ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО УрГУПС) Кафедра: «Путь и железнодорожное строительство» Расчётно-графическая работа №2 По дисциплине: «Экономика путевого хозяйства и сметное дело в строительстве и путевом хозяйстве» На тему: «Определение потерь от снижения скорости поездов из-за выдачи предупреждения об ограничении скорости» Вариант № 20 Проверил: Выполнил: Старший преподаватель Ст.гр. СЖДт-419 Емелина Н.В. Третьяков Н.П. Екатеринбург 2023 Расчётно-графическая работа №2 Определение потерь от снижения скорости поездов из-за выдачи предупреждения об ограничении скорости Цель работы: изучение методики определения потерь от снижения скорости из-за выдачи предупреждения об ограничении скорости. I. Расчетная схема: Рис.1 Расчетная схема к определению издержек, связанных с выдачей предупреждения 𝑉констр - конструктивная скорость локомотива, км/ч; 𝑉огр - ограничивающая скорость поезда, км/ч; 𝑙разг - длина участка разгона, м; 𝑙торм - длина участка торможения, м; 𝑙фр - длина фронта работ, м; 𝑙п - длина поезда, м. II. Исходные данные для расчета: Таблица 1 – Исходные данные № варианта l фр, м l п, м V огр, км/ч п по з о с тк Тип локомотива i ср, ‰ Q, м 20 790 750 30 46 2ТЭ-10 5 3000 2 III. Определение количества участков: Так как на участке разгона движение поезда неравномерное, то для повышения точности определения длин участков разгона и торможения необходимо взять дополнительные точки на кривой скорости: − разбиение на отрезки кривой скорости: К= 𝑉по − 𝑉огр ∆𝑉 х где 𝑉по х – скорость подхода к участку с предупреждением об ограничении скорости (Правила Тяговых Расчётов для поездной работы, М., «Транспорт», 1985, табл. 22); 𝑉огр – ограничение скорости; ∆𝑉 =20 км/час. Таблица 2 – Основные данные тепловоза К= 𝑉по х − 𝑉огр 100 − 30 = = 3 5 ≈ 3 шт ∆𝑉 20 Значит, расчет ведем по трем участкам: - интервал скоростей 30-55 км/час, 𝑉ср = 42,5 км/час; - интервал скоростей 55-80 км/час, 𝑉ср = 67,5 км/час; - интервал скоростей 80-100 км/час, 𝑉ср = 90 км/час; 3 IV. Определение потерь времени на участках разгона и торможения: разг 𝑡торм = (𝑉х − 𝑉огр ) м н 2∙𝑟 где 𝑉х – ходовая скорость без учета ограничения, км/ч; 𝑉огр – скорость ограничения, км/ч; r – удельная равнодействующая сила (средняя, на участке разгона и торможения) кг/т. В режиме тяги (на участке разгона): 𝑟 = 𝑓к − 𝑤0 ± 𝑖 кг/т где 𝑓к - удельная сила тяги, кг/т i – сопротивление от уклона, кг/т 𝑤0 – основное удельное сопротивление поезда, кг/т: 𝑓к = 𝐹к кг/т 𝑃+𝑄 где P, Q – вес вагонного состава и локомотива (ПТР, табл.5), т; 𝐹к – расчетное значение силы тяги (ПТР, рис. 511), кгс. 