703

целью установления предельно допустимых скоростей входа на нее отцепов.

Наличная мощность немеханизированной тормозной позиции определяется по формуле

где f – коэффициент тормозного действия башмака (принимается равным 0,17 с возможной корректировкой в реальных условиях в пределах ±0,03); P – нагрузка на ось, колесо которой тормозится башмаком, тс; lюз – длина тормозного пути (юза), м;q – вес отцепа, тс.

Например, если на путь вышел 80-тонный четырехосный одиночный вагон, то максимальная мощность рассматриваемой позиции будет равна:

Hтп = 0,17•(20•50 + 20•25)/80 3,2 м эн. в.

Данной мощности будет достаточно, чтобы затормозить отцеп у стоящего на сортировочном пути вагона при скорости входа отцепа на первый башмак 7,84 м/с (при условии расположения рассматриваемого участка пути на горизонтальной площадке). При наличии уклона сортировочного пути допустимая скорость входа отцепа на первый башмак будет уменьшаться, а с учетом того, что соударения вагонов со скоростью 5 км/ч и менее считаются допустимыми, можно заключить, что скорость входа отцепа на первый тормозной башмак при рекомендуемой схеме ограждения не должна быть выше 11–12 м/с.

В соответствии с принципом концентрации операций по переработке вагонов с опасными грузами на крупных, хорошо технически оснащенных горочных станциях можно сделать вывод, что большинство рассматриваемых вагонов перерабатывается на горках повышенной, большой или средней мощности. Такие горки характеризуются большой высотой и высокими скоростями роспуска. Поэтому в случае отказа технических систем, в результате которого может произойти выход отцепа на путь, где стоят вагоны с опасными грузами, огражденными по рекомендуемой схеме, нельзя исключать возможности входа отцепа на первый охранный башмак со скоростью 11–12 м/с. Данный уровень скоростей в сортировочном парке маловероятен, но полностью исключать возможность разгона отцепа до такой предельной скорости нельзя. Следовательно, установленная нормами схема ограждения в сортировочном парке вагонов с ВМ не может гарантировать 100%-е обеспечение безударной технологии роспуска.

281

Согласно нормативным требованиям, остановка последующих отцепов должна осуществляться до тех пор, пока не накопится группа, состоящая не менее чем из 10 вагонов. Только после того, как вагоны прикрытия будут соединены с ограждаемыми вагонами с ВМ, может быть восстановлен установленный для последующих отцепов режим роспуска.

Если расстояние от стоящих на сортировочных путях вагонов с ВМ или цистерн со сжиженными газами (также – порожних из-под сжиженных газов) до конца парковой тормозной позиции со стороны горки менее 50 м, то последующие отцепы на эти пути должны направляться только посредством осаживания локомотивом. Данное положение нуждается в доработке, так как если расстояние от первого охранного башмака, расположенного со стороны горки, до парковой тормозной позиции менее длины очередного отцепа, то необходимо будет выполнять предварительное осаживание наполненных на рассматриваемом пути вагонов.

Таким образом, формулировка рассматриваемого положения должна быть следующая: если расстояние от стоящих на сортировочных путях вагонов с ВМ или цистерн со сжиженными газами (из-под сжиженных газов) до конца парковой тормозной позиции со стороны горки менее суммы длин очередного отцепа и участка ограждения (50 м), то последующие отцепы на эти пути должны направляться только посредством осаживания локомотивом.

В результате выполненного анализа режимов роспуска № 1 и

2можно отметить следующее:

—наибольшую опасность представляют соударения вагонов на спускной части горки, так как на данном участке реализуются наибольшие скорости движения отцепов, однако вероятность их возникновения может быть уменьшена за счет совершенствования организации технологического процесса;

—процессы скатывания отцепов по сортировочным путям при реализации прицельного торможения отцепов на парковой тормозной позиции характеризуются отсутствием возможности корректировки скорости их движения после прохода парковой позиции; при этом в некоторых условиях не исключаются соударения вагонов, скатывающихся со скоростями, превыша-

ющими допустимые (5 км/ч), для исключения которых требуется применять дополнительные технологические меры или использовать другие режимы роспуска, позволяющие регулиро-

282

вать скорость движения отцепов на всем маршруте скатывания (квазинепрерывное торможение).

