Технические средства безопасности

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»
(РУТ (МИИТ)

Одобрено кафедрой
«Эксплуатация железных дорог.»

Протокол № _____ от _____________ 201____ г.

Авторы: Голубев В.В., Кузнецов М.В., Кузнецова Т.Г.

ЗАДАНИЕ. С МЕТОДИЧЕСКИМИ УКАЗАНИЯМИ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА БЕЗОПАСНОСТИ

Уровень ВО: специалист

Форма обучения: заочная

Курс: 5 курс

Специальность/Направление: Эксплуатация железных дорог.

Специализация/Профиль/Магистерская программа:

Магистральный транспорт (ДМ), Грузовая и коммерческая работа
(ДГ), Пассажирский комплекс железнодорожного транспорта (ДП),
Транспортный бизнес и логистика (ДЛ)

Москва

Общие положения

Основной функцией железнодорожного транспорта в современных
условиях является обеспечение высокого качества обслуживания его
пользователей. С решением этой задачи тесно связаны вопросы
безопасности движения.

Безопасность транспортных процессов – это свойство
технических средств, находится в штатном и нештатном неопасном
состояниях. Рассматривая безопасность транспортных процессов,
следует различать безопасность перевозочного процесса в целом и
безопасность движения как составляющей перевозочного процесса.

Причинами перехода технологических процессов в опасное
состояние являются: отказы технических средств, с помощью которых
реализуются технологические процессы; ошибки в действиях
операторов (руководителей процессов), управляющих
технологическими операциями (процессами); ошибки проектировщиков
и персонала, вводящего в эксплуатацию и обслуживающего технические
средства; ошибки разработчиков технологических процессов,

Анализ статистических данных показал, что самыми
распространенными факторами, влияющими на безопасность движения,
являются отказы технических средств, обеспечивающих процесс
движения, и прежде всего отказы элементов пути и подвижного состава.

Существенное влияние на безопасность движения оказывает
человеческий фактор, под которым обычно понимается совокупность
ошибочных действий людей, приводящих к нарушениям
технологических процессов.

Отказы операторов (руководителей) систем управления
подразделяют на психологические и биологические. Важной
распространенной причиной грубых нарушений условий безопасности
движения является недостаточная профессиональная подготовка
операторов (работники соответствующей профессии), а также высокий
уровень их нагрузки.

Серьезным видом брака на железных дорогах является уход
вагонов, который по количеству случаев занимает одно из первых мест
среди других, наиболее серьезных случаев брака, учитываемых по
хозяйству перевозок. И среди многих причин, способствующих уходу
вагонов, следует, отметить нечеткость и не полное изложение вопросов
закрепления вагонов в соответствующих документах станции и других
предприятиях железнодорожного транспорта.

В данной работе рассматриваются вопросы обеспечения
безопасности перевозочного процесса с использованием технических
средств и систем управления движением поездов.

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

Контрольная работа состоит из ответов на контрольные вопросы и
двух задач.

Номера для ответов на контрольные теоретические вопросы
студент определяет по последней цифре учебного шифра.

Контрольные вопросы по теоретическому курсу

• 1. Состояние безопасности движения на железных дорогах
  Российской Федерации.
• 2. Обеспечение безопасности движения на скоростных
  магистралях.
• 3. Организационное обеспечение безопасности движения поездов.
• 4. Обеспечение безопасности движения в условиях нарушения
  нормальной работы устройств СЦБ и связи.
• 5. Организация профилактической работы по обеспечению
  безопасности движения поездов.
• 6. Технические меры обеспечения безопасности работы
  сортировочных горок.
• 7. Технические средства обеспечения безопасности движения на переездах.
• 8. Основные системы и приборы, повышающие безопасность
  работы железнодорожного транспорта.
• 9. Система контроля безопасного вождения локомотивов
  машинистами.
• 10. Обеспечение безопасности движения пассажирских поездов и
  особенности пропуска скоростных пассажирских поездов.

