Пропозиції щодо удосконалення технології вантажних перевезень по станції Куп’янськ –Сортувальний

    • Збільшення довжини поїзда;

    • Збільшення швидкості поїзда;

    • Скорочення робочої сили;

    • Поєднання зазначених вище способів.

   Завдання дуже просте - робити більше з меншими витратами ... і набагато швидше. Рішення, однак, не настільки очевидне.

  Збільшення довжини поїзда вимагає додаткової тяги (і отже,додаткових витрат на паливо і устаткування). Створюються труднощі в обробці поїзда (через проблеми з автозчепом і

додаткових затримках). Непередбачуваність швидкості вагона створює загрози безпеці для маневрової бригади, вагона і пошкодження стрілок.

    Вигоди підвищення швидкості руху поїздів дуже сильно залежать від передбачуваності швидкості при різних погодних умовах і вимагають додаткових інвестицій в вагоноуповільнювачів. Коливання швидкості руху поїздів може створити проблеми безпеки та призвести до зниження ефективності вагоноуповільнювачів.

    Скорочення робочої сили є важко досяжним без серйозних змін в технологічному процесі. Просте збільшення навантаження на персонал може потенційно привести до проблем безпеки через втому або стрес.

   У період розвитку і збільшення вагонопотоку усі залізничні дороги стикалися з такими проблемами і знаходили свої рішення, які для них були оптимальними. Зараз, і наша станція потребує удосконалення технології вантажних перевезень.

   Але є рішення. Ми можемо запозичити досвіт колег з закордону. А саме залізничної сортувальної станції Чикаго (США), яка за допомогою удосконалень оброблює більш ніж 8400 вагонів за добу (майже на 40 відсотків більше, ніж до введення нової технології).

  У свій час сортувальна станція Belt Railway Чикаго (США) прийняла цей виклик і після ретельного аналізу вирішила зосередити свої зусилля в таких напрямках:

   • Сила тяги, збільшення тягового зусилля від існуючих локомотивів без додаткових витрат палива. Цього можна досягти за додаванням «моторизованої секції» (бустера), в результаті чого загальне число тягових осей зросте до 12 на один двигун.

   • Дистанційне керування локомотивом з вбудованим контролем швидкості. Завдяки так званому "поясним пульту" (belt pack), сортувальний персонал тепер буде керувати поїздом, і більше не буде необхідності в машиніста в кабіні локомотива. Функціональність комплексного управління швидкістю дозволить набагато краще узгодити швидкість руху поїздів по всьому сортувальному циклу.

  • Система контролю  тяги; збільшення довжини поїзда  і вага вимагають більш високого  тягового зусилля, яке, в свою  чергу, призводить до збільшення  ймовірності прослизання колеса. Тому буде необхідна система контролю пробуксовки / прослизання колеса

для досягнення бажаних результатів  щодо забезпечення стабільності швидкості в поїзді при будь-яких погодних умовах. Це дуже важливо  при використанні дистанційного керування локомотива або автоматичної системи контролю швидкості.

 Тягова потужність

    Застосування моторизованих секцій (бустерів) не є чимось новим. Вони працюють багато років в умовах, коли потрібно високе тягове зусилля при низькій швидкості.

Бустерна секція, або  бустер - секція локомотива, на якій відсутній  кабіна управління, тому дана секція може експлуатуватися лише в зчепі (по СМЕ) з головними, які обладнані  кабіною. Найбільшого поширення  набула на ряді американських залізниць, на дорогах решти країн застосування бустерних секцій відносно рідко, зважаючи на те, що їх експлуатація в окремо неможлива, або надзвичайно ускладнена. Часто  бустерної секцію називають Середньої, що не зовсім вірно, так як на багатьох локомотивах (наприклад 3ТЕ3) середні секції обладнані кабінами і можуть управлятися окремо. На американських залізницях бустерної секцію досить часто називають секцією Б (англ. B unit).

    Що робить його застосування унікальним в даному випадку це його універсальність. Стандартний 6-вісний локомотив SD40 оснащений генератором АR-10, здатним провести до 6000 ампер постійного струму. Кожен тяговий двигун, здатний спожити 1500 ампер короткостроково або 1050 ампер безперервно. Просте арифметичне вираз показує, що для того що б мати 12 осей, що використовують повну потужність тягового генератора, двигуни повинні бути з'єднані в 4 групи по 3 двигуна в послідовно-паралельної конфігурації. Однак через їх розмірів і довжини залізниці, цим маневровим локомотивам часто доводиться виконувати роботу на високих швидкостях, для чого необхідно залишити вихідну конфігурацію тягових двигунів – 3 групи по 2 двигуна в паралельному з'єднанні.

