Для экономического развития любой страны важную роль играет транспортная система. В России одной из основных транспортных артерий является железная дорога (ЖД), поскольку на нее приходится более 40% пассажирооборота и 80% всего грузооборота государства.
Значение железнодорожного транспорта в России основополагающее, ведь страна отличается большими расстояниями. От эффективной работы данной системы зависит уровень развития экономики государства. Ежегодно благодаря слаженной работе железной дороги перевозиться:
- около 98% марганцевой и железной руды,
- 92% черных металлов,
- 88% минеральных и химических удобрений,
- 87% каменного угля и кокса.
Со времен первого строительства железной дороги в России, а произошло это в 1830 году данный вид транспорта требует больших капиталовложений, но, несмотря на это ЖД имеет ряд преимуществ:
- функционирует круглосуточно при любых погодных условиях;
- имеет низкую стоимость перевозок (особенно при перевозках на большие расстояния);
- связывает все области и районы России;
- имеет самый низкий коэффициент воздействия на окружающую среду.
Роль жд транспорта
Роль железнодорожного транспорта в России трудно переоценить, ведь он является одним из крупнейших в мире, благодаря чему обеспечивается 25 % мирового грузооборота, и около 15% мирового пассажирооборота.
В России железнодорожный транспорт – отрасль экономики, без которой не возможна бесперебойная работа всех экономических секторов. Для того чтобы более детально разобраться, какую роль играет эта транспортная система нужно рассмотреть более детально ее сегменты:
- Осуществление перевозок пассажиров и груза. Производство продукции может состояться лишь при доставке ее к потребителю. Для обрабатывающей и добывающей промышленности, а также для сельскохозяйственных предприятий железнодорожный транспорт (ЖД транспорт) один из наиболее эффективных и дешевых видов доставки.
- Развитая транспортная система – залог развития экономики.
- Выступает связующим звеном между разными системами экономики.
- В качестве самостоятельной отрасли предлагает свою продукцию с рядом особенностей.
А именно, в результате реализации мероприятий, направленных на повышение эффективности перевозок, удалось улучшить и основные качества показателей работы железнодорожного транспорта. Так за последние годы в стране:
- повысилась участковая скорость движения грузовых поездов,
- снизились обороты грузовых вагонов,
- увеличился средний вес грузовых поездов,
- увеличилась среднесуточная производительность локомотивов, а так же грузовых вагонов.
Все районы и области России связываются воедино железными дорогами, тем самым обеспечивая потребности в перевозках не только население, но и промышленность, сельское хозяйство. Все вида транспорта дополняют друг друга и составляют единую транспортную систему.
Транспортировка продукции имеет свои единицы измерения:
- тонно-километры (грузооборот)
- тонны (число груза)
- пассажиро-километры (пассажирооборот)
- пассажиры (число пассажиров)
Основные показатели работы железных дорог
- Грузонапряженность железных дорог. Данный показатель вычисляет количество провозимого груза за определенный промежуток времени. Иногда может рассчитываться приведенная грузонапряженность через приведенный грузооборот. Грузонапряженность железных дорог характеризуется средним количеством.
- Пассажирооборот железнодорожного транспорта – объем транспортной работы по перевозкам пассажиров, вычисляется в пассажиро – километрах за год.
- Грузооборот железнодорожного транспорта – объем транспортной работы по перевозкам грузов, вычисляется в тонно-километрах за год.
Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года
В 2008 году правительством страны была разработана стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года. Она предусматривает расширение сети железных дорог, выход технического и технологического железнодорожного транспорта на мировой уровень, повышение конкурентоспособности железнодорожного транспорта страны. В течение ближайших 14 лет планируется постройка важных стратегических, социально-значимых и грузообразующих линий, общая протяженность которых составит более 15800 км.
