ADVANCED DESIGN OF THE REALIGNMENT PLAN FOR THE HIGH SPEED TRAINS IN THE RWPLAN 1.3.4 PROGRAM

Full text

(1)УДК 625.173 І. П. КОРЖЕНЕВИЧ (ДІІТ). РОЗШИРЕНІ МОЖЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ ПЕРЕБУДОВИ ПЛАНУ ПІД ВИСОКІ ШВИДКОСТІ ПОЇЗДІВ У ПРОГРАМІ RWPLAN 1.3.4 Розглядається можливість підвищення швидкості поїздів за рахунок перебудови плану в межах існуючого земляного полотна. Рассматривается возможность повышения скорости поездов за счет переустройства плана в границах существующего земляного полотна. The opportunity of increase of speed of trains is considered due to a reorganization of the plan in borders of an existing earthbed.. Як відомо, план залізничної лінії і його стан багато в чому визначають економічні показники, умови і швидкості руху потягів, а також комфортність їзди. Сьогодні для вирішення задач плану часто використовуються методики з епохи «ручних» розрахунків; пошук проектних параметрів плану колії підміняється задачами утримання колії без точного визначення положення колії в плані; вирівнювання плану проводиться по короткій базі колієвимірювального вагона, при цьому стан плану колії між кривими практично не оцінюється; замість інтегральної оцінки стану плану виконується оцінка в окремих точках колії. Крім того, у практиці роботи із планом залізничної колії існує ряд сталих помилкових поглядів. Найбільш поширені з них такі: - передбачається, що три сусідні точки існуючої колії лежать на круговій кривій, і ця помилка лежить в основі практично всіх сучасних методів, приводячи до похибок, особливо на початку і в кінці перехідних кривих, що не дозволяє правильно поставити їх у проектне положення; - будь-яка зйомка плану вважається достатньо точною, і в розрахунках використовуються результати зйомки без якого-небудь аналізу і зрівнювання, що не дозволяє з достатньою точністю оцінити параметри плану, особливо на довгих ділянках; - при зйомці плану припускають, що між окремими кривими є ідеальні прямі ділянки, у результаті на таких начебто прямих спостерігається незадовільна динаміка руху поїздів; - у розрахунках закладається, що перша і остання пари точок зйомки точно фіксують дирекційні кути прямих підходів на початку і в кінці знятої ділянки, у результаті місця стику-. вання цієї ділянки з прямими знаходяться в незадовільному стані; - розрахунки в багатьох випадках виконуються на основі методу евольвент по одній з рейок, а не по осі колії, в результаті параметри плану, які виносяться на поздовжній профіль, не відповідають реальним; - через відсутність методик розрахунку приймається, що криві сусідніх колій обов'язково повинні бути концентричними, що на практиці практично не зустрічається, у результаті не перевіряється достатність міжколійних відстаней з позиції безпеки руху поїздів. Автором розроблена програма RWPlan, у якій відсутні названі недоліки і, окрім цього, реалізований комплексний підхід до вирішення проектних задач, а також математичні моделі, які з високою точністю описують існуюче і проектне положення залізничної колії і багато інших унікальних можливостей [1]. При оптимізації проектного рішення крім відомих критеріїв у вигляді мінімуму суми квадратів або модулів рихтувань запропонований новий критерій - мінімум суми витрат на виконання робіт. У цьому критерії враховуються як витрати на безпосередньо рихтування, так і вартість додаткового баласту або перекладання колії і робіт з розширення або спорудження нового земляного полотна. У процесі розрахунку проектувальник відразу бачить, до якого збільшення або зменшення витрат приведе те або інше рішення. Версія програми RWPlan 1.3.4 дозволяє вирішувати практично будь-які задачі реконструкції плану: подовження прямих вставок і перехідних кривих, збільшення радіусів, зсув осі колії вздовж прямих і кривих, врізання стрілочного переводу в криву і багато інших. Дуже ефективним виявилося використання. 67.

