При параллельном графике движения пригородных поездов размеры движения определяются исходя из условия полного использования вместимости подвижного состава, т. е. пассажиры ближних зон могут ехать в поездах более дальних зон. В этом случае расчет размеров движения производится по формуле
,
, (11.1)
,
где 
– соответственно пассажиропотоки, отправляемые с головной станции на первую, вторую и третью зонные станции; 
– соответственно пассажиропотоки с головной станции на промежуточные станции первой, второй и третьей зоны; а – вместимость пригородного поезда, чел. (прил. 3); a – коэффициент, учитывающий увеличение вместимости пригородного поезда за счет стоящих пассажиров (a = 1,3–1,5); 
– размеры движения пригородных поездов соответственно первой, второй и третьей зоны.
При организации движения пригородных поездов непараллельным графиком движения, когда пассажиры, следующие на ближние зоны, не едут в поездах более дальних зон, можно использовать для расчета следующие формулы:
;
;
, (11.2)
где 
– соответственно пассажиропоток первой, ……, 
, и 
зон, чел.
11.4. Выбор числа зон на пригородном участке
Из диаграммы видно, суточное распределение пассажиропотоков в пространстве. При этом по мере удаления от головной станции происходит значительный спад пассажиропотоков на раздельных пунктах В, Д, и Е. В связи с этим имеется необходимость организации зонного движения пригородных поездов. В этом случае, часть пригородных поездов следует до определенных зонных станций.
Условиями определения протяжённости пригородных зон, а, следовательно, и места расположения зонных станций являются:
– удобства обслуживания пригородных пассажиров, в первую очередь за счет сокращения времени на проезд;
|
|
– размещение пунктов массовой посадки и высадки пассажиров;
– эффективное использование технических средств пригородной линии, в том числе подвижного состава;
– минимальные народнохозяйственные затраты на перевозку пассажиров.
Принимая во внимание приведенные выше условия, число пригородных зон целесообразно устанавливать с учетом экономики пригородных пассажирских перевозок. Наибольшее влияние на выбор числа зонных станций оказывают суммарные пассажиро-часы проезда 
и ожидания 
то есть
; (11.3)
(11.4)
, (11.5)
где 
– длина соответственно 1-й, 2-й, …, -й зоны, км; 
– интервал между поездами, следующими соответственно на 1, 2, …, -ю зоны, мин; 
– размеры движения по 1-й, 2-й, …, -й зонам, поездов; 
– вместимость пригородного поезда, пассажиры.
11.5. Пропускная способность и график движения
пригородных поездов
Определение пропускной и провозной способностей пригородных линий во многом зависит от их технической вооруженности. Методика таких расчетов для однопутных и многопутных линий имеет существенные различия. На потребную пропускную и провозную способности пригородных линий значительное влияние оказывает род тяги, тип подвижного состава, вместимость вагонов и состава поезда в целом, а также объем пригородного пассажиропотока.
На линиях с незначительными пассажирскими перевозками, при равномерном распределении поездов в расчетах учитывается суточный пассажиропоток. На линиях со значительным пассажиропотоком для определения пропускной и провозной способности необходимо знать пассажиропоток в том и другом направлениях за час интенсивного движения. Такими часами являются утренние часы по прибытии поездов на головную станцию и в вечернее время по отправлении с них.
|
|
Потребная пропускная способность за час интенсивного движения
определяются по выражению
, (11.6)
где 
– период графика движения, мин; – число поездов в периоде.
В пригородном движении могут быть применены параллельный, шахматный, елочный и непараллельный типы графиков. Выбор типа графика зависит от интенсивности движения поездов, пропускной способности участков, характеристики пассажиропотока и создания необходимых удобств для пассажиров. Рассмотрим типы графиков, применяемых на двухпутных линиях.
Параллельным графиком предусматривается движение поездов в пределах участка с одинаковой скоростью с остановкой каждого из них на всех остановочных пунктах. При делении пригородного участка на зоны такой график будет иметь вид, показанный на рис. 11.3, а.
Часовая пропускная способность при этом типе графика определится по ранее приведенному условию, т. е. 
. Так, число поездов в пакете равно 1, а период графика – межпоездному интервалу.
Основным преимуществом параллельного графика по сравнению с другими типами является максимальное использование пропускной способности участка. Кроме того, при параллельном графике создаются равномерные интервалы между поездами, и чем короче зоны, тем эти интервалы будут меньшими.
