STUDY OF TECHNICAL STATE IMPACT OF BRAKE RETARDERS  AT THE PROCESSING ABILITY OF HUMPS

<jats:p>Purpose. The research aims development of methods for calculating the estimated capacity humps for the loss conditions of brake power retarders. Methodology. The operation of humps is connected with large number of random factors, such as the characteristics of cuts, environmental conditions, the value of braking power implemented by retardants and others. In this regard, to research the set tasks the methods of simulation modeling and mathematical statistics are used. Determination of speed and motion time of cuts on the routes is carried out on the basis of rolling down modeling of their rolling down from the humps. Findings. If the brake power of retarders of the rolling down part of humps is not enough to stop the cuts, it should be provided the intervals during break-up to release the rolling routes from the preliminary cuts. The dependencies allowing to set the duration of these intervals were determined using the methods of the probability theory If the brake power of retarders at the rolling down part of humps and at the classification tracks is not enough to meet the requirements of the aimed regulation of the cuts rolling speed, it is necessary the use the additional brake shoes. The work develops the methods that on the basis of simulation modeling of the humping process allow one to set the desired value of the break-up duration increase. They ensure the traffic safety at the given number of car motion speed regulators. Originality. Authors firstly proposed the improved methods for determining the estimated capacity of humps. Unlike the existing ones, allow taking into account the technological limitations caused by the requirements of the humping process safety and can be used to assess the performance of the humps in the conditions of parametric failures of the retarders. Practical value. The use of the proposed methods allows assessing the influence of the retarders’ disrepair on the performance degradation of humps for the existing volumes of work.</jats:p>

section_content: Мета. Наукова робота має за мету розробку методів розрахунку переробної спроможності сортувальних гірок для умов втрати уповільнювачами гальмової потужності. Методика. Функціонування сортувальних гірок пов'язано з дією значної кількості випадкових факторів, таких як: характеристики відчепів, умови зовнішнього середовища, величина гальмової потужності, що реалізується уповільнювачами, та ін. У зв'язку з цим для дослідження поставлених задач використовуються методи імітаційного моделювання та математичної статистики. Визначення швидкості та часу руху відчепів по маршрутах здійснюється на підставі моделювання їх скочування з сортувальної гірки. Результати. У випадку, якщо гальмової потужності уповільнювачів спускної частини гірки недостатньо для зупинки ними відчепів, то під час розпуску повинні передбачатись перерви для звільнення попередніми відчепами маршрутів скочування. З використанням методів теорії ймовірності визначені залежності, що дозволяють встановлювати тривалість вказаних зупинок. У випадку, якщо гальмової потужності уповільнювачів на спускній частині гірки та на сортувальних коліях недостатньо для виконання вимог прицільного регулювання швидкості скочування відчепів, то необхідно використовувати додаткове башмачне гальмування. В дослідженні розроблені методи, які на підставі імітаційного моделювання сортувального процесу дозволяють встановлювати потрібну величину збільшення тривалості розпуску, що забезпечує безпеку руху при заданій кількості регулювальників швидкості руху вагонів. Наукова новизна. В роботі авторами вперше запропоновані удосконалені методи визначення переробної спроможності сортувальних гірок. Їх особливість у тому, що вони (на відміну від існуючих) дозволяють враховувати технологічні обмеження, що викликані вимогами безпеки сортувального процесу, і можуть застосовуватись для оцінки показників роботи гірок в умовах параметричних відмов уповільнювачів. Практична значимість. Застосування запропонованих методів дозволяє для існуючих обсягів роботи оцінювати вплив несправності уповільнювачів на погіршення показників роботи сортувальних гірок. 

