Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Шабалин Н.Н. Оптимизация процесса переработки вагонов на станциях

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
6.13 Mб
Скачать

как основным устройством расформирования составов и выполняет двоякую роль. С одной стороны, он явля­ ется цехом технологической подготовки составов для расформирования. С другой стороны, он должен своей вместимостью смягчать неравномерность прибытия по­ ездов на станцию и в этом его основная роль по обес­ печению взаимодействия между прилегающими перего­ нами и горкой, между прибытием поездов и процессом их расформирования. Условия рационального взаимо­ действия между неравномерными процессами прибытия и расформирования поездов требуют значительно боль­ шего числа путей приема, чем требуется для техноло­ гической подготовки составов к расформированию. По­ этому и расчет потребного числа путей приема должен •основываться не только на возможной производитель­ ности парка прибытия по обработке поездов, но и на экономически оптимальном соотношении затрат на до­ полнительные пути и потерь от.ограничений в приеме поездов.

Время занятия пути составом /з н включает в себя затрату времени на операции приема поезда, операции

подготовки

составов

к роспуску,

надвиг состава до

гор­

ба и часть

времени

роспуска

до освобождения

пути.

Минимально необходимое число путей для выполнения технологических операций подготовки составов

где Л'" — количество поездов,

поступающих

в расфор­

 

мирование за сутки.

 

 

При

равномерном прибытии

поездов указанного числа

путей

было бы достаточно

для

обеспечения

заданного

-объема работы.

 

 

 

При минимально необходимом числе путей, установ­ ленном по приведенной формуле, будет обеспечено при­

бытие

и расформирование заданного количества

поездов

и при

неравномерном их подходе, однако это

приве­

дет к большим потерям, связанным с задержками по­ ездов по неприему станцией и перенесением простоя в ожидании расформирования за пределы станции, где •будут простаивать поездные локомотивы с бригадами.

Сопоставление потерь от задержек поездов, завися­ щих от числа путей, с затратами на увеличение числа

но

путей позволяет определить условия, при которых про­ цесс расформирования будет наиболее выгодным.

Отсюда возникает задача выбора оптимального по экономическим условиям числа путей, необходимых для

компенсации

отрицательного

влияния

неравномерности

прибытия и расформирования

поездов.

 

Оптимальным по экономическим условиям будет чи­

сло путей, при котором

сумма затрат

на строительство

и содержание

их и потерь, связанных

с задержками по­

ездов по неприему станцией, будет минимальная.

Годовые

расходы

на строительство и содержание

путей и затраты, связанные с задержками поездов, оп­ ределятся из выражения

Е0 = 365iW3 Д<?лч + 3657VP3 <?о + Л"пР т.

(66)

Подставив значения среднего ожидания поездов по не­ приему станцией t3 и вероятность задержки Р3 в зави­ симости от числа путей согласно формулам (32) и (33), получим

 

 

Е0

=

365/V

 

Ь

^

Аепч

+

 

 

 

 

 

 

21 (1 -

р)

 

 

 

 

 

 

 

т + 1

Л +

у2\

 

 

 

 

 

 

+

365N-

^

rJ-

е0 +

Кпрт,

 

(66а)

где

N

количество поездов,

поступающих

в расфор­

 

 

мирование в сутки;

 

 

 

 

 

р •—уровень загрузки

горки;

 

 

 

 

Vr — коэффициент вариации горочного интервала;

Аеач

доля

приведенной

стоимости

1

поездо-ч,

 

е0

учитываемая при задержке поезда;

 

 

затраты, связанные

с остановкой

поезда;

 

т

число

путей,

на

которые

может

быть при-

!нят поезд;

•Кпр — приведенные

расходы

на строительство и

 

содержание одного пути, определяемые по

 

известной формуле

 

 

^ п Р

= —^ Ь Зс,

 

где К

 

'ок

 

— стоимость строительства

одного пути, руб.;

Эс

— годовые расходы на содержание одного пу­

 

ти, руб.

 

 

Первое слагаемое общих расходов представляет

собой

временные потери от задержки

поездов

по

неприему

станцией, зависящие от длительности задержки

 

поезда.

Простой поезда в ожидании расформирования

зависит

от мощности горки

и уровня

ее загрузки,

а

длитель­

ность задержки по

неприему

зависит

еще

и от

числа

путей. Но задержка поезда обходится значительно до­ роже, чем простой в ожидании расформирования в пар­ ке прибытия, что и учитывается первым слагаемым.

