Лекция 10 · 4 ч · 7 разделов

Организация железнодорожных перевозок и управление движением поездов

Перевозочный процесс и его документальное обеспечение, поезд и классификация поездов, организация вагонопотоков и план формирования, график движения поездов и его элементы, классификация графиков, станционные интервалы, пропускная и провозная способность, диспетчерское управление и показатели эксплуатационной работы

Лекция объясняет, как из отдельных вагонопотоков и локомотивов складывается регулярный перевозочный процесс. Студент изучает понятие поезда и классификацию поездов, назначение плана формирования, значение и элементы графика движения поездов, виды графиков, станционные интервалы, методы расчёта пропускной и провозной способности, а также систему диспетчерского управления движением. После лекции студент должен уметь определить категорию и номер поезда, объяснить, чем техническая скорость отличается от участковой и маршрутной, и рассчитать наличную пропускную способность участка по ограничивающему перегону.

План

Основы организации перевозочного процесса и его документальное обеспечение
Поезд. Классификация и нумерация поездов
Организация вагонопотоков и план формирования поездов. Поезда повышенной массы и длины
График движения поездов: значение, требования к нему и основные элементы
Классификация графиков движения. Станционные интервалы
Пропускная и провозная способность железных дорог и мероприятия по их усилению
Система управления движением поездов и показатели эксплуатационной работы

Термины Ключевые термины

Ниже перечислены основные понятия лекции. Полные определения доступны в разделе «Термины».

Поезд — сформированный и сцепленный состав вагонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий установленные сигналы.
Сквозной поезд — поезд, проходящий без переработки не менее одной технической (сортировочной или участковой) станции.
Участковый поезд — поезд, следующий без переработки от одной технической станции до другой.
Сборный поезд — поезд из вагонов назначением на промежуточные станции прилегающего участка.
Вывозной поезд — поезд для вывоза групп вагонов с узла на ближайшие станции участка.
Передаточный поезд — поезд для доставки вагонов с одной станции узла на другую.
Внеочередные поезда — пожарные и восстановительные поезда, снегоочистители, локомотивы без вагонов, специальный самоходный подвижной состав, назначаемые для восстановления нормального движения и тушения пожара.
План формирования поездов — система организации и продвижения гружёных и порожних вагонопотоков в пункты назначения, устанавливающая род и назначение формируемых поездов и порядок включения в них вагонов.
Маршрутизация перевозок — организация перевозок поездами, следующими на большие расстояния без переработки на попутных станциях.
ЕСР — единая сетевая разметка, система цифрового обозначения железнодорожных станций; код строится по принципу NNYYK.
Длинносоставный поезд — грузовой поезд, длина которого в условных вагонах превышает максимальную норму, установленную графиком движения на участке следования.
Тяжеловесный поезд — грузовой поезд, масса которого для соответствующих серий локомотивов на 100 т и более превышает установленную графиком весовую норму.
Соединённый поезд — поезд, составленный из двух и более сцепленных между собой грузовых поездов с действующими локомотивами в голове каждого поезда.
График движения поездов — основной нормативно-технологический документ, регламентирующий работу всех подразделений по обеспечению движения поездов.
Период графика — время занятия ограничивающего перегона группой поездов, характерной для принятого графика движения.
Ограничивающий перегон — перегон, время занятия которого парой поездов или поездом является максимальным.
Станционный интервал — минимальный промежуток времени, обеспечивающий безопасное выполнение операций приёма, отправления и проследования поездов на раздельном пункте.
Межпоездной интервал — минимальное время, которым разграничивают поезда при следовании по перегонам на участках с автоматической блокировкой или АЛС как самостоятельным средством сигнализации и связи.
Наличная пропускная способность — максимальное число поездов (пар поездов), которое может быть пропущено по участку за единицу времени при данной технической оснащённости и принятом способе организации движения.
Провозная способность — размеры грузовых перевозок в миллионах тонн, которые могут быть выполнены на данной линии в течение года.
Поездной диспетчер (ДНЦ) — работник, осуществляющий непосредственное управление движением поездов на участке (диспетчерском круге).
Коэффициент съёма — отношение времени съёма, связанного с пропуском поезда определённой категории, к времени занятия перегона грузовым поездом установленных веса и длины.

1. Основы организации перевозочного процесса

Перевозочный процесс на железнодорожном транспорте — это согласованная работа всех хозяйств и подразделений: станций, локомотивных и вагонных депо, пунктов технического обслуживания, дистанций пути, устройств СЦБ и связи, тяговых подстанций. Координирующим документом этой работы служит график движения поездов, а исходными данными для него — план перевозок и план формирования поездов.

Исходным звеном организации перевозок служит план перевозок, который устанавливает корреспонденцию вагонопотоков между районами погрузки и выгрузки. Данные об этой корреспонденции сводятся в косые таблицы (их называют «шахматками»), наглядно показывающие число вагонов, следующих из каждого района отправления в каждый район назначения. Вагоны, отправляемые со станций и следующие по определённым направлениям, образуют вагонные потоки; правильная организация этих потоков обеспечивает ускорение оборота вагона, сокращение затрат и своевременную доставку грузов.

Для информационного обеспечения управления перевозочным процессом применяется кодирование первичных данных: всех станций сети (единая сетевая разметка — ЕСР), отправителей и получателей грузов, грузов, подвижного состава. Вся сеть железных дорог разбита на 99 сетевых районов, в каждый из которых включена одна опорная станция (как правило, крупная сортировочная или участковая) и не более 99 других станций, открытых для грузовых операций. Код ЕСР состоит из четырёх цифр основной части и пятой — контрольной, то есть строится по принципу NNYYK, где NN — номер сетевого района, YY — порядковый номер станции в районе, K — контрольная цифра. Нумерация районов возрастает с запада на восток: в первый район входят станции Кольского полуострова и Карелии, в 99-й — острова Сахалин. Например, код ЕСР станции Санкт-Петербург-Сортировочный-Московский — 03000.

