Управление эксплуатационной работой на железнодорожном транспорте: технология и управление движением на дорожном и сетевом уровнях

УПРАВЛЕНИЕ 

ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАБОТОЙ 

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ 

ТРАНСПОРТЕ

ТЕХНОЛОГИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ 

НА ДОРОЖНОМ И СЕТЕВОМ УРОВНЯХ

Д.Ю. ЛЕВИН

Рекомендовано

в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений, обучающихся

по направлению подготовки 23.03.01 «Технология транспортных процессов»

(квалификация (степень) «бакалавр»)

Москва

ИНФРА-М

20УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 656.2(075.8)
ББК 39.2я73
 
Л36

Левин Д.Ю.

Л36 
 
Управление эксплуатационной работой на железнодорожном тран
спорте: технология и управление движением на дорожном и сетевом 
уровнях : учеб. пособие / Д.Ю. Левин. — М. : ИНФРА-М, 2020. — 
248 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс; Режим доступа http://
www.znanium.com]. — (Высшее образование: Бакалавриат). — www.
dx.doi.org/10.12737/22770.

ISBN 978-5-16-012292-2 (print)
ISBN 978-5-16-105320-1 (online)
Изложены способы и меры усиления пропускной и провозной спо
собности железных дорог, правила выбора норм веса и длины поездов, 
техническое нормирование и анализ эксплуатационной работы, порядок 
управления перевозочным процессом и работой локомотивов и вагонных 
парков, оперативное управление поездной и грузовой работой, диспетчерское руководство движением поездов.

Соответствует требованиям Федерального государственного образова
тельного стандарта высшего образования последнего поколения.

Учебник предназначен для студентов вузов железнодорожного транс
порта, специалистов ОАО «Российские железные дороги» и транспортных 
компаний, слушателей курсов повышения квалификации.

УДК 656.2(075.8)

ББК 39.2я73

Р е ц е н з е н т ы:

Сотников Е.А., доктор технических наук, профессор, главный на
учный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта;

Балалаев А.С., доктор технических наук, профессор, заведующий 

кафедрой «Железнодорожные станции и узлы» Дальневосточного государственного университета путей сообщения

А в т о р:

Левин Д.Ю., доктор технических наук, профессор кафедры «Управ
ление эксплуатационной работой и безопасностью на транспорте» 
Московского государственного университета путей сообщения Императора Николая II

ISBN 978-5-16-012292-2 (print)
ISBN 978-5-16-105320-1 (online)

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны 

в электронно-библиотечной системе Znanium.com

© Левин Д.Ю., 2017

Введение

Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлениям подготовки специалистов 23.03.01 
«Технология транспортных процессов» (программы академического 
и прикладного бакалавриата, профиль подготовки «Организация 
перевозок и управление на железнодорожном транспорте»).
В соответствии с Федеральным государственным образовательным 
стандартом высшего образования последнего поколения дисциплина изучается по специальности 190701 «Организация перевозок 
и управление на транспорте (железнодорожный транспорт)». Целью 
подготовки студентов по дисциплине «Технология и управление движением на дорожном и сетевом уровнях» является формирование 
знаний, умений и представлений в области усиления пропускной 
и провозной способности железных дорог, выбора норм веса и длины 
поездов, управления эксплуатационной работой на железных дорогах 
России, технического нормирования эксплуатационной работой 
и управление работой локомотивов и вагонных парков.
Дисциплина «Технология и управление движением на дорожном 
и сетевом уровнях» входит в федеральный компонент цикла специальных дисциплин и является обязательной.
Компетенции, которые должны приобрести студенты в результате обучения по данной дисциплине: 
 
• разработка технологии грузовой и коммерческой работы, планирование и организация грузовой, маневровой и поездной работы 
на дорожном и сетевом уровнях; 
 
• оперативное планирование и управление эксплуатационной работой железнодорожных подразделений, разработка системы рациональной организации поездопотоков и вагонопотоков на полигонах сети железных дорог, разработка плана формирования 
поездов, поиск путей увеличения пропускной и провозной способности железнодорожных линий, разработка и анализ графиков движения поездов; 
 
• эксплуатация автоматизированных систем управления поездной 
и маневровой работой, использование информационных систем 
мониторинга и учета выполнения технологических операций; 
 
• выполнение обязанностей по оперативному управлению движением поездов на железнодорожных участках, в том числе и высокоскоростных, и направлениях, а также маневровой работой 
на станциях; 

 
• проведение технико-экономического анализа, комплексное 
обоснование принимаемых решений, поиск путей оптимизации 
транспортных процессов, а также оценка их результатов; 
 
• использование в работе основных методов и моделей управления инновационными процессами; 
 
• расчет и анализ показателей качества пассажирских и грузовых 
перевозок; 
 
• разработка математических моделей процессов и объектов 
на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований; 
 
• применение математических и статистических методов при 
сборе и обработке научно-технической информации, подготовке 
обзоров, аннотаций, составлении рефератов, отчетов и библиографий по объектам исследования; 
 
• готовность к участию в научных дискуссиях и процедурах защиты научных работ различного уровня, выступлений с докладами и сообщениями по тематике проводимых исследований.

