29. Специализация станций в узле. Распределение грузовой, транзитной и сортировочной работы. Технико-экономическая постановка задачи выбора вариантов распределения видов работ в узле.

В железнодорожных узлах ре­шаются задачи: распределения сор­тировочной работы между сортиро­вочными и частично-грузовыми станциями и распределения объема переработки грузов между грузо­выми станциями для организации их эффективной работы с использова­нием специализированных средств механизации и автоматизации; распределения обработки тран­зитных поездов на сортировочной станции, на близлежащей к депо предузловой станции и на станции, размещенной на обходе узла. Реше­ние этих задач выполняется в целях концентрации основных видов тех­нической и грузовой работы на спе­циализированных, хорошо оснащен­ных станциях и получения экономи­ческого эффекта (прибыли) за счет снижения себестоимости перера­ботки вагонов и грузов, сокращения пробегов вагонов и локомотивов, повышения уровня маршрутизации грузов, в том числе путем использо­вания календарного планирования отправления грузов по дням недели и часам суток.

Поставленные, задачи решаются разработкой ряда п альтернативных вариантов с их последующим срав­нением по какому-либо универсаль­ному критерию, например, по мак­симуму прибыли или минимуму эксплуатационных расходов, руб.:

Пi=maxПi(Ai,Эi,Ci,)

i=1,2,...n

или

Ei=minEi(Ai,Эi,Ci,)

где Пi -прибыль, полученная от реали­зации i-го варианта; Аi-капитальные затраты по i-му варианту;

Эi-эксплуа­тационные затраты i-го варианта;Ci-стоимостные параметры, руб.; значения технических параметров (число локомотивов, расстояния пробега и т.д.).

Можно сравнивать варианты по критерию минимума эксплуата­ционных расходов, руб. в год:

E_i = min E_i { [(n_перi +n_повтi)t_yзi + + кcm]С_в-ч+ М_it_iлС_л-ч + N_iL_tC_п.-км + MS_лiC_л-км365 + 1/t_н(А_пi + +А_мехi + А_суi) +Э_i},

где n_nepi — число перерабатываемых ва­гонов по i-му варианту распределения сортировочной работы; nповтi-число повторно перерабатываемых вагонов по рассматриваемому варианту; tузi -сред­невзвешенный простой перерабатывае­мых вагонов на всех станциях сорти­ровки в подсистемах ВхУ-ПП-Г, Г-ПФ-ВФ (без учета накопления) и ВФ-ПО-ВыхУ, ч; кcm - вагоно-часы на накопления по назначениям по всем станциям за сутки при средней величине параметра накопления с и среднем составе поезда т; МSлi-локомотиво-километры пробега одиночных ло­комотивов; NiLi - поездо-километры пробега; М;it;i-локомотиво-часы про­стоя поездных и вывозных локомотивов;Anj, Aмexj, Acyi-капитальные затраты по i-му варианту на путевое развитие, механизацию и системы управления; Эi- сумма эксплуатационных затрат i-го варианта на введение путевых мощ­ностей, механизацию и системы управ­ления; tн-нормативный срок окупае­мости капиталовложений; Св-ч, Сл-ч, Сп-км, Сл_км -стоимостные параметры на 1 вагоно-ч, локомотиво-ч, поездо-км, локомотиво-км.

Распределение работы с транзит­ными поездами. Разрабатывается несколько возможных вариантов выполнения работы с транзитным поездопотоком: обработка транзит­ных поездов на одной или несколь­ких сортировочных станциях в зави­симости от схемы узла и развязки подходов и выходов; вынос части транзитного потока на одну или несколько предузловых станций или на станцию, специально созданную на обходе узла. Для выбора опти­мального и близкого к оптималь­ному варианта разрабатывается комплексный критерий технико-эко­номической эффективности - целевая функция (функционал) учитываю­щая время нахождения транзитных поездов в узле, пробег поездов и локомотивов в депо и из депо, загрузку станций узла

