Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта»

Вид материала

Лекции

Содержание 1. Роль и основная сфера применения железнодорожного транспорта в системе ЕТС 2. Основные технико-эксплуатационные особенности и достоинства железнодорожного транспорта 3. Транспортная сеть железнодорожного транспорта 4. Подвижной состав железнодорожного транспорта Парк грузовых вагонов Парк пассажирских вагонов Классификация подвижного состава железнодорожного транспорта 6. Проблемы и тенденции развития железнодорожного транспорта 7. Основные технико-экономические показатели работы железнодорожного транспорта

Подобный материал:

• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта», 158.63kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта», 193.17kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта», 113.7kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта» внутренний водный (речной), 174.7kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта» Тема области и формы взаимодействия, 74.77kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта», 90.32kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта», 116.34kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта», 209.65kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта», 134.96kb.
• Лекции по дисциплине «Общий курс транспорта» Тема 11 издержки на перевозки и транспортные, 53.58kb.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ

1. Роль и основная сфера применения железнодорожного транспорта в системе ЕТС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
   
2. Основные технико-эксплуатационные особенности и достоинства железнодорожного транспорта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
   
3. Транспортная сеть железнодорожного транспорта. . . . . . . . . 2
   
4. Подвижной состав железнодорожного транспорта. . . . . . . . . . 4
   
5. Технология работы железнодорожного транспорта. . . . . . . . . 5
   

Принципы работы железных дорог. . . . . . . . . . . . . . . . . 5

6. Проблемы и тенденции развития железнодорожного транспорта. . . . . 6
   
7. Основные технико-экономические показатели работы железнодорожного транспорта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
   

Железнодорожный транспорт — вид транспорта, осуществляющий перевозки грузов по рельсовым путям в вагонах (поездах) с помощью локомотивной тяги.

^ 1. Роль и основная сфера применения железнодорожного транспорта в системе ЕТС

Железнодорожный транспорт играет важную роль в функционировании и развитии товарного рынка страны, в удовлетворении потребности населения в передвижении. Он является основным звеном транспортной системы России и большинства стран СНГ. Особая роль железных дорог Российской Федерации определяется большими расстояниями перевозок, отсутствием внутренних водных путей в главных сообщениях Восток—Запад, прекращением навигации на реках в зимний период, удаленностью размещения основных промышленных и аграрных центров от морских путей. В связи с этим на их долю приходится почти 50% грузооборота и более 46% пассажирооборота всех видов транспорта страны.

Основной сферой применения железнодорожного транспорта являются массовые перевозки грузов и пассажиров в межрайонном (межобластном), междугородном и пригородном сообщениях, при этом преобладают грузовые перевозки, которые дают свыше 80% дохода. В перевозках пассажиров по железным дорогам преобладают перевозки в пригородном и местном сообщениях (около 90% общего количества пассажиров). Дальние пассажирские перевозки составляют свыше 40% пассажирооборота.

Велико значение железных дорог России в развитии межгосударственных связей со странами СНГ и международных перевозках.

^ 2. Основные технико-эксплуатационные особенности и достоинства железнодорожного транспорта:

• высокая пропускная и провозная способность (двухпутная дорога с автоматической блокировкой пропускает 150 — 200 пар поездов в сутки; однопутная — 60 пар поездов в сутки);
  
• надежность работы благодаря независимости от климатических условий, что обеспечивает бесперебойную перевозку грузов в любое время года (95 % путей сообщения работает без сбоя при перепадах температуры; исключения приходятся на обрыв электрических проводов при стихийных бедствиях);
  
• возможность сооружения путей сообщения на любой сухопутной территории и на водной территории при наличии паромов;
  
• непосредственная связь с промышленными и сельскохозяйственными предприятиями любых отраслей экономики. Отдельные отрасли (металлургическая, угледобывающая, нефтеперерабатывающая и др.) имеют, как правило, свои подъездные пути для выхода на магистральную сеть;
  
• массовость перевозок в сочетании с довольно низкой себестоимостью (малые эксплуатационные расходы) и достаточно высокой скоростью доставки;
  
• более короткий путь следования по сравнению с естественными путями водного транспорта.
  