Документальное обеспечение перевозок. Грузовая и коммерческая работа на железнодорожном транспорте осуществляется на основе Устава железнодорожного транспорта Российской Федерации. Перевозка оформляется транспортной железнодорожной накладной, состоящей из четырёх листов: оригинал накладной, дорожная ведомость, корешок дорожной ведомости и квитанция о приёме груза. С грузом следуют оригинал накладной, дорожная ведомость и вагонный лист. Провозная плата определяется по тарифному руководству.

Порядок планирования перевозок грузов строится на заявке: заявку с указанием количества вагонов и тонн грузоотправитель представляет станции отправления, причём срок действия заявки не может превышать 45 дней. Заявки представляются не менее чем за 10 дней до начала перевозок в прямом железнодорожном сообщении и не менее чем за 15 дней — в прямом и непрямом международном и смешанном сообщении, а также когда пунктами назначения указаны порты. Перевозчик обязан рассмотреть заявку в течение двух дней и вернуть согласованную заявку грузоотправителю не позднее чем за 3 дня до заявленного срока начала перевозки.

2. Поезд. Классификация и нумерация поездов

Поезд — сформированный и сцепленный состав вагонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий установленные сигналы. Отправляемые на перегон локомотивы без вагонов, моторные вагоны и специальный самоходный подвижной состав также рассматриваются как поезда.

Классификация поездов по назначению. Грузовые поезда делятся на:

сквозные — проходящие без переработки не менее одной технической (сортировочной или участковой) станции;
участковые — следующие без переработки от одной технической станции до другой;
сборные — состоящие из вагонов назначением на промежуточные станции прилегающего участка;
вывозные — для вывоза групп вагонов с узла на ближайшие станции участка;
передаточные — для доставки вагонов с одной станции узла на другую.

Отдельно планируют формирование ускоренных грузовых поездов, в которые включаются вагоны с живностью, скоропортящимися и другими грузами, требующими быстрой доставки. В зависимости от числа групп вагонов разных назначений поезда могут быть одногруппными и групповыми. При разработке плана формирования предусматривается также составление поездов из порожних вагонов по отдельным родам подвижного состава — из крытых вагонов, цистерн, платформ; такие поезда, как правило, следуют без переработки до станций погрузки.

По старшинству поезда делятся на внеочередные, очередные и назначаемые по особым требованиям. К внеочередным относятся пожарные и восстановительные поезда, снегоочистители, локомотивы без вагонов, специальный самоходный подвижной состав, назначаемые для восстановления нормального движения и тушения пожара. Очередные поезда располагаются в следующем порядке приоритетности: пассажирские скоростные, пассажирские скорые, остальные пассажирские, почтово-багажные, воинские, грузо-пассажирские, людские, ускоренные грузовые, грузовые, хозяйственные поезда и локомотивы без вагонов. Людскими считаются грузовые поезда при постановке в них 10 вагонов и более, занятых людьми; хозяйственными — поезда, обслуживающие собственные нужды дороги (перевозка балласта, рельсов, шпал и других материалов).

Нумерация поездов. Каждому поезду в зависимости от его категории на станциях формирования присваивают номер: скорым — 1–99; пассажирским дальним круглогодичного обращения — 171–299; пригородным — 6001–6998; грузовым сквозным — 2001–2998; участковым — 3001–3398; сборным — 3401–3498. Поездам одного направления присваиваются нечётные номера, а поездам обратного направления — чётные. Пассажирские поезда в зависимости от дальности следования делятся на дальние (свыше 700 км), местные (от 200 до 700 км) и пригородные (до 200 км).

Приёмом, отправлением и проследованием поездов на каждом раздельном пункте распоряжается дежурный по станции; на участках, оборудованных диспетчерской централизацией, эти функции выполняет поездной диспетчер.

3. Организация вагонопотоков и план формирования поездов

Организация вагонопотоков — основа технологии перевозочного процесса и важнейший инструмент управления эксплуатационной работой на железнодорожном транспорте. Она устанавливает наиболее рациональную систему формирования поездов и порядок их следования по железнодорожным направлениям. Цели организации вагонопотоков в поезда: обеспечение устойчивого положения ОАО «РЖД» на рынке транспортных услуг, обеспечение минимальных расходов на перевозки и соблюдение нормативных сроков доставки грузов с учётом запросов грузоотправителей и грузополучателей.

План формирования поездов — это система организации и продвижения гружёных и порожних вагонопотоков в пункты назначения; он устанавливает род и назначение (то есть станции расформирования, выгрузки или подачи под погрузку) поездов и групп вагонов, формируемых железнодорожными станциями, и порядок включения вагонов в назначения грузовых поездов. План формирования — единый технологический процесс работы всех железнодорожных станций сети, который связывает между собой грузопотоки с графиком движения поездов.

При составлении плана формирования стремятся включить как можно большее число вагонов в маршруты, чтобы поезда следовали на большие расстояния без переработки (переформирования) на попутных станциях. При формировании подбираются вагоны, следующие до одной станции назначения или расформирования. При этом ускоряется продвижение груза, улучшается использование подвижного состава и снижаются затраты на перевозки — в этом суть и значение маршрутизации перевозок.

Задачи плана формирования поездов: продвижение вагонопотоков с учётом допустимого времени доставки вагонов в пункты назначения; наиболее целесообразное распределение между станциями сортировочной работы с немаршрутизированными вагонами; интенсивное использование маневровых локомотивов, сортировочных устройств и путевого развития станций; повышение производительности поездных локомотивов и локомотивных бригад; наиболее рациональная организация гружёных маршрутных поездов с мест погрузки и порожних маршрутных поездов с мест выгрузки; обеспечение ритмичной эксплуатационной работы железных дорог; переход к системе централизованного управления вагонопотоками на сети железных дорог.

