12.4. Сортировочные станции высокой эксплуатационной надежности для формирования и пропуска поездов большой массы и длины
Интенсификация развития пропускной способности направлений во взаимосвязи с узлами и станциями требует пересмотра и совершенствования схем сортировочных станций. При этом следует исходить из того, что ряд наиболее крупных сортировочных станций, в том числе и двусторонних, уже в настоящее время часто сдерживает пропуск транспортных потоков.
Станции, которые будут реконструировать для формирования и пропуска поездов большой массы и длины на специализированных железнодорожных направлениях или сооружать вновь, следует разрабатывать с учетом ряда новых требований.
Во-первых, на них должны быть созданы условия и соответствующие путевые мощности для работы как с поездами магистральных направлений большой массы и длины, так и с поездами местного региона, масса и длина которых соответствуют длине путей 850— 1050 м.
Во-вторых, эти станции должны иметь высокие эксплуатационные качества и надежность работы. Проблему эксплуатационной надежности решают по всем элементам комплекса технических средств. Поэтому их целесообразно проектировать так, чтобы обеспечить отделение на подходах транзитного потока поездов без переработки и пассажирского потока от потока поездов, поступающего в переработку. В этом случае незначительные задержки приема перерабатываемых поездов не должны влиять на пропуск пассажирских и транзитных грузовых поездов. Более эффективно это разделение на предузловых станциях за счет дублирования главных путей, по которым потоки подводят к станции. Кроме того, высокую эксплуатационную надежность этих станций обеспечивают за счет двойного или тройного резервирования наиболее ответственных маршрутов.
В-третьих, на этих станциях необходимо снизить информационную нагрузку оперативного персонала. Этому способствуют увеличение массы и длины поездов, автоматизация исполнительских процессов нижнего уровня на основе малых ЭВМ и микропроцессоров и применение автоматизированных методов принятия решений и планирования.
В-четвертых, распределительно-группировочные станции должны иметь специальные сортировочные горки и парки для рассортировки вагонов местного потока, направляемого в промышленные, припортовые и пограничные районы в поездах, масса и длина которых соответствуют существующей длине приемо-отправочных путей.
В-пятых, на этих станциях целесообразно иметь устройства (горки, группировочные парки), расположенные рядом с транзитными и сортировочными парками, которые предназначены для обеспечения пропуска групповых поездов с обменом групп, а также в случае необходимости с изменением массы и длины поездов.
Предлагаемая схема распределительно-группировочной станции приведена на рис. 12.1. Нижняя (нечетная) сортировочная система обслуживает промышленный, припортовый или перегрузочный районы, верхняя — магистральные и местные направления. Поезда с магистральных и местных направлений (А и Б) принимают в парк ПП, в котором для каждого направления имеются пути большой длины (1750—2500 м). Для приема поездов с местного полигона (участковых, передаточных, вывозных, сборных) имеются пути обычной длины (850—1050 м), которые могут быть размещены с одной или с обеих сторон длинных путей. Второй вариант имеет некоторые преимущества.
Главные пути, прилегающие к парку прибытия перегонов, дублированы, что обеспечивает отделение на подходе к станции потока транзитных и пассажирских поездов, которые пропускают по объемлющим сортировочную станцию главным путям, от потока перерабатываемых поездов, который принимают на соответствующие секции длинных путей (поезда большой массы и длины) или путей нормальной длины (местные поезда). Входная и выходная горловины, общая конструкция парка прибытия обеспечивают высокую эксплуатационную надежность приема, обработки и расформирования поездов. Если на подходах и выходах станции обращается значительный поток пассажирских и пригородных поездов, то возможно разделение потока транзитных и пассажирских поездов направлений А и Б на подходе к транзитному парку (с этой целью предусмотрены раздельные главные пути).
Локомотивы от прибывающих поездов можно пропускать по путепроводу под горкой (с правых секций путей парка прибытия) и по соединительному пути (с левых секций путей). Возможен удобный их пропуск и непосредственно в выходную горловину без захода в депо.
