ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ВЫПОЛНЕНИЕ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «ЭРА»
Учебно-методическое пособие
по курсовому и дипломному проектированию
по дисциплине «Изыскания и проектирование железных дорог»
ИРКУТСК 2010 УДК 11.03 ББК 39.21 В 92 Составитель:
В.В. Четвертнова, к.т.н., доцент кафедры изысканий, проектирования, постройки железных дорог и управления недвижимостью Рецензенты:
М.С. Подрядчиков, генеральный директор ЗАО «Востсибтранспроект»;
В.Б. Балабанов, к.т.н., зав. кафедрой «Автомобильные дороги»
Выполнение тяговых расчетов с использованием программного В 92 комплекса «ЭРА» : учеб.-метод. пособие / сост. В.В. Четвертнова. – Иркутск : ИрГУПС, 2010. – 48 с.
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальности 270204 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство», изучающих дисциплину «Изыскания и проектирование железных дорог», а также может быть использовано в дипломном проектировании для проектов новых и реконструкции существующих железных дорог.
Пособие выполнено с использованием справки «ИСКРА ПТР», составленной авторами программного комплекса «ЭРА».
Ил. 47. Библиогр.: 4 назв.
УДК 11. ББК 39. © Иркутский государственный университет путей сообщения,
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. ЭРА-ТЭП. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
3. ЭРА-АС. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
4. ЭРА-СВ. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ
УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация тяговых расчетов в практике проектирования позволяет повысить их эффективность. Возможность многовариантной проработки тяговых расчетов повышает в целом обоснованность технических решений, принимаемых при проектировании новых и реконструкции существующих железных дорог.Система ИСКРА-ПТР (Интегрированная Система Комплексных Расчетов и Анализа движения поездов) (ЭРА) предназначена для тяговоэкономических расчетов при решении определенных задач в области проектирования и эксплуатации железных дорог. Расчеты в системе ИСКРА-ПТР могут выполняться по произвольным перегонам железнодорожной сети. Результаты расчетов представляют собой ведомости перегонных времен хода поездов на заданных участках железнодорожных полигонов, физико-механические, энергетические и экономические показатели и кривые скорости движения поездов, а также ведомость потерь времени от ведомости предупреждений.
Система позволяет рассматривать на дисплее физико-механические, тепло-энергетические кривые движения отдельных поездов в крупных масштабах, а также получать информацию об уклоне пути, допускаемых и расчетных скоростях движения, времени хода и его потерях в любой точке расчетного участка. Это обеспечивает наглядный и точный анализ указанных аспектов движения поездов.
Таким образом, программный комплекс «ЭРА» позволяет обеспечить безбумажное проектирование и реконструкцию железных дорог.
«ЭРА» – Интегрированная Система Комплексных Расчетов и Хабаровского государственного университета путей сообщения.
Авторы программы: В.А. Анисимов – к.т.н., профессор кафедры «ИПиПЖД»; В.В. Анисимов – к.т.н., преподаватель.
Система имеет следующие основные возможности:
1. Вариантные расчеты физико-механических, тепло-энергетических отдельных поездов и расчетных поездопотоков. В частности, расчет скорости и времени хода поезда с определением перегрева тяговых электродвигателей, механической работы, расхода топлива или электроэнергии, эксплуатационных расходов на движение поездов и так далее.
2. Расчет и анализ потерь времени хода, топлива (электроэнергии) и финансовых затрат по вариантам постоянных, длительных, временных и других предупреждений об ограничении скорости 3. Графический анализ движения поездов.
4. Автоматическое формирование конкретных (проблемных) баз данных, содержащих технико-экономическую информацию и результаты вариантных тягово-энергетических расчетов.
5. Формирование ведомостей ЦДЛ № 3 с их накоплением в компьютерной базе данных.
Программный комплекс представлен тремя модулями: ЭРА-ТЭП;
ЭРА-СВ; ЭРА-АС.
2. ЭРА-ТЭП. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1) До запуска программы на диске создаем папку с названием, соответствующим названию участка дороги.Например: С:\Чара-Чина. (В данном случае «Чара-Чина» – название участка, на котором будет выбран перегон для выполнения тяговых расчетов).
2) Запуск и настройка программы «ЭРА-ТЭП».
