Проектирование предприятий электрического транспорта

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 
 
 
 
 
М.В. ЯРОСЛАВЦЕВ  
 
 
 
 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ 
 ПРЕДПРИЯТИЙ  
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО  
ТРАНСПОРТА 
 
Учебно-методическое пособие  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2018 

 

УДК 621.333:628.48-025.13(075.8) 
        Я 765 
 
 

Рецензенты: 

д-р техн. наук, профессор З.С. Темлякова 
канд. техн. наук, доцент Е.А. Спиридонов 
 
 
Работа подготовлена на кафедре ЭТК для студентов направления  
13.03.02 – «Электроэнергетика и электротехника» 
и утверждена Редакционно-издательским советом университета  
в качестве учебно-методического пособия 
 
 
Ярославцев М.В. 
Я 765  Проектирование предприятий электрического транспорта: 
учебно-методическое пособие / М.В. Ярославцев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018.– 56 с. 
 
ISBN 978-5-7782-3672-1 
 
Пособие дает общее представление об организации эксплуатационной работы предприятий городского электротранспорта и последовательности расчета основных ее характеристик. В работе приведены 
краткие сведения о проектировании эксплуатационных предприятий 
городского электрического транспорта, а также рассмотрен расчет 
показателей надежности и анализа деятельности предприятия на основе контрольных карт Шухарта. 
Предназначено для студентов бакалавриата направления 13.03.02 – 
«Электроэнергетика и электротехника», изучающих дисциплину «Эксплуатация и ремонт электрического транспорта». 
 
 
УДК 621.333:628.48-025.13(075.8) 
 
ISBN 978-5-7782-3672-1  
 
 
 
 
 
 
© Ярославцев М. В., 2018 
© Новосибирский государственный 
    технический университет, 2018 

 

ВВЕДЕНИЕ 

В теоретическом цикле курса «Эксплуатация и ремонт электрического транспорта» основное внимание уделяется процессам износа деталей и узлов электроподвижного состава и технологиям их восстановления. В ходе практических занятий изучающие дисциплину студенты получают представление о роли современного общественного 
транспорта в городах, знакомятся с базовыми понятиями теории пассажирских перевозок, изучают порядок организации работы подвижного состава на маршрутах, а также методы расчета основных статистических показателей, характеризующих работу предприятий транспорта. 
Другую часть расчетно-графического задания по дисциплине составляет проектирование генерального плана эксплуатационного депо. 
В ходе решения этой задачи студенты знакомятся с принципами технологического и строительного проектирования промышленных предприятий. 
Наконец, важную часть курса составляет знакомство с прикладными статистическими методами, используемыми для контроля качества, 
исследования статистики отказов механического и электрического 
оборудования электроподвижного состава. Применение статистических методов необходимо для повышения производительности труда в 
любой сфере деятельности. Благодаря своей универсальности и простоте метод контрольных карт Шухарта  находит широкое применение 
в самых разных отраслях экономики, позволяет эффективно контролировать показатели качества продукции в любых технологических цепочках и управлять ими.  
 
 
 
 
 
 

 

1. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ  
ПОКАЗАТЕЛИ ГОРОДСКОГО  
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА 

Эксплуатационными показателями называют величины, характеризующие деятельность предприятий городского транспорта. Они необходимы, чтобы оценить качество их работы, планировать деятельность 
предприятия, прогнозировать потребности в подвижном составе, персонале, запасных частях и выполняемых ремонтах [1, 2]. Для каждого 
из показателей далее обсуждаются обозначение, расчетное выражение 
и единицы измерения, а также приводятся примеры возможных значений величин. 
Первый показатель, описывающий работу любого транспортного 
предприятия, – инвентарный парк 
инв
N
 вагонов (для трамвайных 
депо) либо машин (для троллейбусных). В инвентарный парк входят 
все вагоны либо машины, которыми располагает предприятие. Это довольно устойчивая величина, изменяющаяся только при списании выработавших ресурс вагонов или при поступлении новых. 
Как правило, отдельно выделяют инвентарный парк пассажирских 
вагонов, т. е. предназначенных для перевозки пассажиров, и именно о 
них мы будем говорить далее. Кроме пассажирских эксплуатационные 
предприятия могут иметь небольшое количество служебных вагонов 
(троллейбусов). К ним относятся учебные вагоны, передвижные ремонтные мастерские, буксиры для передвижения неисправных вагонов, вагоны для обслуживания путей и контактной сети и др. 
Если не брать в расчет предприятия, функционирующие в малых 
городах, то инвентарный парк одного депо обычно состоит из 
50…200 вагонов. Максимальный инвентарный парк предприятий зависит от климата. В более холодных условиях Сибири и Дальнего Востока он редко превышает 100 вагонов или троллейбусов, что позволяет хранить их более компактно и упрощает устранение неисправностей, возникающих в холодное время года как на территории депо, так 