𝑤0 = 𝑤′′0 ∙ 𝑄 + 𝑤′0 ∙ 𝑃 𝑄+𝑃 где 𝑤′′0 - удельное основное сопротивление движению поезда, кг/т; 𝑤′0 – удельное основное сопротивление движению локомотива, кг/т. 3 + 0 1 ∙ 𝑉 + 0 0025 ∙ 𝑉 2 𝑤′′0 = 0 7 + кг/т 𝑞0 𝑤′0 = 1 9 + 0 01 ∙ 𝑉 + 0 0003 ∙ 𝑉 2 кг/т где V – среднее значение между 𝑉хо и 𝑉огран , км/час 𝑞0 – осевая нагрузка (среднее значение 𝑞0 = 17,5 т/ось); 4 Таблица 3 – Учетная масса локомотивов, число тормозных осей Рис. 2 Тяговые характеристики тепловоза 2ТЭ-10 В режиме торможения: 𝑟 = 0 5 ∙ 𝑏т + 𝑤𝑜𝑥 ± 𝑖 кг/т 5 где 𝑏т – удельная тормозная сила, кг/т; 𝑤𝑜𝑥 – удельная равнодействующая в режиме холостого хода; 𝑏т = 1000 ∙ 𝜑кр ∙ 𝜈р где 𝜑кр – расчетный коэффициент трения; 𝜈р – тормозной коэффициент, 𝜈р = 0,3; Расчетный коэффициент трения для композиционных колодок: 𝜑кр = 0 36 𝑉ср + 150 2𝑉ср + 150 Расчетный коэффициент трения для чугунных колодок: 𝜑кр = 0 27 𝑉ср + 100 2𝑉ср + 100 Удельная равнодействующая в режиме холостого хода: 𝑤𝑜𝑥 = 𝑤′′0 ∙ 𝑄 + 𝑤𝑥 ∙ 𝑃 кг/т 𝑄+𝑃 где 𝑤𝑥 – основное удельное сопротивление локомотива в режиме холостого хода; 𝑤𝑥 = 2 4 + 0 011 ∙ 𝑉 + 0 00035 ∙ 𝑉 2 кг/т 1 участок: 𝑤𝑥 = 2 4 + 0 011 ∙ 42 5 + 0 00035 ∙ 42 52 = 3 5 кг/т 3 + 0 1 ∙ 42 5 + 0 0025 ∙ 42 52 𝑤′′0 = 0 7 + = 1 372 кг/т 17 5 𝑤𝑜𝑥 = 1 372 ∙ 3000 + 3 5 ∙ 258 = 1 541 кг/т 3000 + 258 Используем композиционные колодки: 𝜑кр = 0 36 42 5 + 150 = 0 295 2 ∙ 42 5 + 150 6 𝑏т = 1000 ∙ 0 295 ∙ 0 3 = 88 5 кг/т Удельная равнодействующая сила в режиме торможения: 𝑟 = 0 5 ∙ 88 5 + 1 541 − 5 = 40 791 кг/т Удельная равнодействующая сила в режиме тяги (на участке разгона): 𝑓к = 29200 = 8 963 кг/т 258 + 3000 𝑤′0 = 1 9 + 0 01 ∙ 42 5 + 0 0003 ∙ 42 52 = 2 867 кг/т 𝑤0 = 1 372 ∙ 3000 + 2 867 ∙ 258 = 1 49 3000 + 258 𝑟 = 8 963 − 1 490 + 5 = 12 473 кг/т 𝑡разг = (55 − 30) = 1 002 м н 2 ∙ 12 473 𝑡торм = (55 − 30) = 0 306 м н 2 ∙ 40 791 2 участок: 𝑤𝑥 = 2 4 + 0 011 ∙ 67 5 + 0 00035 ∙ 67 52 = 4 737 кг/т 3 + 0 1 ∙ 67 5 + 0 0025 ∙ 67 52 𝑤′′0 = 0 7 + = 1 908 кг/т 17 5 𝑤𝑜𝑥 = 1 908 ∙ 3000 + 4 737 ∙ 258 = 2 132 кг/т 3000 + 258 Используем композиционные колодки: 𝜑кр = 0 36 67 5 + 150 = 0 275 2 ∙ 67 5 + 150 𝑏т = 1000 ∙ 0 275 ∙ 0 3 = 82 5 кг/т Удельная равнодействующая сила в режиме торможения: 𝑟 = 0 5 ∙ 82 5 + 2 132 − 5 = 38 382 кг/т Удельная равнодействующая сила в режиме тяги (на участке разгона): 7 𝑓к = 18600 = 5 709 кг/т 258 + 3000 𝑤′0 = 1 9 + 0 01 ∙ 67 5 + 0 0003 ∙ 67 52 = 3 942 кг/т 𝑤0 = 1 908 ∙ 3000 + 3 942 ∙ 258 = 2 069 3000 + 258 𝑟 = 5 709 − 2 069 + 5 = 8 64 кг/т 𝑡разг = (80 − 55) = 1 447 м н 2 ∙ 8 64 𝑡торм = (80 − 