При неизменной интенсивности подхода поездов уменьшение горочного интервала приводит к уменьшению уровня загрузки горки, к увеличению ее резервов, позволяющих ей быстрее справляться с ликвидацией очередей составов, возникающих в периоды сгущенного подхода поездов. Однако снижение горочного интервала может потребовать определенных затрат: капиталовложений в новые устройства и механизмы и расходов на их содержание.

Для определения эффективности увеличения мощности горки надо сопоставить расходы на дополнительное ее усиление с экономией, получаемой от сокращения времени нахождения составов в системе расформирования. Сокращение времени нахождения составов в системе расформирования от уменьшения горочного интервала в часах

, (2.15)

где t_г, t_г__у - величина горочного интервала соответственно до и после усиления мощности горки;

t_c и t_c.y - время нахождения составов в системе расформирования до и после усиления мощности горки. Если горочный интервал и время обработки брать не в часах, а в минутах и учесть, что , то формула (2.15) примет вид

. (2.16)

Так, например, при суточном прибытии в расформирование N = 80 составов, коэффициенте вариации времени расформирования v_r = 0,4 сокращение горочного интервала с t_г = 13 мин до t_{г у} = = 12 мин снизит длительность нахождения состава в системе расформирования на величину

мин.

Расчет показывает, что сокращение горочного интервала на 1 мин снижает простой составов в системе расформирования на 6,7 мин., из которых 1 мин за счет самого процесса расформирования и 5,7 мин за счет простоя в ожидании этой операции. На рисунке 2.3 наглядно показана зависимость снижения времени нахождения составов в системе расформирования от сокращения горочного интервала на 1 мин. Прежде всего видно, что чем больше уровень загрузки горки, тем большее сокращение времени простоя дает 1 мин снижения горочного интервала.

Наклонная пунктирная линия показывает уровень загрузки = 0,8. Превышение этого уровня загрузки приводит к резкому сокращению простоя, что указывает на эффективность увеличения мощности загруженных горок.

Рисунок 2.3 Зависимость снижения времени нахождения составов в системе расформирования от сокращения горочного интервала на 1 мин

Совершенствование технологических процессов сортировочных станций осуществляется концентрацией операций и централизацией управления ее работой. Основным элементом, выполняющим решающие операции по переработке вагонов, являются сортировочные горки, где наиболее целесообразно сосредоточить и управление оперативной работой и осуществление остальных вспомогательных операций.

От мощности горки, ее перерабатывающей способности зависит успешность всей технологии станции и количественное выражение взаимодействия с потоком поступающих поездов. Основными факторами, влияющими на перерабатывающую способность горки, являются: величина составов, подлежащих расформированию, скорость роспуска, величина интервала между окончанием расформирования одного состава и началом последующего, что зависит от степени параллельности в выполнении операций при расформировании, величина перерывов в работе горки, а для двухпутных горок также и порядок их использования, т.е. для одиночного или параллельного роспуска cocтaвов.

2.3 Повышение взаимодействия станционных парков и прилегающих участков при полной и частичной переработке вагонопотока

Принятая технология частичной переработки составов (перелом массы) - отцепка или прицепка вагонов к транзитным поездам - вызывает на сортировочных станциях значительную дополнительную маневровую работу. Действительно, типовая технология предусматривает выполнять эти операции на путях транзитных или приемоотправочных парков. Однако замена групп, пополнение или уменьшение массы или длины составов требуют сложных и длительных маневров (передачи отцепленных групп вагонов в сортировочный парк, а прицепляемых - из сортировочного на пути транзитного или приемоотправочного парка). Поэтому, а также из-за сложности отцепки вагонов с техническими или коммерческими неисправностями (особенно, если таких вагонов несколько и они расположены в разных частях состава) составы, требующие частичной переработки, зачастую принимают в парк приема и перерабатывают на сортировочной горке при меньшей затрате времени. Но это вызывает потери перерабатывающей способности последней. Как показали наблюдения, занятие горки на 90 мин/сут операциями с транзитными поездами, требующими частичной переработки, снижает ее перерабатывающую способность для основного потока - транзитных составов с полной переработкой примерно на 400-500 вагонов в сутки.

Существенно снизить потери при работе с транзитными составами, требующими частичной переработки, удается при организации взаимодействия ее с полной переработкой. Суть такой технологии заключается в следующем. Транзитный состав, требующий частичной переработки (изменения массы или длины, переприцепки групп и др.), не перерабатывают на путях транзитных или отправочных парков, а переставляют из парка приема на соединительный путь, уложенный в обход основной горки, и направляют его «ядро» на один из крайних путей подгорочного парка одновременно с роспуском других составов по спускным путям горки. При этом маневровую работу по отцепке групп, а также вагонов с техническими или коммерческими неисправностями выполняют, используя вспомогательное сортировочное устройство (горку малой мощности), расположенное на обходном пути. При необходимости увеличить массу или длину транзитного состава его «ядро» из парка приема направляют на один из крайних путей сортировочного парка через вспомогательное сортировочное устройство и пополняют в процессе роспуска составов с основной горки.

Схема сортировочной горки со вспомогательным сортировочным устройством для частичной переработки транзитных составов изображена на рисунок 2.4. Основная сортировочная горка 1 имеет два спускных пути 2 и 3. На ответвлении от соединительного пути 4, уложенного в обход основной горки, сооружают вспомогательную горку малой мощности 5, работающую на крайний путь 6 сортировочного парка. Укладывают также пути 7 и 8 вспомогательного сортировочного устройства. Транзитные составы, подлежащие частичной переработке, надвигают из парка приема (П) горочным локомотивом по обходному пути 4 на вспомогательную горку 5. В процессе частичной переработки на вспомогательной горке «ядро» состава направляют на крайний путь 6 сортировочного парка. Вагоны, отцепляемые от состава, направляют на путь 8, а вагоны с техническими или коммерческими неисправностями - на путь 7. Эта маневровая работа производится без перерыва в процессе роспуска на основной горке.

