Е нак(А-Дчет) = САmф(А-Дчет)евч=11,2*60*4,65=3125 д.е./сут.

Назначение А -- Д (четная) освобождает нечетную систему станции Д от переработки NA-Д(чет)=240 вагонов/сут. Значение (Епер - Етр)неч по нечетной системе станции Д до выделения назначения А--Д(четная) определяем: при nпер(неч) = 50 составов/сут (Епер - Етр)'неч = 40 д.е./вагон. После выделения назначения А--Д(четная) в нечетной системе станции Д будет перерабатываться

при этом (Епер - Етр)"неч= 36,8 д.е./вагон (получено интерполяцией данных).

Величина (Eпер - Етр)неч, приходящаяся на один вагон выделяемого назначения А--Д(четная), рассчитывается как средневзвешенное значение

Изменение эксплуатационных расходов при выделении назначения А--Д (четная) составляет

Выделение назначения А--Д (четная) обеспечивает экономию эксплуатационных расходов 15307 д.е./сут. и является более выгодным, чем выделение назначения А--И, дающего экономию 14769 д.е./сут.

2.3 Условия выделения вагонопотоков в самостоятельные назначения сквозных одногруппных поездов

Выделение вагонопотока N в отдельное назначение одногруппных сквозных поездов допускается только в том случае, если выполняется необходимое условие

NУ (Епер -Етр) ?Енак, (2.3)

Вагонопотоки, для которых не выполняется необходимое условие, не должны выделяться в отдельные назначения.

При наличии ближнего назначения (в том числе участковых поездов) выделение более дальнего вагонопотока Nдал в самостоятельное назначение одногруппных поездов допускается лишь при соблюдении достаточного условия

 (2.4)

где - сумма расчетной экономии от проследования вагона без переработки через попутные технические станции, расположенные между станциями ближнего N и дальнего Nдал вагонопотоков

(«на уступе»), включая станцию назначения ближнего вагонопотока N.

Если для одной струи вагонопотока затраты на накопление перекрываются экономией расходов по одной из проходимых технических станций с наименьшей расчетной экономией min (Enep - Етр), эту струю всегда выгодно выделять в отдельное назначение.

Такие струи вагонопотока удовлетворяют общему достаточному условию

. (2.5)

Присоединение к ним более дальних струй вагонопотока устанавливается расчетом оптимального варианта плана формирования поездов. Условия (2.4-2.5) сформулированы для частного случая, когда:

вагонопотоки N и Nдал следуют в поездах сопоставляемых назначений по одним и тем же участкам в поездах с одной и той же величиной составов и, следовательно, затраты на их продвижение по участкам одинаковы и могут не рассчитываться;

расходы Епер и Етр по всем рассматриваемым станциям не зависят от величины перерабатываемого на станции вагонопотока (так происходит при загрузке станционных устройств в пределах 50--60%).

В реальном диапазоне исходных данных имеет место нелинейный рост расходов, приходящихся на один вагон, с увеличением перерабатываемого вагонопотока. Нелинейная природа технико-экономических характеристик станций и участков выражается в том, что их аргументы зависят от принимаемого варианта плана формирования поездов.

При этом необходимое условие выделения из назначения (l-1) мощностью Nl-1 вагонопотока Nl в самостоятельное назначение сквозных одно-группных поездов реализуется подбором такого значения Nl при котором будет выполняться система неравенств

(2.6-2.8)

где -- минимальное число раз в сутки, когда должны отправляться вагоны данного поездного назначения исходя из нормативов срока доставки,

-- расчетный состав поезда соответственно назначения l и назначения l-1, вагонов;

-- параметр накопления составов назначения l, составо-ч/сут, в зависимости от мощности вагонопотока Nl;

евчl-- стоимостная оценка вагоно-часа для вагонов назначения l, д.е./вагоно-ч;

Епер-- удельные (приходящиеся на один перерабатываемый вагон) зависящие от варианта организации вагонопотоков эксплуатационные расходы, исключая связанные с простоем под накоплением, для сортировочной системы, д.е./вагон;

Е`пер -- значение Епер для попутной сортировочной системы при исходных размерах переработки Nnep;

Е"пер -- то же при размерах переработки Nnep -- Nl вагонов в сутки;

Emp -- удельные (приходящиеся на один транзитный вагон без переработки) эксплуатационные расходы для сортировочной системы, д.е./вагон.

Условия (2.6-2.7) отражают ограничения по сроку доставки грузов, а условие (2.8) -- получение экономии эксплуатационных расходов.

В случае, когда вагонопоток до и после выделения в самостоятельное назначение продвигается по разным участкам работы локомотивных бригад (в общем случае -- также и в поездах с разной величиной составов), условие (3.71) преобразуется к виду

(2.9)

где N`уч, N'mp -- вагонопотоки, следующие по участкам и в транзитных поездах через попутные технические станции до выделения вагонопотока Nl в самостоятельное поездное назначение, вагонов/сут.;

N'уч, N"mp то же, после выделения вагонопотока Nl в самостоятельное поездное назначение, вагонов/сут.;

Е`уч, Е'тр -- удельные (приходящиеся на один транзитный вагон) эксплуатационные расходы, связанные с проследованием по участкам и в транзитных поездах через попутные технические станции до выделения вагонопотока Nl в самостоятельное поездное назначение, д.е./вагон;

Е"уч, Е"тр -- то же, после выделения вагонопотока Nl в самостоятельное поездное назначение, д.е./вагон.

2.4 Расчет плана формирования одногруппных поездов для сети

Для расчета плана формирования одногруппных поездов для полигона сети разработана методика пошагового распределения вагонопотоков по сети допустимых назначений поездов, обеспечивающая для сети с большим числом расчетных станций отыскание оптимального и оптимально реализуемого варианта плана формирования поездов.

Целевая функция. Необходимо минимизировать функцию суммарных затрат:

на накопление составов в зависимости от числа формируемых назначений;

на продвижение вагонопотоков по участкам работы локомотивных бригад (УРЛБ) и техническим станциям без переработки;

3) на проследование и с переработкой (исключая элемент накопления), в том числе в угловом потоке на двусторонних станциях.

