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

Среднее время нахождения состава в системе форми­ рования, т. е. от момента окончания накопления до вы­ ставки в парк отправления, состоит из среднего времени ожидания в очереди и собственно формирования

где 4 — среднее время на окончание формирования и вы­ ставку состава в парк отправления без учета вре­ мени на возвращение локомотива.

Ускорение формирования составов за счет применения передовых методов маневровой работы или реконструк­ тивных мер по усилению маневровых средств или уст­ ройств приводит к сокращению времени нахождения со-' ставов в системе формирования на величину

Годовая экономия на одной вытяжке, получаемая за счет сокращения времени нахождения составов в систе­

тяжке, выразить через количество составов, накаплива­ ющихся за сутки по всему сортировочному парку, и чис­

130

Сопоставление затрат на ускорение маневровой рабо­ ты с получаемой от этого экономией дает возможность оценивать экономическую эффективность различных ме­ роприятий по сокращению времени нахождения соста­ вов в процессе формирования.

На рис. 37 показаны элементы времени, за счет кото­ рых происходит сокращение длительности нахождения

131

составов в системе формирования. Это осуществляется за счет сокращения затрат на собственно формирование [первое слагаемое формулы (78)] и за счет затрат вре­ мени на ожидание формирования [второе слагаемое формулы (78)] .

Рассмотрим возможности взаимопомощи в работе между соседними локомотивами на вытяжках и эффек­ тивность обезличенного их использования. Условия взаи­ мопомощи возникают тогда, когда на путях одной вытяж­ ки за время формирования завершилось накопление более одного состава (когда требуется помощь), а сосед­ ний локомотив свободен (когда он может помочь). Сред­ нее число составов, накапливающихся на путях одной вытяжки, равно уровню загрузки вытяжки (средней ин­ тенсивности приведенного потока)

Р = У t$,

где // — среднее число составов, накапливающихся за 1 ч на путях одной вытяжки;

/Ф — среднее время, затрачиваемое локомотивом на состав, ч.

Вероятность завершения накопления за время формиро­ вания на путях одной вытяжки более одного состава оп­ ределится

Вероятность того, что локомотив соседней вытяжки бу­ дет свободен, определится из соотношения

Количественно возможность взаимопомощи между дву­ мя соседними локомотивами определится как удвоенное произведение вероятности накопления более одного со­ става на путях одной вытяжки на вероятность свобод­ ное™ соседнего локомотива

132

Если уровень загрузки локомотивов вытяжек составляет р = 0,7, то вероятность возникновения условий взаимопо­ мощи будет составлять

быть оказана помощь со стороны соседнего локомотива. Однако эта помощь может быть реализована только тог­ да, когда по условиям схемы горловины имеется возмож­ ность одновременной работы обоих локомотивов на пу­ тях одной вытяжки, что практически бывает очень ред­ ко. Для осуществления возможностей взаимопомощи в работе соседних локомотивов вытяжек необходимо про­ ектировать конструкцию хвоста сортировочного парка

Обезличенное использование локомотивов на любой вытяжке без закрепления их за определенными манев­ ровыми районами позволяет в ряде случаев сократить время ожидания формирования составов. Если на путях одной вытяжки за время формирования завершается на­ копление более одного состава, а второй локомотив сво­ боден, то последний может начать формирование следу­ ющего состава на этих путях сразу после освобождения горловины при выставке в парк отправления предыду­ щего состава, не ожидая возвращения первого локомо­ тива (рис. 38). За счет этого простой в ожидании фор­ мирования сокращается на величину возможного

а)

Рис. 38. Схема маршрутов при обезличенном использовании локо­ мотивов

133

опережения г ш включающего часть времени выставки по­ сле освобождения горловины и время на возвращение ло­ комотива обратно. Количественно вероятность перехода локомотива на соседнюю вытяжку такая же, как и веро­ ятность взаимопомощи, которая может быть определена по формуле (82). При каждом таком переходе локомо­ тива на соседнюю вытяжку сокращение времени ожида­ ния формирования будет достигнуто на величину опере­ жения

Сокращение простоя состава в ожидании формиро­ вания за счет обезличенного использования локомотивов па вытяжках

ожидания формирования при обезличенном использова­

ими вытяжками) время ожидания формирования сокра­ тится на величину

Д*?ж = 2 [1 - 0 , 7 - е-°Ц\ - 0 , 7 2 ) ] 6 = 0,6 мин.