Ключові слова: сортувальна гірка; вагонний уповільнювач; безпека руху поїздів; сортувальний процес; переробна спроможність гірки
section_name: ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ГАЛЬМОВИХ УПОВІЛЬНЮВАЧІВ НА ПЕРЕРОБНУ СПРОМОЖНІСТЬ СОРТУВАЛЬНИХ ГІРОК

section_content: Сортувальні гірки є місцем підвищеної небезпеки на станціях. Тому цій проблемі присвячена значна кількість наукових праць. Переважна кількість порушень безпеки руху на гірках пов'язана з регулюванням швидкості скочування відчепів [11, 16]. Як основні заходи, що забезпечують підвищення безпеки сортувального процесу, на сьогодні розглядають удосконалення конструкції сортувальних гірок [1, 13], автоматизацію розформування составів [18] та запровадження обмежень на умови розформування составів на сортувальних гірках [14, 16]. Для України характерним є утворення певних резервів переробної спроможності через різке падіння обсягів вагонопотоків з одного боку та незадовільний стан технічних засобів -з іншого. Експлуатація технічних засобів сортувальних гірок у значній кількості випадків відбувається в «захищеному» режимі [9], коли забезпечення безпеки руху здійснюється шляхом запровадження певних експлуатаційних обмежень. Необхідно відмітити, що експлуатація технічних засобів в такому стані призводить до збільшення експлуатаційних. Тому актуальною задачею для залізничного транспорту України є встановлення зв'язків між станом технічних засобів сортувальних гірок та техніко-експлуатаційними показниками їх функціонування. 

Однією із основних технічних характеристик сортувальних гірок є їх переробна спроможність [3, 6, 15]. Розрахунок переробної спроможності сортувальних гірок на залізницях Украйни згідно з [6]

де р р, m g -середня кількість вагонів та відчепів у составі, що розформовуються відповідно; р lсередня довжина вагона; р v -середня швидкість розпуску состава з гірки; ЗСГ b -частка составів з вагонами, що заборонені до спуску з гірки без локомотива (ЗСГ), від загальної кількості составів, що розформовуються;

( ) ЗСГ t K -додатковий час на маневри з вагонами ЗСГ, що припадають на один состав залежно від середньої кількості груп таких вагонів у составі ЗСГ K. Принципи забезпечення безпеки розформування составів поїздів в умовах параметричної відмови уповільнювачів викладені у [16]. Дотримання вимог безпеки руху при цьому переважно досягається за рахунок зниження темпу розпуску та застосуванні башмачного регулювання швидкості скочування відчепів на сортувальних коліях. 

Недоліком сучасних методів розрахунку переробної спроможності гірки є те, що в них не враховується стан технічних засобів сортувальної гірки і її функціонування в умовах технологічних обмежень для забезпечення вимог безпеки руху.
section_name: Вступ

section_content: Метою роботи є розробка методів розрахунку переробної спроможності сортувальних гірок для умов втрати уповільнювачами гальмової потужності.
section_name: Мета

section_content: Технологічними обмеженнями, що накладаються на процес розформування-формування поїздів є обмеження швидкості розпуску составів, призупинення розпуску та організація скочування наступного відчепа після звільнення маршруту попереднім, додаткове гальмування відчепів гальмовими башмаками, виконання маневрової роботи з осаджування, закриття окремих колій для розпуску [16]. Функціонування сортувальних гірок пов'язано із дією значної кількості випадкових факторів, таких як характеристики відчепів, умов зовнішнього середовища, величини гальмової потужності, що реалізується уповільнювачами та ін. У зв'язку з цим для дослідження поставлених задач використовуються методи імітаційного моделювання та математичної статистики. Визначення швидкості та часу руху відчепів по маршрутах здійснюється на підставі моделювання скочування їх з сортувальної гірки.
section_name: Методика

section_content: Обмеження швидкості скочування відчепів дозволяє забезпечити безпеку процесу розформування-формування при незначній втраті уповільнювачами гальмової потужності, в умовах, коли залишкової потужності уповільнювачів достатньо для виконання вимог прицільного регулювання швидкості скочування відчепів та зупинки відчепів на другій гальмовій позиції. Розрахунок переробної спроможності сортувальної гірки в цьому випадку виконується для допустимої швидкості розпуску згідно з діючою методикою [6]. 