При пополнении массы или состава транзитных поездов, замене групп «ядро» горочным локомотивом направляют на путь 6, а вагоны пополнения или прицепляемую группу направляют на этот же путь в процессе роспуска других составов до или после перестановки «ядра».

Весь транзитный состав с частичной переработкой в дальнейшем переставляют маневровым локомотивом, работающим на вытяжном пути, на пути парка отправления О или транзитного парка ТР. Отцепленные вагоны, направленные со вспомогательной горки на пути 7 и 8, периодически сортируют на основной горке. При необходимости вспомогательное сортировочное устройство можно располагать и с левой стороны сортировочного парка. На станциях, где ведется параллельный роспуск составов и имеется три и более спускных пути, роль вспомогательного сортировочного устройства может выполнять средний спускной путь.

Рисунок 2.4 Схема размещения в горочной горловине вспомогательного сортировочного устройства для частичной переработки транзитных составов

Частичную переработку составов выполняют поточно в тесном взаимодействии основного и дополнительного сортировочных устройств. При этом маневровые локомотивы горки и вытяжек выполняют маневровую работу, по своей структуре практически однородную с расформированием - формированием составов, требующих полной переработки.

Поскольку в парке приема полную обработку составов производят с отключением тормозов, необходимо проведение тяговых расчетов для определения режимов работы по передаче составов из парка приема в сортировочный. Наиболее трудным является случай движения по среднему спускному пути горки с большими уклонами. Определение времени прохода состава через горку нужно и для технико-экономических расчетов.

Тяговые расчеты должны учитывать тормозные усилия горочных замедлителей. Далее приводится методика расчетов для двух типов маневровых локомотивов ТЭМ2 и ТЭМ7 и следующих условий:

Приведенный расчетный профиль горки: надвижная часть - подъем 0,006 на длине 400 м, спускная часть - 0,012 на длине 400 м (высота горки 4,8 м);

Сортировочные пути: уклон в сторону вытяжных путей - 0,001 на длине 1200 м. длина состава 1000 м;

Масса состава - 2000, 3500 и 5000 т.

Тормозную силу замедлителей учитывают следующим образом. При пропуске целых составов через горку подтормаживают только 12 - 20% вагонов, т.е. при длине их 50 вагонов - от 6 до 10. поэтому в тяговых расчетах не совсем правильно принимать нормативные значения тормозной мощности замедлителей h_H ь. эн. В., установленные для торможения вагонов. Обычно

h_H =h - у_h,

где h - средняя тормозная мощность горочного замедлителя;

у_h - среднее квадратичное отклонение этой мощности.

При пропуске составов через горку надежность торможения должна быть достаточно высокой и соответствующей значению при



где - нормативное значение мощности замедлителя, принимаемое в тяговых расчетах;

- соответственно среднее значение и среднее квадратичное отклонение мощности замедлителя при торможении нескольких вагонов.

Известно, что h' = nh и , где n - число тормозимых вагонов. Коэффициент вариации тормозной мощности замедлителей близок к 0,25. Тогда Средняя мощность замедлителей, принимаемая в тяговых расчетах,

Подставляя в это выражение значения h и , получим:

При n = 6 h_ТЯГ = 0,93 м; при n = 10 h_ТЯГ = 1,04 м. Учитывая близость значений h_ТЯГ и h_Н для расчетов принимаем Переход от тормозной мощности замедлителя к удельной тормозной силе:

где l₃ - длина замедлителя.

Значение - нормативная удельная тормозная мощность, приходящаяся на 1 м тормозной длины замедлителя.

Путь движения состава от парка приема до остановки разобьем на три части: 1) по головному вагону от парка приема до горба горки; 2) по головному вагону от горба горки до такого положения состава, когда местонахождение локомотива обеспечивает роспуск следующего состава (принято, что при этом расстояние от локомотива, находящегося на путях горочной горловины, до горба горки равно 150 м); 3) проход состава полностью на сортировочный путь (принято, что скорость подхода состава к горбу горки составляет 2 м/с). Таким образом, устанавливают нормативы пропуска составов через горку (таблица 2.3).

Реализация предлагаемой технологии при тесном взаимодействии с полной и частичной переработкой составов экономически эффективна. Пропуск каждого состава в обход спускных путей дает экономию времени примерно 4,5 мин в работе горки (табл. 28), что обеспечивает прирост переработки

где г_Г - расчетный уровень загрузки горки;

t_ВАГ - затраты времени работы горки на роспуск одного вагона.

При г_Г = 0,75, t_ВАГ = 0,2 мин/вагон ДN ~34 вагона/сут.

Важное преимущество рассмотренной технологии - создание благоприятных предпосылок для автоматизации операций по частичной переработке составов.