Управляемыми переменными задачи расчета плана формирования одногруппных поездов являются:

список назначений одногруппных поездов, формируемых станциями сети;

прикрепление вагонопотоков к назначениям поездов;

маршруты следования назначений поездов по сети участков работы локомотивных бригад.

Ограничения на решение задачи:

число назначений и размеры переработки по каждой сортировочной системе не должны превышать технически допустимых величин, ограничиваемых функцией Nm =f(k);

полученное в результате расчета число поездов, следующих по участку транспортной сети, не должно превышать величины, определяемой пропускной способностью участка и допустимым уровнем ее использования;

количество транзитных поездов без переработки, поступающих в сортировочные системы, не должно быть больше пропускной способности транзитных парков с учетом допустимого уровня её заполнения;

маршрут следования каждого вагонопотока по сети назначений поездов от станции (узла) зарождения до станции погашения должен быть единственным, а вагонопоток -- неразрывным (условие неразрывности струй вагонопотоков, которое обеспечивает однозначность включения вагонопотока в сквозные назначения плана формирования по каждой технической станции);

вагонопотоки, следующие на одну станцию назначения, поступившие в переработку на какую-либо станцию в пути следования, независимо от станций их зарождения должны далее следовать в поездах одних и тех же назначений по одинаковым маршрутам (условие «древовидности следования вагонопотоков»);

назначения, принадлежащие к заданному множеству обязательных, должны быть включены в рассчитываемый план;

мощность формируемых назначений не должна быть меньше нижней границы, которая равна нулю для обязательных назначений и больше нуля для остальных назначений;

вагонопотоки должны прикрепляться только к тем назначениям, которые формируются по плану;

прокладка вагонопотока по сети назначений должна исключать его попадание на одну и ту же станцию переработки более одного раза;

вагонопотоки на определенные станции назначения, путь следования которых жестко задан пользователем, должны быть в обязательном порядке прикреплены к назначениям из числа обязательных

по станциям их формирования;

назначения, принадлежащие к заданному множеству запрещенных, должны отсутствовать в рассчитываемом плане.

В рассчитанном плане формирования поездов путь следования назначения по сети УРЛБ должен быть единственным, если вагонопоток на экономически выгодном направлении не превышает допустимых размеров. В противном случае возможно наличие еще одного пути следования назначения по сети УРЛБ, но не более.

Ограничения по тяговому обслуживанию поездной работы учитываются в допустимых размерах движения грузовых поездов по участкам, а также в процессе построения сетей УРЛБ и разрешенных поездных назначений.

Расчетная сеть технических станций и участков работы локомотивных бригад.

Технические станции представлены в расчетной модели своими сортировочными системами. Для каждой сортировочной системы заданы расчетные нормативы.

Нижней границей области допустимых решений при расчете сетевого плана формирования для каждой сортировочной системы является величина обязательно перерабатываемых вагонопотоков

вагонопоток маршрут поезд движение

No6 = Nнc + Ncn + Nco, (2.10)

где Nнс -- вагонопоток «на себя»;

Ncn -- вагонопоток «собственного прибытия»;

Nco -- вагонопоток «собственного отправления».

Верхней границей является технически допустимое количество перерабатываемых вагонов, ограниченное кривой Nm = f(k). Нижняя граница количества формируемых назначений k:

для односторонних сортировочных станций

(2.11)

для систем двусторонних сортировочных станций

(2.12)

где -- число назначений формируемых поездов из местных вагонов,

-- число назначений формируемых поездов из порожних вагонов;

1 -- дополнительное назначение на двусторонних сортировочных станциях для накопления углового вагонопотока.

Если известен действующий вариант плана формирования поездов, то соотношения (2.11-2.12) можно записать в виде:

для односторонних сортировочных станций

; (2.13)

для двусторонних сортировочных станций

; (2.14)

где -- количество формируемых назначений на станции (в системе), согласно действующему плану формирования и специализации сортировочных путей;

-- количество назначений поездов, формируемых на данной станции (системе) в адрес станций (систем), включенных в перечень для расчета сетевого плана.

Верхняя граница количества формируемых назначений -- их технически допустимое число , ограниченное кривой Nm =f(k).

Нижней границей количества транзитных поездов без переработки являются обязательные (не перераспределяемые) размеры движения транзитных поездов без переработки по паркам станции (груженые и порожние маршруты), верхней границей -- значение .

Порядок задания нормативов расходов, приходящихся на один перерабатываемый вагон, для двусторонних сортировочных станций показан на рисунке 2.5. Для транзитного вагонопотока без переработки затраты Еуд.тр принимаются по сортировочной системе отправления. При этом для дуги графа расчетной сети, соединяющей две сортировочные системы, следует задать затраты, связанные с транзитным потоком без переработки, равные Еугл.тр=0.

В сеть для расчета плана формирования одногруппных поездов включают все направления и участки, кроме:

участков, которые не ведут к станциям, выделенным для расчета сетевого плана формирования поездов;

участков, закрытых для пропуска транзитных вагонопотоков согласно тарифному руководству №4;

3) соединительных участков, обходов узлов и параллельных путей следования, по которым транзитные вагонопотоки нецелесообразно пропускать из-за слабого технического оснащения (короткие приемо-отправочные пути на промежуточных станциях, низкие весовые нормы, низкая пропускная способность).

Между сетевыми станциями, выбранными для расчета, должны остаться только те варианты маршрутов следования, по которым могут следовать сквозные поезда унифицированного веса и длины.

Рисунок 2.5 - Нормативы затрат по двусторонней сортировочной станции.

На каждом УРЛБ и расчетных участках (туда и обратно) заданы:

расчетные нормативы;

2) размеры движения, снимаемые нераспределяемым (обязательным) вагонопотоком.

