Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Развитие методов оптимизации технических и технологических параметров железнодорожных станций. Монография
.pdf
91
57,771192,28311157,0 ==ДУ
руб.
Доплата за работу в ночное время составляет 40 % часовой тарифной
ставки за каждый час ночной работы (с 22 до 6 утра, т.е. за 8 ч).
1333,0)( += ДУЗДН
МТ
, (4.31)
30,74011333,0)57,771192,28311( =+=ДН
руб.
Доплата за работу в праздничные дни составит 2,57 % месячной тариф-
ной ставки:
0257,0)( += ДУЗДП
МТ
, (4.32)
53,3350257,0)57,771192,28311( =+=ДП
руб.
Плановый размер премии из фонда заработной платы определяется по
формуле:
)( ДУЗКП
МТПР
+=
, (4.33)
где К
пр
— процент премии из фонда заработной платы (0,15).
32,9581)57,771192,28311(15,0 =+=П
руб.
Районный коэффициент. В зависимости от экономических, природных и
климатических условий работникам железных дорог, как и в других отраслях
народного хозяйства установлены районные коэффициенты к заработной плате.
Величина доплат по районному коэффициенту определяется по формуле:
)( ДНДПДУЗКРК
МТр
+++=
, (4.34)
где К
р
— районный коэффициент (0,3).
96,2955)30,740153,33557,771192,28311(35,0 =+++=РК
руб;
92
60,3852232,958196,295530,740153,33557,771192,28311 =+++++=
мес
З
руб;
93,814058860,385223012 ==ФОТ
руб.
Отчисления на социальные нужды составляют 34 % от фонда оплаты труда:
07,99773929,814058834,0 ==ЕСН
руб;
00,8127981007,99773929,8140588 =+=
ФОТ
Э
руб.
Эксплуатационные расходы, связанные с задержками поездов, рассчитываются по формуле:
365
24
.
=
Nt
задерж
Nt
задерж
TЭ
Э
, (4.35)
где
Nt
Э
— расходная ставка на 1 поездо-час, руб;
Nt
задерж
Т
— задержки поездов,
поездо-час.
Расчет стоимости поездо-часов простоя методом единичных расходных
ставок представлен в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Расчет поездо-часов простоя методом единичных расходных ставок
Измеритель
Единая расход-
ная ставка, руб.
Величина
измерителя
Расходы по из-
мерителям, руб.
∑nt, ваг.-час
30,3565
68
2 064,242
∑Mt, лок.-час
504,632
1
504,632
∑Бt, бриг.-час
520,807
1
520,807
ИТОГО
Nt
Э
3 089,681
где ∑nt — суммарные вагоно-часы простоя (68 вагонов 1 ч); ∑Mt — суммарные
локомотиво-часы простоя (1 локомотив 1 ч); ∑Бt — суммарные бригадо-часы
простоя (1 бригада 1 ч).
93
Величина задержек поездов определяется по формуле:
...... локгорож
задерж
ПТОож
задерж
стсосед
задерж
Nt
задерж
ТТТТ ++=
, (4.36)
где
..стсосед
задерж
Т
— задержки поездов на соседних станциях, поездо-час.;
ПТОож
задерж
Т
.
,
... локгорож
задерж
Т
— задержки поездов на станции по причине занятости бригады
ПТО/ по причине занятости горочного локомотива, поездо-час.
Для каждого варианта технического оснащения станции значения задержек поездов определялись при помощи имитационной модели и уравнений ре-
грессий в виде полиномов второй и третьей степени (формулы 3.51–3.57).
4.3. Оптимизация схемы этапного развития станции
Для определения оптимальной схемы этапного развития станции в течение расчетного периода строится график возможных переходов от одного варианта технического состояния станции к другому. В данной работе расчетным
периодом принято считать 10 лет, а отдельным шагом — один год. Темп роста
объемов поступающих грузовых поездов принят в размере 13 % от исходного
значения и сохраняется в течение всего периода.
Для выяснения основных тенденций этапности реконструкции железно-
дорожных станций приняты варианты существующих промышленных станций.
