Грузовые станции магнитолевитационных линий

Полный текст

Введение

Научные разработки магнитолевитационных транспортных систем (МЛТС) подошли к тому этапу, когда параллельно с решением фундаментальных технических проблем движения транспортных единиц на магнитном подвесе следует приступить к разработке вопросов технологии перевозочного процесса и взаимодействия различных видов транспорта, что позволит начать подготовку к проектированию первых линий.

В разработках систем магнитолевитационного транспорта чётко обозначилась тенденция специализации линий по роду движения на пассажирские (в том числе междугородние высокоскоростные и городские) и грузовые [1, 2, 3, 4]. В разрезе грузовых перевозок наиболее перспективным для МЛТС является контейнерное сообщение. Магнитолевитационные контейнерные линии, по другой терминологии «контейнерные мосты», из пункта «А» в пункт «Б» должны иметь в этих пунктах комплексы сооружений, предназначенных для начально-конечных грузовых операций, а также для текущего обслуживания и ремонта подвижного состава. На традиционных железных дорогах такие комплексы называются грузовыми станциями [5]. Этот термин, на наш взгляд, следует применять и для магнитолевитационных линий, однако технология их работы и схемы будут иметь свои особенности.

Контейнерные МЛТС по принципам организации транспортировки займут промежуточное положение между рельсовыми системами с дискретным движением объединённых в поезда транспортных единиц и системами непрерывного перемещения грузов – конвейерами, трубопроводами, канатными дорогами и т.п. В этом смысле контейнерные МЛТС можно назвать дискретно-непрерывными, что должно быть учтено при разработке принципиальных схем грузовых станций.

Назначение грузовых станций магнитолевитационных линий и основные выполняемые операции

По принятой классификации рассматриваемые объекты инфраструктуры относятся к грузовым специализированным станциям для контейнерных перевозок [5, 6]. Специализация на одном основном процессе требует разработки поточной технологии продвижения контейнеров, что должно обеспечить минимальные временные и финансовые затраты в расчёте на единицу переваливаемого груза.

Грузовые станции магнитолевитационных линий должны сооружаться для выполнения следующих основных операций.

1) Грузовые операции:

• погрузка контейнеров на магнитолевитационные платформы и выгрузка с них;
• сортировка и хранение контейнеров;
• погрузка контейнеров на транспортные средства морского, речного, железнодорожного или автомобильного транспорта и выгрузка с них.

2) Обслуживание подвижного состава (текущий осмотр, техническое обслуживание и ремонт магнитолевитационных платформ).

3) Диспетчерские операции:

• приём и отправление магнитолевитационных платформ;
• отсортировка платформ, требующих сервисного обслуживания или ремонта;
• погашение неравномерности движения (накопление платформ, отставка в резерв, выдача из резерва).

Основные устройства

Устройства на рассматриваемом типе станций можно условно разделить на две группы:

• необходимые на любом контейнерном терминале, независимо от видов транспорта;
• специфические устройства для магнитолевитационной части.

В первую группу входят погрузочно-разгрузочные механизмы, площадки хранения и сортировки контейнеров. Эти устройства целесообразно проектировать по тем же нормам, что и на железнодорожных грузовых станциях [5, 7].

Вторую группу рассмотрим подробнее. Её основу можно назвать «путевой частью» магнитолевитационной станции. В эту группу входят, во-первых, пути разной специализации – приёма, отправления, накопления и отстоя платформ, погрузочно-разгрузочные, деповские; во-вторых, стрелочные переводы и другие устройства для соединения и разветвления этих путей.

Усилия разработчиков-конструкторов направлены на то, чтобы в этих сооружениях на станциях отсутствовали дополнительные направляющие, приводные и поддерживающие механические элементы. Для этих целей должен использоваться всё тот же магнитный привод. Принципиальное отличие станционных путей от линейных заключается в том, что здесь магнитолевитационные платформы будут находиться в неподвижном состоянии или передвигаться с малыми скоростями по разным маршрутам путевой схемы. Если эти вопросы будут решены на базе магнитной левитации, схемы грузовых контейнерных станций МЛСТ будут проще, компактнее и надёжнее, чем железнодорожные.

Технология работы и принципиальные схемы

При существующем состоянии вопроса развития грузового магнитолевитационного транспорта, логичным будет заключение, что первые грузовые станции и непосредственно места погрузки и выгрузки контейнеров будут проектироваться по схемам тупикового типа [8, 9, 10]. При этом главным требованием к схемам таких станций будет обеспечение поточности процесса переработки. Для этого операции по погрузке и выгрузке контейнеров целесообразно выполнять на разных путях, а переход с пути выгрузки на путь погрузки предусматривать с противоположной стороны по отношению к въезду на станцию. Можно предложить несколько принципиальных технологических схем осуществления грузовых операций (рис. 1).

