Железнодорожный транспорт.

Железнодорожный транспорт, вид транспорта, осуществляющий перевозки грузов и пассажиров по рельсовым путям в вагонах с помощью локомотивной или мотор-вагонной тяги. Современный ж.-д. транспорт - результат длительного процесса развития сети железных дорог и усовершенствования отдельных их элементов: пути, станции, вагонов, средств тяги, сигнализации, связи и др. Возникновение ж.-д. транспорта тесно связано с развитием крупной промышленности, особенно горнодобывающей и металлургической. С развитием капитализма в конце 18 - начале 19 вв. существенно изменилась структура грузооборота, возникла потребность в массовых перевозках железной руды, угля, лесных и строительных материалов и др. «Желелезные дороги, - указывал В. И. Ленин,- это итоги самых главных отраслей капиталистической промышленности, каменноугольной и железоделательной, итоги - и наиболее наглядные показатели развития мировой торговли...»

Первой в мире ж. д. общего пользования с паровой тягой была линия Стоктон - Дарлингтон (21 км, Англия), построенная Дж. Стефенсоном в 1825. В 30-х гг. появились ж. д. в Австрии, Германии, Бельгии, Франции и др. В 1830 была открыта первая железная дорога в США. Россия также была в числе первых стран, начавших строительство железных дорог (1837). Скорость доставки грузов по ж. д. примерно вдвое выше, чем речным и трубопроводным транспортом, но ниже, чем автотранспортом и тем более авиатранспортом. Скорость доставки грузов, например по ж. д. СССР, составляет (с учётом всех видов простоя вагонов в пути следования) около 240-320 км/сут, или 10-12 км/ч (1970). Приблизительно такая же скорость доставки грузов и в большинстве зарубежных стран. Скорость движения пассажирских поездов (не считая экспрессов) близка к скорости движения современных автобусов. Огромна провозная способность ж. д. - от нескольких миллионов тонн грузов в год (по однопутной линии) до сотен миллионов тонн в каждую сторону (по двухпутной линии). Ж.-д. перевозки осуществляются регулярно в любое время года и суток.

Материально-техническая база железнодорожного транспорта включает путь и путевое хозяйство, вагоны и вагонное хозяйство, локомотивы и локомотивное хозяйство, станции, грузовые дворы, товарные конторы, грузовое и весовое хозяйство и др.

Основы технического оснащения железнодорожного транспорта составляет путь с искусственными сооружениями, станции, пункты с пассажирскими и грузовыми устройствами, подвижной состав, депо, устройства энергоснабжения, специальные средства для регулирования движения и управления эксплуатационной работой, средства связи.

Рельсовый путь (рисунок 3.1) состоит из основания – земляного полотна 1 в виде насыпи или выемки на верхнюю двускатную поверхность которого помещается балластная призма обычно из щебня, гравия или песка, балластового слоя 2, На балластную призму по определенной эпюре укладываются железобетонные, деревянные или металличе­ские (за рубежом) шпалы 3 и рельсы 4 со скреплениями, подкладки 5 и костылей 6. Земляное полотно вместе с искусственными сооружениями составляет важнейшую часть рельсовых путей и называется нижним строением пути, а балластовый слой, шпалы, рельсы и рельсовые скрепления называют верхним строением пути. Звенья рельсов соединяются между собой и образуют нитку рельсового пути. Две нитки образуют рельсовую колею. Такую конструкцию называют классической. Чем круче уклон пути и чем меньше радиус кривых, тем больше сопротивление движению при прочих равных условиях, отсюда их пропускная способность ниже.

При проектировании и строительстве трассы железно­дорожный путь стремятся сделать прямым и горизонтальным, а при невозможности достижения этого — без крутых уклонов в профиле и закруглений в плане. Чем круче уклоны пути и чем меньше радиусы кривых, тем больше сопротивление движению и при прочих равных условиях меньше масса поезда и скорость его движения, т.е. ниже пропускная и провозная способность.

В настоящее время на железнодорожном транспорте в странах СНГ применяется колея шириной 1520 мм.

Рисунок 3.1 – Строение рельсового пути

В республиках СНГ среди узкоколейных дорог на пути с колеёй 750 мм приходится 90% их общего протяжения. Применяется также колея шириной 1000, 900, 600 мм и др.

