Организация движения на ж-д транспорте. Транспорте
 Скачать 18.76 Mb.
|
|
для технических станций. Понятие о плане формирования поездов. Исходные данные и последовательность разработки Планом формирования поездов называется система организации вагонопо- токов, обеспечивающая оптимальное распределение сортировочной работы между техническими станциями, минимальные простои вагонов, уменьшение числа переработок в пути следования и затрат маневровых средств. Различают планы формирования межгосударственный, внутригосударственный и внутридорожный. Межгосударственный план разрабатывается Дирекцией Совета по железнодорожному транспорту и утверждается на заседании Совета по железнодорожному транспорту. Внутригосударственный план разрабатывается железнодорожной администрацией и утверждается ее руководителем. Внутридорожные планы разрабатываются железными дорогами и утверждаются начальниками дорог. Все изменения плана должны оформляться письменными распоряжениями, которые хранятся не менее двух лет. Оперативная корректировка плана формирования для отдельных поездов допускается при условии, что это не замедлит доставку груза к пунктам выгрузки. Оперативное изменение межгосударственных пунктов перехода может производиться при явлениях стихийного характера, нарушениях безопасности движения поездов, а также по просьбе грузоотправителей и грузополучателей для отдельных отправок Дирекцией Совета по железнодорожному транспорту при согласовании с причастными железнодорожными администрациями. Исходные данные для разработки: план перевозок грузов; нормы масс и длин составов поездов; схемы участков обращения локомотивов и локомотивных бригад, гарантийных участков обслуживания вагонного парка ПТО; данные о затратах на продвижение груженых и порожних вагонов по участкам (картосхема); данные о техническом оснащении и перерабатывающей способности опорных станций, показателях их работы, о производительности подъездных путей. Последовательность разработки: утверждение для всех станций расчетных нормативов (с, m Т эк ); разработка плановых груженых и порожних вагонопотоков (диаграмма и ступенчатые графики); нахождение оптимального варианта плана формирования отправительских маршрутов; расчет оптимального варианта формирования сквозных и участковых одно- группных поездов; составление плана формирования скорых и ускоренных грузовых поездов; установление станций формирования порожних поездов породу подвижного состава; разработка плана формирования сборных поездов; анализ показателей нового плана формирования в сопоставлении со старым; издание книг План формирования грузовых поездов, Указание о порядке направления вагонопотоков». Разработка плана формирования поездов — сложнейшая комбинаторная задача. Из великого множества возможных вариантов объединения струй надо выбрать один, оптимальный. Рассчитывается план для всех опорных станций одновременно по всему направлению и по всем вагонопотокам. Даже при наличии современной электронно-вычислительной техники рассчитать и сравнить 1024 варианта при шести опорных пунктах на направлении, 32678 — при семи, 2091392 при восьми и т.д. весьма трудно. Учитывая, что на отдельных направлениях расположено и более пунктов, реализация такой задачи требует серьезных творческих обоснований. Основы теории расчета и организации вагонопотоков на отечественных железных дорогах были заложены российскими учеными АН. Фроловым, И. И. Рихтером, И. И. Васильевым, В. Н. Образцовым, В. А. Соковичем, Б. Д. Воскресенским, П. Я. Гордиенко. В 1927 г.