Таблица 2.3. Нормативы пропуска составов через горку

Тип локомотива	Масса состава, т	Время движения состава (мин) по участкам	Доля состава, тормозимая замедлителями
		1	2	3	всего
ТЭМ2	2000 3500 5000	1,8 2,8 3,6	4,2 4,7 5,6	1,9 2,7 2,9	7,9 10,2 12,1	- 0,12 0,20
ТЭМ7	2000 3500 5000	1,6 2,0 2,4	4,2 4,2 4,5	1,6 2,3 2,9	7,4 8,5 9,8	- - 0,15

2.4 Совершенствование системы ЭЦ для повышения непрерывности выполнения операций

Системы электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ) значительно улучшили управление технологическими операциями. Современные системы маршрутно-релейной централизации (МРЦ) с дистанционным управлением в значительной степени обеспечивают непрерывность маневровых операций. Однако и такие системы ЭЦ требуют дальнейшего совершенствования. Загрузка в процессе работы дежурных по станциям (ДСП) вследствие большого числа маневровых операций на сортировочных станциях и особенностей управления системами ЭР (МРЦ) исключительно высока, что вызывает задержки в задании на пульте ЭЦ очередных маршрутов.

Расформирование одного состава требует задания 6-8 маршрутов передвижения поезда, локомотивов и состава - прибытие, заезд (несколько маршрутов), пропуск поездного локомотива в депо и др. Следовательно, на станциях с высокой загрузкой при поступлении в переработку, например, 120 поездов в сутки число задаваемых маршрутов составит 720-960. Практически же это число существенно больше из-за пропуска транзитных и пассажирских составов, маневров, связанных с дополнительной переработкой вагонов на горках, снабжением рефрижераторных вагонов топливом, завершением формирования составов и др. Сложность работы дежурных по постам ЭЦ в том, что поезда прибывают неравномерно в течение суток, маршруты во многих случаях можно задавать лишь последовательно, и часто они имеют срочный характер. Задержка в задании маршрута приводит к потере перерабатывающей способности станционных устройств. Дежурные по станции должны следить за окончанием того или иного передвижения, чтобы немедленно задать следующий маршрут. Уровень загрузки дежурных по постам ЭЦ

где - соответственно число задаваемых маршрутов и среднее время заданна их дежурным;

- соответственно число маршрутов, для которых ДСП должен определять момент окончания передвижения по показаниям пульта-табло, и среднее время контроля за движением составов (локомотивов, поездов) по маршруту;

- время телефонных переговоров;

- время заполнения документов и записей во вспомогательных журналах;

- период дежурства с учетом физиологических возможностей человека.

При этом 0,2 мин; 0,6n_М; 1,5 мин; 0,25 мин; 0,1 мин на один прибывающий поезд или один формируемый состав. Лишь благодаря параллельному выполнению различных действий дежурными по станциям <1. Перерывы в работе ДСП могут не возникать 6 ч и более, в такие периоды = 1. Часто возникают ситуации, когда требуется практически одновременно задавать маршруты в разных горловинах и при этом еще вести телефонные переговоры. Тогда и возникают ошибки в работе, задержки в задании маршрутов, что влечет за собой и задержки маневров. Натурными наблюдениями установлено, что дежурные по станциям вследствие высоких значении дополнительно увеличивают общее время маневровой работы в комплексе расформирования или формирования - отправления примерно на 10 с/состав. Следовательно, требует решения задача дальнейшего совершенствования систем ЭЦ для повышения: уровня взаимодействия станционных устройств.

Наиболее современные системы ЭЦ (МРЦ с дистанционным управлением) влияют лишь на , существенно его снижая. Однако анализ формулы показывает, что основную загрузку ДСП определяют . Их уменьшение возможно, например, при автоматизации управления маневровой работой, и, на первый взгляд, требуется решать задачу внедрения ЭВМ для управления заданием маневровых и поездных маршрутов. Однако анализ показывает, что в современных, условиях постановка такой задачи неправомерна, так как информационное обеспечение ее вызывает существенные трудности. Дело в том, что время начала выполнения и продолжительность технологических операций в парках приема и отправления весьма неопределенны. Задание в качестве расчетных средних величин продолжительности операций повлечет за собой потери пропускной и перерабатывающей способности станционных устройств, что недопустимо. Один из этапов совершенствования системы ЭЦ - максимальное сокращение за счет частичной автоматизации работы ДСП с помощью аппаратуры, обеспечивающей накопление различных маневровых и поездных маршрутов с последующим их автоматическим заданием. При внедрении системы ЭЦ с предварительным накоплением маршрутов (ПНМ) технология работы ДСП существенно меняется и сводится к тому, что после определения конкретного плана поездных и маневровых передвижений на возможный период он предварительно набирает эти маршруты. Дальнейшие действия ДСП носят контрольный характер. Система ПНМ должна:

§ запоминать маршруты в очередности их выполнения по предварительному набору ДСП;

§ контролировать окончание фактически выполняемых поездных и маневровых операций в пределах планируемого маршрута;

§ задавать маршруты, поступающие в память ПНМ, на аппаратуре ЭЦ.

Основные эксплутационные требования к системе ПНМ: максимальное число маршрутов, которое должно храниться в ее памяти, и максимальная продолжительность периода текущего планирования работы. Анализ показывает, что максимальное число маршрутов может быть принято в пределах десяти, а продолжительность периода текущего планирования - примерно 0,5 - 0,7 ч.

Эффективность системы ПНМ определяется, прежде всего, существенным снижением загрузки ДСП постов ЭЦ. Так как математическое ожидание одновременно задаваемых маршрутов составляет n _ОДН ? 3, можно ожидать сокращения примерно в 3 раза. Соответственно сократиться с 0,9 - 0,95 до 0,4 - 0,5. важно, что наибольшее снижение уровня загрузки ДСП произойдет в периоды максимального расформирования - формирования составов, когда = 1. это улучшит условия планирования маневровой работы на сортировочных станциях и повлечет за собой сокращение интервалов между операциями. Минимальной оценкой сокращения времени нахождения вагонов на сортировочной станции с внедрением системы ПНМ является 0,1 ч.

