Аварийно-спасательные работы. Диплом. Являются важнейшим элементом системы обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте
 Скачать 5.61 Mb.
|
3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ РАЗМЕЩЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПОЕЗДОВ3.1 Формулирование составляющих алгоритма выбора эффективной схемы размещения восстановительных поездов Существенные изменения поездной обстановки вследствие эксплуатационных затруднений характеризуются наличием полигона распространения затруднения и полигона регулирования, границы которых изменяются. Полигон распространения затруднения определяется инфраструктурными элементами, работу которых затронули эксплуатационные затруднения. Повреждения элемента инфраструктуры, отказ которого не приводит к существенным ограничениям для установленной технологии работы станции, ограничивают полигон распространения станцией или маневровым районом. Однако если затруднения возникают на объекте с интенсивным движением и высокой суточной загруженностью, то размеры полигона распространения увеличиваются и достигают размеров железнодорожных узлов, участков и направлений (рисунок 3.1).Рисунок 3.1 – Полигон распространения затруднения и полигон регулирования Размеры полигона регулирования определяются величиной полигона распространения затруднения и характеризуются действиями дежурно- диспетчерского персонала. Скорость расширения полигона распространения затруднения напрямую зависит от времени, в течение которого затруднение влияет на технологию работы станции, узла, участка, направления. Важность обеспечения своевременной доставки восстановительного поезда к месту возникновения транспортного происшествия обусловлена снижением времени расширения полигона распространения затруднений и уменьшением количества принимаемых управленческих решений для стабилизации поездной ситуации. Скорость доставки восстановительного поезда, кроме технологических ограничений, напрямую зависит от дальности пункта постоянной дислокации от места вероятного возникновения транспортного происшествия.  Общее количество восстановительных поездов VP на сети железных дорог должно определяться не только общей протяженностью железнодорожных линий и размерами движения на каждом участке, но и конкретным расположением восстановительных средств. Под схемой размещения восстановительных поездов понимается взаимосвязь количества восстановительных поездов с местами их расположения. Схема размещения определяется факторами, представленными на рисунке 3.2Рисунок 3.2 – Исходные данные, влияющие на выбор мест размещения восстановительных поездов на полигонах железнодорожной сети Как правило, восстановительные поезда размещаются в крупных железнодорожных узлах, на технических, участковых, сортировочных станциях, обладающих необходимыми тяговыми ресурсами и путевым развитием. Станции постоянной дислокации восстановительных поездов характеризуются наличием локомотивного депо, а также большими размерами движения на прилегающих участках или существенной маневровой работой на станции. В случае возникновения транспортного происшествия локомотив для восстановительного поезда запрашивается из депо, снимается с маневровой станционной работы или отцепляется от грузовых поездов. Кроме того, станция дислокации восстановительного поезда должна обладать необходимым путевым развитием, которое должно обеспечивать подготовку восстановительного поезда (прицепку локомотива, сокращенную пробу тормозов, выдачу документов) и последующее беспрепятственное отправление на определенный железнодорожный участок. Для того, чтобы определить станции вероятной дислокации восстановительных поездов, необходимо разработать алгоритм, который позволит учитывать возможность использования определенных станций в качестве пунктов постоянной дислокации, взаимное расположение и протяженность участков железнодорожных направлений, а также размеры движения на них. Алгоритм выбора эффективной схемы размещения восстановительных средств на полигоне сети железных дорог: Из общего списка станций и узлов на полигоне выбираются те, которые могут быть использованы для размещения на них восстановительных поездов. Моделируется возникновение транспортного происшествия на каждом участке полигона, оценивается влияние барьерного места на участок и смежные технические станции для каждого из возможных