Demiryollarda ara istasyonların tesisi ile katar seyir sürelerinden elde edilebilen zaman tasarrufu fonksiyonlarının formüle edilmesi ve pratik sonuçları

Abstract

ÇZET Bu çalışmada, demiryollarda ara istasyonlarının tesisi ile katar seyir sürelerinden elde edilebilecek saman tasar r rufları etüd ve formüle edilmiştir. Bu suretle ara istasyonlarının tesisi ile beklenen hat kabiliyeti artışının ne olabileceği, ara istasyonların en uy gun nereye tesis edileceği ve istenilen şartlara göre katar cinslerinin sayı ve hızlarının ne olması gerektiği soruları na da çözüm getirilmiştir. Çalışma üç bölümden meydana gelmişti?»'. i Birinci bölüm giriş ve çalışmanın amacı hakkında genel açıklamaları kapsar. İkinci bölümde ara istasyonların tesisi ile katarların toplam seyir sürelerinden elde edilebilmesi beklenen zaman ta sarrufu fonksiyonları formüle edilmiştir. Çalışmanın temeli ni teşkil eden bu bölüm yedi kısımdan meydana gelmiştir. Birinci kısım bölüme ait genel giriştir. İkinci kısımda katarların sınıflandırılma esaslara, üze rinde durulmuştur. Bu sınıflandırmada katarlar yavaş» orta hızlı ve hızlı olmak üzere üç hız kategorisinde düşünülmüş - tür. Banalize sistemlerde ayrıca yönsel sınıflama söz konusv dur. Çalışmada katarlar teker teker değil ikişer ikişer göz önüne alınmışlardır. Böylece seyir diyagramı Üzerinde iki ar dışık katara çekirdek adi verilmiştir. Üçüncü kısımda bu çe kirdeklerin tanım esasları, sembolik ve grafik gösterilişle ri sınıflandırılması anlatılmıştır. : Dördüncü kısım ise çekirdeklerin seyir diyagramı üze - rindeki konumlarını gerek banalize ve gerekse tek yönlü sis temlerde karakterize eden tablolardan oluşmaktadır.Beşinci kısımda --çekirdeklerin özellikleri etüd edil - miş, bloklarda ve işletme istasyonlarında nasıl davrandık - iarı üzerinde durulmuştur. Elenıanter blok zaman tasarrufu fonksiyonları, eleman- ter kruvazman zaman tasarrufu fonksiyonları ve elemanter aş ma zaman tasarrufu fonksiyonlarına ait matematik ifadelerin formüle edilmesi ye grafik gösterilişleri altıncı kısımda - dır. Yedinci kısımda blok noktalarından ve işletme istas - yonlarıridan elde edilebilmesi beklenen zaman tasarrufu fonk siyonları formüle edilmiştir. Bu kısımda ayrıca çalışmada dayanılan olasılıklar hesabı temel esasları belirtilmiş, katar ve çekirdeklere bağlanan olasılıklar açıklanmıştır. Katar seyir sürelerinden yararlanarak elde edilen fonksiyon tanım aralıkları ve bunları belirleyen kritik noktaların özellikleri de bu bölümde etüd edilmiştir. Ara istasyonların tesisi ile katarların toplam seyir sürelerinden elde edilebilmesi beklenen zaman tasarrufu fonksiyonları şunlardır : - Beklenen blok zaman tasarrufu fonksiyonları, - Beklenen kruvazman zaman tasarrufu fonksiyonları, - İşletme istasyonlarında beklenen blok zaman tasar - rufu fonksiyonları ve - İşletme istasyonlarında beklenen zaman tasarrufu fonksiyonları. Bu fonksiyonların formüle edilmeleri sırasında bana - lize ve tek yönlü sistemler göz önünde tutulmuşlardır. Çalışmaya ait sonuçları kapsayan üçüncü bölüm altı kısımdan meydana gelmiştir. Söz konusu kısımların kapsamı aşağıda belirtilmiştir.XI Birinci kısımda elde edilen sonuçların genel kritiği yapılmıştır. İkinci kısımda zaman tasarruflarına ilişkin sonuçlar özetlenmiştir. Üçüncü kısımda ara istasyonların tesisi ile elde edile lebîlmesi beklenen hat kabiliyeti artışı etüd edilmiş ve so nuçlar formüle edilmiş olarak verilmiştir. Ara istasyonların yerlerinin seçimine ait sonuçlar dördüncü kısımda incelenmiştir. Katarların sayı ve hısl arının saptanmasına ilişkin sonuçlar beşinci bölümdedir. Altıncı bölümde sayısal uygulama yer almıştır.