Задача 1

Таблица 1.1 – Исходные данные для выполнения задачи

Требуется:

Определить наличную пропускную способность комплекса
расформирования (парк приема и сортировочная горка сортировочной
станции) а также надежность работы комплекса расформирования:

• - наличную пропускную способность входной горловины парка
  приема;
• - наличную перерабатывающую способность сортировочной
  горки;
• - надежность работы комплекса расформирования (парка приёма и
  горки).

Методические указания к решению задачи

Комплекс расформирования сортировочной станции включает:
«входная горловина парка приёма – пути парка приёма –
сортировочная горка».

Наличная пропускная способность входной горловины парка
приёма (ПП) определяется с учетом коэффициента её загрузки
(Угорл) по наиболее загруженному маршруту горловины:

n =

марш
пр

^Yгорл

, поездов ,

(1.1)

где N ^марш - число грузовых транзитных поездов с переработкой за
сутки, проследуемых при приёме по наиболее
загруженному маршруту во входной горловине ПП (табл.
1.1).

Коэффициент загрузки горловины определяем по формуле:

^Yгорл

^ nt (1 + Рт )^{X к}нер
^агорл¹⁴⁴⁰ -^ Тпост

(1.2)

где: n - число операций за сутки, выполняемых по маршруту:

• _п марш _ nмарш — ч_Ис_Ло операций при приёме грузовых транзитных
  поездов с переработкой (табл. 1.1);
• п_п._лок= (0,50...0,65)пмарш - число операций при проследовании
  поездных локомотивов по маршруту в локомотивное депо;
• п_глок _ пмарш - число операций при проследовании горочных
  локомотивов по маршруту при заезде;
• t - продолжительность занятия маршрута одной операцией, мин.:
  t_np - время на приём грузового транзитного поезда с

• переработкой по наиболее загруженному маршруту во входной
  горловине ПП, мин. (табл. 1.1);
• t_n л ок _ 5 мин. - время на проследования поездных локомотивов по
  маршруту в локомотивное депо;
• 1_глок = 5 мин. - время на проследования горочных локомотивов по
  маршруту при заезде под состав в ПП;

• V nt = п t + п t + п t

пр пр п. лок п. лок г . лок г. лок

+пмрХр + 0,5 п^. лок + ^^. лок, операций / сут.

(1.3.)

р_ш = 0,01 - коэффициент, учитывающий отказы устройств ЭЦ;

Орл - коэффициент, учитывающий возможные перерывы из-за

враждебных передвижений в горловине (а,_орл = 0,85 - 0,90);

^Тпост = 30...40мин. - время на выполнение постоянных операций по
ремонту и техническому обслуживанию стрелок;

k_Heр = 1,15 - коэффициент, учитывающий суточную неравномерность
количества операций.

Наличная перерабатывающая способность сортировочной горки
определяется по формуле:

n
пер

а 1440 - YT
г пост

t (1 + р )и

г г повт

, составов / сут., (1.4)

где: XТ _пост= 60-90мин. — время на выполнение постоянных операций по
ремонту, техническому обслуживанию

устройств и др.;

а_г = 0,95 - 0,97 - коэффициент, учитывающий потерю времени из-
за враждебности передвижений;

р_г = 0,05 - коэффициент, учитывающий надежность технических
устройств горки;

^ювт = 1,06 — коэффициент, учитывающий повторную переработку
вагонов на горке;

t - горочный технологический интервал при работе на горке более
двух горочных локомотивов и при наличии в
составах вагонов запрещенных к спуску с
горки, мин. (табл. 1.1).

Загрузка сортировочной горки или коэффициент полезного
использования горки (у_гор) для роспуска составов определяется по
формуле:

/гор

t N (1 + Р р

г р\ ^р г / ^повт

«,1440-X Тпост

(1.5)

где ^ = 0,05 - относительные потери перерабатывающей способности
горки из-за недостатка числа и вместимости
сортировочных путей.

Наличная пропускная способность путей парка приёма может
определяться по коэффициенту использования путей:

Nр

п_пп = ——, составов,
/пп

(1.6)

где: N - общее число транзитных поездов с переработкой за сутки,
поступающих в расформирование (табл. 1.1).

