Методы расчета потребного парка локомотивов

Размеры локомотивного парка депо определяют мощности всех элементов тягового хозяйства, штат депо, энергетические и материальные затраты на перевозки. Потребности локомотивов определяются отдельно для выполнения грузовых и пассажирских перевозок, передаточной, вывозной, маневровой и других видов работы. Инвентарный парк локомотивов определяется эксплуатируемым парком (≈70%), а все остальные составляющие определяются в процентном отношении к нему на основании установленных нормативов (резерв, запас, процент неисправных и др.).

Существуют аналитический и графоаналитический методы расчета эксплуатационного парка локомотивов. Аналитические методы расчета потребности применяются в перспективном и оперативном планировании. Графоаналитический метод расчета применяется для определения расчетных показателей использования локомотивов.

1. Аналитический метод расчета эксплуатируемого потребного парка локомотивов для полигона тяги (по дороге, сети, в целом) определяется по формулам, преобразованным для средних условий:

    а) для грузового движения

                                           ,                                  (5.9)

 

    б) для пассажирского движения

 

                                          ,                                  (5.10)

 

где ∑ P L – годовой грузооборот на рассматриваемом полигоне, т·км нетто;

    S – среднесуточный пробег, соответственно грузовых или

               пассажирских локомотивов, км/сут;

Q – масса состава соответственно грузовых или пассажирских

     поездов, т;

1,38; 1,61 – коэффициенты, учитывающие соотношение грузооборота нетто и

               брутто, долю неисправных локомотивов, долю вспомогательного  

               пробега, среднюю населенность пассажирского поезда и др;

ψ – коэффициент производительности локомотивов (рекомендуется

    принимать для электрической тяги ψ = 0,867, для тепловозной –

    ψ = 0,913);

2. Оперативное планирование эксплуатационного парка производится по коэффициенту потребности для обслуживания локомотивом одной пары поездов, по среднесуточному пробегу (планируемого или отчетного), по затрате общего количества локомотиво-часов по обслуживанию заданного количества поездов.

    а) расчет потребного количества локомотивов по коэффициенту потребности их на пару поездов по каждому плечу обращения производится по формуле

                                             N _эi = K_i·n_i,                                           (5.11)

 

где K_i – коэффициент потребности локомотивов для обслуживания одной

             пары поездов на данном плече;

    n_i – число пар поездов на данном плече.      

 

    Коэффициенты потребности К _i рассчитываются (как правило) графоаналитическим способом при вводе нового графика или его изменении по каким-то причинам и утверждаются руководством дороги.

              б) расчет потребного эксплуатационного парка локомотивов по среднесуточному пробегу (прошлого или планируемого периода) выполняется по зависимости

                                                       ,                                       (5.12)

где N · S _л – планируемый (выполненный) пробег, локомотиво × км;

    S _сут – среднесуточный пробег локомотива, км/сут.

              в) расчет по затрате общего суточного количества локомотиво-часов на обслуживание заданного количества поездов на участке

 

                                                        N _э = ∑ Т _об/24,                                         (5.13)

 

где ∑ Т _об – суммарное за сутки время в движении, простоев на станциях

                  основного и оборотного депо;

    24 – количество часов в сутках.

 

    5.5 Графоаналитический метод расчета эксплуатируемого парка

           локомотивов

    Расчет потребности эксплуатируемого парка локомотивов по графику или расписанию движения поездов заключается в определении за сутки суммарного времени ∑ Т _л, на обслуживание заданного числа пар поездов на участке обращения локомотивов. В общем виде это время слагается из четырех элементов:

 

                                   ∑ Т _л = ∑ Т _туда + ∑ Т _об + ∑ t _осн + ∑ t _об,                           (5.14)

 

где ∑ Т _туда, ∑ Т _об    – суммарное время за сутки следования локомотивов на

                              участках обращения соответственно «туда» и «обратно»,  

                              определяемое по графику движения поездов или по 

                              расписанию;

    ∑ t _осн,∑ t _об – суммарное время за сутки нахождения (простоев) на

                             станциях основного и оборотного депо.   