55) = 0 326 м н 2 ∙ 38 382 3 участок: 𝑤𝑥 = 2 4 + 0 011 ∙ 90 + 0 00035 ∙ 902 = 6 225 кг/т 3 + 0 1 ∙ 90 + 0 0025 ∙ 902 𝑤′′0 = 0 7 + = 2 543 кг/т 17 5 𝑤𝑜𝑥 = 2 543 ∙ 3000 + 6 225 ∙ 258 = 2 835 кг/т 3000 + 258 Используем композиционные колодки: 𝜑кр = 0 36 90 + 150 = 0 262 2 ∙ 90 + 150 𝑏т = 1000 ∙ 0 262 ∙ 0 3 = 78 6 кг/т Удельная равнодействующая сила в режиме торможения: 𝑟 = 0 5 ∙ 78 6 + 2 835 − 5 = 37 135 кг/т Удельная равнодействующая сила в режиме тяги (на участке разгона): 𝑓к = 14000 = 4 297 кг/т 258 + 3000 𝑤′0 = 1 9 + 0 01 ∙ 90 + 0 0003 ∙ 902 = 5 23 кг/т 𝑤0 = 2 543 ∙ 3000 + 5 23 ∙ 258 = 2 756 3000 + 258 8 𝑟 = 4 297 − 2 756 + 5 = 6 541 кг/т 𝑡разг = (100 − 80) = 1 529 м н 2 ∙ 6 541 𝑡торм = (100 − 80) = 0 269 м н 2 ∙ 37 135 Суммарное время торможения и разгона на всех участках: 𝑡разг = 𝑡разг1 + 𝑡разг2 + 𝑡разг3 = 1 002 + 1 447 + 1 529 = 3 978 𝑡торм = 𝑡торм1 + 𝑡торм2 + 𝑡торм3 = 0 306 + 0 326 + 0 269 = 0 901 V. Определение времени хода на участке с ограничением скорости: 𝑡пр = 𝑡торм + 𝑡разг + (𝑙п + 𝑙фр ) ∙ 60 м н 𝑉огр где 𝑙п – длина поезда (км); 𝑙фр – длина фронта работ (км). 𝑡пр = 0 901 + 3 978 + (0 75 + 0 79) ∙ 60 = 7 959 м н 30 VI. Определение длины участков разгона и замедления. Определение длины полного участка с ограничением скорости: Длина участка разгона и замедления, км: 𝑙раз(тор) 2 4 17 ∙ (𝑉х2 − 𝑉огр ) = км 1000 ∙ 𝑟 где 𝑟 – удельная равнодействующая всех сил, действующих на поезд; 𝑉х - ходовая скорость поезда на рассматриваемом участке, км/ч; 𝑉огр – скорость ограничения на рассматриваемом участке, км/ч. Длины участков разгона: 𝑙раз1 4 17 ∙ (552 − 302 ) = = 0 71 км 1000 ∙ 12 473 9 𝑙раз2 4 17 ∙ (802 − 552 ) = = 1 629 км 1000 ∙ 8 64 𝑙раз3 4 17 ∙ (1002 − 802 ) = = 2 295 км 1000 ∙ 6 541 Полная длина участков разгона: 𝑙раз = 𝑙раз1 + 𝑙раз2 + 𝑙раз3 = 0 710 + 1 629 + 2 295 = 4 634 км Длины участков торможения: 𝑙тор1 4 17 ∙ (552 − 302 ) = = 0 217 км 1000 ∙ 40 791 𝑙тор2 4 17 ∙ (802 − 552 ) = = 0 367 км 1000 ∙ 38 382 𝑙тор3 4 17 ∙ (1002 − 802 ) = = 0 404 км 1000 ∙ 37 135 Полная длина участков торможения: 𝑙тор = 𝑙тор1 + 𝑙тор2 + 𝑙тор3 = 0 217 + 0 367 + 0 404 = 0 988 Длина полного участка с ограничением скорости: 𝐿 = 𝑙торм + 𝑙п + 𝑙фр + 𝑙раз км 𝐿 = 0 988 + 0 75 + 0 79 + 4 634 = 7 162 км VII. Определение времени хода поезда по этому участку без предупреждения об ограничении скорости: 𝑡х = 𝐿 ∙ 60 м н 𝑉х где 𝑉х – средняя скорость на участке без предупреждения об ограничении скорости, км/ч. 