(2) програми для вирішення задачі підвищення швидкості руху на цілих напрямках. Дані про план лінії заносяться в програму безпосередньо з поздовжнього профілю, після чого створюється координатна модель цього плану і файл псевдозйомкаи всього напрямку. На основі отриманої інформації в програмі робляться розрахунки реконструкції плану з максимальним підвищенням швидкості руху. Отримані параметри плану передаються безпосередньо в програму тягових розрахунків. Як приклад розглянемо перебудову плану ділянки Хутір Михайлівський – Конотоп з метою підвищення швидкості руху поїздів. Для аналізу скористаємось інформацією про план колії, яка нанесена на поздовжньому профілі.. Створимо відповідно до вимог програми RWPlan текстовий файл з параметрами плану. На основі цього файла в програмі перевіримо пікетаж ділянки й тип запису довжини кривих. У результаті отримуємо файл параметрів плану, склад якого наведений у табл. 1. На основі параметрів плану в програмі RWPlan створюємо файл координатної псевдозйомки. Завантаживши цей файл і параметри плану, отримуємо повноцінну модель плану ділянки (рис. 1). Для існуючого стану плану колії підбираємо підвищення зовнішньої рейки, при яких швидкість руху поїздів «Столичний експрес» буде максимальною (рис. 2).. Рис. 1. План ділянки, що розглядається. Рис. 2. Підбір підвищень для існуючого стану плану. 68.

(3) Т а бли ця 1 Існуючий план – 203 елементи L, м 10. Сторон. кривих Ліва. L, м. R, м. K, м. 4545. 30,24. R, м 1390. 30 20,51. 877. 1527,15 2941. 199,27. 1087. 266,19. 5000. 535,84. 850. 129,64. 10000. 209,02. 2083. 44,46. 10000. 120,13. 7148. 160,51. 10000. 43,64. 8333. 178,52. 2000. 156,2 1635,5. 1668. 55,08. 10 Права. Ліва. 1389. 209,75. 10. Ліва. 1000. 89,97. 100. 274,73. 90. 60,2. 10. Права. 50. Пряма Права. 2632. 39,63 444,71. 2504. 180,76 307. 2940. 15 65. 3333. 24,65 101,04. 2381. 15,4 70. 3335. 25 3510,7. 8332. 22,4 17,6. 4166. Пряма Пряма. 503,3. 358,15. 100. 60 Пряма. 10. 50. 30 Ліва. 73,43. 80. 50 Пряма. 20. 5000. Пряма Пряма. 2270. 1217,13. 120. 50 Ліва. 10 Ліва. Права 1923,14. 40,6. 80. 100 Пряма. 30. 4,9 60,01. Пряма Пряма. 781. 40,01. 10. 40 Права. 20 Ліва. Ліва 4167. 29,45. 10. 20 Права. 20. 3333. Пряма Пряма. 563,19. 75. 10. 70 Пряма. 20 Права. Права 980. 40,3. 10. 50 Ліва. 30. 5,27 302,72. Пряма Пряма. 8900,47. 30. 10. 40 Пряма. 20 Права. Права 2000. 49,81. 10. 40 Права. 30. 5000. Пряма Пряма. 557,52. 993,95. 10. 80 Пряма. 30 Ліва. Ліва 1065. 223,25. 10. 80 Ліва. 50. 15,06 94,7. Пряма Пряма. 443. 410,12. 60. 120 Пряма. 10 Права. Ліва 862. 70,18. 70. 100 Права. 10. 2940. Пряма Пряма. 409,76. 423,85. 10. 40 Пряма. 10 Ліва. Права 2083. 117,35. 10. 60 Ліва. 20. 80,43 371,68. Пряма Пряма. 1030,66. 124,64. 20. 50 Пряма. 20 Права. Ліва 2100. 38,36. 20. 80 Ліва. 30. 2760. Пряма Пряма. 2684,41. 1095,88. 10. 80 Пряма. 10 Права. Ліва 2000. 11,02. 10. 50 Права. 10. K, м 55,11. Пряма Пряма. 8274,73. 163,71. 40. 10 Пряма. 20 Ліва. Ліва Ліва. 4,39. 40. 20. R, м. Пряма Пряма. Пряма. 20. 30. 10. Сторон. кривих. Ліва Ліва. 3571. 11653,1. 60. 10 Права. L, м 10. Пряма Пряма. Пряма. K, м 15,83. 40. 10. 40. Сторон. кривих Права. 51,2 282,28. 1020. 402,22 299,75. 69.

