Структура и состояние выполнения оборота вагона на отделении железной дороги

Создание автоматизированных центров управления на железнодорожном транспорте - крупный фактор технического прогресса и перестройки существующей системы производственного управления.

Диспетчеризация управления движением поездов связана с использованием и широким распространением диспетчерских систем - особых систем регулирования движением поездов на ограниченном участке, причем регулирование и управление осуществляются одним полновластным в своих распоряжениях лицом - диспетчером. Диспетчеризация является по существу синонимом централизации управления, поскольку координация движения поездов диспетчером осуществляется из отдельного диспетчерского пункта (центра).

Оценивая складывающуюся поездную ситуацию на участке, диспетчер решает многие вопросы по координации и управлению движением в целях точного соблюдения расписания движения поездов, уменьшения непроизводительных простоев, избежания излишних нерегламентированных их задержек, в особенности поездов срочного обращения - пассажирских и пригородных, обеспечивая при этом выполнение заданного уровня участковой скорости. Роль диспетчера еще в большей степени возрастает, если движение на участке нарушено по тем или иным причинам. В известном смысле можно сказать, что сама по себе техническая возможность воспроизводить с достаточной адекватностью поездную ситуацию и породила диспетчера как единоначального распорядителя движением поездов на участке.

Создание автоматизированных диспетчерских центров управления (АДЦУ) позволяет оптимизировать работу диспетчерского аппарата. В таблице 2.3 представлены задачи, решаемые в АДЦУ с указанием периодичности и частоты их решения, в зависимости от размеров движения.

С точки зрения системной оценки организационно-диспетчерское управление эксплуатационной работой на дороге следует считать сложной системой, обладающей свойством целостности. Мероприятия по совершенствованию любого ее звена должны рассматриваться во взаимодействии и взаимосвязи со всеми подразделениями и уровнями системы.

С наиболее общих принципов рассматриваемые системы (диспетчерские центры управления) могут интерпретироваться как структурно, организационно, технически сбалансированное целое, как совокупность управляемых объектов, объединенных некоторым регулярным взаимодействием и взаимозависимостью. Это взаимодействие проявляется как по перемещающемуся во времени и пространстве транспортному потоку (поездопотоку, вагонопотоку, грузопотоку), так и порождаемому им потоку информации. Поэтому сами по себе центры управления являются надстроечными, информационно-управляющими диспетчерскими системами, регулирующими работу узлов, сети.

Автоматизированная централизованная система управления перевозочным процессом позволяет упростить вопросы регулирования транспортным потоком, сократив размерность существующей системы управления за счет укрупнения управляемых систем.

Одно из основных преимуществ новой системы управления - единое управление ранее разрозненными процессами работы локомотивов на удлиненных тяговых плечах, что позволяет улучшить регулирование локомотивных парком и бригадами. Концентрация руководства движением поездов в едином центре управления обеспечит повышение дисциплины выполнения регулировочных заданий по передаче порожних вагонов.

Таблица 2.3 Задачи, решаемые диспетчерским аппаратом в АДЦУ

№ п/п	Наименование решаемых задач	Время на решение одной задачи, мин.	Периодичность и частота решения	Размеры движения / продолжительность решения
				10	20	30	40
1	Оценка и прогноз положения на отделении дороги (ДНЦО, ДНЦ, ТНЦ)	10,16/1,47	4/4	40,64 / 5,88	40,64/5,88	40,64/ 5,88	40,64/5,88
2	Прогнозирование использования «ниток» графика отправления поездов из основного узла (ДНЦО, ДНЦ, ТНЦ)	4,55/6,25	По каждому поезду / 4	45,5/25	91,0/25	136,5/25	172,0/35
3	Контроль использования запланированных ниток графика отправления поездов из основного узла (ДНЦО, ДНЦ, ТНЦ)	7,44/5,67	По каждому поезду и локомотиву/Каждые 30 мин - до 20 раз	74,4/ 114	148,8/ 114	223,2 /114	297,6 /114
4	Определение мер по выполнению поездной работы в основном узле в случае возникновения возможного срыва (ДНЦО, ДНЦ, ТНЦ)	4,13/3,15	По мере возникновения затруднений /По каждому поезду	-/31,5	-/63,0	-/ 123,9	-/ 126,0
5	Контроль использования «ниток» графика в других пунктах зарождения поездопотоков и определение мер по устранению затруднений	4,55/5,65	По каждому поезду/ 2-3 раза	45,5/ 16,95	91,0 / 16,95	136,5 / 16,95	172,0/ 16,95
6	Контроль выполнения сменно-суточного плана передачи поездов и вагонов по стыкам (ДНЦО, ДНЦ, ТНЦ)	4,13/3,25	4-5 раза / 3-4 раза	20,65/ 13,0	20,65/ 13,0	20,65/ 13,0	20,65/ 13,0
7	Корректировка суточного плана и составление проекта сменного плана поездной работы (ДНЦО)	8,23	В ночное дежурство до 6 часов	8,23	8,23	8,23	8,23
8	Контроль выполнения сменно-суточного плана грузовой работы (ДНЦО)	6,62	2-3 раза за смену	19,86	19,86	19,86	19,86
	Итого			461,5	658,4	884,7	1032

АДЦУ предназначен для реализации современных принципов интегрированного руководства эксплуатационной работой на региональном полигоне сети на основе использования средств вычислительной техники при сопряжении их с устройствами СЦБ и связи, средств визуального отображения информации, автоматизации функций информационного обеспечения оперативного персонала при управлении.

Особенностью структуры использования АДЦУ является сочетание централизованного управления системой с локальным управлением объектами.

2.2.1 Анализ загрузки поездных диспетчеров

Загрузку диспетчеров, участвующих в оперативном управлении перевозочным процессом, можно рассматривать в двух аспектах: как информационную загрузку, связанную с приемом, переработкой и передачей сообщений; как затрату рабочего времени на выполнение тех или иных операций и функций управления перевозочным процессом.

Отношение затрачиваемого суммарного времени диспетчером на выполнение всех операций к продолжительности рабочей смены уровнем загрузки:

, (2.1)

где t_j - затраты времени диспетчера на выполнение одной технологической операции управления, мин.;

t_пер - продолжительность рабочей смены, мин.