    Для определения ∑ t _осн и ∑ t _об составляются расчетные ведомости времени нахождения на станциях основного и оборотного депо (нормы) на основании «Методических указаний на проектирование норм выработки, нормированных заданий и нормативов времени на подготовительно-заключительные операции для локомотивных бригад», утвержденных МПС 29.12.2001 г. и согласованных с профсоюзом железнодорожников и транспортных строителей. Примерные затраты времени нахождения (простоя) на станциях основного и оборотного депо приведены в таблицах 5.6, а оборотного депо ­– в таблицах 5.1…5.5.

 

Таблица 5.6 – Нормы времени нахождения электровозов в основном депо

 

Операции	Нормы времени, мин
Отцепка электровоза от состава	2,0
Сдача грузовых документов и отметка в маршруте о прибытии	2,0
Продвижение локомотива от станции в депо	по технологическому процессу станции (6,0…11,0)
Отметка маршрута машиниста на контрольном посту	1,5
Сдача электровоза бригадой	по нормам для каждой серии и количества секций (12,0…28,0)
Производство ТО-2 и экипировка	по нормам для серии электровоза и числа секций (40,0…120,0)
Приемка электровоза бригадой	по нормам для каждой серии электровоза и количества секций (12,0…28,0)
Заправка скоростемера скоростемерной лентой	2,0
Зачистка писцов скоростемера шлифовальной шкуркой	2,0
Продвижение локомотива от депо на станцию под поезд	по технологическому процессу станции (6,0…11,0)
Прицепка к поезду	2,0
Продолжение таблицы 5.6
Полное опробование тормозов поезда	с зарядкой воздушной магистрали – от компрессоров станции – 10,0 – от локомотива – 25,0
Получение документов (грузовых, справки о тормозах, предупреждение об ограничении скорости, отметки маршрута)	по 1 мин., всего 5,0
Ожидание отправления	по технологическому процессу станции, по зависимости от числа поездов по формуле 12/ n
Регламент минутной готовности перед отправлением со станции	1,0

 

    Аналогично рассчитываются нормы нахождения электровоза на станции оборотного депо за исключением времени нахождения в ТО-2 и экипировки. Возможны варианты, когда ТО-2 и экипировка производятся в пункте оборота.

    После установления норм нахождения электровозов в основном и оборотном депо на основании графика оборота составляются расписания движения поездов с 0 ч. до 24 часов. По расписанию в такой же последовательности с 0 ч. составляются ведомости оборота с отправлением и прибытием поездов по станции основного и оборотного депо, если в этих пунктах производится отцепка локомотивов и прицепка к другим поездам. Увязка заключается в сопоставлении графиков от времени прибытия локомотива с поездом на станцию оборота с графиковым временем отправления локомотива с другим поездом из данного пункта, при этом период между прибытием локомотива с поездом и следующим отправлением должен быть не меньше необходимого для производства всех технических операций по обслуживанию локомотива (сдачи, приемки, экипировки и технического обслуживания ТО-2).

    Для упорядочения расчетов разработаны специальные формы расчетных ведомостей локомотивов, локомотивных бригад и оборота локомотивов ЦДЛ №1, ЦДЛ №2, напечатанные на бланках и подготовленные для расчетов. Бланк формы ЦДЛ №1 содержит 26 граф, предназначен для определения локомотиво-часов следования локомотива туда и обратно, простоя на станции оборота и расчета времени работы бригад, если длины плеч обслуживания бригад равны длине плеч работы локомотивов. В последнем случае они должны составляться отдельно (приложение 1).

    Ведомость оборота формы ЦДЛ № 2 (приложение 2) состоит из 6 граф и предназначена для увязки работы локомотивов и расчета локомотиво-часов простоя на станциях основного депо. При составлении ведомостей формы ЦДЛ № 1 и ЦДЛ № 2 расписания поездов составляются, начиная 0 ч московского времени, прибытие и отправление поездов в формах также заполняются с 0 ч до 24 ч московского времени. При составлении завязок по пунктам оборота первый готовый локомотив подвязывается к ближайшему по времени отправляющемуся поезду.

