![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Шабалин Н.Н. Оптимизация процесса переработки вагонов на станциях
.pdfкак 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