у_пп - коэффициент использования пропускной способности путей
ПП:

/пп =

к_не„X nJ Ji (1 + Р)
нер i зан т

а вт_п„1440 -X Т ’
п ПП пост

где: n - число операций (поездов, составов, локомотивов и др.), для
которых технологией работы предусмотрено время занятия
путей парка:

n_p = N_р - число операций при приёме грузовых транзитных
поездов с переработкой (табл. 1.1);

п_плок = 0,65N_p - число операций при проследовании поездных
локомотивов по маршруту в локомотивное депо;

п_{г л}ок = Np - число операций при проследовании горочных
локомотивов по маршруту при заезде под состав в ПП;

tian - время занятия путей одной операцией, мин.:

t_3aH - время занятия пути ПП при приёме и обработке грузовых
транзитных поездов с переработкой, мин.:

тех
зан пр зан освоб^{, .}, \ /

tТеХ - время занятия путей ПП обработкой грузовых

транзитных поездов с переработкой, мин.

t Тан = 81,9 - 196,0_Гг_ор + 195,4(Уг_Ор )2, мин., (1.9)

t_Oceоб = 7...10мин. - время на освобождение составом пути ПП;

V nt = Nt + п t + п t

i _зан р зан п. лок п. лок г . лок г . лок

+N t + 0,65 N t + Nt , операций / сут.
р зан , р п.лок р г .лок , .

(1.10)

р = 0,30 - коэффициент, учитывающий влияние неравномерности
операций, отказы технических средств и других факторов;

а_п = 0,65 - коэффициент, учитывающий влияние движения на

подходах пассажирских и сборных поездов;

в = 1,08 - коэффициент, учитывающий при расчёте числа путей в
ПП;

т^ - число путей в ПП (табл. 1.1);

^Тост - время занятия путей постоянных независящими от

размеров движения операциями, мин. (принять 50-60 мин).

Надёжность работы комплекса расформирования (в долях от 1
и рекомендуется не менее 0,92 — 0,95) можно определить по

формуле Е. В. Архангельского:

Н =2,977-1,143γгор -1,541γПП, (1.11)

где 2,977; 1,143; 1,541 – эмпирически коэффициенты.

Вывод и рекомендации по увеличению надёжности работы
комплекса.

Задача 2

Таблица 2.1 Исходные данные для выполнения задачи

Требуется:

Определить необходимое минимальное и достаточное количество
тормозных башмаков для закрепления группы вагонов при постановке
их на станционных путях и в целях удержания от ухода этих вагонов.

Методические указания к решению задачи

Для расчёта норм закрепления вагонов на станционных путях
необходимо рассмотреть уравнение равновесия сил, действующих на
надёжность вагонов, стоящих на пути с уклоном и закреплённых
тормозными башмаками. Средства закрепления (башмаки) и
сопротивление троганию вагонов являются силами, способствующими
предотвращению ухода вагонов со станционных путей.

Сила ветра имеет временное направление, но в расчёте сила
ветра принимается в направлении способствующему уходу вагонов
со станционных путей. Силы, способствующие уходу вагонов, это
составляющая сила от тяжести вагонов, стоящих на уклоне, а также
силы, действующие на вагоны, от среды и ветра, учитываемые
величиной удельного сопротивления от скорости ветра, температуры и
др.

В результате расчётов может быть установлено количество
башмаков для закрепления вагонов на путях для предотвращения
ухода вагонов.

Уравнение равновесия сил действующих на вагоны:

n

nqo—f₀¹⁰⁰⁰ + nqo^mpor > nq^cp.в.+nqoi (2.1)
n

или

ⁿt _,

^ J о трог ср. в ’

(2.2)

где: n - общее число осей в группе вагонов:

n = Потваг, осей,

(2.3)

n - число осей вагона, принимаем 4 оси;

m - количество закрепленных вагонов (табл. 2.1);

n - число осей, которые закреплены башмаками;

f - коэффициент тормозного действия башмака при трогании с
места (f_o = 0,17 - 0,25);

i - уклон пути, в ‰ (табл. 2.1);

®т_Рог - удельное сопротивление вагонов при трогании с места,
кгс/тс:

