Железнодорожная транспортная система

1.

Институт транспорта и связи
Курс “Транспортные системы”
Лекция 5. Железнодорожная
транспортная система (часть1)
.
Автор: Кузнецов В.П
1

2. План темы

ПЛАН ТЕМЫ
5.1. Особенности и логистические характеристики железнодорожного
транспорта.
5.2. Классификация железнодорожных путей.
5.3. Устройство железнодорожных путей.
5.4. Предельные допускаемые осевые нагрузки на железнодорожный
путь.
5.5. Раздельные пункты. Железнодорожные станции. Грузовая станция.
2

3. 5.1. Особенности и логистические характеристики железнодорожного транспорта

5.1. ОСОБЕННОСТИ
И ЛОГИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Железнодорожный транспорт осуществляет перевозки грузов и пассажиров
по рельсовым путям в вагонах с помощью локомотивной или моторвагонной тяги.
Первой в мире железной дорогой общего пользования с паровой тягой была
построена Стефенсоном в Англии в 1825 году. Дорога имела длину 21 км.
В начале 20 века сеть железных дорог во всём мире превышала 1 млн. км.
Наибольший прирост произошёл в 1880 –1900 годах, когда в год сдавали по
20 тыс. км.
В конце 20 века общая протяженность мировой железнодорожной сети
составила 1,2 млн. км.
Протяжённость железнодорожной сети сравнивают, как правило, по
эксплуатационной (географической) длине главных путей.
Под эксплуатационной длиной понимают протяженность
железнодорожных линий между станциями без учёта путей второго
главного, станционных путей и др.
Общая эксплуатационная протяжённость железнодорожных путей в
Латвии составляет 2269 км (2005 г.).
В основном, это рельсовые пути для поездов с дизельной тягой. Примерно
3
270 км железнодорожных линий Рижского транспортного узла
электрофицированны.

4.

4

5.

Постройка железной дороги требует больших капитальных вложений,
зависящих от топографических, климатических и экологических условий.
Недавно построенный второй путь Латвийского участка железной дороги на
границе с Белоруcией, протяжённостью 7,8 км стоил 3,5 млн. лат. А в
трудных климатических и геологических условиях затраты в 2 – 3 раза
больше.
Стоимость строительства двухпутной линии, как правило, на 30 – 40 % выше,
чем однопутной.
Железнодорожный транспорт, в настоящее время, утрачивает свой
универсальный характер, который он приобрел в конце 19 столетия и первой
половине 20 столетия. Он лишается своих преимуществ там, где объёмы
перевозки незначительны. Поэтому, он во многих случаях заменяется
другими видами транспорта (воздушным, автомобильным и
трубопроводным). Его значение возрастает там, где существуют стабильные
мощные транспортные потоки, массовые перевозки грузов или пассажиров на
большие и средние расстояния.
Однако, ж/д транспорт продолжает играть важную роль в общей
транспортной системе, а во многих странах и основную. Большинство
Западных стран используют железнодорожный транспорт преимущественно
для пассажирского движения.
5

6.

В настоящее время, для железнодорожного транспорта характерны
следующие тенденции развития:
cнижение значения местных линий и веток, их закрытие и ликвидация
с последующей заменой автомобильным транспортом;
модернизация пассажирского и грузового транспорта на основных
магистралях,
строительство новых железнодорожных магистралей или
специализированных экспресс – линий для перевозки пассажиров
между крупными городами.
Например, экспресс растояние 177 км между городами Кёльн и
Франкфурт проходит за 76 минут со скоростью 224 км/час. На создание
этого проекта и согласования ушло 13 лет. 8 лет потребовалось для
стройки этой скоростной трассы.
Постоянные транспортные заторы на улицах городов, вызванные
увеличением количества личных автомобилей, заставили вернуться к
массовому общественному электротранспорту (трамваи, электропоезда),
который быстрее и точно во время доставляет людей к месту назначения.
6

7.