2.5 Оценка эффективности мероприятий по наращиванию пропускной и перерабатывающей способности станций

Чтобы использовать те или иные методы наращивания перерабатывающей способности, необходима их технико-экономическая оценка и обоснование, которые основаны на технических характеристиках станций до и после проведения намечаемых мероприятий (рисунок 2.5).

По оси абсцисс зафиксированы следующие точки: , - исходный вагонопоток; - вагонопоток на планируемый период; и - предельные вагонопотоки, перерабатываемые на станции без задержек поездов из-за неприема, до и после проведения мероприятий по наращиванию пропускной и перерабатывающей способности станции.

Увеличение размеров перерабатываемого вагонопотока сверх связано с ростом времени нахождения вагонов на станции и нарушениями режима поездной работы на прилегающих участках.

Возможный прирост размеров перерабатываемого вагонопотока при осуществлении какого-либо мероприятия оценивают по формуле

(2.17)

Если эксплуатационная надежность работы станции, определяемая вероятностью приема поездов без задержек на подходах, например, б_Н = 0,95, то обе точки (б_Н = 0,95) и (б_Н = 0,95) сдвинутся вправо, При этом ДN < ДN (б_Н = 0,95). Следовательно, значение ДN является предельным, и прирост возможных размеров переработки в результате проведения мероприятия следует оценивать по формуле (2.17) как «не менее ДN»; - технически возможный уровень загрузки станций, при котором не нарушаются условия взаимодействия станции с прилегающими участками.

В современных условиях загрузка большинства сортировочных станций близка или превышает уровень , поэтому оценка ДN - практически реальна.

Если исходный вагонопоток превышает (см. рисунок 2.5), где >, то оценка ДN не меняется, и ее определяют также по формуле (18). В этом случае часть прироста переработки - , получаемую в результате проведения мероприятий, расходуют на покрытие допущенной перегрузки станции.



Рисунок 2.5 Технические характеристики сортировочной станции:

1 - до наращивания пропускной и перерабатывающей способности; 2 - после проведения мероприятий

Важнейшее значение имеет оценка мер интенсификации по возможному снижению времени нахождения вагонов на станциях. Расчеты показывают, что доля затрат, связанная с изменением времени нахождения вагонов на станции, достигает 80% и более. Принципы определения Дt (см. рисунок 2.5) следующие.

Предположим, что в момент, когда закончено осуществление какого-либо мероприятия, станция перерабатывает вагонопоток (в среднем). Тогда время нахождения вагонов на ней снизится на Дt (). Если же с новым техническим оснащением станция будет работать до момента, пока переработка не достигнет , то среднесуточное значение снижения времени нахождения вагонов на станции при равномерном возрастании вагонопотока

(2.18)

При неравномерном по годам Т_i - возрастании вагонопотока за период от исходного Т₁ к планируемому Т₂ может быть установлена зависимость Тогда

Точно определить Дt весьма сложно. Для этого необходимо знать, как долго будет работать станция с новым техническим оснащением и как при этом изменится вагонопоток. Определить Дt таким образом можно, например, в перспективных расчетах этапности развития станций, когда определены сроки перехода ее от одного технического оснащения к другому и задано изменение вагонопотока по годам.

Более простой способ, близкий к реальным условиям работы, заключается в определении Дt при вагонопотоке, равном (см. рисунок 2.5), поскольку загрузка станций обычно не менее . При увеличении вагонопотока > возрастает Дt. Следовательно, использование в расчетах Дt означает, что расчетный эффект будет не ниже фактического.

В каком бы районе станции не проводили усиление технического оснащения или совершенствование технологии, прирост перерабатывающей способности определяют по увеличению возможностей приема поездов без задержек на подходах (или по заданному уровню надежности). Например, если в районе формирования сооружен дополнительный вытяжной путь или уложен путь в отправочном парке, то прирост переработки определяется только величиной ДN комплекса расформирования, а не тем, сколько дополнительных составов может быть сформировано, например, на вновь построенном вытяжном пути или выведено на новый путь в парке отправления.

Вместе с тем снижение времени нахождения вагонов на станции Дt определяют в основном именно для того устройства, техническое оснащение которого усилено, т.е. в данном случае его устанавливают исходя из снижения уровня загрузки вытяжных путей или уменьшения времени ожидания перестановки составов из сортировочного парка в отправочный. Кроме того, усиление технического оснащения района формирования и парка отправления в определенной степени скажется и на снижении простоя вагонов в ожидании расформирования.

Правильное определение Дt существенно уточняет значение изменения затрат, связанных с осуществлением какого-либо мероприятия интенсификации работы сортировочной станции. При этом изменение приведенных расходов, связанных с временем нахождения вагонов на станции,

где - приведенные расходы на 1 вагоно-ч нахождения вагонов на станции;

- среднесуточный вагонопоток за расчетный период.

Укрупненную технико-экономическую оценку мероприятий можно выполнить сравнением приведенных затрат и , приходящихся на один вагон перерабатывающей способности соответственно при дополнительном сооружении новых сортировочных станций (или систем) и при реализации способов повышения пропускной и перерабатывающей способности на эксплуатируемых станциях. При этом предлагаемые мероприятия можно признать эффективными, если

<.

3. Охрана труда

3.1 Общие сведения

С развитием научно-технического прогресса немаловажную роль играет возможность безопасного исполнения людьми своих трудовых обязанностей. В связи с этим была создана и развивается наука о безопасности труда и жизнедеятельности человека.