Режимы регулирования скорости скатывания отцепа на всем маршруте могут быть различными, в зависимости от технического оснащения, технологии пропуска отцепов по участку сортировочного парка, требуемой надежности обеспечения условий безопасности.

Всоответствии с нормативными документами проектирования сортировочных устройств с целью повышения качества прицельного регулирования рекомендуется:

1) устанавливать в сортировочном парке дополнительную тормозную позицию с целью компенсации возможных погрешностей реализации и задания скоростей выхода отцепов с парковой тормозной позиции;

2) применять устройства, обеспечивающие постоянный контроль параметров движения отцепов, длины свободной части сортировочных путей и пространственных интервалов между группами вагонов на путях;

3) использовать другие способы регулирования скорости движения отцепов в сортировочном парке.

Следование этим рекомендациям поможет существенно повысить безопасность процесса роспуска вагонов, в том числе с опасными грузами, на автоматизированных сортировочных горках. Использование перечисленных устройств позволит автоматизировать процессы, протекающие на горочных комплексах, снизить вероятность возможного негативного воздействия человеческого фактора на производимые операции.

Вто же время реализация дополнительных организационнотехнических мероприятий, направленных на обеспечение необходимого уровня безопасности при роспуске вагонов на автоматизированных горках с тремя тормозными позициями, приведет

кусложнению технологии роспуска, снижению перерабатывающей способности сортировочного комплекса (по сравнению с обычным режимом роспуска – режим №1) и увеличению расходов по переработке вагонов.

Решить задачу повышения надежности обеспечения безопасных условий роспуска вагонов, в том числе с опасными грузами, можно при осуществлении непрерывного управления скоростью движения отцепов, прежде всего, на сортировочных путях. При реализации этого метода в перспективе можно обеспечить переход к роспуску на автоматизированных сортировочных горках практически всех вагонов в обычном режиме (режим

283

№1), что позволит существенно сократить горочный технологический интервал, уменьшить объем маневровой работы, связанной с осаживанием и подтягиванием вагонов, сократить время нахождения вагонов на технических станциях и снизить эксплуатационные расходы по переработке вагонов.

При решении этой задачи следует рассмотреть способы регулирования скорости движения отцепов в сортировочном парке, успешно применяемые на зарубежных железных дорогах:

1) принудительное перемещение вагонов – технологический процесс заполнения сортировочных путей, заключающийся в перемещении вагонов в глубь сортировочного парка специальными техническими средствами. Вагоны с опасными грузами при этом следует останавливать в начале сортировочного пути, а затем продвигать в глубь парка вагоноосаживающими устройствами;

2)квазинепрерывное регулирование скорости движения отцепов – процесс непрерывного регулирования скорости движения вагонов посредством точечных тормозных средств малой мощности, рассредоточенных на протяжении полезной длины сортировочных путей. В зависимости от уклона сортировочного пути можно установить схему их размещения в парке таким образом, что скорость движения отцепа гарантированно не будет превышать заданный уровень;

3)совокупности принудительного перемещения вагонов и квазинепрерывного регулирования скорости;

4)совокупности прицельного и квазинепрерывного регулирования скорости вагонов;

5)совокупности принудительного перемещения вагонов в зоне прицельного регулирования.

Проблема обеспечения качественного заполнения подгорочных путей существует и на железных дорогах зарубежных стран. Результаты анализа научной литературы, связанной с проектированием и эксплуатацией сортировочных горок за рубежом, показали, что решение вопросов, касающихся обеспечения качественного заполнения путей накопления вагонов на железных дорогах других стран, происходит за счет внедрения новых технических средств, прежде всего, устройств торможения вагонов и контроля заполнения путей.

Имеющиеся за рубежом технические устройства ориентированы на два аспекта процесса заполнения сортировочных путей: обеспечение высокой степени заполнения полезной длины пу-

284

тей и соблюдение допустимых скоростей движения вагонов в момент соударения.