Достоинства железнодорожного транспорта:
1.
Высокая провозная и пропускная способность за счёт большой
грузоподъёмности составов (более 5 тыс. тонн груза в одном составе).
2.
Высокая регулярность перевозок, независимо от времени года, суток и
погоды.
3.
Высокие показатели использования пути и подвижного состава.
4.
Относительно низкие тарифы; значительные скидки для транзитных
отправок.
5.
Скорая доставка грузов на большие
расстояния.
6.
Наличие подъездных путей позволяет организовать доставку груза “от
двери до двери“ .
7.
Способность перевозить самую широкую гамму различных грузов.
8.
Высокая провозная способность железных дорог (до 80 – 90 млн. тонн
грузов по двух путной и 20 – 30 млн. тонн по однопутной линии в год).
9.
Возможность сооружения железной дороги на любой сухопутной
территории, а с помощью мостов, туннелей и паромов осуществление
железнодорожной связи и с раздельными, в том числе, островными
территориями.
7

8.

Недостатки железнодорожного транспорта:
1. Ограниченное количество перевозчиков.
2. Большие капитальные вложения в пути и инфраструктуру, зависящие
от топографических, климатических и экологических условий.
3. Высокие затраты на содержание постоянных устройств, условно не
зависящих от объёма перевозок (содержание путей, средств связи,
искусственных сооружений и т.д.).
4. Высокая металлоёмкость (до 200 тонн/км) и энергоёмкость перевозок.
5. Низкая доступность к конечным точкам продаж (потребления).
6. Наличие перевалки грузов.
7. Необходимость прочной упаковки и тары.
8. Недостаточно высокая сохранность груза.
9. Благоприятные условия для хищения.
10. Необходимость переформирования составов в пути.
11. Зависимость от географического расположения железнодорожных
путей.
8

9.

Наибольшая эффективность использования железнодорожного транспорта
достигается при перевозках на расстояния свыше 500 - 600 км.
Скорость доставки грузов составляет (с учётом всех видов простоя вагонов в
пути следования) около 240 – 360 км/сутки.
Она примерно вдвое выше, чем речным и трубопроводным транспортом, и
вдвое ниже, чем автотранспортом.
Скорость маршрутного поезда с контейнерами из Китая, Японии и Южной
Кореи в Западную Европу по транссибирской магистрали в настоящее
время составляет 1000 – 1100 км/сутки.
Маршрутный поезд - это грузовой поезд установленной длины,
сформированный грузоотправителем или железной дорогой, назначением
на одну станцию выгрузки или распыления (с обязательным прохождением
этим составом не менее одной тех. станции без переработки).
Скорость пассажирских поездов (не считая экспрессов) близка к скорости
движения современных междугородных автобусов (около 80 км/час).
9

10. 5.2.Классификация железных дорог

5.2.КЛАССИФИКАЦИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Железные дороги классифицируются:
А. По назначению:
- общего пользования,
- промышленного транспорта,
- городские (трамвайные и метро).
Б. По ширине колеи:
- ширококолейные (в России, Финляндии, странах Балтии, СНГ и
Монголии ширина колеи равна 1520 мм;
- в Индии, Пакистане, Аргентине, Бразилии, Испании, Португалии
ширина колеи двух типов - 1656 мм и 1600 мм);
-нормальная (в большинстве зарубежных стран применена так
называемая Стефенсоновская колея равная 1435 мм);
- узкие ( в Японии применяются колея - 1067 мм; в ряде стран – 1000,
914, 891, 762 мм и др.).
Существует проект строительства железнодорожной магистрали Rail
Balticа c европейской шириной колеи 1435 мм. Дорога соединит страны
Балтии с Западной Европой. Строительство скоростной железнодорожной
магистрали Rail Baltica на территории Латвии обойдется по меньшей мере
10
в миллиард евро.

11.