Для сокращения влияния заезда горочных локомотивов под составы на прием поездов с направлений А и Б применено центральное расположение ходового пути, которое обеспечивает наиболее эффективный пропуск горочных локомотивов во входную горловину. Кроме того, для пропуска горочных локомотивов во входную горловину секции путей длиной 850—1050 м предусмотрен ходовой путь с правой стороны парка прибытия. По этому пути можно пропускать горочные локомотивы и во входную горловину правой секции длинных путей одновременно с приемом поездов. При двустороннем размещении путей длиной 850—1050 м (см. рис. 12.1) боковые ходовые пути устраивают с двух сторон парка прибытия. Центральное и боковое расположение ходовых путей обеспечивает независимое выполнение массовых технологических операции по пропуску горочных локомотивов, приему на секции путей поездов большой массы и длины и на секции укороченных путей — местных поездов.
Рис 12.1. Распределительно-группировочная станция высокой эксплуатационной надежности:
а — общая схема горловины станции; б - вариант сортировочной системы, работающей на внутрирегиональные станции и районы
На основных горках обеих сортировочных систем предусмотрен параллельный роспуск составов. Поезда большой массы и длины расформировывают по двум парам надвижных путей.
Двустороннее расположение путей парка прибытия длиной 850—1050 м облегчает параллельный роспуск поездов нормальной длины (с правой и левой секций). Если одновременно распускают поезд большой массы и местный поезд, то часть первого состава будет расформирована в последовательном режиме (частично-параллельный роспуск). Возможны также соединение двух местных поездов одновременно с приемом во входной горловине ПП и последующий параллельный роспуск их с составом поезда большой массы.
Сортировочные парки СП1 и СП2 состоят из путей нормальной длины. Проектирование их на полную длину поездов большой массы и длины неэффективно: это требует больших энергетических высот основных горок. Кроме того, при длинных сортировочных путях усложняется работа вытяжных путей и горок. Даже при автоматизации роспуска и трех тормозных позициях, оборудованных системой АРС, возникает значительный объем работы по осаживанию вагонов. Это вызывает дополнительную потребность в маневровых локомотивах и нарушает цикличность и поточность технологии работы горки. Поэтому в сортировочных парках на станциях, предназначенных для приема, расформирования, формирования, отправления и пропуска поездов большой массы и длины, целесообразно по эксплуатационным и экономическим условиям укладывать пути длиной 850, 1050, 1250 м, т. е. эти парки выгодно проектировать по существующим параметрам, но с большим числом путей. Это позволит дублировать основные сквозные назначения в правой и левой половинах парка, обеспечит экономически выгодный режим параллельного роспуска и возможность перестановки составов обычными маневровыми локомотивами.
Технология перестановки составов в нечетной сортировочной системе — традиционная. Эта система должна обеспечивать достаточную рассортировку потока по внутрирегиональным станциям (промышленным, грузовым, портовым, перегрузочным в зависимости от места ее расположения). С этой целью предусмотрено устройство сортировочного СП, и сортировочно-отправочного парков СОП,, горки средней мощности для более детальной рассортировки потока.
Вагоны, которые рассортировывают по назначениям плана формирования в СОП1, при роспуске на основной горке направляют без подборки на крайние правые пути сортировочного парка. С этих путей локомотивы горки средней мощности, работая по кольцевому способу, поочередно надвигают на нее составы, накопленные на крайних путях сортировочного парка, и рассортировывают их по назначениям плана формирования.
Число назначений плана формирования в СОП, устанавливают с таким расчетом, чтобы обеспечить достаточный уровень загрузки горки средней мощности. В этот парк направляют местный вагонопоток ближайшего района, обслуживаемый сборными, вывозными и другими местными поездами. Он требует более детальной подборки не только по назначениям, но и по промежуточным станциям (для сборных поездов) и районам грузовой работы (для передаточных поездов). Через горку средней мощности и СОГЦ можно пропускать до 35—40 % всего перерабатываемого на основной горке вагонопотока, что соответствует суммарной мощности 10—15 назначений.
Сортировочная система может работать на достаточно разветвленный большой промышленный или иной район. В этом случае мощность горок и путевое развитие парков СГД и СОП1 можно увеличить: вместо парков СП1, ΠΟ1 и СОГ1 предусмотреть сооружение трех сортировочно-отправочных парков, каждый из которых обслуживает отдельная сортировочная горка. Парк СОП1 — основной. На горке высокой производительности расформировывают прибывающие поезда, в том числе в режиме параллельного роспуска.