Основные технические и технологические параметры работы промышленных
станций сведены в табл. 4.3.
Таблица 4.3
Технические и технологические параметры
работы промышленных станций
Станция
Количество
поступающих
грузовых
поездов
Коли-
чество
ПОП
Количе-
ство бри-
гад ПТО
Количе-
ство путей
надвига
и роспуска
Количе-
ство гор.
локомо-
тивов
Ангарск
33
5 2 1
1
Ачинск
21
5 2 —
—
Красноярск
30
5
2
—
—
Назарово
25
5
2
—
—
94
10,49
22,52 35,76
50,01
64,92
80,27 95,87 111,54 127,27 142,83
11,90
22,59 34,89
47,62
60,62
73,86 87,28 100,83 114,54 128,26
24,11
33,18 43,99
55,40
67,20
79,37 91,56 103,66 115,73 127,64
36,52
44,07 53,51
63,69
74,39
85,57 96,88 108,19 119,51 130,55
49,10
54,34 63,42
72,47
82,16
92,43 102,73 113,12 123,70 134,75
αt=0,893
0,797 0,712 0,636 0,567 0,507 0,452 0,404 0,361 0,322
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
3
4
5
13,34
13,24
12,03 13,24 14,25 14,91 15,35 15,59 15,68 15,73 15,55
10,49
12,10 12,36 12,74
13,24 13,42 13,55
13,00
13,71
13,72
12,39 12,41 12,34
12,52
12,20 12,10 12,07
12,28 11,91
11,32 11,04
11,48
12,29 12,02 11,75
12,60
12,83
13,27 12,82 12,42
13,67
11,66 11,41 11,05
12,03
11
,
90
12
,
10
12
,
36
12
,
74
13
,
00
13
,
24
13
,
42
13
,
55
13
,
72
13
,
71
24
,
11
22
,
68
21
,
47
20
,
51
19
,
58
18
,
74
17
,
97
17
,
25
16
,
67
16
,
02
36
,
52
33
,
58
49
,
10
43
,
84
40
,
90
37
,
58
34
,
53
31
,
80
29
,
34
27
,
12
25
,
21
23
,
37
22
,
68
21
,
47
20
,
51
19
,
58
18
,
74
17
,
97
17
,
25
16
,
67
16
,
02
33
,
58
30
,
99
30
,
99
28
,
81
28
,
81
26
,
77
26
,
77
24
,
94
24
,
94
23
,
29
23
,
29
21
,
78
21
,
78
20
,
52
20
,
52
19
,
25
19
,
25
43
,
84
40
,
90
37
,
58
34
,
53
31
,
80
29
,
34
27
,
12
25
,
21
23
,
37
23
,
41
21
,
91
20
,
70
19
,
53
18
,
48
17
,
52
16
,
63
15
,
92
15
,
14
33
,
68
31
,
82
29
,
48
27
,
30
25
,
34
23
,
60
21
,
96
20
,
61
19
,
26
22
,
38
21
,
73
20
,
47
19
,
26
18
,
16
17
,
16
16
,
24
15
,
50
14
,
72
0
Расчетный период, года
Технические состояния системы
1 2 3
4
5
Маневровый локомотив
Бригада ПТО
Сооружаемые пути
Технические состояния системы
Парк А
Парк Б
Парк А
Парк Б
Парк А
Парк Б
Парк А
Парк Б
Парк А
Парк Б
Обозначения:
Рис. 4.1. Схема этапного развития промышленной
железнодорожной станции Красноярск
95
Количество приемо-отправочных путей указано без учета: ходовых путей; путей надвига и роспуска; путей для приемо-сдаточных операций. Важно
отметить, что существующего путевого развития достаточно для обработки по-
ступающих на станцию поездов.
В [55] и на рис. 4.1, представлены схемы этапного развития рассмотрен-
ных промышленных железнодорожных станций. На графике на горизонтальных
и наклонных линиях проставляют в соответствующие годы расчетного периода
суммы приведенных затрат, рассчитанные по формуле 4.1. Каждый новый шаг
по вертикали соответствует новому техническому состоянию. Для всех рассмотренных промышленных железнодорожных станций приняты следующие
варианты изменений:
1 — Станция работает без изменений.
