Содержание к диссертации
Введение
1. Постановка задачи и методика ее решения 10
1.1. Состояние теории и практики размещения объектов локомотивного хозяйства 10-28
1.2. Выбор критерия оптимальности при решении задач развития и размещения объектов локомотивного хозяйства 28-31
1.3. Постановка задачи и методика ее решения 31-38
1.4. Выводы.., 38
II. Расчет затрат при выборе вариантов развития и размещения объектов локомотивного хозяйства 39
2.1. Общее положение 39-40
2.2. Затраты, связанные со строительством и содержанием объектов локомотивного хозяйства 40
2.2.1. Определение капитальных вложений на строительство объектов локомотивного хозяйства 40-50
2.2.2. Эксплуатационные расходы, связанные с содержанием объектов локомотивного хозяйства 50-57
2.3. Затраты, вызванные отклонениями работы участков от условий нормального технологического процесса 57
2.3.1. Затраты, связанные с регулированием локомотивов на участке их обращения... 57-62
2.3.2. Затраты, связанные с простоями локомотивов на станциях 62-66
2.3.3. Затраты, связанные с неплановыми ремонтами локомотивов и случайными неисправностями локомотивов в пути следования.. 66-77
2.4. Выводы 77-78
III. Размещение объектов локомотивного хозяйства на участке обращения локомотивов
3.1. Постановка задачи и методика ее решения
3.2. Алгоритм определения мощности объектов локомотивного хозяйства
3.3. Решение численных примеров и анализ полученных результатов по размещению ОЛХ на УОЛ ...
3.4. Выводы
ІV. Рациональное развитие и размещение объектов локомотивного хозяйства на полигоне железной дороги ...
4.1. Формирование расчетной схемы полигона железной дороги
4.2. Алгоритм: выбора рационального варианта развития и размещения ОЛХ на полигоне железной дороги
4.3. Информационное обеспечение методики выбора рационального варианта развития и размещения ОЛХ
4.4. Решение численных примеров и анализ подученных результатов
4.5. Выводы
Заключение.
Литература
- Выбор критерия оптимальности при решении задач развития и размещения объектов локомотивного хозяйства
- Определение капитальных вложений на строительство объектов локомотивного хозяйства
- Решение численных примеров и анализ полученных результатов по размещению ОЛХ на УОЛ
- Алгоритм: выбора рационального варианта развития и размещения ОЛХ на полигоне железной дороги
Введение к работе
В условиях ускоренного развития народного хозяйства, быстрого роста общественного производства и усложнения межхозяйственных связей возрастают требования к совершенствованию планирования и управления на всех уровнях народного хозяйства. Хотя в этом направлении, как было отмечено на ХХУІ съезде КПСС, имеются определенные успехи, однако дальнейшее совершенствование организации и управления народным хозяйством в соответствии с объективными потребностями нашего развития продолжает оставаться актуальной задачей /I/.
В общей системе планирования народного хозяйства СССР важное значение имеет планирование работы и развития транспорта. Транспорт объединяет все отрасли народного хозяйства и районы в единое целое. Производственный процесс любой отрасли народного хозяйства завершается только тогда, когда продукция с места ее производства будет доставлена к местам потребления /2/.
Повышение материального и культурного уровня жизни трудящихся, увеличение объема выпуска промышленной и сельскохозяйственной продукции, освоение природных ресурсов в новых отдаленных районах страны, специализация и кооперирование, концентрация и централизация производства приводят к постоянному увеличению объема работы всех видов транспорта.
Важная роль в единой транспортной системе страны отведена железнодорожному транспорту.
По объему выполняемой работы железнодорожный транспорт имеет наибольший удельный вес в общем объеме перевозок грузов по сравнению с другими видами транспорта.
Для освоения возрастающего потока необходимо постоянно осуществлять меры по развитию пропускных и провозных способностей железнодорожных направлений.
