Задержки на трамвайной стрелке

А.А. Кустенко

Описаны основные способы переключения трамвайной стрелки и определятся их эффективность на основании предложенной методики с использованием критерия их надежности.

Задача стрелки – изменять направление следования трамвайных поездов. Достигается это благодаря использованию специальных парных клиньев – перьев стрелки, которые отжимают реборды колес и направляют их в нужном направлении.

Стрелку можно переводить как вручную так и с использованием специальных устройств обеспечивающих автоматическое переключение стрелок. Ручной перевод стрелки – тяжелый, малопроизводительный и при интенсивном уличном движении до некоторой степени опасный труд. Сейчас повсеместно перевод стрелок выполняется автоматически.

Автоматическая стрелка, получившая распространения в странах бывшего СССР, имеет электрифицированную систему управления с электромагнитным приводом, которая работает следующим образом.

Если трамваю надо проследовать направо, то водитель проводит его под сериесными воздушными контактами накатом, с выключенными двигателями. Поэтому стрелка остаётся в правом положении, так как сериесная цепь оказывается разомкнутой (рис. 1).

Рис. 1. Работа стрелки при повороте трамвая направо

Если трамваю надо повернуть налево, то водитель с помощью контроллера включает двигатели. Когда поезд проходит под сериесными контактами с включенными двигателями, возникает электрическая цепь: контактный провод – сериесный электропривод – сериесные воздушные контакты – двигатели вагона – рельсы – тяговая подстанция . При этом сериесный соленоидный привод втягивает сердечник и переводит стрелку для левого направления движения (рис. 2).

Рис. 2. Работа стрелки при повороте трамвая налево

Таким образом, контроллер трамвайного поезда и служит рубильником, замыкающим сериесную электрическую цепь стрелки.

Недостатками данного способа являются:

– наличие воздушных контактов, требующих обслуживания, связанного с работой на высоте и в зоне высокого напряжения;

– необходимость повышенного внимания водителя в зоне стрелочного перевода.

На сегодняшний день разработаны более совершенные системы автоматического переключения стрелки с дистанционным управлением. Во многих странах используется устройство для приведения в действие трамвайной стрелки с поезда, выпускаемое немецкой фирмой "Ханнинг & Каль" (Banning & Kahl). В свою очередь, российскими учеными были разработаны схемы дистанционного управления трамвайной стрелкой, использующие датчики, расположенные перед и позади переводимой стрелки, которые принимают сигналы с поезда и приводят в действие стрелку. В качестве источника сигнала могут выступать:

– полуавтоматические – отдельно смонтированное на трамвае устройство, требующее внимания со стороны водителя при приближении к трамвайной стрелке;

– автоматические – встроенные в трамвайную электрическую систему и связанные с сигналами поворота трамвая [4];

– автоматические – встроенные в трамвайную электрическую систему и работающие независимо от трамвая на заданной программе, обеспечивающие перевод стрелки по номеру маршрута трамвая [5].

Применяемые в этих устройствах датчики отличаются универсальностью и могут быть использованы, например, для управление трамвайным движением связывая датчики со светофорами.

Для определения эффективности различных способов переключения трамвайной стрелки можно использовать следующую методику основанную на определении потерь[1]:

Задержки на стрелочных развязках. Вероятность подобного рода задержек состоит из:

– вероятности необходимости перевода стрелок;

– вероятность необходимости перевода стрелок вручную.

Стрелочная развязка обеспечивает разделение одного трамвайного потока на два, отсюда интенсивность движения трамваев можно записать как:

где и – среднесуточная интенсивность трамвайных поворотных потоков в одном и в другом направлении, тр/с

При этом

Количества переведенных стрелок в час определяется по формуле:

Вероятность необходимости перевода стрелок в ручную зависит от технического состояния стрелочной развязки и определяется отношение количества перевода стрелок в ручную к общему количеству пройденных трамваев:

где – количество раз автоматически переведенных стрелок в час, ед ; – общее количество раз переведенных стрелок в час, ед,

Данные по количеству переведенных стрелок определяются экспериментальным путем для каждой конкретной стрелочной развязки.

Суммарную задержку в час на стрелочной развязке (D) для перевода стрелок определяется следующим образом:

1. Если трамвай после переключения стрелки успевает пройти на разрешенный сигнал светофора:

При этом соблюдается следующее условие:

,с

где – время прибытия трамвая к стоп линии относительно включения разрешающего сигнала светофора, с:

, с

где – время запрещенного движения в цикле, с; – время светофорного цикла, с; – время затраченное водителем на перевод стрелки в ручную, с;

Данное время находится экспериментальным путем и зависит от водителя трамвая и складывающейся дорожной ситуации. Среднее время по экспериментальным замерам = 15 с.

– время разрешенного движения в цикле, с;

, с

2. Если трамвай после переключения стрелки задерживается на запрещенный сигнал светофора: При этом соблюдается следующее условие:

,с

, с

где – доля зеленого сигнала в цикле:

Расчет годовых экономических потерь производится по формуле [1]:

, у.е./год;

где – экономический коэффициент приведения; – годовой фонд времени, =7200 ч/год; – цена задержки, =3 у.е./ч.[1]; – коэффициент приведения размерностей, =1/3600.

Литература

1. Врубель Ю.А. Потери в дорожном движении.-Мн.: БНТУ, 2003. – 377с.

2. СНиП 2.05.09-90 «Трамвайные и троллейбусные линии»

3. О новых нормах проектирования трамвайных и троллейбусных линий. Бюл. строит. техники, 1976, № 7, с. 24

4. Изобретение №2147008, кл. B 61 L 7/08, 1998.

5. Изобретение №2191715, кл. B 61 L 11/08, 2001.

6. СНиП II 41-76 Электрофицированный городской транспорт. // Трамвайные и троллейбусные пути. - М., 1977

7. Томилин А.И. Организация движения трамвая и троллейбуса. - М.: Стройиздат,1969. - 240с.