Admin

Технология определения длин фиксированных блок-участков

КОКУРИН Иосиф Михайлович, Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко Российской академии наук, лаборатория проблем организации транспортных систем, главный научный сотрудник, профессор, д-р техн, наук, Санкт-Петербург, Россия

ПУШКИН Илья Андреевич, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах», аспирант, Санкт-Петербург, Россия

Ключевые слова: тормозной путь поезда, определение длин фиксированных блок-участков, распределение избыточных длин перегонов, разграничение поездов, пропускная способность перегонов
Аннотация. Определение длин фиксированных блок-участков для расстановки светофоров автоблокировки (АБ) и сигнальных знаков автоматической локомотивной сигнализации (АЛСО) осуществляется исходя из норм проектирования [1, 2], требующих использования наибольших из минимальных интервалов времени, с которыми способны двигаться самые медленные расчетные поезда. Дополнительно рекомендуется увеличивать эти интервалы на время трогания поезда с места (до 0,3 мин) и остановки впередиидущего пригородного поезда у пассажирской платформы (до 0,5 мин). Увеличенные при расстановке светофоров межпоездные интервалы действуют, в том числе, для поездов, которым это не требуется, что влечет снижение пропускной способности перегонов. В статье приведено обоснование технологии определения длин фиксированных блок-участков на основе использования тормозных путей поездов, а также метод распределения избыточных длин перегонов с учетом технических особенностей трехзначной и четырехзначной автоблокировок.


Как правило, в проектных заданиях длительность межпоездных интервалов, используемых для расстановки светофоров и сигнальных знаков, не обосновывается. В тоже время тормозные пути поездов, необходимые для их интервального разграничения, измеряются и рассчитываются. По этим данным модернизируются формулы и компьютерные программы тяговых расчетов тормозных путей и параметров движения поездов.
Отправление поездов со станций технического обслуживания и движение с установленной скоростью разрешается только при условии, что единое наименьшее тормозное нажатие на каждые 100 т массы поезда будет не менее заложенного норматива. С увеличением массы поезда осмотрщик состава повышает тормозную силу до нормы. Поэтому при всех допустимых изменениях масс поездов практически получаемые тормозные пути не превышают расчетные величины.


Длины фиксированных блок-участков, определенные по тормозным путям поездов, достигают минимально допустимых величин. Это позволяет увеличить пропускную способность участков в нормальных условиях, а также, что особенно важно, при затруднениях движения и ремонтах инфраструктуры с предоставлением «окон».
Исследования [3-6] доказывают, что длины блок-участков целесообразно определять только по тормозным путям, обеспечивающим безопасное разграничение поездов, не используя интервалы времени. Методику определения длин фиксированных блок-участков на основе тяговых расчетов тормозных путей поездов, разрешенную нормами [1,2] только на двухпутных грузонапряженных линиях, следует применять вместо задаваемых интервалов времени на всех участках реконструкции и строительства систем интервального регулирования движения поездов.



ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИН ФИКСИРОВАННЫХ БЛОК-УЧАСТКОВ ТРЕХЗНАЧНОЙ АВТОБЛОКИРОВКИ И АЛСО НА ОСНОВЕ ТОРМОЗНЫХ ПУТЕЙ ПОЕЗДОВ
По нормам [1, 2] длина каждого блок-участка трехзначной АБ и АЛСО, а также защитного участка должна быть не менее максимального тормозного


интегрируется по времени At дифференциальное уравнение движения поезда и определяются перемещение As и средняя величина уклона пути i на длине 1_п расчетного поезда (пассажирского - 450 м, пригородного -240 м и грузового - 850 м). Расчеты тормозных путей поездов выполнены на примере профиля пути перегона, представленного на рис.1.
Тормозные пути поездов при следовании по правильному пути представлены в табл. 1, а тормозные пути снижения скорости поездов и определяющие длины защитных участков при следовании по правильному пути - в табл. 2.
Максимальные тормозные пути (см. табл. 1) требуются для (автостопного) экстренного торможения от устройств АЛС пассажирского поезда, движущегося со скоростью 120 км/ч и до остановки. Поэтому они использовались для определения длин блок-участков. Сумма их длин на перегоне должна равняться длине перегона для того, чтобы предвходной блок-участок заканчивался на координате входного светофора. Это является условием для остановки поезда перед закрытым входным светофором при экстренном торможении от устройств АЛС на последнем (предвход-ном) блок-участке перегона.
Минимально допустимые длины блок-участков рехзначной АБ и АЛСО представлены на рис. 2. Длины блок-участков в условиях приравнивания всех их длин к длине максимального на перегоне и равномерного распределения остатка избыточной длины между всеми блок-участками приведены в табл. 3.
Длина рассматриваемого перегона 1_дп составляет 12020 м и определена расстоянием между выходным светофором 42 обгонного пункта А и входным светофором Ч обгонного пункта Б. Суммарная длина своих максимальных тормозных путей на всех блок-участках перегона LMTnj = 10901 м. Избыточная длина D = !_дп - L = 12020 - 10901 = 1119 м. Эта длина менее требуемого тормозного пути поезда (см. табл. 1) и недостаточна для размещения блок-участка, поэтому должна быть распределена между участками перегона.