Сеть допустимых назначений для расчета сетевого плана формирования одногруппных грузовых поездов содержит в себе:

все возможные сквозные назначения, связывающие выделенную группу («ядро») наиболее производительных и экономичных сортировочных станций;

все сквозные назначения между выделенными для расчета станциями из действующего плана формирования и за последние пять лет;

назначения поездов для связи между соседними станциями на расчетной сети в обоих направлениях;

назначения поездов для создания их парности между сетевыми сортировочными станциями (назначения «обратно» при наличии назначений «туда»);

назначения для элементов агрегированной шахматки вагонопотоков, которые оказались более величины состава (m= 60 ваг.);

назначения с маршрутами следования, параллельными уже

существующим назначениям;

назначения, обеспечивающие следование вагонопотоков без «заездов» на станции переработки со значительным возвратным пробегом на участках;

сквозные назначения, заданные технологом как допустимые или как обязательные.

Каждое назначение поездов определяется станцией (сортировочной системой) формирования Sф, станцией (сортировочной системой) расформирования Sp и перечнем технических станций, проходимых без переработки, {Smp}. На начальном этапе расчета между двумя станциями формирования и расформирования может быть несколько назначений поездов, отличающихся маршрутами следования по сети УРЛБ.

Назначения между соседними сетевыми станциями могут быть условными. Вагонопотоки таких назначений либо равны нулю, либо маломощны и продвигаются в составах местных поездов. При этом назначение, включенное в расчетную модель для обеспечения связности графа назначений, в действительности отсутствует и не требует выделения сортировочного пути на станции формирования.

На каждом назначении l (Sф, Sp, {Smp}) заданы:

ml -- расчетный состав поезда назначения l, вагонов;

параметр накопления Cl, составо-ч/сут;

eвчl -- дифференцированная оценка вагоно-часа назначения l, д.е.;

минимальная мощность назначения, исходя из нормативов срока доставки грузов

, (2.15)

где Lназнl-- расстояние следования поездов назначения l, км;

tnep.l -- среднее время нахождения на станции перерабатываемых транзитных вагонов назначения l, исключая простой под накоплением, ч;

5) Nl.об.min -- пороговая мощность обязательных назначений, по достижении которой они перестают быть условными, требуют выделения путей для накопления и включаются в число назначений, учитываемых ограничением.

В результате расчета плана формирования поездов среднесуточная мощность вагонопотока назначения l должна отвечать условию

Nl>Nlmin. (2.16)

В случаях невыполнения ограничений (2.16) сквозное назначение подлежит отмене на стадии корректировки рассчитанного плана.

Каждое назначение сквозных и участковых одногруппных поездов, включаемое в план формирования, характеризуется минимальной допустимой мощностью и эксплуатационными расходами, определяемыми по формуле (2.1).

Расходы Енак для назначения постоянны, остальные составляющие расходов в формуле (2.1) изменяются после каждого шага расчета плана формирования (прокладки каждой очередной струи вагонопотока) в зависимости от загрузки станций и участков на маршруте следования данного назначения.

Основными этапами расчета являются получение базового
варианта плана формирования и ряд его корректировок.

Базовый вариант рассчитывается по алгоритму пошагового распределения вагонопотоков на сети допустимых назначений плана формирования поездов:

Шаг 1. Упорядочение исходных струй вагонопотоков в порядке убывания мощности.

Шаг 2. Расчет затрат для дуг сети допустимых назначений.

Шаг 3. Выбор назначений плана формирования для струи вагонопотока от станции зарождения до станции погашения с помощью программы поиска пути минимальной стоимости на сети допустимых назначений.

Шаг 4. Проверка выполнения ограничений и вычисление штрафов при их нарушении.

Шаг 5. Пересчет затрат на дугах сети допустимых назначений с использованием нелинейных зависимостей затрат от величины пропускаемого вагонопотока.

Шаг 6. Проверка наличия вагонопотоков, которые не проложены по сети назначений, с повторением (при наличии таковых) шагов 3--5.

Шаг 7. Фиксация в базовом варианте назначений поездов, по которым проложены вагонопотоки.

Учет ограничений в процессе накладки вагонопотоков на
сеть выполняется способом введения штрафных функций в затраты на
дугах (станциях и участках), на которых исчерпан резерв мощности. Такие
функции должны способствовать отклонению вагонопотоков от перегружен

ных элементов транспортной сети, но при итоговом подсчете затрат на рассчитанный план формирования их значения не должны учитываться.

Перед пропуском очередного вагонопотока необходимо проверять выполнение ограничений для каждого элемента сетевого графа назначений.

Затем производится расчет затрат, и для тех элементов, у которых ограничения не выполняются, затраты будут увеличиваться.

Например, для вагонопотока N1 удельные затраты на дуге сети составляют е1 (рисунок 2.6), а суммарные затраты на пропуск этого потока по дуге сети

. (2.17)

При прокладке следующего вагонопотока N2 удельные затраты на дуге сети составляют е2; для вагонопотока N3 будут удельные затраты е3. При прокладке следующего вагонопотока N4 будет нарушено ограничение N* ,

то есть

. (2.18)

Поэтому для вагонопотока N4 удельные затраты на дуге составят

(2.19)



Рисунок 2.6 - График изменения функции удельных затрат на дуге транспортной сети

В расчетах необходимо применять гибкую систему штрафов, то есть допускать возможность нарушения некоторых из них (например, незначительная перегрузка горки, парка приема, участков) и, наоборот, строгое соблюдение ограничений (по числу формируемых назначений).

После завершения расчета сетевого плана формирования поездов необходимо произвести анализ значений полученных штрафных функций и выявить среди них наибольшие, которые укажут на наиболее перегруженные элементы сети. Если при анализе выявится, что, несмотря на перегрузку элемента, вагонопоток все равно к нему «притягивается», то это будет указывать на то, что вложение инвестиций в развитие именно рассматриваемого элемента даст наибольшую отдачу.

Параметр не участвует в расчетах на стадии прокладки вагонопотоков по сети назначений, так как заранее невозможно определить, какое из назначений не будет наполнено потоком и станет условным.

Однако при этом возможны ситуации, когда эффективные назначения не будут включены в план из-за исчерпания резерва мощности по числу формируемых назначений, и в то же время мощности обязательных назначений будут меньше величины . Преодолеть данное противоречие в системе расчетов позволяет режим выделения удлиненных назначений на стадии корректировки решения.