В сортировочно-отправочном парке СОП1 организуют накопление, формирование и отправление поездов в большой экономический район (назовем его регион 1). На крайние три-четыре пути с обеих сторон СОП1 отсортировывают (без подборки) вагонопоток, который формируют в поезда местных назначений в сортировочноотправочных парках СОП2 и СОП3. Этот вагонопоток сортируют по назначениям соответственно на горках средней мощности. В СОП2 накапливают и подбирают составы поездов, отправляемых на станции региона 2, а в СОП1 — поезда региона 3.
На горках используют поточную технологию, предусматривающую высокую степень механизации и автоматизации исполнительных процессов и процессов планирования и управления эксплуатационной работой. Накопление, окончание формирования и отправление поездов рассредоточены по трем паркам, в выходных горло винах которых созданы хорошие условия для подачи поездных локомотивов, отправления поездов, окончания формирования. Подсортировку составов поездов и окончание формирования выполняют на соответствующих горках для поездов тех назначений, которые отправляются из СОП1, СОП2 и СОП3.
Такая конструкция сортировочной системы позволяет не допустить излишнее распыление сортировочной работы по всем внутрирегиональным станциям. Сортировочные и путевые мощности горок и парков СОП1, СОП2 и СОП3 обеспечивают формирование поездов 50—60 назначений, что соответствует трем внутрирегиональным сортировочным станциям. Расчеты показывают, что концентрация сортировочной работы и интенсивные методы развития станции дают возможность сократить и быстро окупить капиталовложения, добиться их высокой эффективности. Эти варианты схем сортировочных станций концентрируют также технические средства, АСУ и ЭВМ.
Четная сортировочная система распределительно-группировочной станции (см. рис. 12.1, а) осуществляет прием и расформирование поездов обычной массы и длины с внутрирегиональных станций и последующие накопление, формирование и отправление поездов большой массы и длины на магистральные направления А и Б, а также направление, формирование и отправление поездов обычной массы и длины на близлежащие участковые и грузовые станции.
На сортировочной горке большой мощности, оснащенной средствами механизации и автоматизации исполнительных процессов и автоматизированного управления, можно постоянно использовать режим параллельного роспуска составов. В сортировочном парке СП2 число путей устанавливают с таким расчетом, чтобы обеспечить высокую эксплуатационную надежность и дублирование наиболее мощных назначений для устойчивой работы в режиме параллельного роспуска составов.
Парк отправления включает в себя пути для отправления поездов большой массы и длины на магистральные специализированные направления и пути длиной 850—1050 м для отправления участковых и других поездов местных назначений на грузовые и другие станции региона. На станциях, предназначенных для формирования поездов большой массы и длины, необходимо предусмотреть оборудование путей надвига на горки, вытяжных путей между парками СП2 и ПО2 и путей парка отправления ПО2 автоматизированными системами, надежно обеспечивающими машинистов маневровых локомотивов информацией об оставшемся свободном расстоянии до горочного светофора (для надвига) и до выходного светофора в парке отправления (при перестановке составов). Поезд большой массы и длины формируют из вагонов, накопленных не менее чем на двух путях СП2. Объединять их можно по различным технологическим вариантам: перестановкой первой части и последовательным выталкиванием остальных частей, последовательным перемещением всех составных частей поезда большой массы и длины вагонами вперед (выталкивания), соединением двух частей, перестановкой их на отправочный путь и последующей подстановкой вагонов с третьего пути, если тяжелый поезд формируют из вагонов, накопленных на трех путях сортировочного парка.
Параллельно сортировочному и отправочному паркам целесообразно предусматривать пучок сортировочно-отправочных путей большой длины, на которых накапливают порожние вагоны и вагоны с легковесными грузами по отдельным назначениям плана формирования. Длину этих путей можно устанавливать 3500—4000 м, поскольку она включает сортировочные пути, горловину между сортировочным и отправочным парками и пути парка отправления, рассчитанные на отправление поездов большой массы. По мере накопления вагоны группами из 30—40 единиц перемещают в головную часть этого парка и предъявляют к техническому обслуживанию и контролю. Из таких групп в головной части СОП2 формируют поезд любой длины и массы. В этом сортировочно-отправочном парке могут также накапливаться, формироваться и отправляться поезда большой массы и длины не только из порожних вагонов и вагонов для перевозки легковесных грузов, но и из вагонов с большими потонными нагрузками. При подготовке к отправлению такого поезда со стороны горки будет более длинная свободная часть пути (в пределах не только сортировочного парка, но и горловины между сортировочным и отправочным парками).