Как правило, в качестве целевой функции используются при­веденные расходы, исследование которых по всем вариантам проводят с целью отыскания варианта с ми­нимальными или близкими к мини­мальным эксплуатационными рас­ходами, руб. в год:

Eij = min Еij {( n_трijF_tтрij С_в-ч + M_ijt_лijC_л-ч + N_ijL_ijC_п-км + M_одiS_одС_л-км)365 + 1/t_н.(A_п. + +A_пто + A_пко) + Э_i},

i= 1,2,... ,n j= 1,2,... ,к

где i-номер варианта распределения работы с транзитными поездами; к -число станций, на которых выпол­няется работа с транзитными поездами в рассматриваемом варианте;n_трijt_трij-вагоно-часы простоя транзит­ного вагонопотока на j-й станции рас­сматриваемого варианта; Mijtij-локомотиво-часы простоя локомотивов транзитных поездов на j-й станции рас­сматриваемого варианта;Nij Lij - поездо-километры пробега транзитных поездов в рассматриваемом варианте; Модi;Sодi-локомотиво-километры про­бега одиночных локомотивов в депо из-под поездов и в депо под поезда; Эi - суммарные эксплуатационные за­траты на содержание введенных путевых мощностей (Ап), содержание ПТО (Апто) и содержание ПКО (Апко).

Распределение работы по пере­работке грузов. Задача по распре­делению грузовой работы может решаться в двух аспектах: распре­деление грузовой работы с одно­временным установлением опти­мального числа грузовых станций в узле и возможным закрытием части существующих или открытием (сооружением) новых и распределе­ние грузовой работы между сущест­вующими грузовыми станциями с их специализацией для переработки определенных родов грузов.

В общем виде приведенные расходы выражаются функционалом, руб. в год:

E_ij = minE_ij{( M_ijl_ije_ij + M_ijt_ije'_ij + q_ijt_ije'_i + M'_ist_Mise'''_is)365 + 1/t_н.(А_скл + А_мех +

+ A_П + A_СУ)+ Э_i}, (17.1)

i= 1,2, ... ,n,У =1,2, ...,Т,S=1.2.....k'

где i-номер варианта распределения грузовой работы в узле; j-номер транспортной единицы, связанной с перевозкой грузов в узле; M_ijl_ije_ij- у сумма стоимостей пробегов поездов (e_i1 - стоимость поездо-км), вагонов (е_i2-стоимость вагоно-км), локомоти­вов (e_i3 - стоимость локомотиво-км), автомашин (ei4-стоимость автомашино-км); lis- среднее расстояние пробега соответствующей транспорт­ной единицы, км;

Мijtije'ij- стои­мость межоперационных простоев (М_ij t_ijе_ij- поездо-ч; М_i2 t_i2 e_i2 - вагоно-ч; М_i3 t_i3e'_i3- локомотиво-ч; Мi4 ti4е'i4-автомашино-ч); tis-вели чина межоперационных простоев, ч; qijt'ije"i- стоимость накопления груза,т-ч (qi1t'i1e'''i1-на передачу; qi2ti2ei2-на вагон); tij- средняя продолжительность на­копления, ч; е;'- стоимость т-ч накопления; M 'is tм is e"'- стоимость маневровой работы (Mte-нa первой станции; Мt{2е'"-на вто­рой станции и т.д.);s-число стан­ций с грузовой работой в рассмат­риваемом варианте; tis -средняя про­должительность маневров на рас­сматриваемой станции, ч; е"'-стои­мость 1 ч маневровой работы ;Аскл, Aмех, Ап, Асу -капитальные затраты соответственно на сооружение скла­дов, механизацию, пути у грузовых фронтов, системы управления и автоматизации; Э - эксплуата­ционные затраты на содержание вновь введенных мощностей, систем и устройств.

30. Оптимизация этапного развития станций узла. Графическая модель резервов перерабатывающей способности развития станции по этапам развития. Эксплуатационные параметры оптимизации. Технико-экономическая постановка решения задачи.

