4 Проектирование статистической модели

Выходным фактором, характеризующим эффективность местной работы Краснодарского района управления, является оборот местного вагона (О). Оборот местного вагона представляет собой время нахождения вагона на районе управления с момента поступления под выгрузку до ее окончания, а также от окончания погрузки до момента выгрузки (вагон местного сообщения). Значение выходного фактора измеряется в пределах от 2 до 3 суток. Входными параметрами в данном случае будут следующие факторы:

Таблица 2 – Перечень входных факторов.

1.	Время нахождения транзитного вагона без переработки на тех-й станции	11.	Достоверность информации
2.	Число технических станций	12.	Участковая скорость
3.	Время нахождения транзитного вагона с переработкой на тех.ст.	13.	Пропускная способность участков
4.	Простой вагона под одной грузовой операцией	14.	Перерабатывающая способность грузового пункта
5.	Доля времени нахождения вагона в груженом состоянии	15.	Количество отправленных вагонов дочерних компаний
6.	Расстояние пройденное вагоном за оборот
7.	Уровень квалификации ДНЦ
8.	Количество вагонов в составе поезда
9.	Количество приемоотправочных путей на станции
10.	Погодные условия в портах

1) Время нахождения транзитного вагона без переработки на технической станции связано с временем выполнения технического и коммерческого осмотра, ожиданием обработки, со временем смены локомотивных бригад и локомотивов. Чем больше время нахождения транзитного вагона без переработки на технических станциях, тем больше показатель выходного фактора (оборота местного вагона). Область изменения от 1 до 3 часа.

2) Число технических станций, проходимых вагоном за время его оборота. Область изменения от 1 до 3 станций. На каждой технической станции с вагоном производится ряд операций – технический, коммерческий осмотры. Следовательно, чем больше вагон проходит технических станций, тем значение оборота местного вагона будет выше.

3) Время нахождения транзитного вагона с переработкой на технической станции можно представить следующей формулой:

где t_пер – простой в парке прибытия, мин;

t_расф – время на расформирование, мин;

t_нак – простой в сортировочном парке под накоплением, мин;

t_ф – время на формирование, включая перестановку в парк отправления, мин;

t_пс – простой в парке отправления, мин;

t_доп – нахождение вагонов под дополнительными операциями, мин.

Каждая станция имеет нормативное значение этого показателя, которое определяется из суточного плана графика станции.

Область изменения фактора от 5,0 до 9,0 часа.

Чем больше время переработки транзитного вагона, тем больше будет оборот вагона.

4) Простой вагона под одной грузовой операцией включает не только чистое время нахождения под грузовой операцией (погрузкой,выгрузкой), а все время нахождения вагона на станции погрузки, выгрузки. Увеличение простоя вагонов на грузовых станциях приводит к увеличению оборота местного вагона. Область изменения от 10,0 до 30,5 часов.

5) Доля времени нахождения вагона в груженом состоянии определяется по формуле:

_где - вагоно-часы нахождения местного вагона в порожнем состоянии, ч;

- вагоно-часы нахождения местного вагона под одной грузовой операцией, ч.

Чем быстрее вагон выгрузится на станции, тем меньше значение выходного фактора. Область изменения от 0,5 до 0,7. Единица измерения – доля вагоно-часов в груженом состоянии.

6) Расстояние, пройденное вагоном за оборот, зависит от маршрута следования вагона. Чем большее расстояние проходит вагон к месту выгрузки, тем большее значение приобретает оборот местного вагона. Область изменения от 320 до 585 км.

7) Уровень квалификации ДНЦ. Область изменения от 1 до 5 баллов. Чем выше уровень квалификации персонала, тем значение показателя оборота местного вагона будет выше.

8) Количество вагонов в сосотаве поезда устанавливается в соответствии с вместимостью путей станций. Унифицированная длина составляет 57 условных вагонов (полувагонов). При большом потоке вагонов формируют длинносоставные поезда, что обеспечивает быстрейшее продвижение вагонов в места выгрузки, тем самым сокращая оборот местного вагона. Фактически количество вагонов изменяется в пределах от 50 до 70 вагонов.