профессор И. И. Васильевразработал методику аналитического расчета плана формирования поездов, основанную на сопоставлении затрат вагоно-часов на накопление на станциях формирования с экономией вагоно-часов от проследования вагонов без переработки через попутные опорные станции. Принцип сопоставления вагоно-часов затрат и экономии, предложенный И. И. Васильевым, используется до настоящего времени. Дальнейшее развитие методики расчета получило в трудах КА Бернгарда, Л. П. Тулупова, А. К. Угрюмова, АИ. Попова, А. П. Петрова, В. М. Акулиничева, В. А. Покавкина и др. Различные модификации расчетов плана формирования совершенствовали подходы к выбору оптимальных вариантов (В. А. Персианов, АИ. Сметанин, Е. А. Сотников, П. С. Грунтов, СВ. Дувалян и др.). В 1958 г. профессор А. П. Петров предложил метод абсолютного расчета внутридо- рожного плана формирования с применением вычислительной техники. В развитии теории и практики организации вагонопотоков с использованием на транспорте вычислительной техники большая роль принадлежит транспортным институтам, ГВЦ МПС России. В настоящее время в связи с изменением условий работы железнодорожного транспорта изменились и эксплуатационные задачи, состоящие в обеспечении устойчивой работы отрасли, достижении максимальных доходов, снижении внутри- отраслевых затрат, создании качественного сервиса при организации перевозок грузов и пассажиров. На современном этапе с развитием информационной среды, средств вычислительной техники и изменяющимися объемами перевозочной работы активно входят в жизнь новые теоретические подходы к организации вагонопотоков с использованием многих критериев при оценке вариантов плана формирования ( А. Т. Осьминин). Разработанный план формирования представляется в виде книги, состоящей из трех частей: Часть 1. План формирования поездов по важнейшим сортировочным станциям сети. Часть 2. Межгосударственный и междудорожный план формирования; Часть 3. Таблицы пунктов перехода (пограничных станций) вагонопотоков в межгосударственном сообщении. Таблица План формирования поездов по важнейшим сортировочным станциям сети на 2001 г. (Часть 1. Заполнение условное) Станция назначения Род поезда Наименование групп вагонов Ст. С.-Петерб.-сорт.-Мск-3000 Октябрьской ж.д. С.-Петерб.-тов.-Ви- тебск Передаточный С.-Петерб.-тов.-Вит. и далее, исключая вагоны Вы- рица и далее до ст. Дно искл. С.-Петерб.-Варшавск Передаточный групповой Из 2 групп: 1)С.-Петерб.-Варшавск., Цветочная, Предпорто- вая — под выгрузку) На участок Лигово вкл. — Горелово и далее до ст. Гатчина-пасс.-Балт. искл. Бусловская-экс. Сквозной Бусловская-экс. — под выгрузку, включая вагоны Бусловская Пермь-сорт. Сквозной Порожние вагоны, следующие по грузовым документам назначением Пермь-Сорт. и далее 155 Фрагмент плана формирования поездов железной дороги приведен в табл. 3.6. 3.3.2. Принципы расчета формирования методом аналитических сопоставлений Основным критерием при расчете плана формирования является экономия ва- гоно-часов при организации вагонопотоков в поездах. Выгодность выделения струй в самостоятельные назначения определяется сравнением затрат вагоно-ча- сов накопления на станции формирования с экономией вагоно-часов от проследо- вания струй без переработки через попутные технические станции. Выделение сквозных струй производится последовательно последующим условиям: общему достаточному; достаточному; необходимому. N · t l Для этого струя должна быть очень мощной. В нее можно вливать небольшие струи более дальнего назначения · t l Станцией уступа считается станция, до которой следует смежная более ближняя струя · Σ эк l Но руководствоваться только этим правилом нельзя. Зачастую две и три струи, каждая из которых ответила необходимому условию, при объединении водно назначение дают еще большую экономию, чем при раздельном следовании. Поэтому надо делать дополнительную проверку. Общее достаточное условие Струю обязательно надо выделить в самостоятельное назначение, если