При определении пропускной способности [8] в качестве расчетного межпоездного интервала [1, 2] требуется выбирать минимальный из всех на перегоне и даже на диспетчерском участке. Поэтому по возможности при распределении избыточной длины не следует увеличивать максимальные длины блок-участков.
Величина отношения D1 = D/SC? (L6yM - 1_б J - избыточной длины D к сумме разностей максимальной длины блок-участка на перегоне 1_бум и п длин блок-участков, равных своим максимальным тормозным путям L6yi, определяет технологию распределения избыточной длины.
При D1 > 1 избыточная длина достаточна для приравнивания всех блок-участков перегона к максимальному тормозному пути и для равномерного распределения остатка избыточной длины D2 = (D --Si=i (L6vM - L, .)) между всеми участками перегона D2/ п (см. таблУ3).
При D1 - 1 длины всех блок-участков перегона становятся равными максимальному тормозному пути, и остаток избыточной длины отсутствует.
При D1 < 1 избыточная длина становится менее необходимой для приравнивания всех блок-участков
к максимальному тормозному пути. Минимальные и одинаковые длины блок-участков создаются в условиях распределения избыточной длины пропорционально разнице между их максимальной длиной на перегоне и всеми блок-участками и рассчитываются по формуле:
l-бур! ~ L6yi + D, ■ (L6yM - L6yj).
Расчеты длин блок-участков компьютер заканчивает, когда координата начала расчета тормозных путей поездов Бкнр превышает координату конца перегона S > SKKn.
В примере (см. табл, 3) избыточная длина D =1119 м. Отношение D1 = D/Ш (L6yM - L6yi) = 1119/211 = = 5,3 > 1. Поэтому избыточная длина достаточна для приравнивания всех блок-участков перегона к максимальному тормозному пути, равному 1852 м.
Наилучшим является равномерное распределение остатка избыточной длины 908 м между всеми блок-участками перегона. Это достигается увеличением максимальной длины каждого блок-участка на 908 / 6 = 151,3 м. Длины блок-участков становятся одинаковыми: 1852 + 151,3 = 2003,3 м. При этом расчетный межпоездной интервал, определяющий пропускную способность перегона, достигает минимума, а пропускная способность - максимума.
При трехзначной АБ и АЛСО межпоездные интервалы и пропускная способность рассчитывались в указанных условиях определения длин блок-участков и рекомендуемых [1, 2] их количествах в разграничениях поездов при безостановочном пропуске по перегону. Расчетные данные без защитных участков/с защитными участками составили:
для межпоездных интервалов, мин пассажирских поездов 3,23/3,68;
грузовых поездов 5,15/5,82;
для пропускной способности, поезд/ч пассажирских поездов 16/14;
грузовых поездов 10/9.


Скорость проследования светофора, ограждающего на главном пути блок-участок, длиной менее требуемого тормозного пути [9], определяется компьютерной программой.
Определение длин блок-участков, межпоездных интервалов и пропускной способности перегона при следовании поездов по неправильному пути рассматривается на примере четного пути перегона, ограниченного одинаковыми обгонными пунктами А и Б.
На рис. 3 приведена схема путевого развития обгонного пункта, на рис. 4 представлена расстановка светофоров трехзначной АБ и знаков АЛСО на перегоне для движения по неправильному пути.
Результаты расчетов тормозных путей поездов при следовании по неправильному пути приведены в табл. 4.
На обгонных пунктах Б и А длины предвходных блок-участков 10/НД составляют 1753,3 м, что менее требуемого тормозного пути (1798 м). Длина блок-участка НД/Н2 составляет 1100 м, что менее максимального тормозного пути (1804 м). Длины остальных блок-участков соответствуют требованиям.
Решением по организации движения (при обосновании) может стать снижение скорости пассажирского поезда с 120 км/ч до 73 и 117 км/ч, при которых максимальные тормозные пути не превысят длины коротких блок-участков. При этом расчетные межпоездные интервалы пассажирских и грузовых поездов составят I = 3,21 мин и 1мпиг = 5,15 мин, а пропускная способность - 16 и 10 поезд/ч соответственно.

Объединять блок-участки неправильного пути следует по направлению движения от обгонного пункта Б к обгонному пункту А, начиная с первого короткого участка Б10/НД (1753,3 м) с БНД/Н2 (1100 м), а также участка 10/НДА (1753,3 м) с НД/Н2А (1100 м). Расчетные межпоездные интервалы составят 1мпип - 4,10 мин и 1МПИГ = 6,46 мин, а пропускная способность -13 пассажирских и 8 грузовых поезд/ч соответственно.

ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИН ФИКСИРОВАННЫХ БЛОК-УЧАСТКОВ ЧЕТЫРЕХЗНАЧНОЙ АВТОБЛОКИРОВКИ НА ОСНОВЕ ТОРМОЗНЫХ ПУТЕЙ ПОЕЗДОВ
Требования [1, 2] к длинам блок-участков четырехзначной АБ представлены в виде системы неравенств:



Распределение избыточной длины при четырехзначной АБ пропорционально разности максимального тормозного пути перегона и максимальных тормозных путей на каждом, кроме блок-участка с максимальной длиной, представлено в табл. 6.
Межпоездные расстояния и интервалы без защитных участков составляют:
для пассажирских поездов - 1_б = 4153 м, 1мпип

[топ] 2,08 мин;
для моторвагонных - Ь„пм

3953 м; I = 1,98 мин; для грузовых - 1_бург = 4553 м; 1мпиг = 3,41 мин.
При этом пропускная способность участка без защитных участков составит: 25 пассажирских, 26 моторвагонных и 15 грузовых поезд/ч.
Межпоездные расстояния и интервалы при наличии защитных участков равны:
для пассажирских поездов - L6 = 4811 м, 1мпип = 2,41 мин;
для моторвагонных-L6 =4611 м;1мпим = 2,31 мин;
для грузовых - 1_бург = 5211 м; 1мпиг = 3,91 мин.
Пропускная способность участка при наличии защитных участков составит: 21 пассажирский, 22 моторвагонных и 13 грузовых поезд/ч.


При использовании тональных рельсовых цепей необходимо определять их параметры и располагать в границах длин блок-участков, рассчитанных по данной методике. Технология выполнения этой работы изложена в типовых материалах для проектирования тональных рельсовых цепей.
Результатом данной работы является обоснование методики расчета длин фиксированных блок-участ-ков. Эти длины рекомендуется определять на основе расчета максимальных тормозных путей поездов без использования интервалов времени. Методика включает способ распределения между блок-участками избыточной длины перегонов, равной разности длины перегона и суммы длин блок-участков. Применение разработанной методики повышает пропускную способность диспетчерских районов.
Межпоездные и станционные интервалы рекомендуется определять на основе длин блок-участков, рассчитываемых по предлагаемой методике, и использовать [10-13] в автоматизированных системах диспетчерской централизации для оперативной
корректировки графиков движения при отклонениях поездов от расписания.

СПИСОК источников
1. СП 235.1326000.2015. Железнодорожная автоматика и телемеханика. Правила проектирования : утв. и введ. Приказом Министерства транспорта Российской Федерации 06.07.2015. № 205. Издание официальное. М., 2015.
2. Руководящие указания по расстановке светофоров автоблокировки и определению длин блок-участков на линиях с АЛСО 660301 (Гипротранссигналсвязь). 2003.32 с.
3. Кокурин И.М., Пушкин И.А. Когнитивный метод для решения задач интервального регулирования движения поездов//Транспорт России: проблемы и перспективы-2020. Материалы Юбилейной международной научно-практической конференции. © ФГБУН Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко Российской академии наук, 2020 © Коллектив авторов, 2020. 2020. С. 18-27.
4. Кокурин И.М. Оценка пропускной способности железнодорожных линий методом имитационного моделирования // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сборник трудов. Вып. 8. 2009. С. 18-28.
5. Кокурин И.М. Решения задач увеличения пропускной способности перегонов И Железнодорожный транспорт. 2021. № 4. С. 52-54.
6. Кокурин И.М. Решения задач интервального разграничения поездов // Автоматика на транспорте. 2021. Т. 7. № 3. С. 438-451.
7. Правила тяговых расчетов для поездной работы : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 12.05.2016. № 867р. 513 с.
8. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог. М., 2010. 124 с.
9. Инструкция по сигнализации на железнодорожном транспорте Российской Федерации. М.: ТРАНСИНФО ЛТД, 2012. 159 с.
10. Воронин В.А. Защитный участок: элемент безопасности или пережиток прошлого? // Железнодорожный транспорт. 2019. № 3. С. 25-27.
11. Современные системы управления движением поездов: Отечественный и зарубежный опыт / Розенберг Е.Н., Шухина Е. Е., Озеров А.В., Малинов В.М. 2020. 210 с.
12. Кокурин И.М. Построение интеллектуальной системы управления движением поездов на основе автоматизации диспетчерского регулирования и центрального автоведения // Автоматика на транспорте. 2018. Том 4. № 3. С. 303-312.
13. Кокурин И.М., ЕфановД.В. Технологические основы инновационной системы автоматического управления движением поездов//Автоматика, связь, информатика. 2019. № 5. С. 19-23. DOI 10.34649/АТ.2019.5.5.003.