вариантов размещения восстановительных поездов. Влияние выражается в потенциальных потерях от возникающих инфраструктурных ограничений из-за возникновения транспортного происшествия. Рассматриваются варианты размещения восстановительных поездов с учетом потенциальных потерь от возникшего барьерного места и затрат на содержание восстановительных поездов на рассматриваемом полигоне. Алгоритм базируется на применении комплекса гибридных математических моделей. Расчет динамики и структуры транспортных потоков, их распределения, показателей работы полигонов сети обеспечиваются за счет статистических методов прогнозирования. Поиск решения осуществляется с помощью эвристических алгоритмов, предусматривающих последовательную покоординатную минимизацию управляемых переменных, установленных на основе анализа динамичных технологических взаимосвязей в системе. Эффективность применения алгоритма во многом зависит от выбора исходных станций предполагаемого размещения восстановительных поездов, в качестве которого могут быть выбраны: вариант с действующими станциями дислокации; вариант с действующими станциями дислокации с добавлением новых станций, на полигонах, где вероятен существенный рост интенсивности движения поездов различных категорий; вариант с выбором крупных технических и сортировочных станций (железнодорожных узлов), в пределах которых расположены резервы локомотивной тяги; вариант, основанный на комбинированной схеме расстановки восстановительных поездов, учитывающей все предлагаемые варианты. Барьерное место моделируется на каждом участке рассматриваемой модели, поскольку в реальных условиях заранее неизвестно, на каком железнодорожном участке полигона и когда возникнет транспортное происшествие, Расчет необходимого и достаточного количества восстановительных поездов и выбор рациональной схемы их расположения определяется критерием эффективности E → min. E = E 1+ E 2 + E 3 + E 4 + E 5 → min, (3.1) где E − общие затраты и потери от инфраструктурных ограничений; E1 – суммарные затраты на доставку восстановительных поездов к местам аварийно-восстановительных работ, руб.; E2 − суммарные затраты от вынужденного простоя поездов различных категорий, руб.; E3 − затраты, связанные с невозможностью использования путевого развития промежуточных станций из-за отстоя брошенных поездов и занятостью путей участковых, технических станций в ожидании отправления сформированных поездов, руб.; E4 − затраты на организацию движения поездов в обход барьерного места; включают в себя также организацию дополнительных мероприятий в пассажирском и пригородном сообщении, руб. E5 − суммарные затраты на содержание восстановительных поездов, руб. Величина затрат на доставку восстановительного поезда к месту аварийно- восстановительных работ E1 зависит от расстояния от места постоянной дислокации до возникшего барьерного места. Это расстояние напрямую зависит от величины зоны обслуживания восстановительных поездов и находится в обратно пропорциональной зависимости от количества восстановительных поездов VP. Величина потенциальных потерь от простоя поездов различных категорий E2 определяется временем ликвидации барьерного места Tпер. Согласно второго раздела дипломного исследования, одной из составляющих частей Tпер является период времени T1, включающий в себя время на выдачу приказа о формировании восстановительного поезда, подготовку его к отправлению и доставку последнего к месту выполнения аварийно-восстановительных работ. Размещение большого количества восстановительных поездов на полигоне уменьшит среднюю величину зоны обслуживания каждого восстановительного поезда, время доставки к барьерному месту, и общее время ликвидации последствий Tпер. Таким образом, величина потенциальных потерь от вынужденного простоя поездов также находится в обратно пропорциональной зависимости от количества восстановительных поездов на полигоне 𝑉𝑃. Величина общего времени ликвидации последствий транспортного происшествия Tпер влияет на выбор соответствующих регулировочных мер. Чем больше время ликвидации последствий Tпер, тем больше поездов различных категорий будут вынужденно простаивать на подходах к барьерному месту и занимать инфраструктуру, и тем дольше будет осуществляться движение поездов в обход. Поэтому составляющие E3 и E4 также находятся в обратно пропорциональной зависимости от