Густота железнодорожной сети Белоруссии составляет 2,77 км на 100 км², что соответствует густоте железных дорог большинства бывших рес­публик СССР (на Украине — 2,76 км, в, Латвии — 3,60 км, Грузии — 2,2 км, Узбекистане — 0,79 км, Ка­захстане — 0,53 км на 100 км² России — 0,51 км).

К основным достоинствам железнодорожного транспорта относятся:

· возможность сооружения путей на любой сухопутной территории;

· высокая провозная и пропускная способность;

● регулярность перевозок независимо от климатических условий, времени года и суток;

· невысокая себестоимость перевозок грузов;

· высокие показатели использования пути и подвижного состава.

К основным недостаткам относятся:

● большие капиталовложения на сооружение постоянных устройств).

● большие затраты металла на 1 км пути (на 1 км пути требуется почти 200 т) и отно­сительно медленную отдачу авансируемого капитала (6—8 лет, а иногда и более).

Кроме того, железнодо­рожный транспорт является весьма трудоемкой отраслью, произ­водительность труда в которой ниже, чем на трубопроводном, морском и воздушном транспорте (но выше, чем на автомобиль­ном).

Хорошая техническая оснащенность и прогрессивные технологии железных дорог позволяют оставаться им вполне конкурентоспособным ви­дом транспорта.

Железнодорожный транспорт и далее будет оставаться веду­щим видом транспорта страны, однако темпы его развития могут быть меньшими, чем автомобильного, трубопроводного и воз­душного, ввиду их недостаточного развития в нашей стране. Кроме того, следует учитывать усиливающуюся конкуренцию на транспортном рынке, технический прогресс и некоторые недос­татки железных дорог.

Основными элементами технического оснащения железнодо­рожного транспорта являются рельсовый путь с искусственными сооружениями, станции и раздельные пункты с соответствующи­ми обустройствами, подвижной состав (вагоны и локомотивы), устройства электроснабжения, специальные средства регулирова­ния и обеспечения безопасности движения и управления перево­зочным процессом.

В различных странах мира железные дороги имеют разную ширину колеи. В Республике Беларусь ширина колеи, исчисляемая между внутренними гранями головок рельсов, состав­ляет 1520 мм (или по прежним Правилам технической эксплуатации железных дорог СССР— 1524 мм), но есть и отдельные линии с узкой колеей. Европейские страны (за исключением Испании и Португалии), а также Канада и США имеют колею 1435 мм. В большинстве стран Южной Америки, в Индии, Испании и Португалии железные дороги имеют колеи 1600, 1667 и 1676 мм или близкую к ним. Другие страны наряду с европейской колеей (1435 мм) используют и более узкую колею (до 750 мм). Страны Африки, Азии и Австралии эксплуатируют железные дороги с раз­личной шириной колеи. В частности, в Японии основная сеть имеет колею 1067 мм, но новые скоростные магистрали — 1435 мм.

К искусственным сооружениям железных дорог относят мосты, тоннели, пассажирские и грузовые платформы, подпорные стенки, водопропускные трубы и т.п. Все эти сооружения строятся с соблю­дением так называемого путевого габарита, или габарита приближе­ния строений. Этот габарит представляет собой предельное очерта­ние, внутрь которого не может входить ни одна часть постоянных сооружений. На железных дорогах максимальная высота основной сети составляет 6400 мм, а ширина 4900 мм. Путе­вой габарит обеспечивает безопасное движение по железной дороге всех видов подвижного состава, для которого существует свой габарит с максимальной высотой 5300 мм и шириной 3600 мм, что предопределяет необходимое расстояние между указанными габари­тами. Для текущего обслуживания и ремонта пути содержится большой парк разнообразных путевых машин.

Станции и другие раздельные пункты делят железнодорожный путь на отрезки, которые носят название перегонов. Вместе с тем станции считаются основными производственными единицами же­лезнодорожного транспорта и в большей степени определяют объем и качество его работы. Различают 5 основных типов станций: проме­жуточные, участковые, сортировочные, пассажирские и грузовые.