Важное место в системе мер по усилению мощности железнодорожных линий отводится повышению пропускных способностей объектов локомотивного хозяйства и совершенствованию организации работы локомотивов особенно сейчас, когда состояние локомотивного хозяйства влияло на эксплуатационную деятельность железных дорог.
Следует отметить, что удельный вес затрат локомотивного хозяйства в общих эксплуатационных расходах железных дорог составляет около 40%, а по контингенту эксплуатационных работников -более 20% общей численности работников, занятых на перевозках. На долю локомотивного парка приходится 10,2% всех основных производственных фондов железных дорог. При этом ежегодные затраты на строительство объектов локомотивного хозяйства составляют 3-4% от общих капитальных вложений по железнодорожному транспорту. Поэтому правильное использование этих средств имеет большое экономическое значение, так как уменьшение этих затрат приводит к снижению себестоимости транспортной продукции. Это может быть достигнуто прежде всего путем оптимального управления локомотивным хозяйством дороги.
Данная сложная проблема включает две связанных между собой задачи: оптимальное планирование развития и размещения объектов локомотивного хозяйства (ОЛХ) и организация рационального функционирования локомотивного хозяйства. Каждая из двух задач является большим и сложным исследованием и может рассматриваться самостоятельно. В частности, вопросы оптимального планирования развития и размещения ОЛХ могут быть рассмотрены при заданных формах и методах эксплуатации и ремонта локомотивов. И, наоборот, для данного варианта развития и размещения ОЛХ возможно установить оптималь-
ную организацию работы локомотивов и их ремонта, т.е. рациональное функционирование локомотивного хозяйства.
Целью настоящей диссертационной работы является исследование вопросов рационального развития и размещения объектов локомотивного хозяйства дороги, для заданных способов организации работы локомотивов и их ремонта.
В общем виде задача формулируется следующим образом.
Цусть имеется железная дорога с разветвленной сетью и известны:
начальные размеры движения грузовых поездов, характер и темпы их роста во времени;
начальные показатели технической вооруженности объектов локомотивного хозяйства (наличие существующих ОЛХ и их мощности) и возможные пункты размещения новых ОЛХ;
тип и серия эксплуатируемых локомотивов;
способы организации работы локомотивов, обеспечивающие заданный объем перевозок;
функция определения затрат на выполнение перевозок, развития и размещения ОЛХ.
Требуется определить такой вариант развития существующих и строительства новых ОЛХ с выбором числа объектов, пунктов их размещения и их мощности, а также числа и протяженности участков обращения локомотивов (УОЛ), при котором в течение принятого расчетного периода выполняются заданные объемы работы с наименьшими затратами.
Определить экономически обоснованный оптимальный план развития и размещения ОЛХ - это значит указать для каждого объекта из всех объектов системы ОЛХ рациональное техническое состояние в любой момент расчетного периода.
При решении таких задач целесообразно выделение главного
элемента в рассматриваемой системе. В качестве главного элемента в нашей задаче выступают основные депо и пункты их размещения.
Варианты размещения основных депо определяются количеством заданных раздельных пунктов, на которых в принципе можно их разместить.
В пределах железной дороги число таких раздельных пунктов исчисляется десятками и более. Это свидетельствует о многовариант-ности задачи выбора рационального варианта развития и размещения основных депо на полигоне железной дороги.
Кроме того, для железнодорожного транспорта характерным является непрерывный рост объема перевозок во времени, который приводит к постоянному увеличению объема работы.
В этих условиях каждое мероприятие по развитию ОЛХ надо планировать так, чтобы выбранная расчетная мощность объектов явилась оптимальной в течение всего расчетного периода.
При решении динамических задач большое внимание уделяется выбору продолжительности расчетного периода. В зависимости от объема работы и возможных мероприятий по развитию мощности продолжительность расчетного периода для разных объектов будет различной.
Для таких объектов, как, например, железнодорожные линии, развитие которых осуществляется по различной схеме, за продолжительность расчетного периода рекомендуется принимать такое время, к концу которого техническое состояние объектов должно быть одинаковым.
Для объектов локомотивного хозяйства, техническое оснащение которых в сравниваемых вариантах на перспективу неодинаково, продолжительность расчетного периода принимается по соответствующим рекомендациям, учитывающим характер работы объекта.
Для каждого варианта размещения основных депо на полигоне железной дороги и в каждом отрезке времени в пределах расчетного периода решается задача выбора оптимального числа и размещения пунктов технического обслуживания локомотивов - ПТОл.
Комбинация размещения ПТОл на полигоне железной дороги составляется на основе заданных раздельных пунктов, на которых реально возможно его разместить. На полигоне железной дороги число таких раздельных пунктов составляет несколько десятков.
Следовательно, задача выбора оптимального числа и пунктов размещения ПТОл для каждого намеченного варианта размещения основных депо на полигоне железной дороги многовариантная.
Таким образом, проблема выбора рационального варианта развития и размещения ОЛХ на полигоне железной дороги, включающая в себя многовариантные задачи выбора рационального варианта развития и размещения основных депо и выбора оптимального варианта развития и размещения ПТОл по характеру многовариантности относится к сложным задачам.
Для решения данной сложной задачи применены принципы системного анализа, сущность которых заключается в том, что система (полигон железной дороги) разбивается на ряд подсистем (участки обращения локомотивов). Методы анализа подсистем проще, чем всей системы и за счет этого обеспечивается снижение сложности решения общей задачи. Результаты анализа подсистем используются для исследования системы.
При системном подходе решения задачи предполагается три основных этапа: декомпозиция, анализ подсистем и их объединение.
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и приложения.
В первой главе описывается общая задача развития и размещения линейных предприятий на железнодорожном транспорте и приводится анализ выполненных ранее исследований по развитию и размещению ОЛХ и других основных линейных предприятий железнодорожного транспорта. Сформулирована содержательная и математическая постановка задачи. Описывается суть и принципы системного анализа, принятого в качестве методологической основы решения сложной задачи.
Вторая глава посвящена вопросам обоснования критерия оценки вариантов решения задачи и формирования его составляющих. Исследован характер изменения составляющих при различных вариантах развития и размещения ОЛХ, числе и длине УОД в пределах дороги.
Третья глава посвящена исследованию вопросов оптимального размещения системы ПТОл на участке обращения локомотивов. Здесь рассматривается алгоритм выбора мощности объектов. Проведен анализ выполненных экспериментальных расчетов.
Четвертая глава посвящена разработке методики выбора оптимального варианта развития и размещения объектов на сети железной дороги. В ней изложены принципы формирования расчетной схемы сети дороги, информационного обеспечения предлагаемой методики, а также общий алгоритм решения задачи и принципы формирования функционала. На основе разработанной методики, алгоритмов, вычислительной схемы задачи составлены машинные программы для ЭВМ М-222, с помощью которых выполнены экспериментальные расчеты и сделан подробный их анализ.
Выбор критерия оптимальности при решении задач развития и размещения объектов локомотивного хозяйства
При решении задачи развития и размещения производства важное значение имеет обоснование критерия оптимальности.
В качестве критерия могут быть приняты стоимостные и натуральные показатели. Каждый из этих показателей имеет свои как положительные, так и отрицательные стороны.
При решении задачи рационального развития и организации работы локомотивного хозяйства на железной дороге в качестве критерия используется такой натуральный показатель, как суточная производительность локомотива. Она выражает перевозочную работу локомотива и является комплексным показателем, и характеризует использование локомотива по времени и мощности.
Однако этот показатель не полностью отражает народнохозяйственные затраты. Иногда вполне возможно, что некоторый вариант обеспечивает максимум суточной производительности локомотива, но с народнохозяйственной точки зрения он может оказаться не лучшим.
Так, например, повышения производительности заданного типа и серии локомотива, находящегося в эксплуатации, можно добиться как за счет увеличения веса поездов, так и повышения скоростей их движения.