Загрузка диспетчера зависит от числа поездов, поступающих на обслуживаемый участок, длительности обслуживания каждого поезда в соответствии с принятой технологией работы участка и станций, поездной на участке и состояния технических средств. Распределение затрат времени на обслуживание информационных сообщений для характерных участков железных дорог дано в таблице 2.4.

Доля времени, приходящаяся на выполнение той или иной операции, колеблется в зависимости от условий труда диспетчера, поездного положения на участке, времени непрерывного выполнения производственных функций. Анализ напряженности труда поездного диспетчера показал, что наиболее напряженной является операция сбора информации о конфликтных ситуациях. Эмоциональная напряженность в этом случае является наивысшей. Второй по напряженности является работа по непосредственному взаимодействию с оперативными работниками в присутствии руководителей.

Таблица 2.4 Распределение времени работы поездного диспетчера по видам информационной деятельности

Виды информационной деятельности диспетчера	Доля времени, затрачиваемая на каждый вид, %
Получение оперативной информации (ДНЦ слушает), выдача диспетчерских распоряжений и команд (ДНЦ говорит)	51,0…82,0
Переговоры ДНЦ с исполнителями, оформление графика движения	9,4…11,2
Сбор информации для планирования работы участка и принятия управляющего решения	0,6…8,4
Передача диспетчерских приказов	1,7…16,9
Непосредственное производственное взаимодействие с оперативными работниками и руководителями	1,7…40,0
Сбор информации в конфликтных ситуациях	0,3…24,8
Отвлечение от работы на темы, не относящиеся к работе, отдых	0,4…11,8

Характерной чертой в работе диспетчера является прерывание выполнения производственных операций для получения или выдачи информационных сообщений или команд. В часы сгущений в поездной работе до 50% всех выполняемых производственных операций прерываются. Другой характерной чертой является совмещение выполняемых операций.

В системе диспетчерского управления эксплуатационной работой имеются вполне установившиеся потоки информации, которые циркулируют по каналам связи. Таким образом, важнейшее значение имеет автоматизация информационного обеспечения централизованной системы управления эксплуатационной работой. Информация должна собираться автоматически с помощью датчиков (рельсовых цепей, реле и т.д.), а также на основе данных автоматизированных систем оперативного управления перевозочным процессом (АСОУП) и сортировочных станций (АСУСС). Это позволит сократить возможности субъективного вмешательства с искажением сведений, уменьшить количество ошибок, вносимых при ручной работе, разгрузить диспетчеров от необходимости затрачивать на сбор и регистрацию данных значительную часть своего времени.

На базе автоматизированного контроля за движением поездов и улучшения сбора информации автоматизируется учет поездной работы и отчетность по ней, анализ этой работы, включая анализ исполненного графика. Это позволяет при составлении планов на всех уровнях более полно учитывать как текущую ситуацию, так и опыт преодоления затруднений в эксплуатационной работе в прошлом, эффективнее применять для этой цели регулировочные мероприятия. Автоматизируется часть функций диспетчера: сбор сведений о поездном положении, ведение исполненного графика, контроль выполнения графика с регистрацией опозданий и фиксацией различных сбоев, ведение учета, сбор данных о текущей поездной работе других оперативных работников.

Рисунок 2.1 Диаграммы распределения затрат времени диспетчера на обслуживание информационных сообщений

2.3 Совершенствование сменно-суточного планирования как фактор оптимизации величины оборота вагона

В системе управления эксплуатационной деятельностью железнодорожных подразделений важную роль играет сменно-суточное планирование. Главной задачей оперативного планирования является освоение объема работы предстоящих суток (смены) с учетом выполнения технических норм, графика движения и плана формирования поездов. Оперативные планы должны предусматривать равномерность и ритмичность грузовой и поездной работы, должны быть эффективным средством предупреждения возможных затруднений в эксплуатационной работе и предусматривать в необходимых случаях соответствующие регулировочные мероприятия.

При составлении оперативных планов используют исходную информацию о фактическом и ожидаемом поездном положении на станциях, подходе поездов с других подразделений, постановке локомотивов на осмотр и ремонт и др.

Анализ выполнения оборота по сети за 2005 г. показывает, что за полное его время один вагон в среднем перерабатывается 2,5--2,8 раза на сортировочных станциях и 0,75--1,25 раза на участковых. При этом транзитный вагон без переработки проходит от одной станции с технической работой по другой в среднем 367 км, а транзитный вагон с переработкой -- только 140--150 км.

В процессе оборота грузовой вагон находится в движении только 22% общего времени, а остальное время на станциях: 9% на промежуточных, 37% на технических, 32% под грузовыми операциями.

Значительный объем переработки вагонопотоков осваивается сортировочными станциями -- до 55%, на участковые приходится до 20%, грузовые и промежуточные -- 25% всего объема переработки. В то же время на сортировочных станциях механизировано и автоматизировано менее половины сортировочных горок. Кроме того, на многих станциях, и в первую очередь расположенных на магистральных направлениях, емкость сортировочных парков недостаточна для реализации оптимального плана формирования поездов и совмещения операций расформирования и формирования поездов.

Естественно, что на станциях, кроме потребного времени на собственно технологические операции, возникают дополнительные затраты времени в ожидании их выполнения, связанные с отсутствием свободных путей накопления, загрузкой сортировочных горок сверх допустимых размеров, несвоевременной подачей локомотивов, задержкой отправления поездов и другими причинами, многие из которых еще во многом происходят вследствие невысокого качества планирования и управления процессами перевозок на железных дорогах, отделениях и станциях.

Отрицательное влияние на простои вагонов на технических станциях и под грузовыми операциями, а также на участковую скорость оказывают недостатки в эксплуатационной работе и развозе местного груза. Задержки в развозе и подаче вагонов приводят к снижению выгрузки и погрузки и уменьшению сдачи порожних вагонов из-под выгрузки. В свою очередь, уменьшение погрузки и выгрузки вызывает снижение коэффициента местной работы, а срыв сдачи порожних и сокращение их приема -- снижение процента порожнего пробега и сокращение рейса вагона. Таким образом, замедление скорости движения, увеличение времени нахождения вагонов на технических станциях и станциях погрузки и выгрузки приводят к замедлению оборота вагона. Есть немало примеров, когда при выполнении заданий по всем элементам оборота из-за удлинения рейса и увеличения коэффициента местной работы, т. е. причин, не зависящих от усилий коллективов отделений и станций, общий показатель оказывается невыполненным.