Поезда формируются из вагонов определённых назначений с установленной графиком движения нормой массы и длины состава. В зависимости от рода и назначения поездов устанавливаются нормы массы и длины:

унифицированные — для пропуска сквозных поездов без перелома массы и длины в пределах направления;
параллельные (повышенные или пониженные) — для пропуска без перелома массы и длины отправительских маршрутов, маршрутов из порожних вагонов и сквозных поездов, поступающих с другого направления;
участковые (критические) — устанавливаемые по мощности локомотива для участка и используемые при значительном участковом вагонопотоке.

Поезда повышенной массы и длины. Различают: длинносоставный грузовой поезд — длина которого (в условных вагонах) превышает максимальную норму, установленную графиком движения на участке следования; повышенного веса — весом более 6 тыс. т с одним или несколькими действующими локомотивами в голове состава, в голове и хвосте, в голове и последней трети состава; повышенной длины — длиной 350 осей и более (для пассажирского поезда — 20 вагонов и более); соединённый — составленный из двух и более сцепленных между собой грузовых поездов с действующими локомотивами в голове каждого поезда; тяжеловесный — вес которого для соответствующих серий локомотивов на 100 т и более превышает установленную графиком движения весовую норму на участке следования.

4. График движения поездов: значение, требования, элементы

График движения поездов — основной нормативно-технологический документ, регламентирующий работу всех подразделений по обеспечению движения поездов, и одновременно план всей эксплуатационной работы железных дорог. График координирует работу станций, локомотивных и вагонных депо, тяговых подстанций, пунктов технического обслуживания, дистанций пути и других подразделений, объединяя их в единый технологический процесс. На основе графика движения составляется расписание движения поездов для пассажиров.

Требования к графику движения поездов:

удовлетворение потребностей в перевозках пассажиров и грузов;
безопасность движения поездов;
эффективное использование пропускной и провозной способности участков и перерабатывающей способности станций;
высокопроизводительное использование подвижного состава;
соблюдение установленной продолжительности непрерывной работы локомотивных бригад;
возможность производства работ по текущему содержанию и ремонту пути, сооружений, устройств СЦБ, связи и электроснабжения.

Как строится график. Ход поезда изображается в виде движения точки в системе координат, где по оси абсцисс откладывается время суток от 0 до 24 ч, а по оси ординат — пройденное расстояние; таким образом, график выражает зависимость t = f(S), где S — путь, пройденный поездом, t — время его хода. След движения точки условно принимают за прямую, соединяющую точки отправления и прибытия поезда на смежных раздельных пунктах, исходя из того, что поезд следует по перегону с одинаковой скоростью (фактически скорость изменяется при разгоне и замедлении). Угол наклона прямой к горизонтали характеризует скорость движения поезда. График строится на стандартной сетке с масштабом времени 4 мм = 10 мин и масштабом расстояний 2 мм = 1 км; каждый час разделён вертикальными линиями на шесть 10-минутных интервалов, при этом получасовые деления показываются штриховой линией. Горизонтальными линиями обозначаются оси раздельных пунктов. Нечётные поезда наносятся сверху вниз, а чётные — снизу вверх. В точках пересечения линий движения поездов с осями раздельных пунктов, то есть в тупых углах, ставится последняя цифра времени прибытия, отправления или проследования поезда, указывающая число минут сверх целого десятка.

Элементы графика движения. Для составления графика должны быть определены:

времена хода поездов различных категорий по перегонам, определяемые тяговыми расчётами и уточняемые на основании опытных поездок и достижений передовых машинистов;
продолжительность стоянок поездов на станциях для выполнения технических, грузовых и пассажирских операций;
станционные интервалы — интервалы неодновременного прибытия и отправления, скрещения, попутного следования;
интервалы между поездами в пакете;
время нахождения локомотивов на станциях локомотивного депо и в пунктах оборота — оно также является элементом графика.

Прокладку линий хода грузовых поездов на графиках однопутных участков в большинстве случаев начинают с ограничивающего перегона — перегона, время занятия которого парой поездов или поездом является максимальным (чаще всего это перегон наибольшей длины с тяжёлым профилем). Время занятия ограничивающего перегона парой поездов называется периодом графика T_пер. При заполнении ограничивающего перегона должна быть использована та схема пропуска поездов, которая обеспечивает прокладку наибольшего числа поездов при заданных условиях. График разрабатывают на наибольшие размеры движения, а для выполнения ремонтных работ предусматривают «окна» — временные промежутки, в которые прекращается движение поездов по графику и определённые перегоны предоставляются в распоряжение путевой или строительной организации.

Порядок разработки графика: сначала прокладывают линии хода пассажирских поездов с сохранением действующего расписания поездов постоянного обращения; затем — линии хода ускоренных грузовых поездов, отправительских и ступенчатых маршрутов постоянного обращения и остальных поездов; сборные поезда прокладывают по заранее составленной схеме с минимальным простоем местных вагонов на промежуточных станциях.

5. Классификация графиков движения и станционные интервалы

Графики движения классифицируют по нескольким признакам:

по скорости движения — параллельные (поезда каждого направления следуют с одинаковой скоростью, поэтому линии их хода параллельны) и непараллельные (нормальные), когда пассажирские и грузовые поезда движутся с разными скоростями. В обычных условиях эксплуатации движение происходит по нормальным графикам;
по числу главных путей — однопутные, двухпутные, однопутно-двухпутные и многопутные. На однопутном графике главный путь используется для движения в обоих направлениях, поэтому скрещение и обгон поездов возможны только на станциях и разъездах; на двухпутном — как на перегонах, так и на станциях;
по соотношению числа поездов в чётном и нечётном направлениях — парные (число поездов одинаково) и непарные (число различно);
по расположению поездов попутного следования — пачечные, пакетные и частично-пакетные. При пакетном графике поезда попутного следования следуют с разграничением межпоездными интервалами; в общем случае период пакетного графика T_пп = T_пн + I·(k − 1), где I — интервал между поездами в пакете, k — число поездов в пакете.

