Размещено на http://www.allbest.ru/

84

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структура и состояние выполнения оборота вагона

на отделении железной дороги

Задание

железнодорожный вагон эксплуатационный

Тема: Структура и состояние выполнения оборота вагона на отделении железной дороги

2 Срок сдачи студентом законченного проекта

3 Исходные данные к проекту (спец. указания по проекту)

а) Материалы, собранные в результате прохождения преддипломной практики

б) Техническая литература

в) Журнал «Магистраль», 2000-2007 г.

4 Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

1 Постановка задачи и обзор (анализ) выбранного научного исследования

2 Технико-эксплуатационная характеристика участков отделения

3 Организация вагонопотоков и план формирования поездов

4 Расчет пропускной способности участков

5 Исследование задачи: структура и состояние выполнения оборота вагона на отделении дороги

6 Охрана труда и экологическая безопасность

7 Расчет эксплуатационных расходов

8 Зависимость эксплуатационных расходов железных дорог от размеров движения

Заключение

5 Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1. Описание участка отделения

2. Диаграмма груженых вагонопотоков

3. Диаграмма порожних вагонопотоков

4. Расчет оптипального варианта плана формирования поездов

5. Изменение показателей работы станции

6. Простой транзитного вагона на станции

7. Экономическая эффективность

8. Безопасность и экологичность проекта и охрана труда.

Введение

В настоящее время железные дороги Казахстана по-прежнему остаются основным видом транспорта для перевозки массовых грузов, реализаций экономических взаимосвязей между районами. В сопоставлений с другими видами транспорта железнодорожный является наиболее конкурентоспособным и доступным. В современных условиях возросли требования к качеству транспортной работы, к уровню разработки технологических процессов, графику движения поездов, организационному, информационному, математическому обеспечению перевозочного процесса. Сегодня на железных дорогах проводятся меры по повышению скорости движения грузовых и пассажирских поездов, совершенствованию конструкций пути, подвижного состав, разработке и использованию новых систем автоматизированного управления технологическими процессами, региональных автоматизированных диспетчерских центров управления. Эти меры обеспечивают труд железнодорожников, делают его более производительным и престижным, повышают надежность и безопасность транспортных процессов.

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 Техническое оснащение железных дорог зависит от научно - технических достижений и объема выполняемой работы. Внедрение новой техники позволяет увеличить пропускную способность железнодорожного транспорта, что необходимо для обеспечения заданных объемов работы. Наряду с этим, замена старого, морально устаревшего оборудования обеспечивает высокое качество и эффективность работы транспорта, сопровождаемое увеличением производительности труда и снижением себестоимости перевозки грузов и пассажиров.

Оборот вагона является основным качественным показателем работы железных дорог. От его продолжительности зависят размеры рабочего парка вагонов и, следовательно, емкость станционных парков, число локомотивов и других технических средств, требующих значительных капиталовложений. Чем меньше время оборота грузового вагона и чем выше степень использования его грузоподъемности и вместимости, тем меньше требуется вагонов для перевозки грузов.

1. Постановка задачи и обзор (анализ) выбранного научного исследования

1.1 Технико-эксплуатационная характеристика участков отделения

В дипломной работе рассматривается технология поездной и грузовой работы отделения дороги Д. Границы отделения ограничиваются направлениями, состоящие из трех основных двухпутных (с двухпутными вставками) участков: О (исключительно) - Ш - 156 км., Ш -Т (исключительно) - 342 км., Ш - М (исключительно) - 447 км. К станции Д примыкает однопутный участок Д - Ж-145 км., к которому также примыкают железнодорожные ветки А-Ф - 13км., К - П - 8км., А - Б- 13 км. К станции Л примыкает однопутный участок К-ой железной дороги. Основные станции отделения: Ш - сортировочная, С, Л, Б, Ч - участковые, а станции Д и Ж являются грузовыми.

Участковые станции с оборотным депо - С, Д. На станциях О, Т производится смена локомотивных бригад, станция Ш - сортировочная с основным депо. Все основные линии двухпутные, оборудованные автоблокировкой. Стрелки на всех станциях отделения оборудованы электрической централизацией. Род тяги для грузовых и пассажирских поездов на отделения - ВЛ 80т, за исключением примыкающих железнодорожных веток.

В таблице 1.1 приведены среднесуточные объемы вагонопотоков в месяц максимальных перевозок на железнодорожных направлениях. Опорными станциями при разработке технологии поездной и грузовой работы отделения приняты Д, Ш, С.

Таблица 1.1 Суточные вагонопотоки на отделении дороги

Из\на	Д	ДШ	Ш	ШС	С	ШО	О	Итого	Т	М	А	Итого	Всего
Д	-	2	85	10	0	3	47	147	28	30	33	91	238
ДШ	7	-	6	0	3	5	10	31	40	5	11	56	87
Ш	60	0	-	17	50	0	17	144	129	58	87	274	418
ШС	20	6	5	-	8	3	10	52	29	13	15	57	109
С	30	0	63	12	-	0	45	150	57	30	113	200	350
ШО	12	5	4	10	8	-	7	46	18	25	45	88	134
О	13	0	71	7	85	0	-	176	38	90	120	248	424
Итого	142	13	234	56	154	11	136	746	339	251	424	1014	1760
Т	113	40	36	17	140	13	50	409	-	1340	350	1690	2099
М	12	25	40	13	40	85	90	305	1790	-	275	2065	2370
А	25	53	83	31	45	10	115	362	185	215	-	400	762
Итого	150	118	159	61	225	108	255	1076	1995	1555	625	4155	5231
Всего	292	131	393	117	379	119	391	1822	2314	1806	1049	5169	6991

Станции Т, О, М являются техническими станциями соседних отделений дорог. Поездопотоки на данных направлениях в основном обслуживаются вывозными поездами. Поэтому при расчете плана формирования поездов их вагонопотоки включены в вагонопотоки опорных станций.

