Экономические изыскания и выбор основных элементов проектирования железных дорог

РОСЖЕЛДОР

Сибирский государственный университет  путей сообщения

 

Кафедра «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог»

Дисциплина «Технико-экономические  изыскания на железнодорожном 

транспорте»

 

 

Курсовая работа

«ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ»

 

 

 

Руководитель                                                                    Разработал

                                                                                           студент гр. Э-

________Николаева Л.В.                                                    ________

  (подпись)                                                                                           (подпись)

 

___________                     ____________

(дата проверки)                 (дата сдачи на проверку)

 

 

 

 

Краткая рецензия

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

________________________      ___________________

(запись о допуске к защите)      (подписи преподавателей)

 

 

_____________________________

 

( оценка по результатам к  защите)

 

 

 

Новосибирск, 2012 год

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..4

  1. Экономические изыскания новой железнодорожной линии……………….5
    1. Общая характеристика района проектирования……………………… .5
      1. Географическое положение района проектирования..................5
      2. Физико-географические данные района…………………………5
      3. Население………………………………………………………….8
      4. Промышленность………………………………………………….8
      5. Сельское хозяйство………………………………………………..9
      6. Транспорт…………………………………………………………10
      7. Значение проектируемой железной дороги…………………….10
    2. Определение местного района тяготения ……………………………...11
    3. Определение численности населения в местном районе тяготения …14
    4. Определение местного грузооборота по основным родам груза……..16
    5. Составление рабочей схемы грузопотоков и определение основных показателей экономических изысканий..………………………………………23

         1.6 Определение средневзвешенных характеристик подвижного состава..27

  1. Выбор элементов и проектирование продольного профиля участка железной дороги ………………………………………………………………..31
    1. Составление профиля поверхности земли……………………………..31
    2. Расчет элементов и составление ведомости плана линии, нанесение его на профиль………………………………………………………………………32
    3. Основные требования к проектированию продольного профиля……35
    4. Нанесение проектной линии и подсчет отметок………………………37
    5. Размещение и выбор типов малых водопропускных сооружений……40
  2. Выбор элементов технической оснащенности железнодорожной линии..42
    1. Определение массы и длины поезда …………………………………..42
    2. Составление профиля расчетного перегона и определение времени хода поезда по нему …………………………………………………………….44
    3. Определение возможной провозной способности линии с учетом намечаемых мер по ее усилению ………………………………………………47
    4. Построение графика и схем овладения перевозками………………….54
    5. Технико-экономическое сравнение вариантов схем…………………..55

3.5.1 Алгоритм расчета…………………………………………………..55

3.5.2  Результаты расчетов  и выводы……………………………………60

Заключение ………………………………………………………………………61

Список литературы ……………………………………………………………..62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Коренные перемены во всех сферах общества, развитие рыночных отношений, рост потребности товарной массы на рынке, перераспределение  хозяйственных и транспортно-экономических связей на современном этапе требуют дальнейшего развития железнодорожного транспорта, повышения мощности и качества его работы.

В решении этих проблем  важную роль играют  экономические  изыскания и выбор основных элементов  трассы и технической оснащенности железных дорог, увеличение их провозной способности для овладения растущими перевозками.

В курсовой работе осуществляется проектирование новой железнодорожной  линии Буденновск-Моздок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Экономические изыскания  новой железнодорожной линии

 

1.1 Общая характеристика района проектирования намечаемой железнодорожной линии

 

1.1.1 Географическое положение района проектирования

Географическое положение  района проектирования в системе существующего административного деления:

Граничит с Ростовской областью, Краснодарским краем, Калмыкией, Дагестаном, Чеченской, Кабардино-Балкарской, Северной Осетией-Аланией, Карачаево-Черкесской республиками.

Край входит в состав Северо-Кавказского  экономического района, Северо-Кавказского  федерального округа.

Краевой центр — город Ставрополь.

Расстояние от Ставрополя до Москвы — 1406 км.

Площадь - 66 160 км².

Население — 2785,3 тыс. человек (на 2011 год).

Плотность населения - 42,1 чел/км² (на 2010 год), удельный вес городского населения — 56,9 % (на 2009 год).

 

1.1.2 Физико-географические  данные района

Край расположен в центральной части Предкавказья и на северном склоне Большого Кавказа. Ставропольский край протянулся на 285 км с севера на юг и на 370 км с запада на восток.