Станционные интервалы — минимальные промежутки времени, обеспечивающие безопасное выполнение операций на раздельном пункте:

интервал неодновременного прибытия — минимальный промежуток времени между прибытием на раздельный пункт двух поездов противоположных направлений;
интервал скрещения — минимальный промежуток времени между прибытием с однопутного перегона на раздельный пункт одного поезда и отправлением на тот же перегон поезда встречного направления;
интервал попутного следования — минимальный промежуток времени между прибытием на раздельный пункт поезда одного направления и отправлением с предыдущего раздельного пункта следующего поезда того же направления;
интервал неодновременного отправления и интервал неодновременного прибытия и попутного отправления — для случаев враждебных маршрутов;
интервал между поездами в пакете — при разграничении попутно следующих поездов на участках с автоблокировкой.

Величина интервала складывается из продолжительности отдельных операций: контроля дежурным по станции прибытия поезда, переговоров между дежурными о движении поездов, приготовления маршрута, открытия сигнала и проследования поездом расчётного расстояния. Расчётное расстояние приёма определяется как L_пр = 0,5·l_п + l_в + l_бл + l_вх + 0,5·l_пол, где l_п — длина поезда, l_в — расстояние, проходимое поездом за время восприятия машинистом показания сигнала, l_бл — длина блок-участка (l_бл = 1200 м), l_вх — расстояние от входного сигнала до предельного столбика (l_вх = 450 м), l_пол — полезная длина приёмо-отправочного пути. Расстояние отправления определяется как L_ос = 0,5·l_пол + l_но + 0,5·l_п, а расстояние выхода — как L_вых = 0,5·l_пол + l_бл + 0,5·l_п.

Для характеристики станционных интервалов на практике пользуются расчётными графиками: например, интервал неодновременного прибытия включает проход первым поездом расчётного расстояния (3 мин), контроль освобождения последней выходной стрелки (0,2 мин), приготовление маршрута приёма (0,15 мин), открытие входного сигнала (0,05 мин) и проход расчётного расстояния вторым поездом (4 мин), то есть 3 + 0,2 + 0,15 + 0,05 + 4 = 7,4 мин.

6. Пропускная и провозная способность. Управление движением и показатели работы

Пропускная способность железнодорожной линии — наибольшее число поездов или пар поездов установленной массы, которое может быть пропущено в единицу времени (сутки, час) в зависимости от имеющихся постоянных технических средств, типа и мощности подвижного состава и принятых методов организации движения поездов (типа графика).

Различают наличную пропускную способность — максимальное число поездов (пар поездов), которое может быть пропущено по участку за единицу времени при данной технической оснащённости и принятом способе организации движения, и потребную — число поездов (пар поездов), которое необходимо пропустить по участку для освоения запланированных перевозок с учётом внутригодовой и внутримесячной неравномерности. Пропускная способность каждого участка определяется по ограничивающему перегону:

N = (1440 − t_техн) · α_н / T_пер · k_пер,

где 1440 — число минут в сутках; t_техн — продолжительность технологического «окна»; α_н — коэффициент надёжности работы технических устройств; T_пер — период графика на ограничивающем перегоне, мин; k_пер — число пар поездов (или поездов) в периоде графика. Пропускная способность железнодорожной линии складывается из пропускной способности перегонов, станций, деповских и экипировочных устройств, устройств электроснабжения.

Провозная способность — размеры грузовых перевозок (в миллионах тонн), которые могут быть выполнены на данной линии в течение года. Провозная способность связана с пропускной способностью через массу поезда: увеличивая пропускную способность и массу поезда, повышают провозную способность.

Мероприятия по усилению пропускной способности делятся на две группы. Организационно-технические не требуют значительных расходов и используют резервы: сокращение станционных и межпоездных интервалов, применение специальных типов графика (непарный, пакетный), повышение веса поезда, ускорение пропуска поездов по ограничивающему перегону, организация пропуска поездов повышенной массы и длины, отправление поездов вслед, применение подталкивания и кратной тяги, пропуск сдвоенных поездов. Реконструктивные связаны с применением новой техники и строительными работами: электрификация железных дорог, введение более мощных локомотивов и большегрузных вагонов, оборудование линий автоблокировкой, электрической централизацией и диспетчерской централизацией, постройка вторых путей и двухпутных вставок, смягчение профиля пути, усиление мощности верхнего строения, увеличение длины и числа станционных путей.

Управление движением поездов. Непосредственное управление движением на участке осуществляет поездной диспетчер (ДНЦ): он распоряжается приёмом, отправлением и проследованием поездов, обеспечивает выполнение графика и безопасность движения. Участок железной дороги, обслуживаемый одним диспетчером, называется диспетчерским кругом. При диспетчерской централизации (ДЦ) поездной диспетчер с центрального поста управляет стрелками и сигналами всех линейных пунктов диспетчерского круга, контролирует их положение, а система ведёт автоматическую запись графика движения. Применяются системы ДЦ: импульсная (ДВК), полярно-частотная (ПЧДЦ) и частотная (ЧДЦ). Устройства диспетчерского контроля (применяются только на участках с автоблокировкой) непрерывно передают диспетчеру информацию об установленном направлении движения поездов, занятости блок-участков, главных и приёмоотправочных путей промежуточных станций, показаниях входных и выходных светофоров. Информационной основой управления служат автоматизированные системы, работающие с кодами ЕСР и данными о вагонопотоках.

Показатели графика и эксплуатационной работы. Количественные показатели — число грузовых и пассажирских поездов, нанесённых на график, размеры погрузки и выгрузки, которые могут быть освоены при данном графике. Качественные показатели — техническая, участковая и маршрутная скорости (отдельно для грузовых и пассажирских поездов), коэффициент скорости, среднесуточный пробег локомотивов, средние простои транзитных поездов и локомотивов на участковых станциях, средняя масса поезда.