Относительные недостатки железнодорожного транспорта:

• ограниченная маневренность из-за «привязки» к колее;
  
• высокая первоначальная стоимость основных фондов: стоимость строительства 1 км однопутной линии — примерно 10 млн. руб. (в ценах 1998 г.), двухпутной — на 40% больше (в трудных условиях может быть в 2—3 раза выше); подвижной состав дороже автомобилей (но дешевле в 3 — 4 раза, чем самолеты и морские суда);
  
• высокая металлоемкость, трудоемкость, низкая производительность труда. Так, в среднем на 1 км эксплуатационной длины железных дорог России приходится почти 14 человек (в США — 1,5 человека при тех же объемах транспортной работы).
  

^ 3. Транспортная сеть железнодорожного транспорта

Основными элементами транспортной сети железнодорожного транспорта являются

• рельсовый путь с искусственными сооружениями (мостами, тоннелями, путепроводами, виадуками и др.),
  
• станции и раздельные пункты с соответствующими обустройствами,
  
• устройства электроснабжения,
  
• специальные средства регулирования и обеспечения безопасности движения и управления перевозочным процессом.
  

Железнодорожный путь — комплекс сооружений и устройств, образующий дорогу с направляющей рельсовой колеей для движения подвижного состава железнодорожного транспорта.

Железнодорожный путь имеет сложное строение. Основные элементы железнодорожного пути:

• верхнее строение,
  
• земляное полотно,
  
• инженерные сооружения (мосты, тоннели, виадуки, дренажные сооружения, подпорные стенки).
  

Т.е. железнодорожный путь представляет собой земляное полотно с балластной призмой из щебня или гравия, на которой размещаются железобетонные или деревянные шпалы с прикрепленными к ним стальными рельсами. Расстояние между внутренними гранями головок двух параллельно расположенных на шпалах рельсов называется шириной колеи.

Исторически железнодорожный транспорт России развивался как единая структура с одинаковой, отличающейся от западной, шириной рельсовой колеи и рациональным размещением технических средств и вспомогательных производств по территории страны. После распада СССР к Российской Федерации отошло почти 60% общей железнодорожной сети. Разорванной оказалась и материально-техническая база, в частности ремонтный сервис, локомотиво- и вагоностроение. В настоящее время идет налаживание отечественного производства технических средств для железных дорог (например, электропоездов, грузовых и пассажирских вагонов), развиваются кооперация и взаимовыгодное сотрудничество со странами СНГ и другими государствами по этим вопросам.

В России, странах СНГ, Прибалтики и в Финляндии ширина колеи равна 1520мм. В большинстве европейских стран, США, Канаде, Мексике, Уругвае, Турции, Иране, Египте, Тунисе, Алжире ширина железнодорожной колеи равна 1435 мм. Это так называемая нормальная, или стефенсоновская колея. В некоторых государствах (Индия, Пакистан, Аргентина, Бразилия, Испания, Португалия) железные дороги имеют широкую колею двух типов — 1656 и 1600 мм. В Японии, например, используют среднюю и узкую колеи — 1067, 1000 и 900 мм. Узкоколейные железные дороги небольшой протяженностью имеются и в России.

Протяженность железнодорожной сети сравнивают, как правило, по эксплуатационной (географической) длине главных путей, независимо от их количества и длины других станционных путей. Развернутая длина железных дорог учитывает количество главных путей, т. е. географическая длина двухпутного участка умножается на 2. Учитываются также двухпутные вставки на однопутных линиях. Общая развернутая длина российских железных дорог на 1 января 1995 г. составила 126,3 тыс. км. Более 86% этой протяженности занимают пути с тяжелыми стальными рельсами типа Р65 и Р75, уложенными на деревянные (75%) и железобетонные (25%) шпалы и, в основном, щебеночный, гравийный и асбестовый (на главный путях) балласт. На всем протяжении путей имеется более 30 тыс. мостов и путепроводов, большое число тоннелей, виадуков и других искусственных сооружений. Протяженность электрифицированных железнодорожных линий составляет 38,4 тыс. км, или 43,8% эксплуатационной длины сети.