Большая часть территории Ставропольского края занята Ставропольской возвышенностью, переходящей на востоке в Терско-Кумскую низменность (Ногайская степь). На севере возвышенность сливается с Кумо-Манычской впадиной. В полосе предгорий выделяется район Кавказских Минеральных Вод с горами-лакколитами, высотой до 1401м (г. Бештау).

 

Полезные ископаемые — природный газ, нефть, полиметаллы, содержащие уран, строительные материалы. Наиболее известные месторождения: газа — Северо-Ставропольско-Пелагиадинское (запасы около 229 млрд м³) и Сенгилеевское; газового конденсата — Мирненское и Расшеватское; нефти — Прасковейское.

Высок потенциал геотермальных  вод края, разведано четыре крупных  месторождения: Казьминское, Георгиевское, Терско-Галюгаевское и Нижне-Зеленчукское с общим дебитом в 12 тыс. м³/сут.

Запасы строительного  сырья: глин для производства кирпича  и черепицы — 90 млн м, керамзита  — 12 млн м³, силикатных изделий — 125 млн м³, песчано-гравийных материалов — 290 млн м³, строительного камня  — 170 млн м³, стекла — 4,6 млн т.

Особое богатство края — минеральные лечебные воды. На 2000-е используется около 1370 м³/сут., что составляет только 10 % от потенциала.

Климат края - умеренно-континентальный. Средняя температура января −5 °С (в горах до −10 °C), июля от +22…+25 °C (в горах до +14 °C). Осадков выпадает: на равнине 300—500 мм в год, в предгорьях — свыше 600 мм. Продолжительность вегетационного периода — 180—185 дней. На территории края действуют 13 метеорологических станций Росгидромета.

Основные реки Ставропольского края — Кубань, Кума с Подкумком, Золкой и др., Калаус, Егорлык, Большой Зеленчук, Кура, Маныч. Озёра немногочисленны: Тамбуканское озеро (с запасами лечебной грязи), часть озера Маныч-Гудило, озеро Цаган-Хак, Сенгилеевское водохранилище, Кравцово озеро и др.

Ставропольский край расположен, в основном, в степной и полупустынных зонах. Почвы, главным образом, чернозёмы (южные и обыкновенные) и каштановые (светлокаштановые, каштановые и тёмнокаштановые). Преобладают разнотравно-злаковые и злаковые степи, на востоке и северо-востоке — полынно-злаковая растительность с солонцами и солончаками. Степи большей частью распаханы.

На высоких участках Ставропольской возвышенности —  массивы широколиственных дубово-грабовых лесов (участки лесостепи). В степи  обитают грызуны (суслики, полёвки, хомяки, тушканчики и др.), встречаются ушастый ёж, ласка, лисица, волк. В плавнях Кумы — камышовая кошка и кабан. На озёрах и болотах много водоплавающей птицы.

 

1.1.3 Население

Население края на 2011 год составляет 2 785 327 чел. Плотность населения - 42,1 чел/км² (на 2010 год), удельный вес городского населения — 56,9 % (на 2009 год).

Для края характерна естественная убыль населения. В 2010 году на 1000 человек  населения рождаемость составила 11,9; смертность — 12,4; естественная убыль  — 0,5. Младенческая смертность — 8,3.

Большинство населения  края составляют русские. Традиционно  велики в крае этнические общины армян, украинцев и греков. В последние  десятилетия возросло количество проживающих  в крае дагестанских народов, особенно даргинцев (1,8%).

На востоке и северо-востоке  края проживают чеченцы (0,4%). В предгорных районах — карачаевцы (0,6%) и абазины.

В состав края входят 26 районов, 10 городов  краевого подчинения, 11 городов районного  подчинения, 18 рабочих и курортных  поселков.

Основными населёнными пунктами с населением более 15 тысяч человек по состоянию на 1 января 2011 года являются: Ставрополь, Пятигорск, Нефтекумск, Кисловодск, Невинномысск , Минеральные Воды, Георгиевск , Будённовск, Лермонтов, Изобильный и др.

Основными населёнными пунктами Ставропольского края с площадью территории более 50 км² по состоянию на 1 января 2011 года являются: Михайловск, Будённовск, Ставрополь, Кисловодск, Пятигорск, Светлоград , Железноводск, Ессентуки, Невинномысск и Минеральные Воды.