количества восстановительных поездов 𝑉𝑃. Таким образом, критерий эффективности E является целевой функцией, зависящей от количества восстановительных поездов 𝑉𝑃 и схемы их размещения. График функции E(𝑉𝑃) представлен на рисунке 3.3  Рисунок 3.3 – График функции E(VP)   где e1, e2, e3, e4, e5 – переменные, характеризующие соответствующие составляющие критерия эффективностиE1, E2, E3, E4, E5 ; C1, C2, C3, C4, C5 – стоимостные оценки, связанные с переменными e1, e2, e3, e4, e5 , соответственно; VP*− предельное количество станций, подходящих для дислокации восстановительных поездов. aрез – коэффициент, учитывающий рациональное использование и перераспределение тяговых ресурсов в результате действий дежурно-диспетчерского персонала. Вычисляется как отношение количества работоспособных резервных локомотивов к общему количеству локомотивов, используемых в грузовом движении; nгр − размеры движения грузовых поездов согласно нормативному графику движения поездов, поездов/сут.; nпасс − размеры движения пассажирских поездов согласно нормативному графику движения поездов, поездов/сут.; Eпасс − коэффициент съема пассажирских поездов; гр n* − максимальные размеры движения грузовых поездов, поездов/сут.; Pуч. − рабочий парк грузовых вагонов в поездах на участках, вагонов; Pст. − рабочий парк грузовых вагонов на станциях, вагонов; W* − максимально допустимое заполнение емкости путевого развития, вагонов. Затраты на доставку восстановительного поезда определяются по формуле:  где mвосст. − количество вагонов в составе восстановительного поезда; cваг. − стоимость 1 вагоно-км вагонов, курсирующих в хозяйственном движении, руб.; cлок. − стоимость 1 локомотиво-км локомотивов, работающих в хозяйственном движении, руб.; cбр. − стоимость бригадо-часа локомотивной бригады при работе на тепловозе (электровозе) в хозяйственном движении, руб; v − средняя скорость продвижения восстановительного поезда к месту аварийно-восстановительных работ, км/ч. С учетом установленных нормативов принимается равной 40 км/ч. Mтопл. − масса условного топлива, необходимая для продвижения поезда на 100 км, кг; cтопл. − стоимость килограмма условного топлива на тягу поездов в хозяйственном движении, руб; S – расстояние между местом дислокации и местом аварийно- восстановительных работ, км. Поскольку место возникновения транспортного происшествия на железнодорожном участке заранее неизвестно, условно принимаем S равным сумме кратчайшего расстояния от пункта постоянной дислокации восстановительного поезда до участковой станции, ограничивающей данный участок, и расстояния от этой участковой станции до середины рассматриваемого участка. Суммарные затраты от вынужденного простоя поездов различных категорий Е2 определяются по формуле: З   атраты на содержание восстановительных поездов E5 такжe можно выразить формулой:E5 = c5Tвп𝑉𝑃, (3.12) где c5 − приведенные затраты на содержание восстановительного поезда, руб./час. Tвп – среднее время между выездами восстановительных поездов, ч; Поскольку содержание восстановительных поездов осуществляется постоянно, независимо от того, происходят транспортные происшествия или нет, то необходимо рассчитывать время Tвп следующим образом:  где xв. – количество выездов восстановительных поездов определенной железной дороги за год. Для оценки эффективности работы восстановительных поездов рассчитывают годовые затраты на содержание восстановительных поездов Eвосст.. Они определяются по формуле: Eвосст. = Eзп + Eто + Eпр, (3.14) где Eзп – общие годовые затраты на заработную плату персонала восстановительных поездов (руб./год); Eто − общие годовые затраты на техническое обслуживание и содержание оборудования и инвентаря восстановительных поездов (руб./год); Eпр − общие годовые затраты, включающие расходы на электроэнергию, топливо, материалы (руб./год). К этой группе также относятся затраты на амортизацию оборудования. В ряд станций, рекомендуемых для размещения на них восстановительных поездов, могут попасть те, которые не являются местами постоянной дислокации восстановительных средств, что говорит от необходимости учета дополнительных расходов на сооружение для них соответствующей инфраструктуры. Таким образом, c5 можно рассчитать по формуле:  где Eразм. – затраты на размещение восстановительных средств на станции, которая не является местом постоянной дислокации, руб. |