Полигоны дирекций, как правило, не перекрываются, т. е. структурные подразделения пассажирского хозяйства входят в структуру дирекции дальних или пригородных перевозок. На многих станциях применение этого правила затруднено, поскольку их вокзалы обслуживают пассажиропотоки как дальнего следования, так и пригородные. В границах отделений железных дорог (начальник отделения – НОД) пассажирскую работу ведут только по пригородным перевозкам.
Контрольные вопросы
1. Назовите место железнодорожного транспорта в пассажирских перевозках.
2. Как различаются пассажирские сообщения?
3. Назовите виды пассажирских поездов, приведите их сравнительную характеристику.
4. Какие из существующих современных проблем пассажирского комплекса оказывают в наибольшей степени сдерживающее влияние на его развитие?
5. Охарактеризуйте технические средства пассажирских перевозок.
Лекция 2. РАСЧЕТ ГУСТОТЫДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРОВ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ МАССЫ
И СКОРОСТИ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ
План лекции:
1. Расчет густоты движения пассажиров.
2. Выбор композиции, весовых норм и скоростей движения пассажирских поездов.
2.1. Расчет густоты движения пассажиров
Для гарантированного удовлетворения потребности населения в пассажирских перевозках в государственном заказе РЖД на перевозке установлен плановый объем пассажирооборота. Он определяется по данным о пассажиропотоках и прогнозируемым общим объемам пассажирских перевозок. Источником получения данных о пассажиропотоках служит статистическая отчетность форм ЦО-22 «О перевозках пассажиров, пассажиро-километрах и доходах от этих перевозок» (разрабатывается ежемесячно), ЦО-23 «О распределении отправленных пассажиров дальнего следования по районам назначения» (один раз в год по четным годам), ЦО-24 «О густоте движения пассажиров» (один раз в два года по нечетным годам) и
ЦО-27м «О постанционном отправлении пассажиров» (ежемесячно).
Наряду с сетевой статистической отчетностью по пассажирскому хозяйству ведется внутрихозяйственный отчет ЛО-1 «О населенности дальних пассажирских поездов» (ежедекадно по данным 137 станций сети).
Он используется при оперативном планировании и регулировании пассажирских перевозок. В отчеты входят сведения о постанционном отправлении пассажиров, корреспонденции между выделенными опорными пунктами сети, густота перевозок, объем перевозок по отделениям, железным дорогам и в целом по сети.
Временные характеристики (часовые, суточные, недельные) пассажиропотоков и распределение их по поездам в отчетности не отражены. Поэтому большое значение имеют натурные обследования, которые проводятся по данным первичного учета (учетным формам ЛУ-72, 73, 75, скоростемерным листам и т. д.) или путем непосредственных натурных (талонных, анкетных или визуальных) наблюдений.
Наиболее массовые работы по получению данных о пассажиропотоках приводятся при перспективном и пятилетнем планировании перевозок для установления провозных способностей линий и наращивания их мощностей, а так же при техническом планировании для отработки элементов графика движения пассажирских поездов, расчета плана формирования, уточнения отдельных качественных характеристик процесса перевозок (определение транзитности, опроса по типам вагонов, удобств по времени отправления и прибытия поездов и др.). Кроме того, расчет пассажиропотоков проводят для уточнения социальных элементов перевозок для выработки предложений по установлению льгот и изменению тарифов.
При планировании используются данные о корреспонденциях пассажиров и объемах перевозок, а при регулировании – о густоте движения пассажиров и населенности поездов. Важнейшие характеристики густоты потока – устойчивость и неизменность внутренней структуры.
Способы определения пассажиропотоков при техническом планировании основаны на использовании отчета ЦО-23 и существенно различаются в зависимости от вида сообщения, для каждого ведется расчет. Так, в дальнем пассажирском сообщении при расчете пассажиропотоков по корреспонденциям пассажиров решают задачу выделения и наложения друг на друга струй потоков по участкам сети, взятых из межопорной таблицы (матрицы) корреспонденции. При этом для отдельно взятого маршрута отдельной группы струй потоков внутреннего, ввоза-вывоза, транзита и широкого потока, который используют для транзита отделения участки маршрута.
В связи с тем, что струи потоков содержат в себе одновременно характеристики объемов отправления (посадки), прибытия (высадки), это позволяет определить густоту движения пассажиров на каждом 
-м участке (к -й станции) маршрута.
, (2.1)
где 
– густота потока на предшествующих участках маршрута.
= 
= 
,
где – густота на начальном участке; 
– объем отправления пассажиров; 
– объем прибытия пассажиров на станцию назначения.