Вглубь Вглубь: почему график движения называют планом всей эксплуатационной работы

Определение «график движения — план всей эксплуатационной работы железных дорог» звучит торжественно, но за ним стоит совершенно конкретный механизм.

График — точка сборки всех хозяйств. Ни одно подразделение железной дороги не работает «само по себе». Станция должна знать, когда прибудет поезд, чтобы подготовить путь и бригаду; локомотивное депо — когда выдать локомотив и когда его вернут; пункт технического обслуживания — когда осматривать состав; дистанция пути — когда ей дадут «окно»; тяговая подстанция — когда ожидается максимальная нагрузка. Все эти сведения содержатся в одном документе — графике движения. Именно поэтому говорят, что график объединяет и координирует работу подразделений и даёт возможность осуществить необходимое взаимодействие между ними: движение поездов строго по графику достигается точным выполнением технологического процесса работы станций, депо, тяговых подстанций, ПТО, дистанций пути и других подразделений.

Из графика выводятся производные планы. График оборота локомотивов составляется на основе графика движения поездов с учётом условий труда и отдыха локомотивных бригад и установленного порядка технического обслуживания, экипировки и ремонта локомотивов. Потребное число локомотивных бригад определяется числом поездов на графике и нормами времени работы бригад. Число приёмо-отправочных путей на станции проверяется по времени занятия пути поездами из графика. Даже «окна» для ремонтных работ появляются в графике как плановые перерывы движения. Таким образом, график — это не отчётный документ, а производственный: он задаёт работу на сутки вперёд для десятков тысяч человек.

Почему график разрабатывают именно в такой последовательности. Сначала прокладывают пассажирские поезда, потому что их расписание должно быть стабильным и удобным для пассажиров, а менять его чаще чем раз в год нельзя. Затем прокладывают ускоренные грузовые поезда и маршруты постоянного обращения, для которых важна гарантированная скорость доставки. И только потом заполняют оставшиеся нитки остальными грузовыми поездами. Сборные поезда прокладывают по заранее составленной схеме работы с минимальным простоем местных вагонов, поскольку их задача — не скорость, а обслуживание промежуточных станций. Обратный порядок был бы невозможен: «жёсткие» нитки пассажирских поездов должны быть закреплены до того, как начнётся «мягкая» укладка грузовых.

Требования к графику как к оптимизационной задаче. Требования «эффективно использовать пропускную способность» и «высокопроизводительно использовать подвижной состав» противоречат друг другу: чем больше поездов «втиснуто» в график, тем выше использование пропускной способности, но тем меньше резервы и тем хуже условия восстановления нормального движения при отказе. Поэтому при разработке графика предусматривают приоритетную прокладку международных поездов, согласованный подвод поездов к пограничным станциям и определённый резерв времени. Наличие такого резерва и учитывает коэффициент надёжности α_н в расчёте пропускной способности.

Вглубь Вглубь: как из периода графика получается пропускная способность

Формула пропускной способности предельно проста, но её смысл раскрывается только при разборе каждого множителя.

Идея расчёта. Сутки — это 1440 минут. Если каждая пара поездов занимает ограничивающий перегон на время T_пер (период графика), то в идеальных условиях за сутки через перегон пройдёт 1440 / T_пер пар. Это и есть верхняя граница пропускной способности при параллельном парном непакетном графике.

Первая поправка — технологическое «окно» t_техн. Путь, устройства СЦБ и контактную сеть нужно осматривать и ремонтировать, поэтому часть суток движение по перегону прекращается. Эти минуты вычитаются из 1440: остаётся (1440 − t_техн). Типичная продолжительность окна на однопутном участке — около 60 минут. Именно поэтому «окна» в графике — не сбой, а обязательный элемент: они заложены в расчёт пропускной способности.

Вторая поправка — коэффициент надёжности α_н. Поезда идут не строго по расписанию: где-то задержался приём, где-то отказала стрелка, где-то машинист вёл поезд медленнее расчётного времени хода. Чтобы график был выполнимым, в расчёт вводят коэффициент надёжности работы технических устройств (обычно принимаемый около 0,95). Он отражает долю времени, которую реально можно использовать для движения.

Третий множитель — k_пер. Он показывает, сколько пар поездов (или поездов одного направления) пропускается за один период графика. Для обычного парного непакетного графика k_пер = 1. Для пакетного графика за один период пропускается k поездов, поэтому период увеличивается: T_пп = T_пн + I·(k − 1), где I — интервал между поездами в пакете, а k — число поездов в пакете. Отсюда видно, почему пакетный график повышает пропускную способность: при том же T_пн за один период проходит больше поездов, а добавка I·(k − 1) растёт медленнее, чем k.

Итоговая формула: N = (1440 − t_техн) · α_н / T_пер · k_пер.

Что даёт сокращение интервала в пакете. Эффект очень велик: при уменьшении интервала в пакете с 10 до 8 минут (на 20 %) наличная пропускная способность возрастает со 124 до 152 поездов (на 22 %), а при уменьшении до 6 минут (на 40 %) — до 193 поездов (на 56 %). Однако за повышение пропускной способности приходится платить участковой скоростью: при коэффициенте пакетности 0,3–0,5 снижение участковой скорости составляет 3–10 %, при 0,7 — 12–18 %, а при полной пакетности (1,0) — 20–25 % при росте пропускной способности на 35–50 %. Это классический компромисс эксплуатационной работы: пропускная способность и участковая скорость «тянут» в разные стороны.

Типовая ошибка. Считать, что пропускная способность определяется перегоном с наибольшим числом поездов или самой мощной станцией. Пропускная способность участка определяется ограничивающим перегоном — тем, время занятия которого парой поездов или поездом максимально, а пропускная способность линии в целом — самым «узким» элементом (перегон, станция, депо, устройства электроснабжения).

Вглубь Вглубь: коэффициент съёма — почему один пассажирский поезд стоит двух-трёх грузовых

Пассажирские поезда движутся быстрее грузовых, поэтому при непараллельном графике они «отнимают» у грузового движения больше времени, чем занимают сами. Это явление описывается коэффициентом съёма.

