Wpływ technologii wymiany rozjazdów na utrudnienia w ruchu pociągów

Alternatywne technologie budowy rozjazdów, opisane szerzej w rozdziale 4.3, wymagają wprowadzenia zamknięć torowych o różnym czasie trwania (tab. 4.2).

W niniejszym podrozdziale przeprowadzono analizę wielkości utrudnień ruchowych w trakcie wymiany rozjazdów, wymagającej wprowadzenia zamknięcia toru szlakowego (rozjazdy nr 1, 2, 3 na rys. 7.8).

Rys. 7.8. Analizowana głowica stacji na linii dwutorowej

źródło: opracowanie własne

Analizie poddano następujące technologie wymiany rozjazdów:

 z montażem terenowym (z wykorzystaniem koparki dwudrogowej, żurawia kolejowego, wózków z dźwignicami, suwnicy gąsienicowej),

 z montażem bazowym (transport na plac budowy rozjazdów zmontowanych w blokach).

Wyniki w postaci wartości względnych utrudnień w ruchu pociągów przedstawiono na rysunkach 7.9-7.10. Długość okresu, w którym analizowano utrudnienia wynosiła 39 godzin, czyli była równa czasowi robót zasadniczych w najdłuższej analizowanej technologii (montaż terenowy z wykorzystaniem suwnicy gąsienicowej).

118 Rys. 7.9. Wykres względnych utrudnień w ruchu pociągów dla modelowych odcinków linii kolejowych o prędkości maksymalnej 120 km/h i 90% udziale ruchu pasażerskiego w całkowitym obciążeniu linii

źródło: opracowanie własne

Rys. 7.10. Wykres względnych utrudnień w ruchu pociągów dla modelowych odcinków linii kolejowych o prędkości maksymalnej 160 km/h i 90% udziale ruchu pasażerskiego w całkowitym obciążeniu linii

źródło: opracowanie własne

Wnioski z przeprowadzonej analizy wybranych przypadków modelowych są następujące:

 Wielkości utrudnień w ruchu pociągów podczas wymiany rozjazdów w torach głównych zasadniczych istotnie różnią się w zależności od obciążenia danego odcinka przewozami, długości szlaków i wybranej technologii.

7. Analiza wybranych przypadków modelowych

119

 W przypadku linii o najmniejszym obciążeniu (kategoria D1) różnice względnych utrudnień w ruchu pociągów pomiędzy analizowanymi technologiami nie przekraczały 3%. Niewielkie natężenie ruchu pociągów pozwala na prowadzenie ruchu pociągów dwukierunkowo po jednym torze podczas wymiany rozjazdów i nie powoduje utrudnień ruchowych większych niż 10%. Na takich odcinkach wybierając technologię wymiany rozjazdów kryterium wpływu na utrudnienia w ruchu pociągów może być pomijane.

 Na liniach o natężeniu ruchu pociągów równym 75 poc./dobę (kategoria D2) oraz 125 poc./dobę (kategoria D3) różnice pomiędzy poszczególnymi technologiami osiągały wartość nawet 13%, a względne utrudnienia w ruchu pociągów przyjmowały wartości do 48% (największa wartość dla odcinka o prędkości maksymalnej 120 km/h i odległości między posterunkami zapowiadawczymi 20 km).

Najkorzystniej kształtuje się montaż terenowy z wykorzystaniem wózków z dźwignicami oraz montaży bazowy z wbudowania rozjazdu w technologii blokowej.

 Obecnie zarządca infrastruktury wymaga stosowania technologii blokowej, charakteryzującej się najmniejszymi utrudnieniami, podczas wymiany wszystkich rozjazdów w torach głównych zasadniczych [85]. Niemniej ze względu niewystarczającą liczbę wagonów do transportu rozjazdów zmontowanych w bloki w wytwórni, w praktyce wymaganie nie jest spełniane podczas realizacji wszystkich robót [54]. Na podstawie uzyskanych wyników można rozważyć dopuszczenie alternatywnych metod na odcinkach linii kolejowych, na których nie będzie się to wiązało z istotnie większymi utrudnieniami w ruchu pociągów – na przykład na odcinkach o obciążeniu z kategorii D1.

120

8. Wnioski końcowe

Wnioski dotyczące zależności pomiędzy kolejowymi robotami budowlanymi a ruchem pociągów na sieci kolejowej sformułowano w oparciu o przeprowadzony przegląd literatury, własne analizy danych archiwalnych udostępnionych przez zarządcę krajowej sieci kolejowej – PKP PLK S.A., badania, obliczenia analityczne oraz wykonane symulacje. Dokonano podziału wniosków na trzy grupy:

 główne – odnoszące się bezpośrednio do sformułowanych w rozdziale 2.3 tez pracy,

 dodatkowe – szczegółowe spostrzeżenia dokonane podczas badań prowadzących do weryfikacji tez pracy,

 rekomendacje – dotyczące propozycji wprowadzenia do działalności zarządcy infrastruktury kolejowej lub do obowiązujących przepisów i instrukcji zmian, umotywowanych

8.1. Wnioski główne

1. Na etapie planowania kolejowych robót budowlanych, poprzez wykorzystanie modeli optymalizacyjnych oraz technik symulacyjnych, możliwe jest określenie wpływu planowanego sposobu realizacji robót na ruch pociągów, wyrażone takimi parametrami jak liczba odwołanych pociągów, wielkość opóźnień oraz wydłużenie czasu przejazdu.

