Технико-экономические изыскания железных дорог

Содержание                                                                                                     

Введение……………………………………………………………………...…….5

1. Экономические изыскания новой железнодорожной линии…….…….…….6

1. География местного района тяготения……..………………..……….…..6
2. Определение местного района тяготения……….…...……………..…….9
3. Определение численности населения в местном районе тяготения…...13
4. Определение местного грузооборота по основным родам грузов….....14
5. Составление рабочей схемы грузопотоков и определение основных показателей экономических изысканий…………………………………………..18
6. Определение средневзвешенных характеристик подвижного состава..22

2. Выбор элементов и проектирование продольного профиля участка железной дороги…………………………………………………………….……..……25

2.1     Расчет элементов и составление ведомости плана линии, нанесение его на профиль………………………………………………………………………..25

2.2     Основные требования к проектированию  профиля……………….……27

2.3     Размещение и выбор типов малых водопропускных сооружений…….29

3. Выбор элементов технической оснащенности железнодорожной линии..30

3.1.    Определение массы и длины поездов……….……………………….…..30

3.2     Составление профиля расчетного перегона и определение времени хода поезда по нему………………………………………………………………..….30

3.3     Определение возможной провозной способности линии с учетом намечаемых мер по ее усилению…………………………………………………….33

3.4     Построение и анализ графика и схем овладения перевозками………...37

3.5    Технико-экономическое сравнение вариантов схем с помощью программы СЭУС-2…………………………………..………………………….......39

3.6  Результаты расчетов и выводы…………………………………..………39

Заключение…………………………………………………………………….…40

Список  литературы………………………………………………..……………41 
 

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 потребуют 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 данном курсовом проекте производится проектирование новой железнодорожной линии в Республики Мордовии. Определяется и охарактеризовывается район тяготения,  разрабатывается продольный профиль, рассматривается несколько вариантов путевого развития, рассчитываются затраты по вариантам и делается вывод об экономичности одного из них, который и будет выбран приоритетным при построении железной дороги.

1. Экономические изыскания  новой железнодорожной  линии

1.1 География местного  района тяготения

      Республика  Мордовия — субъект Российской Федерации. Граничит с Рязанской, Нижегородской, Ульяновской, Пензенской областями, с Чувашской Республикой..

- Площадь 26,2. тыс. км²

- Численность населения области — 834,8 тыс. человек (2009), плотность населения 33,5 чел/км² (2009), удельный вес городского населения: 76,1 % (2007)

- Образована 20 декабря 1934.

- Административный центр области — город Саранск.

      Мордовия  расположена на востоке Восточно-Европейской  равнины, в бассейне Волги. Северо-западная часть её занята Окско-Донской равниной с преобладанием аккумулятивных форм рельефа; юго-восточная — Приволжской возвышенности, изрезанной густой сетью балок, оврагов и т. п. Высоты понижаются от 330—310 м (на восток) до 100 м (на запад).

      Климат  умеренно континентальный. Средняя  температура января — 11,2 °С, июля 19,2 °С. Среднее годовое количество осадков 450—525 мм. Вегетационный период (с температурами выше 10 °С) 137—144 суток, а сумма его температур 2200—2380 °С.

      По  территории Мордовии протекают реки: приток р. Ока Мокша (в пределах республики 435 км) с притоками Вад, Сатис, Сивинь, Исса, Урей и др.; Сура (110 км), впадающая в Волгу, с притоком Алатырь. Для рек характерны спокойное течение, неравномерность стока по сезонам года (на апрель — май приходится 60—95% годового стока).

      Почвы — чернозёмы оподзоленные (на западе) и выщелоченные (на востоке), серые лесные, дерново-подзолистые (на западе и северо-востоке), по долинам рек — аллювиальные и торфяно-болотные. 

      Леса  занимают 24,2% территории республики (берёза 24,5%, дуб 22,5%, осина 14,1%, липа 4,1%, ольха 2,8% и др., из хвойных пород — сосна 29,5%) и расположены массивами на западе и севере, по рекам Мокша, Вад и Алатырь. Степные участки полностью распаханы. Животный мир разнообразен. Обитают волк, лось, барсук, бобр, кабан, крот, ондатра, лисица, зайцы — беляк и русак; из птиц — тетерев, серая куропатка, глухарь; в водоёмах — рыба: карась, карп и др.