Выберите на рабочем столе иконку «ЭРА-ТЭП». При старте на экране появится меню, в котором необходимо активизировать «Настройки» щелчком левой клавиши мышки (рис. 1).
Далее открываем «Настройку каталогов» и заходим в «Дорогу»
щелчком левой клавиши мышки в соответствующем окошке. В окошке появится курсор. Здесь следует написать название дороги. Например:
«Байкало-Амурская магистраль (БАМ)».
Заходим в «Каталог дороги». Двумя щелчками левой клавиши мышки открываем «Обзор папок», далее открываем диск С, папку «Чара-Чина» – [ОК]. Теперь в каталоге дороге должна появиться запись С:\Чара-Чина.
В «Каталоге нормативов и подвижного состава» аналогичным образом выставляем С:\ЭРА\ТЭР\NORMAT\ (рис. 2).
Нажимаем клавишу «Закрыть», и программа опять возвращается к меню.
3) Активизируйте «Дорогу» нажатием левой клавиши мышки (рис. 3).
Рис. 3. Фрагмент экрана с настройкой участков Нажатием левой клавиши мышки заходим в «Участки». На экране появится предупреждение с вопросом: «Создать список?» – [ОК].
На экране появится таблица для формирования наименований участков (рис. 4).
Ввод или редактирование информации выполняется посредством специальных клавиш или их сочетаний (табл. 1), а также при помощи функций (различных подменю) меню «Сервис».
Alt + I Добавление новой записи перед текущей записью Enter списком значений (аналог – двойное нажатие левой кнопки BackSpace Удаление символа слева от курсора Insert Переключение в режим вставки/замены Стрелки Перемещение курсора в пределах столбцов (полей) таблицы Shift + Tab Перевод курсора в предыдущий столбец PgUp (PgDn) Постраничное перемещение курсора вверх (вниз) Ctrl + PgUp Перемещение курсора в конец таблицы Ctrl + Home, Ctrl + End Перемещение курсора в конец (начало) таблицы Ctrl + A Выделить все поле таблицы или весь текстовой фрагмент Shift + стрелки Выделить часть поля таблицы или текстового фрагмента Ctrl + C Скопировать выделенный элемент в буфер Ctrl + X Вырезать выделенный элемент в буфер Ctrl + V Скопировать содержимое буфера в поле таблицы Ctrl + Z Восстановить первоначальное значение поля таблицы Нажатием клавиш [Alt] + [A] создаем первую строку в списке и заполняем ее.
Рис. 4. Фрагмент экрана с наименованиями участков После заполнения строки нажимаем клавишу [Еnter], открывается окно данного участка, в нашем случае «Участок: Чара-Новая» и таблица с характеристикой путей (рис. 5). Заполняем таблицу:
А) Наименование путей: четный; нечетный, однопутная.
Б) Номер пути: 2; 1.
В) Проектные отметки (принимаются по продольному профилю по оси станции на уровне головки рельса).
Рис. 5. Фрагмент экрана с характеристикой пути Перемещаем курсор в первую графу таблицы «Наименование пути»
и нажимаем клавишу [Еnter]. В этом случае раскрывается таблица «Участок: Чара-Новая; путь: четный (рис. 6).
4) Заполняем таблицу (рис. 6), открывая последовательно ряд подтаблиц.
Рис. 6. Фрагмент экрана с таблицей «Раздельные пункты»
Для ввода новых или обновления ранее подготовленных данных следует открыть диалоговое окно, содержащее некоторую таблицу.
Порядок вывода на экран тех или иных таблиц данных рассматривается ниже. Шапка таблицы отображает структуру данных и размерности величин. Рабочая область таблицы содержит некоторую часть данных.
Данные группы можно последовательно просматривать в рабочей области, вводить и обновлять. Эти операции можно выполнять от начала к концу рабочей области таблицы и наоборот. Общее количество данных в группе отображается слева в нижней части экрана.
При первом вызове таблица может быть пустой. Для заполнения строки таблицы необходимо нажать сочетание клавиш [Alt] + [A] (добавление записи в конец таблицы), либо [Alt] + [I] (добавление новой записи перед текущей записью). Заполнение, обновление и другое редактирование таблицы возможны в двух режимах: путем замены символов, полей или строк по месту курсора или путем вставки элементов информации. Переключение из режима вставки в режим замены и наоборот осуществляется клавишей [Insert]. В режиме замены в нижнем правом углу экрана высвечивается запись «OVR».
