Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Развитие методов этапного овладения перевозками на двухпутных линиях при обращении длинносоставных грузовых поездов. Монография
.pdf
61
bi = Σxiuyu / N, (2.15)
где i — номер фактора;
u — номер опыта;
N — число опытов в матрице планирования;
xiu — значение xi в u-м эксперименте;
yu — опытное значение функции в том же опыте.
Данные коэффициенты указывают на силу влияния факторов. Чем боль-
ше численная величина коэффициента, тем большее влияние он оказывает на
фактор. Величина коэффициента соответствует вкладу данного фактора в вели-
чину параметра оптимизации при переходе фактора с нулевого уровня на верх-
ний или нижний.
Иногда удобно оценивать вклад фактора при переходе от нижнего к верх-
нему уровню. Вклад, определенный таким образом, называется эффектом фак-
тора. Он численно равен удвоенному коэффициенту. Для качественных факто-
ров, варьируемых на двух уровнях, основной уровень не имеет физического
смысла.
Один из часто встречающихся видов нелинейности связан с тем, что эф-
фект одного фактора зависит от уровня, на котором находится другой фактор,
при этом имеет место эффект взаимодействия двух факторов. Полный фактор-
ный эксперимент позволяет количественно оценивать эффекты взаимодей-
ствия.
При планировании эксперимента в данной работе был использован полный
факторный эксперимент 23. Матрицы планирования представлены в приложении
8. При этом величина коэффициентов регрессии — количественная мера влия-
ния. Чем больше коэффициент, тем сильнее влияет фактор. О характере влияния
факторов говорят знаки коэффициентов. Знак «плюс» свидетельствует о том, что
с увеличением значения фактора растет величина параметра оптимизации, а при
знаке «минус» — убывает. Интерпретация знаков при оптимизации зависит от
того, что именно интересует: максимум или минимум функции.
Поскольку в данном исследовании интерес представляет минимум функ-
ции, то необходимо рассмотреть значение тех факторов, знаки коэффициентов
которых отрицательны.
62
После обработки экспериментальных данных были получены следующие уравнения регрессии для кодированных значений факторов:
− для количества задержек на участке при пропуске длинносоставных
поездов:
Y1 = 0,891 + 0,138 · x
1 –
0,245 · x2 + 0,116 · x3 – 0,0025 · x1x2 –
– 0,01475 · x1x3 + 0,012 · x2x3 + 0,036 · x1x2x3; (2.16)
− для продолжительности задержек грузовых поездов:
Y2 = 21,318 + 9,648 · x
1 –
11,661 · x2 + 5,436 · x3 – 5,806 · x1x2 +
+ 2,053 · x1x3 – 2,731 · x2x3 – 0,669 · x1x2x3, (2.17)
где x1 — нормированное значение средней длины перегона;
x2 — соотношение скоростей хода пассажирских и грузовых поездов;
x3 — величина поездопотока грузовых поездов.
По полученным коэффициентам взаимодействия bij была установлена мера влияния каждого из факторов на параметр оптимизации. Помимо уравнений
регрессии, для кодированных значений факторов представляет интерес построение уравнений регрессии для натуральных значений. Уравнения для натуральных значений были получены с использованием формулы переходов:
xj = (x
нj – xj0
) / Jj, (2.18)
где: xj — кодированное значение фактора;
xнj — натуральное значение фактора;
x
j0 —
натуральное значение основного уровня;
Jj — интервал варьирования;
j — номер фактора.
1
11
2 - 90
= = 0.0667× -3;
30
X
xX
(2.19)
2
22
2 -1.4
= =10× -7;
0.2
X
xX
(2.20)
3
33
2 -110
= = 0.0667× -3.667
30
X
xX
(2.21)
63
Результаты моделирования представлены в виде графиков (рис. 2.15–2.18).
