АНАЛІЗ ВПЛИВУ МАСИ ПОЇЗДІВ ТА ТЕХНІЧНОГО СТАНУ КОЛІЇ НА ЕНЕРГОЄМНОСТІ ВАНТАЖНИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ
Автор: Мазуренко О.О., Заяц М.А., Черняков М.М.   
УДК 656.2

Мазуренко О.О., Заяц М.А., Черняков М.М.
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту
ім. акад. В. Лазаряна

АНАЛІЗ ВПЛИВУ МАСИ ПОЇЗДІВ ТА ТЕХНІЧНОГО СТАНУ КОЛІЇ НА ЕНЕРГОЄМНОСТІ ВАНТАЖНИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ

Выполнено исследование влияния массы поезда, состояния плана и продольного профиля пути на перегонах и станциях на энергетические затраты, связанные с продвижением поезда на основных грузовых направлениях Укрзализныци. Получены зависимости удельного расхода энергетических ресурсов на перевозку 1 тонны груза на 1 км.

Розвиток ринкових відносин та відчутне збільшення конкуренції з боку інших видів транспорту спонукає залізниці України шукати шляхи збільшення привабливості залізничних перевезень. На даному етапі розвитку залізничного транспорту гостро піднімається питання зменшення витрат на перевезення вантажів. Одним з них є зменшення витрат на транспортування вантажу, що дозволить знизити тарифи на перевезення.
Перевезення вантажів є складним процесом, який складається з багатьох стадій, починаючи з прийняття вантажу до перевезень і закінчуючи видачею його вантажовласнику. Одним з цих складових є безпосередньо процес просування вантажів від станції відправлення до станції призначення. Витрати на просування вантажів залежать від наступних факторів: відстань між станціями відправлення та призначення (маршрут руху), вид тяги та тип локомотиву, маса составу, план та профіль колій на перегонах та наявність обмежень швидкості руху.
Для аналізу впливу маси поїзда, стану плану та поздовжнього профілю колії окремих ділянок було виконано тягові розрахунки та визначено енергетичні витрати. При цьому враховувались діючі обмеження швидкості руху поїздів.
Як приклад було розглянуто ділянку Куп’янськ – Основа – Полтава-Південна Південної залізниці. Після пропуску вантажного поїзда масою 4000 т з локомотивом ВЛ-82 та максимально допустимою швидкістю, були побудовані гістограми розподілу питомих витрат електроенергії на кожному з перегонів даної ділянки. Аналіз даних гістограм виявив найбільш енергоємні перегони. Це дає можливість планувати роботи, що пов’язані з підвищенням швидкості руху поїздів та виконати розрахунки питомих витрат електроенергії при різних рівнях максимально допустимої швидкості руху поїздів. Було встановлено, що при поетапному підвищенні швидкості на деяких ділянках з 15 км/год до 80 км/год, на окремих  перегонах знижується енергоспоживання. Так, наприклад, при підвищенні швидкості руху поїзда по ст. Куп’янськ і перегоні Куп’янськ – Прокопівка  до рівня 60 км/год., економія електроенергії на окремих перегонах становить близько 10% . Це пов'язано з тим, що на ділянці  Прокопівка – Старовірівка – Гроза мають місце затяжні підйоми і поїзд не встигає розігнатися до встановленої швидкості.
Таким чином для зменшення витрат на просування вантажів необхідно розробити та порівняти можливі варіанти маршрутів руху поїзду. Оскільки кожен з можливих маршрутів характеризується своїм планом та профілем колій, наявними обмеженнями швидкості руху, то їх порівняння слід проводити за витратами енергетичних ресурсів.
Витрати енергетичних ресурсів можна визначити за допомогою тягових розрахунків. Але такі розрахунки потребують багато часу і є трудомісткими, отже їх неможливо застосовувати для оперативних змін маршруту руху поїзда.
Пришвидшити цей процес можна за допомогою окремих залежностей витрат електроенергії або палива від середнього ухилу перегону, які базуються на аналізі попередніх розрахунків даних витрат за тяговими розрахунками. Попередні розрахунки були виконані для перегонів основних напрямків вантажних перевезень Укрзалізниці. Дані залежності отримано за допомогою методу двофакторного регресійного аналізу. Було розглянуто 58 можливих варіантів залежностей. Найбільш точно залежність витрат електроенергії або палива від середнього ухилу перегону можливо описати за допомогою поліному другого порядку у наступному вигляді y=b0+b1•x+b2•x2. При цьому кореляційний момент складає r=0.971, а залишкова дисперсія Dзал=1,89.
Дане рівняння буде вірним тільки для окремого типу локомотива встановленої  маси. Доцільно побудувати криві залежності для різних норм маси і типів локомотивів. Встановлення аналітичних залежностей витрат електроенергії (палива) дозволяє приймати рішення щодо доцільності переходу на новий маршрут руху поїздів.