Второе слагаемое выражает потери энергетические, связанные с дополнительной остановкой поезда, задер­ жанного по неприему станцией.

Третье слагаемое представляет расходы на строи­ тельство и содержание путей. С увеличением числа пу­ тей потери от задержек поездов, отражаемые первыми двумя слагаемыми, будут уменьшаться, а затраты на строительство и содержание путей, наоборот, увеличи­ ваться. Это особенно наглядно видно из рис. 33, где на­

несены

результаты расчетов

по

формуле

(66а)

при

следующих исходных

данных:

JV = 90 поездов в

сутки,

р = 0,8,

А е п ч = 1 0 руб.,

е 0 = 4 руб.,

/Спр= 15 500

руб.

112

Оптимальное по экономическим условиям число пу­

тей, при

которых

сумма

общих

расходов будет

мини­

мальная,

можем

получить,

если

 

продифференцируем

выражение

(66а)

по числу

путей,

в результате

чего

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Г

• ^пР

 

l l n p f 1

. (67)

т0 = In

 

?ггг^

;

 

 

 

[ l 8 2 , S ( l + v 2 ) ( 2 ^ ! + ^ o ) p l n p

Если принять коэффициент вариации горочного интер­ вала Vr = Q,3, то для горочных станций формула при­ мет вид

т0 = In

?ггт

-

[ I n p ] " 1 .

(68)

[200

fM±£!!!+Ne0)

 

р Ш

 

Таким образом, основными факторами, влияющими на

потребное число путей,

являются:

приведенные

расхо­

ды на

строительство и

содержание

одного

пути

Кар,

уровень

загрузки горки

р,

количество поездов,

посту­

пающих в расформирование

/V, стоимость остановки

е0

и приведенные расходы

доли поездо-часа

Депч.

Здесь

имеем комплексное решение для определения числа пу­ тей, учитывающее мощность горки и уровень ее загруз­

ки. Для заданного объема переработки N чем

слабее

горка, т. е. чем больше уровень ее загрузки, тем

боль­

ше требуется приемных путей, и

наоборот, при

более

мощной горке (меньшем уровне

ее загрузки) требует­

ся меньшее число путей, так как горка быстро справля­

ется с накопившимися составами, не допуская

больших

очередей

в ожидании

расформирования.

Это

на­

глядно видно из рис. 34, где нанесены

результаты расче­

тов по формуле (67)

для

одного

и того же объема

ра­

боты N=90

поездов

в сутки, но

при

разном

значении

горочного

интервала,

определяющего

разный

уровень

загрузки горки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ntr

 

 

 

 

 

 

Р =

~ 2 4 -

 

 

 

Увеличением мощности горки, т. е. увеличением ее резервов, можно компенсировать недостаток приемных путей и снизить величину общих расходов. Поэтому ус­ корение процесса расформирования на горке — это не

113

только средство увеличить перерабатывающую спо­ собность для того, чтобы освоить больший объем рабо­ ты, но и средство повышения экономичности процесса переработки.

Необходимо иметь в виду, что формула (67) учиты­ вает только прямые потери, связанные с задержками поездов, а именно: энергетические затраты на дополни­

тельную остановку

и потери,

зависящие от длительно­

сти задержки поездов. Но кроме них,

задержки

поез­

дов приводят и к

косвенным

потерям,

которые

пока

трудно учесть непосредственным расчетом. Сюда отно­ сятся ухудшение использования локомотивов, наруше­

ние планов поездообразования

на станции,

 

нарушение

режима работы

бригад

и т. д.

Эти

 

косвенные

потери

можно учесть в какой-то доле от прямых

расходов

в

виде коэффициента р в

знаменателе

-первого

множите­

ля в формуле

(67).

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда формула (67) получит следующий вид:

 

 

от0 = In

-

~ f ; p

— г

— l i i

n

p

r 1 .

(69)

 

(1 + Р)200

(2*&en4+Ne0)9\n?

/ .

.

 

 

 

 

 

 

 

\ 1 — р

 

.

 

 

 

 

114

Общее число путей в парке прибытия состоит из ми­ нимально необходимого числа для выполнения техно­ логических и технических операций по приему и обра­ ботке поездов, определяемых по формуле (65), и опти­ мального по экономическим условиям числа путей для смягчения отрицательного влияния неравномерности в прибытии поездов, определяемого по формуле (67) с до­ бавлением в необходимых случаях одного объездного пути

 

тпп

= тТ + m0 +

1 .

