Основные принципы управления эксплуатационной работой железных дорог (Глава 3 учебного пособия по курсу «Управление эксплуатационной работой железных дорог и качеством перевозок»), страница 8

Параметры потока под воздействием трансформации могут в значительной степени отличаться от параметров исходного потока. Воздействие фаз обработки потока может снижать его  неравномерность или повышать, воздействия на различных фазах могут взаимно компенсироваться, погашаться или наоборот усиливаться. Поэтому при расчете устройств обработки потока (парков,   горловин,   сортировочных  устройств, обосновании числа бригад ПТО и т.д.) необходимо знать параметры именно того потока, который будет образовываться на входе соответствующей фазы обработки.                                                               

Пространственной характеристикой потока является его плотность - число транспортных единиц -поездов, приходящееся на единицу длины линии (см. рис. 3.1). На железнодорожном участке на каждый момент времени t_i будет находиться N_i поездов. Таки образом, плотность потока на момент t_i

где  - длина участка, км.

Поскольку на каждый момент времени  t_i поезда на участке распределены равномерно, с изменением i изменяется и плотность . Поэтому рассчитывают среднюю плотность на некотором временном интервале

.

С увеличением плотности потока поездов до некоторого уровня возникают неудовлетво-рительные режимы движения - езда под зеленый на желтый или под желтый на красный огни светофоров со снижением скорости продвижения потока. Интенсивность и плотность потока тесно связаны между собой: вначале с увеличением плотности режимы движения поездов не нарушаются, интенсивность возрастает, реализованная пропускная способность тоже растет. При дальнейшем возрастании плотности наступает максимум интенсивности. Если плотность продолжает возрастать и дальше, возникают неблагоприятные режимы продвижения потока, его интенсивность снижается, снижается и реализуемая пропускная способность линии. С возникновением отказов в связи с чрезвычайно высокой плотностью потока, поток периодически останавливается на некоторые отрезки времени  реализуемая пропускная способность в течение этих отрезков времени равна нулю, и чем больше таких отрезков,   тем   ниже реализуемая пропускная  способность  за  сутки. Таким образом, для каждой линии существует такое значение плотности потока , при котором реализуемая максимальная интенсивность потока   и максимальный поток :

                                                                       (3.2)

Условие (3.2) определяет задачу о максимально реализуемой пропускной способности линии и соответствующей ей оптимальной плотности потока. Оно имеет исключительно важное практическое значение.

Повышение массы поездов, интенсификация технологий являются прогрессивным направлением развития железнодорожного транспорта, особенно для грузонапряженных линий. Так, например, если линия пропускает в сутки 100 грузовых поездов массой 3000 т с интенсивностью 4,17 поездов в час со средним интервалом между грузовыми поездами 14,4 мин, приросте массы поезда до 4500 т число грузовых поездов сократиться до 67 поездов  , а средний интервал возрастет до 21,5 мин.

Увеличение массы поезда сокращает интенсивность транспортного потока. В рассматриваемом примере средняя интенсивность транспортного потока сократилась с 4,17 поездов в час до 2,79 при одной и той же массе перевезенного груза.

Увеличение массы и длины поездов сокращает также плотность транспортного потока. Так, для рассматриваемого примера, если принять участок длиной 50 км, массу поезда 3000 т и участковую скорость до 40 км/ч, плотность потока составит, поездо/км:

, т. е. на каждые 100 км линии в среднем приходится 10,4 одновременно находящихся в пути поездов. При массе поезда 4500 т и тех же исходных данных плотность составит, поездо/км:

, т.е. на каждые 100 км линии - семь одновременно находящихся в пути поездов. Это создает лучшие условия для уменьшения взаимного влияния поездов в пути следования, повышения надежности их пропуска и улучшения управления транспортным потоком на участках.

На рис. 3.2 и 3.3 приведено изменение интенсивности и плотности транспортного потока при увеличении массы поезда с 3000 до 6000 т, длине участка 50 км и средней участковой скорости 40 км/ч.