17 Транспортные потоки. Нагрузка на транспортную систему

Специалисты по технологии и управлению перевозочным процессом на железнодорожном транспорте в своей производственной деятельности постоянно анализируют, рассчитывают, планируют и прогнозируют транспортные потоки, от объема которых зависят доходы.

Если речь идет об уже выполненных потоках за какой-то прошедший отрезок времени, эти потоки рассматривают как статические или отчетные. Мощности транспортных потоков определяются в оперативных планах, рассчитываются и прогнозируются на будущее в перспективных планах и прогнозах. Транспортные потоки предопределяют нагрузки на транспортные системы, от их объемов зависят потребная мощность транспортных систем в целом (станций, депо, участков, полигонов), потребность в подвижном составе, топливе, материалах и других ресурсах. Они необходимы в качестве исходных данных при разработке технологии и расчетах мощности всех типов станций, расчете плана формирования и графика движения поездов, составление технических и технологических документов.

Каждый узел, станция, соединяющая их линия имеют свою характеристику. Максимальный поток, который может быть пропущен по элементам сети в единицу времени, составляет пропускную способность (перерабатывающую) способность элементов сети или всей сети в целом. Транспортный поток представляет собой нагрузку на транспортную сеть: чем больше поток, тем выше нагрузка. В общей теории транспортных потоков решают две сложные задачи. Первая состоит в определении оптимального транспортного потока на существующей транспортной сети или ее элементах. Если поток превышает это значение, сеть будет работать в режиме перегрузок с задержками, заторами, отказами, экономическими потерями. Решение второй задачи устанавливает оптимальную мощность сети для пропуска заданных или спрогнозированных потоков.

На сети выделяют узлы (пункты), являющиеся источниками транспортных потоков или пунктами отправления(истоками), а также узлы(пункты), являющиеся местами назначения потока, или пунктами стока. Термины «исток-сток» характерны для зарубежной литературы по теории транспортных потоков и «пункт отправления - пункт назначения» или «корреспонденция потока»- для отечественной литературы.

Потоки могут быть с единственным пунктом отправления (истоком) и с единственным пунктом назначения (стоком). Однако в большинстве случаев при рассмотрении плана формирования, графика движения поездов, разработке планов (оперативных и более продолжительные периоды) приходится иметь дело с многотерминальными (мультитерминальными) потоками – со многими пунктами отправления и пунктами назначения. Многотерминальные потоки образуются слиянием, объединением однотерминальных потоков на основе принципа аддитивности – сложения транспортных потоков. Принцип аддитивности не может применяться механически, например, для разнородных транспортных потоков. Так, нельзя суммировать пассажирские поезда с грузовыми без предварительного приведения пассажирских поездов к грузовым по степени влияния на использование пропускной способности. Нельзя складывать транспортный поток пассажиров с транспортным потокам грузов. Такие потоки иногда складываются, учитывая специальные оговорки и допущения.

Если обозначить транспортный поток N, принцип аддитивности транспортного потока можно выразить:

где n – число транспортных потоков.

Многотерминальные потоки обычно приводят к однотерминальным, связывая многие пункты отправления и пункты назначения соответственно в один суперисток и суперсток, полагая условно, что суммарный поток берет свое начало в укрупненном пункте отправления и заканчивается в укрупненном пункте назначения.

Если рассматривать поток сложной структуры, а такие потоки характерны для железнодорожных линий, связывающих узлы, то можно рассматривать, анализировать параметры одного потока при неизменных параметрах другого, составлять композицию сложных неоднородных потоков из простых, однородных. Так, например, можно и в ряде случаев необходимо изучать параметры потока грузовых поездов при известном числе пассажирских или параметры потока поездов со скоропортящимися грузами (холодных поездов) при неизменных условиях пропуска остальных категорий поездов и т.д. транспортный поток таким образом представляет собой композицию многих более простых потоков и имеет свои особенности, связанные с большой массой и скоростью транспортных единиц, способом его регулирования, пропуска, возникновения и погашения на станциях и узлах. Он имеет свои законы распределения и параметры, необходимые при расчетах мощности, обосновании технологии и управления транспортными системами.

В каждой транспортной системе могут быть выделены узлы и соединяющие их ребра (линии), причем под данной линией может пониматься расстояние, стоимость перевозки, время перевозки, уровень безопасности и другие категории оценки работы системы.

Анализ потока поездов можно осуществить по принципу «поток-время» ( в результате образуются поездо-часы, вагоно-часы) и «поток –расстояние» (поездо-киллометры, вагоно-киллометры). Временные и пространственные показатели взаимосвязаны между собой, имеют важное значение. Временные параметры потока – интервалы- и пространственные- блок-участки – влияют на режимы движения: езда под зеленый на зеленый, под зеленый на желтый, под желтый на красный огни светофоров. Эти режимы влияют на скорость продвижения потока. О мощности потока можно судить лишь в том случае, когда известны значения транспортного потока и отрезок времени, в течении которого поток пропущен. Под интенсивностью потока поездов понимают число поездов, пропущенных в единицу времени. Можно рассматривать интенсивность потока за тот или иной отрезок времени как фактически реализованную или прогнозируемую величины. Так, например, часовой темп поступления поездов может характеризоваться последовательностью чисел: 530466402134. Это значит, что в течении 12ч поезда на станцию поступали с часовым темпом 5,3,0,4 и т.д. интенсивность оказывает решающее влияние на технологию и управление станцией, использование ее мощностей.