У випадку, коли потужності уповільнювачів на спускній частині гірки разом з уповільнювачами на сортувальних коліях достатньо для виконання вимог прицільного регулювання швидкості скочування відчепів, але недостатньо для зупинки вагонів на другій гальмовій позиції, то виникають загрози для безпеки руху при зупинці відчепів на стрілочній зоні або при незакочуванні їх за граничні стовпчики сортувальних колій. Для недопущення небезпечних ситуацій в такому випадку скочування наступного відчепа повинно починатись лише тоді, коли попередніми відчепами повністю звільнено маршрут їх руху. Процес розформування состава поїзда можна розглядати як сукупність процесів розформування окремих груп відчепів. Поділ составів на групи відбувається у зв'язку з наявністю у них вагонів, спуск яких через гірку без локомотива заборонений [5]. При цьому спуск до сортувального парку вказаних вагонів не потребує регулювання швидкості уповільнювачами і гальмовими башмаками. Крім того, при обслуговуванні таких відчепів на сортувальній гірці створюється інтервал, достатній для підготовки її технічних засобів та персоналу для безпечного скочування наступного відчепа. Тому під час розформування составів зупинка відчепів гальмовими уповільнювачами на спускній частин гірки через зайнятість маршрутів скочування здійснюється не для всіх відчепів. Технологічно виникнення небезпечних ситуацій, що вимагають такої зупинки, є неможливою для перших відчепів состава, відчепів з вагонами, що заборонено до спуску з гірки без локомотива, та відчепів, що слідують за ними. Також при скочуванні відчепів у різні пучки сортувального парку між послідовними відчепами, як створюється достатній інтервал часу для парирування небезпечних ситуацій за рахунок переведення відчепів на відсівні колії. 

Ймовірність розділення відчепів на стрілочній позиції за умови, що кожна стрілка має однакову кількість колій при відхиленні вліво та вправо, може бути визначена формулою [2] 2 2

( 1)

де S -кількість колій, що примикає до одного напрямку стрілочного переводу; M -кількість колій в сортувальному парку. Тривалість заняття відчепами маршрутів скочування може бути визначена за середньою швидкістю руху по окремих ділянках сортувальної гірки [4]

, 60 Задача вибору моментів зупинки розпуску є багатоваріантною і повинна здійснюватися з умови мінімізації загальної величини затримок. 

Модифікований графік надходження відчепів в обслуговування регулювальниками швидкості вагонів з перервами розпуску після відривів 7-го та 16-го відчепів наведено на рис. 4. При цьому прийнято, що мінімальна тривалість перерви у розпуску складає 0,5 хв. 

У випадку, якщо кількість регулювальників буде зменшена до двох, то кількість зупинок повинна бути збільшена через одночасне надходження в обслуговування відчепів 4 та 6, 15 та 16, 14 та 18, 18 та 20. 

Через наявність складних зв'язків між швидкістю розпуску состава, режимами гальмування відчепів та інтервалами між ними на гальмових позиціях величина затримок у розпуску повинна визначатись на підставі хронометражних спостережень за роботою гірки або за результатами імітаційного моделювання її функціонування. 

Додатково необхідно відмітити, що застосування гальмових башмаків для регулювання швидкості скочування відчепів призводить до скорочення корисної довжини сортувальних колій і, як наслідок, до збільшення витрат часу на підготовку їх до розпуску. 

У випадку, якщо потужності гальмових позицій недостатньо для забезпечення входу відчепів на башмачну гальмову позицію з допус-тимою для нею швидкістю 3,5 м/с [4], спуск вагонів на неї може здійснюватися маневровим локомотивом. Методика врахування таких відчепів при нормуванні тривалості розпуску состава є аналогічною до методики нормування тривалості маневрів з вагонами, що заборонені до спуску з гірки без локомотива [10]. 