      На  территории Мордовии не имеется крупных  месторождений, но есть месторождения более 10 полезных ископаемых, среди которых важными являются строительные материалы. Это - фосфориты, минеральные краски, бурый железняк, сланцы, цементное сырье, глины, песок и песчаник, гравий, известняк. Крупнейшие месторождения мергелево-меловых пород используются для производства цемента и расположены на востоке Мордовии в Чамзинском и Большеберезниковском р-нах. Широко распространены на востоке республики и залежи мела и мергеля. Известняки более распространены на северо-западе республики, разрабатываются полукустарным способом. Большое значение имеет торф, есть около 30 месторождений, 2/3 сосредоточено в р-не р. Мокша и Вад Его используют в с/х как удобрение и для отопления в домах и котельных.

     По итогам первого полугодия 2010 года объемы промышленного производства и отгрузки продукции увеличились по сравнению с прошлым годом более чем на 40. Такие показатели являются одними из лучших в ПФО и более чем в 2,5 раза превышают рост производства в целом по России..

     Отсутствие  в регионе сырьевых запасов ориентирует  республиканскую экономику на активный рост наукоемких, высокотехнологических  производств и выпуск конкурентоспособной продукции.

     В Мордовии доля инновационной продукции  в объеме промышленного производства составляет более четверти, тогда как в целом по стране 6%.

     Во  многом благодаря государственной  поддержке сельского хозяйства  сегодня агропромышленный комплекс Мордовии входит в число лидеров в Приволжском федеральном округе. Объем сельскохозяйственного производства  увеличился в 2009 году по сравнению с предыдущим годом на 7,6 процента (в Российской Федерации темп роста составил 101,2%). В 2009 году был собран рекордный урожай зерна (более 1,4 млн. тонн с урожайностью 32 ц/га), сахарной свеклы (546 тыс. т при урожайности 420 ц/га). По сравнению с 2008 годом производство в сельхозпредприятиях скота и птицы (в живом весе) увеличилось в 2009 году более чем на 14%, молока – на 8 %.

     По  объему производства скота и птицы, молока, яиц на одного жителя республика занимает лидирующие позиции в Приволжском  федеральном округе и входит в первую пятерку регионов России.

     Экономико-географическое положение. Республика Мордовия входит в плотно заселенную и хорошо освоенную зону РФ. По территории республики проходят важнейшие железнодорожные, трубопроводные и автомобильные магистрали, связывающие европейскую часть с Уралом, север РФ с Поволжьем. Создан развитый народно-хозяйственный комплекс, с многоотраслевой промышленностью и сельским хозяйством. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Определение местного  района тяготения

      Проектируемая железная дорога располагается внутри незамкнутого полигона; масштаб карты условный 1:600000, рельеф местности равнинный, руководящий уклон 10‰.

      Направление линии, исходя из ее основного значения как спрямляющей, разгружающей и обеспечивающей значительные размеры транзитных перевозок, намечаем по кратчайшему направлению.

      Станции с грузовыми операциями на проектируемой линии ориентировочно намечаются в среднем через 40 – 50 км.

      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 L_k – расстояние, измеренное по карте; К₁ – коэффициент, учитывающий неточность измерения; К₂ – коэффициент, учитывающий топографические условия местности и руководящий уклон.

К₁=1,056

  К₂=1,04

Результаты  измерений и расчетов занесены в  таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Расстояния между  намеченными станциями  и общая длина  линии

      Границы местного района тяготения определяются непосредственно на карте на основе исходных данных, путем анализа и  сопоставления издержек (или себестоимости) перевозок по двум маршрутам: по старому – через станции существующих железных дорог и по новому – через станции проектируемой железной дороги до точки слияния этих  маршрутов. Граница района тяготения будет проходить через точки, издержки перевозок от которых по старому и новому маршрутам будут равны.

      По  карте определяем расстояния перевозки  по железным дорогам от сопоставляемых станций до пункта схода l_пж, l_сж и по автодорогам (условно по прямым) между сопоставляемыми станциями l_а с учетом масштаба и только одного поправочного коэффициента К₁.

      Пользуясь заданными значениями себестоимостей 1 т*км и установленными расстояниями перевозки, определяем для каждой пары противолежащих станций расстояния до точек границы района тяготения:

х = (C_са l_a + С_сжl_сж - С_пжl_пж )/ (С_па + С_са )                            (1.1)

где x – искомое расстояние от ст. I до точки 1 на границе района тяготения; С_па, С_са, С_пж, С_сж – себестоимость перевозки 1 т∙км соответственно по проектируемым и существующим автодорогам и железным дорогам (С_са=6,5 коп/т∙км, С_сж=0,35 коп/т∙км, С_пж=0,42 коп/т∙км, С_па=6,9 коп/т∙км); l_пж, l_сж – расстояние перевозки соответственно по проектируемым и существующим железным дорогам (до пункта схода маршрутов в точке А); l_а – расстояние между сопоставляемыми станциями.