Достаточно широкое распространение на сортировочных горках ряда зарубежных стран получила система регулирования скорости движения вагонов с использованием точечных вагонных замедлителей типа «Даути», «TDJ». Подобные маломощные устройства являются неуправляемыми, торможение вагонов на них выполняется с учетом соблюдения единственного условия

— непревышение установленной контрольной скорости. Определения ходовых свойств отцепов, расчета и измерения скорости выхода с тормозной позиции при этом не требуется. Системы подобного типа нашли применение на сортировочных горках КНР, Германии, Австрии, Венгрии, Польши.

Основных вариантов размещения точечных замедлителей два. В первом случае торможение отцепов на горке и путях накопления осуществляется только точечными замедлителями; во втором — подобные маломощные замедлители размещаются только на сортировочных путях, а на спускной части горки используются замедлители других типов (например, балочные).

Другой вариант системы торможения вагонов основывается на применении на путях дополнительной тормозной позиции, размещаемой на удалении 150–200 м за первой парковой тормозной позицией. В некоторых разновидностях такой системы на дополнительной парковой тормозной позиции используются точечные замедлители. Подобные схемы торможения нашли применение на ряде сортировочных горок Японии.

Исследования влияния работы различных технических систем на качество заполнения путей показывают следующее:

—использование точечных вагонных замедлителей на дополнительной парковой тормозной позиции способствует сокращению маневровой работы по осаживанию вагонов примерно на 9 % по сравнению с применением прицельного торможения на одной парковой тормозной позиции;

—использование точечных вагонных замедлителей на полезной длине сортировочных путей со специальным профилем улучшает степень заполнения путей на 15 % и позволяет обеспечить допустимые скорости соударения вагонов на путях.

В результате выполненного анализа существующих вариантов переработки вагонопотоков, в том числе вагонов с опасными грузами, на сортировочных горках можно отметить следующее:

1) технология пропуска вагонов с опасными грузами через автоматизированные сортировочные горки в обычном режиме

285

не может во всех условиях гарантировать обеспечение безопасности рассматриваемого процесса;

2)при скатывании с горки вагонов с опасными грузами самые тяжелые последствия могут иметь случаи соударения вагонов на спускной части горки, однако наибольшая вероятность нарушения условий безопасности возникает при следовании отцепа по сортировочному пути (после парковой тормозной позиции – при отсутствии средств регулирования скорости вагонов на сортировочных путях);

3)при роспуске с горки вагонов с опасными грузами вероятность возникновения ситуаций, не соответствующих установленным условиям безопасности, может быть снижена за счет совершенствования технологического процесса расформирования и улучшения технического оснащения горочных комплексов;

4)поскольку прицельное торможение отцепов не всегда гарантирует соблюдение установленных условий безопасности, необходимо рассматривать возможность применения других режимов и технических средств регулирования скорости скатывания вагонов с опасными грузами с сортировочной горки;

5)самым эффективным по критерию обеспечения установ-

ленных условий безопасности при роспуске вагонов, в том числе с опасными грузами, является вариант, при котором скорость проследования рассматриваемых вагонов может регулироваться на всем протяжении маршрута скатывания.

Литература

1.Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации. М.: 2000, 318 с.

2.Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1520 мм. М., 2003. 168 с.

3.Правила перевозок опасных грузов по железным дорогам. М., 1997,

254 с.

4.Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Фе-

дерации. М.: 2000, 190 с.

5.Типовой технологический процесс работы сортировочной станции.

М., 2003, 332 с.

286

УДК 656.212.5

С.В. КАРАСЕВ

ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ СОРТИРОВОЧНОЙ РАБОТЫ С ОПАСНЫМИ ГРУЗАМИ НА СТАНЦИЯХ

Оценка эффективности различных мероприятий, связанных с изменением условий переработки на станциях вагонов, загруженных опасными грузами, прежде всего, нормативов по переработке таких вагонов на сортировочных горках требует наличия соответствующей методики, позволяющей принимать обоснованные решения по усилению технического оснащения сортировочных и грузовых станций, а также изменению технологии сортировочной и маневровой работы. Ниже описываются основные положения такой методики, разработанной на кафедре «Железнодорожные станции и узлы» СГУПСа.

Предстоящие затраты и результаты оцениваются в пределах расчетного периода, продолжительность которого (горизонт расчета) зависит от ряда факторов: срока службы сооружений, основного оборудования, характера мероприятий по этапному усилению мощности объектов, точности технико-экономичес- кой информации на перспективу, срока достижения намечаемой прибыли, продолжительности сооружения объектов, требований инвесторов и других.