Действительно при повышении производительности локомотивов за счет роста скорости движения поездов ускоряется оборот вагонов и локомотивов, вследствие чего сокращается потребность в них и связанных с этим затрат на приобретение необходимого парка вагонов и локомотивов, грузовая масса, находящаяся в процессе транспортировки. Кроме того повышение скорости способствует увеличению пропускной способности участков и приводит к отдалению необходимых капитальных вложений на усиление их мощности. Однако рост скорости движения поездов достигается за счет интенсивного использования локомотивов и увеличения затрат энергоресурсов. Интенсивное использование локомотивов отрицательно сказывается на их техническом состоянии и приводит к увеличению неплановых ремонтов локомотивов, с которыми связаны дополнительные затраты.
Таким образом получаемый эффект от повышения производительности локомотивов может оказаться намного меньше, чем требуемые для этого затраты.
В соответствии с Типовой методикой определения экономической эффективности капитальных вложений /56/ и /35,15/ при сравнении и выборе наилучшего варианта размещения предприятий и их комплексов рекомендуется применение критерия минимума приведенных затрат, являющегося важнейшим показателем сравнительной экономической эффективности капитальных вложений.
Часто при планировании развития транспорта не представляется возможным осуществить все эффективные мероприятия /22/. Причиной такого положения является необходимость учета ограниченности лимитированных ресурсов. К ним относятся объем капитальных вложений, объем дефицитных материалов для проведения реконструктивных мероприятий и мощность строительно-монтажных организаций, выполняющих эти мероприятия и др. Тогда возникает вопрос: достаточно ли при планировании одного критерия для обоснованного отбора наиболее эффективных мероприятий или требуются дополнительные критерии, основанные на учете лимитированных ресурсов.
Необходимость единого критерия оптимальности, носящего скалярный, а не векторный характер обосновывается в работе /25/.
Очевидно, что решение задачи по двум и более критериям оптимальности может привести не только к различным, но даже к противоположным результатам /22/, что усложняет принятие решения.
Однако это не исключает постановки задачи с несколькими критериями оптимальности. При такой постановке каждый критерий описывается отдельной целевой функцией, им присваиваются веса, и таким путем формулируется единственная цель /25/.
При построении плана учет лимитированных ресурсов необходим, так как можно построить хорошие планы, но из-за отсутствия лимитированных ресурсов они окажутся нереальными /22/. По нашему мнению, лимитированные ресурсы должны выступать как ограничения, а не как критерий оценки вариантов. В данной работе предполагается, что ограничение на лимитированные ресурсы отсутствуют. Однако, это не исключает постановку и решение данной многовариантной задачи.
Таким образом принятые нами суммарные приведенные затраты при решении данной задачи является единственным критерием оценки выбора вариантов.
Для определения значения принятого критерия оптимальности существенное значение имеет продолжительность расчетного периода tP , для которого ведутся расчеты по выбору рационального варианта развития и размещения ОЛХ.
При определении продолжительности расчетного периода необходимо прежде всего учитывать срок службы рассматриваемого объекта (ОЛХ) и подвижного состава (локомотивов) /23/, а также другие факторы.
При рассмотрении вопросов развития транспортных линий автор работы /23/ предлагает определять продолжительность расчетного периода исходя из условия, что при любой схеме развития техническое состояние их в конце расчетного периода должно быть одинаковым.
В инструкции по определению экономической эффективности капитальных вложений /17/ указано, что если техническое оснащение постоянных устройств в сравниваемых вариантах на перспективу неодинаково, то продолжительность расчетного периода рекомендуется принимать не менее 15 лет.
Так как в данной работе в сравниваемых вариантах рассматриваются различное число объектов, пунктов их размещения согласно инструкции /17/,продолжительность расчетного периода принимается равной 15 годам.