В пригородном сообщении расчет пассажиропотоков упрощается по числу групп струй потоков, (распределение струй потоков соответствует их внутреннему распределению по маршруту) и усложняется из-за увеличения первоисточников учета корреспонденций, число которых зависит от вида установленного пригородного тарифа. Усложняется также расчет и схемы для пригородных участков с концеобразными и разветвленными маршрутами. Густоту потоков рассчитывают аналогично предыдущему способу.
Для прямолинейных направлений или полигонов, имеющих вид «дерева», густота пассажиропотока может быть рассчитана с помощью таблицы плановых пассажиропотоков или на основе построения картограммы пассажиропотоков, так как маршрут следования пассажиров определен однозначно. На полигонах с «циклами» допускаются различные варианты движения пассажиров между одними и теми же узлами, и густоту движения пассажиров необходимо определять на основе выбора маршрута следования отдельных корреспонденций для заданного полигона. Эта задача должна решаться с учетом грузового движения. Однако составление плана формирования пассажирских поездов в современных условиях может быть выполнено только по условиям пассажирского движения.
Существенной особенностью организации пассажирских перевозок является то обстоятельство, что пассажир сам выбирает поезд или маршрут следования в зависимости от целого ряда факторов: стоимости билета, времени поездки, наличия пересадок, категории вагона, удобства сообщения, географического положения маршрута и т. д. Пассажира в пределах одного вида транспорта устраивает самый короткий маршрут по времени следования при прочих равных условиях поездки.
Примерно три четверти общих приведенных затрат железных дорог, связанных с перемещением поездов, зависят от времени. Поэтому с точки зрения сокращения затрат на перевозки, сокращения парка подвижного состава, бригад и т. д. за критерий оптимальности при наложении корреспонденции на заданный полигон может быть принято время.
2.2. Выбор композиции, весовых норм и скоростей движения
пассажирских поездов
Композиция (схема) состава пассажирского поезда устанавливает число и порядок размещения вагонов разных категорий (плацкартных, купейных, мягких и др.) и определяет, с одной стороны, комфорт, предоставляемый пассажирам, а с другой – расчетную населенность и массу поезда, а, следовательно, скорость поездов, размеры их движения и расходы железных дорог, связанных с пассажирскими перевозками. Поэтому выбор композиций состава пассажирского поезда целесообразно выполнять одновременно с определением массы и скорости. Как правило, композиция состава – это 1–2 мягких вагона, 5–8 купейных, 7–8 некупейных с плацкартными и общими местами, а также вагон-ресторан, багажный и почтовый вагоны. При этом населенность состава зависит от категории поезда и изменяется от 500 до 1000 человек.
На выбор наилучшей композиции, а, следовательно, весовой нормы и скорости поездов оказывает влияние целый ряд факторов, в том числе мощность локомотива, тип профиля пути, конструкционные скорости подвижного состава и др. Важные факторы – это скорость доставки пассажиров и денежные затраты, связанные с выполнением перевозок.
Для нахождения оптимальной массы и скорости движения поездов должны быть выполнены технико-экономические расчеты. При этом необходимо учитывать затраты на потребный парк локомотивов, содержание локомотивных бригад, электроэнергию (топливо) и ремонтные работы, потребное усиление пропускной способности линии, удлинение станционных путей и платформ, развитие вагонных экипировочных депо и др.
При заданном техническом оснащении линии наибольшее влияние на скорость и массу оказывают стоимость одного поездо-часа и одного тонно-километра работы локомотива. Оптимальные весовые нормы и скорость движения поездов могут быть установлены для всех возможных категорий поездов и их композиций при различной расчетной населенности, заданной длине станционных путей и мощности локомотива по минимуму приведенных затрат, учитывающих изменяющиеся в различных вариантах капиталовложения и эксплуатационные расходы.
Приведенные затраты, руб./поезд
, (2.2)
где 
– работа локомотива, т×км; 
– затраты на 1 т×км руб.; 
– приведенная стоимость 1 п.-ч с учетом оценки 1 пас.-ч, руб.; 
– длина направления, км; 
– ходовая скорость, км/ч; 
– коэффициент маршрутной скорости пассажирского поезда, зависящий от числа и продолжительности стоянок поезда (0,80–0,95).
Работа локомотива, т×км
, (2.3)
где 
– масса локомотива; 
– вес состава, брутто; 
– основное удельное сопротивление движению поезда; 
– эквивалентный уклон на расчетном направлении; 
– отношение скорости начала торможения к ходовой скорости (0,80–0,96); 
– число остановок поезда).
Приведенная стоимость 1 п.-ч любого пассажирского поезда, руб.