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасности человека в среде обитания, сохранение его здоровья, разработку методов и средств защиты путем снижения влияния вредных и опасных факторов до допустимых значений, выработку мер по ограничению ущерба в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

Цель и содержание БЖД:

- обнаружение и изучение факторов окружающей среды, отрицательно влияющих на здоровье человека;

- ослабление действия этих факторов до безопасных пределов или исключение их если это возможно;

- ликвидация последствий катастроф и стихийных бедствий.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм.

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов:

- определение оптимальных условий труда дежурного по горки;

- расчет уровня шума;

- предложения по снижению уровня шума [16, 17].

3.2 Шум и вибрация

Шум ухудшает условия труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ(А)) на слух человека приводит к его частичной или полной потере [17].

В таблице 3.1 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.

Таблица 3.1. Предельные уровни звука, дБ, на рабочих местах

Категория напряженности труда	Категория тяжести труда
	I. Легкая	II. Средняя	III. Тяжелая	IV. Очень тяжелая
I. Мало напряженный	80	80	75	75
II. Умеренно напряженный	70	70	65	65
III. Напряженный	60	65	-	-
IV. Очень напряженный	50	50	-	-

Категория напряженности труда дежурного по горке III-я, категория тяжести труда II-я. Уровень шума на рабочем месте дежурного по горке не должен превышать 65дБА [18].

3.3 Расчет уровня шума

Одним из неблагоприятных факторов производственной среды в сортировочном парке является высокий уровень шума, создаваемый при роспуске составов с горки, перестановки вагонов, заезде маневровых локомотивов за составами, переговоры по громкой внутристанционной связи.

Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:

(3.1)

где: - уровень звукового давления i-го источника шума;

- количество источников шума.

Полученные результаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данного рабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума, то необходимы специальные меры по снижению шума. К ним относятся: облицовка стен и потолка зала звукопоглощающими материалами, снижение шума в источнике, правильная планировка оборудования и рациональная организация рабочего места дежурного.

Уровни звукового давления источников шума, действующих на дежурного по горке на его рабочем месте представлены в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Уровни звукового давления различных источников

Источник шума	Уровень шума, дБ
Маневровый локомотив	78
Движущийся отцеп	69
Внутристанционные переговоры	52
Тормозные башмаки	67
Пульт-табло	25

Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида источника в формулу, получим:

Полученное значение превышает допустимый уровень шума для рабочего места дежурного, равный 65 дБ. Поэтому следует принять ряд мер по увеличению шумоизоляции в кабинете дежурного по горке.

Для повышения шумоизоляции предлагаю установить пластиковые окна с тройным стеклопакетом. Звукоизоляция, которую обеспечивают пластиковые окна, зависит от трех факторов: толщины стекол, величины воздушного промежутка между стеклами и герметичности притвора. Трехкамерный стеклопакет, в котором расстояния между стеклами различны, снижает уровень наружного шума на 40Дб. Если звукоизоляция стеклопакета равна 40дБ, то общий шум сортировочного парка в 97.33 дБ, будет снижен в помещении дежурного до 57.33дБ при закрытых окнах. Соответственно такой стеклопакет оптимален для остекления кабинета дежурного по горке для обеспечения нормальных условий работы[16].

Так же установка пластиковых окон исключит необходимость использования электро-тенов в зимнее время для обогрева окон, так как газ аргон применяемый в камерах стеклопакетов припятствовает промерзанию стекол.

4. Экологическая безопасность

Окружающая среда - это область распространения жизни на земле, включающая в себя верхнюю часть земной коры, воды рек, озер, водохранилищ, морей и океанов, и нижнюю часть атмосферы. Окружающая среда представляет собой равновесную систему, в которой процессы обмена веществ и энергии происходят главным образом за счет жизнедеятельности организмов. Однако поступающие в окружающую среду загрязнения естественных источников (вулканы, лесные пожары и др.) и загрязнения от промышленных объектов, автотранспортных средств и т.п., нарушают равновесие протекающих процессов. Окружающая среда под действием загрязнений постепенно разрушается, - отравляются воздух и водоемы, уничтожается флора и фауна. Проблема осложняется ростом народонаселения планеты и его концентрацией в городах.

На долю железнодорожного транспорта приходится 75% грузооборота и 40% пассажирооборота транспорта общего пользования в РФ. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и, соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Однако по абсолютным значениям загрязнение от железнодорожного транспорта значительно меньше, чем от автомобильного. Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими основными причинами:

- низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);

- широким применением электрической тяги (в этом случае выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава отсутствуют);

- меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами (одна полоса движения для автодорог I и II категорий составляет 3,75 м, соответственно для автодороги с четырьмя полосами движения ширина проезжей части равна 2х7,5 м, с шестью полосами -2х11,25 м; под обочины отводится 3,75 м; железнодорожная колея имеет ширину 1,52 м, соответственно на двухпутную железную дорогу будет приходиться 10-12 м).

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог (табл. 4.1).

Воздействие на экосистемы в процессе эксплуатации. Подвижные источники загрязнения. Выбросы загрязняющих веществ от подвижных источников составляют в среднем 1,65 млн. т в год. Основное загрязнение происходит в районах, где в качестве локомотивов используют тепловозы с дизельными силовыми установками.