Глава 1
УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ И ПРОВОЗНОЙ 
СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

1.1. СПОСОБЫ И МЕРЫ УСИЛЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ 
И ПРОВОЗНОЙ СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Необходимость увеличения пропускной и провозной способности железных дорог возникает при достижении высокого уровня 
использования наличной пропускной способности или предстоящем увеличении потребной пропускной способности.
Еще в 1856 г. Д.И. Журавский впервые предложил увеличить 
пропускную способность дороги путем устройства «телеграфических станций» посередине перегонов между станциями с тем, чтобы 
пропускать 32 поезда вместо 16, а увеличив скорость движения с 15 
до 20 верст в час, — 43 поезда в сутки. 
В значительной степени определяют размеры движения поездов 
на участках устройства связи, сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). В 1860 г. на магистрали Петербург — Москва в качестве системы сигнализации для регулирования движения поездов 
стали использовать оптические сигналы, применяя красные и зеленые диски.
Впоследствии для регулирования движения поездов была введена ручная жезловая система: машинист имел право занять перегон при наличии жезла, а связь осуществлялась средствами сигнализации. В дальнейшем появилась независимая (1869 г.), а затем 
и полуавтоматическая блокировка. 
В 1878 г. дорога Петербург — Москва была оборудована блокировкой, при которой перегон делился на блок-участки, на границах 
которых устанавливался семафор. Семафор состоял из столба с поднимающимися и опускающимися крыльями или шарами. Крыло, 
поднятое под углом 135°, предупреждало о скором проходе поезда, 
под прямым углом — требовало остановки поезда, опущенное под 
углом 45° — требовало уменьшения скорости движения, опущенное 
крыло сообщало о свободности пути.
После Октябрьской революции продолжилось строительство 
средств сигнализации и связи — полуавтоматической блокировки, 
электрожезловой системы, телеграфной и телефонной связи.
В связи с увеличением размеров движения на дорогах при составлении первого пятилетнего плана (1928–1932 гг.) особое вни

мание уделялось реконструкции таких элементов, которые одновременно с развитием пропускной способности увеличивали безопасность движения поездов. 
Это были устройства автоматической блокировки и сопутствующие ей устройства автоматической локомотивной сигнализации и автостопов. Было установлено, что автоблокировка повышает пропускную способность двухпутных линий вдвое, что экономически очень выгодно. В последующие периоды автоблокировка 
стала ведущей системой регулирования движения поездов на отечественных железных дорогах.
Рельсовые цепи в устройствах автоблокировки, по которым возможна передача на локомотив информации о показаниях сигналов, 
были успешно использованы еще в 1936 г. для создания автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСНЦНИИ).
Повышению использования пропускной способности участка 
при полном обеспечении безопасности движения поездов способствовала введенная в эксплуатацию в 1936 г. система диспетчерской 
централизации (ДЦ). Устройства ДЦ обеспечивали: управление 
из одного пункта стрелками и сигналами несколькими раздельными пунктами; контроль на аппаратуре управления положения 
и занятости стрелок, а также занятости перегонов, путей на станциях и прилегающих к ним блок-участках, повторение показаний 
входных, маршрутных и выходных светофоров.
На смену традиционной релейной электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ) повсеместно приходят микропроцессорные системы централизации. Переход на новую элементную 
базу обусловлен резко возросшими объемами работы и увеличением скорости обмена как управляющей, так и известительной информацией.
Лучшему использованию пропускной способности участков 
может способствовать применение микропроцессорных систем 
с двойным и тройным резервированием. 
В табл. 1.1 представлены этапы развития средств связи по движению поездов и их влияние на пропускную способность участков.
Способы усиления пропускной и провозной способности бывают:
 
• организационно-техническими, позволяющими увеличить пропускную способность за счет лучшего использования технических средств и технологии;
 
• реконструктивными, связанными с техническим переоснащением линии.

Таблица 1.1

Влияние средств связи по движению поездов на пропускную 
способность участков

Регулирование 
движения 
поездов

Средства связи 
по движению 
поездов

Разграничение 
поездов

Показатель, определяющий пропускную 
способность участков

Временем
Отсутствие
Интервал времени между 
поездами 
в расписании

Время занятия поездом участка

Телеграф
Время проследования перегона

Затраты времени 
на проследование поездом перегона и получение разрешения 
на его занятие 

«Только один 
паровоз» 

«Поездной проводник»

«Поездной жезл»

Телефон

Пространством
Свободный 
блок-участок
Заданное время Расчетное время проследования поездом 
перегона

Полуавтоматическая блокировка
Время проследования перегона

Затраты времени 
на проследование поездом перегона и получение разрешения 
на его занятие 

Жезловая 
система

«Живая блокировка»
Время проследования блокучастка

Затраты времени 
на проследование поездом блок-участка

Автоблокировка
Не менее трех
блок-участков
Межпоездной интервал

Пространством между 
блоками поездов

Соединенные 
поезда
Межпоездной интервал и число составов в блоке

Минимальным  (безопасным)
пространством

Спутниковая 
навигация
Тормозной 
путь
Изменяющийся в зависимости от продольного профиля 
пути тормозной путь