Определение капитальных вложений на строительство объектов локомотивного хозяйства
Для заданного варианта размещения основных депо на полигоне железной дороги и за единицу отрезка времени одновременный анализ (решение задачи выбора оптимального варианта размещения системы пунктов технического обслуживания локомотивов - ПТОл) всей железной дороги в единой системе с учетом функциональных зависимостей вида (см.формулу I.I) . и условий (1.2 - I.IQ) достаточно сложно и трудоемко. При этом решаемая задача относится к многовариантным. Варианты образуются дискретными комбинациями размещения ПТОл на реальных пунктах их размещения в пределах дороги.
Если рассмотреть все возможные комбинации размещения системы ПТОл на дороге на каждом отрезке времени в пределах принятого расчетного периода, которое рассматривается для каждого варианта размещения основных депо, да еще с учетом многовариантности последнего, то в процессе решения общей оптимизационной задачи количество рассматриваемых вариантов имеет "астрономическое" число. Рассматривать такое большое число вариантов даже при помощи ЭВМ неразумно. Поэтому рассматриваемая общая оптимизационная задача по характеру многовариантности относится к классу сложных задач.
Основным методологическим подходом к решению задач подобной сложности является применение принципов системного анализа. Решение задачи в этом случае, как этого требует метод, разбивается на три этапа. Первый этап - декомпозиция. Выделение подсистемы из системы является важным этапом в методе системного анализа и оно осущест-является на основе следующих принципов декомпозиции /10, II, 12, 31,42,49,51,59,62,69/: автономность отдельных подсистем, т.е. на каждом уровне решается определенная и самостоятельная задача; задачи на каждом уровне решаются с учетом наличия целей решения задачи для каждой подсистемы с учетом общей цели для всей системы; единственности критерия и ограничения подсистемы и системы. Рассмотрим принятые принципы декомпозиции применительно к системе локомотивного хозяйства железной дороги: 1. Наличие целей решения задачи для каждой подсистемы с учетом общей цели для всей системы - обеспечение заданного объема перевозок с наименьшими затратами; 2. Автономность отдельных подсистем. 3. Единственность технических ограничений подсистемы и системы - задача решается с учетом ряда технических ограничений, вытекающих из форм и методов функционирования локомотивного хозяйства и эксплуатации локомотивов. Эти технические ограничения приведены в виде условий в 1.2 - 1.10. 4. Единственность критерия решения задачи в подсистемах и системы - при решении исследуемой задачи в качестве критерия оценки вариантов, исходя из вышесказанной цели, принимаются суммарные приведенные затраты. На основе принципов декомпозиции из системы локомотивного хозяйства дороги выделяются участки обращения локомотивов. Общие принципы определения границ участков обращения локомотивов приводятся в работах /3,4,14,25,43,57,57/. Согласно перечисленным работам при определении границ и длины УОЛ в сложных разветвленных схемах железной дороги необходимо учитывать существующие местные условия, в частности, наличие пунктов стыковки различных видов тяги; пунктов массового погашения и зарождения вагонопотоков, в том числе сортировочные и крупные участковые станции; конечных станций железнодорожной линии (пограничных, портовых, тупиковых) и грузовых станций, где зарождается грузопоток. Принимая во внимание эти принципы и учитывая то обстоятельство, что наибольший эффект в использовании локомотивов достигается при расположении основных депо на конечных пунктах рассматриваемого участка (так как в этом случае отцепка локомотивов совпадает с их перецепкой для осмотра и ремонтов) /43/, в данной работе границы УОЛ определены пунктами размещения основных депо. При этом предполагается, что локомотивы, приписанные к данному основному депо, работают только в пределах соответствующего УОЛ. Хотя часть локомотивов реально может работать за пределами данного УОЛ, однако, такое явление не частое и число локомотивов, работающих вне "своих" УОЛ, составляет небольшой процент от общего числа локомотивов, поэтому в данной работе ими можно пренебречь. В пределах каждого УОЛ имеются все объекты локомотивного хозяйства. Второй этап - анализ подсистем. В пределах каждого участка обращения локомотивов решается оптимизационная задача по определению числа, пунктов размещения и мощности ГГГОл, обеспечивающих наименьшее значение затрат на их размещение и содержание, а также расходов, связанных с работой локомотивов.
