Оборудование перегона и горловины станции устройствами автоматики и телемеханики, а также расчет загрузки горловины станции

Оборудование перегона и горловины станции устройствами автоматики и телемеханики, а также расчет загрузки горловины станции

Оборудование перегона и горловины станции устройствами автоматики и телемеханики, а также расчет загрузки горловины станции

Содержание

Введение

. Тяговые расчеты

. Посторенние кривой скорости движения поезда

. Расстановка светофоров автоблокировки на перегоне по кривой скорости

. Расстановка станционных светофоров и изолирующих стыков

. Определение ординат стрелок и светофоров

. Составление перечня маршрутов

. Расчет пропускной способности горловины станции

Заключение

Список использованных источников

Введение

Природные и трудовые ресурсы страны распределены по ее территории крайне неравномерно, поэтому для успешного развития неизбежен процесс постоянного перемещения людей, сырья и продукции между различными регионами. Эту проблему решает единая транспортная система страны, включающая все виды транспорта. Главная задача транспортной системы - обеспечение пассажирских и грузовых перевозок с высоким качеством: соблюдение сроков, безопасность для жизни и здоровья пассажиров и сохранность свойств перевозимой продукции.

Ведущую роль в единой транспортной системе играет железнодорожный транспорт. Общепризнанными преимуществами железных дорог перед другими видами транспорта являются экономичность, функциональность, экологичность, безопасность движения.

Эксплуатационную работу железных дорог принято оценивать количественными и качественными показателями. К наиболее важным количественным показателям относятся объем перевозок за определенный период, грузооборот, пассажирооборот и грузонапряженность, а к качественным - скорости движения поездов: ходовая, техническая участковая и маршрутная.

Пропускной способностью железнодорожной линии называются наибольшие размеры движения, которые могут быть выполнены на этой линии в течение определенного периода (суток или часа) в зависимости от имеющихся устройств, типа и мошносги тяговых средств, рода вагонов и способа организации движения.

Одними из основных элементов технических устройств, определяющих пропускную способность, являются:

по перегонам - число главных путей, длина перегонов, профиль пути, устройства СЦБ, путевое развитие промежуточных раздельных пунктов, тип локомотива, род вагона, устройства электроснабжения;

по станциям - приемо-отправочные пути и стрелочные горловины;

Внедрение устройств автоматики и телемеханики наряду с реконструкцией пути и подвижного состава является важным средством улучшения показателей железных дорог.

Целью данной курсовой работы является оборудование перегона и горловины станции устройствами автоматики и телемеханики, а также расчет загрузки горловины станции.

. Тяговые расчеты

В данной курсовой работе производится расчет удельных равнодействующих ускоряющих и замедляющих сил, действующих на поезд в режимах тяги, выбега, служебного торможения.

Для каждого значения скорости поезда, идущего по прямому горизонтальному пути, определены:

Основное удельное сопротивление движению локомотива при включенных двигателях:

Полное основное сопротивление движению локомотива при включенных двигателях

где Р - вес локомотива.

Основное удельное сопротивление движению груженым вагонам на роликовых подшипниках:

где -средняя нагрузка оси на рельсы.

Основное удельное сопротивление движению всего состава, состоящего из разных вагонов:

Полное основное сопротивление движению состава:

где Q - вес состава.

Полное основное сопротивление движению поезда при включенных двигателях локомотива:

Результирующая сила, действующая на поезд в режиме тяги, и ее удельная величина:

Основное удельное и полное сопротивление движению локомотива при выключенных двигателях:

Полное сопротивление движению поезда в режиме выбега и его удельная величина:

Полное сопротивление движению локомотива при выключенных двигателях:

Расчетный коэффициент трения при чугунных колодках:

Удельная величина тормозной силы, действующей на поезд:

где  - расчетный тормозной коэффициент.

Удельная замедляющая сила, действующая на поезд в режиме служебного торможения:

Результат расчета ускоряющих и замедляющих сил, действующих на поезд, приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - результат расчета ускоряющих и замедляющих сил, действующих на поезд.

,

км/ч,/кН,

Н/кН,Н,

Н/кН,Н, Н НН,

. Построение кривой скорости движения поезда

Расчет выполняется графическим способом по правилам. Масштаб пути определяется по формуле

где т - масштаб скорости,

k - масштаб удельных сил.