На сети железных дорог России расположено свыше 4700 железнодорожных станций, которые являются основными грузо- и пассажирообразующими пунктами. Крупные пассажирские, грузовые и сортировочные станции имеют капитальные здания и сооружения - вокзалы, платформы, грузовые районы и площадки, склады, контейнерные терминалы, погрузочно-разгрузочные механизмы, разветвленные рельсовые пути и другие устройства и оборудование.

На крупных технических станциях располагаются локомотивные и вагонные депо, предприятия дистанций службы пути, сигнализации и связи, грузовой и коммерческой работы, центры фирменного транспортного обслуживания клиентуры. Грузовые станции городов и промышленных центров, как правило, связаны рельсовой колеей с многочисленными подъездными железнодорожными путями промышленных, торговых, сельскохозяйственных и иных предприятий и организаций, а также с имеющимися морскими и речными портами, нефтебазами и т. п.

Густота железнодорожной сети России составляет 0,51 км на 100 км², что значительно ниже густоты железных дорог не только развитых стран, но и большинства бывших республик СССР (на Украине — 2,76 км, в Белоруссии — 2,77 км, Латвии — 3,60 км, Грузии — 2,2 км, Узбекистане — 0,79 км, Казахстане — 0,53 км на 100 км²). Очевидно, что в России необходимо строительство новых железнодорожных линий, особенно для освоения крупных месторождений топлива и сырья на востоке страны.

В России существуют четыре категории железнодорожных магистралей, различающиеся по грузонапряженности и числу пар поездов в сутки. Например, 1-я категория имеет грузонапряженность более 10 млн. т-км/км пути и свыше 10 пар поездов, но густота её сети (количество километров пути на 100 км² территории) составляет 0,51 км, что ниже, чем в большинстве стран, включая страны СНГ.

На сети железных дорог расположено большое количество устройств электроснабжения (контактная сеть, тяговые подстанции), сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), телемеханики и автоматики, а также средств связи. На всех дорогах есть информационно-вычислительные центры. Главный информационно-вычислительный центр ОАО РЖД находится в Москве. Создаются центры управления перевозками (ЦУП), в крупных транспортных узлах — автоматизированные диспетчерские центры управления (АДЦУ) перевозочным процессом.

^ 4. Подвижной состав железнодорожного транспорта

Железные дороги России располагают мощным парком современных локомотивов — электровозов и тепловозов, в основном отечественного производства. Ими выполняется практически весь объем грузовых и пассажирских перевозок, в том числе 72,7% электрической и 27,3% тепловозной тягой. Общий парк локомотивов в системе МПС в 1998 г. составлял около 20 тыс. ед. Среди них такие мощные грузовые и пассажирские шести- и восьмиосные электровозы, как ВЛ60, ВЛ80, ВЛ85, а также ЧС7 и ЧС4 чехословацкого производства; двух-, трех- и четырехсекционные тепловозы ТЭ10, ТЭ116, ТЭП60, ТЭП70, ТЭП80 и другие мощностью от 3 до 8 тыс. кВт и более, маневровые тепловозы ТЭМ2, ТЭМ7, ЧМЭ3 и др. В пригородном пассажирском сообщении используются электропоезда типа ЭР2, ЭРЗ, ЭР9П и ЭР9М, а также дизель-поезда Д1, ДР1 и ДР2. Для освоения скоростного пассажирского движения создан электропоезд ЭР200, развивающий скорость 200 км/ч. Ведется работа по конструированию и производству новых локомотивов и электропоездов, способных обеспечить техническую скорость 300 км/ч (например, скоростной поезд "Сокол"). Действующий локомотивный парк обеспечивает среднюю участковую скорость движения пассажирских поездов 47,1 км/ч, грузовых 33,7 км/ч. Средняя техническая скорость поездов выше участковой, учитывающей время промежуточных стоянок, примерно на 15—20 км/ч.