Для решения задачи совершенствования сменно-суточного планирования эксплуатационных показателей большое значение имеет наличие необходимой информации о перевозочном процессе. Для этих целей возможно использование данных АСОУП. Пусковой комплекс задач АСОУП включают общественные программы ввода, контроля и технологической обработки телеграмм-натурных листов, сведений-корректировок ТГНЛ, в том числе по признакам отцепок:

групп вагонов и сообщений об операциях с поездами на станции, дороге (прибытие, отправление, расформирование и т.п.);

программ введения соответствующих массивов банка данных (поездной модели дороги и нормативно-справочной информации);

прикладные программы, позволяющие автоматизировать обращение телеграммы-натурного листа и произведенной информации в составе поездов;

вести накопление показателей учета перехода поездов, вагонов и контейнеров и форматировать соответствующие выходные формы для потребителей.

Пусковой комплекс АСОУП ориентирован на поэтапное внедрение сбора и обработки в ДВЦ телеграмм-натурных листов. На начальных этапах к дорожному вычислительному центру следует подключать станции опытного полигона, на последующих расширить этот полигон и на заключительном этапе в дорожно-вычислительном центре должен быть создан банк данных о всех поездах находящихся на полигоне дороги. В связи с этим, функциональная часть пускового комплекса АСОУП должна включать те задачи, которые связаны с обработкой отдельных телеграмм-натурных листов и не требует наличия в ДВЦ полного банка телеграмм натурных листов. Перечень этих функциональных задач приведен в таблице 2.5.

На основе банка ТГНЛ и сведений об операциях с поездами решается целый ряд других важнейших задач АСОУП (система слежения за состоянием и продвижением отдельных единиц подвижного состава, текущее планирование работы сортировочных станций дороги и т.п.). После завершения разработки этих задач и освоение дорожным ВЦ достаточного объема ТГНЛ и сведений об операциях с поездами все эти задачи могут внедряться на информационной базе пускового комплекса АСОУП.

В АСОУП ставятся следующие задачи:

1. Учет перехода поездов вагонов и контейнеров через стыковые пункты (УПВ).

Комплекс УПВ разрабатывается в соответствии с техническими задачами и включает следующий набор задач:

- оперативный учет перехода поездов по стыкам и выдачей информации руководству дороги, работникам службы движения, отделения перевозок, станции по 3-6-ти часовым периодам и последующий почасовой учет;

- автоматизация составление отчетов ДО-1, ДО -3, ДО-15 по стыковым пунктам;

Таблица 2.5 Перечень функциональных задач пускового комплекса АСОУП

Наименование задач (комплекс задач)	Наименование выходных документов	Наименование потребителей
Учет перехода поездов, вагонов и контейнеров через стыковые пункты	1) отчеты ДО-1,15,16 2) Оперативные справки по учету перехода поездов, вагонов и контейнеров	Операторы техконтор, пунктов учета перехода НОУ, НЧ, НОДН, НОДМ, НОДУ, Д, М, НЧ.
2) Обеспечение станции и грузополучателей оперативной информацией о подходе вагонов под выгрузку	1) справка о подходе поездов и вагонов под выгрузку	Информация опорных станций и отделений
3) Подготовка справок о поездах для диспетчерского аппарата	1) справка о поезде для ДНЦ 2) справка о поезде для ДГП	ДНЦ ДГП
4)Подготовка технологических данных для станции формирования поездов и попутных технических станций	1) натурный лист поезда 2) итоговая часть натурного листа 3) справка для заполнения маршрута машиниста по Ф ТУ-З 4) справка для заполнения маршрута машиниста по Ф ТУ-ЗВЦ 5) справка о распределении груженых вагонов по назначениям	Оператор технической станции формирования Машинист локомотива Оператор техконторы по учету
5)Подготовка технологических документов для станции назначения поездов	1) телеграмма-натурный лист 2) размеченная телеграмма-натурный лист ТГНЛ 3) сортировочный листок 4) справка для работников ПТО о местах разъединения автоматизиров. рукавов вагонов 5) накопительная ведомость 6) справка о наличии вагонов в поезде по НПФ	АСУСС Оператор тех-конторы станции назначе-ния ДСЦ, ДСПГ и другие работники занимающиеся расформированием сост-авовРаботники ПТО, парка станции назначения. Операторы-накопители техконторы ст. назначения ДСЦ
6) Контроль нарушений плана формирования грузовых поездов	1) справка о нарушениях плана формирования поездов за сутки 2) итоговая справка о нарушениях плана формирования грузовых поездов за месяц 3) Оперативные данные о нарушениях плана формирования	Станция формирования , отделение, РГП Станция формирования
7) Контроль за полновесностью и полносоставностью грузовых поездов	1) справка о неполновесности и неполносоставности поездов 2) Итоговая справка о неполновесности и неполносоставности поездов	Станция формирования, отделение Станция формирования НОД, Д.

- учет груженых маршрутов следования поездов с составлением отчета ДО-21;

- учет вагонопотоков по назначениям с подготовкой отчета ДО-16 по приему вагонов с соседних дорог.

Оперативный учет перехода поездов, вагонов и контейнеров ведет автоматизированное формирование по каждому стыку следующих показателей:

- прием-сдача вагонов по роду подвижного состава и по состоянию груженых, порожних, нерабочего парка;

- прием груженых вагонов, местных по отделениям с выделением отдельных родов подвижного состава, транзитных по выходным пунктам дороги;

- прием вагонов с грузом по выделенным родам груза и пограничным передаточным пунктам;

- прием сдача контейнеров средне-, крупнотоннажных, груженных и порожних.

Аналогичные показатели считаются в сумме по всем стыковым пунктам дороги, отделения перевозок.