Перед построением кривой скорости, производится спрямление профиля пути. Спрямленный профиль уменьшает объем работ и время расчета.

Спрямлению подлежат только близкие по крутизне элементы одного знака и если длина каждого не превышает длины поезда. Уклон спрямленного участка определяется по величине уклона i и длине S каждого участка.

Проверка возможности спрямления производится для каждого элемента действительного профиля, входящего в спрямленный участок, по формуле

где li - длина элемента действительного профиля пути, подлежащего спрямлению;

- алгебраическая разность уклонов действительного и спрямленного профилей пути.

Перед построением кривой скорости V=f (S) спрямленный профиль пути и диаграммы совмещаются так, чтобы оси пути и удельных сил совпадали, а начало профиля пути и ось скорости произвольно не совпадали.

Построение кривой скорости ведется для центра тяжести поезда, расположенного в начальной точке профиля пути и совпадающего с серединой приемо-отправочного пути станции.

Рассмотрим порядок построения для участка прямого горизонтального пути. Задаемся интервалом скорости от 0 до 10 км/ч. Находим соответствующую средней скорости этого интервала удельную ускоряющую силу: точка 1 на кривой fk - ωо = f1(V). Через точку 1 и начало координат проводим луч, к которому восстанавливаем перпендикуляр из начала профиля пути 0 и продолжаем его до пересечения с горизонталью, соответствующей скорости 10 км/ч. Точку пересечения обозначим буквой А. Линия 0-А первый отрезок кривой скорости При дальнейшем построении перпендикуляр к очередному лучу восстанавливается из верхней точки построенной кривой скорости.

В режимах тяги и выбега интервалы скорости, в которых удельные силы считаются постоянными, принимаем не более 10км/ч, а в режиме торможения - не более 5 км/ч в диапазоне скоростей от 1 до 50 км/ч и не более 10 км/ч в диапазоне скоростей свыше 50км/ч.

В процессе построения не превышается конструктивная скорость локомотива. При переходе с одного элемента профиля пути на другой переносится ось скорости относительно начала координат для горизонтального элемента пути: при подъеме - влево, при спуске - вправо на величину, численно равную величине уклона нового элемента. Кроме того, сравнивается достигнутая скорость с равновесной для нового элемента пути. В случае, ее превышения интервал скорости берется в сторону уменьшения до достижения равновесной скорости. При равенстве достигнутой построением равновесной скорости проводится горизонтальная линия до перелома профиля.

Построение кривой скорости на последнем элементе профиля пути ведется в обратном направлении, начиная с места остановки поезда, центр тяжести которого находится в конечной точке профиля пути. Для построения используется диаграмма удельных равнодействующих сил в режиме служебного торможения. Построение заканчивается в точке пересечения с ранее построенной кривой скорости.

Кривая скорости изображена на рисунке 1.

. Расстановка светофоров автоблокировки на перегоне по кривой скорости

скорость движение поезд перегон

Первоначально на кривую скорости наносятся минутные засечки с помощью равнобедренного треугольника времени. Треугольник строится в масштабе скорости и пути, принятого для построения кривой скорости. Высота его соответствует скорости 120 км/ч, а основание - пути, равному 2 км, пройденному поездом за 1 мин при данной скорости.

Вначале располагают его основанием так, чтобы его вершина лежала на кривой скорости, биссектриса треугольника была перпендикулярна оси пути, а одна сторона проходила через начальную точку «0» кривой скорости. Проекция пересечения второй стороны треугольника с осью пути на кривую скорости даст первую минутную засечку. Далее треугольник переворачивают так, чтобы его вершина лежала на оси пути, основание было ей параллельно, одна сторона проходила через первую минутную засечку. Пересечение второй стороны с кривой скорости даст вторую минутную засечку. Дальнейшее построение аналогично нахождению точки 2.

Расстановку сигналов на перегоне начинают с определения мест установки выходного и входного светофоров. Так как кривая скорости построена для центра тяжести поезда, то начало ее определяет середину стоящего на станции поезда. Отложив от начала кривой скорости вправо расстояние, равное половине поезда, находим место выходного светофора, перед которым стоит поезд.