вагоно-часы экономии на станции с наименьшей расчетной экономией не меньше вагоно-часов накопления на станциях формирования. Достаточное условие Струя выделяется в самостоятельное назначение, если вагоно-часы экономии на станции уступа не меньше вагоно-часов накопления на станциях формирования. Необходимое условие Струю можно выделить в самостоятельное назначение, если сумма вагоно-часов экономии по всем попутным станциям не меньше вагоно-часов накопления на станции формирования. эк min эк уст Пример Методом аналитических сопоставлений определить оптимальный вариант плана формирования на направлениях АД и ЕД. Исходные данные представлены на рис. 3.9. Решение. Проверяем сквозные струи по общему достаточному условию · 3 < 700 — условие не выполняется · 3 < 700 — условие не выполняется · 4 < 700 — условие не выполняется · 3 < 700 — условие не выполняется · 3 < 700 — условие не выполняется · 4 < 700 — условие не выполняется; и т. д. условие не выполняется · 3 < 700 — условие не выполняется · 3 < 700 — условие не выполняется · 5 < 700 — условие не выполняется. Ни одна из струй не ответила общему достаточному условию. Продолжаем проверку по достаточному условию по станции уступа · 5 > 700 — условие выполняется. Струю сразу включаем в оптимальный вариант как самостоятельное назначение · 5 < 700 — условие не выполняется · 5 > 700 — условие выполняется. Струю включаем в оптимальный вариант. Оставшиеся струи проверяем по необходимому условию 50 120 5 1 2 3 4 6 4 ч ч ч А cm = 700 cm = 700 cm = 700 cm = Е 130 110 90 40 210 80 50 100 75 Оптимальный вариант 210 60 + 50 +120 40 + 90 75 + 100 + 80 + 50 55 + 100 + 130 50 + 80 + 90 + 120 + 50 130 + Рис. 3.9. Оптимальный вариант плана формирования поездов Д 157 157 50(4 + 3) < 700 — не выполняется + 3 + 5) > 700 — условие выполняется. 1560 – 700 = 860 ваг.-ч; 110(4 + 3) > 700 — условие выполняется. 770 – 700 = 70 ваг.-ч. При раздельном пропуске струй, ответивших необходимому условию, общая экономия составляет 860 + 70 = 930 ваг.-ч. Проведем дополнительную проверку по расчету ваг.-ч экономии при объединении этих струй + 110) · (4 + 3) > 700 1680 – 700 = 980 ваг.-ч. Вывод. Объединение струй дает большую экономию. Оставшиеся мелкие струи, не отвечающие необходимому условию, включаются в участковые поезда (см. рис. Достоинство метода аналитических сопоставлений состоит в том, что оптимальный вариант плана формирования может быть определен для любого разветвленного направления с любым числом опорных станций на направлении. Недостатком его является то, что при расчетах находится один единственный вариант, который в случае несоответствия перерабатывающим способностям хотя бы нескольких станций подвергается корректировке (те. перераспределению работы между станциями, что вызывает сомнение в оптимальности окончательного варианта. Развитием метода аналитических сопоставлений является расчет, предложенный профессором СВ. Дуваляном. 3.3.3. Принципы расчета плана формирования методом последовательного улучшения (автор — профессор СВ. Дувалян) Сущность метода состоит в постепенном улучшении плана путем перехода от одного множества назначений к другому за счет дополнения его другими на- значениями. Последовательность расчета. Составление множества М обязательных назначений. Определение приведенных затрат Е на накопление и переработку транзитных вагонов при обязательных назначениях. Выбор первого дополнительного назначения путем определения разницы ва- гоно-часов накопления и экономии для каждого назначения, не вошедшего в М 0 ( ∆Е). Определение Е при наличии первого дополнительного назначения и далее отбор последовательных дополнительных назначений до положения, когда все Е окажутся положительными Решение сложной комбинаторной задачи выбора оптимального варианта проще рассмотреть на конкретном примере, строго соблюдая алгоритм расчета. Исходные данные и последовательность решения представлены на рис. 3.10. 