Учет приема-сдачи контейнеров является первой очередью системы учета контейнерного парка дороги.

Периодичность расчета показателей устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации и периодичности сбора исходной информации.

Автоматизация составления отчетов ДО-1, ДО-3, ДО-15 предлагает формирование в ЭВМ установленных оперативных отчетов по каждому стыковому пункту и передачу этих отчетов в комплекс задач ДИСКОР-1, где должна производится их дальнейшая обработка, в том числе формирование сводных отчетов по дороге, отделению и накоплению соответствующих декадных и месячных отчетов. На первом этапе внедрения суточные отчеты ДО-1, ДО-3, ДО-15 непосредственно в ДИСКОР-1 не передаются, а выдаются станциями учета перехода.

2) Обеспечение станции и грузополучателей оперативной информацией о подходе вагонов под выгрузку.

Предварительная информация станции и грузополучателей, включая приграничные и припортовые станции, о подходе грузов необходима для современного планирования работы взаимодействующих видов транспорта, подготовки погрузочно-разгрузочных механизмов, фронтов погрузки-выгрузки к предстоящему производству грузовых операций с учетом минимизации простоя вагонов автомобилей, судов для обеспечения лучшей возможности организации перегрузки судов по прямым вариантам: вагон - автомобиль, вагон - судно, вагон - вагон.

Опыт показывает, что при организации предварительной информации появляется возможность сократить простой вагонов под грузовыми операциями на 4 - 5 %.

Справки формируются периодически, в них включаются данные из телеграмм-натурных листов и сведения о прицепках станции выгрузки, код грузополучателя, количество вагонов в группе, номер головного вагона в группе, вес груза, номер и индекс поезда. С использованием специальной НСИ ЭВМ рассчитывает прогнозное время прибытия вагонов на станцию выгрузки. Обе справки выдаются пользователями по запросу 214.

3) Подготовка справок о поездах для диспетчерского аппарата.

Подготовка справок о поездах для диспетчерского аппарата реализуется на уровне ДВЦ и включает в себя три задачи:

- подготовка справок о поездах для ДНЦ,

- подготовка справок о поездах для ДГП,

- подготовка справок о поездах для ДСП.

Первая задача решается по мере появления поездов на участке поездного диспетчера. Справка о поезде должна быть получена ДНЦ, как правило, до отправления поезда со станции формирования находящегося на участке диспетчера или поступления поезда с соседних диспетчерских участков. Эта справка используется ДНЦ в качестве приложения к графику исполненного движения поездов.

Вторая задача решается с установленной на дороге периодичностью. Справка содержит сведения о всех поездах, появившихся на станциях круга ДГП. Данные о каждом в этой справке является подмножеством данных справки ДНЦ.

Третья задача решается по мере поступления сообщений об отправленных поездах с предыдущей технической станции.

4) Подготовка технологических документов для станции формирования поездов и попутных технических станций должна осуществляться по ТГНЛ, передаваемой до отправления поезда с проверенного листка учета накопления.

5) Подготовка технологических документов для станции назначения поездов, не имеющих АСУ.

На станции назначения поездов, не имеющих АСУ, целесообразно передавать не обычную ТГНЛ, а набор технологических документов, ориентированных на потребность отдельных работников станции. К таким документам относятся:

- размеченная телеграмма- натурный лист,

- сортировочный листок,

- справка для работников ПТО о местах разъединения автотормоных вагонов,

- накопительная ведомость.

Подготовка этих документов с использованием ЭВМ ДВЦ позволит сократить трудозатраты работников станции не менее, чем на 15-20 минут на каждый поезд, поступивший в расформирование.

За работниками станции остается сверка состава поезда по прибытию с данными размеченной ТГНЛ и необходимая корректировка указанных выше технологических документов по результатам этой сверки и при изменении состава поезда в парке прибытия.

6) Контроль нарушений плана формирования грузовых поездов.

Задача контроля нарушений плана формирования грузовых поездов с использованием ЭВМ связана со сбором в ДВЦ телеграмм-натурных листов на контролируемые поезда и организацию в памяти ЭВМ ИСИ по планам формирования.

Порядок контроля форм выходных документов по задаче определяется техническими требованиями.

Контроль нарушения должен выполняться по всем поездам своего формирования, а также по поездам, поступившим с других дорог в расформировании на данную дорогу.

Сведения о нарушениях, ошибках, должно включаться в общее диагностическое сообщение.

Результаты контроля, сведения о нарушениях плана формирования, если они не устранены на станции, накапливаются в специальном массиве информации о поездах с нарушением плана формирования. После окончания суток смене может выдаваться по запросу на станцию формирования, в отделение перевозок и службу движения справка о нарушениях плана формирования поездов за сутки, а по окончании месяца - итоговая справка о нарушениях плана формирования грузовых поездов.

7) Контроль за полновесностью и полносоставностью грузовых поездов.

Неполновесные и неполносоставные поезда возникают на станциях формирования и в пути следования. Поэтому контроль полновесности и полносоставности поездов необходимо осуществлять во всех грузовых поездах как по поступлению ТГНЛ на формированные поезда, так и по поступлению сообщений о прицепках и отцепках групп вагонов.

Если в результате контроля обнаружены неполновесные и неполносоставные поезда, сведения о них включаются в диагностические сообщения, результаты контроля накапливаются в специальном массиве информации и после окончания суток, смене могут выдаваться по запросу станции формирования в виде справки о неполновесности и неполносоставности поезда.

Описанные технологические возможности, заложенные в пусковом комплексе АСОУП, позволяют довольно гибко проектировать конкретную технологию функционирования системы на каждом из отделений сети.

3. Охрана труда и экологическая безопасность

3.1 Борьба с шумом на железнодорожном транспорте. Физические характеристики и измерение шума

Интенсивный шум неблагоприятно действует на организм человека и может явиться причиной профессиональных и производственно обусловленных заболеваний. При работе в условиях шума снижается производительность труда. Шум притупляет внимание, замедляет реакцию человека на те или иные раздражители, мешает восприятию полезных сигналов, что особенно опасно на работах, связанных с движением поездов. Он нарушает комфорт пассажиров и является источником беспокойства для населения в расположенных вблизи железнодорожных объектов населенных пунктах.