Принцип организации работы по первой схеме (рис. 1, а) следующий. Платформы с контейнерами поступают на выгрузочный путь для поочерёдной разгрузки. После снятия контейнера каждая порожняя платформа через тупиковый путь за два полурейса подаётся на погрузочный путь и после постановки контейнера отправляется на линию. Для реализации такой схемы потребуется разработка специального электромагнитного (немеханического) стрелочного перевода [2]. Кроме этого, для выполнения погрузочно-разгрузочных операций потребуются соответствующие машины и механизмы. В пилотных проектах грузовых магнитолевитационных станций могут быть задействованы традиционные устройства, такие как портальные, козловые и мостовые краны, автопогрузчики и др. При этом необходимо разработать автоматизированные механизмы закрепления и раскрепления контейнера на магнитолевитационной платформе для минимизации времени на выполнение грузовых операций.

Работа по второй схеме (рис. 1, б) в целом аналогична первой. Принципиальным отличием этого варианта является использование взамен тупикового пути специального устройства, способного осуществлять перемещение платформы в поперечном направлении. Целесообразно, чтобы подобное устройство также было разработано с применением магнитолевитационной технологии. В качестве альтернативы, для первых грузовых станций, взамен подобного устройства можно предложить использование механического трансбордера. Однако при таком варианте максимальная перерабатывающая способность всей грузовой станции в первую очередь будет определяться скоростью работы трансбордера.

В третьей схеме (рис. 1, в) для перемещения платформы с выгрузочного пути на погрузочный применён петлевой путь. Это позволит обойтись без стрелочного перевода и трансбордера, но очевидно потребует большей площади. Для проработки этого варианта вначале следует определиться с минимально возможными радиусами поворота магнитолевитационных путей.

 

Рис. 1. Вариантные схемы мест осуществления грузовых операций

 

На основании второго варианта технологии передвижения магнитолевитационных платформ в процессе грузовых операций разработаны две принципиальные схемы грузовой станции (рис. 2).

Схемы отличаются друг от друга мощностью (перерабатывающей способностью) погрузочно-разгрузочных устройств.

 

Рис. 2. Вариантные схемы грузовой контейнерной станции для магнитолевитационного транспорта

 

 В первом варианте технология работы станции предполагается следующая. Платформы поступают с линии через зону автоматического технического контроля (рис. 2, а). На этом этапе выявляется необходимость проведения ремонтно-профилактических работ с подвижным составом. После осмотра платформы ставятся в очередь на выгрузочном пути и продвигаются к разгрузочным механизмам, позиционируясь в определённой точке (которая может меняться в зависимости от текущей ситуации на терминале) для снятия контейнера. Во время ожидания выгрузки должны быть автоматически открыты замки крепления контейнера. После снятия контейнера каждая платформа позиционируется на устройстве технологического разворота (трансбордере). Исключения составляют платформы, «забракованные» при осмотре или требующие планового сервисного обслуживания. Они проходят трансбордер насквозь, выводятся из цикла перевозки и направляются в депо. Бóльшая часть платформ с помощью трансбордера будет переставлена на погрузочный путь. При уменьшении размеров перевозок некоторые платформы с трансбордера съезжают в противоположную сторону, в отстой, а при увеличении – наоборот, выезжают с пути отстоя на погрузочный, проходя трансбордер насквозь.

На погрузочном пути на платформы поочередно ставятся и автоматически закрепляются контейнеры. На выходе со станции каждая платформа вновь попадает в зону автоматического контроля, по результатам которого должна быть возможность вернуть на станцию «забракованную» платформу, не останавливая движущийся поток. Для этого предполагается предусмотреть аварийный разворот (ещё один трансбордер). Большинство платформ пройдут его насквозь и будут отправлены на линию.

Второй вариант схемы грузовой контейнерной станции (рис. 2, б) будет иметь бóльшую перерабатывающую способность за счёт параллельного выполнения грузовых операций. Грузовая станция не должна стать «узким местом» МЛТС, её перерабатывающую способность следует рассчитывать исходя из темпа перевозки контейнеров по линии. Добавление грузовых путей потребует дополнительных устройств разветвления и соединения (стрелочных переводов), задействованных в непрерывном технологическом процессе. Скорость передвижения по ним будет небольшая (не более 10-20 км/ч), что должно быть учтено при разработке соответствующих конструкций.

Выводы

1. Первые магнитолевитационные грузовые станции целесообразно проектировать под переработку контейнеров.
2. На этих станциях потребуются как устройства, применяемые на обычных контейнерных терминалах, так и специфические.
3. Грузовые станции следует проектировать с учётом организации поточности транспортного и перегрузочного процесса.
4. Для обеспечения поточности операции по выгрузке и погрузке контейнеров следует выполнять на разных путях.
5. По результатам выполненного исследования предложены варианты принципиальных схем грузовых контейнерных станций магнитолевитационных линий.

Об авторах

Владимир Васильевич Костенко

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Автор, ответственный за переписку.
Email: docentkostenko@yandex.ru

доцент кафедры «Железнодорожные станции и узлы»; к.т.н.

Россия

Максим В Четчуев

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Email: maxetion@mail.ru

к.т.н.

Россия

Владимир Петрович Фёдоров

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Email: zhdsu@yandex.ru

доцент кафедры «Железнодорожные станции и узлы»; к.т.н.

Россия

Дмитрий Иванович Хомич

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Email: dkhomich@yandex.ru

ссистент кафедры «Железнодорожные станции и узлы»

Россия

Список литературы

Дополнительные файлы