При подсчете показателей полученного варианта плана формирования поездов резервы и дефициты мощности станций по числу формируемых назначений определяются с учетом пороговой мощности каждого допустимого назначения. Количество назначений, формируемых станцией (сортировочной системой) по варианту плана формирования, составляет

(2.20)

, (2.21)

где L -- количество допустимых назначений, выходящих из данной станции;

для назначений на соседние сетевые станции и для остальных допустимых назначений.

Принудительное задание обязательных кружностей обеспечивается в процессе прокладки вагонопотоков по сети назначений поездов путем задания штрафов на участках и станциях отклоняющегося от выбранного технологом маршрута следования.

Корректировка базового варианта плана формирования.

После расчета базового варианта плана формирования осуществляется проверка ряда ограничений и логических условий, которые возможно осуществить только после прокладки всех струй вагонопотоков и определения всех назначений плана формирования, с диалоговой корректировкой решения, включающей:

устранение петель в маршрутах вагонопотоков по сети УРЛБ (под «петлей» в маршруте следования потока здесь понимается часть пути, началом и концом которого является одна и та же сортировочная система);

перекладка вагонопотоков, не отвечающих условию «древовидности» следования вагонопотоков по назначениям;

удаление «слабых» назначений, не отвечающих ограничению по минимальной мощности сквозных назначений, с расчетом новых маршрутов следования по назначениям всех вагонопотоков, которые были прикреплены к удаленным назначениям;

разукрупнение назначений с мощностью, превышающей заданную технологом, с выделением «удлиненных» назначений.

Условие «древовидности» следования вагонопотоков по назначениям означает, что для каждой конкретной станции I все вагонопотоки, перерабатываемые или зарождающиеся на ней и имеющие одну и ту же станцию погашения потока J, должны следовать в одних и тех же назначениях от станции I до станции J. Пример нарушения условия древовидности показан на рисунке 2.7.

Маршруты вагонопотоков по назначениям:

поток {A, D}

поток {Е, D}

Рисунок 2.7 - Пример нарушения условия древовидности для вершины D

После расчета варианта плана формирования проводится анализ нарушений условия древовидности. Рассматривается маршрут по сети назначений М для каждого вагонопотока (V1, Vk):

(2.22)

где Vj -- вершина сети назначений.

Последовательно рассматриваются все вершины Vj этого маршрута с V2 до Vk-1. При наличии в шахматке вагонопотока (Vj, Vk) проверяется совпадение его маршрута по сети назначений с фрагментом маршрута М от вершины Vj до вершины Vk. Если эти маршруты не совпадают, то это является нарушением условия древовидности, и оно фиксируется для дальнейшего рассмотрения.

Для каждой вершины Vk, потоки в которую идут с нарушением условия древовидности, строится входящее дерево путей минимальной стоимости на сети назначений. В качестве весов на дугах сети назначений выступают удельные стоимости переработки и проследования вагонопотоков с учетом штрафов за нарушения ограничений. Предварительно все вновь прокладываемые вагонопотоки снимаются со старых путей следования с соответствующим пересчетом загрузок и удельных затрат для элементов сети назначений. Если вершин Vk с нарушениями условия древовидности несколько, то их рассматривают в порядке убывания суммарной мощности входящих в каждую из них вагонопотоков.

Выделение «удлиненных» назначений, снимающих переработку с одной или нескольких сортировочных систем, производится следующим порядком.

Рассматриваются все назначения с мощностью выше пороговой в порядке убывания мощности. Для каждого такого назначения (I, J) формируется перечень исходящих из вершины J назначений: (J,K1), (J,K2), ..., (J,Kn) (рисунок 2.8).



Рисунок 2.8 - Фрагмент сети назначений с выделением исходящих потоков

Для каждой пары последовательных назначений (I,J) и (J,Km) строится подмножество потоков, следующих с этими назначениями. Если его мощность выше заданной нижней границы, то рассматривается потенциальное «удлиненное» назначение (I,Km). Если в сети допустимых назначений существует потенциальное назначение (I,Km), которое не включено в данный вариант плана формирования, и путь следования которого по сети перегонов проходит через вершину J, то вычисляется изменение затрат ДЕ от введения в план формирования этого назначения:

где Енак(I,Km) -- затраты на накопление назначения (I,Km);

N(I.Km) -- мощность назначения (I,Кm), вагонов в сутки;

--- суммарная переработка в сортировочной системе J до введения удлиненного назначения;

Епер1, Епер2-- удельные затраты на переработку потока в сортировочной системе J до и после введения удлиненного назначения;

Етр1, Етр2 -- удельные затраты на проследование потока без переработки в сортировочной системе J до и после введения удлиненного назначения;

о-- признак (0 или 1) прохождения назначения (I,Km) по сети УРЛБ через вершину J.

При введении удлиненного назначения переработка в сортировочной системе J всегда уменьшается на величину мощности этого назначения N(I.Km. Мощность транзитного потока в сортировочной системе J увеличивается только в том случае, если назначение (I,Km) проходит через вершину J по сети УРЛБ (о =1).

Если величина ДЕ изменения затрат от введения в план формирования удлиненного назначения (I,Km) меньше нуля и введение дополнительного назначения не нарушает ограничения по числу назначений в сортировочной системе I, то такое назначение включается в список потенциальных удлиненных назначений. Этот список после его окончательного формирования предоставляется технологу для выбора назначений, которые включаются в вариант плана формирования. Для обоснованного принятия решения технологу предоставляется по каждому назначению следующая информация: мощность потенциального назначения, величина уменьшения затрат, исходные назначения (с указанием мощности), с которых снимается поток, маршрут нового назначения по сети УРЛБ.

Рисунок 2.9 - Фрагменты сети назначений с выделением входящих потоков и потоков, преследующих две вершины

Аналогично выполняются расчеты с выделением входящих вагонопотоков и вагонопотоков, преследующих две вершины сети назначений (рисунок 2.9).