150 50 120 5 2 3 4 6 4 ч ч ч 600 700 60 130 110 90 40 210 80 50 100 75 55 150 210 + 130 50 + 120 +60 100 + 55 50 + 120 + 110 + 80 + Множество обязательных значений M 0 + 90 + 40 130 + 110 + 50 + 110 + 80 + 100 + Множество обязательных значений при выделении дополнительного назначения 2,6 150 210 50 + 120 55 + 100 50 + 80 + 90 + 110 + 120 110 + 90 + 40 75 + 100 + 80 + 100 + 50 130 + Множество обязательных значений при выделении + 100 + 130 50 + 80 + 120 + 50 40 + 90 75 + 100 + 80 + 50 150 50 + 120 + 60 дополнительного назначения 2,5 cm = 700 600 Т эк Оп тим альный вариант Рис. 3.10. Исходные данные и последовательность расчета плана формирования 159 159 й этап 2-й этап 3-й этап Расчет начинаем с составления множества обязательных назначений М, в которое включим струи, ответившие достаточному условию, и все назначения между смежными стан- циями. Проверяем сквозные струи по достаточному условию (по станциям уступа · 5 > 700 — условие выполняется · 3 < 700 — условие не выполняется и т. д · 5 > 600 — условие выполняется. Струи 150, 210 ваги смежные между станциями включаем в множество обязательных назна- чений. На втором этапе определяем приведенные затраты Е вагоно-часов на накопление и переработку транзитных вагонов при обязательных назначениях (М = Σ cm + Σ (N тр · SТ эк ); Scm = Σ cm 1 + cm 2 + cm 3 + cm 4 + cm 5 = 700 · 2 + 700 + 600 + 700 + 600 = 4600 ваг.-ч; N тр · Σ Т эк для струй до й станции · 4 + 100 · 5 = 1020 ваг.-ч; до й станции (4 + 3) + 110 (4 + 3) + 80 · 3 = 1360 ваг.-ч; до й станции · 4 + 90 · 5 = 840 ваг.-ч; Е = 4600 + 1020 + 1360 + 840 = 7820 ваг.-ч. На третьем этапе выделяем дополнительно назначение посредством определения разности Е вагоно-часов накопления и экономии. ∆Е определяется для сквозных струй, не ответивших достаточному условию. ∆Е 2,6 = 700 – 130 (4 + 3 + 5) = ЕЕ ЕЕ Е = 700 – 90 · 4 = В результате расчетов определена максимальная отрицательная величина у назначения 2,6. Его и включаем в новое множество обязательных назначений. Приведенные затраты по нему составят: Е = 7820 – 860 = 6960 ваг.-ч. 160 й этап 5-й этап По результатам расчетов видно, что все значения Е положительные Значит, вариант улучшать дальше нельзя Струя 2,5 имеет право на выделение в самостоятельное назначение. Но при объединении струй 2,5 и 2,6 экономия оказывается больше, чем при раздельном следовании (при раздельном следовании 860 + 70 = 930 ваг.-ч), при объединении (130 + 110)(4 + 3) – 700 = 980 ваг.-ч. Таким образом, оптимальный вариант плана формирования включает 3 сквозных струи и 5 участковых назначений между станциями (см. рис. В настоящее время расчет плана формирования поездов производится с помощью ЭВМ. Программно определяются вагонопотоки при рациональном их распределении по направлениям с учетом путевого развития, перерабатывающей способности опорных станций и эксплуатационных затрат. Сущность автоматизированной системы состоит в разработке базового плана формирования, который лежит в основе нормативного графика движения поездов. После сборки заявок грузоотправителей на перевозку грузов автоматизированная система с помощью ЭВМ выполняет корректировку плана в зависимости отколе- баний объемов перевозок. Принципы метода абсолютного расчета Для разработки внутридорожных планов формирования с малым числом технических станций на направлении может быть использован метод абсолютного расчета, преимущество которого состоит в том, что для отыскания оптимального рассчитываются абсолютно всевозможные варианты. Недостатком такой системы является большая затрата времени для расчета каждого варианта, хотя