а)
0,633
0,769
0,931
0,555
0,697
0,511
0,5
0,617
0,404
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
35 40 45 50 55 60 65 70 75
Nп, сутки
Кост
60 км
45 км
30 км
б)
0,806
0,968
0,633
0,739
1,024
1,083
1,064
0,947
0,686
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
35 40 45 50 55 60 65 70 75
Nп, сутки
Кост
60 км
45 км
30 км
в)
1,33
0,841
1
1,227
1,224
0,939
1,055
1,142
1,15
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
35 40 45 50 55 60 65 70 75
Nп, сутки
Кост
60 км
45 км
30 км
Рис. 2.15. Среднее количество стоянок на станциях
в зависимости от количества длинносоставных поездов на участке
при различных соотношениях скорости хода грузового и пассажирского поездов:
а) Δ = 0,8; б) Δ = 0,7; в) Δ = 0,6
64
а)
11,242
7,135
11,925
17,588
9,41
6,184
7,234
4,496
5,859
3
5
7
9
11
13
15
17
19
35 40 45 50 55 60 65 70 75
Nп, сутки
tост, мин
60 км
45 км
30 км
б)
7,676
26,296
20,061
34,266
21,184
10,46
12,366
10,549
14,241
0
5
10
15
20
25
30
35
40
35 40 45 50 55 60 65 70 75
Nп, сутки
tост, мин
60 км
45 км
30 км
в)
37,543
55,364
59,32
20,402
25,835
37,469
12,08
15,188
22,97
0,7
10,7
20,7
30,7
40,7
50,7
60,7
70,7
35 40 45 50 55 60 65 70 75
Nп, сутки
tост, мин
60 км
45 км
30 км
Рис. 2.16. Среднее время стоянок на станциях
в зависимости от количества длинносоставных поездов на участке
при различных соотношениях скорости хода грузового и пассажирского поездов:
а) = 0,8; б) = 0,7; в) = 0,6
65
а)
б)
в)
Рис. 2.17. Изменение количества стоянок грузовых поездов на станциях
под обгоном пассажирскими поездами при суточном поездопотоке:
а) Nп = 40 поездов; б) Nп = 55 поездов; в) Nп = 70 поездов
ст. д
ст. к
ст. о
52
403751
34
39
20
30
40
50
60
61 пас.поезд
78 пас.поездов
ст. д
ст. к
ст. о
65
48
46
52
43
39
20
30
40
50
60
70
61 пас.поезд
78 пас.поездов
ст. д
ст. к
ст. о
74
57
51
52
39
38
20
30
40
50
60
70
80
61 пас.поезд
78 пас.поездов
К
ост
в
К
ост
К
ост
66
а)
б)
ст. д
ст. к
ст. о
959
697
781
1132
1178
971
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
61 пас.поезд
78 пас.поездов
в)
ст. д
ст. к
ст. о
1373
1070
872
1827
1238
1169
700
900
1100
1300
1500
1700
1900
61 пас.поезд
78 пас.поездов
Рис. 2.18. Изменение величины стоянок грузовых поездов на станциях
под обгоном пассажирскими поездами при суточном поездопотоке:
а) Nп = 40 поездов; б) Nп = 55 поездов; в) Nп = 70 поездов
ст. д
ст. к
ст. о
678
539
512
1055
851
787
400
500
600
700
800
900
1000
1100
61 пас.поезд
78 пас.поездов
t
ост
,
мин
t
ост
,
мин
t
ост
,
мин
67
Анализ вышеприведенных графиков зависимости позволяет сделать
следующие выводы:
1. При увеличении расстояния между станциями обгона количество сто-
янок и их продолжительность увеличиваются. Так, при расстоянии между станциями l = 30 км средняя величина стоянок — 15 мин, а при l = 60 км эта величина возрастает в 3,6 раза (рис. 2.15, 2.16).
2. На величину и количество стоянок грузовых поездов основное влия-
ние оказывают размеры поездопотока. С его ростом происходит увеличение
времени стоянок и их количества. Причем, чем больше количество длинносо-
ставных грузовых поездов на участке, тем больше прирост количества К
ост
и продолжительности t
ост
стоянок. Функциональная зависимость роста количе-
ства и продолжительности задержек от величины поездопотока нелинейная.
3. При увеличении соотношения скорости хода грузовых поездов к ско-
рости пассажирских уменьшается время стоянок основного съема и имеет ме-
сто рост задержек поездов на промежуточных станциях под обгоном пассажир-
скими из-за неидентичности графика движения.
4. При увеличении количества пассажирских поездов на 38 % количе-
ство стоянок увеличивается в 1,4 раза, а величина стоянок, наоборот, уменьшается на эту же величину (рис. 2.17, 2.18).
5. При объеме поездопотока длинносоставных грузовых поездов более
55 в сутки, при увеличении соотношения скорости пассажирских поездов
к скорости грузовых 0,7 и менее 100 % промежуточных станций участка долж-
ны иметь не менее 2 приемоотправочных путей повышенной длины, причем
при расстоянии между станциями 60 км количество путей увеличивается до 3.
Аналитические данные приведены в табл. 2.4.
