Основой плана эксплуатационной деятельности метрополитена является график движения поездов. Исходя из графика движения поездов устанавливается объем работы каждого подразделения, обеспечивающего движение поездов, взаимодействие между ними, технические нормы использования подвижного состава, потребность в рабочей силе и материальных ресурсах, необходимых для выполнения заданных размеров перевозок, и эффективное использование технических средств.
График движения поездов — закон для всех работников метрополитена. Исполнение графика должно обеспечить:
выполнение плана перевозок пассажиров, быстрое качественное, безопасное и удобное их перемещение; безопасность движения поездов по перегонным, станционным соединительным, парковым и деповским путям; оптимальную скорость движения поездов и наилучшее использование подвижного состава при экономном расходовании электроэнергии; согласованность в работе станций и прилегающих участков, а также наилучшее использование их пропускной способности; соблюдение установленной продолжительности непрерывной работы локомотивных бригад.
График движения поездов разрабатывается на метрополитене с учетом размеров движения поездов, утвержденных Главным управлением метрополитенов МПС и планом оборота составов.
На основе графика определяют:
размеры движения поездов по часам суток на каждой линии и участке отдельно для рабочих, субботних, воскресных дней, на летний и зимний периоды; необходимое количество поездов и вагонов в поезде; участковые и технические скорости движения; время отправления поездов со станций, продолжительность стоянок, порядок следования их по перегонам и линиям; время оборота составов на конечных станциях; длительность нахождения поездов в отстое (для технического осмотра и ремонта) и в резерве (при неравномерности движения).
О всех отклонениях поездов от графика дежурные по станционным постам централизации, дежурные по станции, машинисты-инструкторы, локомотивные бригады немедленно уведомляют дежурного поездного диспетчера. В исключительных случаях дежурный поездной диспетчер может изменить размеры движения в сторону снижения с последующим уведомлением об этом начальника метрополитена.
Качественное выполнение графика зависит от надежности и четкости работы технических устройств, обеспечивающих безопасность автоматического управления и регулирования скорости движения поездов, средств связи, электрочасового устройства, ЭВМ и др.
Электрочасовое устройство (часы) постоянно должно давать одинаковые данные о времени на всех станциях, постах централизации, диспетчерских помещениях, в пунктах технического осмотра составов, в депо и других служебных помещениях, работники которых связаны с выполнением графика движения. Движение поездов на метрополитенах производится по местному поясному времени в 24-часовом исчислении.
Средства связи обеспечивают оперативную работу всех служб и подразделений. На метрополитенах предусмотрена система устройств проводной связи, поездной радиосвязи для прямых переговоров машиниста с диспетчером, громкоговорящего оповещения в салонах вагонов и на станциях, для информации пассажиров в пути следования (в поезде), связи пассажиров с машинистом, промышленного телевидения и звонковой сигнализации.
Бланк графика представляет собой графическое изображение движения каждого поезда на специальной сетке, нанесенной на листе определенного формата. На графике нанесены данные о времени прибытия и отправления поездов с конечных станций, проследования их по перегонам, станциям, соединительным веткам, а также времени оборота составов на конечных станциях, и выхода их из депо или отстойных тупиков.
Сетка состоит из взаимно пересекающихся горизонтальных и вертикальных линий. Горизонтальные линии обозначают оси станций, расположенных на конкретном участке линии метрополитена, а расстояния между ними в условном масштабе пропорциональны протяженности перегонов (в масштабе времени). У каждой горизонтальной линии на полях сетки наносятся наименования станций. В верхней или нижней части сетки нанесены две горизонтальные линии, изображающие перегон (ветвь) между станцией и примыкающим к ней электродепо.
Вертикальными линиями сетка графика делится на часовые периоды, начиная с 0 до 24 часов, которые в свою очередь разделены более тонкими линиями — на пяти и одноминутные интервалы. Сверху и снизу вертикальных линий цифрами обозначается время через каждые 5 мин (5-10-15-20-25-30-35-40-45-50-55).