Альтернативним методом є закриття сортувальних колій для розпуску. В цьому випадку використовується ковзка спеціалізація сортувальних колій і збільшується частка повторного сортування. Методика оцінки впливу кількості колій у сортувальному парку на умови роботи технічних станцій наведена в [12].
section_name: Результати

section_content: Наукова новизна роботи полягає у тому, що в ній запропоновані удосконалені методи визначення переробної спроможності сортувальних гірок, які, на відміну від існуючих, дозволяють враховувати технологічні обмеження, що викликані вимогами безпеки сортувального процесу і можуть застосовуватись для оцінки показників роботи гірок в умовах параметричних відмов уповільнювачів. 

Застосування запропонованих методів дозволяє для існуючих обсягів роботи оцінювати вплив несправності уповільнювачів на погіршення показників роботи сортувальних гірок.
section_name: Наукова новизна та практична значимість

section_content: Виконані дослідження дозволяють зробити такі висновки. 

1. Методи визначення переробної спроможності сортувальних гірок, що покладені в основу діючих на сьогодні нормативних документів, не враховують технічний стан уповільнювачів. Тому їх застосування не дозволяє оцінювати техніко-експлуатаційну ефективність ремонтних заходів, спрямованих на переведення функціонування сортувальних гірок із безпечного непрацездатного стану у працездатний. 

2. У випадку, якщо гальмової потужності уповільнювачів спускної частини гірки недостатньо для зупинки відчепів під час розпуску, то повинні передбачатись перерви для звільнення попередніми відчепами маршрутів скочування. З використанням методів теорії імовірності визначені залежності, що дозволяють встановлювати тривалість вказаних зупинок. 

3. У випадку, якщо гальмової потужності уповільнювачів на спускній частині гірки та на сортувальних коліях недостатньо для виконання вимог прицільного регулювання швидкості скочування відчепів, то необхідно використовувати додаткове башмачне гальмування. В роботі розроблені методи, які на підставі імітаційного моделювання сортувального процесу дозволяють встановлювати потрібну величину збільшення тривалості розпуску, що забезпечують безпеку руху при заданій кількості регулювальників швидкості руху вагонів.
section_name: Висновки

section_name: СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

section_content: Цель. Научная работа своей целью имеет разработку методов расчета перерабатывающей способности сортировочных горок для условий потери замедлителями тормозной мощности. Методика. Функционирование сортировочных горок связано с действием большого количества случайных факторов, таких как: характеристики отцепов, условия внешней среды, величина тормозной мощности, реализуемая замедлителями, и др. В связи с этим для исследования поставленных задач используются методы имитационного моделирования и математической статистики. Определение скорости и времени движения отцепов по маршрутам осуществляется на основании моделирования их скатывания с сортировочной горки. Результаты. В случае, если тормозной мощности замедлителей спускной части горки недостаточно для остановки ими отцепов, то во время роспуска должны предусматриваться перерывы для освобождения предварительными отцепами маршрутов скатывания. С использованием методов теории вероятности определены зависимости, позволяющие устанавливать продолжительность указанных остановок. В случае, если тормозной мощности замедлителей на спускной части горки и на сортировочных путях недостаточно для выполнения требований прицельного регулирования скорости скатывания отцепов, то необходимо использовать дополнительное башмачное торможение. В исследовании разработаны методы, которые на основании имитационного моделирования сортировочного процесса позволяют устанавливать нужную величину увеличения продолжительности роспуска, обеспечивающую безопасность движения при заданном количестве регуляторов скорости движения вагонов. Научная новизна. В работе авторами впервые предложены усовершенствованные методы определения перерабатывающей способности сортировочных горок. Их особенность в том, что они (в отличие от существующих) позволяют учитывать технологические ограничения, вызванные требованиями безопасности сортировочного процесса, и могут применяться для оценки показателей работы горок в условиях параметрических отказов замедлителей. Практическая значимость. Применение предложенных методов позволяет для существующих объемов работы оценивать влияние неисправности замедлителей на ухудшение показателей работы сортировочных горок. 

Ключевые слова: сортировочная горка; вагонный замедлитель; безопасность движения поездов; сортировочный процесс; перерабатывающая способность горки
section_name: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТОРМОЗНЫХ ЗАМЕДЛИТЕЛЕЙ НА ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРОК