Модернизация системы управления движением поездов

,т (3.12)

где - погонная нагрузка вагонов на путь, т/м определяется

т/м (3.13)

т/м

т

Это наибольшая масса поезда по длине станционных путей, которая может быть использована для формирования тяжеловесных поездов.

3.6 Определение количества вагонов в составе порожнего поезда

Количество вагонов в составе порожнего поезда определяется из условий полной совместимости приемоотправочных путей станции по формуле:

, ваг (3.14)

где - средняя длина физического вагона, определяема по формуле:

, м (3.15)

м

вагонов

3.7 Проверка массы состава на трогание с места

Рассчитанная масса грузового состава по формуле (3.1) проверяется на трогание с места на остановочных пунктах по формуле:

, т (3.16)

где - крутизна наибольшего уклона на остановочных пунктах заданного участка %, ;

- сила тяги локомотива при трогании с места;

- удельное сопротивление состава при трогании с места, определяемое по формуле: для вагонов на подшипниках качения

, кг/т (3.17)

т/ось,

кг/т

кг/т

тогда:

кг/т (3.18)

где - количественное соотношение вагонов соответственно на подшипниках скольжения качения.

кг/т

Подставляя полученное значение получим:

т

Вывод:

Следовательно, полученная масса состава отвечает условию , следовательно, поезд может останавливаться на всех разделенных пунктах участка и для трогания с места не требуется вспомогательный локомотив.

4. Разработка графика движения поездов и расчёт пропускной способности

4.1 График движения поездов

На железнодорожном транспорте движение поездов осуществляется по графику. График движения поездов является основой организации перевозок. Он объединяет деятельность всех подразделений и выражает план всей эксплуатационной работы железных дорог.

Движение поездов по графику обеспечивается правильной организацией и выполнением технологического процесса работы станций, депо, тяговых подстанций, пунктов технического обслуживания и других подразделений железных дорог, связанных с движением поездов.

В соответствии с ПТЭ график движения поездов должен обеспечивать:

· удовлетворение потребностей в перевозках пассажиров и грузов;

· безопасность движения поездов;

· наиболее эффективное использование пропускной и провозной способности участков и перерабатывающей способности станций;

· рациональное использование подвижного состава;

· соблюдение установленной продолжительности непрерывной работы локомотивных бригад;

· возможность производства работ по текущему содержанию и ремонту пути, сооружений, устройств СЦБ, связи и электроснабжения.

График движения поездов представляет собой графическое изображение следования поездов по участкам и направлениям, выполненное в координатных осях времени (горизонтальная ось) и расстояния (вертикальная ось). Он устанавливает время прибытия, отправления и проследования поездов по каждому раздельному пункту, время следования поездов по перегонам, продолжительность нахождения локомотивов и бригад на участках и конечных станциях [7].

Железнодорожная сеть нашей страны характеризуется различными условиями эксплуатации участков: размерами движения, числом главных путей, соотношением скоростей грузовых и пассажирских поездов, разностью размеров движения по направлениям и т.д. В связи с этим различны и сами графики движения, которые классифицируются по нескольким признакам.

1.По соотношению скоростей движения поездов графики подразделяются на параллельные и непараллельные. При параллельном графике на перегоне все поезда каждого направления имеют одинаковую скорость движения, по этому линии хода поездов расположены параллельно. Параллельный график позволяет наиболее полно использовать пропускную способность участков, служит основой для изучения свойств и закономерностей всех типов графиков.

При непараллельном графике предусматривается обращение пассажирских и грузовых поездов с разными ходовыми скоростями движения, причём поезда могут быть одной или нескольких категорий (скорые, пассажирские, грузовые нормальной скорости, грузовые ускоренные и др.).

2.По числу главных путей на участке графики подразделяются на однопутные, двухпутные и многопутные. На двухпутных линиях главные пути специализируются для движения поездов только в одном направлении (чётном или нечётном), скрещения поездов могут осуществляться не только на станциях и разъездах, но и перегонах. Графики движения на участках с однопутными и двухпутными перегонами называются однопутно-двухпутными.

На трехпутных линиях обычно два пути специализируют по направлениям, а один используют для следования поездов обоих направлений. На четырёхпутных участках чаще всего два пути используют для грузового и два для пассажирского движения со специализацией каждой пары путей по направлениям.

3.По расположению поездов попутного следования. При следовании поездов с разграничением не менее чем одним раздельным пунктом с путевым развитием (станцией, разъездом, обгонным пунктом) график на однопутных линиях называется непакетным или пачечным, а на двухпутных - пачечным.

По перегонам, оборудованным автоматической блокировкой или имеющим блок-посты при полуавтоматической блокировке, поезда могут следовать в попутном направлении с разграничением их блок-участками или межпостовыми перегонами. Графики движения поездов с таким порядком следования называются пакетными или частично-пакетными. При таких графиках на перегоне может находиться не один, а два или несколько поездов, следующих в одном направлении.

На однопутных и двухпутных линиях в целях уменьшения влияния пассажирских поездов на движение грузовых пропускают группу пассажирских поездов пачкой.

4.По соотношению времени занятия перегонов одной парой поездов или поездом различают графики идентичные и неидентичные. Степень неидентичности графиков зависит от неидентичности перегонов, станционных интервалов и добавок на разгоны и замедления ,

5.По соотношению размеров движения в чётном и нечётном направлениях графики разделяют на парные с одинаковым числом поездов в обоих направлениях и непарные [8].

4.2 Основные исходные данные для составления графика движения поездов

График движения разрабатывается на основании следующих элементов:

· размеров движения различных категорий поездов и их весовых норм и длины;

· серии грузовых и пассажирских локомотивов и их тяговых плеч;

· времени хода поездов по перегонам , и добавок времени к ним на разгон и на замедление , которые определяются тяговыми расчётами;

· станционных интервалов - промежутков времени, необходимых для выполнения операций при приемке, отправлении и пропуске поездов через раздельные пункты, обеспечивающих безопасность движения;

· интервалов между поездами в пакете при автоблокировке или полуавтоблокировке с блок-постами;

· норм стоянок поездов для выполнения операций на промежуточных станциях;

· норм нахождения локомотивов на станциях основного и оборотного депо;

· технологических норм времени на обработку поездов в парках (, ) участковых, грузовых, пассажирских и сортировочных станций;

· продолжительности технологического "окна" для выполнения работ по текущему содержанию и ремонту пути, контактной сети, устройств СЦБ и др.