9) Количество приемоотправочных путей на станции. Область изменения от 4 до 10 путей. Если на станции недостаточное число путей, или все имеющиеся пути уже заняты, вагоны простаивают либо на перегоне, ожидая приема, либо уже на станции, в ожидании перестановки. Это приводит к увеличению оборота местного вагона.

10) Погодные условия в портах. Область изменения от 2 до 8 баллов. Выгрузка некоторого рода грузов возможна только при допустимых температурных условиях. Соответственно, если температура воздуха, давление, либо ветер не позволяют осуществить выгрузку, то вагоны простаивают, ожидая благоприятной погоды. Следовательно, увеличивается время оборота вагона.

11) Достоверность информации. Область изменения от 95 до 100%. На основе информации о дислокации вагонов работники ДЦУП планируют работу с местным вагоном. При получении ложной информации работу приходится перепланировать, что приводит к увеличению нахождения вагона на станции, а, следовательно, увеличивается оборот местного вагона.

12) Участковая скорость, область изменения от 25 до 32 км/ч. При увеличении участковой скорости, вагон быстрее продвигается к месту выгрузки, что приводит к уменьшению оборота вагона.

13) Пропускная способность участков, область изменения от 350 до 385 поездов. Пропускная способность участков – наибольшие размеры движения, которые могут быть выполнены на этих участках в течение определенного периода. Чем больше пропускная способность, тем меньше оборот вагона.

14) Перерабатывающая способность грузового пункта. Область изменения от 3450 до 4000 вагонов. Перерабатывающая способность – количество выгруженных вагонов в сутки. А соответственно ускоряется время оборота вагона.

15) Количество отправленных вагонов дочерних компаний. Область изменения от 350 до 500 вагонов в сутки. Данный фактор зависит от урегулированного взаимодействия ОАО «РЖД» с дочерними компаниями. Следовательно, чем больше согласованности в деятельности этих двух «лиц», тем меньше оборот вагона.

С помощью программы «Гипотеза ряда и модификации данных (n значений).xism» мы смоделируем исходные данные для расчета статистической модели. Результат сведем в таблицу 7.

Модифицированные исходные данные представлены в таблице 8.

Процесс выбора структуры модели, расчета коэффициентов уравнения и критериев качества осуществляем с помощью программы «model 3».

Таблица 4 – Экспертная характеристика факторов математической модели для анализа простоя вагонов	Наименование входного фактора	Уравнение или характеристика	Характер влияния на выходной фактор	Исследуемая область изменения ед измерения	Ранг	Взаимосвязь с др факторами	Шаг	Итоги
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Время нахождения транзитного вагона без переработки на технической станции	Фактическое значение	↑,↑	1,60-3,10 ч	1	8	15	1
2	Число технических станций, проходимых вагоном за время его оборота	Фактическое значение	↑,↑	1-3 станции	6	5	10	const
3	Время нахождения транзитного вагона с переработкой на технической станции		↑,↑	5,0-9,0 ч	8	4,6,8	8	const
4	Простой вагона под одной грузовой операцией	Фактическое значение	↑,↑	10,0-30,5 ч	2	3,14	14	2
5	Расстояние, пройденное вагоном за оборот	Фактическое значение	↑,↑	324 – 585 км.	7	2	9	const
6	Доля времени нахождения вагона в груженом состоянии		↑,↓	0,5-0,7	5	4,9	13	const
7	Уровень квалификации ДНЦ	Бальная оценка	↑,↓	1-5 баллов	3	2,5,8,11	7	const
8	Количество вагонов в составе поезда	Фактическое значение	↑,↓	50 – 70 вагонов	10	13,14	6	const
9	Количество приемоотправочных	Фактическое значение	↑,↓	4-10 путей	11	8,13,14	5	const
10	Погодные условия в портах	Бальная оценка	↑,↓	2-8 баллов	13	1,3,4,6	3	const
11	Достоверность информации	Фактическое значение	↑,↓	95-100%	12	7,8	4	const
12	Участковая скорость	Фактическое значение	↑,↓	25-32 км/ч	4	13,14	12	4
13	Пропускная способность участков	Фактическое значение	↑,↓	350-385 поездов	14	9,14,15	2	const
14	Перерабатывающая способность грузового пункта	Фактическое значение	↑,↓	3450-4000	15	9	1	const
15	Количество отправленных вагонов дочерних компаний	Фактическое значение	↑,↓	350-500	9	8,13	11	const