К организационно-техническим способам усиления пропускной 
и провозной способности относятся:
 
• применение наиболее эффективных графиков движения поездов;
 
• обращение соединенных поездов;
 
• применение подталкивания или двойной тяги на ограничивающем перегоне;
 
• сокращение станционных интервалов на раздельных пунктах, 
прилегающих к ограничивающему перегону;
 
• остановка сборных поездов только на опорных промежуточных 
станциях;
 
• ликвидация враждебных пересечений маршрутов в горловинах 
технических станций;
 
• повышение массы поездов.
Увеличение пропускной способности достигается применением 
пакетных и частично-пакетных графиков.
Организация обращения соединенных поездов сокращает наличную пропускную способность, но значительно увеличивает 
провозную способность (рис. 1.1). Так, при 10%-й доле поездов, 
соединенных из трех составов, пропускная способность со 122 снижается до 117 поездов/сут, но при этом в них перевозится 148 составов, т.е. меньшим числом поездов перевозится больше составов 
и грузов в них.

1
1 ′

2
2 ′

3

3 ′

120

110

100

n, поездов/сут

n′, число одиночных составов/сут
190 180
170
160
150
140
130
120
10
20
30
40 α, %

Рис. 1.1. Номограмма, используемая для определения провозной способности (в одиночных составах) в зависимости от доли соединенных поездов α: 

1, 1’ — из двух; 2, 2’ — трех; 3, 3’ — пяти составов

Ускорение хода поездов по ограничивающему перегону достигается в результате применения подталкивания или двойной тяги.
Сократить межпоездные интервалы на участках, оборудованных 
автоматической блокировкой, можно с помощью перестановки 
и добавления проходных светофоров, перехода на схему движения 
с разграничением двумя блок-участками (под зеленый огонь 
на желтый), введения вместо трех четырехзначной блокировки, 
повышения скоростей движения.
Наличная пропускная способность пакетного графика рассчитывается по формуле 

 
(
)
(
)

техн
н
пк
н
пер

2 1440
1
t
N
T
I k
−
α
=
+
−
,

где 
техн
t
 — время, предоставляемое в графике движения для выполнения работ по содержанию устройств инфраструктуры, мин; 

н
α  — коэффициент надежности инфраструктуры и подвижного 
состава (
н
α  = 0,97); 
пер
T
 — период графика на ограничивающем 
перегоне, мин; I — расчетный межпоездной интервал; k  — число 
поездов в пакете.
Наличная пропускная способность пакетного графика с двумя 
поездами в пакете, если I = 10 мин и Тпер = 36 мин при tтехн = 60 мин 
и αн = 0,94, составит:

 
(
)
пк
н
2 1440
60 0 94
46
36
2 10
,
N
−
=
=
+
⋅
 пар поездов,

где 1440 — число минут в сутках.
Если расчетный интервал между поездами уменьшить до 7 мин 
(на 30%), то пропускная способность повысится на 13%:

 
пк
N
=
(
)
2 1440
60 0 94
52
36
2 7
,
−
=
+
⋅
 пары поездов.

Особенно эффективно сокращение межпоездных интервалов 
на двухпутных участках:
интервал в пакете, мин . . . . . . . . . . . . 10 
  8 
  7 
  6
наличная пропускная способность, 
пар поездов/сут (числитель), и ее 
увеличение, % (знаменатель),

при tтехн = 120 мин и αн = 0,92 . . . . . 121 
151
24
+

173
42
+

262
67
+
На однопутных участках с устойчивой непарностью движения 
и преобладанием числа поездов в грузовом направлении целесообразен непарный график (рис. 1.2).

n, поездов

nм

nβ

βн

n′′

n′
nм/2

0
1

Рис. 1.2. Зависимость размеров движения на однопутных участках nβ от коэффициента непарности βн: пропускная способность: 

n′ — в нечетном направлении, n′′ — в четном направлении, 
м
n — максимальная 
для парного графика, 
м/2
n
 — одного из направлений парного графика

На однопутных участках, оборудованных автоблокировкой, 
эффективны частично пакетный и полностью пакетный графики. 
Наличная пропускная способность частично пакетного графика 
с двумя поездами в пакете (k = 2) при равенстве межпоездных интервалов по направлениям движения (I′ = I″ = I), т.е. для наиболее 
частых на практике случаев, определяется по формуле

 
(
)
(
)

техн
н
чп

п
пер
п

2 1440
2
2
t
N
T
I
−
α
=
− α
+ α
, 

где 
п  
α
— коэффициент пакетности.
Для полностью пакетного графика (
п
1)
α
=
 эта формула принимает вид

 
(
)
техн
н
пк

пер

2 1440
2
t
N
T
I
−
α
=
+
.

Пример. По однопутному участку, оборудованному автоблокировкой, 
необходимо пропустить 35 пар поездов параллельного графика 
(Тпер = 46 мин, I = 8 мин, αн = 0,94, tтехн = 60 мин). В обычном непакетном 

графике 
(
)
2 1440
60 0 94
28
46
,
N
−
=
=
 пар поездов, а пропускная способ