Промежуточные (самые малые) станции имеют ми­нимальное путевое развитие (2—3 станционных пути кроме глав­ных); небольшое пассажирское здание для обслуживания пассажи­ров (с билетной кассой и залом ожидания), незначительное грузовое хозяйство в виде пакгауза или платформы для погрузки-выгрузки и хранения грузов; соответствующие объему и характеру работы устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ).

Участковые станции сооружались обычно через 100— 150 км и в прошлом обеспечивали смену локомотивов у всех грузо­вых, а в ряде случаев и пассажирских поездов. Они имеют достаточ­но большое путевое хозяйство в 10—20 путей, локомотивное депо с экипировочными устройствами (для снабжения их топливом, смаз­кой, водой, песком и т.п.), сравнительно развитые пассажирские и грузовые сооружения, более сложные устройства СЦБ и связи.

Сортировочные станции сооружены, как правило, в пунктах переработки массовых грузовых потоков, а именно: в рай­онах крупных городов и промышленных центров, близ больших морских и речных портов, в точках слияния и разветвления основных потоков. Основное назначение их — расформирование и формирова­ние всех или почти всех грузовых поездов, проходящих через стан­цию. Для выполнения своего назначения сортировочные станции имеют большое количество путей (50—100 и более), которые группи­руются в специализированные парки (приема, отправления, сорти­ровки и т.п.). Крупнейшие сортировочные станции оборудуются специальными «сортировочными горками» для расформирования и формирования грузовых составов. Вагоны, поданные маневровым локомотивом на горку, скатываются с нее под действием силы тя­жести на сортировочные пути в соответствии с назначением дальней­шего их следования. Сортировочные горки обеспечивают поточность расформирования (формирования) поездных составов и, следова­тельно, высокую производительность этих операций. Для предупреж­дения столкновения вагонов во время маневров сортировочные горки оборудуются пневматическими или электромагнитными замедлителя­ми (путевыми тормозами) и сложной автоматикой (электроникой) для управления замедлителями и стрелками.

На сортировочных станциях обычно дислоцируются мощное ло­комотивное (тяговое) и вагоноремонтное хозяйство. Грузовые ус­тройства, как правило, выносятся из пределов сортировочной стан­ции, но сохраняются средства для перегрузки грузов в случае обна­ружения технической или коммерческой неисправности в вагонах. В границах сортировочных станций часто располагаются также подразделения служб пути, СЦБ и связи и др.

Пассажирские станции сооружаются в крупных горо­дах и предназначены главным образом или почти исключительно для обслуживания пассажиров. Эти станции имеют большое путевое развитие, специальный вокзал с комплексом помещений и оборудо­вания, локомотивное хозяйство для обслуживания пассажирских поездов локомотивами, вагонное хозяйство с экипировочной и ре­монтной базой, соответствующие устройства СЦБ и связи. На пассажирских станциях обычно не производятся грузовые операции, за исключением обработки пассажирского багажа.

Грузовые станции в противоположность пассажирским предназначены в основном для погрузки и выгрузки грузов в крупных масштабах. Другие операции, в частности сортировочные, они производят постольку, поскольку эти операции вытекают из необходимости осуществления основной функции грузовой работы с вагонами. Грузовые станции имеют довольно большое собственное путевое развитие и связаны, как правило, с многочисленными подъездными путями, принадлежащими клиентуре, т.е. промыш­ленным, торговым, сельскохозяйственным и иным предприятиям и учреждениям. Грузовые станции расформировывают, формируют и обрабатывают те поезда, которые в основном содержат отправля­емые и принимаемые ею грузы. Транзитные грузы обычно на эти станции не направляются. Мощное вагонное хозяйство позво­ляет осуществлять ремонт и подготовку под погрузку вагонов. Обычно грузовые станции располагают соответствующим локо­мотивным депо. В состав оснащения грузовых станций входит комплекс из погрузо-разгрузочного оборудования, а также службы, обеспечивающие коммерческое оформление приема, погрузки, вы­грузки и выдачи грузов.

Кроме станций, которые выполняют в том или ином объеме не только технические, но и коммерческие операции, существуют раз­дельные пункты, несущие только технические функции. К числу их относятся разъезды на однопутных линиях, где осуществляются «скрещения» встречных поездов и обгонные пункты на двухпутных линиях, которые предназначены для обгона поездов меньшей скоро­сти поездами большей скорости.