Расчетный период разбивается на определенное количество шагов. Для проектов, связанных с модернизацией сортировочных горок, необходимой при изменении нормативов и условий роспуска вагонов, загруженных опасными грузами, в качестве расчетного шага принимается год.

Для стоимостной оценки результатов и затрат могут использоваться текущие и прогнозные цены в рублях или другой валюте.

Соизмерение разновременных затрат, результатов и эффектов осуществляется путем приведения их к начальному периоду (момент времени t = 0) с применением дисконтирования.

Сравнение вариантов производится с использованием следующих показателей экономической эффективности: чистого дисконтированного дохода (ЧДД ); срока окупаемости инвестиций.

287

ЧДД (интегральный эффект) определяется как оценка текущих эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу следующим образом [4]:

Зi – затраты (текущие издержки и инвестиции) на i-м шаге расчета; Eн —нормативный коэффициент окупаемости капиталовложений; Эi = Ri – Зi — эффект, достигаемый на i-м шаге расчета; T – срок жизни проекта.

При изменении по вариантам лишь части затрат и результатов для оценки их экономической эффективности используются следующие показатели:

—сравнительный интегральный эффект (отличается от ЧДД тем, что не учитывает составляющие, одинаковые по вариантам);

—приведенные затраты;

—срок окупаемости дополнительных инвестиций.

Во многих случаях при реализации мероприятий по изменению технического оснащения сортировочных устройств и технологии переработки вагонов, в том числе с опасными грузами, сравниваемые варианты отличаются только размерами потребных инвестиционных вложений и эксплуатационными расходами (текущими затратами). При этом наиболее эффективное решение можно определять по минимуму приведенных затрат [4], применив следующее уравнение:

где Эпр — приведенные затраты; – доля налоговых отчислений от прибыли; Ki — капитальные затраты на i-м шаге; Ci — эксплуатационные расходы (текущие затраты) на i-м шаге.

Срок окупаемости дополнительных инвестиций Tок определяется достижением равенства [4]:

где Ri,1 , Ri,2 — результаты, достигаемые на i-м шаге расчета по первому и второму вариантам инвестируемого проекта; Зi,1 , Зi,2 –

288

шаге расчета в первом и втором вариантах. Tок = i при выполнении условия (3).

При определении экономической эффективности изменения условий роспуска вагонов с рядом опасных грузов при соответствующей модернизации конструкции, технического оснащения сортировочных горок и технологии расформирования составов капитальные вложения и эксплуатационные расходы определяются по различающимся элементам затрат [4, 5].

Безопасное изменение условий роспуска вагонов, загруженных опасными грузами, сопряжено с капитальными затратами на модернизацию сортировочных горок, на которых планируется изменение технологии переработки таких вагонов.

Капитальные затраты включают статьи расходов, связанные с конструкцией и техническим оснащением сортировочных комплексов. Структура учитываемых капитальных затрат представлена на рис. 1.

Капитальные затраты определяются для каждого сравниваемого варианта конструкции и технического оснащения сортировочной горки по формуле

Капитальные затраты на маневровые локомотивы определяются, исходя из необходимого числа маневровых локомотивов и их стоимости1 .

Необходимость учета капитальных затрат на периодическую выправку продольного профиля горки и сортировочных путей Kвыпр связана с тем, что при расположении сортировочных путей на спуске 0,5–0,6 ‰ (нормативные значения уклонов при существующей системе автоматизации) существенно повышаются требования к соблюдению проектных параметров профиля. Соблюдение этих требований в значительной степени влияет на сохранность сортируемых вагонов и перевозимых грузов. Значение Kвыпр определяют исходя из периодичности и стоимости выполнения плановых ремонтов. Средний и подъемочный ремонты верхнего строения пути должны производиться пооче-

1 Необходимое число горочных локомотивов устанавливается с учетом величины горочного технологического интервала (порядок обоснования числа локомотивов приведен ниже при описании процедуры расчета эксплу-

атационных расходов, связанных с содержанием маневровых локомотивов).

289