 

 

(70)

Так, например, на станцию

поступает

за

сутки

N = 96-

поездов

в расформирование,

горочный

интервал

tT=

= 0,2 ч, стоимость строительства

одного

пути

/С=20О

тыс. руб., годовые

расходы на содержание

одного

пути

Э с = 2 тыс. руб., приведенные

расходы на долю поездо-

часа Д е П ч = 1 0 руб., расходы

на

одну

остановку е 0 =

= 5 руб., время занятия пути

составом для технологиче­

ских операций /3 =0,75 ч. Требуется определить

потреб­

ное число путей в парке прибытия при [} = 0,3.

 

 

При

данных, приведенных

в

условии,

уровень

за ­

грузки

горки составляет

 

 

 

 

 

 

 

 

96-0,2

 

п я

 

 

 

 

 

 

р =

= U,o

 

 

 

 

v24

иприведенные расходы на один путь

A f n p = 2 0 ° ° 0 0 + 2000 = 22 000 руб.

Определим сначала минимально необходимое числе приемных путей для технологической подготовки сос­ тавов к роспуску, применив формулу (65):

 

 

96 • 0,75

о „

т т

=

•— = 3 пути.

 

 

24

 

 

При равномерном

прибытии

поездов

достаточно была

бы трех приемных путей согласно полученному резуль­ тату. Однако поезда поступают неравномерно и малей­ шее сгущение будет приводить к задержке по неприему станцией. Поэтому необходимо найти компромиссное решение между укладкой дополнительных путей и

115

потерями от задержек. Оптимальное по затратам число дополнительных путей находим по формуле (69):

/Л о = In

 

— 22 ООО

[ 1 п 0 , 8 ] - 1

3 • 200

I 2 4 ' 1 0

-

+ 96-5) 0,81п0,8

1

 

 

 

 

V 1 —0,8

 

/

 

 

 

 

=

 

5 путей.

 

 

Как следует

из расчета,

 

дополнительное число

путей,

необходимое

для

компенсации неравномерного

прибы­

тия поездов, почти в два раза превышает число путей, необходимых для технологических операций подготовки

.составов к расформированию. Если не уложить этих дополнительных путей, то задержки поездов будут на­ столько велики, что сокращение связанных с ними по­ терь все равно потребует их укладки с очень малым сроком окупаемости. Это легко проверить по фактиче­ ской работе интенсивно работающих сортировочных станций. Достаточно оценить потери, связанные с фак­ тическими задержками поездов, и сопоставить их с расходами на строительство одного-двух дополшь тельных путей к имеющимся в парке прибытия. Многие станции сейчас работают в условиях недостатка прием­

ных путей при

экономически

неоптимальном режиме,

что приводит к

значительному

ухудшению использова­

ния вагонов и локомотивов.

 

Если парк прибытия расположен перед горкой, то необходимо добавить еще один путь для обгона гороч­ ных локомотивов и тогда общее число путей в парке прибытия составит

тпп = 3 + 5 + 1 = 9 путей.

-Следует иметь в виду, что и при оптимальном по эко­ номическим условиям числе путей вероятность задерж­ ки поездов, хотя и в незначительной мере, сохраняется. •Однако заложенные при этом резервы мощности позво­ ляют руководителям оперативной работой не допустить задержек, осуществляя маневрирование этими резервами для обеспечения наиболее целесообразного хода про­ цесса переработки вагонов. Искусство управления опе­ ративной работой станции — это умение целесообразно перераспределять резервы мощности имеющихся уст­ ройств, участвующих в процессе переработки вагонов,

.116

в зависимости от ожидаемой загрузки каждого элемен­ та станции.

Расчет параметров комплекса

парк

прибытия —

горка осуществляется в такой последовательности.

Сна­

чала по заданному объему

работы

определяется

пот­

ребный горочный интервал,

который

должен

быть

мень­

ше среднего интервала прибытия поездов,

N

Затем по формулам (44, 45) определяется экономи­ ческая целесообразность различных мер по сокраще­ нию горочного интервала с учетом сроков окупаемости используемых при этом затрат. После установления ве­ личины горочного интервала по формулам (65, 69, 70) находится потребное число путей в парке прибытия.

5. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА ПАРК ПРИБЫТИЯ - ГОРКА

С обеспечением в парке прибытия числа путей, ко­ торые отвечают требованиям оптимальной работы стан­

ции, вопрос организации

подвода поездов

не

снимается

с повестки дня. Неравномерность поступления

поездов

на

станцию требует

постоянного оперативного

контро­

ля

и

регулирования

подвода поездов с

таким

расчетом,

чтобы

в условиях постоянно

меняющейся

 

обстановки

обеспечить беспрепятственный

прием

их

без

задержки

на подходе к станции.

 

 

 

 

 

 

 

Для эффективного контроля за работой комплекса

парк

прибытия — горка

и целесообразной

организации

подвода поездов необходимо количественно оценивать тенденцию изменения состояния парка прибытия в за­

висимости от

соотношения

интенсивности поступления

поездов и их

расформирования.

 

 

В первую очередь надо определить, в течение какого

периода

могут

поступать

поезда

без угрозы задержки

их на подходе к станции.

 

 

 

Если к началу периода интенсивного подхода в пар­

ке прибытия

имелось Ln составов, то за период сгущен­

ного прибытия

Тег с интервалом

/0 г поступит еще

ТСГ/1СГ

поездов,

но за

это время

будет

расформировано

ТСТЦГ

117

составов. В итоге к концу периода сгущенного подхода число составов в парке прибытия

L h Н -

-, •

Задержка приема поездов не будет допущена в том случае, если к концу периода сгущенного подхода их в парке число составов не превысит числа приемных пу­ тей, т. е.

г

Т с г

Т с г

< m

Ln

-г —

— Wn p-

 

•/сг

Г г

 

Отсюда можно определить период подвода поездов с интервалом, меньшим от горочного интервала, при ко­ тором не будет допущена задержка поездов на подходе к станции

 

 

т

_

(Д'пр —

Ln) ty

 

/71>

 

 

У с

г _

i L —1

'

 

 

 

 

 

/ с г

 

 

 

Здесь

в

знаменателе

 

tT/Icr=pCr>l—уровень

загрузки

горки

в

период сгущенного

подхода

поездов, когда

Например, в парке прибытия, имеющем т п р = 8 при­ емных путей, к началу сгущенного подхода было L„ = 3 состава. При горочном интервале на расформирование одного состава tr=\2 мин период сгущенного подвода поездов с интервалом / с г = 8 мин не должен превышать величину

 

_

(8 — 3)12

 

Г ) Г 1

мин

 

 

Тгг=

= 120

 

Если поезда

будут поступать

со сгущенным интервалом

в среднем / с г = 9

мин,

то период подвода

может достиг­

нуть величины

 

 

 

 

 

 

 

Т„=

( 8 ~ 3 ) 1 2

=

180

мин.

 

Увеличение

периода

сгущенного

подвода

поездов про­

тив указанного приведет к задержке поездов по неприе­ му станцией.

118

На

рис. 35 показана зависимость допустимого пе­

риода

сгущенного

подхода поездов от степени сгуще­

ния per и величины

горочного интервала. Число прием­

ных путей принято равным десяти и число поездов в на­ чале сгущенного подхода равным четырем. Как видно, допустимый период сгущения резко сокращается при увеличении степени сгущения и особенно при значи­ тельных иитенсивностях в работе горок. Это говорит о том, что при интенсивно работающих горках обеспече­ ние беспрепятственного приема поездов требует особен­ но четкого контроля за состоянием системы расформи­ рования и быстрого принятия предупредительных мер по регулированию подвода поездов. На станциях с ин­ тенсивной работой очень быстро нарастают очереди в периоды сгущений и связанные с этим потери.

После окончания периода сгущенного подхода поез­ да начинают поступать с интервалом, большим горочно­ го. Уровень загрузки горки меньше единицы, темп рас­ формирования превышает темп прибытия поездов и чи­ сло поездов в парке прибытия начинает снижаться до нормальной величины, соответствующей средней ин­

тенсивности

прибытия

и

расформирования, т. е.

соот­

ветствующей

стационарному

состоянию

системы

рас­

формирования. Величину

периода

разрядки

и снижения

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

35.

Завися-

^

 

 

 

 

 

 

 

мость допустимо-

 

 

 

 

 

 

 

 

• го

периода

сгу­

 

 

 

 

 

 

 

 

щенного

подхода

4

 

 

 

 

 

 

 

поездов от степени

2

 

 

 

 

 

 

 

сгущения

и вели-

 

 

 

 

 

 

 

чины горочного ин­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тервала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

1,1

1,2

1,3 1,4

1.5

1,6

и_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' ОГ 1СГ

119

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