обосновывается значительной стоимостью сокращаемых поездо-часов проследования диспетчерских участков в обычных условиях и при выполнении ремонтных работ.

Перспективы увеличения максимальных тормозных путей сповышением скоростей поездов необходимо учитывать, создавая запасы длин БУ на основе прогноза реконструкции инфраструктуры и модернизации подвижного состава. С этой целью нормы [5,6] устанавливают длину блок-участков не менее 1000м.

Эти перспективы лучше всего учитывают  подвижные блок-участки [4], длины которых определяются не максимальными тормозными путями для всех категорий поездов, проходящих по участку, а рассчитываются для поездов, движущихся в данные моменты времени. Происходящее при этом сокращение длин подвижных БУ повышает пропускную способность участков. Отсутствие светофоров и сигнальных знаков затрудняет машинистам регулирование скоростей поездов. Поэтому необходимо обеспечить надежную и своевременную индикацию на локомотивах координат головы каждого поезда, достижение которых должно сопровождаться указываемыми величинами скорости. 

Технология расстановки светофоров по тормозным путям (рис.2) иллюстрируется на примере двухпутного перегона с трехзначной АБ и АЛС, в условиях движения пассажирских и грузовых поездов. С помощью тяговых расчетов установлено, что максимальные тормозные пути требуются для пассажирского поезда, которые определили длины блок-участков. Наибольшее для перегона минимальное межпоездное расстояние L_мпр трехзначной АБ без ЗУ, включающее три БУ (Ч2-12, 12-10 и 10-8), создает  наибольший минимальный межпоездной интервал для грузовых поездов I_миг =  4,74 мин, а для пассажирских поездов I_{мип =} 3,03 мин. Использование ЗУ увеличивает межпоездные расстояния на один БУ и межпоездные интервалы грузового и пассажирского поездов становятся равными I_миг = 6,06 мин и I_мип = 3,9 мин_.  

Наличная пропускная способность двухпутного перегона за час при автоблокировке (АБ) определяется [7] по формуле:

                  (3)                    

где I _{мпи –}  наибольший минимальный для перегона межпоездной интервал между центрами тяжести поездов, для которых рассчитывается пропускная способность;  t_тех  – затраты времени в сутки на ремонтно-восстановительные работы (150 мин);  – коэффициент надежности технических средств (0,95).

Результаты расчета пропускной способности по формуле (3) представлены в таблице 1.

Таблица 3. Зависимость пропускной способности двухпутного перегона за час при трехзначной АБ от наибольшего минимального межпоездного интервала

 

 

Межпоездной интервал, мин
Пропускная способность, поездов/ч

 

Рисунки должны соответствовать таблице интервалов и пропускной способности надо сделать в том же порядке, как в таблице. Это касаетсяколичеств БУ в межпоездном расстоянии см. таблицу!

Рис. 3,а. Расстановка по тормозным путям светофоров трехзначной АБ  без ЗУ.

 

Надо здесь 3БУ трехзначной. Правильно!

Рис. 3,б. Расстановка по тормозным путям светофоров трехзначной АБ с ЗУ и АЛСО. Надо 4БУ. Правильно!

Рис. 3,в. Расстановка по тормозным путям светофоров трехзначной АБ с ЗУ и сигнальных знаков АЛСО при скоростях 140 и 90 км/ч. 4БУ Правильно!

 

 

Рис. 3,г. Расстановка по тормозным путям светофоров четырёхзначной АБ без ЗУ. Здесь 2БУ в интервале как надо, но в таблице этого нет.

Рис. 3,д. Расстановка по тормозным путям светофоров четырёхзначной АБ с ЗУ и АЛСО при скоростях 140 и 90 км/ч.

 

Если при расстановке светофоров трехзначной АБ по тормозным путям потребная пропускная способность не достигается, то  следует использовать четырехзначную АБ. При скоростях пассажирских поездов до 140 км/ч и грузовых до 90 км/ч необходимо передавать код «ж» в два блок-участка.

 

Зависимости расчетных межпоездных интервалов и пропускной способности рассматриваемого перегона в час от технического оснащения диспетчерского участка представлены в таблице 2 и р.

 

Таблица 4. Минимальные межпоездные интервалы и соответствующая им пропускная способность. Надо проверить соответствие таблицы 4 и рисунков 3

 

Технические средства разграничения поездов	Минимальное количество блок-участков в разграничении поездов для движения при зеленом огне светофоров	Грузовой  поезд межпоездной интервал/ пропускная способность	Пассажирский поезд межпоездной интервал/ пропускная способность
Трехзначная АБ с АЛС без ЗУ 120/80 км/ч	3 блок-участка трехзначной АБ	4,74/11	2,95/17
Трехзначная АБ с ЗУиАЛС,120/80 км/ч	4 блок-участка трехзначной АБ	6,06/8	3,83/13
Трехзначная АБ  с ЗУ и АЛС, при скоростях поездов 140/90 км/ч	4 блок-участка трехзначной АБ	Добавить!
Четырехзначная АБ с ЗУ, АЛС и подачей кода «ж» в один БУ при скоростях поездов 120 и 80 км/ч	4 блок-участка четырехзначной АБ	7,11/7	4,35/12
Четырехзначная АБ с ЗУ, АЛС и подачей кода «ж» в два БУ при скоростях поездов 140 и 90 км/ч	5 блок-участков четырехзначной АБ	3,40/15	2,06/24
АЛСО с ЗУ и подачей кода «ж» в один БУ	4 блок-участка трехзначной АБ	4,68/11	2,80/18
АЛСО с ЗУ и подачей кода «ж» в два БУ при скоростях поездов пассажирских140 км/ч и грузовых 90 км/ч	5 блок-участков четырехзначной АБ	6,06/8	3,83/13