Движение поездов по участку графически изображается наклонными линиями, пересекающими горизонтальные линии сетки в точках, соответствующих времени прибытия, отправления или проследования поезда по каждой станции.
Поезда четного направления наносят на график линиями слева вверх направо, а нечетного направления слева вниз направо.
Каждому поезду присваивается свой номер. Нечетные номера начинаются с цифры 1 и поезд следует по I главному пути, четные — с № 2 и поезд следует по II главному пути. Нумерация продолжается нарастающим итогом в зависимости от количества пропущенных поездов за время работы линии в течение суток.
Поездам, не предусмотренным графиком движения, номера присваиваются при их назначении.
Резервным поездам, указанным в графике, присваивается пятитысячная нумерация (5101, 5201, 5301 и т. д.), где цифра, находящаяся на месте сотен, указывает номер линии 1, 2, 3 и т. д., а две последние цифры — номер поезда.
Перегоночные, обкаточные и другие составы, назначаемые поездным диспетчером, имеют тоже пятитысячные номера, на месте десятков у них стоит цифра 5 (5151, 5251, 5351 и т. д.), последняя цифра означает номер поезда. Порядок следования их по главным путям устанавливается специальной инструкцией.
При назначении дополнительных поездов им присваиваются номера основного поезда, за которым он следует, с добавлением слова «бис» или «доп». Номера поездов на графике наносятся над линией станционного оборота на конечной станции.
В целях обеспечения устойчивой работы моторвагонного подвижного состава, технического обслуживания, профилактического осмотра и ремонта каждому составу присваивается номер маршрута, который наносится на график движения поездов (по наклонной линии). Таблички с номерами маршрутов выставляются в левом окне кабины машиниста в голове и хвосте каждого поезда.
Утвержденные начальником метрополитена и согласованные с причастными службами графики движения поездов выдаются на поездной диспетчерский пункт, посты централизации, электродепо и линейные пункты. На основании графика составляется расписание движения поездов.
Разработкой графиков движения поездов занимаются инженеры-диспетчеры (графисты), возглавляемые старшим инженером-диспетчером.
Каждый вновь составленный график поступает к технику-анализатору, который на основании его разрабатывает плановые задания для подразделений метрополитена и обеспечивает ежедневный их учет, а также показатели использования электроподвижного состава, зависящие от обстановки на линии и учитывающие возможные отклонения от нормальной работы технических устройств, вызывающие задержку, отмену поездов и др.
Основным видом графика на метрополитене (по классификации графиков движения) является параллельный график, так как линии хода поездов параллельны, т. е. поезда следуют с одной и той же скоростью и одинаковым временем следования между конечными станциями.
Для составления графика движения поездов необходимо определить его основные элементы:
размеры движения поездов; график оборота подвижного состава; время следования по перегонам и линии; нормы времени стоянок поездов на станциях для посадки и высадки пассажиров; время для оборота составов на конечных или промежуточных станциях; технические особенности станций (время на прием, маневры, отправление поезда); необходимое количество составов для заданных размеров движения.
Размеры движения (почасовая парность) определяются по величине пассажирских перевозок на критическом (лимитирующем) перегоне в течение одного часа.
Например. за один час в четном направлении движения поездов на заданном перегоне было перевезено 30 900 пассажиров в 6-вагонных поездах при расчетном количестве пассажиров на вагон 170, тогда
где N — число пар поездов, потребное для перевозки пассажиров; его для данного случая принимают равным 30; n — число вагонов в поезде; Т — расчетное число пассажиров на вагон; П — число пассажиров, перевезенных за один час.
Критический (лимитирующий) перегон определяется по результатам обследования пассажирских потоков. Обследование производится разными методами — анкетными, талонными, оперативными и др. Применение промышленного телевидения и электронных устройств повышает точность учета пассажиров.