На основе груженых вагонопотоков составлены диаграммы груженых (рис. 1.1) и порожних вагонопотоков (рис.1.2.).

Размеры местной работы участка определяются планом перевозок и регулировочным заданием по подаче на данное подразделение порожних вагонов под выгрузку и отравлению порожних вагонов после выгрузки.

Для установления размеров местной работы необходимо определить груженые и порожние вагонопотоки по всем перегонам участка, а также избыток и недостаток порожних вагонов каждого рода, образующихся на станциях. Для определения избытка и недостатка порожних вагонов по станциям составляют баланс порожних вагонов.

На основании баланса порожних вагонов и направления следования определяют потоки порожних вагонов и устанавливают с учетом взаимозаменяемости разного рода вагонов общий избыток или недостаток отдельного рода вагонов по участкам или отделения в целом. Направление следования порожних вагонов должно устанавливаться исходя из достижения наименьшего пробега вагонов, недопущения встречного пробега однотипных вагонов и в соответствии с регулировочным заданием по сдаче порожняка. Погрузка, выгрузка и баланс порожних вагонов на промежуточных станциях определяют работу этих станций по прицепке и отцепке вагонов и общие размеры вагонопотоков по перегонам по каждому направлению движения.

1.2 Организация вагонопотоков и план формирования поездов

1.2.1 Задачи и критерии организации вагонопотоков

Порядок направления и организация вагонопотоков является важнейшей технологической задачей эксплуатационной работы железнодорожного транспорта.

Организация вагонопотоков в поезда должна обеспечивать устойчивое положение железных дорог на рынке транспортных услуг, минимальные расходы на перевозки, соблюдение нормативных сроков доставки грузов, а также запросы грузоотправителей и грузополучателей. С этой целью план формирования грузовых поездов должен быть ориентирован:

на снижение расходов железных дорог, связанных с подводом порожних вагонов в пункты погрузки, переработкой и простоями вагонов на станциях, выполнения технических и грузовых операций, продвижением поездов по участкам, содержанием технической инфраструктуры и штата;

на повышение доходов, в том числе за счет ликвидации штрафных выплат за несвоевременную доставку грузов, за неподачу порожних вагонов и несохранные перевозки.



Рисунок 1.1 Диаграмма груженых вагонопотоков

Рисунок 1.2 Диаграмма порожних вагонопотоков

1.2.2 Организация отправительских маршрутов

Эффективность организации отправительских маршрутов определяется сопоставлением дополнительных затрат на станциях погрузки и выгрузки с получаемой экономией от проследования попутных технических станций без переработки.

В отправительские маршруты будем выделять назначения вагонопотоков мощностью более 80 вагонов в сутки, из них 70% включать в отправительские маршруты. Результаты расчетов по отправительской маршрутизации представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Характеристика отправительских маршрутов

Назначение вагонопотоков	Общий вагонопоток	Технические станции	Выделено в маршуты	Расстояние, км	Общий пробег маршрута, ваг-км
		Наименование	Экономия	Затраты на маршрут
ИзТна М	1340	Д,Ш,С	15	9,5	900	789	710100
ИзТна А	350	Д,Ш,О	15,5	9,5	250	498	124500
ИзМна Т	1790	С,Ш,Д	15	9,5	1250	789	986250
ИзМнаА	275	С,Ш,О	16	9,5	200	613	122400
Из АнаТ	185	О,Ш,Д	15,5	9,5	100	498	49800
ИзАнаМ	215	О,Ш,С	10	9,5	150	613	91950
Итого					2850		2085000

Для вагонопотоков, не включенных в отправительские маршруты, составляется косая таблица - «шахматка» (таблица 1.3).

1.2.3 Определение оптимального плана формирования одногруппных поездов

Оптимальный план формирования рассчитаем по методу совмещенных аналитических сопоставлений. Прежде всего, составим таблицу вагонопотоков по опорным станциям сначала в нечетном направлении (таблица 1.4). При составлении таблицы следует учитывать погрузку и выгрузку вагонов на участках. Вагоны, следующие под выгрузку на участок, включаются в вагонопоток на техническую станцию, которая формирует сборный поезд на впередилежащий участок в данном направлении.

Таблица 1.3 Корреспонденция груженых вагонопотоков (без учета отправительских)

на из	Д	ДШ	Ш	ШО	О	ШС	С	Итого	Т	М	А	итого	Всего
Д	Х	2	85	10	0	3	47	147	28	30	33	91	238
ДШ	7	Х	6	0	3	5	10	31	40	5	11	56	87
Ш	60	0	Х	17	50	0	17	144	129	58	87	274	418
ШО	20	6	5	Х	8	3	10	52	29	13	15	57	109
О	30	0	63	12	Х	0	45	150	57	30	113	200	350
ШС	12	5	4	10	8	Х	7	46	18	25	45	88	134
С	13	0	71	7	85	0	Х	176	38	90	120	248	424
Итого	142	13	234	56	154	11	136	746	339	251	424	1014	1760
Т	113	40	36	17	140	13	50	409	Х	440	100	540	949
М	12	25	40	13	40	85	90	305	540	Х	75	615	920
А	25	53	83	31	45	10	115	362	85	65	Х	150	512
Итого	150	118	159	61	225	108	255	1076	625	505	175	1305	2381
всего	292	131	393	117	379	119	391	1822	964	756	599	2319	4141

Таблица 1.4 Вагонопотоки по опорным станциям в нечетном направлении

Из/на	Д+ДШ	Ш+ШС+ШО	С	О	М	А
Т	173	66	50	140	440	100
Д	-	98	47	0	30	33
Ш+ШО+ДШ+О+А	-	-	197	-	171	-
Ш+ШД+ШС+С+М	-	-	-	186	-	337
ШС+С	-	-	-	--	115	-
ШО+О	-	-	-	-	-	128

Параметры плана формирования заданы в виде таблицы 1.5.

Таблица 1.5 Параметры плана формирования

станции	Т	Д	Ш	С	О
С	11,0	10,0	12,0	10,0	11,0
Тэк	-	5,0	4,5	5,5	6,0

По данным таблицы 1.4 составляется ступенчатый график вагонопотоков с учетом схемы расположения технических станций на направлении и его разветвлении по ст.Ш. По каждому участку направлению определяется общий вагонопоток и обводится рамкой. Ступенчатый график и график сквозных назначений и последовательность расчетов показаны на рис.1.3.

Сущность расчета по методу совмещенных аналитических сопоставлений заключается в последовательном отборе наиболее выгодных назначений поездов.

Для расчета плана формирования по данному методу необходимо определить три условия оптимальности:

общее достаточное условие (ОДУ)

nT_эк^mincm, (1.1)

где n - вагонопоток рассматриваемого назначения;

Т_эк^min - минимальная экономия на направлении;

cm - вагоно-часы накопления на станции формирования;

необходимое условие (НУ)

nT_экcm, (1.2)

где T_эк - суммарная экономия от проследования всех технических станций без переработки;

достаточное условие (ДУ)

nT_эк^устcm, (1.3)

где T_эк^уст - суммарная экономия от проследования станций уступа.



Рисунок 1.3 Расчет оптимального плана формирования поездов

Первоначально проверяем по ОДУ вагонопоток между конечными станциями, т.е. ТС и ТА:

для ДЕ - 440*4,5600

для ДЖ - 240*4,5600.

Следовательно, одноструйные назначения ТС и ТА включаются в оптимальный вариант плана формирования и из дальнейших расчетов исключается.

Далее составляется график назначений сквозных поездов, проходящих без переработки не менее одной технической станции. Для каждого назначения не графике указывается: слева вагонопоток n, который можно включить в состав поезда данного назначения, на линии каждого назначения для каждой попутной станции - вагоно-часы экономии от проследования без переработки Т_экn, справа - вагоно-часы экономии на всех попутных станциях за вычетом затрат на накоплении на станции формирования поезда nT_эк - cm.

Составленные графики назначений проверяются по НУ. Из назначений, удовлетворяющих НУ, выбирается назначение с наибольшей экономией, которое называется исходным. Из исходного назначения выбирается дальнее, которое проверяется по ДУ. Если ДУ выполняется, дальняя струя включается оптимальный вариант. Затем делается первая корректировка оставшихся назначений. Расчет выполняется до тех пор, пока все струи не будут удовлетворять НУ.

Для расчета плана формирования в четном направлении также составляем таблицу вагонопотоков по опорным станциям (таблица 1.6).

Таблица 1.6 Вагонопотоки по опорным станциям в четном направлении

Из/на	М	С+СШ	Ш+ШД	Д	Т	ШО+О	А
М	-	175	65	12	540	53	75
С	-	-	71	13	38	78	120
Ш+ШС+ШО	-	-	-	92	174	-	-
ШД+Д	-	-	-	-	68	-	-
А	65	125	136	25	85	76	-
О	30	45	63	30	57	-	-

Рисунок 1.4 Расчет оптимального варианта плана формирования поездов в четном направлении

1.2.4 Основные показатели оптимального плана формирования поездов

К основным показателям оптимального плана формирования относятся:

1.Процент охвата погрузки отправительскими маршрутами

, (1.4)

где U_м - погрузка отправительскими маршрутами, вагоны,

U_п - общая погрузка, вагоны.

2. Средняя дальность пробега отправительских маршрутов

, (1.5)

где nS_м - пробег маршрутов, ваг-км;

n_м - общее число вагонов, включенных в отправительские маршруты, вагоны.

3. Количество вагонов, перерабатываемых на технических станциях n_пер и проходящих транзитом n_тр в обоих направлениях (таблица 1.7).

Таблица 1.7 Транзитные вагонопотоки

Вагонопотоки	Д	Ш	С	Щ	Итого
С переработкой	150	297	233	226	906
Без переработки	1508	1508	1544	1050	5610

4. Средний пробег одного транзитного вагона без переработки

, (1.6.)

.

5. Число формируемых назначений техническими станциями в обоих направлениях, включая участковые назначения К=18.

На основе данных отправительских маршрутов, плана формирования и местных вагонопотоков определяются размеры движения грузовых поездов по участкам (таблица 1.8).

Таблица 1.8 Размеры движения поездов по участкам отделения

назначение	Д-Ш	Ш-С	Ш-О
	неч	чет	неч	чет	неч	чет
1	2	3	4	5	6	7
Отправительские
Т-М	900/18	1250/25	900/18	1250/25	-	-
Т-А	250/5	100/2	-	-	250/5	100/2
А-М	-	-	200/4	150/3	200/4	150/3
Технические
Т-М	656/11	597/10	130/7	597/10	226/4
Ш-О					569/10
О-Ш		255/5				255/5
М-А				517/9
участковые	146/3	63/1	175/3	70/1	68/2	81/2
сборные	1	1	1	1	1	1
грузовые	38	44	33	48	26	12
резервные	6	-	15	-		14
пассажир.