Входной светофор станции, куда прибывает поезд, находят, отложив примерно 1000 м от конца кривой скорости влево.

После этого приступают к определению мест установки светофоров автоблокировки, исходя из того, что второй поезд может быть отправлен со станции через промежуток времени, равный заданному интервалу между попутно следующими поездами I3 . Отсчитав I3 от начала кривой скорости, находят центр тяжести первого поезда Чтобы оградить этот поезд сигналом, откладывают расстояние влево, чем определяют место установки светофора (ордината). Этот светофор называется светофором I серии.

Чтобы поезда двигались на зеленый огонь светофора без снижения скорости, они должны быть разделены тремя блок-участками при трехзначной сигнализации и четырьмя - при четырехзначной. При трехзначной сигнализации между выходным светофором и светофором I серии нужно установить два сигнала: светофоры II и Ш серии. Полагая, что время хода поезда по каждому из первых трех, блок-участков равно, находят его по формуле

 мин

где  - временная ордината светофора I серии;

- временная ордината светофора выходного.

Вычитая полученную величину tбу из засечки времени на ординате светофора I серии, получают отметку времени, соответствующую месту установки светофора II серии. Отняв от этой отметки величину tбу, получают отметку времени, соответствующую месту установки светофора III серии.

Ординаты следующих светофоров на перегоне находятся так же, как определялась, ордината первого светофора I серии. Например, ордината второго светофора III серии определяется, исходя из того, что первый поезд будет находиться за этим светофором, когда второй головой подойдет к первому светофору III серии. Необходимо найти засечку времени центра тяжести второго поезда, отложив от ординаты светофора III серии расстояние - влево. От этой засечки нужно отложить интервал I3 вправо, чем определится засечка времени центра тяжести первого поезда, от которой, откладывая расстояние  влево, находят ординату искомого светофора.

Закончив расстановку светофоров автоблокировки, производят корректировку мест их установки. При начальной установке светофоры изображаются пунктирными, а после корректировки - сплошными линиями. Перемещение светофора допускается в пределах ± 1 мин хода поезда.

Корректировка мест установки светофоров производится для того, чтобы длина каждого блок-участка была не менее 1000 м и не более 2600 м. При этом блок-участок перед входным сигналом не должен превышать 1500м, что исключит увеличение интервала между поездами в случае приема первого поезда на станцию с остановкой.

4. Расстановка светофоров и изолирующих стыков

В данной курсовой работе рассматривается четная горловина станции. Станция имеет пять приемо-отправочных путей. Третий и четвертый пути обезличенные, остальные - специализированные. На станцию встречаются стрелки одиночные (10, 12, 14, 16) и спаренные (2/4, 6/8).

Схематический план горловины станции приведен на рисунке 2 для электрического (а) и ручного (б) управления стрелками. На схематическом плане указаны входные, выходные и маневровые светофоры, их литеры, номера стрелок, путей и изолирующие стыки.

На станции применяются линзовые светофоры, которые устанавливаются с правой стороны по ходу движения поезда. Они могут быть мачтовыми и карликовыми. Входной светофор мачтовый (Ч), по заданию он расположен на расстоянии 250 м от первой стрелки. Выходные светофоры с главного пути и с прилегающих боковых, по которым предусмотрен безостановочный пропуск поездов мачтовые (НI, Н3, Н5). С четверного пути установлен карликовый светофор Н4. Маневровых светофоров шесть: один мачтовый (М6), остальные - карликовые. Светофоры М2 и М4 установлены для совершения маневровых работ без выезда на перегон. Для выезда из тупика установлен светофор М6. Для выезда из бесстрелочного участка установлены маневровые светофоры М8 и М10. Светофор М12 установлен для угловых заездов.

При ручном управлении стрелками маневровые светофоры не устанавливаются, а передвижение осуществляется по звуковому сигналу стрелочника. Поэтому на станциях с ручным управлением стрелками выходные светофоры - трехзначные.

При электрическом управлении стрелками выходные светофоры четырехзначные, так как добавляется лунно-белый огонь, разрешающий маневры. На путях, на которых отсутствует выходной светофор, установлены маневровые светофоры М14 и М16.

