Проблемы развития транспортных коммуникаций: Сборник статтей

ISBN 985-6550-46-7 Проблемы развития транспортных коммуникаций.

Гомель, 2005

УДК 656.224

В.Я. Негрей, Е.М. Масловская

Белорусский государственный университет транспорта

ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ СКОРОСТНОГО

ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Концепция развития скоростного движения является одним из основных направлений развития сети железнодорожного транспорта. Создание высокоскоростной сети дорог в международном масштабе является требованием сегодняшнего дня.

Скоростные и высокоскоростные магистрали рассматриваются как стратегические направления в совершенствовании качества пассажирских железнодорожных перевозок и в конкурентной борьбе с другими видами транспорта. В связи с этим разрабатываются принципиальные основы развития сети отдельных регионов, совершенствуются их технические средства и технологии перевозочного процесса с целью привлечения дополнительного пассажиропотока и стимулирования подвижности населения в зоне влияния этих линий.

В грузовом движении повышение скоростей позволит значительно увеличить объем перевозочной работы при неизменном парке подвижного состава.

В пассажирском движении одним из важнейших факторов, определяющих целесообразность повышения скоростей на существующих железных дорогах, является создание комфортабельных условий для пользователя, позволяющих сократить время пребывания его в пути.

Сегодня уже нет сомнения, что развитие высокоскоростных транспортных систем - объективный процесс, который лежит в основе темпов технических и технологических преобразований большинства высокоразвитых государств. От начальной скорости паровоза 8 км/ч в 1803 г. до 515,3 км/ч в 1990 г. – такой эволюционный путь прошли железные дороги высокоразвитых стран. К сожалению, на отечественных железных дорогах темпы роста скоростей были гораздо ниже и укладываются в интервал от 5 до 260 км/ч, а практически от 5 до 200 км/ч. Поэтому сегодня требуется перестройка наших взглядов на развитие высокоскоростного движения.

Проблема повышения скоростей движения поездов в каждой стране решается с учетом конкретной ситуации, достигнутого уровня развития экономики.

В Республике Беларусь наиболее подготовленным для введения высокоскоростного движения является направление Брест – Минск – Красное и далее на Москву. На этом направлении обращается большое количество пассажирских поездов, как местного формирования, так и следующих в страны Зап. Европы, где уже достаточно широко развита сеть высокоскоростных дорог.

В условиях экономических преобразований в Белоруссии железнодорожный транспорт продолжает играть ведущую роль в освоении пассажирских перевозок. В 1999 г. удельный вес железнодорожного транспорта в общем пассажирообороте всех видов транспорта составил 63%. Причем объем перевозок имеет устойчивую тенденцию роста. Однако опросы и анкетирование пассажиров показывают, что с целью повышения конкурентоспособности железнодорожного транспорта решающее значение принадлежит сокращению затрат времени на поездки, т.е. увеличению скорости движения. Последнее обстоятельство относится не только к дальнему и местному сообщениям, но и пригородному движению.

Основными путями повышения скорости движения являются:                                                                  

·  модернизация технического оснащения железных дорог;

·  реконструкция плана и профиля линий;

·  переустройство станций;

·  изменение системы технического обслуживания всего комплекса устройств и другие меры.

В связи с этим, важное значение приобретают вопросы выбора параметров железнодорожных линий, обслуживающих высокоскоростное движение. Особое внимание необходимо уделить повышению эффективности функционирования пассажирской подсистемы при одновременном повышении качества перевозок и представлении дополнительных услуг пассажирам.

В рамках этой проблемы возникает целый ряд новых оптимизационных задач, решение которых позволит определить рациональные режимы освоения пассажирских перевозок. Среди них, как показывает анализ теории и практики развития железнодорожных линий, являются задачи оптимизации их основных технических и технологических параметров. Известно, что потоки поездов на существующих линиях отличаются большой неоднородностью и плотностью, скоростными режимами движения. Весьма различны и затраты на один поездо-км и поездо-ч. Поэтому важно установить оптимальное распределение скоростей движения поездов всех категорий как при заданной, так и проектируемой высоте возвышения наружного рельса. Очевидно, что принятый сегодня критерий для расчета этого важнейшего параметра линии не учитывает экономические условия и, часто, не способствует достижению оптимального результата. Учитывая, что доля участков линии, расположенных в кривых составляет 12-21%, то отклонения от оптимума могут привести к большим экономическим потерям.

Исключительное значение в условиях высоких скоростей движения поездов играют вопросы повышения безопасности движения. Проектирование и эксплуатация скоростных железнодорожных магистралей требует развития методов расчета длины остановочного и тормозного путей. Принципиальной особенностью расчета должен стать учет объективных закономерностей случайных колебаний времени реакций машиниста и продолжительности срабатывания автотормозов. В большинстве своем эти характеристики имеют вероятностные отклонения от своего среднего значения и их объективный учет может по новому определить стратегию и концепцию автоматизации торможения поездов на скоростных железнодорожных линиях.

Вопросы безопасности, возникающие в связи с организацией скоростного движения на существующих линиях, могут быть решены на основе более точного знания величин тормозных путей, расчет которых должен вестись на основе вероятностно-статистических моделей. В этом случае с заранее заданной вероятностью можно оценить минимальную длину тормозного пути, определить предельные возможности железнодорожной линии по реализации скорости движения поездов.

Важным элементом при проектировании или реконструкции линии для организации скоростного движения поездов являются стрелочные переводы. Известные методы выбора параметров стрелочных переводов и, в первую очередь, пологость крестовин, не в полной мере учитывают сложившиеся экономические условия работы железных дорог. В частности, необходимо провести исследования по оценке потерь времени пассажиров, вызванных ограничениями скорости движения на раздельных пунктах, оценить влияние марки крестовины на величину капитальных вложений, энергетические расходы, связанные с прохождением стрелочного перевода. Особое внимание уделено оценке влияния интенсивности транспортных потоков, а также инфляционных процессов на выбор параметров стрелочных переводов.

Максимальная эффективность стрелочных переводов, укладываемых на линиях со скоростным движением поездов, достигается при оптимизации их основных параметров. Предложенный в диссертации метод позволяет определить оптимальные параметры стрелочных переводов для широкого спектра эксплуатационных условий.