Уменьшение воздействия шума до допустимых величин - одно из непременных условий оздоровления условий труда и охраны окружающей среды.

Вопросы борьбы с шумом должны решаться на стадии проектирования машин, транспортных средств, оборудования, зданий, сооружений, населенных пунктов, а также в процессе изготовления, испытания, приемки, эксплуатации и ремонта этих объектов.

Борьба с шумом не только имеет социальное и медико-гигиеническое значение, но и важна с экономической точки зрения. Как и любой другой вредный производственный фактор, шум влечет за собой экономические потери. Исследования, проведенные как в нашей стране, так и за рубежом, показали, что уменьшение шума повышает производительность труда, способствует улучшению качества продукции, снижает заболеваемость и связанные с нею потери, способствует уменьшению текучести кадров и обусловленных ею расходов. Машины, средства транспорта, другое оборудование, отличающиеся меньшим уровнем шума, являются более конкурентоспособными на международных рынках.

Шумом называются звуки, мешающие восприятию полезных звуков или нарушающие тишину, а также звуки, оказывающие вредное или раздражающее действие на организм человека.

В качестве основных величин, используемых для нормирования шума и расчётов по шумоглушению, принимают звуковое давление в паскалях и его уровень в децибелах.

Звуковое давление р - разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при прохождении через эту точку звуковых волн и средним давлением, которое наблюдается в этой же точке при отсутствии звука. Звуковое давление, воздействуя на барабанную перепонку, вызывает её деформацию, являющуюся, в конечном счёте первым звеном в восприятии звука человеком.

Если за восьмичасовой рабочий день уровень звукового давления на рабочем месте изменяется не более чем на 5 дБ, то шум называют постоянным, а в противном случае непостоянным.

Непостоянный шум в свою очередь подразделяют на колеблющийся во времени, если уровень звукового давления непрерывно изменяется (например, шум в кузовном отделении вагонного депо, шум дорожного движения, шум проходящего по рельсам подвижного состава и т.п.); прерывистый, если уровень звукового давления резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течении которых уровень давления остается постоянным и превышает уровень фона, составляет 1с и более (например, шум выброса сжатого из ресивера компрессора, шум одиночной шлифовальной машины и т.п.); импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1с (например, шум при забивании гвоздей молотком и т.п.).

Частотный состав шума характеризует его спектр. Спектром шума называют зависимость уровней звукового давления в частотных полосах от средних частот этих полос. Спектр можно представить либо в виде таблицы, либо графически в виде ломаной линии [12].

Спектр, а следовательно, и шум, которому он соответствует, может быть низкочастотным (максимум уровня звукового давления находится в области частот ниже 300 Гц), среднечастотным (область частот от 300 до 800 Гц) и высокочастотным (область частот более 800 Гц).

Звук с частотами ниже 20 Гц называют инфразвуком, а с частотой выше 20 Гц - ультразвуком. Эти звуки не слышимы для человека.

Шум называют тональным, если в нём прослушивается звук определенной частоты. В противном случае он будет широкополосным. Пример тонального шума - сигнал локомотива, а широкополосного - шум водопада, шум подвижного состава.

Важной характеристикой звукового (шумового) поля (т.е. области пространства, в которой наблюдается шум), помимо звукового давления и частоты, является интенсивность звука. Она представляет собой поток энергии, переносимой звуковыми волнами в единицу времени через площадку 1м², ориентированную перпендикулярно направлению звукового луча. Интенсивность звука - векторная величина, измеряемая в Вт/м².

Для измерения шума и его спектра применяют шумомеры с соответствующими фильтрами и частотные анализаторы.

Измерение шума проводят для контроля соответствия фактических его уровней на рабочих местах установленным нормам, для оценки шумового режима в помещениях, разработки мероприятий по снижению шума и оценки их эффективности [16].

3.2 Действие шума на человека и его нормирование

Звук с уровнем звукового давления менее некоторой величины, называемой порогом слышимости, не воспринимается человеком. Порог слышимости у каждого человека различен и зависит от возраста, состояния слуха, утомления, индивидуальных особенностей организма, а также от частоты звука (на низких и очень высоких частотах он повышается). На низких частотах чувствительность слуха ниже, чем на высоких.

Различают пять ступеней действия шума на человека в зависимости от уровня звукового давления. Если уровень звукового давления ниже порога слышимости, что соответствует полной тишине (первая ступень действия шума), то человек ощущает психологический дискомфорт. Он невольно прислушивается к шуму своего дыхания, процесса пищеварения и т.п. В природе такие условия практически не встречаются. Обычно человека окружает нормальный, привычный для него шумовой фон (вторая ступень действия шума) с уровнями звукового давления на средних частотах 15-35 дБ. Такой шум необходим для нормальной жизнедеятельности.

При увеличении уровня звукового давления до 40-70 дБ наступает третья, психологическая, область действия шума. Этот шум, особенно если он неконтролируем и несет определенную информацию, оказывает раздражающее действие, не изменяя функций слуха и не мешая восприятию полезных сигналов. Он может снизить производительность умственного труда, ухудшить самочувствие. Примером такого шума являются мешающая музыка или разговор, шум санитарно-технического или инженерного оборудования зданий и т.д.

Уровни звуковых давлений 75-120 дБ (четвёртая область действия шума), характерные для производственных и транспортных шумов, производят неблагоприятное физиологическое действие. В этом случае значительно раньше, чем поражается орган слуха, страдает центральная нервная система (ее вегетативная область) и сердечно-сосудистая система. Работники, подвергающиеся воздействию такого шума, часто жалуются на раздражительность, головные боли, снижение внимания и памяти, сонливость, повышенную утомляемость, нарушения сна, иногда - на головокружение. Они чаще болеют гипертонией или гипотонией, язвенной болезнью, колитами и гастритами, неврозами. У них чаще и скорее развивается профессиональная тугоухость.