, (2.4)
где 
, 
– приведенная стоимость соответственно 1 локомотиво-ч и 1 вагоно-ч, руб.; 
– стоимость 1 ч работы соответственно локомотивной бригады и бригады проводников, руб.; 
– стоимость 1 пассажиро-ч, руб.; 
– число вагонов в составе поезда; 
, 
, 
– коэффициенты, учитывающие время внепоездной работы, соответственно локомотива, локомотивной бригады и бригады проводников; 
– населенность поезда, пас.
Наивыгоднейшее значение ходовой скорости движения при заданной массе и расчетной населенности определяется минимальным значением функции, руб.
. (2.5)
Оно может быть найдено графически для каждой композиции состава. Оптимальный вес может быть найден по минимальным приведенным затратам, приходящимся на одного пассажира.
Полученные массу и скорость проверяют по ряду требований.
Соответствие мощности заданного локомотива по условию трогания с места, тонн:
, (2.6)
где 
– сила тяги локомотива при трогании с места; 
– удельное сопротивление состава при трогании с места; 
– расчетный подъем.
Если вес поезда, полученный по формуле (2.6), больше определенного технико-экономическими расчетами, то заданный локомотив обеспечивает трогание с места пассажирского поезда на расчетном подъеме.
2. Соответствие мощности локомотива оптимальной ходовой скорости проверяют, исходя из технико-экономических расчетов. Поезд должен иметь скорость на расчетном подъеме 
не ниже, чем определенную соотношением 
, где значения 
принимаются в зависимости от типа профиля и серии локомотива.
Мощность локомотива, кВт, определяется по формуле
, (2.7)
Принимая во внимание, что
, (2.8)
имеем
. (2.9)
В данном уравнении неизвестна скорость на расчетном подъеме, которая может быть найдена графоаналитическим способом, приведенным на рис. 2.1, горизонтальная прямая соответствует наличной мощности локомотива (правая часть уравнения (2.9)); кривая – потребной мощности локомотива для реализации различных значений скорости на расчетном подъеме (левая часть уравнения (2.9)).
Рис. 2.1. Графоаналитическое определение скорости на расчетном подъеме
Если значение скорости на расчетном подъеме, определенное по условию 
, больше, чем полученное графоаналитическим способом, то заданный локомотив не может реализовать оптимальную ходовую скорость. Для дальнейших расчетов ходовая скорость принимается в соответствии с мощностью локомотива или другими ограничениями.
3. Согласно Инструкции по проектированию станций и узлов на железных дорогах Союза ССР длина поезда должна соответствовать длине пассажирских платформ на станциях рассматриваемого направления.
Контрольные вопросы
1. Какие документы используются для расчета густоты пассажиропотоков на направлении?
2. Какие факторы оказывают наибольшее влияние на выбор массы и скорости движения пассажирского поезда?
3. Чем отличаются понятия «композиция» состава и «схема» состава?
4. По каким условиям проверяют полученные оптимальные значения массы и скорости?
Лекция 3. РАСЧЕТ ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ
ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ
План формирования пассажирских поездов (ПФПП) – это выбор числа, назначений и маршрутов следования пассажирских поездов.
По числу факторов, учитываемых при выборе оптимального плана формирования пассажирских поездов и целей, которым он должен отвечать, его расчет относится к многоэкстремальным задачам. В ПФПП должны найти отражение, с одной стороны, необходимые удобства для пассажиров, с другой – величина затрат железных дорог, связанных с процессом перевозок. Поэтому оценка всех факторов, а следовательно и решение задачи могут быть получены на основе сопоставляемых переходных затрат. При этом условии задача выбора оптимального варианта ПФПП может быть решена исходя из нахождения минимума затрат.
Так как все поезда, обращающиеся на сети железных дорог, связаны между собой пересадочными пассажиропотоками, то решение задачи ПФФП целесообразно производить для больших полигонов сети. Размерность такой задачи велика, поэтому ее решение необходимо производить на ЭВМ.
Исходными данными для расчета ПФПП являются:
– величины отдельных струй пассажиропотока между опорными станциями;
– густота пассажиропотока по отдельным участкам полигона;
– величины транзитного пассажиропотока между входными станциями дороги;
– перечень станций полигона, которые по своему техническому оснащению могут служить станциями формирования или оборота составов пассажирских поездов;
 |
– возможные маршруты обращений поездов;
– величина расчетных струй месячного пассажиропотока;
– весовые нормы и скорости движения поездов;
– существующие ограничения в крупных железнодорожных узлах.