2 — Ввод дополнительной бригады ПТО.
3 — Строительство одного приемо-отправочного пути и ввод дополни-
тельной бригады ПТО.
4 — Строительство двух приемо-отправочных путей и ввод дополнитель-
ной бригады ПТО.
5 — Строительство трех приемо-отправочных путей и ввод дополнитель-
ной бригады ПТО.
Техническое развитие промышленной станции Ангарск (ОАО «ВостСибпромтранс») включает сортировочную горку с одним путем надвига и роспуска, с одним горочным локомотивом. В связи с этим рассмотрен второй вариант развития станции со строительством вторых путей надвига и роспуска, с
добавлением второго горочного локомотива. При этом технические состояния
включают следующее:
1 — Станция работает без изменений.
2 — Строительство вторых путей надвига и роспуска, добавление второго
горочного локомотива.
3 — Строительство вторых путей надвига и роспуска, добавление второго
горочного локомотива и ввод дополнительной бригады ПТО.
4 — Строительство вторых путей надвига и роспуска, добавление второго
горочного локомотива, строительство одного приемо-отправочного пути и ввод
дополнительной бригады ПТО.
5 — Строительство вторых путей надвига и роспуска, добавление второго
горочного локомотива, строительство двух приемо-отправочных путей и ввод
дополнительной бригады ПТО.
96
Наилучшая схема этапного развития станции с определением оптималь-
ных сроков ввода этапов устанавливается по графику «время-состояние» с рас-
смотрением всех возможных вариантов перехода от одного технического состояния станции к другому, с использованием принципа оптимальности Беллмана. Сущность этого принципа сводится к тому, что каким бы путем система
ни пришла в данное состояние, дальнейшее ее движение должно быть опти-
мальным [12].
В данной работе поиск оптимального управления осуществляется в есте-
ственном направлении от начального года расчетного периода к конечному.
С использованием принципа оптимальности Беллмана для всех возможных вариантов рассчитывается сумма приведенных затрат последовательно для
первого, второго, третьего… и последнего года расчетного периода. Из рис. 4.1,
например, видно, что переход в узел 1–1 (без изменения технического состоя-
ния станции в 1-м году расчетного периода) возможен только из узла 1–0,
и приведенная стоимость перехода составляет 10,49 млн руб.; этот переход
(по горизонтали), соответствующий локальному оптимуму, обозначен на графике прямоугольником, в котором обозначена стоимость перехода. Сумма за-
трат от начала координат (t = 0) до узла 1–1 также равна 10,49 млн. руб. и проставляется в кружке, соответствующем этому узлу 1–1.
В узел 2–2 можно попасть двумя путями: из узла 1–1 с суммарной затратой
22,59101210,49 =+
млн руб. и из узла 2–1 с суммарной затратой
24,0012,1011,90 =+
млн руб. Следовательно, оптимальным является первый
путь (по горизонтали), который обозначен стоимостью в прямоугольнике; в
кружок, соответствующий узлу 2–2, проставляется сумма 22,59 млн руб.
Аналогично просчитываются все узлы последовательно за первый, вто-
рой, третий и т.д. годы вплоть до последнего, 10-го года. Минимальная сумма
Чтобы установить оптимальный вариант схемы этапного развития стан-
ции промышленной станции Красноярск (ОАО «В-Сибпромтранс»), необходи-
мо от узла 3–6 двигаться в направлении к начальному году только по тому пути, который ранее был отмечен, что соответствует минимальным значениям
промежуточных критериев на каждом шаге. Получаемая таким образом оптимальная схема этапного развития рассматриваемой станции отмечена на графике серым цветом и требует: в течение первых двух лет работать с техническим
оснащением по варианту 1 (исходная схем станции); к началу третьего года перейти на техническое оснащение по варианту 2 (вводится дополнительная бригада ПТО); к началу шестого года перейти на техническое оснащение по вари-
97
анту 3 и с этим оснащением двигаться до конца расчетного периода. Техническое оснащение по варианту 3 включает строительство одного дополнительного
приемо-отправочного пути и ввод дополнительной бригады ПТО (относительно
исходной состояния работы станции).