Таким образом, комплекс путей для отправления поездов большой массы и длины в отправочном парке ПО2 в сочетании с путями большой длины в СОП2 и путями длиной 850—1050 м в парке отправления обеспечивает условия для накопления, формирования, обработки и отправления поездов большой массы и длины на магистральные направления и поездов на местный впереди лежащий полигон сети. Поездные локомотивы пропускают в выходные горловины приемо-отправочного парка ПО2 и транзитного парка ТП2 по ходовым путям из депо с левой стороны парка отправления и по ходовым путям по путепроводу под горкой и далее между парками ПО2 и ТП2. Вторые локомотивы подают в хвостовую часть длинносоставных и тяжелых поездов из депо по ходовым путям во входную горловину парка отправления или по путепроводу под горкой.
Можно также пропускать головные и хвостовые поездные локомотивы непосредственно из-под поездов, прибывающих в ПП2.
Рассмотренная схема станции обеспечивает высокую эксплуатационную надежность приема и отправления поездов большой массы и длины на магистральные направления и устойчивое взаимодействие с внутрирегиональными станциями, которые формируют и расформировывают обычные поезда при существующих условиях и длине путей. Принимая поезда большой массы наряду с обычными поездами, эта станция распределяет потоки на станции региона и, концентрируя переработку местных поездов, группирует их в поезда большой массы, отправляемые на магистральные направления.
Внутрирегиональные станции могут формировать также групповые поезда. Для их обработки и пропуска предусмотрены транзитные ТП2 и группировочный ГрП парки, горка и вытяжной путь. В группировочном парке подготавливают прицепляемые группы вагонов и прицепляют их к поездам, принимаемым на пути транзитного парка. В группировочном парке могут формировать также сборные поезда с последующим отправлением с путей парков ТП2, СОП2 или ПО2.
Рис. 12,2. Схема сортировочной станции высокой эксплуатационной надежности для поездов большой массы и длины
Распределительно-группировочные станции дают возможность повысить провозную способность и снизить плотность потока поездов на направлениях, обеспечить оптимальный режим их работы. Как уже отмечалось, их целесообразно размещать на входах и выходах из крупных промышленных районов (Донбасса, Кривбасса, Урала, Кузбасса и др.), припортовых и перегрузочных районов. На направлениях большой протяженности, характерных для сети, необходимы и односторонние станции, построенные по интенсивной схеме освоения и развития провозной способности и обеспечивающие пропуск, прием, переформирование и отправление поездов большой длины и массы. Такие станции можно размещать на магистральных направлениях, проходящих через крупные промышленнотерриториальные комплексы.
Схема односторонней станции, предназначенной для сортировки потока, поступающего как поездами большой массы, так и обычными поездами, приведена на рис. 12.2. Транзитные парки, а также парки приема и отправления этой станции имеют пути для поездов большой массы и длины. Длину этих путей могут устанавливать до 3000 м. Кроме того, в этих парках есть пути обычной длины для работы с поездами, обращающимися между станциями местного значения, развивать которые для формирования поездов большой массы и длины экономически неэффективно.
Высокую степень эксплуатационной надежности обеспечивают разделение перерабатываемого и транзитного грузового (а также пассажирского) потоков на подходах к станции, необходимый уровень дублирования маршрутов, регулярно используемый режим параллельного роспуска составов (пути основных назначений в сортировочном парке дублированы для снижения пересекающегося потока), возможности эффективной работы с групповыми и сборными поездами.
При реконструкции и развитии сортировочных станций требуется решать ряд вопросов, связанных с работой транспортных узлов, эффективностью и качеством транспортного обслуживания предприятий народного хозяйства в крупных промышленно-территориальных комплексах и экономических районах. Нередко развитие и реконструкцию проводят по экстенсивным схемам с рассредоточением сортировочной и грузовой работы по относительно небольшим станциям в связи с рядом ограничений, прежде всего по территории и капитальным вложениям, когда строительство и реконструкцию ведут своими силами за счет нецентрализованного проектирования и финансирования. В конечном итоге при экстенсивных методах развития допускают большие эксплуатационные потери за счет неполного освоения возрастающих объемов работы, задержек поездов, роста числа повторно перерабатываемых вагонов.