(4) Продо в же нн я т аб л. 1 L, м. Сторон. кривих Ліва. R, м 3120. K, м 35,35. 20 79,63. 10. R, м. K, м 388,61. Права. 2940. 39,86. 769. 154,58. Пряма. Пряма. 334,74. Права. 2940. 862. Пряма Ліва. 2980. 1935. Пряма Права. 6247. 833. Пряма. 1000. 264,52. Ліва. 7143. Пряма. 65,58. 435,22. Пряма. Права. 4673,02. 794. Ліва. 1220. Пряма. 758. Ліва. 2941. Пряма. 1042. Права. 2941. Пряма. 2941. Права. 4507. Пряма. 3848. Ліва. 2000. Пряма. 2083. Права. 2941. Пряма. 2083. Права. 2632. Пряма. 2000. Ліва. 2500. Пряма. 5000. 2083. 2012,89 1064. 495 1369,91. Права. 2156. 407. 44,99. Пряма. 2088,72. 80 Права. 10. 20. 100 Пряма. 289,61. 6250. Пряма. 19,63. 10 Права. 91,56. 100 Ліва. 117,29. Ліва. 242,92. 20. 40. 34,54. 200 Пряма. 90,17. 6250. Пряма. 225,32. 20. 40. 3660,61. 200 Ліва. 79,74. Права. 4447,94. 40. 40. 58,4. 10 Пряма. 94,7. 4211. Пряма. 335,36. 50. 20. 62,8. 10 Права. 173,95. Ліва. 227,95. 50. 30. 22,2. 10 Пряма. 124,84. 2267. Пряма. 485. 40. 20. 25,2. 10 Права. 129,38. Ліва. 3000,9. 80. 10. 144,8. 10 Пряма. 764,63. 9768. Пряма. 49,55. 50. 50. 27. 10 Ліва. 38,79. Права. 56,95. 20. 40. 45. 10 Пряма. 104,7. 3853. Пряма. 30,4. 20. 30. 3882,94. 10 Права. 62,71. Права. 172,08. 10. 20. 215,05. 10 Пряма. 60,09. 2174. Пряма. 135,54. 10. 30. 256,6. 10 Права. 71,11. Ліва. 573,65. 100. 10. 194,2. 10 Пряма. 80,09. 2079. Пряма. 44,93. 90. 10. Ліва. 10 Ліва. 790,35. 49,95. Ліва. 154,4. 60. 10. 781. 80 Пряма. 390,55. Ліва. Пряма. 84,6. 60. 70. 419,78. 30. 130. 70. 32,21. 10. 130. 20. 2086. 50 Ліва. 15. 387,05. Пряма. 434,9. 120. 10. 15,34. 40 Ліва. 44,56. Ліва. 659,8. 60. 20. 3623. 20 Пряма. 319,49. 85,06. Пряма. 90. 120. 10. 4,75. 20 Права. 15,01. Права. 1910,4. 30. 10. K, м 335,42. 30 Пряма. 60,01. 1923. Пряма. 239,56. 50. 40. R, м. 20 Права. 10,46. Ліва. 474,25. 90. 20. Сторон. кривих Пряма. 20. 110. 20. L, м 20. Права 90. 10. 70. Сторон. кривих Пряма. 80 Пряма. 40. L, м. 2000. 5,02. Ліва 80. 1042. 400,44.