На третьем этапе полученные результаты по размещению объектов локомотивного хозяйства на каждом участке обращения локомотивов объединяются в соответствии с принципами синтеза систем.
В диссертации в качестве принципов синтеза систем приняты наличие и характер взаимосвязей между подсистемами. Наличие взаимосвязей характеризуется наличием единых ОЛХ на пунктах стыковки двух и более УОЛ. Характер взаимосвязей проявляется дискретным и нелинейным характером изменения затрат на развитие и содержание ОЛХ.
Изменение способа организации работы локомотивов не потребует разработку новой методики, хотя необходимо будет внести отдельные изменения. В частности на втором этапе решение задачи сводится к выбору рационального пункта оборота локомотивов, приписанных соответствующим основным депо. Первый и третий этапы решения задачи остаются без изменения.
Решение численных примеров и анализ полученных результатов по размещению ОЛХ на УОЛ
Однако в работе не учитывается степень влияния оперативного регулирования локомотивным парком.
Методика определения численности дополнительных локомотивов, приведенная в работе /44/, разработана с учетом перечисленных выше факторов. Кроме того, в ней приводятся технико-экономические обоснования учитываемых факторов. В настоящем исследовании при определении дополнительных локомотивов и затрат, связанных с ними, за основу принимается методика, приведенная в работе /44/. . В принятой методике, которая приведена в приложении I, рациональное число дополнительных локомотивов определялось на основе наименьшего значения годовых приведенных затрат. В них включены: расходы по простою невывезенных составов; расходы по приобретению и содержанию дополнительных локомотивов; расходы на одиночные пробеги дополнительных локомотивов для вывоза составов. По принятой методике /44/ количество искомых локомотивов, связанных с регулированием локомотивов на участке их обращения, можно определить при одинаковых размерах движения поездов по участкам на УОЛ. Однако анализ графиков движения поездов показал, что в реальной действительности размеры движения поездов по участкам УОЛ имеют неодинаковые значения. За счет этого в процессе эксплуатации локомотивов на УОЛ имеет место несколько схем обращения локомотивов, которые составляются по данным графика движения поездов. Локомотив, работающий по соответствующей схеме обращения, после прибытия с поездом на один из конечных пунктов, из-за недостаточной точности времени готовности состава обратного направления по этой схеме обращения локомотивов, может быть отправлен обратно - резервом на другой конечный пункт или с поездом другого назначения. А в момент готовности состава на одном из конечных пунктов рассматриваемой схемы обращения локомотивов может оказаться, что отсутствует локомотив. При этом имеет место простой готовых к отправлению составов. Тогда также, как на УОЛ, возникает трудность, связанная с регулированием эксплуатируемых локомотивов. На таких УОЛ необходимое количество дополнительных локомотивов определяется для каждой схемы обращения локомотивов в отдельности, а результаты затем суммируются. Значение искомых затрат Эг за единицу " t " отрезка времени в пределах полигона дороги определяется следующим образом где f - число схем обращения локомотивов в пределах " " УОЛ. Содержание остальных обозначений приводится в приложении I. Таким путем определяемые затраты, связанные с регулированием эксплуатируемых локомотивов, учитываются при сравнении вариантов размещения основных депо на полигоне железной дороги. Затраты, связанные с простоями локомотивов на станциях Общее время простоя локомотивов -kag на станциях, где производятся технические операции (техническое обслуживание, экипировка локомотивов и смены локомотивных бригад), определяется следующим образом где tmex - технологическое время простоя локомотивов; t„ c - время простоя локомотива в ожидании отправления. Время простоя локомотивов под технологическими операциями определяется технологическим процессом, производимым в соответствующих ОЛХ, и оно учитывается при определении парка эксплуатируемых локомотивов. В работе значение этого времени принимается по данным /26/. Продолжительность простоя локомотивов в ожидании отправления, как