Таким образом, график движения поездов по существу является планом всей эксплуатационной работы железных дорог, основой организации движения поездов, грузовой и коммерческой работы станций, депо, подразделений вагонной службы, службы пути, сигнализации и связи, строительных организаций, т.е. всех подразделений железнодорожного транспорта. График движения основан на определении грузопотоков, тесном взаимодействии в работе железных дорог и всех других видов транспорта.

Скорость доставки грузов, наиболее рациональная организация их перевозок в поездах, объём оборотных товарно-материальных ценностей, находящихся в процессе перевозок, качество и быстрота пассажирских перевозок - всё это зависит от графика движения поездов.

Дальнейшее совершенствование графика предусматривает:

· повышение уровня использования пропускной способности направлений, позволяющее обеспечить выполнение и перевыполнение плана перевозок;

· повышение массы и скорости движения поездов (особенно участковой и маршрутной, и как за счёт имеющихся резервов в действующих графиках, так и за счёт внедрения более мощных локомотивов, концентрации на полигонах большегрузных вагонов с меньшим сопротивлением движению и т.д.);

· обеспечение более четкого взаимодействия в перевозочном процессе всех подразделений железнодорожного транспорта;

· автоматизацию разработки графика движения на основе применения вычислительной техники;

· разработку более совершенных способов его оперативной корректировки на основе вариантных графиков для переменных размеров движения;

· выделение в графике ниток для постоянного ядра поездов, факультативных и дополнительных;

· внедрение прогрессивных достижений передовых работников всех служб железных дорог.

4.3 Виды станционных и межпоездных интервалов

Различают и рассчитывают следующие основные виды станционных и межпоездных интервалов:



Рисунок 4.1 Интервал неодновременного прибытия поездов

Станционный интервал неодновременного прибытия - минимальное время от момента прибытия на станцию поезда одного направления до момента прибытия на эту же станцию (рисинок 4.1,а) или проследования через неё (рисунок 4,1,б) поезда встречного направления на однопутной линии. На станциях, где одновременный приём поездов противоположных направлений разрешен, величина определяется по схеме и графику, приведенных на рисунке 4.1, в и 4.2. Когда одновременный приём поездов противоположных направлений запрещен, при следовании одного из них без остановки, определяется по схеме и графику, приведенных на рисунке 4.1, г, 4.2.

Рисунок 4.2 График выполнения технологических операций при обеспечении интервала неодновременного прибытия поездов

Станционный интервал неодновременного прибытия - минимальное время от момента прибытия на станцию поезда одного направления до момента прибытия на эту же станцию (рисунок 4.1,а) или проследования через неё (рисунок 4,1,б) поезда встречного направления на однопутной линии.

На станциях, где одновременный приём поездов противоположных направлений разрешен, величина определяется по схеме и графику, приведенных на рисунке 4.1, в и 4.2. Когда одновременный приём поездов противоположных направлений запрещен, при следовании одного из них без остановки, определяется по схеме и графику, приведенных на рисунке 4.1, г, 4.2.

Величина состоит из времени для выполнения станционных операций и прохождения поездом расчётного расстояния, т.е.

, мин. (4.1)

где - время станционных операций, мин ( мин);

- расчётное расстояние, м;

- средняя скорость входа поезда на станцию, км/час;

км/ч; (4.2)

, км/ч;

м; (4.3)

где - длина поезда, м. ( м);

- тормозной путь или расстояние от предупредительного сигнала до входного, м. ( м);

- расстояние, проходимое поездом за время восприятия машинистом показания входного или предупредительного сигнала, м.( м);

- расстояние от входного сигнала до предельного столбика пути отправления поезда, м. ( м);

Тогда:

м;

мин; мин.

Рисунок 4.3 Интервал скрещения поездов

Рисунок 4.4 График выполнения технологических операций при интервале скрещения поездов

Станционный интервал скрещения поездов - минимальное время от момента прибытия на станцию (рисунок 4.3, а) или проследования (рисунок 4.3, б) через нее поезда до момента отправления на тот же перегон встречного поезда. Величина (рисунок 4.4) состоит только из времени для выполнения станционных операций . Принимаю = 1 мин.

Интервал между поездами в пакете при автоблокировке (рисунок 4.5) -минимальный промежуток времени между двумя попутными поездами. Он зависит числа блок-участков и их длины. Число блок-участков определяется условием - впереди идущий поезд не должен оказывать влияние на следование позади идущего. Для этого поезда должны быть разграничены между собой тремя или двумя блок-участками. В первом случае (езда на зелёный огонь) светофор позади идущему поезду всегда показывает зелёный огонь, что создаёт наиболее благоприятные условия для работы машиниста [9].

Интервал между поездами в пакете определяется из рисунка 4.5,а

(4.1)

где -длина блок-участков, м;

- длина поезда, м;

- расчётное расстояние, м;

- средняя ходовая скорость следования поезда на расстояние , м.



Рисунок 4.5 Схема разграничения поездов, следующих в пакете при автоблокировке: а,б - на перегоне; в - при приёме на станцию; г - при безостановочном пропуске через станцию; д - при отправлении со станции

Во втором случае (езда на жёлтый или езда под зелёный огонь) изменение показания светофора с жёлтого огня на зелёный происходит только при приближении позади идущего поезда к светофору, что создает напряжение в работе машиниста. В связи с этим такое разграничение поездов применяется лишь на затяжных (руководящих) подъёмах, где скорость грузового поезда приближается к минимальной расчётной. При этом интервал в пакете (Рисунок 4.5,б)

(4.2)

где - время на восприятие машинистом изменения показания огня светофора с жёлтого на зелёный, мин.

Тогда для однопутного участка при езде на зелёный огонь:

мин.