Необходимо подчеркнуть, что любая другая этапность (отличная от оп-
тимальной) не будет иметь меньшую сумму приведенных расходов.
Выбор оптимальной схемы развития промышленной железнодорожной
станции Ангарск происходит из двух рассмотренных вариантов. Минимальная
сумма приведенных расходов в конце расчетного периода по первому варианту,
без строительства дополнительных путей надвига и роспуска, составляет
140,98 млн руб. Техническое оснащение к последнему году расчетного периода
включает строительство одного дополнительного приемо-отправочного пути и
ввод дополнительной бригады ПТО (относительно исходного состояния работы
станции). Минимальная сумма приведенных расходов по второму варианту,
со строительством дополнительных путей надвига и роспуска, составляет
159,62 млн руб. Техническое оснащение к последнему году расчетного периода
включает строительство вторых путей надвига и роспуска, добавление второго
горочного локомотива, строительство двух приемо-отправочных путей и ввод
дополнительной бригады ПТО (относительно исходного состояния работы
станции). Таким образом, оптимальная схема этапного развития промышленной
станции Ангарск достигается без сооружения дополнительных путей надвига и
роспуска и составляет 140,98 млн руб.
Оптимальные схемы этапного развития промышленных станций Ачинск
и Назарово предусматривают ввод дополнительной бригады ПТО к началу
6 и 5 года соответственно. При этом минимальная сумма приведенных расходов
по станции Ачинск составляет 77,50 млн руб. Минимальная сумма приведен-
ных расходов по станции Назарово составляет 101,35 млн руб.
Достижение полученных результатов осуществлялось по определенному
алгоритму исследований:
• определяются параметры потока поездов, характеристики параметров
обслуживания, количество путей в приемоотправочном парке;
• на основе имитационной модели работы станции определяются за-
держки в максимальных и минимальных точках;
• при помощи метода планирования эксперимента определяются количе-
ство и величина задержек;
• при помощи метода динамического программирования определяется
оптимальная схема этапного развития станции.
98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В монографии рассмотрена научная проблема управления и оптимизации
технических и технологических параметров железнодорожных станций в зави-
симости от объема выполняемой работы
Выполнен обзор научно-технической литературы, в которой освещаются
проблемы строительства и реконструкции технических станций. Отсутствие
системного подхода привело к диспропорциям в схемном развитии и технологии работы. Отмечено, что характер и степень влияния размеров вагонопотоков
на техническое оснащение и взаимное расположение основных устройств на
участковых и сортировочных станциях изучены недостаточно. Системный анализ развития существующих технических станций в различных странах позволил выявить отличительные черты строительства и эксплуатации. Для зарубеж-
ных станций характерны сложные подходы, большее количество путей в парках, запас полезной длины; для отечественных — недостаточная длина путей в
сортировочных и приемо-отправочных парках, предельный запас мощности
сортировочных устройств, нехватка путей в сортировочном парке.
С целью решения поставленных задач по оптимизации технико-
технологических параметров технических станций на сети были установлены
законы распределения интервалов и длин грузовых поездов, поступающих на
технические станции. По результатам проведенного анализа выявлено, что колебания интервалов поступающих грузовых поездов согласуется с показательным законом распределения, а распределение длин грузовых поездов согласу-
ется с нормальным законом распределения.
На основе метода планирования эксперимента при использовании имитационной модели предложены аналитические зависимости для определения
продолжительности задержек грузовых поездов по причине занятости бригад
ПТО, занятости горочного локомотива или недостаточного количества приемо-
отправочных путей. Созданная имитационная модель может быть использована
как информационно-управляющая система реального времени, позволяющая
прогнозировать показатели работы промышленных железнодорожных станций
в зависимости от подхода поездов и вагонов, обеспечения их локомотивами,
наличия приоритетных поездов.