известно, имеет вероятностный характер во времени и зависит в основном от следующих факторов: суточных колебаний размеров движения поездов; неравномерности интервалов прибытия и отправления между попутными поездами; времени готовности локомотивов к работе; числа поездов, характера расположения поездов на графике движения поездов, способа регулирования движения поездов на участках; условий эксплуатации локомотивов; технической вооруженности прилегающих участков. В настоящее время имеется ряд исследований, посвященных разработке способов определения значения простоя в ожидании отправления на станциях. Анализ этих исследований показывает, что методы определения t„»c можно разбить на "геометрический", где b0itc определяется на основе конструкции графика движения поездов, "статистический", где Ьож. определяются путем обработки статистических данных, способ статистического моделирования (испытания). При "геометрическом" методе определения времени ожидания работы локомотивов в работах /46,70/ принимается предпосылка, что общий простой локомотивов есть величина постоянная и учитывается несовпадение интервалов между прибытием и отправлением грузовых поездов по графику. При этом простой локомотив на пунктах колеблется от нуля до среднего значения интервала между грузовыми поездами. На основе принятой предпосылки выведены аналитические зависимости значения исследуемой величины. В этих формулах учитывалась зависимость і0«с только от размеров движения грузовых поездов и была выведена только для пункта оборота локомотивов. При составлении аналитической зависимости too статистическим методом авторы работ /6, 7, 9, 13, 16, 27, 28, 34, 58, 67/ анализировали: - различные графики движения грузовых поездов, при составлении которых был учтен вероятностный характер ta»c во времени; - различные графики оборота локомотивов, обслуживающих грузовые поезда, составленные на основе графика движения поездов. При определении времени простоя локомотивов в пунктах (на станциях) методом статистического моделирования авторы исходили из вероятностного закона распределения прибытия поездов на станции и отправления поездов со станции. Так, например, принимаются: нормальный /18, 53/, биноминальный /60/, а в /5/ гипергеометрический законы распределения вероятности прибытия грузовых поездов на станции.
На основе своих исследований авторы указанных работ рекомендуют пользоваться теми или иными формулами для определения времени ожидания работы локомотивов.
Анализ вышеприведенных исследований показал, что они производились в разное время и при различных условиях эксплуатации локомотивов на сети, а при выводе формул определения простоя локомотивов в пунктах были использованы различные математические зависимости, которые с неодинаковой степенью точности отражают фактические колебания средней величины простоя.
Алгоритм: выбора рационального варианта развития и размещения ОЛХ на полигоне железной дороги
Как было показано в первой главе, для решения задачи комплексного развития и размещения ОЛХ на полигоне железной дороги в работе используются принципы системного анализа. При этом предполагается решение задачи осуществите в три этапа. На втором этапе производится, как это указывалось выше, размещение ОЛХ в пределах участка обращения локомотивов. В этом случае задача сводится к выбору оптимального числа пунктов технического осмотра и экипировки локомотивов (ПТОл) и пунктов их размещения на УОЛ. Содержательная постановка задачи заключается в следующем. Пусть имеется УОЛ и известны: - число основных депо и их пункты размещения; - размеры движения грузовых поездов в сутки; - пункты размещения существующих ПТОл и их техническое состояние, а также возможные пункты размещения дополнительных ПТОл; - тип и серия эксплуатируемых локомотивов; - способ организации работы локомотивов; - функция определения затрат на выполнение перевозок и размещения ПТОл. Необходимо определить такое число ПТОл и места их размещения, при котором обеспечивается выполнение заданного объема перевозок с наименьшими приведенными затратами на строительство, содержание пунктов технического обслуживания локомотивов на участке их обращения и неплановый ремонт локомотивов. Математически задача сформулирована следующим образом: Пусть