После обработки материалов обследования, зная особенности формирования и распределения пассажирских потоков, разрабатывают размеры движения по часам суток, дням недели (рабочие, субботние, воскресные) и периодам года (летний и зимний).
По суточным размерам движения производится построение графиков оборота подвижного состава и графиков движения поездов.
Плановые размеры движения разрабатываются в каждом метрополитене и утверждаются Главным управлением метрополитенов МПС.
На основании «Рекомендаций по составлению метрополитенами плановых размеров движения по часам суток» расчетная средняя населенность вагона определяется в часы пик исходя из нормы плотности пассажиров 5 человек на одном квадратном метре.
Общая численность пассажиров в одном вагоне при этом составляет от 170 до 200 человек.
Во внепиковое время при норме плотности пассажиров 3 человека на одном квадратном метре общая численность пассажиров в одном вагоне составляет от 120 до 150 человек.
Графики оборота моторвагонных составов составляются на рабочие, субботние и воскресные дни, а также на летний и зимний периоды инженером депо по эксплуатации на основании размеров движения, заданных Главным управлением метрополитенов, и межремонтных пробегов вагонов. Эти графики определяют основную эксплуатационную деятельность электродепо. По графику оборота составов для каждого основного депо определяется:
число составов для обеспечения графика движения поездов; суточный пробег каждого вагона; техническое обслуживание и виды ремонта составов и вагонов; график текущего содержания составов; продолжительность отдыха и непрерывность работы локомотивных бригад и потребность в них.
Работа каждого состава в течение суток изображается на определенном формате бумажного листа прямой горизонтальной линией. Начало этой линии обозначает выход состава из депо или со станции после ночного отстоя, конец — время прибытия в депо или на станцию для ночного отстоя. Для поочередного технического осмотра составов, находящихся в движении, на этих линиях указывается время их отстоя в пунктах технического осмотра на определенных станциях или путях депо, а также начало и конец технического обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3 вагонов в депо.
Вертикальными линиями сетка графика делится на часовые периоды с 5 ч 30 мин утра до 2 ч ночи. Такое время определяется началом и концом работы метрополитена по перевозкам пассажиров.
В первой графе дана нумерация маршрутов, во второй — пункт выхода состава на линию после ночного отстоя. В последней графе указывается пункт, куда заходит состав на ночной отстой и номер его маршрута.
Маршрутизация составов, за которыми закреплены определенные вагоны (по номерам), начинается с цифры 1 (1, 2, 3, 4, 5, 6 и т. д.). Каждый день, кроме воскресенья и понедельника, этот номер возрастает на единицу.
Например. Состав из вагонов № 6061-6076-6119-6078-6079-6069 вышел из депо по маршруту № 1, на следующий день с утра маршрут изменяется на № 2 и далее на № 3 и т. д. Номер последнего маршрута меняется на № 1.
Работа составов на линии по маршрутам, по графику движения поездов дает возможность определить суточный пробег каждого вагона в составе.
По суточному пробегу вагонов определяют: постановку составов в ремонт и количество израсходованной электроэнергии; составляют график текущего содержания подвижного состава; производят расчет производительности труда.
Для правильного учета технического обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3, текущего ремонта ТР-1, ТР-2, ТР-3; капитального ремонта КР-1, КР-2 в электродепо составляется график текущего содержания подвижного состава на каждый месяц. В верхней строчке графика (по горизонтали) расположены числа месяца (1, 2, 3, 4, 5, 6 и т. д.). В первой графе указываются фамилии старших машинистов, во второй — номера закрепленных вагонов. Под числами месяца проставляются номера и условные обозначения ремонтных маршрутов.
Число составов для выполнения заданных размеров движения поездов определяют двумя способами — графическим и аналитическим.
При графическом способе время полного оборота состава на линии (участке) наносят на сетку графика движения поездов, далее наносят все остальные составы исходя из заданных размеров движения в определенное время и интервала между поездами. Число проведенных линий составит потребное количество составов. Число строк графика оборота также обозначает количество составов, ежедневно находящихся в работе.