^ Парк грузовых вагонов (более 700 тыс. ед.) состоит в основном из четырехосных вагонов преимущественно металлической конструкции грузоподъемностью 65—75 т. В структуре парка преобладают полувагоны (41,7%), платформы (10,8%), цистерны (11,9%), включая восьмиосные, и крытые вагоны (10,2%). Удельный вес специализированного подвижного состава недостаточен и составляет 32% парка, включая рефрижераторные вагоны и цистерны. Пока недостаточно развита и контейнерная система, особенно большегрузных контейнеров для интермодальных перевозок.

^ Парк пассажирских вагонов состоит из цельнометаллических вагонов, оборудованных четырех- и двухместными купе, плацкартными полками или диванами для сидения с комбинированным (электроугольным) отоплением, люминесцентным освещением и кондиционированием воздуха.

Все грузовые и пассажирские вагоны оборудованы автосцепкой и автоматическими тормозами, свыше 60% грузовых и все пассажирские вагоны имеют колесные тележки на роликовых подшипниках. В последние годы в связи с экономическим кризисом замедлилась замена и обновление подвижного состава железных дорог, в результате чего в эксплуатации находится много вагонов и локомотивов, выработавших свой ресурс.

^ Классификация подвижного состава железнодорожного транспорта


5. Технология работы железнодорожного транспорта наиболее сложная, что связано с привязкой его к железнодорожной колее. Основой технологии работы железнодорожного транспорта является

• теория расписаний (график движения);
  
• план формирования поездов по направлениям движения;
  
• согласованный план формирования поездов на магистральном направлении с графиком работы подъездных путей предприятий, имеющих связь с магистральной сетью железных дорог.
  

Принципы работы железных дорог:

• на занятый перегон не может выйти другой поезд (для повышения пропускной способности перегоны дробятся на участки);
  
• движение осуществляется только поездами (пассажирскими, грузовыми, почтовыми, смешанными), которые переформировываются по маршруту движения;
  
• грузы следуют между сортировочными станциями, на которых переформировываются поезда;
  
• управление транспортным процессом производится через диспетчерский центр;
  
• смена бригады паровоза производится через 100—120 км (забор необходим через 600 — 800 км). Современная тяга позволяет менять бригаду через 200 — 300 км, а локомотив — через 1000 км. Смена осуществляется в течение 15 — 20 мин;
  
• перевозка проходит при разной ширине колеи;
  
• отправки грузов — повагонные, мелкопартионные, поездные или маршрутными поездами.
  

Отправки маршрутными поездами характерны для перевозки угля и других массовых навалочных грузов от мест добычи до потребителей, например на электростанции, или при перевозке контейнеров чаще по специально разработанному расписанию (с ускоренной доставкой).

^ 6. Проблемы и тенденции развития железнодорожного транспорта:

• повышение производительности, прежде всего путем создания резерва пропускной и провозной способностей (сейчас 70% железных дорог страны — однопутные, 80% железнодорожной сети имеет максимальный коэффициент грузонапряженности) и повышения скорости движения (рекорд скорости на отечественных железных дорогах — около 200 км/ч). Высокоскоростной поезд TGV (Франция) установил мировой рекорд скорости — 515 км/ч, скорость его эксплуатации на дорогах Франции и Европы — 300 км/ч. Скорость может быть повышена благодаря замене типа тяги, например на газотурбинную, паротурбинную, атомную. Высокие скорости достигаются также благодаря изменению дизайна на более обтекаемый;
  
• увеличение темпов электрификации дорог (сегодня электрифицированных дорог более 40%; себестоимость электровозов на 15% ниже, а производительность выше; они экологически менее вредны; условия их управления лучше);
  
• снижение расхода топлива при повышении скорости, что достигается уменьшением общего веса поезда (например, в Германии при изготовлении вагонов применяют стеклопластик, который облегчает вес поезда на 20%);
  
• выравнивание путей, особенно при увеличении скорости, так как при радиусах закругления 300 м скорость для безопасного движения не должна превышать 70 км/ч, а при радиусе 1000 км — 132 км/ч;
  