(5) З ак і н че н ня т а бл . 1 L, м. Сторон. кривих Пряма. R, м. K, м 420,75. L, м 10. 1000. 334,07. 10. 100. Сторон. кривих. R, м. K, м. Пряма Права. 100. Права Пряма. 2298,93. 4541. 34,61. 10. 385,79. 10. 60,91. 10. 6378. 30. 20. 80,2. 10. 276,4. 10. 15. 10. 434,03. 50. 10. 20 Права. 3574. 14,7. 10. Пряма. 105,7. 5556. 10. Права. 6243. 15,4. 30. Пряма. 69. 643. 30. Ліва. 5556. 30,1. 30. Пряма. 887,5. Ліва. 6247. 44,5. Ліва. 926. 134,7. 10. Ліва. 2174. 544,66. 30. 10. 20. 30 5556. 20,4 458,99. 3123. 25,4 60. 7143. Пряма Пряма. 10. 81,81. Права Ліва. 10. 12500. Пряма Пряма. 10. Ліва. Ліва Права. 20. K, м 1111. Пряма Пряма. 10. R, м. Права Ліва. 35. 30,2. 10. 10 Пряма. 10. Сторон. кривих Пряма. Пряма Пряма. 5553. 40. 10. 20 Ліва. L, м. 110,9 264,7. Права. 962. 245,26. Права. 1389. 54,7. 10 Т а бли ця 2 Проектний план – 199 елементів. Сторон. кривих. L, м. R, м. K, м. 7000. 59,54. 0. L, м. Сторон. кривих. R, м. K, м. 1215. 66,99. 75 Ліва. 0 Пряма. 20,04. Права. 7000. Пряма. 57,39. Пряма. 1839. Ліва. 2861. Пряма. 925. Права. 1989. Пряма. 694. Ліва. 2100. Пряма. 2246. Ліва. 2043. Пряма. 1583. Права. 840. 432,71. Ліва. 470,89. 431,62 2088. 228,94. Пряма. 1005,29. 0 Права. 2202. 28,45. 60 Пряма. 56,12. 60 Пряма. 175,88. 7002. Пряма. 19,98. 60. 135. 417,31. 60 Ліва. 386,59. Права. 1612,81. 75. 135. 66,99. 0 Пряма. 111,19. 842. Пряма. 144,02. 75. 65. 103,51. 0 Ліва. 1022,24. Ліва. 1903,76. 60. 65. 59,95. 70 Пряма. 535,84. 7000. Пряма. 70,60. 60. 65. 1056,59. 70 Права. 2697,15. Ліва. 553,48. 160. 65. 21,24. 0 Пряма. 259,36. Пряма. 103,13. 165. 70. 1975. 0 Ліва. 8249,00. Ліва. 8868,53. 105. 70. 77,90. 70 Пряма. 158,45. 20,00. Пряма. 72,24. 105. 50. 1665. 70 Права. 1485,98. Ліва. 540,26. 75. 50. K, м. 75. 75. 0. R, м. 75 Ліва. 75. 0. Сторон. кривих. L, м. Ліва. 7936. 48,98. 0 Пряма. 11599,5. Пряма. 39,29. 71.