К недостаткам параллельного графика относятся:
|
|
– неравномерная населенность поездов – перенаселенность поездов зоны I и неполная населенность поездов зон II и III;
– большая затрата пассажирами дальних зон времени на проезд за счет остановок поездов на предшествующих зонах;
– значительное снижение участковой скорости поездов, что отражается на эффективности использования подвижного состава, поездных бригад и затраты времени пассажирами при следовании в поездах.
Параллельный график применяется главным образом на линиях с небольшими размерами пригородных перевозок, а на остальных линиях – в часы малоинтенсивного движения поездов.
Шахматный график является разновидностью параллельного графика и предусматривает чередование остановок поездов в шахматном порядке.
Участковая скорость движения поездов при шахматном графике выше, чем при параллельном, так как число остановок поездов уменьшается вдвое, но при этом снижается частота обслуживания пассажиров. Эти характерные особенности ставят шахматный график в промежуточное положение между параллельными и непараллельными графиками. Поэтому и сфера применения такого графика в основном распространяется на городские виды транспорта. Такой график можно рекомендовать при зонном движении (для устранения влияния поездов-«скороходов» на снижение пропускной способности) с прокладкой поездов по этому типу графика для зоны первой.
Елочный график, применяемый иногда на однопутных линиях, является разновидностью параллельного.
Непараллельным называется такой график, по которому организовано движение поездов с различными скоростями – «тихоходов», имеющих остановки на всех раздельных и остановочных пунктах участка, и «скороходов», останавливающихся только на станциях зон назначения и следующих без остановок по предшествующим зонам (рис. 11.3, б и 11.3, в).
Непараллельный график целесообразно применять на линиях со значительным пассажиропотоком.
Положительными сторонами непараллельного графика являются:
– сокращение времени проезда пассажиров второй и последующих зон;
– обеспечение равномерной населенности поездов;
– сокращение времени оборота подвижного состава в связи с увеличением участковой скорости, а, следовательно, уменьшение потребности в нем по сравнению с другими типами графика.
Вместе с тем при непараллельном графике увеличивается время ожидания поездов пассажирами первых зон и по сравнению с параллельным графиком сокращается пропускная способность участка.
Пропускная способность при зонном непараллельном графике в основном определяется расположением на графике поездов неодинаковой скорости. Если на участке несколько зон, то сначала должны прибывать на головную станцию поезда ближних зон, а затем дальних, а отправляться в обратном порядке. Для создания наиболее равномерного интервала между поездами отдельных зон формируют пакеты поездов.
Рис. 11.3. Схема движения пригородных поездов для зонного графика: 
поезд следует со всеми остановками по зоне; 
поезд следует без остановок по зоне
Период определяется по формулам:
(11.7)
(11.8)
где – число поездов в пакете; 
– интервал прибытия между поездами неодинаковой скорости, мин; 
– расчетный межпоездной интервал, мин; 
– зонный интервал, представляющий собой разность времени хода «тихохода» и «скорохода», мин.
Выбор схемы прокладки осуществляется по минимальному периоду пакета:
– если 
< 
, то выбирается схема б;
– если > , то выбирается схема в.
Контрольные вопросы
1. Перечислите и охарактеризуйте виды неравномерности пригородных перевозок.
2. На основании каких данных и на какой период производится планирование пригородных перевозок?
3. Какие параметры оказывают влияние на расчет размеров движения?
4. Назовите преимущества и недостатки типов графиков движения пригородных поездов.
5. За какой период определяется пропускная способность пригородной линии при интенсивном движении поездов?
Лекция 12. ВЫБОР СХЕМЫПРОКЛАДКИ ПРИГОРОДНЫХ
ПОЕЗДОВ НА ГРАФИКЕ ПО МИНИМУМУ
ПАССАЖИРО-ЧАСОВ ОЖИДАНИЯ
Задача. На прямолинейном направлении, включающем станций, задана схема прокладки поездов за некоторый период.
Требуется. Определить интервалы следования между поездами, при которых достигаются минимальные пассажиро-часы ожидания на начальной станции (как возможный вариант в целом по направлению). Зависимость п/потока от времени принята линейной.
, (12.1)
где 
– число пассажиров в единицу времени; 
– соответственно номер станции зарождения и погашения пассажиропотока.