Закрытие диалогового окна (клавишей [Esc] или щелчком мыши на кнопке «х» в правом верхнем углу окна) приведет к записи измененной информации в базу данных и возврату в диалоговое окно верхнего уровня или в главное меню.
Таблица «Предупреждения об ограничении скорости». После активизации окна «Предупреждения об ограничении скорости» на экране появится таблица вариантов предупреждений (рис. 7). Присваиваем № варианту и нажимаем клавишу [Еnter]. В этом случае раскрывается таблица «Предупреждения об ограничении скорости. Вариант 1» (рис. 8).
Рис. 7. Фрагмент экрана с таблицей «Предупреждения об ограничении скорости В данной таблице указываем № п/у (номер подучастка), № предупреждения, тип предупреждения, а также действительный пикетаж предупреждения и допускаемую скорость движения поезда.
Номер подучастка может быть 1, 2 и так далее. При расчетах по одному направлению железнодорожной линии для любого пути подучасток должен иметь один номер.
Рис. 8. Фрагмент экрана с вариантом таблицы «Предупреждения об ограничении Таблица «Раздельные пункты». Раскрытая таблица представлена на рис. 9.
Вторая графа таблицы «Код Экспресс» – число, содержащее 4– знаков;
Третья графа – «Тип поезда»; двойной щелчок левой клавиши мышки откроет список возможных типов поездов (подтвердите свой согласно заданию).
Четвертая графа – «Вид раздельного пункта»; двойной щелчок левой клавиши мышки откроет список возможных видов раздельных пунктов (подтвердите свои согласно заданию).
Последние две графы дают расстояние до стрелочных переводов; для начального раздельного пункта расстояние до входного стрелочного перевода, а также для конечного раздельного пункта расстояние до выходного стрелочного перевода принимаются равными 0 м.
Рис. 9. Фрагмент экрана с таблицей «Раздельные пункты»
Возвращаем курсор в первую графу «Наименование раздельных пунктов» и нажимаем клавишу [Еnter]. Открывается таблица вариантов прохода раздельных пунктов (рис. 10).
Присваивается номер или название варианту прохода раздельных пунктов.
проследованы грузовыми поездами с остановками.
Допускаемые скорости по главному пути в рамках курсовой работы можно принять 70–80 км/ч, а по боковому – 40–50 км/ч.
Безостановочный проход – отсутствует (согласно примеру при остановках на обоих раздельных пунктах), поэтому в таблице ставится прочерк.
Остановка поезда: проставляем Г (на главном пути) или Б (на боковом пути).
Расстояние от оси ПЗ до места остановки может быть принято 0,0 м при совпадении оси раздельного пункта и оси пассажирского здания (уточнить по продольному профилю перегона).
Время стоянки – 3–10 мин (или уточнить реальное по заданию).
Рис. 10. Фрагмент экрана с таблицей вариантов прохода раздельных пунктов Таблица «Участки пробы поездов». Данная таблица в курсовой работе может не заполняться (заполняется по реальным исходным данным существующих железных дорог на этапе дипломного проектирования).
Таблица «Допускаемые скорости». Левой клавишей мышки активизируем окно «Допускаемые скорости» (рис. 11). При этом появляемся таблица вариантов. Присваиваем рассматриваемому варианту номер или даем название. Далее нажимаем клавишу [Еnter]. Открываются таблицы (рис. 12).
Рис. 11. Фрагмент экрана с таблицей «Допускаемые скорости»
Рис. 12. Фрагмент экрана с вариантом открытой таблицы «Основная допускаемая Заполняется последовательно таблица «Основная допускаемая скорость» (рис. 12). Далее активизируется и заполняется таблица «Дополнительные ограничения допускаемой скорости» (рис. 13).
Рис. 13. Фрагмент экрана с таблицей «Дополнительные ограничения допускаемой Таблица «Действительный километраж». Эта таблица выводится на экран после активизации соответствующей вкладки щелчком левой клавиши мышки. Пример заполнения таблицы приведен на рис. 14.
Рис. 14. Фрагмент экрана с примером заполнения таблицы «Действительный Таблицы «Неправильные пикеты» и «Нейтральные вставки». В курсовой работе эти таблицы не заполняются. Неправильные пикеты отсутствуют на заданном перегоне. По нейтральным вставкам в задании нет информации.