Стратегией государства предусмотрено:
- ввести более 20 000 км новых ЖД линий,
- организовать транспортное обеспечение 18-ти перспективных месторождений полезных ископаемых и промышленных зон,
- создать линии, которые обеспечат движение пассажирских поездов скоростью до 350 км/ч, протяжностью 1528 км,
- обновить подвижной состав (закупка 23000 локомотивов, 900 000 грузовых вагонов и 30000 пассажирских),
- увеличить плотность ЖД сети на 23,8%, при этом полностью ликвидировать ограничения провозной и пропускной способности.
Для выполнения поставленных целей на развитие ЖД транспорта выделены более 13 трлн. руб., кроме этого в планах активно использовать и механизм государственно-частного партнерства. На строительство новых ЖД линий будет выделено 40% инвестиций, на развитие уже существующих объектов – 31%, на обновление подвижного состава 29%.
При реализации вышесказанного в жизнь удастся обеспечить социально-экономический рост, возрастет мобильность населения, оптимизируется товародвижение, укрепиться экономический суверенитет, национальная безопасность, обороноспособность страны, снизятся совокупные транспортные издержки, повыситься конкурентоспособность национальной экономики.
4. Изменение грузонапряженности железных дорог
Факторы, влияющие на грузонапряженность
Среднесетевая грузонапряженность как отношение годового грузооборота к эксплуатационной длине сети зависит от изменения во времени обоих упомянутых факторов, в котором отражаются очень сложные и глубокие связи между потребностью в перевозках для развития экономики и ресурсами, выделяемыми на развитие и улучшение железнодорожной сети.
Русскому железнодорожному транспорту свойственна большая протяженность магистральных линий, обусловленная исключительными размерами территории страны и огромными расстояниями между районами специализированного производства, нуждающимися в кооперации. Это всегда вызывало известные затруднения в развитии сети и техническом оснащении железных дорог, требовало напряжения материальных и финансовых ресурсов. Из-за невысокой густоты сети и недостаточного развития других видов транспорта железные дороги имели очень крупные районы тяготения, в связи с чем размеры потребных перевозок нередко исчерпывали перевозочные возможности линий и требовалось их переустройство и переоснащение. Типичной является также решающая роль железных дорог в обеспечении массовых перевозок. Необходимо отметить и резкую неоднородность в загрузке железнодорожных линий, которая являлась следствием неодинаковой общехозяйственной значимости производства в соединяемых районах и разной степени их освоения и развития экономики.
За годы Советской власти произошло значительное увеличение эксплуатационной длины сети и улучшение ее конфигурации. Но народное хозяйство развивалось столь интенсивно, непрерывно требуя повышения перевозочной работы, что хотя в стране сложилась мощная транспортная система, это пока не изменило существенно значимости ни одного из упомянутых выше факторов. Они действуют по сей день и сохранят свою силу в перспективе по крайней мере до тех пор, пока железные дороги будут выполнять преобладающую часть перевозочной работы. Годовой грузооборот железных дорог претерпевал весьма интенсивное увеличение во времени; индексы грузооборота по отношению к 1913 г. изменялись следующим образом:
К сожалению, фактические значения нельзя представить однородной кривой, выражающей закономерность прогрессивного роста. Периоды нарушений нормального развития экономики, в частности тяжелые войны, которые были навязаны стране уже в советское время, вызывали спады в размерах перевозочной работы. Диаграмма годовых величин грузооборота выглядит столь сложно, что не дает четкого представления о том, каков же был нормальный ход. Ниже сделана попытка решить эту задачу другим путем.
Прирост эксплуатационной длины сети происходил медленнее, чем прирост грузооборота, вследствие чего среднесетевая грузонапряженность увеличивалась. По этому показателю Россия находилась в числе лидирующих стран еще в 80-е годы прошлого столетия. В 1931 г. грузонапряженность составляла на сети СССР 1,85 млн. ткм на 1 км , на сети США, например,- 1,57 млн., а в 1936 г. на сети СССР - 2,47 млн., на сети США - 1,43 млн. ткм на 1 км . В 1970 г. грузонапряженность нетто достигла на дорогах СССР 18,5 млн. ткм на 1 км , тогда как на дорогах остальной части железнодорожной сети мира находилась на уровне примерно 2,2 млн. ткм на 1 км . В 1975 г. среднесетевая грузонапряженность уже превышала 23 млн. ткм/км.