    По окончании подвязки по ведомости формы ЦДЛ № 1 в графах (7) и (23) рассчитывается время следования локомотивов с вычетом времени отправления из времени прибытия. Во время подвязки локомотивов при небольшом количестве поездов могут возникнуть в основном депо значительные простои локомотивов. В этих случаях локомотивы могут быть использованы в других видах работы. Графики ведомости ЦДЛ № 1 графы (7), (17), (23) и графа (6) ведомости ЦДЛ № 2 суммируются по вертикали. Сумма этих граф составляет локомотиво-часы Nt, которые затрачиваются на обслуживание всех поездов данного графика движения поездов. При делении на 24 находят эксплуатируемый парк локомотивов N _э. При делении N _э на количество пар поездов n получают коэффициент потребности локомотивов на пару поездов.

    Пример. Рассчитать потребность эксплуатируемого парка электровозов по ведомостям оборота на участке А-Б, где А – станция основного депо, в котором производится ТО-2, и Б – станция оборотного депо, где производится только оборот электровозов. Нормы простоя электровозов на станции                       А – 2 ч 11 мин., на станции В – 1 ч 33 мин. По графику движения поездов на участке А – Б (рисунок 5.1), начиная с 0-00 ч, заполняются графы 1(1), 2(3), 4(8), 7(15), 8, 18(8), 24(11) таблицы 5.7 (в скобках номера сокращенной формы таблицы). В графах 3(7) и 10(23) рассчитывается время следования поездов туда и обратно и общее время по вертикали. Полученные результаты являются локомотиво-часами соответственно туда и обратно. Рассчитывается время возможной готовности электровозов путем прибавления к времени прибытия в графе 4(8) нормы простоя (1ч 33 мин) на станции Б.

    Рисунок 5.1–График движения поездов на участке А-Б

 

 

Таблица 5.7 – Ведомость оборота электровозов по станции Б (форма ЦДЛ-1)

 

№  поезда	Время отправления со станции А, ч-мин	Время следования до станции Б, ч-мин	Время прибытия на станцию Б, ч-мин	Время возможного отправления со станции Б,  ч-мин	Норма простоя электровоза в оборотном депо Б 1ч 33 мин	№  поезда	Время отправления со станции Б, ч-мин	Время простоя электровоза на станции Б, ч-мин	Время следования до станции А, ч-мин	Время прибытия на станцию А, ч-мин
1 (1)	2 (3)	3 (7)	4 (8)	5 (11)	6 (13)	7 (15)	8 (18)	9 (19)	10 (23)	11 (24)
2133	1-00	5-00	6-00	7-33		2134	1-00	7-00	5-00	6-00
2135	8-00	5-00	13-00	14-33		2136	8-00	2-00	5-00	13-00
2137	13-00	5-00	18-00	19-33		2138	11-00	13-00	5-00	16-00
2139	17-00	5-00	22-00	23-33		2140	20-00	7-00	5-00	1-00
		∑20						∑29	∑20

 

Примечание: в скобках номера формы ЦДЛ-1.

 

        

 

Таблица 5.8 – Ведомость оборота электровозов по станции А(форма ЦДЛ-2)

 

№ поезда	Время прибытия на станцию А, ч-мин	Время возможного отправления со станции А,  ч-мин	Норма простоя  электровоза на станции А, ч-мин 2ч 11 мин.	№ поезда	Время отправления со станции А ч-мин	Время нахождения электровоза на станции А, ч-мин
1 (1)	2 (2)	3	4 (3)	5 (4)	6 (5)	7 (6)
2140	1-00	3-11		2133	1-00	9-00
2134	6-00	8-11		2135	8-00	7-00
2136	13-00	15-11		2137	13-00	7-00
2138	16-00	18-11		2139	17-00	4-00
∑NT = 20 + 29 + 20 + 27 = 96. N = ∑NT / 24 = 96 / 24 = 4                      ∑ 27

 

    Затем в графе 6(13) стрелками фиксируется привязка электровоза к поездам. Первый электровоз привязывается к поезду с минимальным промежутком времени простоя оборотного депо.