 

1.1.4 Промышленность

Основные отрасли промышленности — машиностроение (электротехническое оборудования, станки, приборы, автокраны, автоприцепы), электроэнергетика, добыча и переработка нефти и газа, пищевая (винодельческая, масложировая и консервная в Георгиевске, сахарная в Ставрополе), химическая (минеральные удобрения в Невинномысске, оргсинтез в Будённовске), строительных материалов (стекольная в Минеральных Водах), легкая (шерстяная в Невинномысске, кожевенная в Будённовске), мебельная, микробиологическая (Ставрополь).

 

1.1.5 Сельское хозяйство

Специализируется на выращивании зерна и подсолнечника, ведущая роль в животноводстве принадлежит  скотоводству, тонкорунному овцеводству. Широко развито садоводство, виноградарство, птицеводство, свиноводство, пчеловодство.

Сельское хозяйство — одна из важнейших отраслей экономики Ставропольского края, в которой занято свыше 156 тысяч человек.

 В Ставропольском  крае функционируют 1010 хозяйствующих  субъектов различных форм собственности,  взаимодействующих с Минсельхозом  России и минсельхозом края. В их числе товарным сельхозпроизводством занимаются 500 сельскохозяйственных организаций, 14,1 тысяч крестьянских (фермерских) хозяйств, 406,9 тысяч личных подсобных хозяйств.

 Несмотря на то, что производство зерновых является  основным направлением в земледелии и его доля в выручке составляет 72 %, в крае производятся значительные объемы технических культур. Стабилизировалось в крае производство молока и мяса, товарного яйца и прудовой рыбы. На подъеме находится птицеводство и свиноводство. Наращивание объемов производства основных видов животноводческой продукции обеспечивается за счет роста продуктивности сельхозживотных и птицы. Это позволило краю выйти на второе место в России по темпам роста производства товарного яйца.

 

1.1.6 Транспорт

    • Железнодорожный:

Основная железная дорога — участок Армавир — Невинномысск — Минеральные Воды — Георгиевск — Новопавловск — Прохладный двухпутной электрифицированной магистрали Москва — Ростов-на-Дону — Баку с однопутными  тепловозными ответвлениями на Усть-Джегуту и Будённовск, а также двухпутной электрифицированной веткой на Кисловодск.

Кроме того через Ставрополь и Светлоград проложена однопутная тепловозная линия от станции  Кавказская на Элисту с ответвлением на Будённовск.

Крупнейшие локомотивные депо: Ставрополь, Светлоград, Невинномысск и Минеральные Воды.

Всё железнодорожное  хозяйство относится к Северо-Кавказской железной дороге.

    • Автомобильный:

Основная автомобильная дорога М29 «Кавказ», проходящая через Невинномысск, Минеральные Воды и Пятигорск, с подходными дорогами на Ставрополь и далее на Элисту и Астрахань; на Черкесск; на Кисловодск; через Георгиевск, через Зеленокумск и Будённовск на Нефтекумск и далее в Дагестан и Калмыкию.

 Основные автомобильные  узлы: Невинномысск и Пятигорск.

    • Авиационный:

Основные авиаперевозки  осуществляются через международные  аэропорты:

Ставрополь (Шпаковское) - находится в 12 километрах к северо-востоку от Ставрополя.

Минеральные Воды - является портом приписки авиакомпании Кавминводыавиа.

    • Трубопроводный:

В регионе очень густая и протяжённая сеть промысловых и магистральных трубопроводов:

Нефтепровод Каспийского  трубопроводного консорциума, перекачивающий более 30 млн т нефти в год на черноморские терминалы.

Северо-кавказский нефтепровод  Баку — Махачкала — Малгобек — Тихорецк с примыканием ветки на НПС Комсомольская (Калмыкия).

Газопровод «Северный  Кавказ — Центр».

От города Изобильный начинается газопровод «Голубой поток» рабочей мощностью в 7,5 млрд м³.

Продуктопровод Моздок — Ростов-на-Дону с отводами на Ставрополь и Будённовск.

Плотная сеть промысловых  нефте-, газо- и продуктопроводов, потребительских  газопроводов.

    • Электротранспорт:

По территории региона  проходит магистральная линия электропередачи 500 кВ Волгодонская АЭС — Ставропольская ГРЭС — Ингурская ГЭС.

 Крупнейшая подстанция региона расположена в Будённовске (500 кВ), связывающая системы северного Кавказа и Дагестана с Волгодонской АЭС.

    • Городской транспорт:

Из городского транспорта интересны Пятигорский узкоколейный трамвай и Ставропольский троллейбус.