Приведенные зависимости для количественной оценки выгодности применения обезличенного использования локомотивов на вытяжках показывают, что эффектив­ ность такой системы работы зависит в основном от вели­ чины времени tn, на которое может быть начато раньше формирование очередного состава на путях одного пуч­ ка. С увеличением этого времени опережения возрас­ тает эффективность обезличенного использования локо­ мотивов по сравнению с закреплением их по отдельным вытяжкам. На станциях, имеющих небольшую длину вы­ ходной горловины между парками сортировки и отправ­ ления, где значительное опережение формирования со­ ставов на путях одного пучка осуществить невозможно

134

по условиям враждебности маршрутов, сокращение вре­ мени ожидания формирования незначительно. В то ж е время условия работы составительских бригад ухудша­ ются в связи с необходимостью при каждой смене вытя­ жек заново знакомиться с положением на новых путях. В связи с этим на станциях в большинстве случаев ло­ комотивы работают на определенных вытяжках и опера­ тивно переключаются для формирования на другие вы­ тяжки только в случае, когда необходимо ускорить под­ готовку состава определенного назначения по условиям работы.

На тех же станциях, где парки отправления удалены и время возможного опережения tn значительно, обезли­ ченное использование локомотивов более эффективно и

вы в сортировочном парке составляют поток требований на формирование, а локомотивы, работающие на вытяж­ ках, являются обслуживающими устройствами. От ус­ пешной работы вытяжек формирования в значительной мере зависит не только функционирование сортировоч­ ного парка, но и горки и даже парка прибытия и усло­ вия приема поездов на станцию.

Определение потребного числа вытяжек формирова­ ния при проектировании станций и числа маневровых локомотивов на вытяжках должно учитывать такой объ­ ективный фактор, как неравномерность накопления со­ ставов и их формирования. Время от времени составы накапливаются сгущенно, вследствие чего за время фор­ мирования на путях одной вытяжки завершается накоп­ ление вагонов на несколько составов и возникает про­ стой в ожидании формирования, который можно опреде­ лить по формуле (77). Если в этой формуле поездопоток, приходящийся на один локомотив, выразить . через

135

М — число маневровых локомотивов на вытяжках. Как следует из формулы, с увеличением числа маневро­ вых локомотивов простой составов в ожидании формиро­ вания уменьшается. Следовательно, возникает необходи­ мость нахождения компромисса между расходами на содержание локомотивов и потерями, связанными с про­ стоем составов в ожидании формирования. Оптималь­ ным по экономическим условиям будет число локомоти­ вов, при которых достигается минимум расходов на содержание локомотивов и затрат, вызываемых ожидани­ ем формирования. Затратам на содержание локомотивов

где е с ч — приведенные расходы на составо-час, руб. Суточные потери, связанные с простоем составов в ожи­ дании формирования,

где е с ч — приведенные расходы на составо-час, руб. Общие суточные расходы на содержание маневровых ло­

Если продифференцировать эти общие расходы по числу локомотивов, то после исследования на экстремум по-

136

Удельный вес каждого слагаемого формулы (86) можно оценить из следующего примера. Если за сутки в сортировочном парке требуется сформировать N = 80 составов, то при тех же исходных данных, которые при­ ведены выше, оптимальное число локомотивов на вытяж­ ках будет

локомотива). Однако простой составов, накапливающих­ ся неравномерно, будет настолько значительным, что его сокращение экономически оправдывает содержание еще 1,37 локомотива. В результате для выполнения маневро­ вой работы требуется содержать три локомотива.

Потребное число маневровых локомотивов можно оп­ ределить также через период окупаемости локомотивов, вводимых дополнительно сверх минимально необходи­ мых, определяемых по их производительности [первое слагаемое формулы (86)] . Ввод дополнительного локо­ мотива требует определенных затрат, но при этом сокра­ щаются простои составов в ожидании формирования и связанные с этим потери.

Сокращение простоя в ожидании формирования при вводе дополнительного локомотива с учетом формулы (84) составит

Годовая экономия от сокращения простоя в ожидании формирования

Период окупаемости затрат, связанных с вводом допол­ нительного локомотива,

Ял

^ок —

138

где Кя — капиталовложения на дополнительный локо­ мотив, руб.;

Эя — годовые расходы, дополнительно возникшие при вводе дополнительного локомотива.

Так, в рассматриваемом примере минимально необходи­ мое число локомотивов, рассчитанное по условиям их про­ изводительности

Nt&> 80-0,5 , ст

24 24

Принимая для постоянной работы два локомотива, проверим окупаемость ввода третьего локомотива при стоимости его /Сл = 60 ООО руб. и годовых расходах на его содержание Э л = 4 3 000 руб.

мированию всех поездов за сутки справляются, ввод тре­ тьего локомотива окупается за счет снижения простоя

ся фактически вытяжные пути, на которых они могут работать. Но если необходимоукладывать и вытяжной

139