в настоящее время это значительно упрощается в связи с введением в управление перевозочным процессом электронно-вычислительной техники. Рекомендуется метод абсолютного расчета, если на прямом направлении не более пяти опорных стан- На четвертом этапе определяем Е при трех сквозных струях: ∆Е 4,6 = 700 – 100 · 5 = ЕЕ ЕЕ В результате обнаружилась отрицательная величина у назначения 2,5, которое надо включить в следующее новое множество обязательных назначений. Определяем Е при выделении дополнительного назначения ЕЕ ЕЕ 161 ций. В этом случае вполне доступно рассчитать из 103 возможных 64 конкурентоспособных варианта. Для облегчения расчета разработаны особой формы таблицы, позволяющие подсчитать показатели каждого варианта. Сущность метода абсолютного расчета заключается в определении затрат вагоно-часов на накопление на станциях формирования и на переработку на попутных станциях. В качестве оптимального выбирается тот, у которого суммарные затраты вагоно-часов будут минимальные. Алгоритм и программа расчета представлены в примере для направления с пятью опорными станциями. Исходные данные, порядок объединения струй и оптимальный вариант представлены на рис. 3.11. Расчетные таблицы с решениями по вариантам даны на рис. 3.12. 150 50 120 5 3 4 6 4 ч ч ч 700 Возможные варианты объединения = 700 600 Т эк 1 130 80 50 110 90 70 150 50 + 120 60 130 80 + 50 110 + 90 + 80 + 50 70 + 110 150 50 120 60 80 50 130 110 90 90 150 + 50 + 120 + 60 130 + 80 + 50 + 150 + 50 + 120 110 + 90 + 150 + 50 + 130 + 80 70 + 150 + 130 + Оптимальный вариант плана формирования + 120 60 130 80 + 50 110 + 90 + 80 + 50 70 + 110 I варвар вар. Рис. 3.11. Исходные данные, варианты объединения струй и оптимальный вариант Ступенчатый график вагонов Пример Из трех возможных необходимо выбрать оптимальный вариант плана фор- мирования. Верхняя часть таблицы построена по принципу ступенчатых графиков вагоно- потоков отдельно для каждой опорной станции. Первая горизонтальная строка выделена для потока с й станции на ю, вторая с й на ю, третья — с й на ю, а далее потоки со й на ю, со й на 5-ю, с й на 5-ю. Вертикальные столбцы соответствуют переработке вагонов на й, й и й станциях. Если переработка отсутствует, тов свободной клетке на данной станции помещается кружок (ноль). Справа от таблицы указывается характеристика варианта, те. порядок объединения струй. Заполняя свободные клетки, определяют число перерабатываемых вагонов по каждой станции и по всему варианту. Вверху над таблицей первого варианта выписываются расчетные часы экономии (эк. Умножением числа перерабатываемых вагонов на норму часов экономии находим затрату вагоно-часов на переработку вагонов по каждой станции ив целом по варианту. В й, й и й строках записывается число формируемых сквозных назначений и вагоно-часы накопления на каждой станции. Например, по первому варианту, исходя из характеристик, на й станции формируются два сквозных назначения по 700 ва- гоно-ч, итого 1400 вагоно-ч, на й — одно — 650 вагоно-ч, на й сквозных струй нет. Нижняя прямоугольная графа предназначена для записи общей затраты ваго- но-ч на накопление и переработку. Из всех возможных вариантов надо выбрать такой, у которого эта сумма будет минимальной. Если после проверки плана формирования по пропускной и перерабатывающей станций этот вариант окажется неподходящим, рассматривают следующий близкий к нему по суммарным затратам вагоно-часов. В этом и заключается главное преимущество метода абсолютного расчета, предложенного профессором А.П. Петровым. Так, заполняя расчетные таблицы по всем возможным вариантам, находим суммарные затраты вагоно-часов на переработку и накопление. Из трех рассмотренных вариантов в качестве оптимального выбираем й (см. рис. 3.11). |