Разработка системы технической эксплуатации нового скоростного железнодорожного транспорта, обслуживающего международный транспортный коридор "Индия - Западная Европа"

Тепловозы такого высокого технического класса - с автоматизированными системами управления, оснащенные системами кондиционирования воздуха "зима-лето" - впервые появились на казахстанских железных дорогах. Они будут задействованы на главном направлении - перевозке хозяйственных грузов.

Рисунок 18. новый тепловоз ТЭ-33А



В 2007 году отремонтировано 626 км, в 2008 году - 486,6 км, в 2009?м всего 264,7 км, в 2010 - 478 км, тогда как требуется ежегодное обновление 1200-1300 км путей. Столь негативная динамика ремонта однозначно ведет к ускоренному износу железнодорожных путей, росту издержек и возможности аварий; 7) В отрасли используются технически и морально устаревшие модели подвижного состава, путевой техники, изношенные конструкции путей, устаревшие технологии ремонта. Высокий физический износ в отрасли создает риск потери технологической устойчивости и безопасности железнодорожного транспорта.

В общем, среди основных факторов, сдерживающих развитие отрасли, специалисты отмечают: не конкурентные услуги, нехватка подвижного состава, высокая степень износа материальных активов (70% и выше), некачественный ремонт с использованием контрафактных запчастей, неполное покрытие дорожной сети электротягой; недостаточная квалификация технических специалистов, резкое падение доли профессионалов-железнодорожников в управленческом аппарате среднего и высшего звена КТЖ. С развалом единой железнодорожной системы прежней страны практически прекратилось развитие магистралей, в том числе и пассажирского хозяйства. Почти за 20 лет в работу было введено всего 300 новых вагонов вместо 1800, которые поступили бы при прежней системе обеспечения. Пассажирские перевозки по своему материально-техническому обеспечению, качественному и количественному уровню стали значительно хуже, чем в 80-е годы прошлого столетия, и не обеспечивают потребности населения в перевозках; Не созданы организационные условия для привлечения частных инвестиций в обновление материально-технической базы.

Последнее приобретение 150 пассажирских вагонов германского производства было произведено в 1993-1994 годах за счет средств самой железной дороги. После этого пассажирский парк пополнился 56 вагонами производства испанской компании "Тальго" и 114 вагонами китайского производства. Почти за 20 лет в работу было введено всего 300 новых вагонов вместо 1800, которые поступили бы при прежней системе обеспечения.

Это привело к серьезным негативным последствиям: техническому износу и старению парка вагонов, дефициту подвижного состава.

Общий уровень износа вагонов в пассажирском парке, который снизился с трех тысяч до 1806 единиц к текущему моменту, превышает 71%. Средний срок службы подвижного состава достиг 21,4 года (для сравнения: в России 17 лет).

По оценкам экспертов, дальнейший вывод из эксплуатации по сроку службы и техническому состоянию пассажирских и грузовых вагонов действующего парка приведет к нарастанию дефицита вагонов с 21,5 процента в 2010 году до 57 процентов в 2020 году и до 92 процентов в 2030 году от потребного количества. При этом используемая практика продления срока службы вагонов при проведении капитально-восстановительного ремонта не приводит к качественному обновлению пассажирских вагонов и не улучшает уровень самих перевозок.

Не созданы организационные условия для привлечения частных инвестиций в обновление материально-технической базы.

Вышесказанное не оставляет никаких сомнений в необходимости полного обновления и пополнения парка пассажирских вагонов. Решение этой государственно важной задачи, с точки зрения технических параметров, возможно двумя принципиально различающимися путями. В основе различий лежат скорость, с которой продвигаются по магистральным железнодорожным линиям пассажирские поезда, и комфорт, который оказывается пассажирам в пути следования.

Основную часть пассажирского парка в Казахстане составляют вагоны, производимые на заводе в Твери (Россия), конструктивно созданные в середине прошлого столетия. Они рассчитаны на перевозку пассажиров с конструкционной скоростью не более 160 км/час, но действующее совмещенное грузовое и пассажирское движение не позволяет выдерживать эту скорость.

Вагоны испанской компании Patentes Talgo S.L. при этих же условиях на прямых участках могут обеспечить скорость, предусмотренную конструкцией вагона, в 200 км/час, а на кривых участках, в зависимости от радиуса кривой, до 160 км/час. Маршрутная скорость таких вагонов на участке между Алматы и Астаной достигается порядка 110 км/час, что соответствует параметрам скоростного движения.

Поэтому при обновлении парка пассажирских вагонов предпочтительно выбирать вагон конструкции "Talgo" или вагон другого производителя с аналогичными конструктивными параметрами. Руководством страны и транспортными отраслями предусмотрены ряд мер по текущему решению транспортных проблем, а также на перспективы до 2015, 2020 и 2030 годов. Например, разработана и реализуется Транспортная стратегия Казахстана до 2015 года. Ее цель - модернизация всей транспортной системы и эффективная интеграция республики в мировую экономику. В частности, планируется построить около 1600 км новых и электрифицировать 2700 км уже существующих железнодорожных участков. В рамках Программы развития железнодорожного транспорта Республики Казахстан до 2020 года предусмотрено приобретение 1,5 тыс. локомотивов, более 76 тыс. грузовых и 1,7 тыс. пассажирских вагонов. Общая сумма инвестиции составит более 5 трлн. тенге. Также Программа предусматривает создание отечественной отрасли железнодорожного машиностроения - производство тепловозов, электровозов, грузовых и пассажирских вагонов, рельсов, шпал, технических средств сигнализации и связи, систем электроснабжения и др.

Ожидается, что это позволит повысить скорость грузовых поездов на 22%, пассажирских поездов - на 82%, производительность грузового вагона - на 30%, локомотива - на 15%, средний вес поезда - на 30%, производительность труда - на 25%.

Одобренная Правительством Республики Казахстан программа развития железнодорожного транспорта до 2020 года предусматривается перевод на повышенные скорости движения пассажирских поездов сообщением общей протяженностью 7850 км, или более половины общей сети железных дорог страны. Безусловно, это будет возможно при организации на совместном предприятии выпуска своих скоростных пассажирских вагонов. Вместе с тем реализация Программы развития железнодорожного транспорта сталкивается с системными сложностями. Из стран, имеющих железные дороги колеи 1520 мм, опыт использования вагонов скоростного движения имеет только Россия. Это эксплуатация на российских железных дорогах электропоезда "Сапсан" (Velaro RUS) производства компании Siemens AG, который 30 июля 2009 г. совершил первую демонстрационную поездку по маршруту Москва - Санкт-Петербург. Поезд двигался по маршруту со скоростью от 160 до 250 км/час. В последние годы в Казахстане предпринимается целый ряд мер по совершенствованию транспортной системы. Тем не менее, фактические темпы интеграции Казахстана в мировую транспортную системы пока невозможно признать удовлетворительными.

В стране разработана и реализуется Транспортная стратегия Казахстана до 2015 года. Ее цель - модернизация всей транспортной системы и эффективная интеграция республики в мировую экономику. В частности, планируется построить около 1600 км новых и электрифицировать 2700 км уже существующих железнодорожных участков.

В рамках Программы развития железнодорожного транспорта Республики Казахстан до 2020 года предусмотрено приобретение 1,5 тыс. локомотивов, более 76 тыс. грузовых и 1,7 тыс. пассажирских вагонов. Общая сумма инвестиции составит более 5 трлн. тенге. Также Программа предусматривает создание отечественной отрасли железнодорожного машиностроения - производство тепловозов, электровозов, грузовых и пассажирских вагонов, рельсов, шпал, технических средств сигнализации и связи, систем электроснабжения и др. Ожидается, что это позволит повысить скорость грузовых поездов на 22%, пассажирских поездов - на 82%, производительность грузового вагона - на 30%, локомотива - на 15%, средний вес поезда - на 30%, производительность труда - на 25%.

Вместе с тем реализация Программы развития железнодорожного транспорта сталкивается с системными сложностями. Выбытие подвижного состава по сроку службы и техническому состоянию значительно опережает темпы обновления. Для поддержания имеющегося парка необходима ежегодная замена порядка 3 тыс. выбывающих из строя вагонов. В 2008 году дефицит пассажирских вагонов составлял 315 ед., в 2009 году - 583 ед., а к 2012 году может достигнуть 920 ед. Дефицит подвижного грузового состава превышает 20 тыс. вагонов.

Несмотря на то, что сегодня на рынке действует около 190 компаний, владеющих собственными вагонами, это не решает проблемы. Во-первых, одна третья из них имеет небольшой парк вагонов (до пяти-десяти единиц). Во-вторых, из-за роста частного парка растет порожний пробег.

Высокий физический износ в отрасли создает риск потери технологической устойчивости железнодорожного транспорта. В частности, недостаточное инвестирование отрасли приводит к невыполнению нормативных ремонтов пути. Так, в 2007 году отремонтировано 626 км, в 2008 году - 486,6 км, в 2009?м всего 264,7 км, в 2010 - 478 км, тогда как требуется ежегодное обновление 1200-1300 км путей. Столь негативная динамика ремонта однозначно ведет к ускоренному износу железнодорожных путей, росту издержек и возможности аварий.

Количественное распределение локомотивов по дорогам и депо производится на основе объема грузовых и пассажирских перевозок с учетом всех видов вспомогательной работы и является одним из методов планирования потребного парка на перспективу.

Качественное распределение локомотивов (по типам и сериям) по дорогам и депо осуществляется с учетом унифицированной массы поездов, скорости движения, профиля пути, наличия и перспективы электрификации железнодорожных направлений. Для рационального размещения локомотивного парка следует стремиться к тому, чтобы число серий и типов ТПС на дороге и в депо было минимальным. В связи с совершенствованием структуры управления локомотивным хозяйством к основным депо присоединены оборотные депо и пункты оборота, пункты технического обслуживания с экипировочными устройствами, бригадные дома отдыха, топливные склады. Тяговый подвижной состав (ТПС) в локомотивном хозяйстве составляет самую большую часть в общей стоимости производственных фондов. Эффективность его использования - одна из важнейших задач не только организаторов эксплуатации, но и работников ремонтного производства и служб технического обслуживания в локомотивных депо.

Кроме того, технически исправное состояние ТПС, его надежная работа в условиях сегодняшних экономических отношений становится очень важным фактором, способствующим выполнению главной задачи железнодорожного транспорта. Конкурентоспособность железнодорожных перевозок прямо зависит от технических возможностей и состояния тягового подвижного состава (ТПС). В долголетней практике эксплуатации ТПС получила широкое распространение единая, планово-предупредительная система технического обслуживания и текущих ремонтов локомотивов. Эта система постоянно совершенствовалась и позволяла поддерживать эксплуатируемый парк ТПС в исправном, работоспособном состоянии.

Пункты технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ) организуют, на конечных станциях участков обращения локомотивов (т.е. в пунктах оборота) с целью увеличения их полезной работы между техническими обслуживаниями ТО-3, особенно при обслуживании поездов локомотивами без отцепки от составов на станциях основных депо.

Пункты оборота локомотивов предназначены для технического обслуживания; ТО-1, экипировки и выдачи локомотивов к составам обратного направления, для организации смены и отдыха локомотивных бригад.

В настоящее время в систему проведения ремонтов внедряется техническое диагностирование состояния локомотивов путем оснащения их бортовыми, а ремонтных участков - стационарными системами диагностики.

Основными направлениями развития ремонтной базы являются техническое перевооружение и реконструкция депо. При техническом перевооружении производственная мощность депо увеличивается в результате осуществления комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, замены устаревшего оборудования на новое, более производительное, повышения сменности его работы, создания механизированных рабочих мест.

Научно-техническая деятельность железнодорожной отрасли в 2008-2013гг научно-техническую деятельность по внедрению полученных в результате научной деятельности знаний, достижений научно-технического прогресса в производство направить для решения следующих приоритетных отраслевых задач

1. Внедрение в отрасли тягового подвижного состава четвертого поколения, в том числе локомотивов и мотор-вагонный подвижной состав с асинхронным тяговым приводом;

2. Внедрением грузовых вагонов с повышенной грузоподъемностью и улучшенными характеристиками по надежности и затратам на содержание;

3. Внедрение новой конструкции верхнего строения пути (новые конструкции основания, рельсовые крепление, удлиненные плети);

4. Модернизации тягового подвижного состава с получением современных технико-экономических характеристик;

5. Модернизация тележек грузовых вагонов модели 18-100 износостойкими элементами, увеличение их межремонтных пробегов;

6. Механизация текущего содержания пути, внедрение новой технологии содержании пути.

7. Внедрение ресурсосберегающей техники и технологий:

· сокращение расходов сырья на тягу поездов за счёт внедрения режимных карт ведения грузовых поездов рассчитанных для каждого поезда на основе тяговых расчётов

· повышение ресурса основных узлов подвижного состава за счёт внедрения технологии плазменного упрочнения, напыления и наплавки

· совершенствование технологии репрофилирования старо годных рельсов

· глубокой очистки балластного слоя.

8. Внедрение систем содержания и ремонта подвижного состава и железнодорожной техники по техническому состоянию;

9. Охрана окружающей среды

Перспектива развития вагонного и контейнерного парков

Анализируя эксплуатацию вагонов и контейнеров, можно сделать вывод, что при существующем объеме перевозок имеющийся парк вагонов может быть сокращен более чем на 50%, что приведет к дефициту, особенно полувагонов, поэтому предусмотреть частичное восполнение списываемых полувагонов, начиная с 2004 года. Кроме того, после решения в ЦСЖТ вопроса о продлении срока службы грузовых вагонов по состоянию, использовать возможность продления на 5-8 лет срока службы отдельных типов вагонов после капитально-восстановительного ремонта. Также осуществить возможность увеличения срока службы с 15 до 20 лет, универсальных платформ с 28 до 40 лет.

В 2001 году планировать приобретение современных пассажирских составов различных классов на сумму 30 млн. долларов, с 2006 года - обновление остального парка пассажирских вагонов.

В связи с несоответствием международным стандартам и износом контейнерного парка в инвестиционной программе предусмотреть постепенное обновление парка контейнеров на период планирования (в 2000 г. приобретено 2000 ед. 20-ти тонных контейнеров в РФ с Абаканского завода). Сумма инвестиции на эти цели составят до 3,5 млн. долларов. Возможно сокращение инвестиций за счет применения лизинговых или иных схем.

Во втором полугодии 2000 г. инвестировать организацию мастерских по ремонту вагонных колесных пар, что закроет дефицит в ремонтных мощностях заводского ремонта колесных пар грузовых вагонов и в перспективе полностью отказаться от приобретения новых колесных пар.

Предусматривать реконструкцию вагонных депо для проведения капитального ремонта и выпуска потребных запасных частей, а также обновления существующего оборудования, это одна из задач необходимости организации собственной производственной базы для выполнения тяжелых видов ремонта, чтобы не направлять на заводы России и Украины для капитального ремонта подвижного состава из-за высокой стоимости ремонта.

Инвестиционной программой до 2014 года предусмотреть для вагонного хозяйства 357, 5 млн. долларов, в т.ч. в 2000 году - 47 млн. долларов.

В депо при ремонте вагонов, применяют поточный, стационарный и стационарно-поточный методы

Поточный метод является передовой формой организации ремонта и характеризуется тем, что вагоны передвигаются в процессе ремонта через определенные промежутки времени с одной позиции на другую. При этом каждая позиция оснащается механизациями и приспособлениями в соответствии с выполняемым объемом работ, а рабочие, находящиеся на рабочих местах, производит на каждом вагоне ремонтные операции, установленные для данной позиции.

При потоке с наибольшей полнотой реализуются важнейшие принципы высокоорганизованного производства такие, как пропорциональность (пропорциональная производительность в единицу времени всех производственных подразделений), ритмичность (выпуск в равные промежутки времени одинаковых или возрастающих количеств продукции) параллельность (одновременное выполнение отдельных частей производственного процесса), прямоточность (кратчайший путь, проходимый вагоном и его деталями от момента начала до окончания ремонта), комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, а также широкое использование передовой техники. Основным звеном поточного производства является поточная линия, которая представляет собой совокупность рабочих мест, расположенных в последовательности прохождения операции технологического процесса и предназначенных для выполнения определенных работ. Вместе с тем, поточный метод ремонта требует постоянства объема работ в ремонтируемых вагонах и однородности их типов на каждой поточной линии.

Учитывая внедрение передовых методов организации ремонта и передовой технологии, применимости машин и механизмов, автоматизации производственных процессов в данном проекте принимается поточный метод в качестве организации работ в вагоносборочном цехе.

Вагонные депо являются основными линейными предприятиями вагонного хозяйства и предназначены для: деповского и текущего ремонта пассажирских и грузовых вагонов; ремонта и комплектовки узлов и деталей; обслуживания вагонов в эксплуатации.

В соответствии со специализацией они делятся на депо для ремонта вагонов: пассажирских; грузовых; цистерн; изотермических, рефрижераторного подвижного состава; контейнеров.

Вагонные депо имеют: основные (производственные), ремонтно-заготовительные и вспомогательные цехи и отделения, предназначенные для различных по характеру и объему, но в то же время взаимосвязанных ремонтно-комплектовочных процессов; обслуживающие устройства обще - деповского значения (например, котельная, подстанция, склады запасных частей и материалов)

Типовые индустриальные проекты. В число крупных индустриальных проектов, реализуемых КТЖ, входят две транзитные магистрали стратегического значения (Хоргос -- Жетыген и Узень -- госграница с Туркменистаном) и четыре крупных машиностроительных предприятия (локомотивосборочный завод, завод по сборке электровозов в Астане, завод по производству пассажирских вагонов в Астане и завод по сборке грузовых вагонов в Экибастузе). В 2012 году в Казахстане начнется строительство двух новых магистралей внутригосударственного сообщения - Аркалык -- Шубарколь и Джезказган -- Бейнеу.

АО "Локомотив ??растыру зауыты" (Локомотивосборочный завод) введён в эксплуатацию в 2009 году в Астане. В 2010 году завод собрал 30 тепловозов пятого поколения Evolution по технологии General Electric Transportation. В 2011 году было собрано еще 80 машин. В перспективе производственная мощность завода должна составить 150 локомотивов в год. Сегодня здесь трудятся 650 человек. Казахстанское содержание по проекту к 2015 году составит 52%.

Строительство в Астане завода по выпуску пассажирских вагонов по технологии испанской компании "Тальго" и производству современных электровозов совместно с французской компанией Alstom. Первые образцы локомотивов сойдут с конвейеров в 2012 году. В планах КТЖ до 2014 года закупить 200 грузовых и 95 пассажирских электровозов. Первые 9 пассажирских вагонов сошли с конвейера завода в декабре 2011 года. Проектная мощность предприятия - 150 вагонов в год. Конструкционная скорость вагонов - 200 км/ч.

ТОО "Казахстанская вагоностроительная компания" (КВК). Проектная мощность завода составит до 3000 полувагонов в год. В 2011 году выпущено 250 первых полувагонов. Казахстанское содержание по проекту составляет 92%.

Строительство магистрали Хоргос (КНР) -- Жетыген (Казахстан) (начало в 2009 г.). Протяжённость составляет более 293 км с сопутствующей инфраструктурой: 4 промежуточные станции, 10 разъездов, мосты и перегрузочный комплекс на станции Алтынколь. Ожидается, что по этой железнодорожной ветке ежегодно будет проходить до 13 млн. тонн грузов. Ввод первого пускового комплекса линии состоялся 9 декабря 2011 года[15].

Строительство магистрали Узень -- государственная граница с Туркменистаном (начало в 2009 г.). Это 146-километровый участок международного проекта Узень -- Кызылкая -- Берекет -- Этрек -- Горган, реализуемый Казахстаном, Ираном и Туркменистаном. Данный маршрут позволит сократить путь из центра Евразии до иранских морских портов более чем на 600 км. Планируемый грузооборот линии до 10 млн тонн в год. Открыт участок дороги 9 декабря 2011 года. [16].

Электрификация железнодорожного участка Кустанай -- Железорудная совместно с немецкой компанией Siemens AG. Протяжённость участка составит 48 км, контактной сети -- 75 км. Также будет построена 1 тяговая подстанция и проведена модернизация 4 станций электрической централизации. Окончание работ запланировано на 2012 год.

Выводы:

1. В настоящее время парк локомотивов насчитывает 1748 единиц, в том числе 578 электровозов, 1141 тепловозов и 29 паровозов.

2. Состояние локомотивного парка характеризуется высоким износом, достигающим 72%, более 37% парка локомотивов эксплуатируется с нормативным перепробегом, а 50% парка достигли завершения срока службы.

3. На сегодняшний день инвентарный парк представлен магистральными тепловозами и электровозами, а также маневровыми локомотивами в количестве свыше 1,5 тысяч единиц. Необходимо предусматривать продление сроков службы и модернизацию тепловозов и электровозов на локомотиворемонтных заводах, разработку и производство новых локомотивов за счет перепрофилирования и увеличения мощностей локомотивостроительных заводов.

4. Необходимо создание отечественного пассажирского вагоностроения, организация производства вагонов нового типа и конструкций, пополнение и обновление ими парка пассажирских вагонов, организация скоростного сообщения на основных железнодорожных линиях будут весомым вкладом в реализацию объявленной президентом страны программы "Новое десятилетие - новый экономический подъем - новые возможности Казахстана" [1].

5. На современном этапе своего развития транспортный комплекс республики характеризуется неудовлетворительным состоянием основных средств, устаревшими и недостаточно развитыми инфраструктурой и технологиями, в отрасли используются технически и морально устаревшие модели подвижного состава, путевой техники, изношенные конструкции путей, устаревшие технологии ремонта. Среди основных факторов, сдерживающих развитие отрасли, отмечаются: неконкурентные услуги, нехватка подвижного состава, высокая степень износа материальных активов (70% и выше), некачественный ремонт с использованием контрафактных запчастей, неполное покрытие дорожной сети электротягой.

2.2 Перспективные характеристики подвижного состава железнодорожного транспорта РК по транспортному коридору "Индия - Западная Европа"

В связи с тем, что настоящая дипломная работа является органическим продолжением прошлогодних дипломных работ Давлетшиной А.Р. [28] и Кусаиновой Д.С. [29], базой для обоснования элементов системы технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта принимается локомотивный и вагонный парк, рассчитанный в этих работах для транс портного коридора "Индия - Западная Европа".

Тенденции развития локомотивов в сторону полной электрификации, повышения их мощности и скорости приводят к соответствующим изменениям и в вагонном парке. Прежде всего, повышается прочность кузовов вагонов нового поколения, их коррозионная стойкость за счет применения новых марок сталей, а также замены стали на новые высокопрочные полимерные материалы. Это позволит снизить массу тары вагона и соответственно увеличить массу перевозимого груза, а также уменьшить расходы на ремонт кузова в эксплуатации и при плановых видах ремонта. Для скоростных поездов изготавливаются вагоны с улучшенной геометрией (в том числе - обтекаемостью), пониженным центром тяжести и с автоматически изменяющимся наклоном вагонов на поворотах, что позволяет не уменьшать скорость поезда. Такие поезда способны при торможении работать как электростанции, отдавая электроэнергию в сеть. Для грузовых вагонов нового поколения (в соответствии с исходными требованиями) разработано автосцепное устройство полужесткого типа с новым механизмом сцепления, исключающим саморасцепы поездов. Для принципиально новых типов поездов - магнитолевитирующих, изготавливаются и совершенно новые типы вагонов, конструктивно более простые, облегчённые.

Анализ показывает, что Казахстанская система технической эксплуатации железнодорожного транспорта пока не готова решать не только новые международные транспортные задачи, но даже в полной мере - свои национальные. Действительно, в настоящее износ парка грузовых вагонов достигает 72%, причём 60% из них имеют срок эксплуатации более 20 лет.

С целью эффективного встраивания железнодорожного транспорта Казахстана в мировую транспортную систему и одновременного решения национальных транспортных проблем в предыдущих дипломных работах обосновывается рациональный вагонный парк для обслуживания международного транспортного коридора "Индия - Западная Европа" на участке - "Дели - Санкт - Петербург" (в том числе казахстанский участок - "Алматы - район Оренбурга"). Расчёты показали, что для грузового обслуживания участка "Дели - Санкт-Петербург" необходимо 19100 грузовых вагонов.

Поэтому учитывая необходимость (и крайнюю выгодность для Казахстана) быстрого встраивания ее транспортной системы в мировую (восстановление "Великого шелкового пути"), а так же учитывая крайне низкий уровень настоящей железнодорожной системой Казахстана, в дипломной работе предлагается французский путь ее совершенствования. То есть переход на электрические скоростные локомотивы с последующей перспективой магнитолевитирующего транспорта на сверхпроводящих магнитах. Для всех расчетов и обоснований в работе за основу взят международный транспортный коридор "Индия- Западная Европа" на участке "Дели- Санкт-Петербург". В качестве основного локомотива взят пассажирский скоростной электровоз "TGV-264" его основные технико технологические характеристики: поезд "TGV-264" способен двигаться со скоростями до 580 км/ч -- это стало возможным благодаря строительству специальных железнодорожных линий без резких поворотов. Поезд оснащен мощным тяговым двигателем, сочленёнными вагонами, облегчёнными колесными тележками, а также устройствами автоматической локомотивной сигнализации.

Для грузового поезда предлагается использовать скоростной грузовой поезд "TGV POS" технические характеристики: TGV POS 19 штук, скорость 320 км/ч 540 мест, общая ширина 2,90 м , длина 200 м, вес - 383 т, мощность 9 600 кВт

Транспортно-технологические расчеты показали, что состав пассажирского поезда включает один локомотив"TGV-264", и вагонов TGV Duplex. Грузовой поезд включает в себя локомотив TGV POS и вагоны Thalys PBKA. Средняя эксплуатационная скорость пассажирского поезда принято в расчетах 300 км/ч, грузового 200 км/ч. Исходя из этого с учетом потенциального годового объема пассажиро и грузопотока для обслуживания рассматриваемого участка (Дели - Санкт-Петербург) транспортного коридора (Индия - Западная Европа) необходимо 220 пассажирских и 138 грузовых поездов. [29]

Рекомендуемый локомотивный парк для международного коридора Индия - Западная Европа на участке Дели - Санкт-Петербург.

Рисунок 16. Международный коридор Индия - Западная Европа

Настоящий объем перевозок Индия-Европа: Расстояние 6 519 км.

В одном вагоне m=36 пассажиров, вагонов n=15

Таким образом, предыдущие исследования и расчёты по транспортному коридору "Индия - Западная Европа" [30] дают следующую потребную годовую численность скоростных поездов - 220 пассажирских и 138 грузовых.

2.3 Обоснование рекомендуемых элементов системы технической эксплуатации подвижного состава скоростного железнодорожного транспорта РК для выбранного международного транспортного коридора, проходящего через РК - "Индия - Западная Европа"

Как было обосновано в предыдущих исследованиях [30], обслуживание расчётного транспортного коридора осуществляют 220 пассажирских и 138 грузовых скоростных поездов.

Обоснование структуры оборудования, его компоновки и описание технологического процесса работы железнодорожного депо для технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта

Депо оснащается комплектом соответствующего новейшего оборудования. Для выполнения основных работ предназначен 8-путный цех, вне которого находятся лишь пути отстоя и зоны наружной очистки, диагностики и репрофилирования поверхностей катания колесных пар.

Восемь цеховых путей оборудуются контактным проводом, так что бы все операции въезда-выезда поездов осуществлялись своим ходом.

По обоим концам цеха длиной в 430 м организуются две специально оснащенные зоны. Для концевых моторных вагонов в составе поезда, каждая длиной в 36,5 м и шириной в 65 м. Такие зоны имеют крановое оборудование, высота в них составляет 14 м, а в расположении прицепных вагонов на длине 349 м она составляет 9,5 м.

Длина всех путей цеха одинаковы и рассчитаны на электропоезд с 14 и более прицепными вагонами.

Взаимные помехи при перемещении материалов и персонала исключаются, так как, работы проводятся одновременно на трех различных уровнях (Рис.). Уровень - 2,4 м (ниже головки рельса) предназначают для свободного перемещения транспорта с материалами, рабочих мест и персонала.

Этот уровень сообщается с внешней средой только двумя рампами, одна из которых служит для транспортировки колесных пар между складом и поездом, и через другую рампу вывозятся отработанные отходы.

Рисунок 17 . Рекомендуемая схема цеха депо и компоновка его оборудования (поперечный разрез)



Рисунок 18. Зона концевого моторного вагона с технологическим оборудованием

Рисунок 19. Путь на опорах (эстакада) с путевыми мостами для смены колесных пар [32]

Рисунок 20. Пошаговое перемещение вагона при помощи маневрового транспортного средства (локомобиля) в процессе обработки станком для обточки колесных пар без выкатки [32]

В связи с требуемой гибкостью при обслуживании высокоскоростных поездов новых типов и в связи с использованием в депо новых рабочих уровней разрабатывается специальные виды механического оборудования. Это устройства для замены моторных тележек, пескозаправочные агрегаты, поднятый путь, имеющий новую опорную конструкцию, включающий специальные путевые мостики для концевых моторных и прицепных вагонов. Вышки на комбинированном ходу для обслуживания головных частей концевых вагонов, перемещаются в смотровых канавах, платформы для уборки вагонов с емкостями для удаления предварительно фракционированного мусора, подъемные фекальные стояки системы слива, перемещаются над крышей рабочие площадки с ограждениями.

Особенности компоновки и технологической организации работы депо во Франции. Техническое содержание и обслуживание электропоездов TGV осуществляет основное депо длиной 220 м с восемью параллельными путями. Дополнительно предусмотрен цех капитального ремонта с четырьмя путями, оборудованный для замены блоков основного оборудования. Ремонт TGV поездов охватывает 4 типа. Для замены тележек таких электропоездов в депо имеются два специальных пути.

Рисунок 19. Рекомендуемое депо для скоростного железнодорожного транспорта

Основные элементы технологического процесса работы депо

Важным преимуществом в отношении гибкости производства в депо являются наличие двух мостовых кранов грузоподъемностью 30 т. Высота отметки крюка и высота цеха позволяют поднимать и переносить целиком вагон над стоящими на подъемниках ремонтных постов вагонами по всей площади депо.

Не проводя переформирования всего поезда в цехе, можно переставить вагон на любое место в составе или включить в состав дополнительные вагоны. Кроме того, краны служат для монтажа, демонтажа и переноса всех тяжелых узлов вагонов.

Необходимость обеспечения свободы перемещений персонала, доступности узлов и деталей с повреждениями, эффективного и быстрого определения износа и контроля закрытых узлов потребовала разработки комплексной системы взаимосвязанных единиц современного технологического оборудования и оснастки. В ее составе:

· поднятый на опоры рельсовый путь с выдвижными рельсовыми мостками под каждой моторной тележкой и под каждой колесной парой прицепного вагона со специальными устройствами замены моторных тележек или колесных пар;

· управляемая технологическая тележка с регулируемой по высоте рабочей платформой и дополнительной подъемной площадкой для всех видов обслуживания и плановых работ на тележках вагонов и на боковых выдвижных конструкциях (на высоте до 1 м над головкой рельса);

· специальный телеуправляемый 2-т мостовой кран в зоне расположения концевого вагона с двумя дополнительными подъемными механизмами для автоматического бокового перемещения в этой зоне над мостовой фермой верхнего контактного провода.

Основное депо для различных поездов TGV было построено длиной 220 м с восемью параллельными путями. Между этими двумя зданиями предусмотрен цех капитального ремонта с четырьмя путями, оборудованный для замены блоков основного оборудования.

Сзади депо находятся два пути с островной платформой, заканчивающиеся в небольшом депо, которое оборудовано для специальной внутренней очистки прицепных вагонов поездов TGV и TMST. Для защиты окружающей среды вся грязная вода после этого и после двух установок для обмыва вагонов пройдет обработку перед сливом в дренажную систему.

Три пути в цехе для поездов TMST и два пути для капитального ремонта оборудованы жесткой алюминиевой контактной подвеской, которую можно удалять для доступа к крыше поезда. Каждый горизонтальный рычаг контактной подвески шарнирно закреплен в нижней части вертикальной крышевой опоры, причем электродвигатели включены для параллельной работы так, чтобы они одновременно перемещали всю секцию контактной подвески.

Основной ремонтный цех оборудован тремя мостовыми кранами грузоподъемностью 30 т для замены тяжелых узлов. Следуя опыту депо для поездов TGV в Вильневе и Шатильoне, где тележка вагона заменяется только при подъеме всего поезда на домкратах, депо в Ланди имеет два пути, специально предназначенных для замены тележек. Эти пути составляют из удаляемых секций длиной по 7 м, которые на специальных столах можно опускать на 6 м. Нижний уровень имеет мостовой кран грузоподъемностью 10 т, который ходит под двумя другими путями для перемещения запасных тележек. Это также позволит использовать остальную зону пола нижнего уровня для хранения тяжелых узлов и деталей.

Поезд TGV имеет 13 тележек (6 моторных и 12 тяговых двигателей.) На японском высокоскоростном электропоезде такой же составности -- 20 тележек (все моторные) и 40 тяговых двигателей.

Одновременно с созданием поездов TGV развивали их ремонтную базу. Основные характеристики системы обслуживания и ремонта десятивагoнных поездов TGV приведены в таблице.

При достигнутом годовом пробеге 300 тыс. км удельная трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта десятивагонного поезда TGV не превышает 20 чел.-ч на 1000 поездo-км пробега (без затрат на уборку вагонов).

На Лионском вокзале в Париже для поездов TGV предназначены пути прибытия, отстоя по обороту и отправления. На пути прибытия и отправления прибывают поезда, проходящие обслуживание в депо Конфланс.

На пяти путях отстоя по обороту Лионского вокзала производится обслуживание ТО-1. Каждый из этих путей оборудован смотровой канавой и площадками для входа на крышу головных вагонов, двери площадок сблокированы с разъединителем для снятия напряжения с контактного провода. За 30 мин на ТО-1 проверяют крышевое оборудование и ходовые части вагонов поезда.

Остальные виды технического обслуживания поездов TGV выполняют в депо Конфланс, расположенном в 2 км от Лионского вокзала. Для проведения ТО-2 выделены 3 пути длиной по 410 м со смотровыми канавами и площадками для входа на крышу головных вагонов. На каждом пути могут устанавливаться по 2 поезда.

Предназначается ТO-2 для осмотра токоприемников ходовых частей, тормозных колодок, тяговых редукторов подвешивания тяговых двигателей, приемников автомата ческой сигнализации, тормозных рукавов, проверки деист вия тормозов и приборов управления. Одновременно с техническим обслуживанием на этих путях экипируют вагоны: водой и песком, меняют скоростемерные ленты.

После проведения ТO-2 состав обмывается на одном из двух моечных установок депо, затем производите внутренняя уборка вагонов и поезд следует на Лионский вокзал для посадки пассажиров. Работой моечных установок управляют 2 оператора. Качество обмывки они контролируют с помощью 12 телекамер, которые по мере прохода состава через моечную установку поворачиваются на 90°.

Расчёт потребности в депо для коридора

На основании зарубежного опыта принимаем для расчётов пробег между очередными планово-предупредительными ревизиями в депо 1,2 млн. км и годовой пробег каждого поезда 0,5 млн. км. Это позволяет определить периодичность ревизий - один раз в 2,4 года. При обслуживании 60 поездов ежегодно депо должно проводить 25 ревизий.

Определяем необходимое количество депо на участке Дели - Санкт-Петербург:

Кд = Оп / Пс=358/60=6 (депо).



Где:

Кд - Количество требуемых депо;

Оп - Общее количество поездов;

Пс - Пропускная способность депо.

Таким образом, для участка (Дели - Санкт-Петербург) международного транспортного коридора (Индия - Западная Европа) проходящие через Республику Казахстан необходимо 6 депо.

2.4 Основные рекомендации по результатам дипломной работы и оценка их экономической эффективности

Чтобы определить экономическую эффективность производится расчет исходя из количества на данном направлении, локомотивов и вагонов для скоростного подвижного состава, капитальных затрат на техническое обслуживание и эксплуатационных затрат.

Для обслуживания участка (Дели - Санкт-Петербург) транспортного коридора (Индия - Западная Европа) расчеты предыдущих работ показали [28, 29], что необходимо 41000 всех типов вагонов и 1242 грузовых и пассажирских локомотивов. Также необходимо для обслуживания участка (Дели - Санкт-Петербург) 220 пассажирских и 138 грузовых поездов.

На приобретение данных вагонов и локомотивов в предыдущих работах [28, 29] было рассчитано что необходимо 1трлн. 743 млрд. 910 млн. тенге. Для строительства одного эксплуатационного локомотивного депо на примере Волгоградского [10], необходимо 1 млрд.750 млн. тенге. Это многофункциональный производственный комплекс с самым современным оборудованием.

Оп / Пс=358/60=6 депо необходимо на участке (Дели - Санкт-Петербург) проходящие через Республику Казахстан.



Чтобы определить затраты на строительство шести локомотивных депо на участке (Дели - Санкт-Петербург), нужно шесть умножить на стоимость одного депо, на примере Волгоградского эксплуатационного локомотивного депо:

6*1 млрд. 750млн.=10 млрд. 500 млн.тенге

Как показали расчеты, 10 млрд. 500 мнл. тенге необходимы для строительства шести современных локомотивных депо, оснащенные ультрасовременным оборудованием по обслуживанию и технической эксплуатации скоростных поездов, для участка (Дели - Санкт-Петербург), международного коридора Индия - Западная Европа

Программа по развитию транспортной инфраструктуры в Республике Казахстан на 2010-2014 года предусматривает 2 трлн. 831 млрд. 705 млн. тенге. [28]

Объемы финансирования будут уточняться при формировании республиканского бюджета на соответствующий год.

Основные рекомендации дипломной работы:

1. Необходимо создание новой системы технической эксплуатации;

2. Анализ работы железнодорожного транспорта Республики Казахстан показал необходимость научного подхода к решению важного вопроса - определению оптимального распределения локомотивов по ремонтным предприятиям железной дороги. Поэтому рекомендуется разделение пассажирского и грузового скоростного движения;

3. Особо актуальным в вагоностроении и локомотивных депо является координация действий заводов-производителей, поскольку предприятия нацелены на производство одинаковых типов вагонов, это может создать нежелательную внутреннюю конкуренцию и трудности сбыта продукции. Поэтому рекомендуется проводить государством конкурсную основу между заводами-производителями;

4. Необходимо обновление пассажирского парка и локомотивного парка на современные скоростные пассажирские и грузовые вагоны международного стандарта, это обеспечит переход на новую систему организации пассажирских и грузовых перевозок, ориентированную на использование надежного, удобного, безопасного, комфортабельного вида транспорта;

5. Для развития скоростного движения в Казахстане необходимо принять государственную программу, включающую в себя в решение инвестиционных проблем реализации проекта, привлечение на рынок частных инвестиций и предпринимательства;

6. Рекомендуется строительство предприятий по выпуску своих скоростных пассажирских и грузовых вагонов по аналогу международного опыта.



Выводы ко второму разделу

1. На сегодняшний день инвентарный парк представлен магистральными тепловозами и электровозами, маневровыми локомотивами в количестве свыше 1,5 тысяч единиц. Необходимо предусматривать продление сроков службы и модернизацию тепловозов и электровозов на локомотиворемонтных заводах, разработку и производство новых локомотивов за счет перепрофилирования и увеличения мощностей локомотивостроительных заводов.

2. Необходимо создание отечественного пассажирского вагоностроения, организация производства вагонов нового типа и конструкций, пополнение и обновление ими парка пассажирских вагонов, организация скоростного сообщения на основных железнодорожных линиях будут весомым вкладом в реализацию объявленной президентом страны программы "Новое десятилетие - новый экономический подъем - новые возможности Казахстана" [1].

3. На современном этапе своего развития транспортный комплекс республики характеризуется неудовлетворительным состоянием основных средств, устаревшими и недостаточно развитыми инфраструктурой и технологиями, в отрасли используются технически и морально устаревшие модели подвижного состава, путевой техники, изношенные конструкции путей, устаревшие технологии ремонта.



3. Охрана труда

Современная теория и практика по организации и техники безопасности при работе на производственно - технических предприятиях к которым и относятся локомотивные депо, включает ряд важнейших мероприятий (виды инструктажей, организация контроля и т.д.)

Виды инструктажей:

Вводный - проводится инженером по охране труда предприятия до приказа о приеме на работу. Цель - ознакомление с режимом и условиями работы предприятия;

Первичный - проводится начальниками цехов, инструкторами после приказа о приеме на работу. Цель - обучение безопасным приемам работы;

Целевой - проводится мастерами, инструкторами, начальниками поездов ежедневно перед началом работы. Цель - инструктаж по входящим документам и выборочно проверка знаний по охране труда;

Повторный - проводится мастерами, инструкторами, начальниками поездов первый год работы 1 раз в месяц, последующие - раз в три месяца. Цель - напоминание: безопасных приемов работы, о режиме и условиях труда;

Внеплановый - проводится начальниками цехов, мастерами, инструкторами, начальниками поездов после получения телеграмм о тяжёлом травмировании или смертельном случаях по МПС, дороге, отделению или самому предприятию. Все виды инструктажей заносят в типовые журналы по охране труда.

По охране труда на предприятии проводится трехступенчатый контроль:

I ступень проводят мастера цехов, начальники поездов - ежедневно. Цель - выявление нарушений охраны труда;

II ступень проводят начальники цеха коммисионно раз в месяц. Цель - выявление нарушений;

III ступень проводят начальники предприятия комиссионно (председатель профкома предприятия, главный инженер) раз в три месяца. Цель - выявление нарушений. При выявлении нарушений по охране труда при трёхступенчатом контроле следует взыскание.

Работники железнодорожного транспорта при выполнении служебных обязанностей постоянно подвергаются воздействию интенсивного шума, который помимо вредного действия маскирует информационные звуковые сигналы. Это затрудняет восприятие подаваемых подвижным составом сигналов и сообщений диспетчера и повышает опасность производственного процесса. Поэтому снижение шума является одной из задач охраны труда и окружающей среды.

Главным источником шума на лoкoмoтиве является система "колесо - рельс", компрессор, вентиляторы, система охлаждения. Наиболее эффективным средством борьбы с шумом является применение глушителей. Для этих целей используют огнестойкие и звукопоглощающие материалы.

Первичные документы при несчастном случае. Если произошёл несчастный случай пострадавший должен - сообщить начальнику поезда сразу, но не позднее 12 часов. Начальник поезда немедленно проходит в вагон где произошёл несчастный случай, чтобы определить состояние травмированного, обследовать место несчастного случая и составить первичные документы. Со следующей станции подаётся телеграмма заверенная начальником станции или дежурным по вокзалу. Для оказания первой помощи заболевшему или пострадавшему ЛНП из пассажиров вызывается врач или медицинский работник.

Первичные документы:

1. Первичный акт произвольной формы;

2. Объяснительная от пострадавшего и свидетеля - оказавшего помощь;

3. Копия телеграммы - на предприятие депо.

После получения телеграммы поезд встречается комиссией: 1. начальник цеха; 2. Инструктор направления; 3. Председатель цехового комитета; 4.Инженер по охране труда. Цель - проверка документов (рейсовый журнал, журнал по охране труда), обследование места, где произошел несчастный случай, состояние травмированного, проверка первичных документов. Назначается оперативный разбор (совещание) председатель: начальник депо или его заместитель. Цель: установить вид травмы; установить причину несчастного случая; определить виновность. Составляется типовой акт "Н-1", в четырёх экземплярах, хранится 45 лет. [25]



4. Промышленная экология

Основу природопользования, как уже отмечалось, составляют технологические процессы. Разнообразие сырья, оборудования, вырабатываемой продукции обусловливают широкий спектр этих процессов. Но при всем многообразии они имеют ряд общих признаков. Это позволяет предложить основанные на них классификации технологических процессов. Наиболее фундаментальна классификация по характеру превращений в веществе, исходном сырье, обеспечивающих переработку.

В основе подавляющей массы технологий лежат физические и химические превращения. Часто без каких-либо обоснований выделяют также механические превращения, что недостаточно логично, так как механические процессы (механика) являются частью физических процессов (физики).

В физических процессах изменяются лишь форма, размеры, агрегатное состояние и другие физические свойства веществ. Их строение и химический состав сохраняются. Физические процессы доминируют при дроблении, измельчении полезных ископаемых, в различных способах обработки металлов давлением (ОМД), при сушке и в других аналогичных случаях.

Химические процессы изменяют физические свойства исходного сырья и его химический состав. С их помощью получают металлы, спирты, удобрения, сахара и т.п., которые в чистом виде в сырье не присутствуют. Химические процессы являются основой производства в металлургии, химической промышленности, промышленности строительных материалов, целлюлозно-бумажной промышленности и во множестве других отраслей народного хозяйства.

Химические явления в технологических процессах зачастую получают развитие под влиянием внешних условий (давление, объем, температура и т.д.), в которых реализуется процесс. При этом имеют место нестехиометрические превращения одних веществ в другие, изменение их поверхностных, межфазных свойств и ряд других явлений смешанного (физического и химического) характера. Совокупность взаимосвязанных химических и физических процессов, происходящих в вещественной субстанции, получила название физико-химических, пограничных между физическими и химическими. Физико-химические процессы широко применяются в обогащении полезных ископаемых, металлургии, технологиях основных химических производств, органическом синтезе, энергетике, но особенно в природоохранных технологиях (пыле- и газоулавливании, очистке сточных вод и др.).

Специфическую группу составляют биохимические процессы -- химические превращения, протекающие с участием субъектов живой природы. Биохимические процессы составляют основу жизнедеятельности всех живых организмов растительного и животного мира. На их использовании построена значительная часть сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности, например биотехнология. Продуктом биотехнологических превращений, протекающих с участием микроорганизмов, являются вещества неживой природы.

Тесно связаны с биохимическими биологические процессы, Однако, в отличие от биохимических, в биологических процессах воспроизводятся субъекты живой природы.

Следует также выделить ядерные процессы. В них не только меняются физические и химические свойства веществ, но и происходит переход одних элементов и элементарных частиц в другие, имеют место различные виды ядерных излучений. Ядерные процессы лежат в основе атомной энергетики, ядерного синтеза, ядерного оружия.

Конечно, приведенное деление технологических процессов по характеру сопровождающих их превращений зачастую является условным из-за невозможности проведения четкой грани между ними и их одновременного протекания. С учетом последнего по типу превращений, лежащих в основе переработки, технологические процессы можно разделить на физические, химические, физико-химические, биохимические, биологические, ядерные и комбинированные, являющиеся сочетанием двух или более процессов.

По способу организации технологические процессы делятся на: периодические, непрерывные и полунепрерывные.