Определения. Время съёма — часть времени суток, которая из-за следования поездов определённой категории не может быть использована для пропуска грузовых поездов установленного веса и длины. Коэффициент съёма пропускной способности — отношение времени съёма, связанного с пропуском одного поезда (или пары поездов) определённой категории, к времени занятия перегона грузовым поездом (парой поездов) установленных веса и длины:

ε_пс = t_спс / T_пер — коэффициент съёма грузовых поездов пассажирскими; ε_ус = t_сус / T_пер — коэффициент съёма обычных грузовых поездов ускоренными; ε_сб = t_ссб / T_пер — коэффициент съёма грузовых поездов сборными.

Почему съём больше единицы. Если пассажирский поезд идёт по участку быстрее грузового, то при обгоне грузового поезда пассажирским освобождается не одна, а несколько ниток: обгоняемый грузовой поезд вынужден стоять на станции, а следующая за ним нитка тоже сдвигается. Кроме того, существуют условия, при которых обгон вообще неизбежен: если разность времён хода грузового и пассажирского поездов по перегону превышает межпоездной интервал, пассажирский поезд обязательно догонит впереди идущий грузовой. Именно поэтому коэффициент съёма для пассажирских поездов на однопутных линиях существенно больше единицы и представляется суммой двух составляющих: ε_пс = ε_о + ε_д, где первая отражает собственно занятие перегона, а вторая — дополнительный съём из-за обгонов. На двухпутных участках съём меньше, но не исчезает: пассажирский поезд, идущий с более высокой скоростью, «съедает» нитку грузового графика.

Практические следствия. Во-первых, при расчёте размеров грузового движения нельзя просто вычесть число пассажирских поездов из наличной пропускной способности: нужно вычитать их с коэффициентами съёма. Например, при наличной пропускной способности 40 пар, 8 парах пассажирских поездов с ε_пс = 1,5 и 2 парах сборных с ε_сб = 1,8 для грузового движения остаётся 40 − 1,5·8 − 1,8·2 = 24,4, то есть около 24 пар. Во-вторых, отсюда следует важный эксплуатационный вывод: рост пассажирского движения на грузонапряжённой линии всегда оплачивается сокращением грузового, и наоборот. Именно поэтому при проектировании ВСМ и дополнительных главных путей пассажирское движение стремятся выносить на отдельные пути.

Типовая ошибка. Полагать, что коэффициент съёма всегда равен единице или что он одинаков для всех категорий поездов. Он рассчитывается отдельно для пассажирских, ускоренных грузовых и сборных поездов и зависит от соотношения времён хода, межпоездного интервала и типа графика.

Вглубь Вглубь: типовые ошибки — скорости, интервалы, пропускная и провозная способность

Разберём четыре группы понятий, которые чаще всего смешивают при ответах на тесты и в расчётах.

1. Техническая, участковая и маршрутная скорость. Техническая скорость — средняя скорость движения поездов по участку (км/ч) с учётом дополнительного времени на разгон и замедление, но без учёта стоянок на промежуточных станциях. Участковая скорость — средняя скорость движения поездов по участку с учётом стоянок на промежуточных станциях (то есть по времени, включающему и стоянки, и разгон-замедление). Маршрутная скорость — средняя скорость (в км/сут) движения поездов на направлении от начального до конечного пункта следования с учётом всех стоянок на раздельных пунктах, в том числе на технических станциях, где поезд перерабатывается. Соотношения очевидны: v_тех больше v_уч, а v_мар обычно меньше обеих. Так как маршрутную скорость принято выражать в километрах в сутки, при сравнении её приводят к тем же единицам, что и техническую с участковой: v_мар (км/ч) = v_мар (км/сут) / 24, и лишь после этого сопоставляют. Ниже обеих она потому, что дополнительно учитывает простои поездов на технических станциях, где поезд перерабатывается, и время на смену локомотивов и локомотивных бригад. Отношение участковой скорости к технической называется коэффициентом скорости β = v_уч / v_тех; он всегда меньше единицы и показывает, какая доля времени хода «съедается» стоянками.

2. Станционные интервалы. Их различают по тому, какие именно поезда разграничивает интервал. Интервал неодновременного прибытия — между прибытием на раздельный пункт двух поездов противоположных направлений. Интервал скрещения — между прибытием с однопутного перегона на раздельный пункт одного поезда и отправлением на тот же перегон поезда встречного направления. Интервал попутного следования — между прибытием на раздельный пункт поезда одного направления и отправлением с предыдущего раздельного пункта следующего поезда того же направления. Типичная ошибка — перепутать интервал скрещения и интервал попутного следования: в первом случае поезда встречные, во втором — попутные, а разделяющий их признак — направление движения.

3. Пропускная и провозная способность. Пропускная способность измеряется в поездах или парах поездов за единицу времени и показывает, сколько поездов можно пропустить. Провозная способность измеряется в миллионах тонн за год и показывает, сколько груза можно перевезти. Провозная способность зависит от пропускной способности и от массы поезда: одна и та же пропускная способность при массе поезда 3000 т и 6000 т даёт вдвое разную провозную способность. Ещё одна ошибка — считать мероприятием по увеличению пропускной способности только строительство: пропуск сдвоенных поездов, подталкивание, кратная тяга, переход на пакетный график — это организационно-технические мероприятия, не требующие капитальных затрат; а увеличение длины и числа станционных путей, постройка вторых путей, электрификация, автоблокировка — реконструктивные.

4. График и расписание. График движения поездов — внутренний нормативно-технологический документ, регламентирующий работу всех подразделений железной дороги; расписание движения поездов — документ, составляемый на основе графика и предназначенный для пассажиров и клиентов. Поэтому формулировка «график составляется на основе расписания» неверна: зависимость обратная. И ещё один нюанс: график всегда разрабатывают на наибольшие размеры движения, а не на средние — иначе в период максимальных перевозок он был бы невыполним.