Решение: Обозначим 
и 
моменты отправления поездов. Пассажиро-часы ожидания для соответствующей корреспонденции пассажиропотока численно равны площади, ограниченной прямой нарастающего итога, соответствующей корреспонденции пассажиропотока, и ступенчатой линией, характеризующейся принятой схемой прокладки. Минимум пассажиро-часов ожидания соответствует максимуму площади, ограниченной ступенчатой линией и осью абсцисс. Примем период графика за единицу.
Сумма площадей незаштрихованных прямоугольников для схемы прокладки (рис. 12.1, а):
;
; 
; 
. (12.2)
Суммарная площадь ступенчатых фигур определится как
. (12.3)
Максимум площади 
можно определить, взяв частные производные и приравняв их к нулю, то есть:
(12.4)
Откуда
; 
. (12.5)
Подставив полученные значения по формуле (12.5) в формулу (12.3), получим площадь .
Затем проводим аналогичные расчеты для варианта, приведенного на рис. 12.1, б.
Площади незаштрихованных прямоугольников равны:
; 
; (12.6)
; . (12.7)
Общая площадь 
определится как
. (12.8)
Тогда
,
. (12.9)
а б
Рис. 12.1. Определение пассажиро-часов ожидания
Откуда
,
(12.10)
Подставим значения из (12.10) в (12.8) и определим значение .
Суммарные минимальные пассажиро-часы ожидания для заданных схем прокладки:
,
, (12.11)
Откуда
. (12.12)
Наиболее эффективен тот вариант прокладки пригородных поездов, где пассажиро-часы ожидания меньше.
Контрольные вопросы
1. Почему для определения минимума пассажиро-часов ожидания находят максимум незаштрихованных фигур?
2. В каких единицах измеряются полученные значения и ?
Лекция 13. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ОБОРОТА
ПРИГОРОДНЫХ СОСТАВОВ
План лекции
1. Технология обработки пригородных составов.
2. Расчет числа составов.
13.1. Технология обработки пригородных составов
Обработка составов на головных и зонных станциях (подготовка в рейс) определяется видом тяги, используемой на пригородных участках. Простой по обороту электропоездов на головных и зонных станциях зависит от продолжительности посадки-высадки пассажиров, одновременно с которыми производится технический осмотр вагонов и переход бригады в голову поезда (смена кабины управления). После нескольких рейсов на конечных станциях проводятся сухая уборка вагонов и снабжение туалетов водой. График операций по обороту электропоездов, выполняемых на головных и зонных станциях, представлен на рис. 13.1.
Рис. 13.1. График операций по обороту пригородных
поездов на головных и зонных станциях
На пригородных участках со средними и малыми размерами пригородных перевозок и малодеятельных участках используют дизель-поезда,
автомотрисы и пассажирские поезда на локомотивной тяге. В этом случае локомотивные бригады в пунктах приписки и оборота за время стоянки проводят обслуживание в объеме ТО-1 (продолжительность операций
15–20 минут). Внутреннюю сухую уборку выполняют после каждого рейса. Вместе с перецепкой локомотива общая продолжительность подготовки к рейсу составляет около 30 минут.
13.2. Расчет числа составов
Известно, что общее число составов, необходимых для обеспечения заданных размеров движения равно числу составов, находящихся в движении с поездами, и простаивающих на головной или зонных станциях. Поскольку пригородное движение носит циклический характер с частотой цикла 24 часа и в ночное время движения поездов не осуществляется, то существует такой момент времени, когда все составы находятся на станциях, то есть число составов, находящихся в движении, равно 0. Таким образом, чтобы определить потребное число составов, достаточно определить количество «ночующих» на каждой станции пригородного участка составов. А уже затем увязать их в общий оборот. Причем «нитки» графика движения должны быть увязаны в единый график оборота с минимальным числом потребных составов, эксплуатируемых на пригородном участке.
Для определения числа составов обозначим: 
– расписание отправления пригородных поездов; 
– расписание прибытия пригородных поездов.
Разобьем временную ось на 
отрезков (рис. 13.2).
Рис. 13.2. Определение числа составов на станции
где 
– размеры движения поездов для каждой станции.