Подвижной состав железных дорог включает локомотивы и са­модвижущиеся единицы и вагоны.

Локомотив представляет собой основную активную единицу, обеспечивающую непосредственное передвижение вагонов. По роду двигателя различают:

· паровозы, которые в качестве двигателя используют паровую поршневую машину, питаемую паром от котла;

· тепловозы, где в качестве силовой установки применяется двига­тель внутреннего сгорания (ДВС), как правило, дизель;

· электровозы, у которых в качестве двигателей применяются элек­тродвигатели, питаемые постоянным или переменным током от кон­тактных проводов, подвешиваемых над железнодорожным путем;

· паротурбовозы — локомотивы с паровым котлом, у которых сило­вой установкой служит паровая турбина;

· газотурбовозы — локомотивы с газотурбинной силовой установ­кой, аналогичной тем, которые применяются на современных газо­турбинных самолетах.

Локомотивы разделяются на:

̶ пассажирские (с высокой скоростью движения);

̶ грузовые (с большой силой тяги);

̶ маневровые.

Основ­ную работу в грузовом и пассажирском движении выполняют элек­тровозы и тепловозы, на которые падает более 99% общего грузоо­борота и пассажирооборота.. Паровозы были изъяты в послевоенный период ввиду их малой экономичности, трудностей обслуживания и других недостатков.

Самодвижущиеся единицы — это мотор — вагоны или мотриссы, а также мотовозы и другие более мелкие самодвижу­щиеся повозки. В отличие от локомотивов, которые используются лишь как тяговые единицы, не несущие на себе коммерческого груза или пассажиров, мотор - вагоны выполняют роль и тяговой единицы, и собственно вагона для перевозки людей или грузов. Наиболее рас­пространенными видами единиц мотор-вагонной тяги являются элек­трические поезда пригородного (и местного) сообщения, а также ди­зельные поезда. Мотор-вагоны могут использоваться как обособлен­но, так и в виде составов поездов, причем в последнем случае они могут иметь не только моторные, но и немоторные прицепные вагоны. Так, большинство пригородных электрических поездов формируется по схеме: один моторный — один прицепной вагон, или один мотор­ный — два прицепных. Дизель - поезда обычно обращаются в составе 4, 6, 8 вагонов, из которых 2 моторных (как правило, стоящих по концам состава).

Вагоны — основные перевозочные средства железных дорог. Различают грузовые, пассажирские и специальные вагоны. Сумму вагонов называют парком.

Грузовой вагонный парк включает 5 основных типов или родов вагонов, а именно:

· крытые, предназначенные для перевозки широкой номенклатуры грузов, требующих защиты от атмосферных осадков;

· платформы, вагоны с низкими бортами или безбортные, исполь­зуемые для перевозки преимущественно леса, рельсов, труб и других длинномерных и громоздких грузов и, в частности, машин, агрегатов и т.п.;

· полувагоны (с высокими бортами и без крыши), используемые, как правило, для перевозки топливных, рудных, строительных и дру­гих навалочных грузов;

· цистерны, предназначенные для перевозки массовых жидких грузов по преимуществу нефти и нефтепродуктов, а также химиче­ских (например, кислот), пищевых (растительное масло, молоко и др.) и других грузов;

· изотермические, вагоны (рефрижераторы) со специальным тер­моизолированным кузовом и устройствами, обеспечивающими ста­бильность заданных отрицательных (летом) или положительных (зимой) температур для перевозки скоропортящихся грузов (овощи, фрукты, напитки и пр.).

Парк пассажирских вагонов состоит из собственно пассажирских вагонов с мягкими и жесткими местами в виде купейных (в том числе более комфортабельных спальных вагонов) и открытых некупейных вагонов, а также вагонов-ресторанов, почтовых и багажных.

К специальным относятся вагоны-мастерские, весовые (для проверки вагонных весов), пожарные, подъемные краны, вагоны-мага­зины и многие другие.

Электроснабжение железных дорог выделилось в самостоятель­ную службу в связи с возрастанием протяженности электрифициро­ванных железных дорог. Основными устройствами электроснабже­ния являются контактная сеть и электрические тяговые подстанции, обеспечивающие трансформацию напряжения и вида (постоянный, переменный) тока, поступающего от общегосударственной или ве­домственной энергосети.