Пример Пример: расчёт пропускной и провозной способности участка

Условие. Однопутный участок имеет ограничивающий перегон с периодом графика T_пер = 32 мин при парном непакетном графике (k_пер = 1). Продолжительность технологического окна t_техн = 60 мин, коэффициент надёжности α_н = 0,95. На участке намечено пропустить 8 пар пассажирских поездов с коэффициентом съёма ε_пс = 1,5 и 2 пары сборных поездов с ε_сб = 1,8. Средняя масса грузового поезда брутто Q = 4000 т. Требуется определить наличную пропускную способность участка, возможные размеры грузового движения и провозную способность в грузовом направлении.

1. Наличная пропускная способность в парах поездов:

N_нал = (1440 − 60) · 0,95 / 32 · 1 = 1311 / 32 ≈ 40,97 ≈ 40 пар поездов в сутки.

2. Размеры грузового движения с учётом съёма пассажирскими и сборными поездами:

N_гр = N_нал − ε_пс · n_пс − ε_сб · n_сб = 40 − 1,5 · 8 − 1,8 · 2 = 40 − 12 − 3,6 = 24,4 ≈ 24 пары грузовых поездов в сутки.

3. Провозная способность в грузовом направлении:

Г = N_гр · Q · 365 / 10⁶ = 24 · 4000 · 365 / 10⁶ = 35 040 000 т ≈ 35 млн т в год.

4. Оценка резерва. Из 40 пар наличной пропускной способности 8 пар пассажирских и 2 пары сборных «забирают» 15,6 пары грузового графика. Если потребность в грузовых перевозках превысит 24 пары, участок исчерпает резерв, и потребуется усиление пропускной способности.

Вывод. Восемь пар пассажирских поездов стоят почти шестнадцати пар грузовых: коэффициент съёма 1,5 означает, что каждый пассажирский поезд отнимает у грузового движения полторы нитки. Именно поэтому при оценке возможностей участка нельзя вычитать пассажирские поезда «один к одному». Мероприятия по усилению пропускной способности выбирают по результату расчёта: если дефицит невелик, достаточно организационно-технических мер (пакетный график, повышение массы поезда, сокращение интервалов); если дефицит велик — требуются реконструктивные меры (вторые пути, автоблокировка, электрификация).

Обратите внимание. Провозная способность прямо пропорциональна массе поезда: увеличение средней массы поезда с 4000 до 5000 т при тех же 24 парах даст уже около 44 млн т в год, то есть рост провозной способности на 25 % без единого метра нового пути.

Нормативы Нормативная база темы

Федеральный закон от 10.01.2003 № 18-ФЗ «Устав железнодорожного транспорта Российской Федерации» — определяет взаимоотношения перевозчика, владельца инфраструктуры, грузоотправителей, грузополучателей и пассажиров; на его основе осуществляется грузовая и коммерческая работа.

Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ) — требования к организации движения поездов, порядок приёма, отправления и проследования поездов, классификация поездов, права и обязанности работников, распоряжающихся движением.

Инструкция по движению поездов и маневровой работе (ИДП) — порядок приёма, отправления, скрещения и обгона поездов, отправления поездов вслед, порядок производства маневровой работы.

Инструкция по сигнализации (ИСИ) — сигналы, их значения и места установки на перегонах и станциях.

График движения поездов и план формирования грузовых поездов — вводятся в действие ежегодно в сроки, устанавливаемые федеральным органом исполнительной власти в области железнодорожного транспорта. Общесетевой план формирования издаётся отдельной книгой в трёх частях: по важнейшим сортировочным станциям, межгосударственный и междудорожный план формирования, таблицы пунктов перехода вагонопотоков в межгосударственном сообщении.

Правила перевозок грузов железнодорожным транспортом — порядок оформления заявок на перевозку (срок действия заявки не более 45 дней; представление не менее чем за 10 дней в прямом сообщении и не менее чем за 15 дней в международном и смешанном сообщении), оформление перевозочных документов.

Тарифное руководство — документ, по которому определяется провозная плата за перевозку грузов; в тарифном руководстве № 4 (книга 2, часть 1) напротив наименования каждой станции приведены условные обозначения производимых на этой станции коммерческих, грузовых и пассажирских операций.

Нормативные документы ОАО «РЖД» по организации вагонопотоков — перечни сортировочных и участковых станций сетевого значения (устанавливаются Центральной дирекцией управления движением) и станций дорожного значения (устанавливаются начальником дирекции управления движением), распределение сортировочных путей и перерабатывающей способности между сетевыми и внутридорожными назначениями.

Задание Домашнее задание

Вопросы для самопроверки.

Чем техническая скорость отличается от участковой и маршрутной и каким коэффициентом связаны техническая и участковая скорости?
Что такое период графика и какие элементы графика движения поездов вы знаете?
Почему коэффициент съёма пассажирских поездов больше единицы и из каких двух составляющих он складывается на однопутной линии?
Какова типичная продолжительность технологического окна на однопутном участке и какое значение коэффициента надёжности принимают в расчёте пропускной способности?

Задача. Однопутный участок с периодом графика T_пер = 30 мин при парном непакетном графике, технологическое окно t_техн = 60 мин, коэффициент надёжности α_н = 0,95. На участке обращаются 6 пар пассажирских поездов с коэффициентом съёма ε_пс = 1,4 и 1 пара сборных с ε_сб = 1,8; средняя масса грузового поезда брутто Q = 4200 т. Определите наличную пропускную способность, возможные размеры грузового движения и провозную способность в грузовом направлении.

Ответ: N_нал = 1311 / 30 = 43,7 ≈ 43 пары; N_гр = 43 − 1,4·6 − 1,8·1 = 32,8 ≈ 32 пары; Г = 32·4200·365 / 10⁶ ≈ 49 млн т в год.