Обозначим через 
число составов, находящихся ночью на станции. После прибытия число составов на станции увеличивается на 1, после отправления 
– уменьшается на 1 и т. д. Находим отрезок с минимальным значением 
. Приравниваем его к нулю, 
следовательно, 
.
Таким образом, рассчитываем число составов для каждой станции. А затем решаем задачу увязки «ниток» графика в единый оборот при уже определенном числе составов.
Расписание прибытия 
может быть увязано с расписанием отправления без увеличения числа составов только в том случае, если индексы >0 для всех отрезков, принадлежащих 
. Целесообразно для каждой станции оборота ввести матрицу возможных увязок «ниток» графика:
0, если можно увязать с внутри суток;
(13.1)
1, если можно увязать с на следующие сутки.
В остальных клетках матрицы ставим запрет (Х). Для рассматриваемого примера матрица возможных увязок будет иметь вид, представленный в табл. 13.1.
Таблица 13.1
Матрица возможных увязок
Т
| Т 1 | Т 2 | Т 3 | Т 4 | Т 5 | Т 6 |
| t 1 | ||||||
| t 2 | ||||||
| t 3 | ||||||
| t 4 | ||||||
| t 5 | ||||||
| t 6 |
Далее строятся маршруты следования составов. Для этого необходимо учесть следующие замечания:
– расписание прибытия, соответствующее строке, не содержащей нулевого элемента, называется выходом маршрута;
– расписание отправления, соответствующее столбцу, содержащему единичный элемент, можно выбрать в качестве входа маршрута;
– маршрутом называется последовательность ниток графика движения, увязанных между собой от входа до выхода маршрута.
Если на пригородном участке обращается небольшое количество пригородных поездов, то целесообразно рассчитывать число составов и определять маршруты их следования методом непосредственного расчета.
На рис. 13.3 приведен фрагмент графика движения пригородных поездов на участке с двумя зонными станциями г и ж.
Рис. 13.3. Фрагмент графика движения пригородных поездов
Контрольные вопросы
1. Какова цикличность пригородных перевозок?
2. Назовите этапы построения графика оборота составов пригородных поездов.
3. На сколько отрезков разбивается временная ось при расчете числа составов?
4. В каком случае в матрице увязок записывается «0», а в каком – «1»?
5. Какой столбец может быть «входом» маршрута?
6. Какая строка может быть «выходом» из маршрута?
Лекция 14. ТЕХНИЧЕСКОЕ И ОПЕРАТИВНОЕ
ПЛАНИРОВАНИЕ ПАССАЖИРСКИХ ПЕРЕВОЗОК
План лекции
1. Нормирование пассажирских перевозок.
2. Нормирование времени оборота составов (вагонов).
3. Нормирование парка пассажирских вагонов.
Рациональная организация перевозочного процесса предусматривает наличие некоторой логической схемы управления от Минтранса и ОАО «РЖД» до низового звена – железнодорожной станции.
Департамент дальних пассажирских перевозок, Федеральная пассажирская дирекция и Департамент пригородных перевозок разрабатывает для сети железных дорог объем пассажирских перевозок для текущих условий и на дальнюю перспективу. План пассажирских перевозок определяет: объем, густоту; устанавливает потребность в технических работниках и средствах.
14.1. Нормирование пассажирских перевозок
Факторы, определяющие размеры движения дальних и местных поездов:
- мощность пассажиропотока рассматриваемого направления;
- дальность следования;
- весовые нормы;
- композиции и вместимости составов;
- желаемая частота движения поездов (особенно местных);
- административно-хозяйственное, культурное или курортное значение конечных и промежуточных населенных пунктов;
- пропускная способность линии.
Размеры движения определяются дважды на летний и зимний периоды в связи со значительными изменениями мощности пассажиропотока.
При заданном среднесуточным потоке А на рассматриваемый период, вместимости состава а пассажиров и доли пассажиропотока, обслуживаемого скорыми поездами 
размеры движения определяются, поезда:
скорых
, (14.1)
пассажирских
, (14.2)
где 
– вместимости соответственно скорого и пассажирских поездов.
Такой расчет целесообразно произвести раздельно для дальнего и местного сообщений.
Решая в общем виде задачу определения размеров движения всех пассажирских поездов, найдем зависимость этой величины от ряда переменных, поезда.
, (14.3)
где 
– вместимость одного вагона; 
– вес поезда брутто, т; 
– вес вагона брутто, т.