При работе магистральных тепловозов в атмосферу выделяются отработавшие газы, по составу аналогичные выхлопам автомобильных дизелей. Одна секция тепловоза выбрасывает в атмосферу за час работы 28 кг оксида углерода, 17,5 кг оксидов азота, до 2 кг сажи [19]. Но тепловозные дизели припоездной работе имеют более стабильный режим нагрузок, так как регулирование скорости производится с помощью электротрансмиссии, а дизель работает с малыми отклонениями частот вращения. В связи с этим выделение загрязняющих веществ значительно сокращается [19,20,22].

Вместе с тем, маневровые тепловозы работают в переменных режимах с частыми троганиями, ускорениями и торможениями. В этом случае выброс отработавших газов значительно возрастает. Аналогичный характер загрязнений наблюдается у тепловозов отделений временной эксплуатации, обеспечивающих перевозки строительных и других грузов к участкам и объектам проведения строительных работ.

Таблица 4.1. Источники загрязнения окружающей среды объектами железнодорожного транспорта [20,21,22].

Строительство	Эксплуатация
Подвижные источники	Стационарные источники	Подвижные источники	Стационарные источники
Тепловозы отделений временной эксплуатации	Песчаные карьеры	Магистральные и маневровые локомотивы	Предприятия промышленного железнодорожного транспорта
Вагоны с пылящими стройматериалами	Щебеночно-гравийные карьеры для добычи балласта	Вагоны с токсичными и пылящими грузами, нефтепродуктами	Промывочно-пропарочные станции
Строительные машины	Площадки складирования стройматериалов	Пассажирские вагоны с печным отоплением	Локомотиво-вагоноремонтные заводы
Отопительные агрегаты	Щебеночные заводы		Заводы по ремонту путевой техники
Притрас-совый автотранспорт	Шпалопропиточ-ные заводы	Путевая техника	Щебеночные заводы
			Шпалопропиточные заводы
			Грузовые и сорти-ровочные станции
			Котельные
			Локомотивные и вагонные депо

Притрассовый автотранспорт, строительные, путевые и ремонтные машины обеспечивают проведение строительных и ремонтных работ на железнодорожных путях и полосе отвода, что также приводит к загрязнению окружающей среды отработавшими газами, пылью, нефтепродуктами.

Помимо выбросов продуктов сгорания топлива, ежегодно при перевозке и перегрузке грузов из вагонов в окружающую среду поступает около 3,3 млн. т руды, 0,15 млн. т солей и 0,36 млн. т минеральных удобрений. Более 17% развернутой длины железнодорожных линий имеют значительную степень загрязнения пылящими грузами. При остановке и трогании поездов из буксируемых колесных пар выливаются жидкие смазочные материалы. Из вагонов-цистерн на пути и междупутье, во время перевозок, вследствие не герметичности клапанов и сливных приборов цистерн, не плотностей люков теряются нефтепродукты. Они просачиваются через почвенные горизонты и загрязняют грунтовые воды.

Из пассажирских вагонов происходит загрязнение железнодорожного полотна сухим мусором и сточными водами. На каждый километр пути выливается до 180 - 200 м. куб. водных стоков, причем 60% загрязнений приходится на перегоны, остальное - на территории станций.

До настоящего времени пассажирские вагоны не полностью переведены на электроподогрев. При работе печного отопления в вагонах, для которого используется каменный уголь, в атмосферу выделяется большое количество соединений серы, углекислого и угарного газа и других вредных компонентов.

Особую тревогу с точки зрения экологической безопасности вызывает перевозка опасных грузов. К опасным грузам относятся вещества и изделия, которые в силу присущих им свойств и особенностей при экстремальных обстоятельствах в процессах перемещения или хранения могут нанести вред окружающей среде, вызвать взрыв, пожар или повреждение транспортных средств, зданий и сооружений, а также гибель, травмирование, отравление, заболевания людей или животных.

По казахстанским железным дорогам перевозятся опасные грузы 890 наименований, которые при нарушении условий перевозки и возникновении аварийных ситуаций могут вызвать разные виды опасности: пожаро- и взрывоопасность, токсичную, радиационную, инфекционную и коррозионную. Любой химический груз содержит потенциальную опасность, так как обладает токсичными свойствами. Некоторые вещества, не являющиеся ядовитыми в обычных условиях, способны стать ими при резком изменении внешних условий (попадании в огонь, изменении давления, увлажнении, соединении с другими веществами и пр.).

Наиболее часто встречающимся видом опасности является пожарная, которая приводит к возгораниям, взрывам и выделениям токсичных веществ, заражению местности высокотоксичными продуктами.

При перевозке опасных грузов происходят утечки нефтепродуктов, ядовитых и других веществ в пути следования. По показателю аварийности с опасными грузами судят об общем уровне экологической безопасности на железнодорожном транспорте.

Рефрижераторные секции и вагоны, используемые для перевозок скоропортящейся продукции, оборудованы холодильными установками, которые используют энергию автономного дизеля. При вынужденных простоях в ожидании разгрузки холодильная установка приводится в действие дизелем, который за 1 ч работы сжигает 23 кг дизельного топлива. Чтобы поддерживать заданную температуру, дизель должен работать 10 ч в сутки, потребляя топливо и загрязняя атмосферу.

В холодильном оборудовании рефрижераторного подвижного состава используются озоноразрушающие вещества (фреон и другие ХФУ), которые в случае утечки оказывают воздействие на глобальный природный баланс озона в стратосфере. Каждая холодильная машина (их две на вагон) заправлена 35 кг фреона. В силу изношенности оборудования герметичность холодильных машин нарушается, и газ вытекает из системы охлаждения. Утечки - явление часто повторяющееся. Они приводят к активизации процессов уничтожения озона. Серьезность глобальной экологической проблемы разрушения озонового слоя требует скорейшего отказа от применения озоноразрушающих веществ в отечественном холодильном оборудовании.