После проведения корректировки плана формирования, связанной с введением «удлиненных» назначений, технолог может принять решение о добавлении такого назначения в сеть допустимых назначений, которая хранится в исходных базах нормативно-справочной информации, и не зависит от рассчитанных вариантов плана формирования.

План формирования поездов для полигона сети рассчитывают в следующих вариантах:

оптимальный без учета инфраструктурных ограничений;

оптимальный с ограничениями на допустимое число назначений;

оптимальный с ограничениями на допустимое число назначений, перерабатывающую способность сортировочных систем, пропускную способность транзитных парков и участков;

принятый (с учетом экспертных корректировок по отдельным назначениям и станциям);

действующий, рассчитанный на новые плановые вагонопотоки.

После оптимизационный анализ результатов предусматривает сравнение показателей рассчитанных вариантов между собой и с действующим планом формирования.

При этом оценке должны подвергаться изменения трех классов:

изменения в технологии продвижения вагонопотоков:

· добавление / удаление назначений поездов;

* включение вагонопотоков в назначения/исключение вагонопотоков из назначений;

* изменения в направлениях следования назначений поездов; изменения в степени выполнения ограничений:

добавление / удаление нарушений допустимой загрузки станций (по переработке, по числу формируемых назначений, по транзитным поездам) по каждой сортировочной системе;

добавление / удаление нарушений допустимой загрузки участков по каждому направлению следования;

добавление / удаление петель в маршрутах следования вагонопотоков по сети УРЛБ;

добавление / удаление нарушений условия древовидности следования вагонопотоков;

изменения в объеме работы и показателях станций и участков:

изменения (± к исходному варианту) объема переработки, числа формируемых назначений и числа транзитных поездов без переработки по каждой сортировочной системе;

изменения (± к исходному варианту) времени и расходов по каждой сортировочной системе;

изменения (± к исходному варианту) поездопотоков и затрат по участкам.

Должна быть предусмотрена возможность расчета и выдачи изменений в парках вагонов, маневровых и поездных локомотивов.

2.5 Назначения одногруппных технических маршрутов

Технические маршруты формируют на сортировочных или участковых станциях с включением в них вагонов по определенным признакам (номенклатурным группам или точным наименованиям грузов, грузополучателям или группам грузополучателей, собственникам вагонного парка отдельным маневровым районам станций назначения).

Их ввод в обращение преследует цель снижения загрузки путевого развития и сортировочных устройств на станциях назначения, повышение эффективности использования маневровых средств и грузовых фронтов.

Эффективность формирования отдельных поездов или поездных групп назначением на станцию выгрузки (перевалки), в том числе с детализацией по родам грузов, фронтам, причалам, маневровым районам должна оцениваться не только сопоставлением затрат на станции формирования и экономии на попутных технических станциях, но и учитывать затраты на станции назначения Естназн и затраты Еподх, определяемые ситуацией на подходах к станции назначения и связанные прежде всего с использованием вагонов и тягово-энергетических ресурсов.

Каждое назначение технических маршрутов, включаемое в план формирования, характеризуется эксплуатационными расходами

(2.23)

При этом имеют место зависимости

; (2.24-2.27)

;

где Nвыгр -- темп выгрузки, вагонов/сут.;

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

kназн -- число назначений поездов и поездных групп, в которых подводится вагонопоток на станцию выгрузки;

Qбр, mусл -- нормы соответственно веса поездов брутто, т, и условной длины, вагонов.

При этом Nвыгр, tгpyз и Еподх являются взаимосвязанными параметрами. Кроме того, Nвыгр и tгpyз зависят от ряда внешних факторов, влияние которых в оперативных условиях может практически полностью поглотить влияние технологии подвода поездов и грузов.

Зависимости (2.24-2.27) для сложных транспортных узлов рекомендуется устанавливать на основе имитационного моделирования их

работы. В остальных случаях для практических расчетов затраты Естназн на станциях назначения поездов определяются от момента прибытия на станцию до момента подачи вагонов под грузовые операции при поступлении их с разборочными поездами и с техническими маршрутами аналогично расчетам, выполняемым при оценке эффективности маршрутизации для станций выгрузки.

Исходными данными служат нормы продолжительности операции с вагонами и межоперационных простоев, установленные технологическими процессами работы соответствующих станций.

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ: ОЦЕНКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

3.1 Общие положения

Для оценки влияния мероприятий по улучшению качества эксплуатационной работы на текущие издержки транспорта можно пользоваться укрупненными расходными ставками на единицу работы подвижного состава.

Для оценки изменения поездо-потоков по направлениям используется укрупненная расходная ставка на 1 поездо-километр, в состав которой не включаются издержки, связанные со вспомогательным пробегом локомотивов. Вспомогательная работа локомотивов в этом случае оценивается отдельно в соответствии с особенностями того или иного направления.

Расчет укрупненной расходной ставки на один поездо-километр производится на основе расходных ставок по измерителям: вагоно-километр, локомотиво-километры, бригадо-часы локомотивных бригад, килограмм условного топлива на тягу поездов.

Вагоно-час вычисляется по формуле:

(3.1)

где m - средний состав поезда в вагонах, (m=57 ваг);

vуч - участковая скорость (vуч=47,4 км/ч).

Локомотиво - час:

 (3.2)

где zn - простой поездного локомотива, приходящийся на один километр линейного пробега (zn=0,0224 час)

Бригадо-час локомотивных бригад:

(3.3)

л - вспомогательная работа локомотивных бригад, приходящийся на 1 километр линейного пробега локомотивов, (л = 0,007 час).

Килограмм условного топлива:

(3.4)

где ау - норма топлива на 10 тыс. км брутто (ау = 56,51 кг).

Расчет производится в таблице 3.1.

Таблица 3.1 -Расчет укрупненной расходной ставки на один поездо-километр в грузовом движении при тепловозной тяге

Измеритель	Расходная ставка в тенге	Расчет величины измерителя	Расходы в тенге
Вагоно-километр	0,9	57	51,3
Вагоно-час	31		37,3
Локомотиво-километр	51	1	51
Локомотиво-час	398		17,313
Бригадо-час локомотивных бригад	1051		29,53
Kг условного топлива	96		2631,4
Итого			2817,8

Расчет расходов на один поездо-км в пассажирском движении производится тем же способом, что и в грузовом движении, но дополнительно учитываются расходы на оплату труда начальника поезда, проводников, поездного электромонтера.