и на линии за счет сокращения расстояния от места работы либо стоянки вагона до ремонтного цеха. 
Все вагоны, образующие инвентарный парк, могут быть разделены 
на несколько категорий. Учет вагонов по этим категориям выполняется 
ежедневно. Первой группой вагонов в инвентарном парке, составляющей обычно бо´льшую его часть, является количество единиц подвижного состава в движении 
дв
N
. Вагон либо троллейбус называют 
находящимся в движении, если в течение дня он вышел на линию и 
совершил хотя бы один полный рейс с пассажирами. 
Следующей категорией является количество единиц подвижного 
состава в ремонте 
рем
N
. Эта категория учитывает лишь вагоны и машины, находящиеся в целодневных ремонтах, т. е. имеющих продолжительность один и более дней. Если же вагон в течение дня прошел, 
например, считаются ТО-1 и затем вышел на линию, он будет учитываться как находящийся в движении. 
Наконец, вагоны, которые не находятся ни в движении, ни в ремонте, считаются стоящими в резерве 
рез
N
. Таким образом, все перечисленные величины можно объединить следующим расчетным выражением: 

 
инв
дв
рем
рез.
N
N
N
N



 
(1) 

Кроме того, на предприятиях обычно учитывают количество единиц подвижного состава, находящихся в технической готовности 

тг
N
. Вагон считается технически исправным, если он находится в 
движении либо в резерве. 

 
тг
дв
рез.
N
N
N


 
 (2) 

Сегодня на большинстве эксплуатационных предприятий действует автоматизированная система учета эксплуатационных показателей. 
Ежедневно диспетчер депо вносит в систему информацию о состоянии 
каждого из вагонов либо троллейбусов, после чего автоматически они 
распределяются по категориям за сутки и за более длительные периоды времени. Состояние вагонов за длительные периоды (месяц, квартал, год) измеряют в вагоно-днях либо в машино-днях. Это интегральная единица измерения, представляющая собой произведение количества машин и времени. 

Например, суммируя величины инвентарного парка вагонов за 
каждый из дней, определяют общее число вагоно-дней в инвентарном парке 
инв
D
 за заданный период, например, месяц или год. 

 
инв
инв  .i
i T
D
N

 
 
(3) 

Аналогичным образом может быть найдено число вагоно-дней в 
движении 
дв
D
, в ремонте 
рем
D
 и в технической готовности 
тг
D . 

 
дв
дв i
i T
D
N

 
  
(4) 

 
рем
рем .i
i T
D
N

 
 
(5) 

 
тг
тг .i
i T
D
N

 
 
(6) 

Для оценки качества работы предприятия наибольший интерес 
представляют не абсолютные, а относительные величины. Самым важным из них является коэффициент использования парка. Его также 
называют КИП либо коэффициент выпуска 
в
 . Коэффициент выпуска – это отношение числа вагоно-дней в движении к числу вагонодней в инвентарном парке за выбранный период. Как правило, его величина составляет от 70 до 90 %. Меньшие значения коэффициента 
использования парка говорят о том, что часть вагонов фактически не 
эксплуатируется. 

 
в
дв
инв
/
.
D
D
 
 
(7) 

Другой величиной, характеризующей качество работы предприятия, является коэффициент технической готовности (КТГ), обозначаемый 
тг
 . Это отношение числа вагоно-дней в технической готовности к числу вагоно-дней в инвентарном парке. Очевидно, его величина 
всегда выше, чем коэффициент использования парка, и составляет 
обычно от 85 до 98 %. 