Для более точного расчета применяется аналитический способ. Расчет по этому способу производят исходя из времени полного оборота состава на линии Гп. об и заданных размеров движения по часам суток:
где t’x — время хода поезда от начальной до конечной станции (от а до Б); t’об. с — время оборота состава на конечной станции; t’’x — время хода поезда в обратном направлении; t’’об.с — время оборота состава на второй станции.
Определить потребное число составов можно с помощью коэффициента потребности K для пропуска одной пары поездов:
K=Tп. об/60.
Зная коэффициент K, определяют необходимое число составов при данных размерах движения М=KN, где N — заданное число пар поездов в час.
При получении дробного числа его округляют в ту или иную сторону и пересчитывают заново время полного оборота состава или интервал между поездами.
Расчеты, проведенные графическим или аналитическим способом, определяют число составов, находящихся постоянно в движении без учета вагонов, находящихся в ремонте и резерве.
Общее число вагонов, потребное для постоянного выполнения графика движения поездов и нормальной работы депо, т. е. инвентарный парк Винв
Винв=Вэ+Врез+Вотк+Р-Вприк,
где Вэ — эксплуатируемые вагоны, постоянно находящиеся в движении. Составы формируются из вагонов и бывают 4, 6, 7 и 8-вагонными; Врез — резервные вагоны инвентарного парка, ориентировочно составляющие от 5 до 15% эксплуатируемого парка; Вотк — число временно откомандированных вагонов (вне метрополитена); Вприк — число временно прикомандированных вагонов; Р — число вагонов, находящихся в ремонте.
В свою очередь число резервных вагонов Врез
Врез=Взап. м+Взап. д+Вотст,
где Взап. м — запас вагонов метрополитена; Взап. д — запас вагонов (резерв) депо, устанавливаемый в зависимости от размера предполагаемого объема работы депо; Вотст — число вагонов, временно находящихся в отстое из-за неравномерности движения.
Число вагонов, находящихся в ремонте Р: Р=Ркр-1+Ркр-2+Рд,
где Ркр-1, Ркр-2, Рд — число вагонов, находящихся соответственно в ремонте первого и второго объема, а также в деповском ремонте.
Норма их пробегов утверждена Главным управлением метрополитенов. Допускается отклонение от предельно установленных норм на 10%.
Учитывая исключительную сложность подготовки исходных данных для составления графика, особенно в условиях большого количества вариантов графика в зависимости от пассажиропотоков, было принято решение автоматизировать его разработку, используя для этого ЭВМ.
Ученые ВНИИЖТа в содружестве с железными дорогами в 1973 г. разработали первую программу для ЭВМ второго поколения Минск-22, предусмотрев составление графика для двухпутных линий на максимальные размеры движения. Эти разработки нашли применение на метрополитенах.
Алгоритм программы строится таким образом, что машина прокладывает нитки графика по поездо-участкам через каждую минуту, т. е. пропускная способность участков принимается в размере 1440 пар поездов в сутки.
В этом случае первая нитка прокладывается беспрепятственно по всему участку в соответствии с технологическими нормативами, т. е. С учетом обычных исходных данных, принятых при разработке графика. Вторая же и последующие нитки прокладываются также через одну минуту, но при этом учитывается минимальный расчетный интервал попутного следования по условиям безопасности.
Например, первая нитка графика проложена по всему участку, вторая нитка, взятая машиной через минуту, неминуемо встретит препятствие, равное времени на проследование поездом, станции, и будет задержана; вторая, третья и все последующие нитки так же. Но шестая и седьмая нитки могут беспрепятственно пройти по части участка или всему участку.
Последующие несколько ниток, взятые через минуту, вновь будут отброшены, а идущая за ними вновь может пройти по участку беспрепятственно и т. д.
Построение графика по этому принципу позволило определить максимальные размеры движения на участке и обеспечить «диалог» диспетчера с ЭВМ при выборе оптимального варианта размеров движения поездов.