Ограничения по территории серьезно затрудняют развитие существующих сортировочных станций.
Территориальные возможности развития крупных станций и узлов, однако, не полностью исчерпаны. Обычно, когда говорят, что тот или иной парк (станцию) нельзя развивать в связи с ограниченностью территории, имеют в виду увеличение числа путей, когда развитие ограничено по ширине. Однако такое развитие не всегда эффективно, если даже свободная территория имеется: увеличивают число путей, но не их длину, что затрудняет повышение массы обращающихся поездов.
Требования интенсификации провозной способности линий и серьезные ограничения по ширине площадок определяют целесообразность развития парков приема и отправления прежде всего сортировочных станций, осуществляющих пропуск и формирование поездов большой массы и длины, в продольном направлении: два парка размещают последовательно друг за другом по направлению главных путей. В этом случае часть путей обоих последовательно размещенных парков можно соединить для приема (отправления) тяжелых и длинных поездов. Следует также отметить, что территории по ходу движения в большинстве случаев свободны, хотя продольное развитие может вызывать иногда и перепланировку подходов или выходов.
На рис. 12.3 приведен фрагмент продольного развития парка прибытия и отправления двусторонней сортировочной станции с использованием принципа интенсивного развития за счет увеличения длины путей парков приема и отправления. Парк прибытия состоит из двух частей: первой — на старой площадке, ограниченной по ширине, и второй — размещенной последовательно с первой. Крайние пути парков ПП1 и ПП2 с одной или обеих сторон должны быть соединены друг с другом для приема поездов большой массы и длины. В обоих парках предусмотрена высокая эксплуатационная надежность работы как по приему поездов большой массы, так и местных поездов на пути длиной 850—1050 м в парках ПП1 и ПП2.
Рис. 12.3. Вариант продольного развития парков прибытия и отправления сортировочной двусторонней станции для приема и отправления поездов большой массы и длины, а также поездов местного региона
Рис. 12.4. Вариант продольного развития парков приема по направлениям подходов для приема местных поездов и поездов большой массы и длины
Обеспечена также удобная работа по уборке поездных локомотивов с головных частей обоих парков и входной горловины парка ПП2 в случае приема длинносоставных поездов и при наличии поездного локомотива в хвостовой части поезда. Горочные локомотивы заезжают за короткими поездами в оба парка и за длинносоставными поездами во входную горловину ПП2 по боковым ходовым путям или свободным путям приема. Для надвига коротких поездов из ПП2 один из путей парка ПП1 должен быть свободным. Надвигают два коротких состава из ПП2 и ПП1 одновременно, но с предварительным их соединением без возвратных передвижений. Имеются также условия для постоянного использования режима параллельного роспуска составов большой массы и составов обычной длины.
По продольному принципу осуществлено развитие парка отправления: часть путей короткие (в пределах существующей площадки) — парк ПО1 и оставшиеся пути удлинены для отправления поездов большой массы — ПО2. Эти варианты уже были рассмотрены в схемах распределительно-группировочных станций. На рис. 12.4 приведен вариант продольного развития по направлениям подходов. В этом случае предусмотрены две пары парков прибытия на подходах. Здесь также обеспечен прием поездов большой массы и длины с магистральных направлений и местных поездов обычной длины и массы. Этот вариант тоже может осуществляться с перепланировкой или без перепланировки подходов. Обеспечены высокая надежность и поточность работы по уборке поездных локомотивов и работе горочных локомотивов, параллельный роспуск составов большой массы и длины, а также коротких составов.
Рис. 12.5. Вариант продольного развития транзитных и отправочных парков по направлениям выходов с односторонней сортировочной станции для отправления и пропуска местных и поездов большой массы и длины
На рис. 12.5 приведен фрагмент продольного развития парка отправления по направлению главных путей обоих направлений и продольного развития транзитных парков (одного против направления, второго — по направлению движения в сторону сортировочного парка). При этом можно рассматривать вариант перепланировки подходов или сохранять существующее расположение подходов, но с расширением путепроводов. Созданы условия для подачи локомотивов под поезда большой массы и длины, в том числе в хвостовую часть этих поездов, и под поезда обычной длины. Аналогичные условия имеются и для транзитных поездов.