При определении величин измерителей «часы работы проводников», «часы работы начальника поезда», «часы работы электромонтера» следует учитывать, что в рабочее время названных профессий включается половина времени нахождения в пути, если время следования поезда в одном направлении составляет более 7 часов.

При вычислении измерителя вагоно-час (nt):

m= 16 ваг., vуч= 50 км/час

локомотиво-километр

?MS=1+вобщ; (3.5)

где вобщ - коэффициент вспомогательного общего пробега локомотива к пробегу в голове поезда, (вобщ=0,0876).

локомотиво-час

?Mt=(1+вм)* (3.6)

где вм - коэффициент вспомогательного линейного пробега локомотива к пробегу в голове поезда (вм=0,0504)

Бригадо-час локомотивных бригад

 (3.7)

где вм - коэффициент вспомогательного линейного пробега локомотива без пробега локомотивов, работающих по системе многих единиц к пробегу в голове поезда, (вм=0,0168);

Lвсппб- вспомогательное время работы локомотивных бригад на 1 поездо-км, (Lвсппб=0,0177)

Час работы проводников:

Lпр=nпр*m*0.5*, (3.8)

где ппр- количество проводников на один вагон (ппр=2),

Lвсппр- вспомогательное время работы проводников на 1 поездо-км, (Lвсппр=0,0007).

Час работы начальника поезда:

Lнач=0.5* , (3.9)

Lвспнач - вспомогательное время работы начальника поезда, (Lвспнач=0,0007).

Час работы электромеханика:

(3.10)

где Lвспмех - вспомогательное время работы электромеханика на 1 поездо-км, (Lвспмех = 0,0007).

Килограмм условного топлива:

(3.11)

где ау - норма топлива на 10 тыс. ткм брутто, (ау=69,78 кг);

qт - вес тары пассажирского вагона, (qт=62,55т).

Расчет производится в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Расчет стоимости 1 поездо-км в пассажирском движении поезда дальнего следования при тепловозной тяге

Измеритель	Расход-ная ставка в тенге	Величина измерителя	Расходы, тенге
1	2	3	4
Вагоно-километр	1,8	16	28,8
Вагоно-час	67		21,44
Локомотиво-километр	45	(1+0,0876)=1,0876	48,9
Локомотиво-час	164		164
Бригадо-час локомотивных бригад	1074		41,13
Час работы проводников	57		18,9
Час работы начальника поезда	113		1,18
Час работы поездного электромеханика	136		1,41
Кг условного топлива	96		670,08
Итого с учетом расхо-дов по содержанию проводников			995,84
Итого без учета рас-ходов по содержанию проводников			976,94

3.2 Оценка повышения веса грузового поезда

При заданном объеме перевозок повышение веса поезда приводит к уменьшению их пробега, если вес поезда увеличивается не за счет применения кратной тяги, секционирование локомотивов или введения подталкивания. Кроме сокращения пробега локомотивов во главе поездов необходимо учесть также и сокращение соответствующей части вспомогательного пробега.

При этом сокращаются расходы на текущий ремонт локомотивов, содержание локомотивных бригад, а также на топливо для тяги поездов, так ка норма его на измеритель с увеличением веса поезда снижается.

Оценка одного поездо-км для целей расчета эксплуатационных расходов при изменении веса поезда и неизменном вспомогательном пробега локомотивов.

Локомотиво-километры

?MS=(1+вобщ)*(1+zn), (3.12)

где вобщ =0,8151; zn=0,0224.

Локомотиво-час расчитывается по формуле

, (3.13)

где вл=0,1420.

Бригадо-час локомотивных бригад

,

где вм=0,1287

Килограмм условного топлива:

(3.14)

где и- коэффициент, учитывающий отношение средней реализуемой мощности вспомогательных машин к их номинальной мощности, (и=0,6);

ау=13кг;

qтг- вес тары грузового вагона, (qтг=63,8т).

Расчет приводится в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Сокращение расходов на 1 поездо-км, высвобожденный в результате повышения веса грузового поезда при тепловозной тяге

Наименование показателей	Расходная ставка, тенге	Величина измерителя	Расходы, тенге
Локомотиво-километр	51	(1+0,1851)*(1+0,0224)=1,2116	61,79
Локомотиво-час	3,98		19,78
Бригадо-час локомотивной бригады	1051		33,32
Кг условного топлива	96		1650,8
Итого			1765,69

3.3 Оценка изменения простоя поездов

Изменение эксплуатационных расходов при увеличении (сокращении) простоя поездов оценивается с помощью укрупненной расходной ставки на 1 поездо-час.

К эксплуатационным расходам, учитываемым при оценке поездо-часа в грузовом движении относят издержки на деповской ремонт и амортизацию вагонов в части их восстановления, содержание локомотивных бригад, расходы на топливо, на собственные нужды локомотивов, текущий ремонт и техническое их обслуживание. Если в результате сокращения (увеличения) простоя поездов изменяется эксплуатационный парк локомотивов, то дополнительно следует учесть амортизационные отчисления на их капитальный ремонт.

В пассажирском движении, кроме того, учитываются расходы на содержание проводников пассажирских вагонов, начальников поездов и электромонтеров.

Если поезд обслуживается не одним, а несколькими локомотивами, то возрастут расходы, связанные с измерителями: локомотиво-километр, лкомотиво-час, а при кратной тяги и бригадо-час локомотивных бригад.

Следует различать оценку поездо-часа простоя для определения эффективности мероприятий, связанных с изменением установленных норм пробега локомотивных бригад, и для определения дополнительных расходов при задержках поездов сверх времени, учтенного в месячных нормах выработки бригад.

В первом случае ставка на бригадо-час локомотивных бригад учитывается в полном размере, во втором - в размере 50% ставки повременщика можно использовать для оценки потерь от преждевременных вызовов бригад и задержек бригад после сдачи локомотива.

