3.4 Визначення потенціалу транзитності

Структура вантажопотоків з точки зору наявного в них потенціалу транзитності з урахуванням транспортного фактора (наприклад, невідповідності ваги відправки вантажу і ваги поїзда) систематично змінюється . Отже, вагонопотоки і вантажопотоки є двома найважливішими компонентами перевізного процесу, який у свою чергу є своєрідною динамічною системою багатьох взаємопов'язаних процесів, що зливаються в єдиний процес переміщення вантажів у вагонах. Розгляд динамічної системи "вантажопотоки-вагонопотоки" як єдиного технологічного транспортного процесу з урахуванням специфіки кожного з компонентів цієї системи є основою забезпечення докорінного поліпшення проблеми організації вагонопотоків на залізничному транспорті на базі реалізації максимально можливого по довжині транзитного вагонного плеча, тобто переміщення вагонопотоків з мінімальним числом переробок на шляху прямування в поїздах великої ваги і довжини на відстані, близькі до величин дальності перевезень вантажів[20].

Першочерговим завданням системи поїздоутворення слід вважати реалізацію потенціалу транзитності, який мається на станціях формування поїздів. Транзитність при постановці завдання збільшення дальності призначень в системі поїздоутворення характеризується наступними параметрами:

- дальність Lpq (відстань прямування i-ой кореспонденції без переробки від станції утворення p до станції призначення q);

- число технічних станцій, які i-а кореспонденція проходить в поїздах без переробки kpq.

Оптимізація системи поїздоутворення можлива у двох основних напрямках:

1 Оптимізація маси Q і довжини m поїздів з урахуванням витрат на їх накопичення, формування, просування і переробку на технічних станціях полігону:

. (3.21)

2 Оптимізація кількості та дальності формованих наскрізних призначень для різних параметрів навантаження на транспортну систему:

. (3.22)

Обидва ці напрями взаємопов'язані. Збільшення дальності формованих призначень призводить до скорочення витрат часу і ресурсів при пропуску кореспонденцій транзитом через технічні станції, але веде до збільшення тривалості накопичення вагонів на склад. І навпаки, на час знаходження вагонів під накопиченням можна впливати шляхом корегування маси і довжини поїзда.

Потенціал транзитності - це та частка різниці між величиною дальності кореспонденцій і дальності слідування поїздів, сформованих цих кореспонденцій згідно плану формування поїздів, яку з урахуванням транспортних обмежень (пропускної здатності ділянок, переробної спроможності станційних комплексів) можна реалізувати за рахунок скорочення кількості переробок в шляху проходження [21].

Завдання підвищення транзитності для станційного рівня полягає в тому, щоб:

• визначити наявний потенціал транзитності вагонопотоку, що переробляється на станції;

• встановити, якою мірою можна використовувати цей потенціал для збільшення транзитності вагонопотоку з урахуванням переробної спроможності станції;

• визначити перелік керуючих рішень, які дозволять відповідно до розрахованого потенціалу сформувати транзитні призначення.

Для розрахунків потенціалу транзитності в системі поїздоутворення визначимо поняття «рівень транзитності». Потенціал транзитності, який може бути реалізований в системі поїздоутворення, залежить в тому числі і від плану формування. Якщо сформоване на станції нове призначення проходить без переробки одну станцію, таке призначення будемо називати призначенням першого рівня транзитності, а станцію яку воно прослідувало без переробки - транзитної станцією першого рівня. Якщо призначення проходить дві станції - призначення транзитності другого рівня та станції відповідно першого і другого рівня транзитності.

Станцією другого і більшого рівня транзитності не обов'язково буде подальша технічна станція розглянутого напрямку. Транзитною станцією i-го рівня будемо називати таку станцію, на яку має слідувати сформоване транзитне призначення відповідно до плану формування для (i -1) станції напрямку, але яку сформований поїзд може прослідувати без переробки. Таким чином, потенціал транзитності залежатиме не тільки від плану формування початкової станції, але і від плану формування всіх станцій, що беруть участь в переробці розглянутого вагонопотоку [22].

Визначення потенціалу транзитності і вибір оптимального плану поїздоутворення доцільно проводити за допомогою графа призначень який наведено на рисунку 3.5.

Граф варіантів поїздоутворення описує один напрямок полігону і складається з k осей. Якщо сформоване призначення прослідує першу вісь графа без переробки, таке призначення будемо називати транзитним призначенням першого рівня. Відповідно, якщо сформований поїзд проїде станції від 1-ї до k -й без переробки, будемо називати таке призначення призначенням k -1 рівня. Кількість осей k визначається числом станцій, на яких вихідний вагонопотік проходить переробку на розглянутому напрямку. Для різних напрямків максимальний рівень транзитності буде різним. На графі кількість осей k повинно відповідати максимальному рівню транзитності.

Рисунок 3.5-Граф варіантів формування поїздів підвищеної транзитності

Вершинами графа є технічні станції Si, які вагонопотік відповідно до існуючого плану формування проходить з переробкою або без переробки. Якщо вагонопотік слідує через станцію i без переробки, закінченням ребра графа буде вершина .. Якщо з переробкою - відповідно вершина . Вершини графа визначаються планом формування станцій, що входять в даний напрям.

Для кожної станцій графа визначаються витрати на пропуск вагонопотоку з переробкою або без переробки. У загальному випадку до таких витрат належать простий транзитного вагона на станції з переробкою і без переробки . Тоді економія від прослідування одного вагона без переробки через станцію Si складе .

Потенціал транзитності залежить від потужності призначень, які можуть прослідувати станцію Si без переробки. Відповідно, сумарна потужність можливих транзитних призначень , які проїдуть станцію Si буде потенціалом транзитності.