Средства регулирования, движения и управления эксплуатацион­ной работой включают комплекс устройств автоматики, телемехани­ки, электротехники, электроники и связи. Основу этих средств со­ставляют устройства сигнализации, централизации и блокировки, коротко называемые устройствами СЦБ. К категории устройств сигнализации относятся светофоры, семафоры, сигнальные щиты, маршрутные указатели и др. Под термином «централизация» пони­маются устройства, предназначенные для дистанционного централи­зованного управления из одного пункта всеми или частью стрелок и сигналов на станциях. Наибольшее распространение получили электрические системы (электрическая централизация — ЭЦ). Ус­тройства блокировки предназначены для обеспечения безопасности движения поездов как в пределах каждого перегона (или блок- участка), так и в границах станций и других раздельных пунктов.

Наиболее эффективной системой регулирования является так называемая диспетчерская централизация (ДЦ), сочетающая в себе свойства автоблокировки и ЭЦ. Эта система позволяет одному человеку — дежурному диспетчеру управлять движением всех поез­дов в пределах целых участков протяженностью 100—250 км.

Прогрессивным устройством СЦБ является локомотивная сигна­лизация, автоматически повторяющая в кабине машиниста положе­ние каждого напольного светофора, к которому приближается поезд, а также система автостопа, автоматически останавливающая поезд в угрожающих случаях, если машинист самостоятельно не принима­ет надлежащих мер к остановке поезда. Более сложной является система авторегулировки, которая контролирует скорость поезда и не только останавливает его, но и снижает скорость до заданного уровня, если машинист превысил установленный ее предел.

Средства связи на железнодорожном транспорте представляют собой сложный комплекс обособленных (от общегосударственной связи) устройств, предназначенных для управления эксплуатацион­ной работой на всех уровнях организационной структуры. Все системы связи являются автономными, и в их цепи не могут быть подключены какие-либо другие «посторонние» абоненты. Указанные системы связи выполняются либо в виде радио, либо в виде провод­ной связи.

Часто радиосвязь применяется не только для переговоров с уда­ленными на многие тысячи километров пунктами, но и для управления внутристанционным и внутриучастковым движением. Так, ныне широко используется станционная радиосвязь между станционным диспетчером и машинистами маневровых локомотивов, операторами сортировочных горок, составителями, работниками технических кон­тор и др. Особая поездная радиосвязь служит для обмена информа­цией между участковым диспетчером и локомотивными бригадами движущихся по участку поездов, а также для переговоров машини­стов поездов с дежурными по станции и между собой. Многоцелевые системы гибкой, надежной связи имеют огромное значение для четкости командования эксплуатационной работой на железных дорогах.

Помимо перечисленных основных видов технического оснащения, железнодорожный транспорт имеет большое вспомогательное хозяй­ство, в том числе различные ремонтные заводы, шпалопропиточные заводы, щебеночные и песчаные карьеры с соответствующими систе­мами механизации работ и др.

Технология. Присущая железнодорожному транспорту особо тес­ная взаимозависимость его подразделений, служб и звеньев требует всеобъемлющей, глубокой и тщательной регламентации всех опера­ций, прямо или косвенно связанных с осуществлением перевозочного процесса. Практически эта регламентация находит свое выражение в виде периодически разрабатываемых технологий работы для стан­ций, грузовых дворов, контейнерных пунктов, локомотивных депо, вагонных депо, подразделений пути, вагоноремонтных пунктов и многих других низовых звеньев и цехов разных служб. Принятая технология работы фиксируется в особом инструктивном документе, который называют «Технологическим процессом». В каждом из таких документов излагается точный порядок действий данного подразделения- или цеха по обеспечению нормального его функцио­нирования при выполнении перевозок. В нем регламентируется время на каждую элементарную операцию, указывается на потреб­ный инструмент и технические средства, формулируются требования к последовательности или параллельности определенных операций, а также к качеству их выполнения.

В тесной связи с технологией находится организация перево­зочного процесса.