Расходы, приходящиеся на 1час простоя поезда, могут меняться в зависимости от нормы расхода топлива на один час простоя, которая зависит от характера простоя.

Коэффициент, учитывающий отношение средней реализуемой мощности вспомогательных машин на стоянках и их номинальной мощности, для тепловозов принят и=0,6.

Величина локомотиво-километров и бригадо-часов соответствует величине простоя поезда (на один поездо-час приходится один бригадо-час и один локомотиво-км, т.к. один час простоя локомотива в рабочем состоянии приравнивается к 1 км пробега).

Таблица 3.4 -Определение укрупненной расходной ставки на 1 час простоя грузового поезда при тепловозной тяге.

Измеритель	Расходная ставка, тенге	Расчет величин измерителя	Расходы, в тенге
Вагоно-час	31	57	1767
Локомотиво-км условного пробега	51	1	51
Локомотиво-час	398	1	3987
Бригадо-час локомотивной бригады	1051	1	1051
Кг условного топлива	96	63,7*2,4*0,6=91,9	8822,4
Итого			12089,4

3.4 Оценка пробега локомотива в одиночном следовании

Изменение эксплуатационных расходов при увеличении (снижении) участковой скорости за счет изменения продолжительности стоянок на промежуточных станциях определяется расходной ставке на 1 поездо-час и изменению поездо-часов на участке. Изменение времени простоя поездов расcчитывается как разность между временем нахождения поезда на участке до и после изменения скорости.

Например, если участковая скорость на участке возросла с 47,4 до 48,4 км/час (без изменения технической), то экономия поездо-часов для 100 поездо-км составит:

(3.15)

где Vучизм - измененная участковая скорость.



На эту величину умножается величина расходов на 1 поездо-час простоя поездов.

Расходы, связанные с пробегом одиночного локомотива на 1 км, определяются по расходным ставкам и величинам измерителей: «локомотиво-километры», «локомотиво-часы», «бригадо-часы локомотивных бригад» и «килограмм условного топлива».

Оплата бригад при одиночном следовании локомотивов проводится по тарифным ставкам. Доплаты и начисления принимаются в том же размере, что и при других видах работы.

Расход топлива при одиночном следовании определяется по инструкции ЦТ-2564.

Локомотиво-час определяется по формуле

(3.16)

Бригадо-час локомотивных бригад

. (3.17)

Килограмм условного топлива

. (3.18)

Таблица 3.5 - Оценка одного локомотиво-км одиночного следования

Измерители	Расходная ставка, в тенге	Величина измерителя	Расходы, в тенге
Локомотиво-км	51	1	51
Локомотиво-час	698		17,91
Бригадо-час локомотивных бригад	565		18,75
Кг условного топлива	96		242,75
Итого			330,54

3.5 Оценка увеличения среднесуточного пробега локомотива

Сокращение эксплуатационных расходов будет различным в зависимости от причин, вызвавших изменение среднесуточного пробега.

Поэтому оценке применения среднесуточного пробега локомотива предшествует анализ всех влияющих на него факторов.

При расчете экономии от увеличения среднесуточного пробега необходимо предварительно определить количественную характеристику фактора, повлиявшего на среднесуточный пробег и затем дать оценку изменению эксплуатационных расходов.

Увеличение среднесуточного пробега локомотива связано в первую очередь со снижением всякого рода простоев.

Поэтому увеличение среднесуточного пробега вызывает сокращение расходов по простою локомотивов, которые можно оценить по установленным ранее ставкам на 1 локомотиво-час простоя.

Рост среднесуточного пробега на 1 км вызывает увеличение времени в движении за сутки на величину, равную . Это увеличение времени в движении равноценно сокращению времени простоя локомотива в течение суток.

Например, при средней технической скорости движения поезда с тепловозом во главе 47,2 км/ч, сокращение локомотиво-часов простоя на каждые локомотиво-сутки составит локомотиво-часа.

При величине затрат на 1 тепловозо-час простоя на станции с бригадой на локомотиве 3702,6 тенге, в час экономии на каждые локомотиво-сутки составит 3702,6*0,021=77,6тенге.

3.6 Оценка предупреждения о снижении скорости

Наличие предупреждения об ограничении скорости движения поездов на участке приводит к повышению эксплуатационных расходов из-за увеличения времени следования поезда за счет торможения при подходе к участкам с ограниченной скоростью.

Размер увеличения расходов зависит от установленной скорости движения и величины допускаемой скорости на данном элементе профиля. Если вес брутто грузового поезда равен 4850т., вес тепловоза 257т., то при снижении ходовой скорости, например, с 60 км/ч до 20 км/ч затраты механической работы будут определяться:

, (3.19)

На 1 т-км механической работы затрачивается 1,21 кг условного топлива при тепловозной тяге. При расходной ставке на 1 кг условного топлива равной 96 тенге расходы, связанные со снижением скорости составит 1,21*96=7062,5 тенге.

Кроме того, наличие предупреждения увеличивает все те затраты, которые связаны с поездо-часами.

В разделе была произведена экономическая оценка мероприятий по совершенствованию организации поездной работы, в результате которой был произведен расчет укрупненной расходной ставки на один поездо-километр в грузовом и пассажирском движении при тепловозной тяге, который составил соответственно 2817,8 тенге и 976,94 тенге. Далее рассмотрена оценка повышения веса грузового поезда. Сокращение расходов на 1 поездо-километр, высвобожденный в результате повышения веса грузового поезда при теплотяге составило 1765,69 тенге. Также было выяснено, что при уменьшении простоя грузового поезда на 1 час, расходы сокращаются на 12089,4 тенге.

При изменении участковой скорости и количества остановок поездов один локомотиво-километр одиночного следования составит 330,54 тенге, а при увеличении среднесуточного пробега локомотива, экономия на каждые локомотиво-сутки составит 77,6 тенге. При предупреждении о снижении скорости, расходы связанны со снижением скорости составят 7062,5 тенге.