      Расчет  величины х представлен в таблице 1.2.

      Границы района тяготения между проектируемыми станциями I, II и между ними и станциями примыкания А, Б условно приняты проходящими посредине перегонов, соединяющих эти станции (между станциями I – II по перпендикуляру через середину отрезка).

      Подсчитанные  значения расстояний х откладываем в масштабе карты от проектируемых станций I, II по направлению к сопоставляемым с ними существующим станциям, соединив полученные точки 1-6, далее откладываем полученные точки симметрично относительно проектируемой ж.д., получаем замкнутый контур местного района тяготения дороги в целом и по отдельным станциям.

Таблица 1.2 – Расстояние до точек границы  района тяготения, издержки перевозок

х₁ = (782,47+45,77-18,63)/(6,5+6,9); х₁=60,42

х₂ = (424,19+17,38-18,63)/(6,5+6,9); х₂=31,56

х₃ = (345,93+15,52-18,63)/(6,5+6,9); х₃=25,58

х₄ = (560,11+38,81-18,63)/(6,5+6,9); х₄=43,3

х₅ = (535,41+38,36-18,63)/(6,5+6,9); х₅=41,43

х₆ = (234,78+9,98-18,63)/(6,5+6,9); х₆=16,88

      Площадь района тяготения определяем путем переноса района тяготения на миллиметровую бумагу.

      Результаты измерения занесены в таблицу 1.3.

      Карта местного района тяготения приведена  на рисунке 1.1.

Таблица 1.3 – Площадь района тяготения

1.3 Определение численности  населения в местном  районе тяготения

      Численность населения на расчетный год определяется по формуле:

А_р = А_о∙(1+Р/100)^t,                                       (1.2)

где А_р и А_о – численность населения соответственно на расчетный и отчетный периоды, тыс. чел.; Р – годовой прирост населения, %, Р_с=1,5%, Р_г=5%; t – число лет от расчетного до отчетного года, t = 5 лет.

      Численность городского населения существующих населенных пунктов на отчетный год А_ог в районе проектируемой грузовой станции II принимается по исходным данным. А_ог^II=22 тыс. чел.   А_рг^II = 22∙(1+5/100)⁵=28,1тыс. чел.

      Условно принимаем, что новое промышленное предприятие располагается на станции I. Предприятия с небольшой производственной мощностью (сахарный завод) обеспечиваются рабочей силой за счет местного населения.

      В данном проекте численность сельского населения на отчетный год А_ос рассчитывается исходя из заданной средней плотности сельского населения в чел/км² и определенной площади районов тяготения каждой из проектируемых станций I, II в км².

А_ос^I = 2,807∙46=  129,13 тыс. чел.

А_ос^II = 3,497∙46 = 182,89 тыс. чел.

А_рс^I = 129,13 ∙1,5=193,69 тыс. чел.

А_рс^II = 182,89 ∙1,5=241,34 тыс. чел.

      Результаты  расчетов городского и сельского  населения сводятся в таблицу 7 (Приложение 1).  
 
 
 
 
 

1.4 Определение местного  грузооборота по  основным родам  грузов

      Расчеты местного грузооборота ведутся по грузам промышленности, сельского хозяйства, капитального строительства, по некоторым грузам ввоза для населения и народного хозяйства и прочим грузам. После расчетов производится систематизация и сводка местного грузооборота.

      Определение местного грузооборота осуществляется методом балансов по главнейшим отраслям народного хозяйства в местном районе тяготения и основным видам грузов только на один из расчетных сроков – на 5-й год, поскольку для других расчетных сроков определение местного грузооборота производится аналогично.

      По  грузам промышленности

      Местный грузооборот  по грузам промышленности определяется для суперфосфатного завода, расположенного в районе проектируемой станции I.

      Сырьем  для фосфатного минерального удобрения является апатитовый концентрат с содержанием фосфора 39,4% и флотационный колчедан.

      На 1т суперфосфата расходуется 0,6 т  апатитового концентрата и 0,8 т  флотационного колчедана, который  является сырьем для производства серной кислоты, используемой для получения суперфосфата.