Организация. Организация перевозочного процесса регламенти­руется соответствующими документами. Среди этих документов сле­дует выделить длительно действующие руководящие акты, имеющие силу технических законов на транспорте. К таким руководящим документам относятся прежде всего «Правила технической эксплуа­тации железных дорог», включающие технические нормы устройства и содержание всей деятельности транспорта, и «Устав железных дорог», определяющий права и обязанности тран­спорта по отношению к клиентуре и регулирующий коммерческие вопросы эксплуатации.

Управление представляет собой сферу деятельности командного и руководящего состава транспорта и в основном заключается в контроле и обеспечении взаимодействия подразделений и служб на- стадиях подготовки и непосредственного осуществления транспорт­ного процесса. При подготовке транспорта к предстоящей работе функция управления сводится к научно-техническому руководству разработкой наиболее эффективных планов операций и выбору видов техники, технологии и организации, а также к расстановке кадров. На стадии непосредственного осуществления транспортного процесса управление — это контроль и оперативное командование всеми средствами и кадрами в рамках компетенции каждого звена или транспорта в целом. Во всех случаях управление состоит в сово­купности мер воздействия на аппарат и подчиненные звенья с целью обеспечения оптимального течения процесса и достижения заданных результатов с минимальными затратами времени, средств и труда.

Здесь важно подчеркнуть различие между понятиями «организа­ция» и «управление». Образно можно сказать, что организация — это как бы анатомия транспортного процесса, а управление — его физиология.

Не умаляя значения всех элементов и форм деятельности на, транспорте, следует отметить ведущую роль системы управления, которая в конечном счете определяет уровень работы транспорта и соблюдение им требований, предъявляемых со стороны государства.

Современная практика управления транспортным процессом ба­зируется на более или менее широком применении средств и методов кибернетики. На всех видах транспорта созданы и развиваются автоматизированные системы управления, в рамках которых реша­ются многие задачи планирования, проектирования, технологии, организации, учета и другие.

Важнейшие принципиальные руководящие указания сверху вниз и связанная с ними информация снизу вверх проходит по основным каналам управления: министр-начальник железной дороги — на­чальник отделения железной дороги — начальник структурной еди­ницы. Оперативно-техническое руководство и вся связанная с ним информация проходит по вспомогательным каналам: от Управления к соответствующей службе управления дороги, от службы к отделу в отделении дороги и от отдела к начальнику структурной единицы или непосредственно к соответствующему ее цеху.

Такой порядок командования повышает его оперативность и раз­гружает начальников высших ступеней от многочисленных специфи­ческих вопросов.

Оперативная работа по управлению перевозочным процессом во многих службах основана на диспетчерском командовании. Важней­шим звеном этой системы является диспетчерское руководство дви­жением поездов. Система диспетчерского регулирования действует на всей сети железных дорогг республики (и во многих развитых зарубеж­ных странах). Для этого вся сеть разбита на участки протяженно­стью примерно 100—250 км, оборудованные специальной связью с избирательным вызовом. Пользуясь этой связью с дежурными по станции, диспетчер, командующий движением поездов на данном участке, непрерывно наблюдая за ситуацией, отдает устные и пись­менные приказы дежурным по станции, машинистам и др. по регули­рованию движения. Принципиальное отличие советской системы диспетчерского командования от системы, например, США и ряда других стран заключается в том, что диспетчер не подменяет, а обес­печивает выполнение утвержденного графика движения поездов. В настоящее время диспетчерские пункты оснащаются новейшей электронной терминальной аппаратурой (дисплеем и телетайпом), позволяющей по каналам связи с центральной ЭВМ получать теку­щую информацию о дислокации поездов (вагонов, локомотивов, бригад) на участках и станциях, что существенно облегчает, в час­тности, ведение графика исполненного движения, но главное — позволяет диспетчеру сосредоточиться на выборе оптимальных вари­антов пропуска поездов по участкам и крупным станциям.

Дальнейшее совершенствование диспетчерской системы на же­лезных дорогах Беларуси связывают с созданием автоматизированных диспетчерских центров непосредственно в управлениях железных дорог на базе оперативно-распорядительных отделов службы пе­ревозок. Это оправдывается удлиненными «плечами» обращения локомотивов, включающими, как правило, несколько диспетчерских участков, и сложностью увязки работы локомотивов с графиками.

Дата добавления: 2015-07-10