Рациональное распределение транзитной, сортировочной, грузо­вой и пассажирской работы является исходным условием научной органи­зации технологических процессов в узлах. На основе технико-экономи­ческих обоснований и исследований необходимо планировать этапное развитие сортировочных, грузовых, пассажирских и пассажирских техни­ческих станций узла. При этом не­обходимо обеспечить достаточные резервы пропускной и перерабаты­вающей способности (рис. 17.3) исходя из прогнозируемого роста объема всех видов транспортных по­токов в узле, отдавая приоритет раз­витию пассажирского комплекса, не­посредственно связанного с удовлет­ворением потребностей людей в пе­ревозках.

В качестве критерия сравнитель­ной экономической эффективности будем рассматривать приведенные к одному году капитальные вложе­ния и эксплуатационные расходы. Если считать, что нагрузка по годам периода усиления (t0; tn) и внутри каждого года изменяется непрерыв­но, то на к -м шаге (этапе) следует минимизировать функционал:

Рис. 17.3. Резервы перерабатывающей спо­собности при этапном развитии станции

31. График передаточного движения. Постановка задачи оптимизации внутриузлового движения вагонопотоков. Дать исходные зависимости затрат на организации вагонопотоков и расчетную формулу оптимальной массы передаточных поездов. Расчет числа передаточных поездов.

Он должен комплексно учитывать во­просы взаимодействия всех структур­ных элементов узла как единой си­стемы, способствовать улучшению качества транспортного обеспечения расположенных в узле промышлен­ных и сельскохозяйственных пред­приятий.

Задача оптимизации пере­даточного движения сводится к определению оптимального значе­ния массы передаточного поезда, ко­торая позволяет установить опти­мальное число передаточных поез­дов в узле исходя из минимума зат­рат, связанных с осуществлением внутриузлового движения. Методи­ка установления оптимальной массы передаточных поездов разработана профессором МИИТа К. К. Тихоно­вым. В расчетах необходимо рас­сматривать сопоставимые затраты, изменяющиеся в зависимости от числа передач и их массы. К ним относятся затраты, связанные с за­держкой вагонов и груза в них под накоплением, прямо пропорциональ­ные составу поездов, и затраты, свя­занные с перемещением поездов, пропорциональные массе лишь в определенной степени.

Суточные затраты на накопление вагонов од­ного назначения внутриузлового пе­редаточного поезда составят, руб.:

E_сн= cQ_ijC_T,

где с-параметр накопления вагонов внутриузловых передаточных поездов; Q_ij — масса передаточного поезда, т; С_т -приведенная стоимость 1 т-ч брутто со­става поезда, руб.

Суточные затраты, связанные с перемещением передаточных поездов, руб./сут, можно выразить фор­мулой

E_д.ij = [T_полнQ_ije_т-ч+ We_Э + (Т_полн + t_сост eл-ч + l_две_л-ч]Г_ij/Q_ij,

Где е_т-ч - приведенная стоимость 1 т-ч брутто состава поезда, руб.; W-затрата механической работы локомотива на пе­ремещение одного поезда между сорти­ровочной и грузовой станциями, т-км;

Подставляя в формулу (17.5) зна­чения Тполн и W из формул (17.4) и (17.6), получим

E_дij={[T_дв+t_двl_дв(P+Q_ij)]e_тчQ_ij+(P+Q_ij)(w₀+i_э)l_двi e_э10^-3+l_двi e_лкмt_дв+t_двl_дв(P+Q_ij)+t_сост]e_лч}Г_ij/Q_ij (17.7)

Общие приведенные суточные затраты в функции массы переда­точных поездов одного назначения составят сумму затрат по формулам (17.3) и (17.7)

Оптимальное число передаточных поездов между сортировочной и грузовыми стан­циями узла определяется

Nij*=Гij/Qij*

Таким образом, через оптималь­ное значение массы передаточного поезда устанавливают и оптималь­ное число ниток графика передаточ­ного движения в узле.