      Готовая продукция завода – простой и  гранулированный суперфосфат –  перевозится в крытых вагонах. Часть  суперфосфата остается на месте для  удовлетворения нужд сельского хозяйства  района тяготения.

Вывоз:

суперфосфат : 85-17= 68  тыс. т

Ввоз:

апатитовый концентрат:  85*0,6 = 51 тыс. т

флотационный  колчедан: 85*0,8 = 68 тыс. т

известняк:  85*0,06 = 5,1 тыс. т

топливо (уголь): 85*0,2 = 17 тыс. т

суперфосфат: 21,2 тыс. т для потребления на ст. II

      Направление ввоза и вывоза грузов принимается и указывается исходя из географического местонахождения предприятия и возможных источников получения сырья, топлива и т.д., с учетом направления, заданного для одноименных транзитных грузов, а также нормальных грузопотоков таких грузов по сети железных дорог.

      По  грузам сельского  хозяйства.

      Определение размеров грузовых перевозок по грузам сельского хозяйства производится, как и для грузов промышленности, для ограниченной номенклатуры грузов – только для продукции полеводства по важнейшим видам культур (зерновые, продовольственные и фуражные, картофель и т.д.).

      Транспортный  баланс по грузам сельского хозяйства (их ввоз и вывоз) определяется на основе производственно-потребительского баланса  как разновидность его приходной и расходной частей (производства и потребления).

      Приходной частью баланса (производство) является валовой сбор сельскохозяйственных культур, определяемый по посевной площади и урожайности (с единицы площади) на расчетный год. В расходной части баланса учитывается потребление сельскохозяйственных культур населением, расход культур на прокорм скота и семенной фонд.

      Последовательность  расчетов:

1. определяются по станциям I и II посевные площади по сельскохозяйственным культурам на отчетный, расчетный годы и их валовой сбор;
2. определяется потребление сельскохозяйственных культур населением;
3. определяется поголовье скота на отчетный, расчетный годы и расход сельскохозяйственных культур на его прокорм;
4. рассчитывается семенной фонд;
5. составляется сводный сельскохозяйственный баланс, и делаются выводы по нему.

    Посевные  площади на расчетный год определяются исходя из площади местного района тяготения и плотности посевов, процентного распределения посевных площадей по культурам и процента прироста посевных площадей на расчетный срок.

    В курсовом проекте условно принимаем, что «остальные» культуры, кроме указанных основных, полностью идут на внутреннее потребление, и поэтому в расчетах валового сбора, а также в дальнейших балансовых расчетах их можно не учитывать.

    Потребление сельскохозяйственных культур населением рассчитывается отдельно для городского и сельского населения исходя из его численности на расчетный год и норм потребления (в килограммах на человека в год).

Расход  сельскохозяйственных культур на прокорм  скота исчисляется по поголовью скота на расчетный год и нормам потребления (в килограммах на одну голову в год). Поголовье скота определяется по общей посевной площади на отчетный год и количеству скота на 100 га посевной площади, а на расчетный год – с учетом процента прироста поголовья.

      Семенной фонд (для посева в следующий за расчетным год) определяется по посевной площади расчетного года с учетом ее среднего ежегодного прироста и норм высева (центнеров на гектар). Средний ежегодный прирост посевных площадей исчисляется по проценту их прироста за 5 лет (на расчетный год), указанному в исходных данных.

      По  итогам составляется сводный сельскохозяйственный баланс, показывающий приходную, расходную его части и остаток (избыток со знаком плюс, недостаток со знаком минус), подлежащие вывозу или ввозу.

      Все расчеты по грузам сельского хозяйства сведены в таблицы 8-12 (Приложение 1).

      По  грузам капительного строительства

      Расчеты по грузам капитального строительства  в курсовом проекте представлены основными видами наиболее массовых грузов, имеющих наибольший удельный вес в перевозках, - строительные материалы минерального происхождения, лесоматериалы, прокат. Предполагается, что местное производство данных грузов отсутствует или незначительно, и вся потребность в них покрывается за счет ввоза.

      Потребность в грузах капитального строительства определяется исходя из объема капитального строительства и укрупненных показателей (норм) расхода строительных материалов на 1 млн. усл. ед. капиталовложений. Объем капиталовложений ориентировочно можно определить по средней величине капитальных затрат, приходящихся на 1 человека в год (по плановым данным), и численности населения. Расчеты представлены в таблице13 (Приложение 1).

      По  некоторым другим важнейшим грузам ввоза