Постоянный шум с уровнями звукового давления более 120 дБ, а также импульсный шум с уровнями, превышающими 150 дБ при длительности воздействия 100 мс и 160 дБ при длительности воздействия 5 мс, могут привести к акустической травме в виде значительного понижения слуха (пятая ступень действия шума). При постоянном шуме с уровнями 170 дБ и выше и импульсном шуме с уровнями 180 дБ и выше может наступить контузия, и даже смерть.

Одновременное воздействие наряду с шумом других вредных факторов (вибрации, запыленности и загазованности воздуха, плохой освещенности, и т.п.) усугубляет неблагоприятное влияние шума на человека.

Вредность шума как фактора производственной среды и среды обитания человека приводит к необходимости ограничивать его уровни. Санитарные уровни шума нормируют двумя способами - методом предельных спектров (ПС) и методом уровня звука.

Метод предельных спектров, применяемый для нормирования постоянного шума, предусматривает ограничение уровней звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Совокупность этих предельных октавных уровней называют предельным спектром. Обозначают тот или иной предельный спектр уровнем его звукового давления на частоте 1000 Гц. Например, «ПС-80» означает, что данный предельный спектр имеет на частоте 1000 Гц уровень звукового давления 80 дБ. На частоте 63 Гц уровень для этого спектра равен 99 дБ, а на частоте 8000 Гц - 74 дБ.

Метод уровней звука применяют для нормирования непостоянного шума, например, внешнего шума транспортных средств, городского шума. При этом методе измеряют скорректированный по частоте общий уровень звукового давления во всем диапазоне частот, соответствующем перечисленным выше октавным полосам. Измеряемый таким образом уровень звука позволяет характеризовать величину шума не восемью цифрами уровней звукового давления, как в методе предельных спектров, а одной. Измеряют уровень звука в децибелах А (дБ А) шумомером со стандартной корректированной частотной характеристикой, в котором при помощи соответствующих фильтров снижена чувствительность на низких частотах [12].

В табл. 3.1. приведены нормы предельно допустимого шума в некоторых помещениях и средствах транспорта.

Для тонального шума, поскольку он более неприятен для человека, чем широкополосный, допустимые уровни уменьшают на 5дБ.

Зоны с уровнем звука выше 85 дБ А обозначают знаками безопасности. Работающих в этих зонах администрация обязана обеспечить средствами индивидуальной защиты. Недопустимо даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления более 135 дБ в любой октавной полосе.

На предприятиях, в организациях и учреждениях производят систематический контроль уровней шума на рабочих местах и устанавливают правила безопасной работы в шумных условиях.

Таблица 3.1 Нормы предельно допустимого шума

Рабочие места	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБ А
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Производственные помещения
Помещения управления, рабочие комнаты	79	70	68	58	55	52	50	49	60
Кабины наблюдения и дистанционного управления: без речевой связи по телефону с речевой связью по телефону	94 83	87 74	82 68	78 63	75 60	73 57	71 55	70 54	80 65
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий	99	92	86	83	80	78	76	74	85
Подвижной состав железнодорожного транспорта
Кабины машиниста тепловозов, электровозов и т.п.	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Межобластные вагоны и вагоны-рестораны	87	79	72	68	65	63	61	59	70
Селитебная территория
Территория новой жилой застройки: днём ночью	77 67	67 57	59 49	54 44	50 40	47 37	45 35	43 33	55 45

3.3 Источники шума и шумовые характеристики

Шум по происхождению делят на механический, аэродинамический, гидродинамический и электромагнитный.

Источниками механического шума являются механические вибрации.

Источниками аэродинамического шума могут быть нестационарные явления при течении газов и жидкостей. Меры борьбы с аэродинамическим шумом в источнике его возникновения состоят прежде всего в правильном выборе параметров установок.

В гидродинамических установках (насосы, турбины) следует избегать возникновения кавитации, вызывающей гидродинамический шум.

Источниками электромагнитного шума являются механические колебания электротехнических устройств, возбуждаемые переменными магнитными и электрическими полями. К методам борьбы с этим шумом относят применение ферромагнитных материалов с малой магнитострикцией, уменьшение плотностей магнитных потоков в электрических машинах за счёт надлежащего выбора их параметров, хорошую затяжку пакетов пластин в сердечниках трансформаторов, дросселей, якорей двигателей и т.п.; косые пазы для обмоток в статорах и роторах машин, уменьшающие импульсы сил взаимодействия обмоток и растягивающие эти импульсы во времени [16].

Предельно допустимые шумовые характеристики (т.е. максимальный уровень звука внешнего шума при движении мимо точки измерений) некоторых средств транспорта приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2 Предельно допустимые шумовые характеристики

Вид транспортного средства	Режим движения	Величина опорного радиуса, м	Допустимый уровень звука, дБ А
Грузовые автомобили с массой от 3,5 до 12 т	Вторая передача, скорость ? конструкционной, режим максимального газа	7,5	89
Легковые автомобили	То же	7,5	84
Магистральные тепловозы	Скорость ? конструкционной	25	84
Маневровые тепловозы	То же	25	78

Шум измеряют на расстоянии 25 м от оси пути при скорости движения, равной ? конструкционной скорости. При этом должны быть соблюдены требования к состоянию машины, режиму её движения, характеру дороги и окружающей местности, а так же к измерительной аппаратуре, определенные ГОСТ 19358 - 74 и 20444 - 75.

Шумовые характеристики обязательно устанавливают в стандартах или технических условиях на машины и указывают в их паспортах. Значения шумовых характеристик устанавливают исходя из требований обеспечения на рабочих местах, селитебной территории и в зданиях допустимых уровней шума.

3.4 Расчёт ожидаемого уровня шума и требуемой эффективности мероприятий по шумоглушению

Снизить шум в источнике его возникновения таким образом, чтобы на рабочем месте он не превышал допустимого, при современном уровне развития техники удается далеко не всегда. Поэтому приходится принимать меры для уменьшения шума на путях его распространения между источником и рабочим местом.

Имеются источник шума 1 с октавной звуковой мощностью Р и рабочее место (расчётная точка в помещении) 4, для которого рассчитываю уровень звукового давления L_{р пр 3}.