 

1.1.7 Значение проектируемой железной дороги

Строительство проектируемой  железной дороги, соединяющий станции  «Буденновск» и «Моздок», необходимо для снижения себестоимости перевозок, а также для ускорения процесса перевозки грузов и пассажиров, так  как строительство ведется по кратчайшему расстоянию. Также новая железнодорожная линия поможет снизить объемы перевозки грузов по напряженным магистралям.

Для дальнейшего динамичного  экономического развития края необходимо расширять сеть железных дорог и активно реконструировать существующие железнодорожные линии, повышать сервис пассажирских перевозок.

Для удобства и ускорения процесса развития региона необходимо создавать новые современные и комфортные пассажирские терминалы в крупных городах края.

Для поддержания обрабатывающей промышленности и для инвестиционной привлекательности использования отечественного сельскохозяйственного сырья необходимо усовершенствовать и создать удобные железнодорожные ветки к предприятиям обрабатывающей отрасли и сельхозпродукции.

1.2 Определение местного района тяготения

Направление линии и местоположение станций  с грузовыми операциями в процессе экономических изысканий устанавливаются  лишь в первом приближении, а в курсовом проекте решение этих вопросов носит еще более ориентировочный характер ввиду отсутствия ряда данных.

В данном курсовом проекте проектируемая  линия А-Б (А –Буденновск, Б - Моздок) намечается по кратчайшему направлению, с обходом лишь видимых на карте  физико-географических  препятствий (озера, излучины больших рек и др.).

Расстояние между намеченными  станциями и общая длина линии  L измеряются непосредственно по карте с учетом ее масштаба и поправочных коэффициентов удлинения линии К1 и К2:

где Lk - расстояние, измеренное по карте, см;

     K1 – учитывает неточности измерения (зависит от масштаба карты);

      K2 – учитывает топографические условия местности и руководящий уклон, принимаемый по заданию.

Значение  К1 =1,08, так как масштаб карты 1:1000000. Значение К2 = 1,09, так как рельеф местности холмистый и руководящий уклон 12‰.

Таблица 1.1

Расстояние между станциями

Перегоны

     Масштаб  карты

Поправочные коэффициенты

Длина линии, км

К1

К2

измерения по карте

с учетом коэффициентов

   Станция «Буденновск- станция «I»

1: 1000000

1,08

1,09

100

117,72

      Станция  «I» - станция «II»

50

58,86

    Станция «II» -    станция «Моздок»

55

64,74

Общая длина

      

205

241,3


 

Границы местного района тяготения определяем аналитическим  методом непосредственно по карте. Он сводится к анализу и сопоставлению издержек (или себестоимость) перевозок по двум маршрутам: по старому – через станции существующих железных дорог и по новому – через станции проектируемой дороги до точки слияния этих маршрутов. Тогда граница района тяготения будет проходить через эти точки, издержки перевозок от которых по старому и новому маршрутам будут равны.

Для построения этой границы  выбирается для каждой из проектируемых  станций несколько противолежащих станций на существующей сети железных дорог.

Граница района тяготения  определяется по формуле:

,  (1.2)

 

,                               (1.3)

 

где  х – расстояние от проектируемой станции до района тяготения;

       Сса – себестоимость перевозки по существующим автомобильным дорогам; 
               Ссж - себестоимость перевозки по существующим железным дорогам;

       Спж - себестоимость перевозки по проектируемым железным дорогам;

       Lпж – расстояние перевозки по проектируемой железной дороге;

       Lсж – расстояние перевозки по существующей железной дороге;

       L – расстояние от станции «I» или «II» до выбранной противолежащей станции на существующей железной дороге.

По  карте и схемам железных дорог  определяем расстояния перевозки по железным дорогам от сопоставляемых станций до пункта схода и  и по автодорогам между сопоставляемыми станциями lа с учетом масштаба и только одного поправочного коэффициента .

По формуле (1.3) для  каждой пары противолежащих станций  определяем расстояния до точек границы района тяготения х.

Таблица 1.2

 

Сопоставляемые станции

N точек

Расстояния, км.

Издержки перевозок, коп.