Для оценки работы железных дорог используется ряд показателей. Один из основных показателей p - объем перевозок в тоннах за год.
Грузооборот Σpl в т*км представляет собой сумму произведений массы перевезенных грузов на расстояние или по-другому дальность перевозки l. Для уменьшения расходов на перевозки и ускорения доставки грузов рост грузооборота должен выполнятся за счет увеличения объема перевозок p, а не дальности l. Грузооборот является обобщенным показателем деятельности железных дорог.
^ Пассажирооборот Σal (пассажиро*км) есть сумма произведений числа перевезенных грузов на расстояние перевозки.
Приведенная продукция транспорта в приведенных т*км:
Σpl пр = Σpl + kΣal
где k – коэффициент перевода пассажиро*км в тонно-киллометры.
^ Эксплуатационная длина железных дорог L экс – протяженность жд линий между станциями без учета второго пути, станционных путей.
Грузонапряженность Г
– один из важнейших показателей работы железных дорог. Грузонапряженность характеризуется средним количеством приведенных тонно*км, приходящихся на 1 км эксплуатационной длины железных дорог.
Г = Σpl пр / L экс = (Σpl + kΣal) / L экс
То есть единица измерения грузонапряженности т*км / км.
2
Категории железнодорожных линий
Согласно СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм» все железнодорожные линии в РФ в зависимости от назначения подразделяются на категории, приведенные в таблице.
Таблица 1 – Категории железнодорожных линий
| Категория железнодорожных линий | Назначение железных дорог | Расчетная годовая грузонапряженность в млн т*км / км |
| Скоростные | Жд линии для движения пассажирских поездов со скоростями от 160 до 200 км / ч | - |
| Особогрузонапряженные | Железнодорожные линии для большого объема грузовых перевозок | 50 |
| I | Жд линии магистральные | 30 |
| II | Жд линии магистральные | 15 |
| III | Жд линии магистральные | 8 |
| IV | Железнодорожные линии подъездные пути промышленных предприятий | IV категория |
^ 3 Общие сведения о жд пути
Железнодорожный путь - комплекс инженерных сооружений, предназначенный для пропуска по нему поездов с установленной скоростью. От состояния пути зависят непрерывность и безопасность движения поездов, а так же эффективное использование железных дорог.
К путевому хозяйству железнодорожного транспорта относятся собственно путь со всеми сооружениями и устройствами, предприятия, занимающиеся обслуживанием пути и проведения планово-предупредительных ремонтов. Путевое хозяйство составляет одну из важнейших отраслей железнодорожного транспорта, от которой в значительной мере зависит обеспечение перевозочного процесса.
Железнодорожный путь работает в условиях постоянного воздействия атмосферных и климатических факторов, воспринимая большие нагрузки от проходящих поездов. В таких сложных условиях все элементы железнодорожного пути должны обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими скоростями, установленными для данного участка железной дороги. Необходимо чтобы путь имел резервы для дальнейшего повышения скоростей движения и грузонапряженности линий.
Постоянно ведутся работы по усилению несущей способности и надежности всех элементов пути: применение термически упрочненных рельсов тяжелых типов, новые конструкции рельсовых скреплений, бесстыковой путь, железобетонные шпалы, новые конструкции стрелочных переводов.
^
4 Понятие о верхнем и нижнем строении пути
Железнодорожный путь состоит из нижнего
и верхнего
строений. Нижнее строение
включает земляное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки) и искусственные сооружения (мосты, тоннели). К верхнему строению
относятся балластный слой, шпалы, рельсы, скрепления, противоугоны, стрелочные переводы.
^
5
Поперечный профиль железнодорожной магистрали
Поперечный профиль железнодорожной магистрали – поперечный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси.
Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на поверхность земли путь не укладывают из-за наличия неровностей.
Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.
Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. В зависимости от формы поперечного профиля земляное полотно может представлять собой насыпь, выемку, полунасыпь, полувыемку или полунасыпь-полувыемку.
^
6
Насыпь, выемка, полунасыпь, полувыемка
7
Поперечный профиль насыпи. Входящие в состав элементы
Верхняя часть, на которую укладывают балласт, шпалы и рельсы, называется основной площадкой . На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции с шириной верхней части 2,3 м и высотой 0,15 м (также называется сливной призмой ), а на двухпутных - форму равнобедренного треугольника высотой 0,2 м. Такое очертание основной площадки способствует стоку воды, проникающей через балластный слой во время дождя и таяния снега.
Очертание основной площадки должно исключить застой воды и обеспечивать возможность укладки верхнего строения пути без повреждения земляного полотна.
Места перехода из насыпи в выемку и места, где земляное полотно проходит на одном уровне с поверхностью земли называют нулевыми местами .
На двух- и многопутных линиях ширина основной площадки увеличивается на расстояние между осями крайних путей (на двухпутных линиях - на 4,1 м, а на трехпутных - на 9,1 м).
Полоса земли, на которую опирается насыпь, является ее основанием . Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием - подошвой откоса. Высотой насыпи считается расстояние от уровня бровок до ее основания по оси.
Горизонтальная проекция линии откоса называется его заложением
, а отношение высоты откоса к заложению – крутизной откоса
. В зависимости от видов грунтов крутизна откосов принимается от 1:0,1 до 1:2.
Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется с помощью продольных водоотводных канав шириной (по дну) и глубиной не менее 0,6 м, которые при поперечном уклоне местности до 0,04 сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне - только с нагорной стороны.
Если насыпь возводится из местного грунта, находящегося рядом с ней, то для отвода воды от полотна используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами . Дну резервов и водоотводных канав придают продольный уклон не менее 0,002.
Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва называется бермой
. Со стороны будущего второго пути на однопутных линиях ширина бермы составляет не менее 7,1 м, а с противоположной стороны - не менее 3 м. Для обеспечения отвода воды от насыпи берма имеет уклон 0,02 ...0,04.
^
8 Поперечный профиль выемки. Элементы
Основная площадка выемки имеет такие же размеры, как у насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемках создают продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами
. Они характеризуются следующими минимальными значениями параметров: глубина 0,6 м, ширина (по дну) 0,4 м и продольный уклон дна 0,002.
Удаленный при сооружении выемки грунт, не используемый для создания насыпи в другом месте, укладывают за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода притекающих к выемке поверхностных вод за кавальерами сооружают нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпают банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву.
Показатели эксплуатационной работы железных дорог делятся на количественные и качественные.
Количественные показатели эксплуатационной работы
Количественные показатели характеризуют объем перевозок, пассажиров и грузов, а также работу подвижного состава, к ним относятся:
1. Объем перевозочной работы :
а) по грузовому движению - это количество перевезенных тонн груза
∑Р = Р 1 + Р 2 + … + Р n ;
б) по пассажирскому движению - числом отправленных пассажиров
∑а = а 1 + а 2 + … + а n .
2. Грузооборот железных дорог определяется в т·км по следующей формуле
∑Рl = ∑Pl т,
где l т - средняя дальность пробега одной тонны груза.
3. Пассажирооборот - определяется количеством пассажиро-километров (пасс·км) и находится по формуле
∑al = ∑al п,
где l п - средняя дальность проезда одного пассажира.
4. Грузонапряженность (густота) - это количество тонно-километров в год, приходящееся на один километр эксплуатационной длины данного подразделения, определяется по формуле
где L экс - эксплуатационная длина соответствующего подразделения.
6. Погрузка на сети, дороге, отделение или станции (U п), учитывается ежесуточно в физических вагонах.