 
тг
тг
инв
/
D
D


. 
(8) 

Можно также ввести понятие коэффициента резерва 
р
 . Это отношение числа вагоно-дней в резерве к числу вагоно-дней в инвентар

ном парке. Его рекомендуемое значение составляет около 5 %. Меньшие значения коэффициента резерва говорят о том, что в случае отказа 
работающих на линии машин может не найтись замена и предприятие 
окажется не способно выполнить заданный объем перевозок. Большие 
значения коэффициента резерва говорят о неэффективном использовании имеющегося подвижного состава: 

 
р
р
инв
/
.
D
D
 
 
 (9) 

Следующая группа эксплуатационных показателей описывает, как 
именно подвижной состав предприятия выполняет работу по перевозке 
пассажиров. Начнем с величины суточного пробега a  одного вагона 
либо троллейбуса. Он измеряется в километрах и составляет, в зависимости от длительности работы на линии и эксплуатационной скорости, 
от 100 до 300 км. Можно также ввести суточное время работы вагона 
на линии t . Эта величина измеряется часами и в среднем по предприятию составляет от 8 до 18 ч. 
В настоящее время для каждого из вагонов и троллейбусов эти величины определяются автоматически по данным системы спутниковой 
навигации. Суммируя суточный пробег и время работы каждого из вагонов, можно определить общий пробег A  и общее время работы T  
вагонов за сутки и за год. Величины, характеризующие работу одного 
вагона, обозначают строчными буквами, а характеризующие работу 
всех вагонов предприятия – прописными. 

 
инв

C
c
1

N

i
i

A
a

 
,  
(10) 

 
365

Г
C
1
,
j

j

A
A

 
 
 

 
инв

C
c
1

N

i
i
T
t

 
, 
(11) 

 
365

Г
C
1
.j

j
T
T

 
 
 

Чтобы точно определить годовые показатели работы предприятия, 
необходимо иметь информацию о его работе за каждый из дней. Однако 

существует способ грубой оценки годовых показателей на основе 
 информации о деятельности предприятия за один рабочий день. Для 
этого необходимо использовать отношение годовых показателей к  
суточным. Это отношение можно рассчитать следующим образом.  
Из 365 дней в году рабочими являются, как правило, только 248. 
Обычно в выходные и праздничные дни перевозится примерно в 2 раза 
меньше пассажиров, чем в рабочие. В среднем предприятие в такие 
дни выпускает на линию в 2 раза меньше вагонов. Таким образом, 
можно сделать вывод, что общий объем работы предприятия за год 
соответствует работе приблизительно за 300…310 рабочих дней. Отсюда следуют выражения для приближенного расчета суточного пробега и суточного времени работы вагонов. 

 
Г
С
Г.
A
A K

 
(12) 

 
Г
С
Г
T
T K

. 
(13) 

Зная общий пробег и общую длительность работы вагонов, можно 
ввести понятие эксплуатационной скорости 
э
V . Она является отношением этих величин. При расчете эксплуатационной скорости во 
время работы включают длительность стоянки на остановках при посадке пассажиров, длительность стоянки на конечных станциях между 
рейсами, а также время движения из депо до конечной остановки. 
В продолжительность работы на линии не включается только длительность обеденных перерывов. 

 
э
/ .
V
A T

  
(14) 

Средняя скорость зависит от условий движения транспорта, 
в первую очередь – от количества остановок на светофорах и на посадочных площадках. Для транспорта, работающего в общем дорожном 
потоке в центре города, эксплуатационная скорость обычно составляет 
около 15 км/ч. Автобусы, работающие в отдаленных районах города, 
где ниже плотность дорожного потока и больше расстояние между перекрестками и остановками, могут иметь эксплуатационную скорость 
около 20 км/час. Скоростные виды транспорта, движущегося по выделенным полосам либо по обособленным рельсовым путям, имеют эксплуатационную скорость от 25 до 35 км/ч. Основным отличием скоростного транспорта от обычного является именно устройство пути. 
Повышение его эксплуатационной скорости происходит не за счет 