Для устройства рельсовых цепей на станции расстановлены изолирующие стыки. Разбивка станции на изолированные участки выполнена по следующей последовательности:

изолирующими стыками станция отделяется от перегона;

выделяются рельсовые цепи главных и приемо-отправочных путей;

- устанавливаются изолирующие стыки, обеспечивающие одновременные параллельные передвижения;

- отделяется изолирующими стыками тупик;

Кроме того, соблюдаются требования для расстановки изолирующих стыков:

в одну рельсовую цепь должно включаться не более трех одиночных и двух перекрестных стрелок;

в замкнутом контуре должно быть четное количество стыков.

После расстановки светофоров и изолирующих стыков рассчитываются ординаты стрелок и сигналов.

5. Определение ординат стрелок и светофоров

Расчет ординат ведется от оси пассажирского здания и начинается для выходного или маневрового светофора с самого короткого пути. На самом коротком пути должен помещаться поезд расчетной длины lп=525 м (Н4) от оси пассажирского здания. Затем определяется ордината первой стрелки с этого пути.

Расстояние между стрелочными переводами определяется в зависимости от их взаимного расположения, марок крестовин, ширины межпутья, типа рельсов. Для смежных стрелочных переводов, уложенных в один за другим попутно, проектируется со вставкой не менее 6,5 м. Ординаты входных сигналов рассчитываются в последнюю очередь. По задания входной светофор находится на расстоянии 250м от первой стрелки.

Таблица 5.1 -Расчет ординат стрелок и светофоров

6. Составление перечня маршрутов

Перечень маршрутов составляется отдельно для ручного и электрического управления стрелками в соответствии со специализацией путей и установленными маневровыми светофорами.

Перечень маршрутов оформляется в форме таблиц основных и вариантных поездных маршрутов с указанием всех входящих в них стрелок, а так же таблицы маневровых маршрутов с указанием стрелок, определяющих маршрут. В таблице основных поездных маршрутов показывается положение охранных стрелок, по которым движение поезда не происходит, выделив их скобками.

Основной маршрут - это кратчайший путь следования подвижной единицы в горловине станции с наименьшим числом отклонений по стрелкам.

Вариантные маршруты отличаются от основных положением стрелок и позволяют объехать неисправный изолированный участок или стрелку, расположенные на основном маршруте.

Таблица 6.1 - Перечень поездных маршрутов

Таблица 6.3 - Перечень маневровых маршрутов

. Расчет пропускной способности горловины станции

Каждая горловина станции загружена поездной и маневровой работой неодинаково. Наиболее загруженная определяет пропускную способность всей станции.

Пропускная способность горловины станции характеризуется коэффициентом ее загрузки К, показывающим возможность выполнения в течение суток всех передвижений, которые должны происходить в горловине для выполнения заданного объема поездной и маневровой работы.

Указанная пропускная способность считается удовлетворяющей заданным размерам движения, если коэффициент загрузки не превышает 0,70...0,75; она зависит как от продолжительности занятия стрелок передвижением, так и от перерывов в их использовании из-за передвижений по враждебным маршрутам. В связи с этим горловину делят на расчетные элементы, представляющие собой группу стрелок, при занятии одной из которых каким-либо передвижением невозможно одновременно использовать остальные для других передвижений.

Расчет загрузки производится для каждого элемента. Наиболее загруженный расчетный элемент характеризует загрузку горловины станции.

Загрузка элемента зависит от количества совершенных по нему передвижений и от продолжительности занятия элемента каждым из этих передвижений. Количество передвижений определяется объемом и характером работы станции, а продолжительность занятия элемента каждым передвижением зависит от времени, необходимого для приготовления маршрута, и от времени, затрачиваемого на передвижение по маршруту.

При проектировании электрической централизации стрелок и сигналов загрузка элементов выполняется как для существующего управления стрелками - ручного, так и для электрического.

Расчет загрузки горловины станции может быть выполнен аналитическим или графическим методами. Графический метод дает более точные результаты, но является трудоёмким и заключается в построении графика работы станции на период интенсивной выгрузки. Аналитический расчет выполняется в следующем порядке:

-      определяется время занятия расчетных элементов одним передвижением каждой категории поездов (прием грузового, прием пассажирского, отправление грузового и т. п.);

-       определяется время занятия расчетных элементов всеми передвижениями одной категории поездов;

-      определяется загрузка расчетных элементов всеми видами передвижений;

-       определяется коэффициент загрузки.