при езде на желтый огонь:

мин

Таким образом, интервал между поездами в пакете на однопутной линии принимаю мин.

Интервал рассчитывается также по условиям входа и выхода со станций, когда один или оба поезда имеют остановку, а также по условиям безостановочного проследования станций (Рисунок 4.5, в, г, д).

Интервал попутного прибытия поездов -минимальное время от момента прибытия на станцию грузового поезда, до момента проследования (или прибытия) через станцию пассажирского поезда попутного направления. Интервал следования попутных поездов к станции и приёме их с остановкой необходим для контроля прибытия первого поезда, изменения маршрута на приём и открытия входного светофора второму поезду. К моменту окончания этих операций , второй поезд должен находиться на расстоянии двух блок-Участков от станции (Рисунок 4.5, в, 4.6). Тогда интервал попутного прибытия составит:

(4.3)

или

(4.4)

где - время необходимое для выполнения станционных операций, мин;

средняя скорость входа на станцию второго поезда с остановкой, км/ч.

Величина определяется по тяговому расчёту.

Рисунок 4.6. График выполнения технологических операций для определения .

Тогда

мин

Интервал попутного отправления - минимальное время от момента проследования (или отправления) через станцию пассажирского поезда, до момента отправления с той же станции грузового поезда попутного направления. Интервал в пакете при отправлении попутных поездов со станции определяется их разграничением двумя блок-участками. Зелёный огонь на выходном светофоре появится после освобождения первым поездом блок-участков за станцией (Рисунок 4.5, д, 4.7).

 мин

Интервал попутного отправления - минимальное время от момента проследования (или отправления) через станцию пассажирского поезда, до момента отправления с той же станции грузового поезда попутного направления. Интервал в пакете при отправлении попутных поездов со станции определяется их разграничением двумя блок-участками. Зелёный огонь на выходном светофоре появится после освобождения первым поездом блок-участков за станцией (рисунок 4.5, д, 4.7).

Рисунок 4.7 График выполнения технологических операций для определения .

Тогда интервал попутного отправления составит:

(4.5)

или

(4.6)

Тогда

мин

Рисунок 4.8 Интервалы в пакете при автоматической блокировке

Принимаю мин, мин.

4.4 Расчет наличной и потребной пропускной способности участков отделения перевозок

Пропускной способностью железнодорожной линии называется наибольшее число поездов или пар поездов установленной массы, которое может быть пропущено в единицу времени (сутки, час), в зависимости от имеющихся постоянных технических средств, типа и мощности подвижного состава и принятых методов организации движения поездов. Различают пропускную способность наличную и потребную.

Наличную пропускную способность определяю по формуле:

, пар поездов (4.7)

где - продолжительность технологического "окна", мин;

- коэффициент надёжности работы технических устройств;

- число поездов или пар поездов в периоде графика;

- период графика.

Возможны четыре варианта пропуска поездов через раздельные пункты ограничивающего перегона е-ж на однопутном участке N-C:

1. Оба поезда пропускаются на перегон без остановки (1-схема);

мин

2. Оба поезда пропускаются с перегона без остановки (2-схема);

мин

3. Нечетные поезда пропускаются безостановочно через обе станции ограничивающих перегон (3-схема);

мин

4. Четные поезда пропускаются безостановочно через обе станции ограничивающих перегон (4-схема);

мин



Рисунок 4.6 Схемы пропуска поездов через станции ограничивающие перегон

При четырёх схемах пропуска поездов минимальный период имеет 2-схема. Это означает, что желательно по ограничивающему перегону поезда пропускать по 2-схеме, но это не каждый раз удается.

В каждом случае пропуск поездов через станции ограничивающего перегона, периоды графика перегона отличаются входящими в них станционными интервалами и добавочным временем на разгон и замедление.

В общем случае пропускная способность ограничивающего перегона при обычном графике составит:

(4.8)

где - время хода нечётного и чётного поездов по перегону, мин;

- станционные интервалы на станциях, ограничивающих перегон, мин;

- добавочное время на разгон и замедление, приходящееся на оба поезда, мин;

Обозначив сумму станционных интервалов и добавочного времени на разгон и замедление через , определяю величину периода графика:

, мин (4.9)

мин

Тогда для ограничивающего перегона е-ж участка N-С и ограничивающего перегона а-б участка А-N наличная пропускная способность равна:

пар поездов

пары поездов

Потребная пропускная способность определяю для расчётных размеров движения и сопоставляю с наличной при существующих средствах поездной связи и способа организации движения поездов. Потребную пропускную способность участка, исходя из заданных размеров грузовых и пассажирских перевозок без учёта резерва, определяю по формуле:

, пар поездов (4.10)

где - соответственно, количество пар грузовых, пассажирских и сборных поездов;

- коэффициенты съёма грузовых поездов пассажирскими и сборными.

При этом значение определяю по формуле:

(4.11)

где ,- соответственно, коэффициент основного и дополнительного съёма:



Величину коэффициента дополнительного съёма можно принять в пределах 0,3-0,4. При =0,4

Коэффициент съёма сборных поездов на однопутном участке составляет = 1,3-1,5. Тогда

пара поездов

4.5 Составление графика движения поездов

Составлению графика движения поездов предшествует большая подготовительная работа. В целях достижения высоких маршрутных скоростей графики составляют сквозными на направлении в пределах участка обращения локомотивов.

График строится на стандартной сетке с масштабом времени и расстояний. На сетке каждый час разделен вертикальными линиями на шесть десятиминутных интервалов, получасовые деления указаны штриховой линией; горизонтальными линиями обозначены оси раздельных пунктов. Нечётные поезда проложены сверху вниз, а - чётные снизу вверх. В точках пересечения линий движения поездов с осями раздельных пунктов (в тупых углах) стоят цифры, показывающие число минут сверх целого десятка, соответствующие моменту прибытия, отправления или проследования поезда [10].

Поезда на графике прокладываю последовательно по их категориям. Вначале прокладываю пассажирские поезда в соответствии с предварительно выбранной схемой их обращения на направлении, затем ускоренные грузовые, сборные и остальные грузовые поезда. Местные грузовые поезда прокладываю на графике в соответствии с предварительно выбранными схемами их обращения и системой обслуживания местной работы участков. При этом должна обеспечиваться ритмичность грузовой работы на участке и согласованность технологических процессов работы станции и подъездных путей.

При составлении графика были соблюдены все его расчётные элементы и требования безопасности движения поездов.

График движения поездов составлен на участках отделения на типовой сетке бланка.

Длину перегонов принимаю в масштабе 4 мм = 10 мин и 1 мм = 1 км согласно задания.

Прокладку грузовых поездов начинаю с участковой станции со средним интервалом, равным:

(4.12)

где - условное число "ниток" грузовых поездов;

- технологическое "окно".

В дневное время суток в графике предусматриваю технологические "окна": по 60 минут на участках.

мин

При построении графика между соседними "нитками" фактический интервал может быть от до .

Все поезда прокладываются и на перегоне соседнего отделения. Время хода поездов по этому перегону принимаю 20 мин. При организации скрещения и обгона поездов на станциях участка учитываю их путевое развитие. Номера чётных и нечётных поездов проставляю соответственно на крайних и вторых перегонах участка от участковой и сортировочной станции.

Поезда различных категорий нумеруются:

Пассажирские

Скорые (дальние и местные) - 130

Пассажирские (дальние)1 - 300

Пассажирские (местные)1 - 699

Пригородные01 -6999

Грузовые

Сквозные01 -2998

Участковые01 - 3398

Сборные01-3498

Вывозные01 -3598

Локомотивы

Диспетчерские01 - 3898

Резервные01 -4398

4.6 Расчет показателей графика движения поездов

После составления графика движения определяю его качественные показатели по грузовому движению:

техническая, участковая и коэффициент участковой скорости;

эксплуатационный оборот и парк локомотивов;

среднесуточный пробег локомотивов;

средний простой локомотивов в пунктах оборота;

производительность локомотивов.

Скорости движения поездов определяю делением поездо-километров на соответствующие поездо-часы. При расчёте технической скорости учитываю поездо-часы без времени стоянок на промежуточных станциях, но с учётом потери времени на разгоны и замедления, а при расчёте участковой скорости -общие поездо-часы в пути следования.

Среднее значение участковой и технической скоростей можно определить по методу [12] по следующим формулам:

, км/ч (4.13)

, км/ч (4.14)

где , - сумма часов и минут прибытия и отправления поездов по графику. Для поездов, отправляющихся до 24 ч и прибывших на следующую техническую станцию после 0 ч, необходимо к сумме часов прибытия прибавить число 24, умноженную на число таких поездов;

- сумма времени хода поезда по всем перегонам участка в обоих направлениях, мин, мин;

- время на разгон и замедление, мин;

- число остановок всех поездов на участке по графику;

N - количество грузовых поездов на данном направлении.

Для расчёта значения скорости движения грузовых поездов на участках, составляю ведомости для нечётного и чётного направлений (таблица 4.1, 4.2 и 4.3) [13].

Таблица 4.1Ведомость нахождения поездов на участке

Таблица 4.2 Ведомость нахождения поездов на участке

Таблица 4.3 Ведомость нахождения поездов на участке

Для графика движения поездов составленного на листе 5 графической части и приведенного в табл. 4.1, 4.2 и 4.3, величины и составляют:

Техническая скорость с учетом сборных поездов

км/ч

км/ч

км/ч

Участковая скорость сборных поездов

км/ч

км/ч

км/ч

Оборот эксплуатируемого парка локомотивов (рис. 4.13) на участках их обращения в пределах отделения определяю по формуле:

 (4.15)

где - длина участка обращения локомотивов; - участковая скорость; - время нахождения локомотива в пунктах оборота; - время нахождения локомотива на станционных путях основного Депо и смены бригад.

ч

ч

Коэффициент потребности локомотивов на пару поездов определяю по формуле:

(4.16)

;

.

Эксплуатируемый парк локомотивов определяю по формуле:

(4.17)

где - размеры движения грузовых поездов на участках А-N и N-С (в случае непарности графика берется большее значение размеров движения по направлениям).

лок-сут.

Пробег поездов по участкам составляет:

поездо-км.

Пробег локомотивов по участкам составляет:

, где (4.18)

где - вспомогательный (резервный) пробег, равный 117 лок-км;

лок-км.

Работа локомотивного парка:

ткм бр.

Производительность локомотива, ткм/лок-сут:

ткм/лок-сут.

Cреднесуточный пробег, км/сут:

км/сут.

5. Автоматизация функций диспетчерского персонала (АРМ ДНЦ) и автоматизированного система ведения графика исполненного движения

5.1 Система диспетчерского руководства

Существующая в нашей республике четырехуровневая диспетчерская система оперативного управления перевозочным процессом сложилась еще в тридцатые годы прошлого века и не обеспечивает единого руководства продвижением грузопотоков от пунктов массового зарождения до пунктов погашения, продвижение вагонопотоков между основными станциями переработки и использованием локомотивов и бригад в пределах полигона и удлиненных участков обращения локомотивов.

Совершенствование управления перевозочным процессом на основе достижений научно-технического прогресса является одним из важнейших направлений интенсификации производства, ликвидации потерь в использовании технических средств, снижения эксплуатационных расходов. В целях реализации решений по коренному изменению всей системы оперативного управления перевозочным процессом, на базе широкого применения современных технических средств сбора и обработки информации.

Развитие отрасли в последние годы поставило ряд сложных задач научно-практического характера. Многие из них возникли впервые, и научный подход к их решению еще не найден.

Вместе с тем по опыту стран, добившихся высокого уровня развития экономики, известно, что на первом месте стоит задача экономии труда, повышения его производительности за счет техники и энерговооруженности, интенсивного использования техники.

Для этого требуется осуществить поэтапный переход на централизованную систему управления перевозочным процессом на основе создания автоматизированного диспетчерского центра управления (АДЦУ).

АДЦУ представляет оперативное диспетчерское управление перевозочным процессом на железнодорожном направлении или в узле с позиции предупредительного регулирования, централизации и концентрации диспетчерского управления перевозочным процессом на третьем уровне управления железнодорожным транспортом; механизации и автоматизации диспетчерского труда и процессов управления на базе вычислительной техники и современных технических средств. АДЦУ обеспечивает регулирование поездопотоков на больших полигонах, путем непрерывного автоматизированного контроля поездного положения, с выработкой рекомендаций для оперативно-диспетчерского аппарата по принятию управляющих решений направленных на улучшение использования показателей работы железных дорог и являются действенной мерой совершенствования системы оперативного управления перевозками и всей эксплуатационной деятельности железной дороги. АДЦУ позволяет сочетать централизованное управление системой - районом, участком с локальным управлением, объектами - станция, поезд. Такая структура позволяет обеспечить максимальную автономность линейных предприятий и возможность оптимального управления дорогой в целом, централизованное хранение и обработку информации. Одно из основных преимуществ АДЦУ - единое управление ранее разрозненными процессами работы локомотивов на удлиненных тяговых плечах из единого центра, что позволяет улучшить регулирование локомотивным парком и бригадами. За счет сокращения простоя вагонов по стыкам локомотивов на станциях и в депо повышается их среднесуточный пробег, что дает возможность высвободить вагоны и локомотивы для дополнительных перевозок. Концентрация управления обеспечит повышение дисциплины выполнения заданий по передачи поездов и регулировочных заданий по передаче порожних вагонов. Создание автоматизированных диспетчерских центров управления (АДЦУ) позволяет оптимизировать работу диспетчерского аппарата [14].

5.2 Анализ загрузки поездных диспетчеров

Загрузку диспетчеров, участвующих в оперативном управлении перевозочным процессом, можно рассматривать в двух аспектах: как информационную загрузку, связанную с приемом, переработкой и передачей сообщений; как затрату рабочего времени на выполнение тех или иных операций и функций управления перевозочным процессом.

Отношение затрачиваемого суммарного времени диспетчером на выполнение всех операций к продолжительности рабочей смены уровнем загрузки:

(5.1)

где - затраты времени диспетчера на выполнение одной технологической операции управления, мин.;

- продолжительность рабочей смены, мин.

Загрузка диспетчера зависит от числа поездов, поступающих на обслуживаемый участок, длительности обслуживания каждого поезда в соответствии с принятой технологией работы участка и станций, поездной на участке и состояния технических средств. Распределение затрат времени на обслуживание информационных сообщений для характерных участков железных дорог дано в таблице 5.1.

Таблица 5.1 Распределение времени работы поездного диспетчера по видам информационной деятельности

Виды информационной деятельности диспетчера	Доля времени, затрачиваемая на каждый вид, %
Получение оперативной информации (ДНЦ слушает), выдача диспетчерских распоряжений и команд (ДНЦ говорит)	51,0…82,0
Переговоры ДНЦ с исполнителями, оформление графика движения	9,4…11,2
Сбор информации для планирования работы участка и принятия управляющего решения	0,6…8,4
Передача диспетчерских приказов	1,7…16,9
Непосредственное производственное взаимодействие с оперативными работниками и руководителями	1,7…40,0
Сбор информации в конфликтных ситуациях	0,3…24,8
Отвлечение от работы на темы, не относящиеся к работе, отдых	0,4…11,8

Доля времени, приходящаяся на выполнение той или иной операции, колеблется в зависимости от условий труда диспетчера, поездного положения на участке, времени непрерывного выполнения производственных функций. Анализ напряженности труда поездного диспетчера показал, что наиболее напряженной является операция сбора информации о конфликтных ситуациях. Эмоциональная напряженность в этом случае является наивысшей. Второй по напряженности является работа по непосредственному взаимодействию с оперативными работниками в присутствии руководителей [15].

5.3 Работа дежурного по отделению (ДНЦО) при организации АРМ

ДНЦО организует и координирует работу диспетчерского аппарата смены по выполнению суточного и сменного планов работы отделения дороги, подготавливает исходные данные для составления плана на следующую смену, а в ночное дежурство подготавливает проект плана дневной смене, что является основанием для корректировки суточного плана работы отделения.

Для своевременного включения в работу ДНЦО начинает знакомиться с положением на отделении и в узле примерно за час до начала дежурства. В этот период ДНЦО выясняет состояние с продвижением поездопотоков на каждом направлении, определяет наличие составов, локомотивов и бригад по каждому направлению по "ниткам" графика, наличие и содержание особых заданий руководства отделения и управления дороги.

За 30-35 мин до начала смены ДНЦО, заканчивающий дежурство, передает вступающему данные о поездах, подготавливаемых к отправлению основным узлом отделения на все направления по "ниткам" графика на 1-3 часа продолжительности новой смены. Эти данные включают: назначения поездов, время отправления, номера локомотивов, фамилии машинистов.

До начала дежурства ДНЦО записывает в специальный бланк данные о положении на основной станции узла: наличие вагонов на 5-00 (18-00) всего, в том числе рабочего парка, количество порожних вагонов по роду подвижного состава, количество груженых вагонов по назначению плана формирования. Эти данные необходимы для дальнейшего уточнения плана отправления поездов из узла.

За 15-20 мин до начала дежурства ДНЦО проводит совещание с диспетчерами своей смены. На этом совещании он объявляет диспетчерам общее положение на отделении и план отравления поездов из узла на каждое направление по ближайшим "ниткам" графика (на 2-3 часа предстоящей работы).

На совещании перед началом дежурства старший диспетчер отделения дороги дает задание смене по распределению порожних вагонов по роду подвижного состава на каждом участке, сообщает задание по обеспечению порожними вагонами станций погрузки своего отделения и по передаче их по стыковым станциям. Кроме того, старший диспетчер дает задание смене по передаче поездов и вагонов, погрузке, выгрузке, обороту вагона, по работе замкнутых кольцевых маршрутов ("вертушек"), а также особые указания.

В течение первого часа дежурства ДНЦО уточняет у ДСЦС сортировочной станции наличие составов для отправления по плану в первые 2-3 часа и дает уточненные указания локомотивному диспетчеру об обеспечении этих составов локомотивами и бригадами.

Кроме того, в течение первого часа дежурства ДНЦО обменивается информацией с соседними ДНЦО о передаваемых поездах по стыковым станциям, докладывает в распорядительный отдел службы движения - дорожному диспетчеру (ДГП) о положении на отделении и отправляемых поездах на все направления. В дальнейшем обмен данными с соседними ДНЦО, и доклад ДГП осуществляется через каждые 3-4 часа.

В процессе дежурства ДНЦО периодически контролирует ход работы и принимает меры по выполнению плана в случае отклонений.

Особенностью работы ДНЦО в ночную смену является корректировка суточного плана поездной работы, составленного старшим диспетчером к 16 часам предыдущих суток, и составление проекта плана дневной смене. Эта корректировка осуществляется в период с 0 до 4 часов с учетом результатов работы и уточненных данных о поступлении поездов на отделение. Откорректированный план оператор при ДНЦО передает на отделение.

В период с 3 до 6 часов ДНЦО выполняет расчет предполагаемого числа поездов и вагонов, передаваемых по стыковым станциям. В 6 часов проект плана передачи поездов и вагонов по стыкам ДНЦО докладывает ДГП.

Приведенное описание деятельности ДНЦО, сделанное на основе многочисленных наблюдений на ряде отделений, и анализ целей, стоящих перед отделением дороги и диспетчерской сменой, позволяет уточнить перечень задач, решаемых ДНЦО.

Как показывают наблюдения, среди всех задач, решаемых оперативными работниками, выделяется главная, решение которой обеспечивает выполнения цели функционирования руководимой системы, и вспомогательные, направленные на реализацию плана, разработанного при решении главной задачи.

Главной задачей, решаемой ДНЦО, является прогнозирование использования "ниток" графика отправления поездов из узла в соответствии с суточным (сменным) планом. Правильное решение этой задачи обеспечивает достижение цели диспетчерской смены, а также выполнение плана перевозок отделением.

Другими задачами, решаемыми ДНЦО, являются: контроль исполнения запланированных "ниток" графика в основном узле отделения и в других пунктах зарождения поездопотоков, контроль и принятие мер к выполнению суточного (сменного) задания по передачи поездов и вагонов по стыковым станциям, контроль выполнения суточного (сменного) плана грузовой работы.

Кроме того, в ночное дежурство ДНЦО должен решать задачу по корректировке суточного плана и составлению проектов сменного плана поездной работы дневной смене, а также сменного и суточного планов передачи поездов и вагонов по стыкам.

Перечень решаемых ДНЦО задач, периодичность и заблаговременность их решения приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 Перечень задач, решаемых ДНЦО

Наименование решаемых задач	Периодичность решения	Заблаговременность
Оценка и прогноз состояния управляемой системы	По мере возникновения затруднений	За время, необходимое для принятия регулировочных мер
Прогнозирование использования "ниток" графика отправления поездов из основного узла	По 3-4 часовым периодам	За 2-3 часа (время, необходимое для подготовки локомотивов и бригад)
Контроль использования запланированных "ниток" графика отправления поездов из основного узла	Каждые 30 мин
Определение мер по выполнению плана поездной работы в основном узле в случае возникновения возможного срыва	По мере возникновения затруднений в выполнении плана	За 30-60 мин (время, необходимое для подготовки поезда к отправлению)
Контроль использования "ниток" графика в других пунктах зарождения поездопотоков и определение мер по устранению затруднений	2-3 раза за смену	То же
Контроль выполнения суточного (сменного) задания по передаче поездов и вагонов по стыковым станциям	3-4 раза за смену	За время, необходимое для принятия регулировочных мер
Контроль выполнения суточного (сменного) плана грузовой работы	2-3 раза за смену	То же
Корректировка суточного плана и составление проектов сменного плана поездной работы, а также сменного и суточного планов передачи поездов и вагонов по стыкам	В ночное дежурство	До 6 часов

5.4 Автоматизированная система ведения и анализа графика исполненного движения

На основе сообщений, поступающих со станций, об отправлении, проследовании и прибытии поездов в базе данных АСОУП содержится информация, на основе которой в существующих АРМ диспетчера ведется сокращенный график исполненного движения поездов (ГИД). Он является сокращенным потому, что информация о событиях с поездами поступает с небольшого числа выделенных станций. Эта информация в виде засечек наносится на график. Автоматизированное соединение засечек позволяет в АРМ диспетчера вести сокращенный ГИД.

Построение реального графика исполненного движения с информацией со всех станций участка и блок-участков на перегонах требует съема информации с устройств СЦБ. Такой ГИД может вестись авто-матизированно только на участках, оборудованных системами ДЦ и Д К.

Полностью автоматизировать процесс ведения и анализа ГИД стало возможным при создании АРМ диспетчера в диспетчерских центрах управления. Впервые такую автоматизированную систему ГИД "Урал-ВНИИЖТ" создало Научно-производственное объединение "ГИД-УРАЛ" Уральского отделения ВНИИЖТа.

Система ГИД включает подсистемы ГИД ДНЦ/ДСП, ГИД ЦД и ГИД ДГП, ГИД ДНЦ/ДСП позволяет автоматизировать часть рутинной работы ДНЦ и ДСП и обеспечивает следующие функции:

· автоматизированное ведение графика исполненного движения;

· быстрый доступ к информации о поездах, составах поездов и локомотивах;

· выдачу поездного положения в графических и табличных формах;

· отображение на экране ПЭВМ текущей ситуации на станциях и перегонах (табло диспетчерского контроля);

· отображение информации от аппаратуры "ДИСК" на графике и табло диспетчерского контроля;

· контроль дислокации и состояния локомотивов;

· учет и анализ выполнения графика, участковой скорости, веса и длины грузовых поездов и их простоя на технических станциях;

· автоматизированное ведение журнала диспетчерских распоряжений ДУ-58;

· ведение книги выдачи предупреждений на поезда (ДУ-60);

· архивацию графика, состояния устройств СЦБ и приказов ДНЦ;

· формирование на рабочем месте ДСП сообщений для АСОУП об операциях с поездами;

· Работа по запросу с системой АСОУП.

Для получения исходной информации и взаимодействия с другими системами ГИД ДНЦ/ДСП имеет следующие подсистемы:

· получения информации с устройств СЦБ о занятии изолированных участков на станциях и перегонах, о показаниях входных и выходных светофоров, об установке маршрутов приема и отправления, о положении стрелок;

· отображения в реальном времени на экранах ПЭВМ пользователей графика исполненного движения и табло диспетчерского контроля;

· обмена информацией между ПЭВМ ДНЦ и ДСП;

· формирования для АСОУП сообщений об операциях с поездами;

· обмена информацией между ГИД и АСОУП.

ГИД ДГП автоматизирует получение информации о движении поездов на полигоне дороги и обеспечивает:

· ведение сокращенного графика исполненного движения;

· ведение поездного положения;

· работу ДГП (по запросу) с системой АСОУП и (через нее) с АСУСС.

Получение исходной информации и взаимодействие с другими автоматизированными системами обеспечивают подсистемы:

· получения информации о событиях с поездами из АСОУП;

· отображения в реальном времени на экранах ПЭВМ пользователей сокращенного графика исполненного движения и поездного положения;

получения справок из АСОУП и (через нее) с АСУ СС.

Система ГИД создавалась для унификации информации о движении поездов на всей сети железных дорог и всех уровнях диспетчерского руководства -- автоматизированных рабочих местах ДСП, ДНЦ, ДГП и ЦДГП. Системой ГИД могут также пользоваться руководители станций, отделений, дорог, АО НК "КТЖ" и работники различных служб.

Главной частью системы ГИД "Урал-ВНИИЖТ" является график исполненного движения, который на экране монитора имеет структуру общепринятого графика движения. Кроме непосредственно графика движения информацию представляют:

· меню;

· верхняя строка графика;

· левое поле графика;

· основная часть (фрагмент графика);

· правое поле графика.

В систему ГИД диспетчер вводит информацию двумя способами: мультипликацией и выбором из списка. Мультипликация позволяет щелчком "мыши" на поле выбора автоматически получать нужную информацию. Выбор из списка предусматривает перевод засветки на нужную строку с помощью кнопки Enter и щелчком "мыши" получение информации.

Система ГИД при просмотре графика позволяет:

· оперативное изменение конфигурации сетки графика в соответствии с необходимостью показа различных направлений, примыканий и раздельных пунктов;

· отображение различным цветом и типом линий ниток поездов различных категорий;

· изображение сбоев в движении, ниток поездов с работой на перегоне, в том числе с возвращением обратно;

· оперативную отмену и восстановление изображения на графике различных его элементов (показ грузовых поездов, их номеров, времени прибытия и отправления и т. д.);

· отображение занятия главных и приемо-отправочных путей раздельных пунктов, привязки времени прибытия поезда на станцию ко времени его отправления;

· изображение графика с указанием на участках (с помощью ломаных линий) задержек и нагонов поездов относительно нормативного графика;

· изменение масштабов изображения по времени и числу раздельных пунктов, одновременно вмещаемых на экране;

· сдвиг графика на экране влево, вправо, вверх, вниз, страницами. _в начало и конец графика;

· оперативное изменение на сетке графика относительных высот полос, изображающих на экране различные участки, обеспечивающие наиболее удобное изображение и восприятие графика;

· выдачу на экран ПЭВМ справки о поезде с указанием номера и индекса поезда, его веса и условной длины, направления следования, вида, места и времени совершения операции с поездом;

· показать километровые отметки раздельных пунктов, время хода поездов и т. д.

В левой части графика дается различная информация, относящаяся к раздельным пунктам и перегонам: наименование раздельных пунктов, коды Единой сетевой разметки, нормативное и плановое время хода поездов, ограничения скорости движения, коды должностей, фамилии дежурных по станции, станционные примечания.

В программе ГИД принят авторский вариант цветового изображения "ниток" графика в зависимости от категории поездов. Но диспетчер имеет возможность по своему усмотрению менять "раскраску" "ниток" и фона графика в зависимости от категории поездов, условий пропуска, маршрута следования и т. д.

Линии раздельных пунктов на сетке графика могут превращаться в полосу, содержащую линии путей на этой станции и их использование.

Предусмотрен показ нормативного графика движения как совместно с исполненным графиком, так и отдельно.

В системе ГИД предусмотрена функция поиска: поездов, в том числе опаздывающих и "брошенных"; локомотивов; дефектов в расписании движения поездов. Поиск поезда ведется по его номеру или индексу, опаздывающих поездов -- по указанным станциям, "брошенных" -- по отделениям и дороге. Поиск локомотива ведется по его серии и номеру.

В базе расписаний система ГИД выявляет следующие дефекты:

· время операций прибытия/формирования на раздельном пункте позже времени операций отправления/расформирования;

· отсутствие прибытия поезда на станцию, не являющуюся первой в расписании движения;

· отсутствие отправления поезда со станции, не являющейся последней в расписании движения;

· прибытие поезда на станцию раньше отправления с предыдущей.

Дефекты расписаний могут особым (яркофиолетовым) цветом отображаться непосредственно на графике.

Содержатся списки всех станций, стыковых пунктов, перегонов, поездо-участков, диспетчерских кругов, маршруты следования между заданными станциями и со сменой номера поезда. Списки станций содержат информацию о технических характеристиках, продолжительности технических стоянок поездов в нормативном графике, признаки принадлежности к стыковым пунктам, отделению, дороге, диспетчерскому кругу.

В списке перегонов предоставляется информация о технических характеристиках: порядковый номер перегона; коды единой сетевой разметки станций, ограничивающих перегон; время хода по каждому направлению с учетом предупреждений, длина перегона; число главных путей; код диспетчерского круга; число поездо-участков, которые входят в перегон.

Маршруты между заданными станциями определяются по наименьшему времени хода грузового поезда.

Список станций маршрута содержит расстояния между соседними раздельными пунктами маршрута, суммарное расстояние и время хода с учетом установленных нормативов.

На ГИД в реальном времени показываются: занятие блок-участков перегонов, главных и приемо-отправочных путей станций, разрешающие показания входных и выходных светофоров.

Линией установленного (по усмотрению заказчика) цвета система ГИД наносит на график предупреждения. Для этого система ГИД ведет электронную книгу формы ДУ-60, в которую информацию о предупреждениях вносят с АРМ ДСП или АРМ ДНЦ. На перегоне наклон засечек, ограничивающих линию предупреждения, указывает направление движения, в котором оно действует. Линия предупреждения с помощью "мыши" дает все необходимые сведения о нем. Направив "мышь" на левую вертикальную линию сети графика и нажав курсор, можно получить список всех действующих на перегоне предупреждений. Аналогичная манипуляция с правой линией сетки графика предоставляет сведения об отмененных предупреждениях.

Информацию о поезде можно получить, направив "мышь" на "нитку" этого поезда на графике и нажав курсор один раз. Справка о поезде содержит: его номер с дополнительными признаками; время, путь и парк выполнения последней операции; время выполнения операции по нормативному графику; источники сообщений об операции; раздельный пункт направления следования; информация о вагонах состава; количество осей, нагрузку на ось; назначения местного груза; сведения о локомотиве и локомотивной бригаде.

В системе ГИД реализована печать выставленного на экран фрагмента графика на любые графические устройства, поддерживаемые операционной системой MS Windows.

Информацию об исполненном расписании движения поезда и автоматизированном ведении графика система ГИД получает:

из АСОУП (сообщения 1042,333);

устройств СЦБ;

ручным вводом ДНЦ или ДСП.

ДНЦ или ДСП могут: ввести в ГИД новую "нитку" поезда; откорректировав, существующую "нитку"; рассчитать плановую "нитку"; сменить номер поезда; "склеить" (соединить) две "нитки"; разорвать "нитку" на две (выделить часть "нитки" в отдельное расписание).

Нанесение новых пометок на график и редактирование старых производится при переходе в режим "пометки". Для этого в меню выбирается необходимый тип пометки.

Система ГИД обеспечивает автоматическую прокладку плановой "нитки" по всему маршруту следования по нормативам времени хода и технических стоянок. Поездной диспетчер может вручную откорректировать весь план пропуска поезда или отдельные операции. Тогда программа пересчитает план, начиная с этой операции.

Контроль за дислокацией локомотивов (КДЛ) реализуется на основе сообщений АСОУП 4110 (об изменении состояния локомотивов) и 1042 (сведения о локомотивах и бригадах). Выдается информация: о Дислокации и состоянии локомотивов, наличии "чужих" локомотивов на дороге, наличии своих локомотивов за пределами дороги. Меню настройки позволяет получать информацию о локомотивах по различим признакам.

Поездное положение дороги представляет собой поездную модель и предоставляет информацию о дислокации, составе поездов и работе с ними.

Система анализа в ГИД предназначена для решения двух основных задач:

· учета выполнения количественных и качественных показателей эксплуатационной работы, составления отчетности;

· контроля текущего состояния перевозочного процесса и принятия оперативных мер по его регулированию.

Анализ производится для диспетчерского участка, отделения, дороги, региона, а также любой произвольной зоны, границы которой определены пользователем. Анализируются вес и скорость поездов, выполнение графика движения, развоз местных вагонов, простой поездов на станциях.

База предупреждений системы ГИД "Урал-ВНИИЖТ" обеспечивает контроль за действующими предупреждениями, порядком их ввода, изменения и отмены, а также выдачу формы ДУ-61 на поезда [16].

6. Технико-экономическая эффективность внедрения АРМ ДНЦ

6.1 Производственный эффект

Основными источниками получаемого эффекта от внедрения АРМ ДНЦ являются: улучшение использования подвижного состава, оборудования и постоянных устройств, сокращение трудовых ресурсов.

Для заданного района управления выполняем расчет, используя следующие данные:

количество грузовых станций - 21;

количество внешних стыков - 3;

суточная погрузка (при этом 33 % сдвоенных операций) - 2233 вагонов;

количество поездов, сдаваемых по внешним стыковым пунктам -207;

участковая скорость - 58,6 км/ч;

статистическая нагрузка на вагон - 50 т;

время оборота вагона - 2,0 суток;

состав поезда, - 63 вагона;

количество десятичных знаков информации, передаваемой из УВК абонентом в сутки - 3,8 10;

локомотивный парк района - 25 локомотивов;

количество локомотивов, пересылаемых в ремонты на заводы и обратно - 4;

их среднесуточный пробег (S_пр) - 200 км/сут;

среднесуточный пробег эксплуатируемых локомотивов (S_пэ), - 400 км/сут;

количество участков работы локомотивных бригад- 9;

средняя протяженность участка работы - 200 км;

количество внеплановых ремонтов за год - 30;

средние размеры движения поездов по участкам района - 50 пар поездов в сутки.

Сокращение трудовых ресурсов достигается в первую очередь за счет сокращения аппарата отдела движения отделений дороги в связи с перераспределением функций управления между уровнями. Автоматизация оперативного контроля за дислокацией и продвижением поездов по диспетчерским участкам района управления, удлинение диспетчерских участков, автоматизация сбора и обработки информации и анализа графика исполненного движения позволяют при 4-сменной работе оперативного персонала сократить трудовые затраты за год:

тыс.чел.-часов,

где - число сокращаемых диспетчеров;

54 - число сокращаемых дежурных на станции.

Автоматизация оперативного планирования позволяет сократить одного Зам ДГ по оперативному планированию и на уровне отделений 2х Зам НОДН и 2х старших поездных диспетчеров:

тыс.чел.-час.

Суммарное сокращение трудовых затрат при внедрении АРМ ДНЦ по району yпрaвления:

тыс.чел.-час.

Сокращение численности контингента на район управления определяем по формуле:

, человек.

человека.