Эксперты России и Белоруссии приступили к технико–экономическому
обоснованию проекта строительства железнодорожной магистрали с
европейской шириной колеи (1435 мм), которая должна соединить Брест и
Москву.
Магистраль станет частью международного транспортного коридора № 2,
который на Западе протянется до Парижа, а на Востоке через Нижний
Новгород и Екатеринбург соединится с Транссибом.В связи с этим, в
Москве планируется создание крупнейшего перегрузочного и таможенного
складского терминала с логистическим центром.
Инициаторами строительства новой магистрали между Брестом и Москвой
выступили в 1999 году немецкие и французские компании. Реализация
проекта потребует инвестиций в размере 15–20 млрд.$.
В. По скорости движения пассажирских поездов.
Их средняя скорость движения составляет 120 км/час. В Японии,
Испании и Франции скорость скорых пассажирских поездов на некоторых
участках железных дорог достигает 300 км/час.
Г. По количеству главных путей:
- однопутные,
- двухпутные (в Германии, Франции, России около 42 %, США – 10
%,Финляндии – 8 %, Канаде – 5%),
- многопутные.
Д. По конструкции верхнего строения пути (типу рельсов, числа шпал на 11
1
км пути, материала шпал, мате-риала и толщины балластного слоя).

12.

Е. По виду устройства автоматики и телемеханики ( с
полуавтоблокировкой, с автоблокировкой);
Ж. По виду собственности: государственные и частные. В большинстве
развитых стран в среднем 85 % железных дорог государственные. Так, в
Великобритании - > 90 %, Германии –около 85 %, Италии – 77 %, Японии –
более 80 %. В США все железные дороги частные. Конкурентная борьба
между железнодорожными компаниями за привлечение пассажиров и
грузов приводит к постройке параллельных, малонагруженных дорог.
Например, между Нью-Йорком и Чикаго функционирует несколько
конкурирующих и недостаточно загруженных железнодорожных линий.
12

13. 5.3. Предельные допускаемые осевые нагрузки на железнодорожный путь

5.3. ПРЕДЕЛЬНЫЕ
ДОПУСКАЕМЫЕ ОСЕВЫЕ НАГРУЗКИ
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ
Воздействие вагонов на верхнее строение пути и искусственные
сооружения (мосты, нефтепроводы) характеризуются силой, действующей
от колёсной пары на рельсы, т.е. осевым давлением.
На дорогах стран Балтии, России и СНГ предельно допустимая сила,
действующая от колесной пары на рельсы ограничена 228 килоньютонами.
Тогда для 4 – х осного вагона сила равна 228 * 4 = 912 кн. Это означает,
что масса брутто 4 – х осного грузового вагона не должна превышать 912 :
9,81 = 92,966 тонны, где 9,81 – ускорение свободного падения g.
Предельно допустимая нагрузка грузового вагона определяет
грузоподъёмность вагона. Так, если принять снаряженную массу (пустого)
грузового вагона в среднем 22 – 23 тонны, то максимальная масса нетто
груза, будет около 70 тонн.
Устройство железнодорожных путей показано на рисунках 1 и 2.
13

14.

Рис.1
Поперечный профиль насыпи
Рис.2. 1 - рельсы, 2 - шпалы, 3 - рельсовые скрепления,
4 - щебёночный балласт, 5 – песчаная подушка
14

15.

Рис.3 Профиль неровности рельсов
15

16. 5.4. Раздельные пункты. Железнодорожные станции. Грузовая станция.

5.4. РАЗДЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ СТАНЦИИ.
ГРУЗОВАЯ СТАНЦИЯ.
Для пропуска заданного числа поездов по участку и обеспечения
безопасности движения поездов железнодорожные линии делятся
раздельными пунктами на перегоны или блок – участки.
Раздельными пунктами являются:
разъезды,
обгонные пункты,
путевые посты,
железнодорожные станции.
Разъезды – это раздельные пункты на однопутных линиях, имеющие
путевое развитие для скрещения и обгона поездов. Они имеют один
главный путь и 1 и более приёмоотправочных путей.
Скрещение заключается в предварительном приёме поезда на один из
приемоотправочных путей с остановкой. Поезд противоположного
направления пропускают через разъезд по главному пути без остановки,
после чего отправляется ранее прибывший поезд.
Разъезды бывают с продольным односторонним, полупродольным и
поперечным расположением путей. Схемы представлены на рис. 4.
16

17.