, 28 ,

^Орог = ^k-----к ^кгс / ^ОС ,

qo +⁷

(2.4)

k = 1,8 - коэффициент, зависящий от взаимодействия в сцепных
приборах вагонов;

q - средняя нагрузка на ось вагона, тс:

q₀ = q⁶^, ос / ось, (2.5)

n_о

q - вес вагона брутто, тс;

а — удельное сопротивление вагонов от воздушной среды и

ветра, кгс/тс:

17,8[CxS + (тваг - 1)C^S]

а_{ср в} =----Ч—----------- V , кгс / ос, ⁽²-6)

‘рв ( 273 + to )Z q„p в

С, С^ - коэффициент воздушного сопротивления первого и

последующих вагонов (среднее значения С_х = 1,46 и С^ = 0,88);

S - площадь поперечного сечения крытого вагона принимаем 9,7
м²;

v - расчетная скорость ветра, м/с (табл. 2.1);

tо - температура воздуха в летнее время, ^оС (табл. 2.1);
^q_6p - вес брутто группы вагонов, тс:

Е q6p = ^твагЧбр , тс ,(

Из выражений (2.1) и (2.2) следует:

n_t > (а + i — о ) —n— осей.(2.8)

t с ср. в трог’ г. 1000.

o

Можно использовать для расчёта количества тормозных
башмаков, необходимых для закрепления этой же группы вагонов на
этом же участке пути, формулу, приведённую в Инструкции по
движению поездов и маневровой работе, то можно записать (для случая
закрепления группы вагонов, состоящей из однородного по весу брутто
подвижного состава):

К =

n (1,5i +1)
200

тор .баш.,

(2.9)

где: K - необходимое количество тормозных башмаков.

i - средняя величина уклона пути или отрезка пути в тысячных;
(1,5 i +1) - количество тормозных башмаков на каждые 200 осей.

Вывод: при каком количестве башмаков условие соблюдается.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

• 1. Технические средства обеспечения безопасности движения на
  железных дорогах. А. А. Хохлов, В.И. Жуков. ООО «Издательский дом
  «Транспортная книга»», 2009.
• 2. Техническая эксплуатация железных дорог и безопасность
  движения Э.В. Воробьев, А.М. Никонов, А.А. Сеньковский, Ю.В.
  Ефремов, А.А. Сидраков М.: Маршрут, 2005. – 533 с.
• 3. Железнодорожные станции и узлы (задачи, примеры, расчеты)
  Под ред./ Н.В. Правдина и В.Г. Шубко-М.: Маршрут, 2005 – 502 с.
• 4. Железнодорожные станции и узлы/ Под ред. В.М. Акулиничева
  – М., Транспорт. 1992-478 с.
• 5. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской
  Федерации. Приказ Министерства транспорта Российской Федерации от
  21 декабря 2010 г. № 286. М. 2011г., ООО «Техинформ».
• 6. Инструкция по сигнализации на железнодорожном транспорте
  Российской Федерации. Приказ Министерства транспорта Российской
  Федерации от 4 июня 2012 г. № 162. М. 2012 г. ООО «Трансинформ».
• 7. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на
  железнодорожном транспорте Российской Федерации. Приказ
  Министерства транспорта Российской Федерации от 4 июня 2012 г. №
  162. 2012 г. М. 2012 г. ООО «Трансинформ».
• 8. Инструкция по техническому обслуживанию и эксплуатации
  сооружений, устройств, подвижного состава и организации движения на
  участках обращения скоростных пассажирских поездов (с изменениями
  и дополнениями от 30.04.03) ЦРБ – 393/МПС России. – М., Транспорт,
  2003.
• 9. Инструкция по текущему содержанию пути ЦП – 774\МПС
  России. – М.: Транспорт, 2001.
• 10. Приказ МПС России от 12.11.2001 «Нормы допускаемых
  скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям
  колеи 1520 (1524) мм федерального железнодорожного транспорта»
  МПС России. – М.: Транспорт.
• 11. Буканов М.А. Безопасность движения поездов в условиях
  нарушения нормальной работы устройств СЦБ и связи. – М.: Транспорт,
  1990. – 112 с.