(6) Продо в же нн я т аб л. 2 Сторон. кривих. L, м. R, м. K, м. 7902. 56,53. 0. R, м. K, м. 7330. 112,50. 0 Права. 0 Пряма. 68,25. Права. 8743. Пряма. 25,23. 37,89. Пряма. Ліва. 97,09. 7000. Ліва. 7327. Пряма. 10200. Права. 2098. Пряма. 7000. Ліва. 1446. Ліва. 1102. 1007. Пряма Права. 2790. 4690. Пряма Ліва. 2948. 4520. Пряма Ліва. 7050. 7000. Пряма Права. 7350. 4900. Пряма Права. 7950. 7000. 47,44. Пряма. Пряма. 55,83. 144,07. Ліва. 7150. Ліва. 62,20. 7000. Пряма Права. 2478. 1202. Пряма Ліва. 7000. 2448. Пряма Права. 7000. 2643. 45,14. 829. 49,76 550,24. 991. Пряма. 22,07. 84,91 138,99. Права. 7000. 87,37. 0 Пряма. 51,88. 30 Пряма. 139,29. 0 Права. 96,37. Права. 40,47. 50. 0. 20,00. 135 Пряма. 49,51. 703. Пряма. 20,04. 50. 0. 439,32. 135 Ліва. 90,83. Ліва. 758,88. 55. 0. 265,79. 65 Пряма. 281,68. 1015. Пряма. 343,76. 55. 0. Ліва. 65 Ліва. 163,48. 420,41. Права. 4651,57. 110. 55. 830. 170 Пряма. 429,44. Ліва. Пряма. 51,18. 110. 55. 636,19. 170. 0. 0. 41,03. 90. 0. 0. 1727. 80 Права. 34,73. 1907,84. Пряма. 214,44. 0. 0. 262,92. 140 Пряма. 324,16. Права. 20,64. 0. 0. 871. 75 Ліва. 68,73. 477,66. Пряма. 87,95. 40. 0. 117,71. 75 Пряма. 31,80. Права. 20,01. 40. 0. 746. 80 Права. 80,54. 364,26. Пряма. 243,19. 40. 0. 261,65. 80 Пряма. 353,03. Права. 26,99. 40. 0. 2064. 115 Права. 61,92. 101,02. Пряма. 52,75. 40. 45. 70,66. 115 Пряма. 8,76. Права. 27,87. 40. 45. 2411. 65 Ліва. 25,21. 61,41. Пряма. 251,40. 40. 70. 56,27. 65 Пряма. 262,30. Ліва. 361,30. 40. 70. 2444. 55 Права. 153,17. 153,68. Пряма. 256,41. 130. 80. 83,21. 55 Пряма. 143,62. Права. 88,88. 130. 80. 2800. 55 Права. 373,71. 103,24. Пряма. 38,48. 0. 70. 738,57. 55 Пряма. 101,93. Права. 29,70. 0. 80. 1997. 50 Ліва. 1216,93. 22,39. Пряма. 3491,86. 0. 80. 35. 50 Пряма. 36,18. Ліва. 94,29. 0. 0. K, м. 70. 0. 0. 35 Пряма. R, м. 70. 0. 0. Сторон. кривих. L, м 35. Права 0. 0. 72. Сторон. кривих. L, м. Пряма. 23,59. 0 Права. 4465. 96,03. Ліва. 7004. 122,47.

(7) З ак і н че н ня т а бл . 2 Сторон. кривих. L, м. R, м. K, м. 0. Сторон. кривих. L, м. R, м. K, м. 7000. 201,53. 0 Пряма. 2976,97. 65 Права. 2081. 484,00. Пряма. Пряма. 217,67. Права. 2060. 7000. Пряма Ліва. 1663. 7000. Пряма Ліва. 7122. 7700. Пряма Права. 7999. 1064. Пряма Ліва. 7078. 2156. Пряма. 2070,60. Права. 7000. Ліва. 63,00. 1023. 346,68. Пряма. Пряма. 354,26. Ліва. 2524. 978. Пряма Ліва. 862. 7000. Ліва. 2094. Пряма. 7000. Ліва. 1847. Пряма. 8000. Ліва. 7000. 102,83 22,68. 7030. 116,43. Пряма. 245,23. 135 Пряма. 97,81. Права. 50,29 31,32. 0. 0. 7400. 0 Права. 3841,15. 443,74. Пряма. 98,97. 0. 0. 36,73. 0 Пряма. 52,58. Ліва. 45,29. 0. 190. 7000. 0 Права. 175,72. 56,96 57,68. Пряма. 69,73. 0. 165. 8000. 0 Пряма. 128,55. Права. 48,93. 0. 80. 1103,53. 0 Ліва. 21,99. 482,29. Пряма. 2282,19. 0. 70. 2184. 0 Пряма. 370,49. Ліва. Ліва. 284,52. 0. 115. 137,51. 0 Права. 20,77. 1020. Пряма. 387,40. 140. 40. Ліва. 0. 140. 40. 378,87. 65. 125. 0. 111,97. 40 Пряма. 120,79. 1859. Пряма. 407,00. 125. 0. 163,83. 45 Права. 91,48. Ліва. 1369,92. 100. 0. 117,85. 30 Пряма. 175,89. 7000. Пряма. 495,00. 100. 0. 152,44. 25 Ліва. 52,64. Права. 2014,41. 200. 0. 66,68. 0 Пряма. 159,12. 7350. Пряма. 36,97. 200. 0. 267,70. 0 Права. 32,22. Ліва. 95,40. 0. 0. 59,06. 0 Пряма. 178,16. Пряма. 49,87. 0. 0. 7100. 0 Ліва. 55,24. Права. 3649,75. 0. 170. 107,88. 0 Пряма. 4398,41. 52,50. Пряма. 106,99. 0. 170. 7050. 0 Ліва. 296,63. Ліва. 36,75. 0. 80. K, м. 0. 0. 80. R, м. 0 Права. 0. 65. Сторон. кривих. L, м. Права. 944. 187,13. 135 Ліва. 7840. 68,49. 0 Пряма. 44,32. Пряма. Для розрахунків перебудови плану ділянки розіб’ємо її на 46 фрагментів, кожний з яких розрахуємо окремо. У розрахунках кожного фрагмента скористаємося можливістю програми RWPlan шукати рішення із забезпеченням заданої максимальної швидкості. У цьому випадку при оптимізації проектного рішення шукаються такі комбінації радіусів і довжин перехідних кривих, які забезпечують задану швид-. 890,62. кість. При цьому встановлюємо обмеження на максимальне рихтування на рівні 200…250 мм, щоб після рихтування колія залишилася в межах існуючого земляного полотна. Як критерій оптимізації викорис-товуємо мінімум вартості перебудови плану (рис. 3). За наявності більш докладної інформації про узбіччя та робочі відмітки вони можуть бути задані. Оскільки на цій стадії така інформа73.