Звуковая энергия, излучаемая источником шума, распределяется по замкнутой поверхности S, окружающей источник и проходящей через расчётную точку. По пути эта энергия ослабляется в в раз вследствие потерь в ограждении 3, атмосфере, зеленых насаждениях и т.п.

Основная формула акустического расчёта имеет вид:

L = L₁ = L_р + 10lg•Ц - 10lg•S/S₀ - ?L_р, дБ (3.1)

где L_р - уровень звуковой мощности шума, дБ;

S₀ - единичная площадь, равная 1 м²;

S = 2•r² - замкнутая поверхность по которой распределяется шум, м²;

где r - расстояние от источника шума до поверхности сферы, равное 30 м;

?L_р = 10lg?в - ослабление звуковой энергии по пути от источника шума до расчётной точки за счёт её отражения и перехода в другие формы энергии (как правило, в теплоту), дБ;

где в = 6 дБ/км - затухание звука в атмосфере;

Ц - фактор направленности источника, равный 1.

L_р = 10•lgP/P₀, (3.2)

где P - звуковая мощность, характеризующая количество энергии, равная ? 70 Вт;

P₀ - пороговое значение звуковой мощности, равное 10^-12 Вт.

L_р = 10•lg 70 / 10^-12 = 2082 дБ;

S = 2 • 3,14 • 900 = 5652 м²;

?L_р = 10•lg 6 = 8 дБ;

L₂ = 2082 + 10•lg 1 - 10•lg 5652 / 1 - 8 = 2052 дБ.

Октавный уровень звуковой мощности шума L_{р пр} прошедшего через преграду определяю по формуле:

L_{р пр} = L + 10?lg Ц - ?L_{р пр} - д_д, дБ (3.3)

где ?L_{р пр} - снижение уровня звуковой мощности шума при прохождении звука через преграду, дБ, ?L_{р пр} = R;

где R - изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией;

д_д -поправка, учитывающая характер звукового поля, в данном случае д_д=0;

R₃ = L₃ + 10•lg S_п - 10•lg В + 6 - L_доп + 10•lg n + R₂, дБ; (3.4)

где S_п - площадь ограждающей конструкции через которую проникает шум, S₃ ? 3,2 м²;

L_доп - допустимый октавный уровень звукового давления, равный 60 дБ (табл. 3.1.);

n -общее количество ограждающих конструкций (оконное стекло), равно 2;

R₂ = 1 дБ, - изоляция воздушного шума в зеленых насаждениях;

В - постоянная помещения, равная на среднегеометрической частоте 1000 Гц, 40;

?L_{р пр 3} = R₃ = 2052 + 10•lg 3,2 - 10•lg 40 + 6 - 60 + 10•lg 2 + 1 = 1991 дБ;

L_{р пр 3} = 2052 + 10•lg 1 - 1991 - 0 = 61 дБ;

К основным направлениям борьбы с шумом техническими средствами относятся:

1) уменьшение звуковой мощности источника;

2) использование направленности источника (или выходного отверстия присоединенного к источнику трубопровода) таким образом, чтобы максимум характеристики направленности был обращен либо вверх, либо в сторону зданий или участка местности, для которых допустимый уровень шума наиболее высок или не нормируется;

3) увеличение площади замкнутой поверхности S, на которую распределяется звуковая мощность источника, что достигается при помощи архитектурно-планировочных решений (источники шума следует размещать как можно дальше от рабочих мест);

4) увеличение ослабления звуковой энергии ?L_р между источником шума и рабочим местом посредством звукоизолирующих преград (стены, перекрытия, кожуха, кабины наблюдения и т.п.), звукопоглощающих облицовок и звукопоглощающих конструкций, экранов, глушителей, виброизоляторов. Средства индивидуальной защиты также увеличивают ?L_р.

Определив октавные уровень L_{р пр 3} на рабочем месте расчётным путем, нахожу требуемое снижение октавных уровней звукового давления по формуле:

?L_треб = L_{р пр 3} - L_доп, дБ; (3.6)

?L_треб = 61 - 60 = 1 дБ.

Пути повышения звукоизоляции:

применение ограждений, состоящих из двух и более слоев, разделенных воздушным промежутком или слоем легкого волокнистого материала;

ликвидация всякого рода неплотностей и щелей, особенно в дверях и окнах, а также в местах сопряжения различных конструкций (например, примыкание перекрытия к стене);

уплотнение притворов, двойным и тройным остеклением, устройством тамбуров у дверей и др., т.е. тщательной звукоизоляцией «слабого звена» ограждений - окон и дверей.

3.5 Экологическая безопасность

При интенсивном железнодорожном движении ухудшаются санитарно-гигиенические условия для населения и участников дорожного движения. Результаты исследования показывают, что в течение коротких периодов концентрация окиси углерода на железнодорожных магистралях достигает 500 мг/м3. Наблюдения показывают, что вдыхание окиси углерода при ее концентрации в воздухе в 6 мг/м³ вызывает изменения световой и цветовой чувствительности глаз, изменяется содержание различных веществ в крови, влечет за собой другие отрицательные последствия.

Предел безопасной для человека концентрации окиси углерода в воздухе составляет концентрация в 3 мг/м³. Отрицательное воздействие на окружающую среду оказывают выбросы автомобилей, содержащие бензапирен и свинец. Если принять содержание бензапирена в почвах в 3 км от дороги за эталон, то его концентрация возрастает в 3-4 раза на расстоянии 100 м; и в 5-10 раз в 20м от проезжей части. Глубина проникания бензапирена в почву достигает 1,5-2 метров. Особенно опасно наличие соединений свинца. Около 1 тонны свинца 1000 двигателей за год выбрасывает в атмосферу, в том числе около 40% находится во взвешенном состоянии, а 30% попадает на почву. Пробы грунта показали, что вблизи дороги оседает около 50% свинца.

Концентрация свинца в воздухе достигает 0,05-0,5 мг/м3, свинец оседает на проезжую часть, он попадает в почву, воду, на растения. У дороги концентрация свинца в почве достигает 50-100 мл/м3 почвы, на расстоянии 100 м она равна 1,2 мл/м3. Если принять содержание свинца за 100% на расстоянии 5 м от дороги, то она на расстоянии 10 м снижается до 10-15%, а на расстоянии 20 м составляет 5%.