SUMMARY The most critical problem of the railway planning is to determine the factors and the level of the time savings which can be obtained in the running times of the trains by establishing intermediate stations on a track portion de - termined by two stations. As a result of this attempt the following problems can be solved: 1 - What could be the increase of the useful running time on the graph time table and consequently the increase of the track capacity? 2 - What could be the time interval devoted to main tenance? 3 - Which of the intermediate stations would be preferred and where would they be established in view of the track capacity and time saving? 4 - What could be the running time and number of the different kinds of trains that satisfy the pre determined Conditions? In order to solve the above mentioned questions four functions have been developed and formulated with the aidXIII of the probability theory; /'<- expected block time saving functions, - expected crossing time saving functions» and -* expected block time saving functions at the.operation stations..?*-? expected time saving functions at the operation '? stations. The factors related to the functions are of the, kind that they can provide detailed answers to the question. These factors are: - the running time ( speeds ) of trains, - the position of the intermediate stations on the track portion, - the length of the track portion containing the intermediate station. and -the number of different kinds of trains ( in one period ) - the total number of trains ( in one period ), In this study two consecutive trains are considered as a unit instead of one train an this unit is called a `kernel `, Kernels are classified in four groups: Ç.T Kernels : They consist of two consecutive trains running in the same direction and havingXIV Ç_- Kernels ÇL<- Kernels 3 the same speed. Ç-,'s are planned for two - way working and one - way working systems. They consist of two consecutive trains having the same speed but running in opposite directions. Ç`'s are planned for two - way working systems. They consist of two consecutive trains running in the same direction but having different speeds. Ç_'s are planned for two - way working working systems. and one - way Ç,- Kernels They consist of two consecutive trains running in opposite directions and having different speeds. Ça's are planned for two-way working systems. The study of different circulations of two trains at the intermediate stations have been made possible with the aid of Kernels. The elementary block time saving functions and the elementary crossing time saving functions have been obtained in order to formulate the expected time saving functions. An explanation of the definitions and special words used in this study wilibe very useful and helpful for the reader. Slock points and operation stations are called as intermediate stations. A block point seperates two block regions. At the block points it is assumed that only the block circulations are possible» but not the crossing and overtaking circula - tions.XV At the operation stations all kindof circulations are possible. 'It-.is shown that to obtain a time saving from the overtaking circulations is impossible. In order to determine the real time saving potential which can be provided by the operation stations it is assumed that at these stations the overtaking circulation do not occur. In other words it is assumed that the first train that arrives to a s tat ion, leaves this station before the second one. In this work two - way working and one - way working rilways have been studied» With respect to their speeds, trains are divided into three groups. These are: 1. Low - speed trains, 2. Mid - speed trains, and 3. High- speed trains. In two-way working systems these trains are classified according to their directions as well. One of the important results of the study is that the expected time saving and expected track capacity increase When the location of the intermediate station is situated close by the mid-point of the considered track portion. The increase in the time saving is linear and, gymetrical with respect to the mid-point of the track portion. The magni- tute of the linear increase of the time saving in' the corres ponding eight regions (six regions in special cases) öf the track portion is symetrical with respect to the mid-point. The increase of the. time saving gets larger within the regions when these are closer to the mid-point. The rate of the increase of the expected track capacity is hyperbolic and it has the same characteristics in the same regions as the linear increase of expected time saving.XVI The order of preference of the eight regions with-. - respect to increase öf the expected time saving and expected track capacity can be classified aş follows: 1- IV. and V. regions, 2- ill. and VI, regions, 3~ II. and VII. regions ; and 4- I, and VIII. regions. The regions in the track portion are numbered from I to1' VIII- In some cases depending on the running. tiraes of the group of the trains, the lengths of the III rd and VI th regions would be zero. Thus, the regions are reduced to a point, therefore the number of the track portion is redused to six. This study is divided into, three main sections. The first section can be considered as an introduction for the explanation of the assumptions made in the study and the principles on which it i$.based. In tjie second section the formulation of the expected time saving functions which can be obtained from thB running times of the trains by establishing infcerrap.diatc stations, is made. This section divided into seven parts. The first part is an introduction, İıı the second part, the principles for the classifica tion of trains are expressed. In the third part kernels are defined and their syra - bolical and graphical representation are shown.XVII In the fourth part, tables characterising the position of the kernels in the graph time tables for two-way working and one-way working systems are given. In the fifth part, the nature of the kernels and. their behaviour at the intermediate stations are explained. In the six part, the formulation of the mathematical expressions belonging to fee elementary block time saving func tions, elemantery crossing time saving functions and eleman- tary overtaking time saving ftunctions are maid and their graphical representations are developed. In the seventh part, expected time saving functions are formulated. On thft other hand the relations between the princibles of the probabiliy theory and kernels and trains are studied. With the aid of the running times of ; trains definition intervals of the functions and the parti cularities of the critical points that determine these in. tervals are studied in this section as well. The third section consist of six parts and contains the results of the study. The first part is an overview of the results. The second part contains conclusions as to the time savings.. The third part contains conclusions as to the increase of the expected track capacity obtained by the establishment of intermediate stations. The fourth part contains conclusions as to the selection of the location of the intermediate stations on the track portion.XVIII The fifth part contains the determination of the number and the speeds of the trains In the sixth part an application of. the study it illustrated by a numerical example.