Вершини графа з'єднані між собою ребрами. Сукупність послідовно пов'язаних ребер, початковою вершиною якої є , а кінцевою описують призначення . Призначення характеризується станцією відправлення , станцією призначення і потужністю . Кількість станцій, які дане призначення проходить без переробки, визначається числом вершин називається рівнем транзитності.

Визначений за допомогою графа потенціал може бути реалізований або не реалізований. Якщо в системі поїздоутворення транзитне призначення від станції S до було виділено в самостійне, будемо називати його реалізованим. Якщо виділення призначення в самостійне призначення недоцільно, будемо називати потенціал транзитності нереалізованим (але це не означає що потенціал відсутній).

Згідно з графом варіантів поїздоутворення розрахунок проводиться починаючи з найбільш дальнього струменя, станція призначення якої знаходиться на k-ї осі. Рівень транзитності такого струменя складатиме (k-1). Потужність струменя призначенням на станцію визначатиметься кількістю вагонів, що беруть участь в процедурі планування поїздоутворення на станції S_0 і наступних призначенням на станцію , тобто .

Сучасні підходи до вирішення завдання оптимізації системи поїздоутворення пропонують використовувати два критерії: термін доставки і приведені витрати на пересування кореспонденцій. Скорочення терміну доставки можна досягти за рахунок формування поїздів підвищеної транзитності, що в деяких випадках пов'язане із збільшенням витрат на накопичення складу, отже максимальне прискорення перевезення вимагає, в тому числі, і скорочення довжини складу.

Термін доставки вантажів є провідним логістичним показником якості роботи транспорту, його конкурентоспроможності. Його дотримання є першорядним фактором, який повинен враховуватися в системі поїздоутворення. Варіант поїздоутворення вважається прийнятним і може розглядатися як конкурентоспроможний в техніко-економічних розрахунках, якщо для всіх кореспонденцій ,що беруть участь в процесі поїздоутворення на станції S, справедливо вираз

. (3.23)

Є ймовірність не перевищення нормативного (юридичного) строку доставки відповідно до обраної технології поїздоутворення прагне одиниці. Часовий критерій бере участь в розрахунках як основне технологічне обмеження.

В якості визначального виступає економічний критерій. При визначенні оптимального варіанту просування кореспонденцій важливо врахувати всі витрати, пов'язані з процесом поїздоутворення. В застосовуваній в даний час методиці організації вагонопотоків як оптимальний план формування, так і оптимальний варіант поїздоутворення повинні забезпечувати мінімальні витрати вагоно-годин на накопичення і переробку. При цьому мається на увазі, що через вагоно-години можна виразити наведені грошові витрати. Але, на думку ряду фахівців, існуючий критерій оптимізації висловлює не більше 10% всіх експлуатаційних витрат і 7% витрат на основні виробничі фонди.

У зв'язку з цим пропонується використовувати вартісний критерій, який розраховується за такою формулою:

, (3.24)

де ΔЕслід - економія, яка виникає при проходженні технічних станцій без переробки, грн;

ΔЕнак - додаткові витрати, пов'язані з накопиченням на станції поїздоутворення, грн;

ΔЕман - економія витрат на маневрові пересування на технічних станціях, грн;

ΔЕпер. - Економія витрат поїзних локомотиво-годин і бригадо-годин за рахунок скорочення кількості перецепок поїзних локомотивів, грн;

ΔЕохор - економія від скорочення потрібної кількості нарядів воєнізованої охорони, грн;

ΔЕшт - скорочення виплат за несвоєчасне повернення власних вагонів їх власниками і за несвоєчасну доставку вантажів, грн;

ΔЕож - додаткові витрати, пов'язані з переносом відправлення поїзда на більш пізню нитку графіка, відправленням локомотива резервом, відправленням бригади пасажирами, скасуванням поїздки бригади, грн.

Економічна оцінка варіанту поїздоутворення Евар визначається шляхом підсумовування значень ΔЕслід, ΔЕман, ΔЕпер. по кореспонденціям , бере участі у поїздоутворенні станцій полігону планування, і значень ΔЕнак, ΔЕохор, ΔЕшт, ΔЕож, що визначаються в загалі для аналізованого варіанта. Для струменя з максимальним рівнем транзитності виробляється перевірка умови на виділення в самостійне призначення. Якщо умова Е не виконується (цільова функція набуває негативного значення), потенціал транзитності струменя щодо станції будемо вважати нереалізованим. Такий струмінь може посилити транзитне призначення (k-2)-го рівня транзитності. Далі розрахунок виконується для решти струменів (k-1)-го рівня транзитності, відносно станції .

Сукупність струменів , не виділених в самостійні призначення спільно зі струменями утворюють потенціал транзитності (k - 2)-го рівня (щодо станції ). Потужність транзитних призначень (k - 2)-го рівня складе

. (3.25)

Розрахунки по визначенню потенціалу транзитності і ефективності формування наскрізних призначень виконуються доти, поки не будуть розглянуті всі варіанти графа поїздоутворення транзитних поїздів.

Наведений на рис. 3.5 граф відображає варіанти просування кореспонденцій конкретного призначення. При цьому враховуються витрати на формування призначення підвищеної транзитності без встановлення всього переліку призначень системи поїздоутворення. Даний граф не дає уявлення про можливі поєднаннях формуючих призначень, не відображає сумарної потужності призначень і дозволяє проводити порівняння обмеженого числа варіантів формування призначень підвищеної транзитності.

Проте даний граф дає можливість провести розрахунок ефективності виділення транзитного призначення в порівнянні з вихідним. У разі, якщо виділення даного призначення ефективно - пропонований план поїздоутворення може бути прийнятий за вихідний і розрахункові значення по знову виділеним транзитним призначенням порівнюються вже зі скоригованими значеннями [23].