Расстояния до границы района тяготения, км

Проектируемые

Существующие

L

Lпж

Lсж

по существ. жд

по проектир. жд

Cса*L

Ссж*Lсж

Спж*Lпж

I

Плаксейка

1

87

100

35

4,35

0,098

0,35

39

Маслов-Кут

2

83

100

45

4,15

0,126

0,35

38

Нины

3

85

100

60

4,25

0,168

0,35

39

Карамык

4

90

100

78

4,5

0,218

0,35

42

Кума

5

100

100

156

5,0

0,436

0,35

49

II

Этака

6

110

55

160

5,5

0,448

0,19

50

Новопавловская

7

100

55

137

5,0

0,38

0,19

50

Шардаково

8

75

55

92

3,75

0,25

0,19

37

Екатериноградская

9

52

55

55

2,6

0,15

0,19

25

Черноярский

10

47

55

40

2,35

0,11

0,19

22

Аллатов

11

110

55

80

5,5

0,22

0,19

53


 

Подсчитанные в таблице 1.2 значения расстояний Х откладываем в масштабе карты от проектируемых станций I и II по направлению к сопоставляемым с ними существующим станциям и, соединив полученные таким образом точки 1-5 и 5-11, установим контур местного района тяготения дороги в целом и по отдельным станциям.

Площадь района тяготения  определяется путем разбивки площади  района на простейшие геометрические фигуры с учетом масштаба карты. Результаты занесены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Станция

Площадь района тяготения, км2

Ст. I

3535

Ст. II

3930


Таким образом, общая площадь района тяготения  составляет 7465 км2.

Схема представлена на рис.1.1.

1.3. Определение численности населения  в местном районе тяготения

 

Численность населения  на расчетный год определим по формуле:

                                      Ар=Ао(1+P/100)t;                      (1.4) 

где Ар и Ао — численность населения соответственно на расчетный и отчетный годы, тыс. чел.;

Р— годовой прирост  населения, %;

t— число лет от  отчетного до расчетного года;

Определение численности  городского и сельского населения  производим отдельно.

В курсовой работе численность  городского населения существующих населенных пунктов на отчетный год Аот в районе проектируемой грузовой  станции II принимаем в количестве, указанном в задании Ао=22 тыс. чел. Величины Р=6%, t= 5 лет, в соответствии с общими исходными данными задания.

Тогда расчётная численность  городского населения  станции II:

Ар=22(1+6/100)5=29,26 тыс. чел.

 

Численность городского населения вновь проектируемых городов и поселков городского типа при новых промышленных предприятиях определим сразу на расчетный год в процессе балансовых расчетов промышленных предприятий (баланс промпредприятия в прил. 1) по формуле:

H=(П/n)*a1*a2;         (1.5)

где Н— количество населения на расчетный год, чел.;

П— производственная мощность предприятия;

n— производительность (выработка) одного рабочего в год;

a1 — коэффициент, учитывающий обслуживающий персонал и служащих, %;

a2 — коэффициент семейности.

 

В курсовой работе принято, что новое промышленное предприятие (лесозавод) располагается на ст. I. Предприятие небольшой мощности обеспечивается за счет местного населения, и поэтому для него величина Н не рассчитывается.

Численность сельского  населения на расчетный год определяем по формуле (1.4).

В курсовой работе численность  сельского населения на отчетный год Аот рассчитываем исходя из заданной средней плотности сельского населения в чел./км2 и определенной площади районов тяготения каждой из проектируемых станций I, II в км2. Величины P и t в соответствии с общими исходными данными задания: P=1,7%,  t= 5 лет.

Численность сельского  населения на отчётный год для  станции I:

АотI=SI*ρ;

SI площадь района тяготения станции I, 3535 км2;

ρ – плотность сельского населения, 47 чел/км2 (исходные данные);

АотI=47*3535=166,1 тыс. чел.

 

Численность сельского  населения на отчётный год для  станции II:

АотII=SII*ρ;

SII площадь района тяготения станции II, 3930 км2;

АотII=47*3930= 184,7 тыс. чел.

 

Численность сельского  населения на расчётный год для станции I:

АрI=АотI*(1+P/100)t;

АрI=166,1*(1+1,7/100)5= 181,04 тыс. чел.

 

Численность сельского  населения на расчётный год для  станции II:

АрII=АотII*(1+P/100)t;

АрII=184,7 *(1+1,7/100)5= 201,3 тыс. чел.

 

Результаты произведенных  расчетов городского и сельского населения и общая его численность сводим в итоговую таблицу (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Численность населения  местного района тяготения

 

Станция

 

 

Численность населения, тыс. чел.

На отчетный год

На расчетный год

городского

сельского

всего

городского

сельского

всего

I

0,00

166,1

166,1

0,00

181,04

181,04

II

22,00

184,7

206,7

29,26

201,3

230,56

Всего

22,00

350,8

372,8

29,26

382,34

411,6