• внедрение тяжеловесных составов (оптимальный вес около 10 тыс. т — обеспечивает минимальные эксплуатационные затраты), новых типов подвижного состава грузоподъемностью 120 т (8-осные вагоны с повышенными прочностными характеристиками);
  
• создание специализированных вагонов для разнообразной номенклатуры грузов (сейчас уровень специализации около 30%);
  
• механизация мест для формирования поездов (горки);
  
• укладка рельсов тяжелого типа и бесстыковочных путей, необходимая для повышения скоростей (путь составляет до 55% капитальных вложений в железнодорожный транспорт);
  
• повышение уровня автоматизации погрузочно-разгрузочных работ;
  
• удлинение платформ;
  
• внедрение контейнерной и пакетной технологий, особенно для мультимодального сообщения, а также двухэтажных вагонов, которые дают увеличение посадочных мест на 45% при экономии ресурсов на 25% на 1 пассажиро-место (в России в 1837 г. на Царскосельской дороге эксплуатировался двухэтажный вагон).
  

Существует проблема перевода короткопробежных перевозок с железнодорожного на другие виды транспорта при возможности и целесообразности, и рынок способствует ее решению.

Решаются вопросы информационной обеспеченности. В помощь диспетчерам развиваются

• информационно-вычислительные центры железнодорожного транспорта,
  
• системы оперативного слежения за поездами и их формированием по пути следования,
  
• дорожная информационная система контроля и управления оперативной работой сети железных дорог (ДИСКОР) и др.
  

^ 7. Основные технико-экономические показатели работы железнодорожного транспорта

Основные показатели работы железнодорожного транспорта можно разделить на общие для всех видов транспорта и специфические. К общим показателям относятся: объем перевозок (отправление) грузов и пассажиров, грузооборот и пассажирооборот, средняя дальность перевозки 1 т груза и 1 пассажира, приведенные тонно-километры (с коэффициентом приведения пассажиро-километров и тонно-километров, равным 2), густота перевозок в тонно-километрах на 1 км пути.

К специфическим количественным и качественным показателям работы железных дорог относятся, в частности, показатели объема перевозок грузов железной дорогой по видам сообщений: ввоз, вывоз, транзит и местное сообщение. Ввоз (Q_ввоз) — это объем прибытия грузов с других дорог для выгрузки на данной дороге. Вывоз (Q_вывоз) — это объем отправления грузов, погруженных на данной дороге назначением на другие дороги. Транзитом (Q_транз) называются перевозки грузов, станции отправления и назначения которых расположены за пределами рассматриваемой дороги и которые следуют через станции этой дороги. Местное сообщение включает в себя объем перевозок грузов (Q_местн), погруженных и отправленных назначением на станции одной и той же дороги.

Кроме этих объемных показателей, на железных дорогах определяют и обобщенные показатели приема (Q_приема), сдачи(Q_сдачи), отправления(Q_отпр) и прибытия (Q_приб) грузов. Прием грузов с других дорог равен сумме ввоза и транзита, а сдача грузов на другие дороги равна сумме вывоза и транзита. Отправление грузов по дороге равно сумме вывоза и местного сообщения, а прибытие (выгрузка) — сумме ввоза и местного сообщения.

Q_приема = Q_ввоз +Q_транз ,

Q_сдачи = Q_вывоз +Q_транз ,

Q_отпр = Q_вывоз +Q_местн ,

Q_приб = Q_ввоз +Q_местн .

Среднесуточная погрузка грузов в вагонах определяется делением общего годового объема отправления грузов Q_год на среднюю статическую нагрузку вагона q_ср:

Q_сут = Q_год / q_ср*365 .

Динамическая нагрузка груженого Q_д^гр или рабочего Q_д^раб вагона определяется делением тонно-километров нетто Ql_нт на пробег груженого вагона L_гр или общий рабочий пробег груженого или порожнего вагонов L_общ:

Q_д^гр = Ql_нт / L_гр ;

Q_д^раб = Ql_нт / L_общ .