потребоваться при дипломном проектировании, когда в результате проведенной реконструкции плана будут определены неправильные пикеты.
Таблица «Продольный профиль». Таблица выводится на экран после активизации соответствующей вкладки щелчком левой клавиши мышки. Пример заполнения таблицы «Продольный профиль» показан на рис. 15.
Рис. 15. Пример заполнения таблицы «Продольный профиль»
Таблица «План пути». Таблица выводится на экран после активизации соответствующей вкладки щелчком левой клавиши мышки.
Данные об однорадиусной кривой представляются одной строкой таблицы «План направления». В таблице указывается положение начал переходных кривых, т.е. действительный километраж точек НПК1 и НПК (рис. 16).
Следует отметить, что в некоторых документах кривые участки могут быть изображены без учета переходных кривых (показаны и заплюсованы точки НКК и ККК). В этом случае начала переходных кривых следует рассчитать по формулам:
где Lпк1, Lпк2 – длины левой и правой переходных кривых в км (при симметричных переходных кривых Lпк1 = Lпк2 = Lпк).
Угол поворота однорадиусной кривой показывается по формату:
где град. – количество целых градусов в угле поворота; мин – количество минут.
Рассмотрим пример.
Начало круговой кривой (НКК) согласно заданию пк 739 + 60;
Р – 1000 м; У – 420 00’; L – 60 м.
Решение: длина круговой кривой К = Р· = 1000·42· / 180 = 733(м);
тангенс круговой кривой Т = Р·tg(/2)= 1000·tg21 = 384 (м).
Длина кривой с учетом переходных кривых К1 = 733 +60 = 793(м);
тангенс с учетом переходной кривой Т = 384 + 30 = 414 (м).
Действ. км НПК1 = действ. км. НКК – Lпк1 / 2 = пк 739 + 60 – – 60/ 2 = пк 739 + 30.
Действ. км НПК2 = действ. км ККК + Lпк2 / 2 = пк 746 + 93+ 60 / 2 = = пк 747 + 23.
соответственно количеству дуг кривой. При этом положение 1 дуги представляется точками НПК1 и ККК1. Начало 2 дуги НКК2 = ККК1.
Действительный километраж конца последней дуги есть положение точки НПК2.
Пример данных для однорадиусной кривой приведен в таблице 2.
Пример заполнения таблицы «План пути» показан на рис. 17.
Нажатием клавиши [Esc] возвращаемся в исходное меню программы (рис. 3).
5) Подготовка списка проблем.
«Дорога»\Проблемы». Подготовка списка проблем выполняется в следующем порядке.
Система предоставит окно со списком проблем. Если список проблем не содержит наименование требуемой проблемы (в частности в нашем случае – пустой), то его можно ввести, предварительно создав пустую строку.
наименование) проблемы, которым в дальнейшем будет оперировать система. Заполнение столбца «Проблема / Титул / Проект / Ситуация / Пример» необязательно и необходимо для краткого описания сущности проблемы в целях ориентации инженера в текущем списке проблем (рис. 18).
Например, в нашем случае возможна запись в таблице «Проблема», представленная на рис. 19.
Рис. 19. Фрагмент экрана с примером заполнения таблицы «Проблемы»
Нажатием клавиши [Esc] возвращаемся в исходное меню программы (рис. 3).
6) Задание на расчет.
Нажатием левой клавиши мышки активизируем «Поезда \ Задания на расчет» (рис. 20).
Рис. 20. Фрагмент экрана «Поезда \ Задания на расчет»
После активизации «Заданий на расчет» на экране появится окно с наименованием ранее выбранного участка и проблемы (рис. 21).
Нажимаем клавишу [Enter], откроется окно с таблицей «Список поездов» и вкладкой «Задания на расчет».
Таблица «Список поездов». В таблице «Список поездов» в столбце «Код поезда» укажите шифр варианта (обычно номер поезда), которым в дальнейшем будет оперировать система. Во втором столбце ставится галочка, если данный вариант подлежит обработке после запуска расчетов.
Столбец «Краткая характеристика варианта» является информативным и заполняется по усмотрению студента (рис. 22).