Стационарные источники загрязнения. На железнодорожном транспорте имеется 35 970 стационарных источников выбросов в атмосферу. От них поступает в атмосферу 197 тыс. т загрязняющих веществ ежегодно, в том числе 53 тыс. т твердых веществ, 144 тыс. т - газообразных. Более 90% выбросов приходится на котлоагрегаты (котельные, кузнечные производства). Как правило, на каждом ремонтном предприятии железнодорожного транспорта имеется собственная котельная, работающая на газе или мазуте. Всего на железнодорожном транспорте насчитывается 2000 котельных.

Локомотивные, вагонные депо, предприятия промышленного железнодорожного транспорта, заводы по ремонту подвижного состава имеют производства и осуществляют технологические процессы, характерные для технического обслуживания и ремонта подвижного состава всех видов транспорта. Компоненты и структура загрязняющих веществ у них в основном совпадают. Так, например, при окрасочных работах на предприятиях железнодорожного транспорта используется более 70 тыс. т различных лакокрасочных материалов, при этом ежегодный выброс загрязняющих веществ в атмосферу составляет 27 тыс.т.

Кроме того, в локомотивных депо производится загрузка сухого песка в тормозную систему локомотива. Технологический процесс подготовки песка включает сушку в сушильной печи при сгорании газа или мазута, подачу сухого песка пневмотранспортером в хранилище, складирование и транспортировку в раздаточный бункер к месту загрузки. Процесс сопровождается выделением пылевидных частиц в окружающую среду практически на всех стадиях его протекания. В настоящее время пылеулавливающими устройствами на стационарных источниках оборудованы лишь 1,8% вагонных депо, 4,6% локомотивных депо, 7,8% котельных. Сброс сточных вод локомотивным депо составляет 20 - 400 тыс. м. куб. в год, пассажирским вагонным депо - 30 - 180 тыс. м. куб., грузовым вагонным депо - 20 -150 тыс. м. куб [20,21,].

Специфическими для железнодорожного транспорта являются предприятия по подготовке и пропитке шпал, щебеночные заводы, промывочно-пропарочные станции.

Общий годовой объем перерабатываемой на шпалопропиточных заводах, древесины - около 2 млн. м.куб. Шпалы пропитывают антисептиком, в состав которого входят каменноугольное и сланцевое масла. Подготовленные шпалы помещают в пропиточный цилиндр, который заполняют под давлением антисептиком. Процесс пропитки длится от двух до восьми часов при температуре около 200°С. После пропитки антисептик удаляется из пропиточного цилиндра с помощью сжатого воздуха и вакуум-насоса. Готовые шпалы выгружаются из цилиндра и после остывания отправляются на склад. Основными источниками выделения загрязняющих веществ являются пропиточный цилиндр в период откачки антисептика, трубопроводы и вакуум-насос, а также остывающие шпалы в процессе их транспортировки в вагонетках на склад.

Процесс обработки шпал сопровождается выделением в воздушную среду нафталина, антрацена, аценафтена, бензола, толуола, ксилола, фенола, то есть веществ, относящихся в большинстве своем к 2-му классу опасности.

Помимо атмосферы, на шпалопропиточных заводах происходит загрязнение почвы и водоемов. Основными загрязнителями являются сланцевые и каменноугольные масла, в состав которых входят фонолы, их накопление в почве опасно для живых организмов. Сточные воды ШПЗ насыщены антисептиком, растворенными смолами, фонолами. Один шпалопропиточный завод сбрасывает в год от 40 до 150 тыс. м. куб. производственных и хозяйственно-бытовых вод.

В отрасли функционирует около 100 предприятий по переработке щебня. Щебень добывают открытым способом в карьере с применением взрывных работ. Материалом служат горные породы. Раздробленная после взрыва горная масса грузится экскаватором на автотранспорт и доставляется в дробильно-сортировочный цех завода, где ведется ее дальнейшее измельчение. После сортировки готовый щебень подается на склад или отгружается потребителям. На всех этапах получения щебня в воздух интенсивно выделяется минеральная пыль, содержащая свыше 70% диоксида кремния. Для снижения пылевых выбросов используют гидрообеспыливание и аспирацию (принудительный отсос пыли). Сточные воды щебеночного завода (в объеме от 10 до 250 м. куб. в год) образуются при промывке щебня, в гидрозатворах дробилок, при мокрой очистке воздуха в аспирационных системах. Они могут представлять опасность для экосистем при попадании в близлежащие водоемы.

В составе вагонных депо, либо как самостоятельные предприятия действуют около 40 промывочно-пропарочных станций (ППС), где производится очистка цистерн от остаточных нефтепродуктов. При очистке цистерн выполняют следующие операции: пропарка внутренней полости паром, промывка горячей водой, продувка и удаление остаточных газов из цистерны (дегазация). Все они сопровождаются выделением загрязняющих веществ в окружающую среду, удельные значения которых, приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Удельные выбросы загрязняющих веществ при очистке цистерн

Тип обрабатываемой цистерны	Выделяющиеся вещества, кг/цистерна
	Бензол	Ксилол	Углеводороды
Цистерны вместимостью 60т из-под светлых нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо)	4,55	2,77	8,47
Цистерны вместимостью 60т из-под темных нефтепродуктов (мазут, нефть)	-	-	3,97

Сточные воды ППС (объемом от 60 до 500 м. куб.) загрязнены нефтепродуктами, растворенными органическими кислотами, фенолами. Если в цистерне осуществлялась перевозка этилированного бензина, стоки содержат, кроме того, тетраэтилсвинец. Для обмывки используется оборотное водоснабжение, при котором обмывочная вода после прохождения через очистные сооружения и отделения от нефтепродуктов используется повторно.