Таблица 2.4
Анализ количества остановок на промежуточных станциях
более 2 грузовых поездов
Δ
l,
км
N
п
сут
= 55 поездов
N
п
сут
= 70 поездов
ст. д
ст. к
ст. о
ст. д
ст. к
ст. о
К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%
*
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
12
14
0,8
60 5 12 1 3 9 19 4 11 3 8
68
Δ
l,
км
N
п
сут
= 55 поездов
N
п
сут
= 70 поездов
ст. д
ст. к
ст. о
ст. д
ст. к
ст. о
К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%* К
2
ост
%* 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
12
14
0,7
30 3 9
45 7 16 1 3 1 3
12
24 6 15 1 3
60
18
34 6 15 7 18
16(1)
33 6 17 7 20
0,6
30 6 14 3 9 1 3 9 19 5 13 2 6
45
17
36 8 19 7 18
20
39 8 21 9 24
60
20(2)
38
14
33
11(1)
28
19(5)
37
11(1)
21
14(2)
35
Примечания:
1) * — процент от общего количества стоянок на станции;
2) К
2
ост
— количество остановок под обгон одновременно 2 грузовых поездов;
3) 16(1) — в скобках указано количество остановок одновременно 3 грузовых поездов.
69
3. ЭТАПНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ
РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ УЧАСТКА
ПРИ ОБРАЩЕНИИ ДЛИННОСОСТАВНЫХ ПОЕЗДОВ
3.1. ИНВЕСТИЦИИ В РЕКОНСТРУКЦИЮ ПОСТОЯННЫХ УСТРОЙСТВ
Увеличение пропускной и провозной способности участка связано с
большими затратами и требует использования таких мер и последовательности
их осуществления, которые обеспечили бы освоение заданных объемов работы
с минимальной суммой приведенных расходов на реконструкцию участка и его
эксплуатацию в течение расчетного периода.
Длина станционных приемоотправочных путей является важнейшим техническим параметром железнодорожных участков, оказывающим решающее
влияние на размеры движения поездов, а в конечном итоге на экономические
результаты перевозочного процесса. Чем длиннее путь, тем больше вагонов
может быть включено в состав одного поезда и тем меньше потребуется поездов для обеспечения потребных объемов перевозок. Это приведет к тому, что
при формировании длинносоставных поездов будет сокращаться потребность в
локомотивах и локомотивных бригадах. При увеличении длины приемоотпра-
вочных путей на промежуточных станциях сокращаются интервалы приема и
отправления, что ведет к повышению участковой скорости. Все эти факторы
ведут к положительному экономическому эффекту.
Расходы по увеличению длины приемоотправочных путей относятся к
единовременным затратам или капиталовложениям, а затраты, связанные с со-
держанием дополнительных устройств станции, — к текущим, или эксплуатационным, расходам.
Для установления оптимальной этапности реконструкции станций участ-
ка в течение расчетного периода определяются ежегодные единовременные и
эксплуатационные расходы при переходе от одного года расчетного периода к
следующему.
Решение этой задачи базируется на оптимизации этапности удлинения
путей на станциях в координатах «время — состояние» методом динамического
программирования. Задача делится на четыре части:
− подготовка исходных данных;
− пошаговый расчет критерия эффективности и определение условно-
оптимальных переходов;
70
− определение оптимального состояния в конце расчетного периода;
− установление оптимальной траектории реконструкции промежуточных
станций участка во времени.
Подготовка исходных данных для расчетов в общем виде сводится
к следующему:
− намечается несколько альтернативных вариантов этапности рекон-
струкции станций (S1, S2, …, Sn), каждый из которых рассчитан на одинаковый
объем поездопотока. Варианты нумеруются в порядке увеличения количества
промежуточных станций участка, которые необходимо реконструировать, а
число вариантов должно охватывать весь возможный диапазон увеличения суточного количества длинносоставных грузовых поездов по годам;
− для каждого варианта подсчитываются капитальные вложения в рекон-
струкцию, которые представляются в виде массива исходных капиталовложе-
ний {К} = К1, К2, …, Кn;
− на основе правил проектирования промежуточных станций и расчета
объемов работ при реконструкции определяются капитальные вложения для
перехода от каждого варианта реконструкций промежуточных станций участка
ко всем возможным другим. При этом не должны рассматриваться логически
недопустимые переходы, например от варианта с удлинением двух промежу-
точной станции к варианту с одной станцией. Результаты расчетов заносятся в
матрицу затрат || К
i→j
||;
− для каждого года расчетного периода и варианта технического состоя-
ния промежуточных станций участка подсчитываются эксплуатационные расходы, которые образуют матрицу || Э
t, i
||.
В качестве критерия эффективности принят минимум суммы приведен-
ных затрат:
+=
= =
T
0t
T
0t
ttttпр
ЭKminП
, (3.1)
где: К
t
, Э
t
— капитальные вложения и эксплуатационные расходы в соответ-
ствующем году t соответственно;
Т — горизонт расчета, годы;
α
t
— коэффициент дисконтирования (приведения) затрат.
В связи с тем, что величина приведенных затрат определяется для разных
периодов времени, они не являются сопоставимыми, что обусловлено изменением
стоимости денег во времени (инфляцией, банковским процентом, рисками и т.д.).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]