задан участок обращения локомотивов. На нем указан/3 раздельных пунктов (,р = у fc}J » в которых возможно размещение пунктов технического обслуживания локомотивов. Наличие или отсутствие пункта технического обслуживания локомотивов на f -ом пункте oKf ( f= і,!,--) f) определяется соответственно числами 1 или 0 . Каждый вариант размещения ПТОл на участке обращения локомотивов определяется множеством {оХр}. Требуется определить такие значения (лУу -ых, при которых функционал R имеет наименьшее значение, Задача относится к многовариантной. Варианты образуются дискретными комбинациями числа и пунктов размещения ПТОл на УОЛ. Решение задачи путем полного перебора всех возможных вариантов приводит к усложнению решения общей проблемы. Это связано с тем, что задача по выбору ПТОл на УОЛ используется многократно при решении общей проблемы размещения ОЛХ на дороге. Поэтому для решения задачи выбора оптимального варианта размещения ПТОл на УОЛ предлагается следующая методика. Путем анализа возможных пунктов размещения ПТОл выявляются реальные пункты их размещения. При этом учитываются следующие требования: территория ПТОл должна иметь достаточную площадь для размещения всех зданий и устройств, обеспечивающих нормальную работу объекта в течение расчетного срока и возможность его последующего развития; площадка для ПТОл должна выбираться с учетом топографических и географических условий; возможность обеспечения квалифицированными специалистами ПТОл и др. За исходный принимается вариант размещения существующих ПТОл на УОЛ. Для заданного состояния размещения системы ПТОл проверяется обязательное выполнение условий 1.4 - 1.7. Если эти условия выполняются, то определяется значение функционала Fj , учитывающего затраты, связанные с содержанием системы ПТОл и с неплановыми ремонтами локомотивов. При невыполнении условий 1.4 - 1.7 предусматривается размещение дополнительного ПТОл. Для этого варианта значение функционала состоит из затрат, связанных с содержанием системы ПТОл, с неплановыми ремонтами локомотивов и со строительством дополнительного ПТОл. При решении задачи последующие варианты формируются на основе следующих предпосылок. Число неплановых ремонтов локомотивов и затраты на них зависят от расстояния между пунктами ПТОл. Если уменьшить это расстояние путем строительства дополнительного ПТОл между существующими, то повышается вероятность своевременного устранения неисправностей локомотивов и в связи с этим уменьшается количество неплановых ремонтов локомотивов и затраты на них. При этом возникают дополнительные затраты на сооружение дополнительных ПТОл и содержание системы ПТОл на УОЛ. Для формирования нового варианта размещения системы ПТОл расстояние между ними в заданном состоянии размещения ПТОл делится либо пополам для варианта, в котором выполняются условия ограничений 1.4 - 1.7, либо на три, в котором не выполняются условия ограничений 1.4 - 1.7 и в ближайшем от места деления раздельном пункте устанавливается искомый объект. Для данного варианта значение функционала гг состоит из затрат, связанных со строительством дополнительного объекта, с содержанием системы ПТОл, а также с неплановыми ремонтами локомотивов. В зависимости от значения исходного функционала F, и сравнение его со значением функционала полученного варианта F2 возможны следующие случаи. 1. Если N Vz , то это означает, что дополнительные затраты на строительство дополнительного ПТОл и на содержание системы ПТОл оказались больше, чем эффект, получаемый от умень шения затрат, связанных с неплановыми ремонтами локомотивов. Тог да оптимальным считается вариант со значением функционала, равным [\ , т.е. исходный вариант размещения системы ПТОл на УОЛ. 2. Если Fi F2 » то это означает, что эффект, получаемый от уменьшения затрат на неплановые ремонты локомотивов, больше чем дополнительные затрапн на строительство дополнительного ПТОл и содержание системы ПТОл. Во втором случае для формирования новых вариантов расстояние между ПТОл в заданном состоянии размещения делится на 3, 4 и т.д. равные части и согласно вышеописанному принципу продолжается весь процесс расчета до получения оптимального варианта. При этом сравниваются значения функционала рассматриваемого варианта с предыдущим.
