4.1 Методи розрахунків плану формування одногрупних призначень

Відомі наступні методи розрахунків /1,2,3,4,7/:

- метод суміщених аналітичних сопоставлень

- метод спрямованого перебору

- метод послідовного покращення плану.

- метод абсолютних розрахунків.

Метод суміщених аналітичних сопоставлень (САС)

Автором цього методу є професор, д-р техн. наук К.А.Бернард. Він удосконалив аналітичний метод, запропонований раніше проф. І. І. Васильєвим.

Суть методу САС полягає у послідовному відбиранні найбільш вигідних призначень плану формування. Досягається це на підставі побудови та послідовного корегування графіку призначень, який являє собою схему можливих маршрутів прямування наскрізних одногрупних поїздів з поповненням кожного призначення максимально можливими попутними вагонопотоками. Графік призначень зручніше за все складати на основі ступінчастого суміщеного графіку вагонопотоків.

Алгоритм розрахунків:

1. Будуємо вихідні вагонопотоки, виключаючи струмені відправницьких, ступеневих маршрутів.

2. Перевіряємо на ЗДУ струмені, що прямують з початкових станцій на кінцеві.

3. Струмені, що відповідають ЗДУ обов’язково виділяються в самостійне призначення і виключаються з розрахунків.

4. Із залишених струменів формуються графіки вихідних призначень. Визначається економія від переробки і чиста економія в порівнянні з витратами на накопичення.

5. Обирається струмінь, що дає максимальну економію і порівнюється з більш дальніми та більш ближніми струменями. Той струмінь, що дає більшу економію виділяється в оптимальний план. Визначив вихідне призначення необхідно виконати перевірку на ДУ більш дальніх або призначень, що торкаються.

6 Виконується корегування графіку вихідних призначень. Воно полягає в тому, що із призначень, що були запропоновані за вихідні виділяються струмені, що дали найбільшу економію, а подальші розрахунки проводяться без участі цих струменів.

6. Корегування проводиться до тих пір, поки струмені дають чисту економію.

7 . Будуємо схему оптимального варіанту ПФП, а наскрізні струмені, що нікуди не увійшли включаються до дільничних призначень як початкової станції струменю, так і на попутних станціях.

Схеми пропуску струменів на напрямку наведені на рисунку 4.1

Рисунок 4.1 – Можливі варіанти схем пропуску струменів на напрямку

Вказаний алгоритм розглянемо для напрямку А – Д.

Р исунок 4.2 – Вихідні дані для розробки плану формування

Перевіряємо струмінь N₁ на ЗДУ:

150 · 4.0 > 500, 600 > 500, умова виконується, значить N₁ виділяється в оптимальний варіант плану формування.

Складаємо графік залишкових наскрізних призначень та розраховуємо показники можливих схем прямування потоків (рисунок 4.3):

Рисунок 4.3 – Графік вихідних призначень після корегування та сопоставлення схем

Найбільшу економію дає струмінь Б–Г. Перевіримо більш дальні струмені N₂ та N₅ по станціях уступу на НУ (відповідно по станціях Б та Г).

N₂: 100 · 4.0 > 500, умова не виконується;

N₅: 80 · 4.5 > 500, умова не виконується, тобто із подальших розрахунків виключаємо струмінь Б – Г, що містить в себе струмені N₂, N₅ та N₆. Крім того, струмінь N₈ економію не дає.

Рисунок 4.4 – Перше корегування графіку вихідних призначень

Рисунок 4.5 – Оптимальний план формування поїздів на напрямку

Метод послідовного покращення плану

Автором цього методу є професор, д-р техн. наук С.В.Дувалян.

Суттєвість методу полягає в поступовому покращенні плану шляхом переходу від однієї множинності призначень до іншої за рахунок доповнення її іншими призначеннями. Цей процес починають з множинності обов’язкових призначень і закінчують тоді, коли в план включаються всі призначення, що зменшують суму приведених витрат на накопичення та переробку транзитних вагонів.