7. Выгрузка (U в) - учитывается в физических вагонах для сети, дороги, отделения или станции.
8. Нормы передачи вагонов с дороги на дорогу или с отделения на отделение:
а) по приему вагонов: U пр.гр. , U пр.пор. , U пр.общ. ;
б) сдача вагонов: U сд.гр. , U сд.пор. , U сд.общ.
9. Работа сети, дороги и отделения - учитывается в физических вагонах в сутки и определяется по формулам
Качественные показатели эксплуатационной работы
Качественные показатели характеризуют использование подвижного состава, к ним относятся:
1. Ходовая скорость - это средняя скорость движения поезда на данном отрезке железнодорожной линии без учета остановок и потерь времени на разгоны и замедления. Ходовая скорость определяется по формуле
где t х - время хода.
2. Техническая скорость - это средняя скорость движения поезда по перегонам участка без учета времени остановок, но с учетом времени на разгоны и замедления:
3. Участковая скорость (коммерческая) - это средняя скорость движения поезда по участку с учетом времени остановок на промежуточных станциях и потерь времени на разгоны и замедления:
4. Маршрутная скорость - это средняя скорость движения поезда на данном железнодорожном направлении с учетом времени остановок на всех станциях и потерь времени на разгоны и замедления. Маршрутная скорость измеряется в км/сут и определяется по формуле
5. Скорость доставки груза - это средняя скорость перемещения груза от момента приема его железной дорогой до момента выдачи получателю:
где l г - дальность провоза груза; t г - общее время нахождения груза на транспорте.
6. Коэффициенты скорости :
а) Коэффициент участковой скорости
б) Коэффициент скорости доставки груза
7. Оборот вагона - это время цикла операций от начала одной погрузки до начала другой, или от начала одной выгрузки до начала другой. Это универсальный и один главных показателей качества работы железных дорог. Схема и формула для определения оборота вагона имеют следующий вид
где l о - полный рейс вагона - это расстояние, которое вагон проходит за время оборота;
l в - вагонное плечо или расстояние от одной технической станции до другой;
t тех - время простоя вагона на одной технической станции;
к м - коэффициент местной работы:
t гр - простой вагона под одной грузовой операцией.
8. Рабочий парк вагонов (R)
9. Среднесуточный пробег вагона
где ∑ n·S о - количество вагоно-километров пробега всех вагонов рабочего парка за сутки.
- нагрузка на вагон или ось после выполнения грузовых операций, определяется по формуле - это средняя нагрузка на груженый вагон или ось на всем пути следования вагона в груженом состоянии - это средняя нагрузка, приходящаяся на один вагон или ось всех вагонов рабочего парка за период их пробега, как в груженом, так и в порожнем состоянии
где α - коэффициент порожнего пробега.
13. Коэффициент порожнего пробега - это отношение числа вагоно-километров порожнего пробега к числу вагоно-километров груженого пробега или порожнего рейса к груженому рейсу
14. Производительность вагонов - это количество тонн на километр, которое приходится в сутки на один вагон рабочего парка, формула для определения производительности вагонов выглядит следующим образом
15. Среднесуточный пробег локомотива
где ∑МS - количество локомотиво-километров пробега всех локомотивов, обслуживающих поездную работу;
∑М - количество локомотивов, занятых на поездной работе.
16. Средний вес поезда брутто - определяется путем деления всех выполненных за данные сутки тонно-километров в брутто на локомотиво-километры
17. Производительность локомотива - это количество тонно-километров в брутто, которое приходится в сутки на один локомотив, определяется по формуле
W л = Q · S л,
где Q - вес поезда.
18. Себестоимость перевозок - это величина эксплуатационных расходов, приходящихся на 10 приведенных тонно-километров
е = Э эксп/ ∑Рl,
где Э эксп - сумма эксплуатационных расходов, включающих все ежегодные затраты по заработной плате, расходы на материалы, топливо, электроэнергию, текущие денежные расходы по среднему ремонту подвижного состава и амортизационные отчисления.