 

К недостатку применяемых систем АБ и АЛС следует отнести малое количество БУ в межпоездных расстояниях, при которых машинисты предупреждаются о красном огне на впереди расположенных путевых светофорах. При трехзначной АБ без ЗУ это число равно двум БУ, а при наличии ЗУ – трем (см. рис.1). При четырехзначной АБ и подаче кода «ж» в один БУ это число равно трем коротким БУ и четырем при подаче кода «ж» в два БУ. Поэтому, приближаясь к очередному светофору с зеленым огнем, машинисты не получают информации о том, будет ли на следующем светофоре желтый огонь или желтый с зеленым, когда для снижения скорости служебного торможения недостаточно.

 

Используемая в современных системах интервального регулирования движения поездов (ИРДП), передача на локомотивы информации о возникающих количествах БУ между хвостом первого поезда и головой второго, а также о количестве БУ, необходимом для сохранения зеленого огня на локомотивном светофоре, несомненно, полезна, как и данные о координате и скорости впередиидущего поезда. Эта информация оповещает о наличии межпоездных расстояний, которые позволяют, используя служебное торможение, плавно регулировать скорость, не допуская сближения поездов, при котором на локомотивном светофоре (индикаторе) второго поезда появится желтый огонь. Перспективы автоматизации информационного обеспечения поездных диспетчеров и машинистов рассматриваются в работах [1,2,3,4].

В процессе ежегодных тяговых расчетов для разработки нормативных графиков движения определяют перегонные времена хода и затраты времени на разгон и замедление всех категорий поездов, обращающихся по диспетчерским участкам. Станционные и межпоездные интервалы между взаимодействующими поездами различных категорий и приоритетов, необходимые для разработки нормативных графиков движения, определяют графисты-технологи, а при оперативной корректировке нормативных графиков – поездные диспетчеры.

 Расчет наличной пропускной способности железных дорог [7] определяется в расчетных грузовых поездах с использованием коэффициентов съема. Моменты времени прибытия и отправления поездов для технических станций не определяются. Это исключает возможность увязки моментов времени начала и окончания станционных технологических операций со временем прибытия и отправления поездов. Вместо этого по количеству этих поездов и связанных с ними маневровых передвижений, длительность которых оценивается по усредняющей формуле, рассчитывается суточная загрузка расчетных элементов путевого развития станций. Расчетный элемент с максимальной загрузкой определяет пропускную способность станции за сутки. В инструкции [8] по определению этих интервалов предлагаются средние статистические данные о длительностях выполнения станционных технологических операций, и рекомендуется использовать тяговые расчеты.

Для уточнения оценки пропускной способности железнодорожных технических станций, участков, линий и направлений предлагается использовать метод имитационного моделирования движения поездов [9,10,11,12] всех используемых категорий. Метод основан на применении тяговых расчетов для определения скоростей и времен хода поездов, учитывая их параметры, условия пропуска по участкам и технические характеристики систем ИРДП.

Определять станционные и межпоездные интервалы, а также выбирать станции обгона и скрещения по критерию минимизации стоянок поездов, предлагается с помощью компьютерной программы, объединяющей тяговые расчеты с математической обработкой статистических данных о моментах времени занятия и освобождения поездами блок-участков и станционных изолированных секций. Эти данные предлагается получать от средств индикации диспетчерской и электрической централизаций, а также от устройств диспетчерского контроля.

Уникальной особенностью программного обеспечения метода имитационного моделирования является увязка графиковых моментов времени прибытия поездов на технические станции с последующими технологическими операциями. Очередности и длительности их выполнения задаются алгоритмическим описанием технологии работы станции с прибывающими поездами, учитывая количества путей приема, длительности их занятия и затраты времени на выполнение маневровых передвижений.  

Моменты времени отправления поездов с технических станций определяет алгоритм подготовки поездов к отправлению, который задает последовательности и длительности выполнения технологических операций, учитывая особенности станций. 

В результате имитационного моделирования рассчитываются и разрабатываются вариантные графики движения максимальных количеств поездов, задаваемых категорий за сутки, месяцы и годы, без использования коэффициентов съема. Достоинством метода является определение возможности освоения планируемых объемов пассажирских и грузовых перевозок с учетом необходимости предоставления «окон» для ремонтов инфраструктуры. Длительности и сроки предоставления «окон» рассчитываются компьютерной программой на основе определения пропущенного тоннажа и нормативных сроков назначения ремонтов.

Применение непараллельных графиков движения  для зон безобгонного проследования пакетов поездов одинаковых скоростных категорий (конфигураций) [13], позволяет повышать скорости пакетов поездов. Это увеличивает пропускную способность безобгонных зон, создает резервы времени, стабилизирующие выполнение нормативных графиков, и уменьшает задержки поездов. Поэтому использование конфигураций заслуживает более широкого применения при разработке нормативных графиков для зон интенсивного пригородного и дальнего пассажирского безобгонного движения, создавая по предлагаемой технологии  условия для движения поездов при зеленых огнях на локомотивных светофорах или индикаторах.