Коэффициент порожнего пробега вагонов определяется как отношение пробега порожних вагонов L_nop в вагонокилометрах к пробегу груженых вагонов L_гр или пробега порожних ва­гонов к общему пробегу:

β_пор^гр = L_пор/L_гр или

β_пор^общ = L_пор/L_общ .

Важными качественными показателями работы железных дорог являются оборот вагона, среднесуточный пробег вагона, производительность вагона и локомотива, использование пассажировместимости вагона и др.

Среднее время оборота грузового вагона, т. е. время от начала его погрузки до следующей погрузки

Т_об = 1/24[l_р/V_т + (l_р/V_у – l_р/V_т)+(l_р/L_м)t_пер + (l_р/L_в – l_р/L_м)t_тр + k_мt_гр ,

где l_р — полный рейс вагона, км;

V_т, V_у — техническая и участковая (эксплуатационная) скорости поезда, км/ч;

L_м — маршрутное плечо, или среднее расстояние, которое проходит вагон между переработками на технических (сортировочных) станциях (с переработкой), км;

l_в — вагонное плечо, или среднее расстояние, которое вагон проходит между техническими станциями без переработки, км;

t_nep, t_тр — время простоя на одной технической станции с переработкой и без переработки соответственно, ч;

t_гр — среднее время простоя вагона под одной грузовой операцией, ч;

k_м — коэффициент местной работы, учитывающий сдвоенные операции погрузки и выгрузки вагона без дополнительной его подачи к местам грузовой работы.

Среднесуточным пробегом вагона L_сс^в называют расстояние, которое проходит вагон рабочего парка в груженом и порожнем состоянии в среднем за сутки:

L_сс^в = L_общ /T_раб^в ,

где T_раб^в – вагоно-сутки работы рабочего парка вагонов.

Среднесуточная производительность вагона рабочего парка П_в определяется различными формулами в зависимости от исходной информации:

П_в = QL_нт /T_раб^в ;

П_в = Q_д^рабL_сс^в .

Среднесуточная производительность локомотива эксплуатируемого (рабочего) парка П_л определяется делением выполненных тонно-километров брутто QL_бр на затраченные локомотиво-сутки T_раб^л или произведением массы поезда брутто Q_бр на среднесуточный пробег локомотива L_сс^л и долю вспомогательного пробега локомотива β_л в общем пробеге, включая пробег во главе поезда:

П_л = QL_бр/T_раб^л ;

П_л = Q_брL_сс^л[1-(β_л/1-β_л)].

Среднюю фактическую массу грузового поезда определяют с учетом массы тары вагонов Q_бр и без учета тары Q_нт:

Q_бр = QL_бр/L

Q_нт = QL_нт/L ,

где L — пробег, поездо-километры.

Нормативная, или предельная масса поезда в зависимости от длины приемо-отправочных путей станции l_ст, через которые он следует,

Q_бр^н = (l_ст–l_л)Q_пог ,

где l_л — часть станционного пути, занимаемая локомотивом (50 м);

P_пог — погонная нагрузка поезда, приходящаяся на 1 м длины вагонов, считая по осям автосцепки (определяется делением суммы фактической грузоподъемности и тары вагонов на их длину).

Коэффициент использования вместимости пассажирских вагонов γ_п определяют делением пассажиро-километров Ql на пассажиро-место-километры q_нl:

γ_п = Ql /q_нl .

Средняя населенность вагона устанавливается делением выполненных пассажиро-километров на вагоно-километры в пассажирском движении.

Потребный парк вагонов

N_в = Ql_нт^t /П_вД_t ,

где Ql_нт^t — планируемый или выполненный грузооборот нетто по сети или дороге за период t;

Д_t — число дней периода t, на который опреде­ляется парк вагонов.

Этот показатель может быть определен и другими способами для разных периодов времени (например, делением общего пробега вагонов на среднесуточный и число дней работы).

Потребный парк локомотивов также рассматривают делением объема работы на производительность локомотива.