Рис.4 Схемы разъездов
17

18.

Обгонные пункты – это раздельные пункты на двухпутных линиях,
имеющие путёвое развитие, допускающее обгон поездов и в
необходимых случаях перевод поезда с одного главного пути на другой
(рис.5).
Обгон поездов состоит в приёме с остановкой 1 поезда на одном из
приёмо – отправочных путей и пропуске 2-ого поезда того же
направления по главному пути или свободному приёмоотправочному
пути.
Рис.5 Схема обгонного пункта поперечного типа
Путевые посты – это раздельные пункты без путевого развития, предназначенные
для регулирования движения поездов.
18

19.

Станции – это раздельные пункты, имеющие путевое развитие,
позволяющее выполнять операции по приёму, отправлению,
скрещению и обгону поездов, операции по приёму, выдаче грузов и
обслуживания пассажиров, а при развитых путевых устройствах –
маневровую работу по расформированию и формированию и
технические операции с ними.
Станции являются основными звеньями железнодорожного транспорта,
через которые осуществляется непосредственная связь с клиентами.
В зависимости от объёма и сложности работы станции подразделяются на
внеклассные и станции от 1 до 5 классов.
По характеру, объёму и сложности работы станции делятся на
промежуточные, участковые, сортировочные (рис. 6), пассажирские и
грузовые.
Около ¾ времени оборота вагона приходится на станции. Это значит, что
именно на станциях находятся основные резервы для ускорения
оборота вагонов, основного показателя использования вагонов. Около
40 % стоимости новой ж/д линии приходится на станции.
Станции, к которым примыкает не менее трёх магистральных
направлений, называются узловыми.
19

20.

Рис.5 Сортировочная станция: 2 – горка, 3 – пути приёма, 5 и 6 – подъёмы,
7 и 8 – спуски, 10 – парк приёма, 11 – два замедлителя на первой позиции,
12 – пост управления, 13 – восемь вагонозамедлителей на второй позиции,
14 – 50 сортировочных путей
20

21.

Грузовые станции предназначены для массовой погрузки и выгрузки
вагонов. Они устраиваются в крупных промышленных и населённых
пунктах, на окраине городов в пунктах, соединенных железной дорогой с
сортировочной станцией и автомобильными дорогами, с промышленными
районами города.
В зависимости от назначения и характера выполняемой работы грузовые
станции подразделяются на станции общего пользования и
специализированные – для отдельных видов грузов. Для перегрузки
грузов из вагонов одной железнодорожной колеи в вагоны другой колеи
устраивают перегрузочные станции.
Эти станции выполняют операции, связанные с прибытием грузов:
приём поездов (передач) с сортировочной станции,
технический и коммерческий осмотр вагонов,
расформирование передач,
подача вагонов по точкам выгрузки,
выгрузка,
хранение грузов,
оформление перевозочных документов,
выдача груза получателю,
уборка вагонов с места выгрузки и их очистка.
21

22.

Операции, связанные с отправлением грузов:
приём их от отправителя,
оформление документов на перевозку,
хранение груза,
погрузка в вагоны,
уборка вагонов,
формирование передач и отправление их на сортировочную станцию;
Кроме того, на грузовых станциях общего пользования могут производиться
операции:
по сортировке мелких отправок, а также грузов для дальнейшего их
следования в специальных раздаточных вагонах;
взвешивание груженых вагонов;
безотцепочный ремонт вагонов;
экипировка локомотивов (заправка их топливом, водой, маслами и
техническими жидкостями;
обслуживание подъездных путей компаний и др. операции.
22

23.

Грузовая станция состоит из 2 – х частей:
парк путей, предназначенных для приёма, отправления, сортировки
вагонов по пунктам подачи;
грузового двора, где сосредоточены погрузочные пути, склады, площадки
и механизмы.
К числу грузовых относятся также портовые (припортовые) станции,
обслуживающие морские и речные порты при перевалке грузов с
железной дороги на водный транспорт и обратно.
23