применения подвижного состава с более высокими скоростными характеристиками, а за счет увеличения расстояния между остановками и 
устранения помех, создаваемых попутно движущимся транспортом 
при строительстве обособленного пути. 
Наибольшую эксплуатационную скорость имеют виды транспорта, 
пути движения которых не имеют пересечений в одном уровне. 
Например, эксплуатационная скорость метрополитена обычно находится в пределах от 35 до 45 км/ч и зависит от величины среднего расстояния между станциями. Так, в Новосибирске, где средняя длина 
перегона около 1 км, эксплуатационная скорость метрополитена будет 
ниже, чем на большинстве линий метрополитена Москвы, имеющих 
среднюю длину перегона за пределами центра города около 2 км. 
Наибольшей эксплуатационной скоростью обладают электропоезда, 
расстояние между остановочными пунктами которых нередко доходит 
до 5 км. 
Еще одна характеристика деятельности транспортных предприятий – количество перевезенных пассажиров П . Оно также учитывается для каждой из машин, а затем суммируется за сутки и за год. Как 
правило, для удобства записи его измеряют тысячами человек. 

 
365

Г
C
Г
С
Г
1
П
П
,
.
j
j

П
П K




 
(15) 

Важной характеристикой транспортной системы является средняя 
длина поездки пассажира п.ср
l
. Очевидно, что эта величина зависит 
от размера населенного пункта. Как правило, в крупных городах она 
составляет от 5 до 6 км. Существует определенная зависимость средней длины поездки от конфигурации города. В компактных городах, 
форма которых близка к кругу, например, в Екатеринбурге, она будет 
меньше, чем, например, в Волгограде, который вытянут вдоль реки 
почти на 50 км. В то же время зависимость средней длины поездки от 
размера города не является линейной. По возможности  люди стремятся выбирать места работы и проживания таким образом, чтобы 
затрачиваемое на передвижение время не превосходило 1 ч. Поэтому 
даже в наиболее крупных городах средняя длина поездки оказывается 
ограничена. 
В отличие от количества перевезенных пассажиров средняя длина 
поездки сложно поддается непосредственному измерению. Для ее 
нахождения, а также для установления распределения поездок по  

времени суток и по отдельным участкам маршрутной сети в городах 
проводят специальные обследования пассажирских потоков. Как правило, в ходе таких обследований в течение нескольких дней ведется 
визуальное наблюдение за передвижением пассажиров специальными 
людьми, осуществляющими их подсчет на остановках и в салонах 
транспортных средств. С меньшей точностью такие данные могут быть 
получены автоматизированным способом на основе информации о 
пользовании электронными билетами и о перемещении абонентов сотовой связи. 
Скорость передвижения пассажиров по городу характеризуется 
скоростью сообщения 
С
V . Это средняя скорость перемещения от момента посадки до момента выхода пассажира из вагона. Как правило, 
скорость сообщения на 3…5 км/ч превосходит эксплуатационную скорость, поскольку при расчете не учитываются затраты времени на стоянку транспортных средств между отдельными рейсами и на остановках в начале и конце поездки. 
При одном и том же количестве перевезенных пассажиров затраты 
транспортных предприятий на их обслуживание могут быть неодинаковы. Как правило, затраты транспортных предприятий пропорциональны величине пробега транспортных средств. Поэтому для сравнения эффективности предприятий вводят понятие транспортной работы Q . Транспортная работа измеряется в пассажиро-километрах. Для 
ее определения необходимо сложить длины поездок, совершенных 
всеми пассажирами. Так как практически выполнить такой расчет невозможно, величину транспортной работы приблизительно оценивают 
на основании средней длины поездки: 

 
Г п.ср
П
.
Q
l

  
(16) 

Зная транспортную работу, можно определить среднее наполнение салона 
сал. ср
П
 транспортного средства. В свою очередь, по величине среднего наполнения салона может быть определен коэффициент использования вместимости 
вмест

, т. е. отношение среднего 
наполнения салона к величине номинальной вместимости   транспортного средства. Важной особенностью перевозок пассажиров в городах является очень высокая степень их неравномерности. Так, в обеденное время перевозка пассажиров падает в несколько раз по сравнению с пиковыми часами, когда осуществляются основные перевозки