Множинність обов’язкових призначень складають призначення між суміжними станціями та призначення, що задовольняють ЗДУ (достатній умові маршрутизації). Цій множинності відповідають вихідні значення приведених витрат. Щоб обрати перше додаткове призначення, слід визначити для кожного призначення із числа струменів, що не увійшли до обов’язкових призначень, таке значення:

(4.4)

В план включається то із призначень, для якого Е визначилося максимально негативним числом. При цьому приведені витрати нового плану зменшуються на абсолютну величину .

Алгоритм пошуку всіх призначень аналогічний попередньому методу САС, з тією лише різницею, що формуються всі варіанти ПФП за принципом одноначальності та однокінцевості струменів на напрямку.

Для кожного варіанту об’єднання розраховуються витрати вагоно – годин на накопичення, а також економія від пропуску без переробки через попутні технічні станції.

Якщо економія наступного плану стає меншою, чим в попередньому, то таке призначення відміняється. Якщо економія збільшується, то використовують ДУ для уявлення економії по станціях уступу. Призначення, що задовольняють ДУ попередньо виділяються в оптимальний варіант плану формування та із подальших розрахунків вагонопотоки, що входили до даного призначення, виключаються.

Метод спрямованого перебору варіантів

Автором методу є канд.. техн. наук О.І.Попов, громадянин Болгарії

Для розрахунків ПФП за цим методом, необхідно побудувати спрямований граф варіантів, вершинами якого являється кількість наскрізних призначень, а дугами – номери наскрізних призначеннь. Число всіх можливих призначень складає:

, (4.5)

Якщо полігон не розгалужений і при розрахунку ПФП двогрупних поїздів число таких призначень складе:

. (4.6)

Алгоритм розрахунку:

1. Всі наскрізні призначення, що відповідають необхідній умові включаються в вихідний план. Якщо струмінь не відповідає необхідній умові, він не включається в самостійне призначення, а використовується для поповнення інших струменів більш ближніх призначень.

На осях графа розміщують вершини, номера яких відповідають номерам наскрізних струменів. Вершини на сусідніх осях графа можуть бути поєднані дугами (ребрами) графу. Наявність дуги між вершинами вказує на належність їх до одного варіанту. Число вершин графа відповідає числу варіантів плану формування на напрямку

2. Розраховуються сумарні затрати, пов’язані з накопиченням і переробкою таких струменів і економії від пропуску струменю без переробки. При переході від вершини до вершини по дузі графу корегуються витрати вагоно – годин: витрати на накопичення збільшуються на сm, а витрати на переробку зменшуються на величину економії на попутних технічних станціях. Сумарні вагонно – години порівнюються з відповідною величиною їх на попередній вершині. Якщо при переході від варіанту с К_с до варіанту с К_с+1 наскрізних призначень відбувається зростання витрат приведених вагоно – годин, то подальший розрахунок в цьому напрямку може бути припинений.

З усіх отриманих варіантів обираються найкращі. Якщо в процесі розрахунку витрати на накопичення починають перевищувати економію від пропуску, подальші розрахунки по цій вітці припиняються. Користування цим методом на ПЕОМ наведено в /4,5,6/.

Метод абсолютного розрахунку

Цей метод може використовуватися тільки на нерозгалужених полігонах з не більш ніж 5 технічних станцій. При розрахунку цим методом визначаються всі можливі об’єднання струменів. При цьому розраховуються всі можливі витрати по станції формування і витрати, пов’язані з переробкою на попутних технічних станціях. При цьому за оптимальний варіант, приймається варіант з мінімальними витратами.

Розрахунки ведуться, як правило, в розрахунковій формі (рисунок 4.4), яка має 4 частини:

1. частина - визначається полігон і розрахункові вагонопотоки;

2. частина – визначаються вагоногодини на формування і переробку всіх можливих варіантів об’єднання вагнопотоків по станції А(небажані варіанти закреслені);

3. частина– розраховуються решта станцій (Б, В, Г);

4. частина– визначаються загальні затрати вагоно- годин по всіх варіантах, крім небажаних, з них обирають оптимальний та три близьких до нього.