1.3 Расчет пропускной способности участков

Железнодорожное направление Ж-Ш является однопутным и поэтому расчет станционного интервала скрещения производится для однопутного участка, как и интервал неодновременного прибытия.

Согласно исходных данных работы, участок оборудован электрической централизацией и автоблокировкой. Одновременный прием поездов противоположных направлений запрещен.

Средняя скорость входа поезда на станцию, V_вх.= 50 км/ч.

Длина пути, которую поезд пройдет за время восприятия машиниста смены показания сигнала, l_в = 100 м.

Длина тормозного пути, l_т = 1100 м.

Расстояние от входного сигнала до оси раздельного пункта, l_вх. = 620 м.

Длина приемо-отправочных путей равна 1050 м.

Длина поезда равна 1040 м.

Расчет станционного интервала скрещения по схемам, представленными на рис.5.1 и 5.2..

Схема интервала скрещения Схема расположения поездов

Рисунок 1.5

Рисунок 1.6

Принимаем станционный интервал скрещения равным 1-ой минуте.

Производим расчет станционного интервала неодновременного прибытия, причем одновременный прием поездов противоположных направлений согласно ПТЭ запрещен.



Рисунок 1.7 Интервал неодновременного прибытия

Время прохода поездом расстояния L_пр. Определяется по формуле:

T_пр= 0,06, (1.7)

где L_пр - расстояние от центра поезда №2001, прибывающего на станцию «и», до ее оси, м ;

Рисунок 1.8 Схема станции

V_вх.- средняя скорость входа поезда на станцию, км/ч ;

Расстояние от центра поезда №2001, прибывающего на станцию «и», до ее оси определяется по формуле:

L_пр. = _вх. + _т + _в + _п./2, (1.8)

где _вх. - расстояние от входного сигнала до оси раздельного пункта, м;

_т - длина тормозного пути, м;

_п - длина поезда, м;

_в - длина пути, которую поезд пройдет за время восприятия машинистом смены показания сигнала, м;

L_пр = 620+ 1100+100+ = 2340 м.

t_пр= 0,06 = 2,85 мин.

Принимаем интервал неодновременного прибытия равным 4 минуты.

Согласно заданию к проекту принимаем без расчетов:

интервал попутного следования, сквозной равен 4-м минутам;

интервал попутного следования, остановочный равен 1-ой минуте;

межпоездной интервал в пакете равен 10-ти минутам;

время на разгон и замедление принимаем равным 1-ой минуте.

Далее рассчитывается пропускная способность участков. Участок «Ж-Ш» оборудован автоблокировкой, двухпутный, способ управления стрелками - ЭЦ, период графика равен межпоездному интервалу и равен 10-ти минутам, т.к. участок оборудован автоблокировкой и поэтому применяется пакетная прокладка поездов.

Расчет ведется в целом по участку для чего составляется принципиальная схема прокладки поездов.

Рисунок 1.9 Схема пакетной прокладки поездов

Рассчитывается наличную пропускная способность при параллельном типе графика по формуле:

N_нал = , (1.9)

где Т_тех = 120 мин.; _н = 0,93; Т =J=10 мин.; к = 1 в каждом направлении.

N_нал = = 123п.

Расчет пропускной способности при непараллельном типе графика для участка:

N_неп. = N_налЕ_пасN_пасЕ_пригN_приг(Е_сб1)N_сб, (1.10)

где Е_приг - коэффициент съема пригородных поездов;

N_приг - число пригородных поездов;

Е_пас = Е_приг = 2; Е_сб = 3; N_пас = 24 п.п.; N_приг = 2 п.п.; N_сб = 1п.п.;

N_неп. = 1232825(31)1 = 95 п. в каждом направлении.

Расчет потребной пропускную способность для участка «Ж-Ш»:

N_пот = N_р.д.(1+_гос), (1.11)

где _гос - государственный резерв, _гос = 0,2;

N_потр = 43(1+0,2) = 52 п. в каждом направлении.

Определяется резерв пропускной способности для участка:

N_рез = N^гр_неп. N_потр = 9552 = 43 п. в каждом направлении.

Производим расчет пропускной способности при непараллельном типе графика для участка «Ш-Д»:

N_неп = NналЕ_пасN_пас(Е_сб1)N_сб; (1.12)

где Е_пас = 2; N_пас = 8п.п.; Е_сб = 3; N_сб = 1 п.п.

N_неп. = 12328(31)1 = 105 п. в каждом направлении.

Потребная пропускная способность для участка составляет:

N_потр = N_р.д.(1+_гос)=43(1+0,2)=52 п. в каждом направлении.

Резерв пропускной способности для участка составит:

N_рез = N^гр_непN_потр=10552=53 п. в каждом направлении.

Таблица 1.9 Сводная таблица произведенных расчетов

Перегон и направл.	Т	Nнал	Епас	Nпас	Nприг	Еприг	Nсб	Есб	Nнеп	Nр.д.	Nпотр	Nрез
Д-Ш	10	123	8	13	1	2	1	3	95	43	52	43
Ш-Д	10	123	8	21	1	--	1	3	105	43	52	53
Ш-С	10	123	8	13	1	--	1	3	105	43	52	53
С-Ш	10	123	8	21	1	2	1	3	95	43	52	43

Вывод: из расчетов и таблицы видно, что на участках «Ж-Ш», «Ш-С» наличная пропускная способность значительно выше потребной.

1.4 График движения поездов и расчет его показателей

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.

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 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, времени на разгон и замедление;

станционные интервалы, интервалы между поездами в пакете при автоблокировке;

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 станций;

продолжительность технологического «окна» для выполнения работ по текущему содержания и ремонту пути, контактной сети и устройств СЦБ.

Ведомость расчета показателей ГДП составляется только для однопутного участка.

Таблица 1.10 Ведомость расчета показателей графика движения поездов на участке «Ш - А »

Рассчитываем согласно ведомости качественные показатели: участковые и технические скорости движения поездов по формуле:

, (1.13)

, (1.14)

где УNL -сумма поездо-километров пробега всех поездов, предусмотренных графиком;

УNt_пути - сумма поездо-часов времени нахождения поездов на участке;

УNt_{движ -} сумма поездо-часов времени нахождения поездов в движении.

Расчет показателей с учетом сборных поездов:

V_уч =км/ч ;

V_тех =км/ч .

Определяем коэффициент скорости - , по формуле:

= (1.15)

Производим расчет показателей без учета сборного поезда:

V_уч =км/ч;

V_тех=км/ч;

=.

Для участка «А-Ш» производим расчет упрощенным способом.

Расчет показателей с учетом сборных поездов:

Nt_пути = t^неч_пути N_неч + t^неч.сб_пути1+t^чет_путиN_чет+t^чет.сб_пути1, (1.16)

где N_неч - количество нечетных поездов;

N_чет - количество четных поездов;

t^неч_пути - время нахождения в пути нечетного грузового поезда;

t^неч.сб_пути - время нахождения в пути нечетного сборного поезда;

t^чет_пути - время нахождения в пути четного грузового поезда;

t^чет.сб_пути - время нахождения в пути четного сборного поезда.

Nt_пути=2,59 42 + 5,12 1+2,57 42+5,62 1=227,46 п.час.;

Nt_движ = Nt_пути t^сб_стоян ; (1.17)

Nt_движ = 227,465,17=222,29 п.час;

V_уч=51,5 км/ч ; V_тех= км/ч ;

=

Расчет без учета сборного поезда:

Nt_пути= 2,59 42 +2,57 42= 216,72 п.час.;

Nt_пути = Nt_движ = 216,72 п.час.;

V_уч = V_тех =км/ч.; = 1

Производим расчет для участка «Ш-С», упрощенным способом с учетом сборного поезда:

Nt_пути=2,5932+4,751+2,3232+3,751=159,22 п.час ;

Nt_движ=159,22 3,64 = 155,58 п.час ;

V_уч = км/ч.; V_тех = км/ч.; =

Производим расчет для участка «Д-Ш» без учета сборного поезда:

Nt=2,3932+2,3232= 150,72 п.час ;

Nt_движ = Nt_пути = 150,72 п.час ;

V_уч = V_тех = 52,7м/ч ; = 1

Рассчитываем по каждому участку средние участковые скорости для сборных поездов.

Участок «А-Ш»:

Nt^сб.п _пути = 5,12 + 5,62 = 10,74 п.час; Nt^сб.п_ст = 5,17 п.час;

Nt^сб.п_движ = 10,74 5,17 = 5,57 п.час;

V^сб.п_уч =км/ч.

Участок «Ш-Д»:

Nt^сб.п_пути = 4,75 + 3,75 = 8,5 п.час;

Nt^сб.п_ст = 1,37 + 2,27 = 3,64 п.час;

Nt^сб.п_движ = 8,5 3,64 = 4,86 п.час;

V^сб.п_уч = км/ч.

Участок «Ш-С»:

Nt^сб.п_пути = 4,84 + 4,75 = 9,59 п.час;

Nt^сб.п._ст = 2,97 + 2,7 = 5,49 п.час;

Nt^сб.п._движ = 2,05 + 2,05 = 4,1 п.час;

V^сб.п._уч = км/ч.

2. Исследование задачи: структура и состояние выполнения оборота вагона на отделении дороги

2.1 Анализ выполнения оборота вагона на отделении дороги

Оборот вагона является основным качественным показателем работы железных дорог. От его продолжительности зависят размеры рабочего парка вагонов и, следовательно, емкость станционных парков, число локомотивов и других технических средств, требующих значительных капиталовложений. Чем меньше время оборота грузового вагона и чем выше степень использования его грузоподъемности и вместимости, тем меньше требуется вагонов для перевозки грузов. Изменение основных показателей выполнения оборота вагона во взаимосвязи с количеством тонн отправляемых грузов и грузооборотом за период с 2004 по 2008 г. представлено в табл. 2.1. Приведенные данные свидетельствуют, что до 2008 г. наблюдалась тенденция к увеличению времени оборота грузового вагона. Так, в 2008 г. по сравнению с 2004 г. оно возросло в целом по отделению на 19%.

Таблица 2.1Изменение показателей за период с 2004 по 2008 г, в процентном соотношении (за 100% приняты показатели 2004 г.)

Рассмотрим изменение показателей оборота вагона, происшедшие с 2004 по 2008 г. За этот период полное время оборота вагона (фактическое выполнение) возросло на 23,5 %. Изменились и составляющие его показатели: на 9,15% снизилась участковая скорость движения, сократился на 3,2% среднесуточный пробег вагона, в то же время на 51,3% возросло время нахождения вагона на промежуточных станциях, на 8,6% -- под грузовыми операциями, на 30,9% - на технических станциях. Удельный же вес простоя вагона на станциях за оборот сохранился примерно на том же уровне - около 81%, так как одновременно возросло время нахождения вагона в движении. Показатели участковой скорости, среднесуточного пробега и времени нахождения вагона в движении свидетельствуют об ухудшении эксплуатационной обстановки, замедлении продвижения вагонопотоков, увеличении числа предупреждений и «окон» в графике движения. Увеличение времени нахождения вагона на промежуточных станциях вызвано, прежде всего, затруднениями в пропуске поездопотока, сдаче поездов по стыковым пунктам, ростом насыщенности технических станций вагонным парком. Неудовлетворительная организация корреспонденции внутридорожных вагонопотоков привела к увеличению объемов переработки вагонов па технических станциях, причем число переработок за полное время оборота вагона возросло на 18%.

Анализ выполнения оборота по сети за 2008 г. показывает, что за полное его время один вагон в среднем перерабатывается 2,5-2,8 раза на сортировочных станциях и 0,75 - 1,25 раза на участковых. При этом транзитный вагон без переработки проходит от одной станции с технической работой по другой в среднем 367 км, а транзитный вагон с переработкой - только 140 - 150 км.

В процессе оборота грузовой вагон находится в движении только 22% общего времени, а остальное время на станциях: 9% на промежуточных, 37% на технических, 32% под грузовыми операциями.

Значительный объем переработки вагонопотоков осваивается сортировочными станциями -- до 55%, на участковые приходится до 20%, грузовые и промежуточные -- 25% всего объема переработки. В то же время на сортировочных станциях механизировано и автоматизировано менее половины сортировочных горок. Кроме того, на многих станциях, и в первую очередь расположенных на магистральных направлениях, емкость сортировочных парков недостаточна для реализации оптимального плана формирования поездов и совмещения операций расформирования и формирования поездов.

Естественно, что на станциях, кроме потребного времени на собственно технологические операции, возникают дополнительные затраты времени в ожидании их выполнения, связанные с отсутствием свободных путей накопления, загрузкой сортировочных горок сверх допустимых размеров, несвоевременной подачей локомотивов, задержкой отправления поездов и другими причинами, многие из которых еще во многом происходят вследствие невысокого качества планирования и управления процессами перевозок на железных дорогах, отделениях и станциях.

Отрицательное влияние на простои вагонов на технических станциях и под грузовыми операциями, а также на участковую скорость оказывают недостатки в эксплуатационной работе и развозе местного груза. Задержки в развозе и подаче вагонов приводят к снижению выгрузки и погрузки и уменьшению сдачи порожних вагонов из-под выгрузки. В свою очередь, уменьшение погрузки и выгрузки вызывает снижение коэффициента местной работы, а срыв сдачи порожних и сокращение их приема -- снижение процента порожнего пробега и сокращение рейса вагона. Таким образом, замедление скорости движения, увеличение времени нахождения вагонов на технических станциях и станциях погрузки и выгрузки приводят к замедлению оборота вагона. Есть немало примеров, когда при выполнении заданий по всем элементам оборота из-за удлинения рейса и увеличения коэффициента местной работы, т. е. причин, не зависящих от усилий коллективов отделений и станций, общий показатель оказывается невыполненным.

Вместе с тем, в общем цикле оборота грузового вагона значительную часть его составляет время нахождения на станциях.

Это видно из нашедшей применение при определении оборота вагона трехчленной формулы: в двух из трех слагаемых время оборота относится ко времени нахождения вагона на станциях и частично (на промежуточных станциях) в третьем слагаемом.

(2.1)

где: -- полный рейс вагона, км;

v_у - участковая скорость, км/ч;

-- коэффициент местной работы;

t_ГР -- средний простой местного вагона, приходящийся на одну грузовую операцию, ч;

L_B -- вагонное плечо, т.е. среднее расстояние, через которое вагон проходит технические станции, км;

t_ТЕХ -- средний простой транзитного вагона на одной технической станции, ч.

Для выполнения детального анализа полный оборот вагона разделяется на время пробега в груженом и порожнем состояниях. Под временем груженого пробега вагона понимается затрата времени от момента подготовки грузового вагона для погрузки до окончания его выгрузки. В то же время порожний пробег представляет .период времени от окончания выгрузки до момента подготовки вагона для повторной загрузки на другой станции. Груженый пробег распределяется на 6 элементов:

§ время погрузки -- период времени от окончания подготовки вагона для погрузки до окончания погрузки;

§ время уборки -- период времени от окончания погрузки до отправления грузового поезда;

§ время движения в поезде -- период времени от отправления вагона со станции отправления до прибытия вагона на станцию назначения без стоянки на станции переформирования;

§ время нахождения на станции переформирования -- период времени от прибытия грузового вагона на сортировочную или участковую станцию до отправления вагона с этих станций;

§ время подготовки к операции выгрузки -- период времени от прибытия вагона на станцию назначения до момента подготовки для выгрузки;

§ время выгрузки -- период времени от момента подготовки для выгрузки до окончания выгрузки.

Порожний пробег грузового вагона распределяется на фазы аналогично груженому пробегу с разницей лишь в том, что в этом случае отсутствуют элементы времени на погрузку и выгрузку. Время нахождения вагонов на одной технической станции в 2008 г. сокращено по сравнению с 2004 г. на 0,51 ч и составило 4,82 ч. Простой транзитного вагона с переработкой уменьшен на 0,56 ч и без переработки -- на 0,49 ч, На 1,08 ч ускорены операции по погрузке и выгрузке. Отправление вагонов со станций увеличилось па 3%.

Но пока еще не все сделано для коренного улучшения использования вагонов на станциях. В настоящее время каждый вагон почти 70% времени своего оборота находится на грузовых и технических станциях. Здесь очевидны большие резервы для получения дополнительных погрузочных ресурсов за счет интенсификации всех элементов работы с вагонами.

Рассмотрим на примере работы сортировочной станции Ш один из существенных элементов оборота вагона -- время нахождения на станции. В настоящее время на долю сортировочных станций приходится около 50% общего объема переработки транзитных вагонов на технических станциях.

В табл. 2.2 приведены данные о средней величине простоя вагонов на сортировочной станции Ш за 2006 и 2008 гг. с разбивкой на выполняемые операции.

Эти данные свидетельствуют о значительном влиянии на простой таких факторов, как организация вывода поездов, число и мощность назначений плана формирования.

Таблица 2.2 Простой транзитного вагона на станции

В среднем па одну станцию, ч	Простой транзитного вагона
	без переработки	с переработкой
	2006 г.	2008 г.	2006 г.	2008 г.
Фактическое выполнение	1,69	1,50	8,5	7,83
Норма	1,49	1,41	7,8	7,7
Разложение простоя транзитных вагонов с переработкой по элементам:
от прибытия до расформирования	--	--	1,6	1,4
на расформирование	--	--	0,3	0,3
» накопление	--	--	3,9	3,8
» формирование	--	--	0,5	0,4
от окончания формирования до отправления			2,2	1,9

Практика показывает, что причины задержек транзитных вагонов с переработкой и замедление их продвижения вызваны, в первую очередь, связано с отсутствием четкого взаимодействия всех элементов станции и прилегающих участков, нарушением установленных технологических норм, низки качеством оперативного планирования. При этом изменение какого-либо одного параметра работы станции зачастую оказывает воздействие на другие параметры, а состояние предшествующих в технологической цепи элементов станции изменяет состояние последующих или наоборот. Одной из главных причин возникновения обратной связи, влияющей на простои вагонов, является неравномерность протекания станционных процессов и последствия сбоев в работе элементов станции, которые особенно ощутимы при их высоких загрузках и недостаточном техническом оснащении.

Так, например, при увеличенном темпе поступления поездов, в случаях необеспеченности своевременной перестановки составов в парк отправления сортировочной станции и выхода поездов на участки, пути сортировочных парков оказываются заполненными накопленными составами и создаются значительные трудности в работе горки и своевременном роспуске составов.

Возникают дополнительные простои составов в ожидании расформирования поездов, а иногда и задержки поездов из-за неприема их на станцию. В результате влияния обратных связей снижается пропускная и перерабатывающая способность элементов и всей станции, увеличиваются простои вагонов в ожидании операций, задержки локомотивов и поездов.

Анализ работы станции показывает, что фактические размеры переработки вагонов в парке приема могут превышать свои средние значения в 1,4 - 1,5 раза. Это является одной из причин превышения фактического времени нахождения вагонов в парке приема над технологическими нормами в 2--3 раза, так как интенсивность обработки и расформирования составов не соответствует интенсивности их сгущенного поступления в отдельные периоды суток. Величина дополнительного простоя при этом зависит от величины интервалов прибытия, темпа обработки составов, горочного технологического интервала и фактической загрузки последующих элементов станции.

Из общего времени нахождения транзитных вагонов с переработкой на станции свыше 24% приходится на простой в парке отправления, причем почти ²/₃ этого времени вагоны находятся в ожидании выполнения тех или иных технологических операций. Установлено, что на станциях, работающих с предельной нагрузкой, при которой обеспечивается беспрепятственный прием поездов, сокращение простоя вагонов в парке отправления на 0,1 ч соответствует снижению их простоя в целом по станции на 0,25--0,3 ч.

По существующим правилам простой вагонов в парке отправления считается от момента выставки до отправления. Простой же вагонов в готовых к выставке составах в ожидании освобождения путей в парке отправления или выполнения технического обслуживания учитывается в элементе «под накоплением». Поэтому фактическое время простоя вагонов в ожидании отправления будет несколько большим.

В парках отправления при технологической норме в среднем 28,7 мин техническое обслуживание производится за 38,2 мин, норма не выполняется. На станциях не обеспечивается четкое планирование формирования и отправления поездов, рациональное занятие путей приемоотправочных парков, заблаговременная информация работников ПТО о прибывающих и выставляемых поездах. Зачастую сказывается неукомплектованность бригад осмотрщиков.

На работе станции отрицательно сказывается неудовлетворительная организация отцепочного ремонта вагонов, простой которых до подачи в текущий ремонт часто бывает завышен в несколько раз. Эти вагоны, хотя и числятся в нерабочем парке, занимают пути станций, чем затрудняют их работу. Причинами указанных выше перепростоев, как правило, являются некруглосуточная работа на ремонтных путях, длительные простои неисправных вагонов в ожидании перегруза, отсутствие запасных деталей.

На основе изучения особенностей технологии и оснащения станции ее работу можно представить в виде неделимой многофазной системы обслуживания.

Применительно к сортировочной станции, в зависимости от характера и последовательности операций, выполняемых с вагонами и поездами, можно выделить следующие основные взаимосвязанные фазы переработки вагонопотоков:

§ в парке приема -- подготовка составов к роспуску и расформирование их на горке;

§ в сортировочном парке -- накопление составов, формирование и перестановка их в парк отправления;

§ в парке отправления -- техническое обслуживание и коммерческий осмотр составов, обеспечение их поездными локомотивами и локомотивными бригадами, отправление поездов на выходные участки.

Каждую фазу можно представить в виде одной или нескольких параллельно работающих технологических линий, каждая из которых состоит из одного или нескольких каналов функционирующей системы массового обслуживания.