Письменное задание. Составьте маркированный перечень элементов графика движения поездов и объясните последовательность прокладки поездов разных категорий: пассажирские, ускоренные грузовые и маршруты постоянного обращения, остальные грузовые, сборные. Укажите, почему пассажирские поезда прокладывают первыми.

Литература к теме.

Ефименко Ю.И. Железные дороги. Общий курс: учебник / под ред. Ю.И. Ефименко. — 6-е изд., перераб. и доп. — М., 2013. — 503 с.
График движения поездов и план формирования грузовых поездов (вводятся в действие ежегодно)
Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ)
Железные дороги. Общий курс: учебник для вузов / под ред. М.М. Уздина. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Информационный центр «Выбор», 2002. — 368 с.
Федеральный закон от 10.01.2003 № 18-ФЗ «Устав железнодорожного транспорта Российской Федерации»

Термины Термины лекции

Поезд: Сформированный и сцепленный состав вагонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий установленные сигналы. Отправляемые на перегон локомотивы без вагонов, моторные вагоны и специальный самоходный подвижной состав также рассматриваются как поезда.
Сквозной поезд: Грузовой поезд, проходящий без переработки не менее одной технической (сортировочной или участковой) станции.
Участковый поезд: Грузовой поезд, следующий без переработки от одной технической станции до другой.
Сборный поезд: Поезд, состоящий из вагонов назначением на промежуточные станции прилегающего участка.
Передаточный поезд: Поезд для доставки вагонов с одной станции узла на другую.
Внеочередные поезда: Пожарные и восстановительные поезда, снегоочистители, локомотивы без вагонов, специальный самоходный подвижной состав, назначаемые для восстановления нормального движения и тушения пожара.
Хозяйственный поезд: Поезд, обслуживающий собственные нужды дороги: перевозка балласта, рельсов, шпал и других материалов.
План формирования поездов: Система организации и продвижения гружёных и порожних вагонопотоков в пункты назначения; устанавливает род и назначение поездов и групп вагонов, формируемых станциями, и порядок включения вагонов в назначения грузовых поездов.
Единая сетевая разметка (ЕСР): Система цифрового обозначения железнодорожных станций: код состоит из номера сетевого района, порядкового номера станции в районе и контрольной цифры (принцип NNYYK).
Длинносоставный поезд: Грузовой поезд, длина которого в условных вагонах превышает максимальную норму, установленную графиком движения на участке следования.
Соединённый поезд: Поезд, составленный из двух и более сцепленных между собой грузовых поездов с действующими локомотивами в голове каждого поезда.
Тяжеловесный поезд: Грузовой поезд, масса которого для соответствующих серий локомотивов на 100 т и более превышает установленную графиком движения весовую норму на участке следования.
График движения поездов: Основной нормативно-технологический документ, регламентирующий работу всех подразделений по обеспечению движения поездов; план всей эксплуатационной работы железных дорог. Выражает зависимость t = f(S).
Ограничивающий перегон: Перегон, время занятия которого парой поездов или поездом является максимальным; по нему определяется пропускная способность участка.
Станционный интервал: Минимальный промежуток времени, обеспечивающий безопасное выполнение операций приёма, отправления и проследования поездов на раздельном пункте (неодновременного прибытия, скрещения, попутного следования и другие).
Пропускная способность: Наибольшее число поездов или пар поездов установленной массы, которое может быть пропущено в единицу времени (сутки, час) в зависимости от постоянных технических средств, типа и мощности подвижного состава и принятых методов организации движения.
Провозная способность: Размеры грузовых перевозок (в миллионах тонн), которые могут быть выполнены на данной линии в течение года.
Коэффициент съёма: Отношение времени съёма, связанного с пропуском одного поезда (или пары поездов) определённой категории, к времени занятия перегона грузовым поездом установленных веса и длины.
«Окно» в графике: Временной промежуток, в который прекращается движение поездов по графику и определённые перегоны предоставляются в распоряжение путевой или строительной организации.
Поездной диспетчер (ДНЦ): Работник, осуществляющий непосредственное управление движением поездов на участке (диспетчерском круге), обеспечивающий выполнение графика и безопасность движения; при диспетчерской централизации управляет стрелками и сигналами всех линейных пунктов круга.

Нормативы Нормативные документы

Федеральный закон от 10.01.2003 № 18-ФЗ «Устав железнодорожного транспорта Российской Федерации»
Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ)
Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации (ИДП)
Инструкция по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации (ИСИ)
График движения поездов и план формирования грузовых поездов (вводятся в действие ежегодно)
Правила перевозок грузов железнодорожным транспортом (порядок оформления заявок на перевозку)
Тарифное руководство № 4 (книга 2, часть 1) — условные обозначения операций, выполняемых на станциях
Нормативные документы Центральной дирекции управления движением ОАО «РЖД» по организации вагонопотоков

Источники лекции (9)

лекции/ОКЖД л 8 организация движения.pptx
лекции/тема№8Общ.свед. об орг-ции движ-я-2012г..ppt
лекции/ОКЖД ПФП.pptx — «Система организации вагонопотоков»
черновики/Лекция 13 (27.11.2020 - УПТ-003, УПК-004, УПТ-008).pdf — «Порядок формирования поездов. График движения поездов и пропускная способность железных дорог. Часть 2»
черновики/Лекция 10 (для УПТ-003, УПК-004, УПТ-008 6.11.2020).pdf — «Общие сведения о раздельных пунктах. Часть 1»
черновики/ЖДСУ 3 курс 2 семестр.pdf — расчёт пропускной способности и путевого развития станций
лекции/Вопросы к зачёту ОКЖДТ.docx (вопросы 39, 49–58)
Ефименко Ю.И. Железные дороги. Общий курс: учебник / под ред. Ю.И. Ефименко. — 6-е изд., перераб. и доп. — М., 2013. — 503 с.
Железные дороги. Общий курс: учебник для вузов / под ред. М.М. Уздина. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Информационный центр «Выбор», 2002. — 368 с.