Рис. 21. Фрагмент экрана с наименованием участка в задании на расчет Рис. 22. Фрагмент экрана с таблицей «Список поездов»
Таблица «Задания на расчет». Активизируем вкладку «Задания на расчет» (левой клавишей мышки). Система предоставит окно со следующими смысловыми блоками (рис. 23).
Рис. 23. Фрагмент экрана с таблицей «Задания на расчет»
Основные разделы таблицы: «Характеристика участка», «Погодные условия», «Основная тяга», «Дополнительная тяга», «Вагонный состав», «Начальные условия», «Нормативы».
Действия, выполняемые в рамках заполнения или корректировки данных разделов таблиц, могут быть следующие:
– вызов списка возможных вариантов (значений параметра) с выбором из этого списка требуемого варианта или значения (путь, вариант предупреждений, тип тяги и т.д.), при этом выбранное поле после подтверждения окрашивается в серый цвет;
– ввод или изменение значения параметра с клавиатуры (скорость ветра, число тяговых средств, вес состава и т.д.), в этом случае курсор имеет вид вертикальной черты;
– удаление содержимого строки, начинающейся словом «вариант…», клавишей «Del» (вариант предупреждений, вариант единичных норм и т.д.).
Ниже рассматриваются особенности подготовки таблицы задания на расчет.
Задание характеристики участка. При выборе начального и конечного раздельных пунктов обратите внимание, что расчет по варианту выполняется для направления движения из указанного начального раздельного пункта в конечный раздельный пункт.
Если не указывается вариант прохода поездом раздельных пунктов, основная кривая скорости строится без учета допускаемых скоростей по станционным путям, а кривые разгона и замедления строятся только на раздельных пунктах, соответствующих типу поезда.
Поезд, указываемый в строке «Тип поезда» (рис. 23), может быть пассажирским, грузовым, пригородным либо скоростным.
Если в задании не указывается вариант допускаемых скоростей, то система выполняет расчет без учета основных и дополнительных ограничений.
Если не указывается вариант предупреждений – не будет выполнена вторая фаза расчета «Построение кривой скорости и кривой перегрева с учетом предупреждений».
Если не указывается вариант участков пробы тормозов – не выполняются опробования тормозов.
Если не указывается вариант единичных норм – не считаются эксплуатационные расходы на передвижение поезда.
Задание погодных условий. Для производства расчета по варианту необходимо определиться с погодными условиями. В системе предоставляется возможность произвести расчет для различных погодных условий.
Задание основной тяги. Данные, содержащиеся в блоке «Основная тяга» (рис. 23), относятся к основному (головному) локомотиву, задаваемому для расчета.
Для того чтобы правильно указать число тяговых средств, необходимо знать, на сколько секций введены общие, тяговые, токовые и другие характеристики задаваемого локомотива. Эта информация содержится в таблице «Общая характеристика» локомотива. Для вызова данной таблицы надо воспользоваться меню «ДАННЫЕ \ ТЯГОВЫЕ СРЕДСТВА \ Тип тяги \ Марка локомотива». В первой позиции таблицы («Количество секций...») указано количество секций, на которое приготовлены (в базе данных) тяговые, токовые и другие характеристики.
В строке «Степень использования силы тяги» указывается коэффициент степени использования силы тяги локомотивом при езде на ходовых позициях. При полном использовании силы тяги коэффициент равен 1, если сила тяги используется не полностью, то данный коэффициент меньше 1. С помощью данного коэффициента можно учесть техническое состояние головных локомотивов.
В строке «Коэффициент уменьшения диаметра колес» указывается величина К 1, выражающая степень уменьшения диаметра колеса по сравнению с паспортным значением в виде той доли диаметра, которая осталась. Так например, при уменьшения диаметра колеса на 3 % данный коэффициент К = 1 – 0,03 = 0,97.
В строке «Огранич. кривая / Расчет. отсечка» указывается ограничение и, соответственно, та ограничивающая кривая силы тяги, которая должна учитываться в расчете.
В строках «Min Xод. Поз. / Мin Форсировка» и «Маx. Xод. Поз. / Маx Форсировка» указывается диапазон рабочих позиций в соответствии с Правилами тяговых расчетов для поездной работы.
При выборе типа тягового средства в таблице автоматически выставляются ограничивающая кривая и ходовые позиции локомотива.
«