Продолжительность занятия расчетных элементов одним передвижением в минутах определяется по формуле:

 ,

где  - время приготовления маршрута и открытия сигнала, мин;

 - время восприятия машинистом разрешающего показания светофора (до трогания, если поезд стоял у сигнала), принимаемое 0,1…0,5 мин;

 - расчетное расстояние для рассматриваемого передвижения, м;

 - средняя скорость передвижения в пределах расчетного расстояния, км/ч;

0,06 - коэффициент для перевода значения скорости км/ч в м/мин.

Расчет времени занятия элементов горловины передвижением каждой категории при централизованных стрелках представлен в таблице 4.1

Расстояние L для маршрутов приема поездов принимается от предупредительного светофора до головы поезда в момент нахождения его на приемо-отправочном пути.

пр = lбл + lвх + lп ,

где lбл - длина блок-участка от предупредительного до входного сигнала, м;

lвх - расстояние от входного сигнала до изолирующего стыка пути приема, м;

lп - длина поезда, м.

Расстояние L для маршрутов отправления принимается от поезда, стоящего на пути, до границы станции.

отпр = lп + lвых ,

где lвых - расстояние от выходного светофора до изолирующего стыка, отделяющего перегонную рельсовую цепь от станционной, м.

Таблица 7.1 - Расчет времени занятия элементов горловины одним передвижением каждой категории при МКУ

Расчет времени занятия элементов горловины передвижением каждой категории при электрической централизации представлен в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Расчет времени занятия элементов горловины одним передвижением каждой категории при ЭЦ.

Продолжительность занятия расчетных элементов всеми передвижениями одной категории поездов определяется произведением

,

где  - количество передвижений данной категории;

t - время занятия расчетного элемента одним передвижением этой категории.

Загрузка расчетных элементов всеми видами передвижений - это сумма произведений , вычисленных для всех категорий поездов:

.

Количество передвижений  определяется исходя из специализации путей и технологии работы станции. Сумма передвижений  должна соответствовать заданному размеру движения или размеру, подсчитанному по графику движения поездов. Расчет загрузки элементов горловины всеми передвижениями удобно оформить в виде таблиц отдельно для ручного и централизованного управления стрелками.

Таблица 7.3 - Расчет загрузки элементов горловины при МКУ

Таблица 7.4 - Расчет загрузки элементов горловины при ЭЦ

Коэффициент загрузки К горловины станции определяется по наиболее загруженному элементу отдельно для ручного и централизованного управления стрелками по формуле

 ,

где 1440 - количество минут в сутках.

Наиболее загруженным считается элемент, имеющий наибольшее значение .

При МКУ:

При ЭЦ:

Максимальная пропускная способность горловины станции определяется по формуле

 ,

где  - количество пар грузовых и пассажирских поездов, принятых в расчете;

 - количество пар поездов, которые может пропустить горловина станции за сутки.

При МКУ:

При ЭЦ:

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы были произведены тяговые расчеты для грузового поезда с локомотивом ВЛ 80. Построена кривая скорости движения поезда по перегону с нанесением минутных засечек. Расстановлены светофоры автоблокировки на перегоне.

В четной горловине станции произведена расстановка светофоров и изолирующих стыков, определены ординаты стрелок и сигналов при маршрутно-контрольных устройствах и электрической централизации стрелок и сигналов.

Была рассчитана пропускная способность горловины станции при МКУ и ЭЦ. По результату расчета видно, что применение электрической централизации стрелок и сигналов повышает пропускную способность горловины станции.

Список использованных источников

1 Ю.А. Белюков, Л.Н. Стажарова. Эксплуатационные основы устройств железнодорожной автоматики. Учебное пособие. Часть 2. - Ростов-на-Дону: РГУПС, 2012. - 48 с.

Под ред. В.В.Сапожникова. Эксплуатационные основы автоматики и телемеханики. - М.: «Маршрут», 2010. - 248с.