Значительное загрязнение сточных вод наряду с ППС получается в пунктах подготовки и обмывки грузовых и пассажирских вагонов. Ведется обмывка внутренней и наружной поверхностей крытых грузовых вагонов и наружной обшивки пассажирских вагонов. В состав загрязнений входят остатки перевозимых грузов, минеральные и органические примеси, растворенные соли и др.

В них также присутствуют бактериальные загрязнения. Пункты в основном не имеют оборотного водоснабжения, что резко увеличивает потребление водных ресурсов и загрязнение природной среды.

Воздействие на экосистемы при строительстве железнодорожных линий. При строительстве железных дорог оказывается сильное воздействие на естественные экосистемы.

При проведении буровзрывных и отделочных работ происходит механическое и химическое загрязнение среды. С открытых складов угля и строительных материалов выветриваются твердые частицы, пыль и другие мелкодисперсные вещества.

Укладка балласта при строительстве и реконструкции железнодорожных линий является еще одним негативным аспектом воздействия на здоровье людей. В качестве балласта сейчас используется смесь щебня и отходов асбестового производства. Последние поставляются с обогатительных комбинатов, где получают асбестовую пряжу из горной породы - серпентина. Ежегодно производят более 3,8 млн. м. куб. балласта с содержанием асбеста, и примерно 50% путей уложено с использованием асбестового балласта. По сравнению с обычным щебеночным балластом, асбестовый балласт имеет более низкую стоимость, хорошо уплотняется и имеет малый коэффициент фильтрации в уплотненном состоянии. Это препятствует проникновению воды внутрь насыпи.

Экологическая опасность применения асбестосодержащего балласта состоит в том, что он при погрузке, транспортировке, хранении и укладке вызывает сильную запыленность. Даже после его укладки в период эксплуатации дороги поднимающаяся от движения поездов асбестовая пыль попадает внутрь вагонов и распространяется на 50-100 м от колеи. Высокая степень содержания асбестовой пыли на рабочих местах путевых рабочих, монтеров, машинистов щебнеочистительных и землеуборочных машин приводит к ряду профессиональных заболеваний, таких как асбестов, хронический бронхит и трахеобронхит. Являясь хорошим сорбентом, асбест накапливает в себе полициклические ароматические углеводороды, усиливающие его канцерогенность. В результате это может привести к возникновению злокачественных опухолей легких.

Строительство железных дорог связанно с изъятием земельных ресурсов под постоянные и временные сооружения, коммуникации. Земли, находящиеся под временными сооружениями, по завершении строительства должны подлежать рекультивации, однако на практике она осуществляется менее чем с 50% земель.

Наряду с изъятием земель происходит уничтожение зеленых насаждений, в первую очередь лесов. По статистическим данным, сооружение 1 км железных дорог сопровождается вырубкой леса на площади от 3 до 20 га. После окончания строительства требуется проводить лесонасаждение вдоль железнодорожных линий, что является средством их защиты от неблагоприятных природных явлений (метелей, заносов и т.п.) и техногенного загрязнения. В настоящее время площади искусственных лесопосадок на железнодорожном транспорте России составляют 200 тыс. га и столько же занято естественными лесами, однако примерно 2/3 из них требуют восстановления и реконструкции.

Рассмотренные экологические последствия влияния железнодорожного транспорта не являются исчерпывающими и могут иметь другие проявления в конкретных ситуациях.

5. Экономическая часть проекта

5.1 Выбор мощности сортировочной горки для расчета оптимального режима работы сортировочной станции

Сортировочные горки (СГ) являются основным техническим устройством сортировочной станции, от оптимальной работы которых зависит сокращение простоев вагонов, обеспечение их сохранности, ускорение доставки грузов клиентам. Поэтому в современных условиях, когда на первое место выходят качественные показатели работы железных дорог, роль сортировочных горок не только не снизилась, но еще более возросла, несмотря на заметное уменьшение объемов переработки. От того, насколько эффективно и качественно функционируют механизированные и автоматизированные сортировочные горочные комплексы, зависят итоги работы всей сети железных дорог.

Основной показатель работы СГ - перерабатывающая способность, которую можно повысить совершенствованием путевого развития горки, технического оснащения и внедрением прогрессивной технологии работы, а именно:

1. Устройством обходных соединительных путей (в обход вершины горки) между крайними пучками сортировочного парка и предгорочной горловиной парка приема.

2. Секционированием надвижных путей для попутного надвига составов из парка приема к вершине горки вслед друг за другом с минимальным интервалом.

3. Увеличением числа путей надвига и роспуска составов.

4. Внедрением поточно-кольцевого способа работы и увеличением числа и мощности горочных локомотивов.

5. Оборудованием горок ГАЦ, АРС, ТГЛ и АЗСР и использованием режима роспуска составов с переменной скоростью в зависимости от длины и веса отцепов и маршрутов следования их в сортировочный парк.

6. Автоматизированной расцепкой вагонов на горке.

7. Совершенствованием конструкций замедлителей.

8. Применением режима параллельного роспуска составов на горках.

Рассмотрим возможные варианты работы механизированной сортировочной горки для схемы сортировочной станции с последовательным расположением парков приема и сортировочного (рисунок 5.1) при различном сочетании путей надвига и роспуска, количества работающих горочных локомотивов, а также наличием обходных путей вокруг горба горки.