𝑡х = 7 162 ∙ 60 = 4 297 м н 100 VIII. Определение потерь времени от действия ограничения скорости: 10 ∆𝑡 = (𝑡пр + 𝑡разг + 𝑡торм ) − 𝑡х м н ∆𝑡 = (7 959 + 3 978 + 0 901) − 4 297 = 8 541 м н IX. Определение эксплуатационных потерь от задержки движения поездов в рублях на один поезд: 𝐸 = 𝐸1 + 𝐸2 р б где 𝐸1 – временная составляющая затрат; 𝐸2 - энергетическая составляющая. Временная составляющая затрат определяется следующим образом: 𝐸1 = 𝑒п ч ∙ ∆𝑡 р б 60 где 𝑒п ч = 1050 руб./поездо-час − стоимость поездо-часа работы грузового поезда при электрической тяге; 𝑒п ч = 1750 руб./поездо-час − стоимость поездо-часа работы грузового поезда при тепловозной тяге; Энергетическая составляющая затрат: 2 𝐸2 = 3 8 ∙ 𝜑 ∙ (𝑃 + 𝑄) ∙ (𝑉х2 − 𝑉огр ) ∙ 10−6 р б где 𝜑 − расходная ставка на 1 ткм механической работы локомотива: 𝜑 = 42 руб/ткм – при тепловозной тяге; 𝜑 = 28,25 руб/ткм – при электрической тяге (постоянный ток); 𝜑 = 27,83 руб/ткм – при электрической тяге (переменный ток); Локомотив 2ТЭ-10 –тепловоз, отсюда следует: 𝐸1 = 1750 ∙ 8 541 = 249 113 р б 60 𝐸2 = 3 8 ∙ 42 ∙ (258 + 3000) ∙ (1002 − 302 ) ∙ 10−6 = 4731 79 р б 𝐸 = 249 113 + 4731 79 = 4980 902 р б 11 X. Определение количества поездов, проследовавших по участку за время действия предупреждения: 𝑛огр = ∙ 𝑇пр 24 пар по з о где − количество поездов в сутки на данном участке; 𝑇пр − продолжительность выдачи постоянных предупреждений 𝑇пр =1 год. 46 ∙ 48 = 92 пар по з о 24 𝑛огр = XI. Определение поездо-часов задержки в движении поездов: П= 𝑛огр ∙ ∆𝑡 по з о − час 60 где ∆𝑡 – потери времени от действия ограничения скорости, мин. П= 92 ∙ 8 541 = 13 096 по з о − час 60 XII. Экономическая эффективность мероприятий по ликвидации ограничения скорости: Эфф = ((𝐸1 + 𝐸2 ) ∙ 𝑛огр ) 𝐴м ропр где (𝐸1 + 𝐸2 ) ∙ 𝑛огр – экономия эксплуатационных затрат при ликвидации ограничения скорости, 𝐴м ропр – стоимость мероприятий по ликвидации ограничения скорости, руб. Мероприятия считаются эффективными при значении коэффициента эффективности Эфф ≥ 0,1÷0,15. 12 На практических занятиях предлагается решать обратную задачу – т.е. определить предельную стоимость мероприятий, при которой мероприятия по ликвидации ограничения скорости будут эффективны. 𝐴пр = ((𝐸1 + 𝐸2 ) ∙ 𝑛огр ) Эфф р б Если стоимость мероприятий: 𝐴м ропр ≤ 𝐴пр – мероприятия по ликвидации ограничения скорости эффективны; 𝐴м ропр ≥ 𝐴пр 𝐴пр = – мероприятия не эффективны. ((249 113 + 4731 79) ∙ 92) = 4 582 429 84 р б 01 Вывод: в ходе данной лабораторной работы мы изучили методики определения потерь от снижения скорости из-за выдачи предупреждения об ограничении скорости, а также оценили эффективность мероприятий по ликвидации ограничения скорости. 13