    По линии привязки определяется время простоя электровоза на ст. Б в графе 9(19) как разность между временем отправления в графе 8(18) и временем прибытия в графе 4(8). Полученные значения складывают по вертикали и получают суммарные локомотиво-часы простоя на ст.Б.

    Суммарное время простоя электровозов на станции основного депо вычисляется на основании заполнения ведомости оборота ЦДЛ №2 по такой же методике (таблица 5.8).

    Локомотиво-часы, необходимые для обслуживания четырех пар поездов, складываются из суммы всех и определяются из выражения:

 

∑ NT = ∑ NT _туда + ∑ NT _обр + ∑ NT _Б + ∑ NT _А =

 

                           = 20 + 20 + 29 + 27 = 96 локомотиво-часов                  (5.15)

 

    Тогда эксплуатационный парк электровозов определится

 

                                  N _э= ∑ NT / 24 = 96 / 24 = 4 электровоза                  (5.16)

 

    Коэффициент потребности электровозов для обслуживания составит

 

                                             K = N _э / n = 4 / 4 = 1                                       (5.17)

 

График оборота локомотивов

График оборота – это модель работы локомотивов на участках обращения. Он представляет собой графическое изображение ведомостей оборота, привязанных к масштабной суточной сетке. В графике оборота в выбранном масштабе отмечается время следования каждого поезда между пунктами оборота локомотива, время простоев в этих пунктах с учетом фактических увязок времени прибытия и отправления с поездами по расписанию при условии соблюдения нормированного времени на техническое обслуживание, прием, сдачу локомотивов, пробу тормозов, получение документов и др. в пунктах оборота.

Методика построения графика оборота локомотива заключается в следующем: одним условным локомотивом в установленной последовательности перевозят на участке обращения все заданные пары поездов с соблюдением правил увязки оборота локомотивов.

Линия времени движения локомотива с поездом по графику движения и простоев в пунктах оборота проецируется в принятом масштабе на горизонтальную линию в том же масштабе, равной 24 часам. При заполнении в графике первых суток работа локомотива переносится на вторые, затем – третьи сутки и т. д., пока не будут обслужены все поезда. Число суток, потребных на обслуживание всех поездов одним условным локомотивом, соответствует числу локомотивов эксплуатируемого парка, необходимых для обслуживания заданного числа поездов в течение одних суток.

Если график работы условного локомотива после обслуживания всех поездов замыкается на тот же поезд, с которого он начинался, то он называется единым типовым графиком. График, который замыкается ранее, чем локомотив обслуживает все поезда, называется групповым, при этом число строк увеличивается на число дополнительных групп.                

График оборота может быть не только расчетной моделью, но и планом работы локомотивов, если будут твердые нитки графика и не будет сбоя в движении поездов. Однако в настоящее время движение поездов осуществляется по диспетчерским расписаниям, поэтому графики оборота используются только для расчета потребности эксплуатационного парка локомотивов.

Пример составления графика оборота электровоза на основании ведомостей оборота (таблицы 5.7 и 5.8) приведен на рисунке 5.2. Составление графика оборота начинается с нанесения на масштабную сетку 24 ч первого поезда, отправляющегося от 0-00 ч. По ведомости оборота ЦДЛ №1 на графике откладываем в масштабе время следования поезда 2133, а за ним следующий по привязке. Первый круг замыкается поездом 2138, ранее, чем обслужатся все поезда. Второй круг начинается с новой строки поездом 2135 и заканчивается 2140. Третий круг начинается также с новой строки поездом 2137. Количество строк (6) за вычетом дополнительных двух строк соответствует числу электровозов эксплуатационного парка, полученного по расчету.

Рисунок 5.2 – График оборота электровозов