    На момент, коли в Belt Railway почали цю роботу, стандартних готових систем управління такими бустери на ринку не існувало. Завдяки досвіду розробки удосконаленої системи управління локомотивом, ZTR вдалося розробити систему для Belt Railway, що враховує весь спектр операційних потреб цих локомотивних зв'язок.

    Експлуатація частини обладнання на граничній або близькою до граничної  потужності несе характерну небезпека - занадто легко перетнути цей межа і пошкодити обладнання. Система управління локомотивом ZTR NEXSYS була розроблена щоб не були перевищені максимальні межі можливостей головного тягового обладнання локомотива, завдяки наявності деяких методів прогнозування з тимчасового критерієм і прямим моніторингу параметрів.

                           

                        Рис.  Система управління локомотивом ZTR NEXSYS

                                                   (у стійці Dash-2)

   Додаткове підвищення надійності було досягнуто шляхом ліквідації старих і ненадійних компонентів і передової комп'ютерної діагностики, яка надається як частина системи управління.

 Дистанційне управління локомотивом

    Сьогодні доступні різні марки і типи систем дистанційного управління локомотивів. Кожна система має свій набір переваг і недоліків. Метою даної роботи є не обговорення різних типів систем дистанційного керування, а скоріше виділення необхідних функціональних атрибутів, які виявилися важливими для успішного застосування на Belt Railway.

    Однією з основних характеристик була необхідність в інтегруванні контролю швидкості. Довгі поїзди, різні типи вагонів і вантажів, погодні умови та багато інших факторів впливають на здатність оператора керувати швидкістю проходження поїзда за допомогою простого 8-позиційного управління. Необхідний досвід для роботи тільки

з рукояткою керування  досягається роками і надзвичайно  важко передавався б новим операторам.

     Автоматичний контроль швидкості не вимагає додаткових навичок оператора крім знання як встановити бажану швидкість. Сучасні системи управління використовують різні методи для досягнення плавного і стабільного контролю швидкості поїзда, навіть при сортувальних процесах.

     Гіркові операції, як правило, відбуваються в одному напрямку. Тому, якщо оператор знаходиться в точці, куди наближається поїзд, він може стежити за ситуацією в передній частині поїзда і в разі необхідності прийняти поправочні / превентивні заходи. Однак, під

багатьох випадках сортувальні  операції вимагають зміна напрямку руху, і це може призвести до ризиків безпеки, якщо поїзд віддаляється від оператора. Подвійне управління системи ("відпустити і зловити ") дозволяє двом операторам передавати управління поїздом від одного до іншого і переконатися, що поїзд завжди рухається в бік

оператора.

     Іншим можливим рішенням цієї проблеми є наявність відео на пульті оператора. Хоча ця технологія і доступна на сьогоднішній день, доцільність (чи її відсутність) переміщення камери для забезпечення її положення на останньому вагоні досі є чинником, що обмежує застосування такої технології в операціях на сортувальних станціях. 

    У деяких ситуаціях можуть бути корисними різні способи управління пневмотормозом, особливо в операціях з невеликим навантаженням, (або поруч з хвостом поїзда), або при різних операціях на ухилах - по суті, при будь-якій операції з високою ймовірністю підвищення швидкості.

 Сила тяги  локомотива

     Слова "тягове зусилля" привертають увагу залізничників. Збільшення тягового зусилля без додаткового локомотива було найбільш популярним пропозицією в підвищенні продуктивності з початку ери, ... залізничної ери.

     Досягнення більшої сили тяги, як правило, вимагає змін у силових компонентах - електрогенераторі, тягових двигунах і т.д. Тому такі пропозиції, як правило, оцінюються на основі витрат і вигод. У випадку Belt Railway, найбільш економічний підхід полягав у тому, щоб додати моторну секцію (бустер) і змінити контролер на локомотиві, щоб

дозволити кілька конфігурацій тягових двигунів.

    Підтримання сили тяги в будь-яких погодних умовах і при будь-якому стані рейки досягається за рахунок вдосконаленої системи управління. Хороший контроль пробуксовки / прослизання колеса стає особливо важливим, коли в кабіні локомотива немає машиніста, який визначає, чи в змозі існуюча система управляти ситуацією, і вручну зменшує потужність за допомогою ручки контролера, застосовує пісок і т.д.