(8) ція відсутня, використовується спрощений розрахунок витрат на земляне полотно. Після оптимізації окремих фрагментів вони. поєднуються в одну проектну модель плану ділянки (табл. 2). Рихтування для проектного варіанта показані на рис. 4.. Рис. 3. Алгоритм розрахунків вартості. Рис. 4. Рихтування, потрібні для переведення колії в проектне положення. Для проектного стану підбираються значення підвищень і відповідні максимальні швидкості. Отримані результати можуть бути надруковані у вигляді креслення. Фрагмент такого креслення наведений на рис. 5.. 74. Для наочності на рис. 6 показані максимальні швидкості для існуючого плану (пунктир) і для проектного. Також на цьому рисунку показані мінімальні швидкості руху для вантажних поїздів..

(9) 75. Рис. 5. Фрагмент креслення рихтувань та обмежень швидкості для проектного стану.

(10) 76 Рис. 6. Обмеження швидкості для існуючого та проектного станів.

(11) Отримані моделі плану ділянки для існуючого і проектного станів імпортуються в програму тягових розрахунків, де виконуються розрахунки руху різних категорій поїздів по ділянці. У нашому випадку час руху поїзда в одному напрямку без перебудови плану склав 49 хв 13 с. Після перебудови плану час руху скоротився до 45 хв 57 с. Економія часу склала 1,7 с на 1 км. Середня швидкість зросла зі 140 до 150 км/год. Розрахунки, які виконувалися для інших напрямків, привели до подібних результатів: Гребінка – Полтава – 1,7 с на 1 км; Київ – Львів – 2,5 с на 1 км; Лозова – Сімферополь – 1,6 с на 1 км. Витрати, які потрібні для рихтування, склали 200 тис. грн (1,7 тис. грн на км). Для інших напрямків це значення складало від 1 до 10 тис. грн на км. Слід зауважити, що при перевлаштуванні плану під час капітального ремонту колії. ніяких додаткових витрат не потрібно, оскільки в цьому випадку нова колія буде укладатися відразу в нове положення. У той же час слід відзначити, що для реалізації виправлення і розрахунків плану для високих швидкостей повинні застосовуватися більш точні методи зйомки плану. На сьогодні витрати на таку зйомку складають до 5 тис. грн на 1 км, але з використанням нових підходів вони можуть бути суттєво зменшені.. БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК 1.. Корженевич І. П. Нові можливості проектування перебудови плану та виправлення кривих при використанні програми RWPlan 1.2 // Залізничний трансп. України. – 2007. – № 5. – С. 79-82.. Надійшла до редакції 22.11.2007.. 77.

(12)

No results found