Вышеперечисленные ВПФ возникают при работе бензиновых двигателей, при работе дизельных двигателей добавляется кроме окиси углерода еще и окислы азота и альдегиды.

Концентрация вредных веществ от выхлопных газов в атмосферном воздухе подвержена большим колебаниям и зависит от следующих факторов:

интенсивность движения;

степень озеленения обочин;

рельеф и застройка обочин;

метеорологические условия.

При частой температурной инверсии может появиться фотохимический туман, который вызывает снижение памяти у людей, патологии легких, сердечные осложнения, одышку, головные боли, импотенцию, раздражение слизистой оболочки глаз, дорожно-транспортные происшествия, заторы на городских улицах и магистралях.

Ухудшение санитарно-гигиенических условий является следствием пренебрежения требованиям экологических законов. Из известных ВПФ необходимо учитывать задымленность воздуха, пары серной кислоты, аэрозоли свинца и его окислы, пыль от резины, избытки тепла от марганца, пары растворителей, неприятные запахи. Все вышеперечисленные ВПФ образуются в том или ином количестве на различных сопутствующих промышленных предприятиях железнодорожного комплекса и накладываются на ВПФ от железнодорожного транспорта, могут сделать жизнь людей, животных и растений невозможной [19].

3.6 Нормирование опасных и вредных факторов

Нормативные уровни вредных факторов, поступающих в окружающую среду. В Республике Казахстан в настоящее время действуют допустимые нормы вредных производственных факторов, принятые с начала 80-х годов и действующие до настоящего времени.

В нормах ВПФ существуют следующие понятия: ПДК - это такие предельно-допустимые концентрации, при которых человек в течение всей своей жизни не получает никаких вредных воздействий для организма. Они определены и нормированы для всех токсичных веществ и измеряются в мг/м3 воздуха или воды или почвы.

ПДВ - предельно-допустимый выброс вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени в месте, выбрасываемых вместе с отработавшими газами двигателей.

ПДВ в случае суммации выбросов от других источников загрязнения (промышленные предприятия, электростанции, котельные) не должен создавать концентрацию токсичных веществ, превышающую ПДК. В ряде случаев превышение ПДК в воздухе неизбежно, в этом случае по согласованию с органами Минздрава назначаются ВСВ - временно-согласованные выбросы для некоторых веществ.

Снижение токсичности ОГ на железнодорожном транспорте связано с необходимостью решению сложных технических и организационно-технологических проблем, таких как: оптимизация дорожного движения транспортных средств, разработка индустриальных методов и прогрессивных технологий в сфере технической эксплуатации автотранспорта.

Предельно-допустимые концентрации в воздушную среду приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в воздухе производственных помещений и атмосферном воздухе населенных мест

Загрязняющее вещество	Предельно допустимые концентрации, мг/м3
	рабочей зоны	максимально разовая	среднесуточная
1. Азота диоксид	5,0	0,085	0,085
2. Аммиак	20	0,2	0,2
3. Ацетон	200	0,35	0,35
4. Бензол	5,0	1,5	0,8
5. Дихлорэтан	10	3,0	1,0
6. Метанол	5,0	1,0	0,5
7. Пыль Нетоксичная (известняк)	6	0,5	0,05
8. Сероводород	10	0,008	0,008
9. Серы диоксид	10	0,5	0,05
10. Фенол	5	0,01	0,01
11. Формальдегид	0,5	0,035	0,012
12. Хлор	1,0	0,1	0,03
13. Этанол	1000	5	5

4. Расчетная часть: расчет эксплуатационных расходов

4.1 Структура и классификация эксплуатационных расходов

План эксплуатационных расходов разрабатывается на основе плана перевозок, плана работы подвижного состава, плана по труду и других разделов плана экономического и социального развития. В нем предусматривается обеспечение запланированного объема перевозок необходимым фондом оплаты труда, денежными средствами на материалы, топливо, электроэнергию и другие расходы. Составляется план эксплуатационных расходов по сети в целом, железным дорогам, отделениям перевозок и предприятиям.

Эксплуатационные расходы железных дорог состоят из следующих элементов затрат: затраты на оплату труда, отчисления на социальные нужды, расходы на материалы и прочие материальные затраты, топливо, энергию, амортизацию основных фондов отчисления в ремонтный фонд, прочие затраты. Группировка расходов по элементам затрат осуществляется как при составлении плана, так и при учете фактических затрат.

По элементу "Затраты на оплату труда" отражают расходы на оплату труда основного производственного персонала предприятия, а также затраты на оплату труда на состоящих в штате предприятия работников, занятых в эксплуатационной деятельности.

По элементу "Отчисления на социальные нужды" отражают обязательные отчисления на государственное социальное страхование, в пенсионный фонд, государственный фонд занятости населения, на медицинское страхование работников. В затратах на материалы учитывают стоимость покупных материалов, используемых в процессе производства продукции (работ, услуг), на содержание и ремонт подвижного состава, постоянных устройств, оборудования, зданий и сооружений, а также стоимость запасных частей для ремонта подвижного состава и других машин и оборудования, элементов верхнего строения пути, износ спецодежды и малоценных предметов и др.

В затратах на топливо отражают стоимость приобретенного топлива всех видов, расходуемого на тягу поездов, отопление зданий и другие технологические цели.

В затратах на энергию учитывают стоимость всех видов энергии (электрической, тепловой, сжатого воздуха и др.), расходуемой на передвижение поездов с электрической тягой и электросекций, на технологические, энергетические, осветительные и другие производственные нужды предприятия.

По элементу "Амортизация основных фондов" планируют и учитывают амортизационные отчисления на полное восстановлена основных фондов исходя из их балансовой стоимости и установленных норм.

К прочим расходам относят налоги, сборы, отчисления в специальные внебюджетные фонды, платежи по обязательному страхованию имущества предприятия, платежи по кредитам, затраты на командировки, подъемные, плату посторонним предприятиям за пожарную и сторожевую охрану, за подготовку и переподготовку кадров, оплату услуг связи, вычислительных центров, банков, отчисления в резерв на создание ремонтного фонда и др.