Коли використовується ручна  дистанційна система управління локомотивом у сортувальних операціях, оператор як правило стоїть в хвості поїзда і у видаленні від локомотива - найчастіше більш ніж на кілометр.

    Коли колеса прослизають все що він бачить, це що поїзд не рухається. І природною реакцією на це є збільшення потужності, що може привести до більшої пробуксовці коліс і до серйозного збитку рейках,локомотиву і колесам.

    Прогнозоване збільшення довжини і ваги поїздів, додавання  дистанційної системи керування швидкістю та бажання забезпечити стабільність управління швидкістю зумовило необхідність застосування системи управління локомотивом. Це забезпечило покращення зчеплення на 20-30% при будь-якій погоді в порівнянні з існуючою системою, EMD Dash 2, яка, до речі, була еталоном високої ефективності. Крім цього, система повинна працювати і без подачі піску і бути в змозі контролювати пробуксовку / прослизання колеса на всіх 12 приводних осях.

    Система управління локомотивом ZTR NEXSYS задовольняє вимогам щодо поліпшення коефіцієнта зчеплення при будь-якій погоді, однак повинна була бути модифікована для підтримки 12-ти осей і декількох конфігурацій тягових двигунів на локомотиві.

    Всі системи управління NEXSYS( див. рис 3.1) використовують одну і ту ж внутрішню компоновку і функціональні блоки. Це дозволяє системі управління бути адаптованою до різних завдань. Або алгоритм контролю пробуксовки / прослизання колеса може бути розширений до 12 або більше осей, або апаратура може бути пере конфігурувати, щоб

відповідати вимогам простору.

                             

                 Рис 3.1 Різні конфігурації систем управління ZTR NEXSYS

     Поліпшення тяги для стандартного 6-вісного локомотива було незалежно протестоване та задокументовано в експлуатації по всьому світу  і приведені нижче на рис. 3.2 та рис.3.3

               Рис.3.2 NEXSYS Поліпшення сили тяги при сухій рейці

             Рис.3.3 NEXSYS Поліпшення сили тяги при вологій рейці

    Збільшення тягового зусилля і коректність руху колеса дозволили отримати дві вигоди: збільшити довжину / вага поїзда і використовувати систему дистанційного керування швидкістю.

  Belt Railway Чикаго змогла досягти своїх цілей в підвищенні продуктивності разом з компаніями-партнерами, які мають досвід у технологіях, готові працювати з іншими і вносити необхідні корективи для досягнення кінцевої мети. Компанія ZTR Control Systems

пишається тим, що понад 10 років  має такого партнера, як Belt Railway Чикаго.

    А чи вдасться підвищити продуктивність роботи станції Куп’янськ-Сортувальний?

Так, якщо впровадити аналог такої системи і на українській сортувальній станції.

                                                

                                               Висновок

 

    Після проходження  станційної практики у науково-дослідній роботі спробувала якомога докладніше  розібрати ту тему, була  надана. Відповіла на основні питання, що повинні були розглянутися у роботи: проаналізувала техніко-експлуатаційну характеристику станції Куп’янськ-Сортувальний;провела аналіз виконання основних показників роботи станції; внесла свої пропозиції щодо удосконалення вантажних перевезень по станції.

    Куп'янськ - Сортувальний  є найважливішим залізничним  вузлом Південної магістралі, де  стикуються багато доріг і  найважливіші напрями вантажопотоків  і через яку проходить вантажопотік  з Росії, Казахстану, інших країн  в чорноморські порти і на  західні переходи України. Саме  на цій станції зароджується  транзитний вантажопотік.

   Станція Куп'янськ  – Сортувальний є позакласною  вантажною станцією . Станція має  чотири прилеглих перегони у  парному та непарному напрямку. На територій станції розташовані  механізовані  парна та непарна  гірки, а також витяжні колії.  У парній гірці дві колії  насуву, на відміну від непарної, де розташована одна колія  насуву. На  непарній сортувальній  гірці  працюють два локомотиви : ЧМЄ-3-1 та ВЛ-80К-1, на парній  тільки  один -ЧМЄ-3-1.

   На станції розміщені  дві колії, які не належать  залізниці. Допустима швидкість  руху по цім під’їзним коліям  становить  5 км/год.

    Оскільки станція  працює з ціллю отримання прибутку  то доцільно вести показники  роботи станції. На основі показників  роботи станції визначається  потреба в транспортних засобах,  необхідні обсяги капіталовкладень. Це все націлене на збільшення  пропускної та провізної спроможності  станції.