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 Процесс функционирования разрабатываемого объекта

Опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на физические, химические, биологические, психофизиологические. Каждая из этих групп факторов в свою очередь подразделяется на подгруппы.

К опасным относят производственные факторы, воздействие которых на работающих в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшения здоровья. Вредными считают производственные факторы, воздействие которых на работающих в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Так, группа физических опасных и вредных производственных факторов включает 25 подгрупп, среди которых: движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; передвигающиеся изделия, заготовки, материалы; разрушающиеся конструкции; повышенная загазованность и запыленность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов, воздуха рабочей зоны, повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте; повышенное значение напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочей зоны; расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли (пола) и др.

Группа химически опасных производственных факторов подразделяется на две подгруппы, объединяющие факторы по характеру воздействия на организм человека, - токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию, и по пути проникновения в организм человека - через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Биологические опасные и вредные производственные факторы включают биологические объекты: постогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы простейшие) и продукты их жизнедеятельности, а также растения и животные.

В группе психофизиологических опасных и вредных производственных факторов по характеру действия подразделяются на физические и нервно - психические перегрузки. Физические перегрузки могут быть статические и динамические. Нервно - психические перегрузки: умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки.

Один и тот же опасный и вредный производственный фактор по природе своего действия может одновременно относиться к различным группам.

Железнодорожный транспорт относится к числу отраслей народного хозяйства, в которых особо строго ощущаются специфичность труда и его повышенная опасность. Рабочие места и рабочие зоны железнодорожников многих профессий расположены в непосредственной близости от движущегося или готового к движению подвижного состава. Для выполнения ряда технологических операций, работающие вынуждены соприкасаться с подвижным составом. Условия труда усложняются ещё и тем, что железные дороги работают круглосуточно в любое время года и при любой погоде.

Одной из основных причин повышенной опасности труда на железнодорожном транспорте является необходимость работы в зоне, которая существенно ограничена габаритом подвижного состава.

Воздействие климатических факторов вносит ряд дополнительных трудностей в работу железнодорожного транспорта. В зимний период резко ухудшается состояние производственной территории. Из-за снежных заносов усложняются условия перехода путей, передвижения по междупутьям. В гололёд резко увеличивается опасность падений. В холодное время года приходится пользоваться тёплой спецодеждой, затрудняющей движения, ухудшающей восприятия звуковых сигналов. Длительная работа на открытом воздухе в сильные морозы может привести к обморожению. Неблагоприятно на условиях труда сказывается резкая перемена погоды. Даже в период одной рабочей смены могут изменяться в широком диапазоне температура окружающего воздуха, его влажность, скорость движения. Поэтому спецодежда и спецобувь железнодорожников, работающих на открытом воздухе, должны обладать свойствами, обеспечивающими нормальные условия работы прирезкой перемене погоды.

На электрифицированных участках железных дорог большая группа работников в той или иной мере связана с обслуживанием электроустановок.

Непосредственная опасность поражения электрическим током при обслуживании и ремонте электроустановок угрожает работникам при нарушении ими правил безопасности. Работы на контактной сети производятся с изолированных площадок дрезин или съёмных вышек. Повышенная опасность состоит в том, что расстояния, которые разделяют разнопотенциальные элементы контактной сети, определяются лишь размерами изолирующих элементов.

При производстве путевых работ, помимо угрозы наезда подвижного состава, имеется ряд опасностей, связанных с применением грузоподъемных механизмов, гидравлических приспособлений, электрифицированного инструмента.

В складах и закрытых помещениях могут возникнуть производственные вредности из-за невыполнения санитарных норм по параметрам воздушной среды, шума и вибрации на рабочих местах.

Наличие опасных и вредных производственных факторов требует дальнейшего облегчения и оздоровления условий труда. Разработка целенаправленных мероприятий по охране труда должна базироваться на объективной оценке влияния различных факторов на организм человека, систематическом анализе основных причин нарушения правил производства работ и требований техники безопасности.

Необходимо уделять внимание электробезопасности оборудования, надёжности соединения электрических линий, предупреждать искрение электродвигателей. Бензобаки автомобилей, подлежащих разгрузке на автомобиле - подъёмниках надежно закрывают.

Для защиты от вредного воздействия пыли рабочие должны использовать средства индивидуальной защиты (спецодежда, респираторы, противопыльные очки и др.). Рациональное освещение производственных помещений и территорий - один из основных вопросов охраны труда. Хорошее освещение - это условие для снижения производственного травматизма, обеспечение высокопроизводительного труда и безопасности движения поездов.

От освещения зависит работоспособность глаз человека, которая определяется контрастной чувствительностью, остротой зрения, быстротой развлечения деталей, устойчивостью ясного видения. Контрастной чувствительностью называется способность глаз различать минимальную разность в освещенностях (контраст) фона и детали. Она повышается с увеличением яркости фона, но до известного предела, за которым яркость оказывает слепящее действие. Слепящая яркость называется блескостью. Различают прямую и отраженную блескости. Источниками первой являются находящиеся в поле зрения самосветящиеся предметы: нить накала лампы, зеркало прожектора и др. Отраженная блескость наблюдается, когда в поле зрения находятся гладкие полированные поверхности, отражающие свет.

Хорошее освещение способствует повышению производительности труда и снижению усталости. При считывании цифрового и буквенного материала скорость считывания заметно увеличивается с увеличением освещенности до 100 лк, а затем увеличивается медленно. Превышения же известных пределов освещенности может вызвать ослепление, отрицательно сказывающееся на работоспособности.

Дежурные по станциям, паркам и путям, стрелочного поста, составительские бригады, работники ПТО выполняют трудовые операции на путях и в служебных помещениях в темное время суток в условиях различной освещенности. Зрительный аппарат их, переключаясь с одной освещенности на другую, приспосабливается каждый раз к иным условиям освещения. Это свойство глаза называется адаптацией. Различают адаптацию к темноте - при переходе от сильного освещения к слабому и к свету - при переходе от слабого освещения к сильному. Характер адаптации к низкой и высокой освещенности различен, но всегда в первый момент человек ничего не видит.