Исходя из этих условий, можно поставить задачу расчета ПФПП как общую задачу линейного программирования:
(3.1)
при следующих ограничениях:
1) неравенства, выражающие превышения количества мест в поездах над величиной пассажиропотока в каждом сечении сети:
; (3.2)
2) неравенства, выполнение которых обеспечивает отправление в определенные периоды времени по крупным железнодорожным узлам количества дальних пассажирских поездов, не превышающего возможного их числа по условиям технологии работы станции и наличию интенсивности пригородного движения:
; (3.3)
3) неравенства, обеспечивающие следование через узел транзитом такого количества поездов, при котором исключается пересадка в узел основного потока пассажиров.
, (3.4)
, (3.5)
где 
, 
– соответственно расчетная населенность и размеры движения поездов 
-го назначения; 
– число возможных назначений поездов; 
– количество назначений поездов, следующих по 
-му участку, определяется конфигурацией сети; 
– затраты на поезд -го назначения, оценивающие время нахождения пассажиров в поездах, комфортабельность переезда и транспортные расходы, руб.; 
– пассажиропоток -го назначения; 
– количество пассажирских поездов, которые могут прибыть или отправляются по 
станции в расчетную временную зону 
; 
– количество поездов, которые по условию технологии работы станции можно принять (отправить) со станции в расчетную временную зону ; 
– величина транзитного пассажиропотока, следующего через узел в рассматриваемом направлении; 
– соответственно величины пассажиропотока ввода и вывода.
При необходимости могут быть учтены и другие ограничения.
Затраты на поезд 
включают в себя транспортные расходы, связанные с перемещением его по времени и затратной энергии; оценку потерь энергии и времени, возникающих на остановках; оценку потребного количества подвижного состава, находящегося в обороте; оценку времени отправления, прибытия и проследования по крупным попутным станциям с учетом удобства и требований пассажиров. Эти затраты определяются по формуле:
(3.6)
где 
, 
, 
– соответственно коэффициенты, учитывающие время внепоездной работы локомотива, локомотивной бригады и бригады проводников; 
, 
– расчетная ставка соответственно 1 ч работы локомотивной бригады и бригады проводников, час; – число вагонов в составе поезда; 
– расчетная населенность вагона; 
– время нахождения поезда в пути следования, час; 
– механическая работа в движении и на остановках, т-км; 
– расходная ставка на 1 т-км механической работы, руб.;
, 
– стоимость соответственно локомотиво- и вагоно-часа; 
– количество составов в обороте; 
– оценка стоимости времени отправления, прибытия и проследования поезда по станциям со значительным снижением пассажиропотока, руб.
Пример: для прямолинейного направления, включающего четыре станции возможного формирования и оборота составов пассажирских поездов, определить план формирования (рис. 3.1). Исходные данные о пассажиропотоках, возможные назначения, расчетные вместимости и оценки поездов соответствующих назначений в условных единицах приведены в табл. 3.1.
Рис. 3.1. Схема направления
Таблица 3.1
Исходные данные для расчета ПФПП
| Сообщение | Пассажиропоток 
| Вместимость поезда 
| Оценка
поезда 
| Назначение поезда |
| 1–4 | 
| |||
| 1–3 | 
| |||
| 1–2 | 
| |||
| 2–4 | 
| |||
| 2–3 | 
| |||
| 3–4 | 
|
Целевая функция будет иметь следующий вид:
При ограничениях:
≥ 0
≥ 0
≥ 0
≥ 0
≥ 0
≥ 0
Задача может быть решена любым из известных методов программирования, но чаще всего применяют симплекс-метод.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение плана формирования пассажирских поездов.
2. Назовите исходные данные для расчета плана формирования.
3. Что можно выбрать в качестве критерия выбора оптимального варианта ПФПП?
4. Какие ограничения являются обязательными при расчете плана формирования пассажирских поездов?
5. Как изменится целевая функция, если в качестве критерия оптимальности принять максимум доходов?
Лекция4.УСТРОЙСТВА И ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ
ПАССАЖИРСКИХ СТАНЦИЙ
План лекции
1. Основы процессов управления пассажирскими станциями.
2. Устройства пассажирских станций.
3. Технология работы пассажирских станций.
4.1. Основы процессов управления пассажирскими станциями
Основой успешной работы пассажирских станций является рационально составленные процессы управления, включающие систему рациональной расстановки кадров станции, использования технических средств и научно обоснованной технологии работы. Различный объем работы пассажирских перевозок по полигонам сети определяет характер работы пассажирских станций.
Обычно технологические процессы по приему и отправлению пассажирских поездов, а также по подготовке составов к очередному рейсу составляются отдельно. Вместе с тем, они должны быть взаимосвязанными и непрерывными, что дает возможность до минимума сократить общую продолжительность операций с поездами и составами. При составлении технологии работы пассажирской станции необходимо учитывать ряд особенностей, к числу которых относятся: