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

В периодических процессах поступление исходных материалов в переработку осуществляется дискретно, через определенные промежутки времени. После переработки полученный продукт выгружают. Примеры периодических процессов: мартеновское производство стали, конвертерное производство стали, литье в форму, обработка металлов давлением, обработка металлов резанием.

Главные недостатки периодического процесса: простои основного технологического оборудования во время загрузки сырья и выгрузки продукта, непостоянство технологического режима в начале и конце цикла переработки.

При непрерывном процессе загрузка исходного сырья в аппарат и выгрузка конечного продукта осуществляются непрерывно, при этом все стадии технологии протекают одновременно как в отдельных частях одного аппарата, так и в комплексе аппаратов, обслуживающих данный технологический процесс. Примеры: перегонка нефти, получение серной кислоты, синтез аммиака, производство цемента, обжиг сырья в печах кипящего слоя, агломерация руд и концентратов на конвейерных машинах.

В непрерывных процессах исключены простои основного оборудования, вызванные требованиями технологии, нет перерывов в выпуске конечной продукции, устойчивее режим переработки, более стабильно качество готовой продукции, полнее использование вторичных энергетических ресурсов. По указанным причинам одна из основных тенденций промышленного производства состоит в замене периодических процессов непрерывными.

В полунепрерывных процессах сочетаются непрерывные и периодические стадии. К ним относятся многие технологии металлургического производства, в которых процесс плавки непрерывен, а загрузка исходного сырья и выпуск продуктов плавки осуществляются периодически (доменная плавка, шахтная и отражательная плавка руд цветных металлов). Полунепрерывны некоторые процессы в промышленности стройматериалов, например пропарка железобетонных изделий в камерах непрерывного действия, в горнодобывающей промышленности (непрерывная отгрузка угля на поверхность при периодическом режиме его выемки в отдельных забоях) и т.д.

В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Так, в г. Москве на долю автотранспорта приходится 80% от общего количества выбросов в атмосферу. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений - бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина).

Наибольшее количество вредных веществ в составе отработанных газов образуется при не отрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработки минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т.д. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т.д.

Высокоскоростные поезда потребляют приблизительно на 29% меньше, чем обычные поезда, в расчете на одного пассажира. Соответственно и выбросы в атмосферу углекислого газа уменьшаются.

Что касаемо вредных выбросов, то высокоскоростные поезда работают на электрической тяге, они не выделяют парниковых газов и меньше потребляют различных ископаемых видов топлива. [26]

Для колесного подвижного состава используется традиционный рельсовый путь, в который укладывается, как правило, усиленная путевая решетка, а для левитирующего ВСНТ создается специальная путевая структура. При контактном ВСНТ прокладка пути, как правило, осуществляется на поверхности земли, а иногда возводятся путепроводы. Для левитирующего транспорта обычно строят искусственные сооружения (эстакады), на которых создают путевую структуру со станциями и ограждениями. Стоимость такой путевой структуры значительно выше, чем в случае рельсового транспорта. ВСНТ с магнитным подвесом является наиболее перспективным и экологически чистым, а также самым бесшумным. При его проектировании и определении стоимости строительства и эксплуатации исходят из позитивных влияний на уровень затрат следующих факторов: высокий темп и экономичность сооружения; большая степень стандартизации и взаимозаменяемости элементов и узлов пути, его надежность, стабильность, долговечность; предельная индустриализация изготовления путевых конструкций; возможность механизации и автоматизации процессов сборки, отладки и пуска в эксплуатацию всей системы. Большим преимуществом левитирующего транспорта по сравнению с контактным является более высокая степень безопасности и возможность максимальной автоматизации движения.



Заключение

Исследование мировой теории и практики по теме работы позволило сделать следующие выводы. Мировая транспортная система в последние годы находится в процессе нового инновационного преобразования, переход на новые конструктивные решения, новые технико-технологические свойства, требования, отсюда - необходимость перестройки всей системы технической эксплуатации транспортных средств.

Мировой опыт передовой показывает целесообразность передачи в руки одной организации на конкурсном принципе строительства и реконструкции всей инфраструктуры технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта.

Опыт Украины свидетельствует, что современные центры сервисного обслуживания скоростных электропоездов должны включать вагономоечный комплекс, ремонтно-экипировочный цех и другие объекты.

Особого внимания заслуживает опыт Германии, Франции и Великобритании по расстановки оборудования и технологической организации работы депо.

На современном этапе своего развития транспортный комплекс Республики Казахстан 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.

Следовательно, сложившаяся система технической эксплуатации железнодорожного транспорта в РК не может быть использована для обслуживания принципиально нового скоростного подвижного состава и требует создания её заново.

Для обоснованного объекта исследования - участка "Дели - Санкт-Петербург" международного транспортного коридора "Индия - Западная Европа" технико-технологические обоснования показали следующее.

Расчеты показали, что для данного участка проходящего через Республику Казахстан, необходимо 6 локомотивных депо по обслуживанию и технической эксплуатации скоростных поездов.

Затраты на данные депо составят приблизительно 10 млрд. 500 млн. тенге, данная сумма является не окончательной, так как по Программе по развитию транспортной инфраструктуры в Республике Казахстан на 2010-2014 годы, имеется примечание что объемы финансирования будут уточняться при формировании республиканского бюджета на соответствующий год.

На основании полученных в дипломной работе результатов обосновываются следующие основные рекомендации по созданию новой системы технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта применительно к условиям Республики Казахстан:

1. Целесообразно разделение пассажирского и грузового скоростного движения, что приходится учитывать при размещении средств технической эксплуатации и организации их работы;

2. На скоростном транспортном участке "Алматы - Уральск" требуется строительство шести локомотивных депо соответствующих мировым стандартам, предназначенных для технической эксплуатации и обслуживанию скоростных поездов и железнодорожной инфраструктуры;

3. Система ремонта и обслуживания подвижного состава должна соответствовать общему мировому развитию техники и технологиям;

4. Остро назрела необходимость разработки и производства новых локомотивов и вагонов за счет перепрофилирования, увеличения мощностей и строительства новых современных локомотивостроительных и вагоностроительных заводов. Как следствие - необходимо также строительство заводов по выпуску необходимого технологического оборудования для оснащения новых локомотивных депо.

Таким образом, задачи дипломной работы выполнены в полном объеме, дальнейшие исследования целесообразно проводить в направлении технической эксплуатации, средств инфраструктуры скоростного железнодорожного транспорта (пути, СЦБ и т.д.)



Список использованной литературы

1. Новое десятилетие - новый экономический подъем - новые возможности Казахстана - Послание Президента РК Н.А. Назарбаева народу Казахстана. 29 Января 2010 год

2. Программа по развитию транспортной инфраструктуры в Республике Казахстан на 2010-2014 годы.

3. Транспортная стратегия Республики Казахстан до 2015 года

4. Бутко В.Н. Перспективы развития транспортной системы как материальной базы процесса глобализации мировой экономики // Вестник науки КСТУ им. акад. З. Алдамжар (серия социально-гуманитарных наук). - 2011. №2. - С. 36-43.

5. Белый О.В., докт. техн. наук, директор Института проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН, Кокурин И.М., докт. техн. наук, профессор, гл. науч. сотр. ИПТ РАН - Организация грузовых железнодорожных перевозок: пути оптимизации // "Транспорт Российской Федерации". - 2011. №4 (35). С. 28 -30.

6. Крейнис З.Л., Коршикова Н.П. - Техническое обслуживание и ремонт железнодорожного пути: Учебник // Под редакцией д-ра техн. наук, проф. З.Л. Крейниса. - М.: УМК МПС России, 2001. -- 768 с.

7. Укрзализныця построила в Киеве современный центр обслуживания скоростных электропоездов - http://www.newsfiber.com

8. scbist.com›zh-d…depo…vysokoskorostnyh-poezdov.html. [Статья] Депо для высокоскоростных поездов

9. http://rollingstock.narod.ru/depot.htm

10. http://fedpress.ru/news/econom/train/1360140210-rzhd-vlozhili-bolee-350-millionov-v-stroitelstvo-lokomotivnogo-depo-v-volgogradskoi-oblasti. 06.02.2013

11. Атамкулов Е.Д. Железнодорожный транспорт Казахстана. Том 3. А. МТИА 2004 г.

12. www.vecher.kz/?S=4-200904300910

13. "Транспорт и связь в Республике Казахстан" 2006 - 2010 / Статистический сборник /. - Астана, 2011. - 106 с.

14. Весь мир -- Густота железных дорог - http://ru.worldstat.info/World/List_of_countries_by_Density_of_railways

15. Железнодорожный транспорт Казахстана: состояние и перспективы развития. - 28.04.2011 - http://www.ipr.kz/analytics/1/1/154.

16. Нигматжан Исингарин, генеральный директор ТОО "Экономтрансконсалтинг", доктор экономических наук, член совета директоров АО НК "Казахстан Темир жолы" - Казахстану нужно скоростное пассажирское сообщение //4 июня 2010, 10:28 -- http://www.zakon.kz/174249-kazakhstanu-nuzhno-skorostnoe.html.

17. Международные мероприятия. Дни транспорта Казахстана // Международный бизнес-журнал JЫRA МОРЕ SEA -- www.jura.lt.

18. Международные транзитно-транспортные коридоры РК, 11.05.2011 -- http://www.ipr.kz/analytics/.

19. Перспективы электрификации железных дорог США //Trainclub.ru, - Чт, Ноябрь 25, 2010 - 11:37 / Автор: dronsovest - http://www.zdmira.com/.

20. Некрашевич В.И., Апатцев В.И. Управление эксплуатацией локомотивов: Учебное пособие. М.: РГОТУПС, 2000, 196 с. - 221

21. Статистический сборник Транспорт и связь в Республике Казахстан 2007-2011

22. Железнодорожный транспорт Казахстана: состояние и перспективы развития. Дата публикации: 28.04.2011 http://www.ipr.kz/analytics/1/1/154

23. Нигматжан ИСИНГАРИН, генеральный директор ТОО "Экономтрансконсалтинг", доктор экономических наук, член совета директоров АО НК "Казахстан Темир жолы"

24. Охрана труда на железнодорожном транспорте. Учебник для вузов железнодорожного транспорта. Под ред. Ю.Г. Сибарова. М., "Транспорт", 1981, 207 с.

25. Целиков В.В. Анализ и расчет выбросов загрязняющих веществ и акустического загрязнения на транспорте. Алматы, КазАТК, 1997, 132с.

26. http://scbist.com/studentu-lokomotivschiku/6092-proizvodstvenno-ekonomicheskie-pokazateli-lokomotivnogo-depo.html. 06.06.2009 г.

27. Библиотека 5баллов.ru www.5ballov.ru.

28. Давлетшина А.Р. Рациональные направления совершенствования локомотивного хозяйства железнодорожного транспорта Казахстана //Дипломная работа (научный руководитель Бутко В. Н.) - КСТУ - 2012 г.

29. Кусаинова Д.С. Рациональные направления совершенствования вагонного хозяйства железнодорожного транспорта Казахстана // Дипломная работа (научный руководитель Бутко В.Н.) - КСТУ - 2012 г.

30. Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com/content/prichiny-neplanovykh-remontov-i-sovershenstvovanie-sistemy-obsluzhivaniya-lokomotivov#ixzz1cTMVr739

31. www.prokonzept-berlin.de BERLIN-RUMMELSBURG

DEUTSCHE BAHN AG | DB REISE & TOURISTIK AGTZA RUMMELSBURG 2. BA.

32. Сборник научных работ студентов и магистрантов Костанайского социально - технического университета имени академика Зулхарная Алдамжар. Костанай 2013 год. Кашкембаев Д.Ж "Совершенствование технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта в Республике Казахстан" стр. 188. 478

33. http://scbist.com/studentu-lokomotivschiku/6092-proizvodstvenno-ekonomicheskie-pokazateli-lokomotivnogo-depo.html 06.06.2009

34. Вестник науки Костанайского социально-технического университета имени академика Зулхарнай Алдамжар. Бутко Владимир Николаевич, Кашкембаев Дамир Жанмуратович "Мировые тенденции совершенствования технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта" стр. 39



Приложения

Приложение А

Документы, подтверждающие внедрение результатов дипломной работы

1) Сборник научных работ студентов и магистрантов Костанайского социально - технического университета имени академика Зулхарная Алдамжар. Костанай 2013 год. Кашкембаев Д.Ж "Совершенствование технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта в Республике Казахстан" стр. 188:

УДК 621.192 (035)

Кашкембаев Дамир Жанмуратович

Костанайский социально-технический университет им. академика З. Алдамжар

Совершенствование технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта в Республике Казахстан

Аннотация: Излагаются основные результаты изучения мировых тенденций совершенствования технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта и передовой опыт в этой области ряда стран Запада и Украины. Обосновываются предложения по организации технической эксплуатации этого вида транспорта в Республике Казахстан.

Ключевые слова: скоростной железнодорожный транспорт, техническая эксплуатация, требования к организации технического обслуживания пути и подвижного состава.

Мировая транспортная система в последние годы находится в процессе коренного инновационного преобразования (переход на высокие скорости, новые принципы движения, альтернативные источники энергии и т.д.) [1]. А это означает переход на новые конструктивные решения, новые технико-технологические свойства, требования, а отсюда - необходимость перестройки всей системы технической эксплуатации транспортных средств. Каковы же тенденции в этой области просматриваются к настоящему времени в сфере наиболее перспективного вида транспорта - железнодорожного? Прежде всего, по мнению учёных - экспертов [2], обязательным условием достижения высокой надежности инфраструктуры, прежде всего на высокоскоростных и скоростных линиях, является передача строительства, реконструкции и технического обслуживания части или всей инфраструктуры одной организации в регионе. Так организована работа на высокоскоростных железнодорожных линиях в Финляндии и ряде европейских стран. При этом ремонты и техническое обслуживание выполняются по плану, составляемому не исходя из пропущенного тоннажа, а по прогнозу изменения параметров пути и других объектов инфраструктуры с помощью мониторинга и автоматизированных систем.

Опыт работы железных дорог Англии, Нидерландов, Финляндии и других стран доказывает, что высокое качество инфраструктуры достижимо при условии, если ее реконструкция, ремонт и обслуживание осуществляет одна выбранная конкурсным путем фирма. Сочетание вышеуказанных мер позволит точно соблюдать договорное время прибытия вагонов в пункты назначения, с которым должен быть увязан график подачи вагонов клиентам. Следовательно, при таких условиях гарантируется доставка грузов "точно вовремя", отсутствие превышения норм длительности нахождения вагона на технических станциях, ввод поездов в график при задержках и минимизация перегонных времен хода и стоянок при выдаче предупреждений об изменениях установленной скорости [2]. При введении высоких скоростей движения возникают более сложные, чем при обычных скоростях, процессы взаимодействия пути и подвижного состава. В зоне контакта колеса и рельса при его волнообразном износе образуются высокочастотные колебания (до 5000 Гц), которые передаются подрельсовому состоянию и вызывают его расстройства, в том числе интенсивное истирание балласта. Наличие длинных неровностей (20--50 м и более) возбуждает низкочастотные (примерно 1 Гц) резонансные явления в подвижном составе, что также интенсивно ухудшает процессы взаимодействия его с путём [3]. Повышенный уровень динамического воздействия подвижной нагрузки на путь, а также увеличенная частота приложения этой нагрузки предъявляют более высокие требования к конструкции и содержанию пути на линиях со скоростным движением поездов. Общие требования к пути на линиях с высокими скоростями движения поездов должны обеспечивать: сокращение времени нахождения пассажиров в пути, комфортабельность движения, безопасность движения и экологическую чистоту. При введении на существующих линиях скоростного пассажирского движения учитываются повышенные требования к их плану и профилю. Мировой опыт свидетельствует, что наиболее рациональным является разделение пассажирского и грузового скоростного движения. При этом недопустимо строительство никаких переездов на уровне линий скоростного движения (только строительство туннелей или эстакад). Кроме того, все участки скоростного движения должны быть в обязательном порядке огорожены для невозможности проникновения на линии скоростного движения людей или животных. Это обеспечивает большую безопасность движения, долговечность и эффективность основных конструктивных элементов пассажирского и грузового пути и подвижного состава.

На проектируемой высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург - Москва подшпальное основание отличается от обычного типового. Ширина насыпи 13,00 м, расстояние между осями путей 4,5 м, откосы насыпи имеют уклон 1:1,75, защитный слой под балластом по всей ширине насыпи отделён от остального тела насыпи геотекстилем. Защитный слой создается, если существующее земляное полотно сложено недренирующими грунтами. Толщина его должна быть достаточной, чтобы глинистый грунт не промерзал: при суглинистых грунтах 0,8--1,0 м, при супесях 0,5--0,7 м. Сам защитный слой выполнятся из различных песчаных смесей с коэффициентом фильтрации не менее 0,5 м/сут. Грунт насыпи уплотняют согласно действующим нормативам. Поверхность основной площадки земляного полотна двухскатная. Этот вариант поперечного профиля высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург -- Москва учитывает местные климатические условия, в том числе возможность появления зимних экстремальных температур до минус 30--35 °С. Общим для всех таких скоростных линий является широкое применение в зоне подшпального основания различных типов и конструкций полимерных материалов. Человеческий организм начинает чувствовать дискомфорт при достаточно длительном действии непогашенного ускорения, равного 0,4--0,5 м/с² и более. На высокоскоростных линиях, предназначенных только для пассажирских перевозок, при расчётных радиусах кривых 3000--4000 м вопрос комфортабельности езды решается правильным подбором возвышения наружного рельса в зависимости от скоростей движения пассажирских поездов. При строительстве скоростных линий стрелочные переводы являются препятствием, влияющим на длину сварных рельсовых плетей. Повышенные требования к пути на линиях скоростного движения определили конструктивные особенности переводов. Переводы нового поколения имеют улучшенную динамику за счёт использования гибких остряков и крестовин с гибко-поворотным сердечником с удлиненными рельсовыми окончаниями и стыками накладочного типа, упругих клемм скреплений, подрельсовых про кладок различной жёсткости, меньшего числа стыков. Особенности содержания пути на линиях с высокими скоростями движения обусловлены повышенными требованиями к содержанию ширины колеи, рельсовых нитей по уровню и направлению в плане, к продольной равноупругости пути. Если геометрические параметры пути не соответствуют параметрам ходовых частей подвижного состава, происходит интенсивное усиление динамического воздействия подвижного состава на путь, ведущее к повышенному росту расстройств пути. Норма устройства по ширине колеи для скоростных участков сохраняется такой же, как и для участков со скоростями до 120 км/ч, т.е. 1520 мм. Сохраняются также существующие нормы устройства стрелочных переводов по размерам ширины колеи и желобов, а также величинам ординат переводных и закрестовинных кривых. Для стрелочных переводов на участках скоростного движения изменяются нормы устройства по их расположению. В соответствии с СТН Ц-01-95 на главных путях при скоростях более 140 км/ч между смежными стрелочными переводами должны быть предусмотрены прямые вставки длиной не менее 25 м, а в трудных условиях -- 12,5 м (на обычных линиях соответственно 12,5 и 6,25 м). Сохраняются и допуски в содержании по ширине колеи на участках скоростного движения. Допускаемые отклонения от нормы ширины колеи остаются неизменными и составляют: 8 мм в сторону уширения, 4 мм в сторону сужения. Уклон отвода ширины колеи, определяемый как средняя величина на базе 2 м, допускается не более 2,5‰ при скорости движения 121--140 км/ч. По нормам верх головок рельсов обеих нитей на прямых участках должен быть на одном уровне. Однако для уменьшения виляющего движения разрешается держать на всём протяжении одну нить, обычно рихтовочную, на 6 мм выше другой. Эта мера для линий скоростного движения особо полезна, т.к. обеспечивает более плавное движение поездов. Повышение одной нити над другой не ликвидирует виляние, но их амплитуда становится меньше суммы зазоров между гребнями колёс и рельсами, т.к. поперечная составляющая силы веса экипажа, появляющаяся из-за небольшого наклона к горизонту, направлена всегда в сторону рихтовочной нити, которая в данном случае играет роль направляющей. Отклонение рельсовых нитей по уровню в разные стороны более 6 мм на расстоянии менее 20 м не допускается. Плавность рельсовых нитей в плане -- одно из главных условий обеспечения высоких скоростей. Особое внимание обращается на плавность отводов отступлений, от которой зависит величина боковой силы. В прямых участках стрелы отклонений в направлении рихтовочной нити, измеренные от 20-метровой хорды через каждые 10 м, не должны превышать 6 мм при скоростях 121--140 км/ч и 4 мм -- при 141--200 км/ч. В круговых кривых при измерении стрел изгиба от 20-метровой хорды разность в стрелах в точках через 10 м не должна превышать 6 мм при скоростях 121--140 км/ч, 4 мм -- при 141-200 км/ч. В переходных кривых нарастание стрел должно быть равномерным. Отклонение от равномерного нарастания стрел при 20-метровой хорде в точках через 20 м не должно быть больше 4 мм при скоростях 121--140 км/ч и 3 мм -- при 141--200 км/ч. Возникающие при высокой скорости высокочастотные колебания приводят к увеличению проскальзывания колес, что вместе с множеством других факторов способствует образованию волнообразных неровностей на рельсах (с длиной волны 500--1500 м).

Обследование скоростных линий показало, что за счёт периодических профильных шлифовок рельсов рельсошлифовальными поездами с активными рабочими органами можно добиться снижения глубины коротких неровностей до 0,03--0,05 мм. Однако для скоростных линий наиболее неблагоприятны длинные неровности (20--40 м и более). При этом, чем выше скорость движения, тем более длинными (в процессе эксплуатации) становятся неровности на поверхности рельсов. На них накладывается "местный" волнообразный износ, ликвидация которого обеспечивается рельсошлифовальными поездами типа СПЕНО. Отклонения от прямолинейного направления по поверхности катания и по боковой рабочей грани рельсовой нити в стыках (вертикальные и горизонтальные ступеньки) не должны превышать 1 м при скоростях более 121 км/ч. Значительные неровности в виде горбов появляются на пути в зимнее время из-за пучин. Для обеспечения необходимой плавности рельсовых нитей в местах пучин устраивают отводы укладкой специальных карточек, башмаков и нашпальников между подкладкой и шпалой. Отводы от пучин устраивают на всём протяжении сплошным уклоном не круче 0,7‰ при скорости движения 121--140 км/ч.

При введении высокоскоростного движения пассажирских поездов должны быть выполнены работы по стабилизации всех неустойчивых мест и ликвидации дефектов земляного полотна. На участках из глинистых грунтов, где, как правило, появляются пучины, в зоне основной площадки под балластной призмой устраивают защитный слой из непучинистых дренирующих материалов в комбинации с теплоизолирующим материалом (пенопласт, пенополистирол, геотекстиль и др.).

Инструкцией по техническому обслуживанию и эксплуатации сооружений, устройств, подвижного состава и организации движения поездов ЦРБ-393 введены для скоростных участков железных дорог России предельные допуски по параметрам рельсовой колеи. При обнаружении отступлений, превышающих указанные пределы, скорости движения должны ограничиваться в соответствии с нормативами, установленными МПС России. Опыт эксплуатации скоростного электропоезда ЭР-200 показал, что для обеспечения допустимого уровня динамических сил взаимодействия пути и подвижного состава в условиях совмещённого движения грузовых и пассажирских поездов требуется содержать путь в пределах, соответствующих III степени отступлений от норм устройства. Плавность хода и безопасность движения на скоростных линиях в значительной степени зависят от качества содержания пути. При производстве всех видов работ особое внимание следует обращать на качество их выполнения, на обеспечение равнопрочности и равноупругости элементов пути (одинаковые толщины прокладок, затяжка клеммных и закладных болтов, плотность подбивки шпал и т.п.). Необходимо соблюдать установленную периодичность проведения плановых работ. В последнее время подход к оценке и устранению отступлений на скоростных участках железных дорог России изменился. Наметился переход от устранения неровностей по методу сглаживания к постановке пути в проектное положение. Это стало возможно с внедрением новых выправочных систем "09-Доуматик", обеспечивающих постановку пути в проектное положение, а также реперной системы контроля положения пути в плане и профиле. Такая система внедряется на скоростной линии Москва - Санкт-Петербург. Она увязывается с работой путеизмерителя ЦНИИ-4 и с микропроцессорной системой управления выправочно-подбивочно-рихтовочными машинами для автоматической регистрации существующих геометрических очертаний пути и автоматизации работ по приведению их в проектное положение [3].

Первые на Украине современные центры сервисного обслуживания новых электропоездов построены в Киеве и Харькове [4]. Сдана первая очередь технической пассажирской станции (ТПС) "Дарница" в Киеве, на которой будут обслуживаться скоростные межрегиональные электропоезда и в Харькове 17 октября 2012 года состоялось открытие ремонтно-экипировочного депо (РЭД) для обслуживания новых скоростных электропоездов. Они приходят на замену старым депо ещё советских времён. Высокотехнологичный центр "Дарница" объединяет вагономоечный комплекс, ремонтно-экипировочный цех и другие объекты, с помощью которых ускоряется выполнение процессов, связанных с уборкой, диагностированием, экипировкой и ремонтом поездов, повышается качество работ и улучшаются условия труда. Опыт создания ТПС заимствовали за рубежом. Современная техника требует качественно другой технологии обслуживания, чем в существующих в Украине вагонных и локомотивных депо. Не каждая развитая страна имеет такую современную станцию. Одно депо такого высокотехнологичного уровня есть в России и одно - в Финляндии. На новой технической пассажирской станции обслуживание поезда будет осуществляться одновременно на трех уровнях. Специалисты смогут в одночасье осмотреть ходовые части, крышевое оборудование и среднюю часть поезда и значительно сэкономить время на подготовку подвижного состава к выходу на маршрут. На станции уже осуществляется мойка и сушка вагонов электропоездов с помощью современного вагономоечного комплекса. Сейчас на ТПС монтируют оборудование ведущих мировых производителей. Одновременно с техническим оснащением, на станции создают надлежащие санитарно-бытовые условия для персонала, локомотивных и поездных бригад (машинистов, их помощников, стюардов). Обустраиваются столовая, медицинский пункт, душевые и гардеробные комнаты, корпуса для отдыха и обучения персонала. Сервисное обслуживание электропоездов на "Дарнице" в течение пяти лет будут осуществлять корейские специалисты. В харьковском РЭД реализована новая технология технического обслуживания новых скоростных электропоездов Hyundai и Skoda - "трехуровневый" обзор каждого поезда. Всего в Украине будут построены четыре высокотехнологичных центра для обслуживания скоростных межрегиональных электропоездов, которые заменят сотни нынешних депо [4].

Техническое обслуживание и ремонт скоростных локомотивов проводятся по установленному технологическому процессу. Объем обязательных работ устанавливается нормативными актами по обслуживанию локомотивов, и соответствующими инструкциями завода-изготовителя локомотива; по обслуживанию тормозного оборудования -- Инструкцией по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог и Инструкцией по техническому обслуживанию, ремонту и испытанию тормозного оборудования локомотивов и моторвагонного подвижного состава; по обслуживанию автосцепного оборудования -- Инструкцией по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства [5]. Объем обязательных работ конкретных серий локомотивов утверждается нормативными документами железнодорожных администраций. При технических обслуживаниях и ремонте обязательна полная проверка технического состояния оборудования в соответствии с Технологической инструкцией по проведению ТО-2, ТО-3 с применением средств технического диагностирования. При этом средства технической диагностики должны быть метрологически аттестованы, и иметь свидетельства (сертификаты) аттестации.

При подготовке локомотива к скоростному движению обязательной проверке подвергаются: рамы тележек; колесные пары; поверхности катания бандажных и цельнокатанных колес; буксы и буксовые подшипники; узлы и детали рессорного подвешивания; гидродемпферы; люлечные болты, поводки, пружины и другие детали кузовного рессорного подвешивания; боковые опоры кузова; тяговой редуктор, его подвеска и детали тяговой передачи; корпуса редукторов; подшипники тяговой передачи; заземляющие устройства и подходящие к ним провода; узлы и детали сцепного устройства локомотивов; крепление тяговых двигателей к раме тележки; детали балансирной связи колесных пар с рамой тележки тепловоза; крепление приемных катушек АЛС и антенных устройств радиосвязи; предохранительные скобы, тросики и другие устройства, пред-отвращающие падение оборудования на путь; наличие смазки в буксовых направляющих, корпусах тяговых редукторов, боковых опорах, ваннах шкворня; состояние и действие пневматических и электропневматических тормозов; скоростные регуляторы тормозного нажатия на локомотивах; состояние крепления тормозных колодок; тормозная рычажная передача и тормозные колодки; щеточный аппарат, коллекторы и токосъемные устройства тяговых двигателей, вспомогательных машин, заземляющих устройств; подшипники тяговых генераторов и электродвигателей, групповые переключатели и их контакторные элементы, электромагнитные и электропневматические контакторы, высоковольтные контакторные элементы переключателей ступеней, целостность предохранительной мембраны переключателя ступеней; статические преобразователи и устройства их охлаждения; контролеры машиниста, промежуточные контролеры, защитная аппаратура, главные и быстродействующие выключатели, реле; противобоксовочная защита; приборы безопасности; источники питания цепей управления; прожектор, электрические цепи освещения и сигнализации; крышевое оборудование и токоприемники со снятием характеристик; компрессор и его соединение с электродвигателем; состояние и крепление лобовых стекол, стеклоочистителей; состояние и наличие инвентаря и инструмента; проверяется и регулируется работа песочниц. Кроме того, должны проверяться буксовые подшипники и подшипники редуктора с использованием средств и методов вибродиагностирования.

При плановых видах ремонтов подлежат проверке узлы, перечисленные в предыдущем пункте. Кроме того, производится: снятие с локомотивов гидродемпферов с их ревизией и проверкой на стенде до скоростей 0,6 м/с (производится через 1 цикл). До разработки и оснащения депо соответствующим стендом проверку допускается производить со скоростями перемещения штока до 0,1 м/с; проверка состояния корпусов редукторов и анализ в них смазки; проверка работы аппаратов силовой схемы и цепей управления; проверка состояния шкворневого узла; должна производиться корректировка величины диаметра круга катания колес, вводимой в электронный скоростемер по данным замеров. После выполнения технических обслуживаний электровоз проверяется под высоким напряжением. После выполнения ремонтов производится обкатка локомотивов с обычными не скоростными поездами.

При приеме-сдаче локомотива в основном депо, в пунктах оборота, в пунктах смены локомотивных бригад, а также в пути следования на остановках локомотивная бригада обязана обратить особое внимание на состояние: колесных пар, подшипников букс и редуктора (по нагреву), подвески тяговых двигателей и редуктора, деталей тяговой передачи, гидроамортизаторов, деталей крепления приемных катушек локомотивной сигнализации, тормозной рычажной передачи и рессорного подвешивания.

Проверка параметров токоприемников производится в депо и на пунктах технического обслуживания на соответствие их паспортным данным. Осмотр токоприемников производится перед каждым рейсом с обязательной проверкой наличия аэродинамических стабилизаторов (экранов) и предохранительных штифтов на авторегулируемых токоприемниках соответствующих типов, и комиссионно работниками локомотивного депо и дистанции электроснабжения - еженедельно. Одновременно с осмотром измеряется максимальное и минимальное статическое нажатие на контактный провод в диапазоне рабочей высоты; при этом должен производиться осмотр состояния полозов, кареток и демпфирующих устройств (при их наличии). Разница между активной и пассивной составляющими нажатия должна соответствовать нормативным документам, установленным железнодорожными администрациями. Машинист обязан по прибытии в депо или пункт осмотра, при постановке локомотива на техническое обслуживание или плановый ремонт, кроме записи в журнал технического состояния локомотива, доложить мастеру или бригадиру пункта технического обслуживания (цеха ремонта) о состоянии локомотива и обнаруженных в пути следования неисправностях [5].

"Казакстан темiр жолы" в настоящее время имеет вагоноремонтных депо - 11, эксплуатационных депо - 12. Эксплуатационная длина железных дорог Казахстана превышает 14,2 тыс. км (в этом числе двухпутные линии - 4,8 тыс. км (34%), электрифицированных линий - 4,1 тыс. км (29%), плотность - 5,5 км на 1000 кв. км, грузонапряженность - 24,2 млн. ткм на километр.

Локомотивный парк насчитывает 1748 локомотивов, в том числе 578 электровозов, 1141 тепловозов, 29 паровозов. Состояние локомотивного парка характеризуется высоким износом, достигающим 72%. Более 37% парка локомотивов эксплуатируется с нормативным перепробегом , 50% парка достигли завершения срока службы.

В 2009 году общий парк грузовых вагонов РК составляет 94 348 единиц из них 59 381 единица или 63% являются инвентарными, 34 967 единиц или 37% собственными. Доля эксплуатируемого парка в общем количестве инвентарных вагонов составляет 75% (44 563 единицы). За период с 2002 года общий парк грузовых вагонов РК увеличился на 6633 вагона или на 7% с учетом выбытия и восполнения. При этом парк грузовых вагонов независимых собственников возрос почти в 3 раза и увеличился более чем на 24 тыс. вагонов, инвентарный парк уменьшился на 17,6 тыс. вагонов.

Основной проблемой инвентарного парка грузовых вагонов является его высокий износ достигающий 72%, 29 тыс. вагонов или 60% инвентарного грузового парка имеют срок эксплуатации, превышающий 20 лет.

Отсутствие ценового регулирования на услуги по предоставлению грузовых вагонов собственников создает благоприятные условия для обновления подвижного состава.

У собственников грузовых вагонов насчитывающего 34 967 вагонов, доля вагонов со сроком эксплуатации более 20 лет составляет только 30%.

В 2009 году парк вагонов, предназначенных для перевозки пассажиров, составил 1833 единицы.

При нормативном сроке службы пассажирских вагонов в 28 лет на сегодняшний день средний возраст казахстанских вагонов составляет 21 год. Из 155 вагонов инвентарного парка электропоездов 90 вагонов находятся в рабочем парке, в течение следующих 5 лет подлежит списанию еще 70 вагонов электропоездов. Уровень износа парка электропоездов в настоящее время превышает 90%.

Таким образом, в настоящее время в системе технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта целесообразно использовать опыт передовых зарубежных стран: внедрять техническое диагностирование состояния локомотивов путем оснащения их бортовыми, а ремонтных участков - стационарными системами диагностики. Основными рациональными 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.

Переход на скоростное движение железнодорожного транспорта связан, в частности, с ужесточением целого ряда требований к качеству, прежде всего, технических кадров, подвижного состава, инфраструктурных составляющих транспортной системы, качеству их технической эксплуатации и, как правило, приведения всех основных параметров системы в соответствие с требованиями международных стандартов.



Приложение Б

Документы, подтверждающие внедрение результатов дипломной работы

Вестник науки Костанайского социально-технического университета имени академика Зулхарнай Алдамжар. Бутко Владимир Николаевич, Кашкембаев Дамир Жанмуратович "Мировые тенденции совершенствования технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта" стр. 39

УДК 621.192 (035)

Бутко Владимир Николаевич, Кашкембаев Дамир Жанмуратович

Костанайский социально-технический университет им. академика З. Алдамжар

Мировые тенденции совершенствования технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта

Аннотация: Рассматриваются мировые тенденции совершенствования технической эксплуатации скоростного железнодорожного транспорта. Показан соответствующий передовой опыт в этой области ряда стран Запада и Украины.

Ключевые слова: скоростной железнодорожный транспорт, техническая эксплуатация, требования к организации технического обслуживания пути и подвижного состава.

Как было показано ранее [1], мировая транспортная система в последние годы находится в процессе коренного инновационного преобразования (переход на высокие скорости, новые принципы движения, альтернативные источники энергии и т.д.). А это значит переход на новые конструктивные решения, новые технико-технологические свойства, требования, а отсюда - необходимость перестройки всей системы технической эксплуатации транспортных средств. Каковы же тенденции в этой области просматриваются к настоящему времени в сфере наиболее перспективного вида транспорта - железнодорожного? Прежде всего, по мнению учёных - экспертов [2], обязательным условием достижения высокой надежности инфраструктуры, прежде всего на высокоскоростных и скоростных линиях, является передача строительства, реконструкции и технического обслуживания части или всей инфраструктуры одной организации в регионе. Так организована работа на высокоскоростных железнодорожных линиях в Финляндии и ряде европейских стран. При этом ремонты и техническое обслуживание выполняются по плану, составляемому не исходя из пропущенного тоннажа, а по прогнозу изменения параметров пути и других объектов инфраструктуры с помощью мониторинга и автоматизированных систем.

Железнодорожники США убеждены, что передача объектов инфраструктуры в собственность поддерживаемой государством компании, которая содержит ее самостоятельно или привлекает для этого по конкурсу частные фирмы и продает права на использование инфраструктуры частным операторам перевозчикам, как это происходит в ряде западноевропейских стран, является ошибкой по ряду причин. Крупные американские железнодорожные компании дают льготные кредиты предприятиям на строительство подъездных железнодорожных путей, расширяя, таким образом, клиентуру. Компания, занятая содержанием инфраструктуры и продажей прав на ее использование, при этом не выполняющая перевозки, с клиентами не связана, поэтому не занимается их обслуживанием, тарифной политикой, а тем более привлечением новых клиентов путем строительства подъездных путей. Компании, занятые только выполнением перевозок по существующей сети, не имеют возможности ее модернизации с целью увеличения количества клиентов и улучшения их обслуживания. Компания, обслуживающая инфраструктуру, не заинтересована в точном определении необходимого уровня инвестиций. Вместо того чтобы добиваться соответствующего нормам состояния инфраструктуры при минимальных затратах с помощью новейших технологий ремонта и текущего содержания, такая компания главным образом стремится как можно меньше тратить и как можно больше получать от операторов перевозчиков и государства. Объем финансирования такой компании определяется не потребностями рынка, а государственными чиновниками, стремящимися финансирование сократить. Поэтому такая компания работает в режиме постоянного недофинансирования при наличии случаев перефинансирования отдельных объектов, что дает ей основания постоянно требовать увеличения средств на содержание объектов инфраструктуры, обеспечивающих безопасность движения. Стоимость использования инфраструктуры перевозчиками определяется не условиями рынка, а в лучшем случае -- чиновниками или, в худшем, политическими играми, направленными на привлечение избирателей, когда предпочтение отдается пассажирским перевозкам в ущерб грузовым. В итоге создаются условия, в которых железные дороги перестают своевременно реагировать на потребности рынка и начинают уступать в конкурентной борьбе другим видам транспорта. Попытка в ряде европейских стран создать конкурентную среду среди операторов перевозчиков, использующих не принадлежащую им сеть дорог, не может быть успешной по следующим причинам. Операторы попадают в полную зависимость от компании -- владельца сети дорог, которая может препятствовать пропуску их вагонов, не предупредив в нормативный срок, изменять оплату за использование подвижного состава, предоставление "ниток графика" и другие услуги. В такой ситуации оператор не может, внедряя передовые технологии, существенно снижать себестоимость перевозок и на этой основе провозную плату. Условия работы такого оператора всегда останутся во многом непредсказуемыми и очень сильно зависящими от его личных отношений с руководством компании, владеющей сетью дорог. Отсюда различные условия для различных операторов, что затрудняет возможность честной конкуренции. Страны Европейского союза противятся допуску иностранных операторов на сеть своих железных дорог, поскольку иностранные компании платят налоги в своих государствах. Кроме того, страны со слабо развитой железнодорожной инфраструктурой не без оснований опасаются, что им придется обеспечивать пропуск иностранных грузовых поездов на основе строго соблюдаемых контрактных требований в ущерб своим, не только грузовым, но и пассажирским поездам.

Опыт работы железных дорог Англии, Нидерландов, Финляндии и других стран доказывает, что высокое качество инфраструктуры достижимо при условии, если ее реконструкция, ремонт и обслуживание осуществляет одна выбранная конкурсным путем фирма. Сочетание вышеуказанных мер позволит точно соблюдать договорное время прибытия вагонов в пункты назначения, с которым должен быть увязан график подачи вагонов клиентам. Следовательно, при таких условиях гарантируется доставка грузов "точно вовремя", отсутствие превышения норм длительности нахождения вагона на технических станциях, ввод поездов в график при задержках и минимизация перегонных времен хода и стоянок при выдаче предупреждений об изменениях установленной скорости [2].

На территории Таможенного союза стран СНГ было принято Решение Комиссии Таможенного союза № 710 от 15 июля 2011 года (С 01.01.2012 внесены изменения - Решение Комиссии Таможенного союза №859 от 09.12.2011 г.) - О принятии технических регламентов Таможенного союза: "О безопасности железнодорожного подвижного состава", "О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта " и "О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта " (http://www.deklarant74.ru/). При введении высоких скоростей движения возникают более сложные, чем при обычных скоростях, процессы взаимодействия пути и подвижного состава. В зоне контакта колеса и рельса при его волнообразном износе образуются высокочастотные колебания (до 5000 Гц), которые передаются подрельсовому состоянию и вызывают его расстройства, в том числе интенсивное истирание балласта. Наличие длинных неровностей (20--50 м и более) возбуждает низкочастотные (примерно 1 Гц) резонансные явления в подвижном составе, что также интенсивно ухудшает процессы взаимодействия его с путём [3]. Повышенный уровень динамического воздействия подвижной нагрузки на путь, а также увеличенная частота приложения этой нагрузки предъявляют более высокие требования к конструкции и содержанию пути на линиях со скоростным движением поездов.

Общие требования к пути на линиях с высокими скоростями движения поездов должны обеспечивать: сокращение времени нахождения пассажиров в пути, комфортабельность движения, безопасность движения и экологическую чистоту. При введении на существующих линиях скоростного пассажирского движения учитываются повышенные требования к их плану и профилю. Там, где пассажирское движение совмещено с грузовыми перевозками, руководящий уклон продольного профиля при грузонапряженности в грузовом движении более 15 млн т·км/км должен быть не более 15?, более 30 млн т·км/км -- не превышать 12?. Радиусы кривых в плане принимаются не менее 3000 м. При этом максимально допустимые скорости движения поездов в зависимости от радиуса кривой определяются при значении непогашенного поперечного ускорения 0,7 м/с² и скорости его нарастания не более 0,4 м/с³. При проведении реконструкции верхнего строения пути с целью внедрения скоростного движения пассажирских поездов, совмещенного с грузовым движением, укладывают термоупрочнённые рельсы типа Р65 1-й группы, 1-го класса с повышенными требованиями по прямолинейности сваренных электроконтактным способом в РСП из 25-метровых рельсов без болтовых отверстий в короткие плети (длиной 400--800 м) и далее, сваренные после укладки в путь передвижной рельсосварочной машиной в длинные плети бесстыкового пути: на длину перегона с тональной автоблокировкой АБТ без уравнительных пролётов и стыков или на длину блок-участков с изолирующими стыками повышенной прочности с сопротивлением разрыву не менее 2,5 мН. Неровности на поверхности катания в сварных стыках после их механической обработки должны удовлетворять следующим требованиям: вогнутые не допускаются, выпуклые не должны превышать 0,3 мм на базе измерений, равной 1,5 м. На остальном протяжении рельсовых плетей, после их укладки и шлифовки, неровности, измеренные на той же безе, не должны быть более 0,2 мм. Шпалы укладывают железобетонные: стандартные с эпюрой укладки 1840 шт./км или повышенной массы (350 кг) типа Ш1-ТС с эпюрой 1760 шт/км. Промежуточные рельсовые скрепления - с упругими клеммами. Железобетонные шпалы укладывают на слой щебня фракции 25--60 мм марки прочности И-20 (гранит, базальт, диабаз и т.п.) по ГОСТ 7392-85 высотой 40 см. Вместо подушки может быть уложен защитный слой из полимерных материалов. Плечо балластной призмы -- не менее 45 см, заложение откосов -- 1:1,5. На проектируемой высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург - Москва подшпальное основание отличается от обычного типового. Ширина насыпи 13,00 м, расстояние между осями путей 4,5 м, откосы насыпи имеют уклон 1:1,75, защитный слой под балластом по всей ширине насыпи отделён от остального тела насыпи геотекстилем. Защитный слой создается, если существующее земляное полотно сложено недренирующими грунтами. Толщина его должна быть достаточной, чтобы глинистый грунт не промерзал: при суглинистых грунтах 0,8--1,0 м, при супесях 0,5--0,7 м. Сам защитный слой выполнятся из различных песчаных смесей с коэффициентом фильтрации не менее 0,5 м/сут. Грунт насыпи уплотняют согласно действующим нормативам. Поверхность основной площадки земляного полотна двухскатная. Этот вариант поперечного профиля высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург -- Москва учитывает местные климатические условия, в том числе возможность появления зимних экстремальных температур до минус 30--35 °С. Общим для всех таких скоростных линий является широкое применение в зоне подшпального основания различных типов и конструкций полимерных материалов. Человеческий организм начинает чувствовать дискомфорт при достаточно длительном действии непогашенного ускорения, равного 0,4--0,5 м/с2 и более. На высокоскоростных линиях, предназначенных только для пассажирских перевозок, при расчётных радиусах кривых 3000--4000 м вопрос комфортабельности езды решается правильным подбором возвышения наружного рельса в зависимости от скоростей движения пассажирских поездов.