Установлены граничные значения величин вагонопотоков и загрузки технических элементов, при достижении которых экономически целесообразно
принимать управляющее решение по улучшению технологии работы и технического оснащения станций. Поддержание загрузки основных элементов (пу-
99
тей, горки, локомотивов, бригад ПТО) на уровне не более 75–80 %, позволяет
оптимизировать значения основных показателей работы станций и уменьшает
риск увеличения непроизводительного простоя поездов в непредвиденных си-
туациях.
Разработанные схемы этапного развития промышленных железнодорожных станций позволили определить экономическую эффективность предложен-
ных конструктивных и организационных изменений в размере 48,93 млн руб.
в течение расчетного периода за 10 лет. Выполненные теоретические и экспе-
риментальные исследования использованы при определении оптимального
штата работников ПТО и емкости путевого развития на промышленной сортировочной станции Ангарск (ОАО «ВостСибпромтранс»). Разработанная имитационная модель была использована при прогнозировании изменения работы
промышленных станций Ачинск, Назарово, Красноярск (ОАО «ВостСибпромтранс»). Экономический эффект был получен за счет сокращения штата, рационального использования путевого развития и локомотивов, уменьшения задер-
жек подвижного состава и составил 5 млн. руб. в год.
Использование полученных результатов позволит владельцам инфраструктуры более четко планировать потребность в емкости путевого развития,
необходимого штата и маневровых средств в зависимости от существующего и
прогнозируемого объема выполняемых работ на станции.
100
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Акулиничев, В. М. Железнодорожные станции и узлы / В. М. Акулини-
чев, Н. В. Правдин, В. Я. Болотный, И. Е. Савченко. — Москва : Транспорт,
1992. — 480 с.
2. Акулиничев, В. М. Математические методы в эксплуатации железных
дорог : учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / В. М. Акулиничев,
В. А. Кудрявцев, А. Н. Корешков. — Москва : Транспорт, 1982. — 223 с.
3. Акулиничев, В. М. Статистическое моделирование работы сортировоч-
ной станции / В. М. Акулиничев, В. И. Бодюл, В. И. Александров // Тр. МИИТ,
1974. — Вып. 379. — С. 74–91.
4. Апатцев, В. И. Железнодорожные станции и узлы : учебное пособие /
В. И. Апатцев, Л. Н. Иванкова, А. Н. Иванков. В 2 частях. Ч. 2. — Москва :
Моск. гос. университет путей сообщения Императора Николая II, 2016. — 305 с.
5. Астафьев, В. М. Автоматизированное конструирование схем путевого
развития промышленных станций / В. М. Астафьев ; редактор Н. Г. Мищенко //
Совершенствование технологии железнодорожных перевозок : международный
межвуз. сборник научных трудов — Ростов-на-Дону, 2004. — C. 5–6.
6. Барков, Н. Н. Эффективность капитальных вложений в развитие же-
лезнодорожного транспорта / Н. Н. Барков, А. Л. Вольфсон, П. А. Яндоловский. — Москва : Транспорт, 1972. — 141 с.
7. Бартенев, И. П. Железнодорожные станции и узлы / И. П. Бартенев. —
Москва : Транспорт, 1985. — 516 с.
8. Бартенев, П. В. Железнодорожные станции и узлы / П. В. Бартенев. —
Москва : Трансжелдориздат, 1953. — 504 с.
9. Беллман, Р. Динамическое программирование / перевод с английского
И. М. Андреевой, А. А. Корбута, А. В. Романовского ; под редакцией Н. Н. Воробьева. — Москва : Издательство иностранной литературы, 1960. — 401 с.
10. Бобров, Ю. А. Моделирование работы транспортных систем. Ин-
струкция пользователя : методические указания / Ю. А. Бобров, В. А. Лосева. — Санкт-Петербург : Ленгипротранс, 2008. — 62 с.
11. Болотный, В. Я. Переустройство железнодорожных станций : спра-
вочное руководство по проектированию / В. Я. Болотный, М. К. Брехов. —
Москва : Транспорт, 1982. — 173 с.
12. Болотный, В. Я. Проблемы увеличения перерабатывающей способности
станций и узлов / В. Я. Болотный // Железнодорожный транспорт. — 1976. —
№ 3. — С. 11–16.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]