Была произведена экспертная характеристика 15 факторов, были оставлены 4 подходящих фактора.

Таблица 5 – Исходные данные для расчета статистической модели.

№	Простой вагона Пв,ч ↑	Времянахождения, ,мин	Простой вагона, ,мин	Груженое состояние,	Уровень квалификации ↑→,↓
	339-719	141-283	139-300	316-341	5-1
1	342	154	152	317	5
2	364	163	153	317	5
3	468	174	159	317	5
4	481	177	163	317	5
5	519	183	166	322	4
6	525	190	174	323	4
7	528	195	180	325	4
8	531	197	190	328	4
9	558	212	193	330	4
10	562	217	214	331	3
11	565	218	215	331	3
12	599	226	224	332	3
13	611	227	231	332	3
14	618	228	242	333	2
15	622	239	248	335	2
16	627	243	252	336	2
17	646	246	263	337	1
18	659	250	263	337	1
19	670	257	273	337	1
20	673	279	274	338	1

Таблица 6 – Модифицированные исходные данные

№	Пв, ↑	tнак, ↑↑	, ↑↑	tотпр, ↑↑	Укв,↑→↓
1	10	1	1	1	10
2	14	1	1	1	10
3	14	2	2	1	10
4	17	3	2	1	8
5	23	3	3	3	8
6	32	3	4	4	8
7	46	4	5	4	8
8	48	4	5	6	8
9	53	4	6	7	8
10	55	5	6	7	6
11	69	5	6	7	6
12	74	5	7	7	6
13	78	6	8	7	3
14	81	8	8	8	3
15	85	8	9	9	3
16	86	9	10	9	3
17	91	9	10	10	3
18	98	9	10	10	3
19	99	9	10	10	1
20	100	10	10	10	1

Таблица 7 – Коэффициенты регрессионных уравнений и показателей

качества моделей.

№ модели	Коэффициенты уравнений					Показатели качества
		tнак,		tотпр,	Укв
0	23,4	1,83	4,61	1,92	-2,74		0,98	0,98	648,9
1	50,1	-0,35	0,36	0,45	-0,38		0,97	0,96	981,19
2	27,92	-4,79	27,47	3,38	-18,94		0,97	0,96	966,53
3	75,94	-48,3	0,01	-42,39	84,92		0,94	0,93	1935,67
4	28,61	0,001					0,77	0,76	5312,78

В ходе расчетов мы выявили возможную оптимальную статистическую модель: 0-я модель. В этом случае коэффициент множественной корреляции и скорректированный коэффициент множественной корреляции максимальны (R²₀=0,98; R²_m0=0,98;), а статистика минимальна(J_m0=648,9).

Проверим адекватность модели. Данные 18-го опыта из таблицы 8 подставим в уравнения оптимальных моделей. Определим относительную погрешность моделей.

Пм₀=23,4+1,83*9+4,61*10+1,92*10-2,74*3+0,3*10=99,95

δ₀=((99,95-98)/99,95)*100=1,9%

Рассчитанная погрешность говорит о достаточной точности разработанных моделей.

Пв=23,403678+1,834545497*(tнак)+4,611570697*(Гроп)+1,917294217*(tотпр)-2,73981694*(Укв)+0,2969489617*(Зл)