Для определения близких к оптимальным параметров и показателей работы каждой такой линии надо учитывать влияние предыдущих (прямые связи) и последующих (обратные связи) линий. Отрицательное влияние обратных связей проявляется в невозможности передачи составов или вагонов на последующую фазу переработки.

При системном подходе к анализу внутристанционных процессов с учетом ограничений по путевому развитию и мощности станционных устройств выявляются сложные взаимосвязи, оказывающие существенное влияние на продолжительность простоя вагонов.

Определяя возможные внутрисуточные колебания поступления поездов на станцию, связанные с неравномерностью движения, очень важно правильно учесть действующие на нее факторы. Нередко при больших размерах движения и нескольких подходах к станции закон распределения числа поездов, прибывающих за интервал времени (0, t), приближается по характеру к закону Пуассона, и вероятность того, что за это время на станции прибудет ровно N_m поездов, будет:

(2.2)

где л -- средняя интенсивность прибытия поездов на станцию;

е -- основание натурального логарифма.

Следует иметь в виду, что в тех случаях, когда число поездов, прибывающих в переработку на станцию за единицу времени, подчиняется закону Пуассона, величины интервалов между ними будут распределены по показательному закону с плотностью вероятности

(2.3)

Если же заполнение пропускной способности и число подходов к станции относительно невелики, распределение интервалов между поездами подчиняется либо эрланговскому закону с плотностью распределения

(2.4)

либо нормальному закону

(2.5)

где

t -- интервал между прибывающими поездами,

k -- параметр распределения Эрланга (k =1, 2, 3, … );

у -- среднее квадратичное отклонение;

M(t) -- математическое ожидание случайной величины.

При пуассоновском распределении вероятностей числа прибывающих на станцию поездов за часовой период вероятность прибытия числа поездов более среднего сравнительно значительная. Например, при среднечасовой интенсивности поступления трех поездов вероятность поступления четырех поездов 0,17, пяти - 0,10, а шести - 0,05.

Технологический процесс работы с вагонами на станциях представляет сложный комплекс взаимосвязанных систем обслуживания. Однако, выделяя составные процессы из технологического комплекса и математически описывая каждый из них с учетом их взаимосвязи, можно получить достаточно простые аналитические зависимости. При этом для математического описания каждый из процессов необходимо представить в виде системы массового обслуживания. Например, для перерабатываемых вагонов на сортировочной станции должны быть рассмотрены системы обслуживания: осмотр бригадами ПТО в парках приема и отправления, расформирование - формирования поездов, накопление, окончание формирования и вывод составов в парк отправления, отправление поездов на участок. При описании станционного процесса с помощью теории массового обслуживания необходимо учитывать особенности, заключающиеся в том, что системы составляют последовательную линейную сеть, в которой поток, выходящий из одной, служит входящим для смежной системы. Например, проходя через сортировочную станцию, поток в последовательности технологических операций испытывает различные преобразования: сложение, разделение, погашение, накопление, трансформацию и т. д., в результате которых происходит изменение вероятностей структуры потоков, поступающих на вход системы обслуживания.

При решении практических задач в ряде случаев не возникает необходимость использования законов распределения. Оказывается достаточным установление некоторых числовых характеристик исследуемых случайных величин, таких как математическое ожидание, дисперсия, коэффициент вариации. Характеристики поступающего в различные системы станции поездопотока (с некоторыми допущениями) могут быть определены аналитическим методом, учитывая параметры графика движения на участках и обслуживающих устройствах.

2.2 Влияние темпа эксплуатационной работы участков на величину оборота вагона

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.

АДЦУ представляет собой оперативное диспетчерское управление перевозочным процессом на железнодорожном направлении или в узле на базе вычислительной техники и современных технических средств.

Внедрение современных средств концентрации диспетчерского управления поездной и грузовой работой практически не оказывают действенного влияния на методы диспетчерского управления, структуру диспетчерской системы, распределение функций между ее уровнями и информационное обеспечение процесса оперативного управления.

Несмотря на наличие в памяти ЭВМ больших объемов различных данных о перевозочном процессе, диспетчерский аппарат ими практически мало пользуется. Причинами этого являются недостатки организационные, технического оснащения, программных и математических средств и главным образом недостаточный учет содержания информационной деятельности оперативных работников. Содержание и форма данных, получаемых из ЭВМ, не соответствуют содержанию задач, решаемых сменными оперативными работниками. Большую часть данных эти работники получают, по прежнему, путем переговоров и расчетов «вручную», что требует больших затрат времени на регистрацию, оформление, контроль и оценку поступающей информации. Одной из причин такого положения являются недостаточная оснащенность дорог высокопроизводительными средствами вычислительной техники, связи и передачи данных.

Отсутствие достаточного количества сетей информационной связи тормозит реконструкцию и организацию информационно-управленческой системы на новом уровне, оптимизацию использования подвижного состава, развитие международных перевозок с повышенными требованиями к сохранности доставки грузов, скорости движения грузовых и пассажирских поездов.

В этих условиях возросла необходимость в дальнейших научных исследованиях, направленных на совершенствование работы диспетчерского аппарата путем автоматизации их труда и процессов управления на базе вычислительной техники и современных технических средств запроса, отображения и передачи данных, на основе анализа содержания его информационной деятельности. Необходимо точно знать, что должны делать оперативные работники при управлении перевозочным процессом, при выполнении каких операций нужно применять ЭВМ, какие данные, и в какое время нужно представлять оперативным работникам. Это особенно актуально в условиях создания АДЦУ.