Powyższy wniosek, stanowiący jednocześnie dowód słuszności tezy 1 pracy, jest uzasadniony w świetle opracowania autorskiej metody badawczej, opisanej w rozdziale 5, zastosowanej do analizy rzeczywistego przypadku robót remontowych na odcinku linii kolejowej 353 (rozdział 6). Autorska metoda badawcza w swoich pierwszych 4 etapach obejmuje proces planowania kolejowych robót budowlanych, od sformułowania danych o analizowanym fragmencie infrastruktury i ruchu pociągów, poprzez przyjmowanie założeń do realizacji robót (technologia, zasoby sprzętowe i kadrowe, organizacja budowy), opracowanie harmonogramu zamknięć torowych aż do symulacji ruchu pociągów podczas wykonywania robót. Do opracowania harmonogramu zamknięć torowych metoda wykorzystuje modele optymalizacyjne, których funkcją celu może być minimalizacja zaplanowanych, czyli ujętych w rozkładzie jazdy, utrudnień w ruchu pociągów. Techniki symulacyjne wykorzystywane są natomiast do analizy probabilistycznego procesu realizacji rozkładu jazdy, w którym wielkość opóźnień pociągów jest nieliniowo zależna od wprowadzanych zamknięć torowych.

W ten sposób, znając już na etapie planowania kolejowych robót budowlanych

8. Wnioski końcowe

121 spodziewane utrudnienia w ruchu pociągów, możliwa jest zmiana założeń dotyczących technologii i organizacji robót.

2. Sposób przeprowadzania analiz wpływu kolejowych robót budowlanych na ruch pociągów może być sformułowany w postaci sformalizowanej sekwencji kolejnych czynności i procedur, możliwych do zastosowania przez zarządcę infrastruktury kolejowej na kolejnych etapach realizacji inwestycji.

Przedstawiona w rozdziale 5 autorska metoda badawcza została przygotowana w formie ścieżki postępowania, ideowo przedstawionej na rysunku 5.1. Wszystkie modele optymalizacyjne zostały zapisane przez autora w języku programowania interpretowanym przez narzędzia umożliwiające rozwiązanie problemu optymalizacyjnego. W rezultacie przeprowadzanie analiz dla wybranego kontraktu budowlanego z wykorzystaniem metody autorskiej wymaga wyłącznie przygotowania danych wejściowych, co szczegółowo przedstawiono w rozdziale 6 i załączniku 4.

Tak opracowana metoda nie ogranicza możliwości jej zastosowania wyłącznie do prac badawczych, ale umożliwia jej wdrożenie w praktyce przez zarządcę infrastruktury kolejowej, odpowiedzialnego za nadzór nad procesem inwestycyjnym i jednocześnie nad ruchem pociągów. Z myślą o tej perspektywie metoda uwzględnia nie tylko etap planowania robót (rozdz. 5.3.1-5.3.4), ale również etap analiz wykonywanych w trakcie realizacji prac inwestycyjnych (rozdz. 5.3.5) i po ich zakończeniu (rozdz. 5.3.6).

3. Dysponując wynikami analiz dla modelowych odcinków linii kolejowych o zróżnicowanych parametrach eksploatacyjnych możliwe jest wstępne, szacunkowe określenie zakresu utrudnień w ruchu pociągów podczas realizacji robót.

Jak wskazano we wniosku 2 przyszłe wykorzystywanie autorskiej metody badawczej może ograniczać się głównie do przygotowania danych wejściowych do analiz. Niemniej również i ten proces może być pracochłonny, zwłaszcza w przypadku długich odcinków linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu pociągów i złożonym zakresie planowanych robót budowlanych (przykład danych wejściowych do analiz przedstawia załącznik 3 pracy). Praktyka inżynierska wymaga szybkiego ograniczania zbioru analizowanych rozwiązań (np. dotyczących technologii robót) w oparciu o dane orientacyjne. Takie możliwości daje baza danych, której początek stanowią wyniki badań, przedstawione w rozdziale 7. Dzięki dokonanemu przyporządkowaniu wszystkich odcinków linii

122 kolejowych w Polsce (załącznik 4) do 23 kategorii według 5 kryteriów konstrukcyjno-eksploatacyjnych (tabela 7.1) wyniki przeprowadzonych badań, dotyczących koordynacji robót, sposobu zabezpieczenia odcinka robót i technologii wymiany rozjazdów (rozdział 7) mają zastosowanie do wielu odcinków linii kolejowych o zróżnicowanych parametrach.

4. Z punktu widzenia utrudnień w ruchu pociągów zasadność wprowadzenia zamknięcia dwutorowego na potrzeby robót budowlanych jest uzależniona od efektywności wykorzystania zamknięcia i może być dokładnie określona dla ustalonego zbioru danych dotyczących parametrów tras objazdowych i ruchu pociągów.

Powyższa teza pracy została udowodniona w rozdziale 7.2, w którym na przykładzie robót wymiany nawierzchni na odcinku Inowrocław – Toruń linii kolejowej nr 353 porównano wielkość utrudnień ruchowych w zamknięciu jedno- i dwutorowym dla różnych wydajności prowadzenia prac. Zamknięcie dwutorowe kształtowało się najkorzystniej, w porównaniu z robotami wykonywanymi w zamknięciu jednotorowym z wydajnością od ok. 800 do 1500 m/dobę. W takim przypadku wystarczające było dwukrotne skrócenie czasu realizacji robót w zamknięciu dwutorowym.