Введение к работе
Актуальность проблемы. В соответствии с "Основными направлениями развития и социально-экономической политики железнодорожного транспорта на период до 2005 года" главной задачей совершенствования управления перевозочным процессом является переход к ориентированному на удовлетворение требований пользователей качеству транспортного обслуживания при достижении наиболее экономичных результатов всех составляющих технологического процесса.
Для решения поставленной задачи требуются существенные изменения в подходах к плану формирования поездов, в техническом нормировании, календарном планировании, работе станций. Необходимо обеспечить адаптацию плана формирования поездов к возросшей динамичности транспортных связей. При этом создание ресурсосберегающих технологий железнодорожного транспорта неразрывно связано с высоким уровнем функционирования его отдельных подсистем: участков, узлов, станций.
В новых условиях хозяйствования вся работа железных дорог в части грузовых перевозок направлена на ускорение доставки грузов от отправителей к получателям с их минимальными потерями и с наименьшими расходами на перевозки.
Укрупненно перевозочный процесс можно разделить на перемещение вагонов в транзитных и местных поездах. Причем, за один рейс грузовые вагоны по меньшей мере дважды выступают в качестве местных и один раз перемещаются как транзитные.
Несмотря на то, что путь, проходимый грузовым вагоном в качестве транзитного, в несколько раз превышает расстояние его перемещения в сборных, вывозных или передаточных поездах, доля времени оборота вагона, приходящегося на его пребывание в качестве местного, составляет более 70%. А при перемещении вагонов между крупными железнодорожными узлами она
4 доходит до 80-85%. Такое положение объясняется сравнительно низкой участковой скоростью передвижения -местных вагонов в железнодорожных узлах, многочисленными их переработками в процессе перемещения от технических станций до грузовых фронтов, наличием больших межоперационных простоев и др. Все это приводит к ухудшению количественных и качественных показателей перевозочного процесса и его удорожанию.
Неудовлетворительное положение, сложившееся в части переработки местного вагонопотока в железнодорожных узлах, вызвано многочисленньши факторами в числе которых: необоснованный приоритет в переработке транзитного вагонопотока по отношению к местному, отсутствие специализированных технических и технологических линий для переработки местных вагонопотоков и др. Следует также заметить, что существующие рекомендации по совершенствованию процессов переработки местных вагонопотоков в своей основе ориентированы на постоянный прирост объемов перевозочной работы.
В настоящее время, характеризующееся наличием подъемов и спадов в добывающих отраслях и промышленном производстве, существующие технологии продвижения и переработки местных поезде- и вагонопотоков являются далекими от оптимальных и не могут быть оперативно видоизменены ввиду изменившихся условий функционирования железнодорожного транспорта.
Таким образом на современном этапе встают проблемы разработки гибких технологий, ориентированных на изменяющиеся объемы работы при наличии недостаточного или избыточного технического оснащения и путевого развития подсистем железнодорожного транспорта.
Цель исследования состоит в разработке комплексной теории организации переработки местных вагонопотоков в оптимальном режиме функционирования железнодорожных узлов и участков. При этом достигается
5 рациональное соотношение' между мощностью технических средств, обеспечивающих переработку местного вагонопотока и скоростью его продвижения при использовании оптимальных технологических решений.
В качестве статического объекта исследований рассматривается железнодорожный узел с ближними и дальними подходами, а в качестве динамического объекта - грузовые вагоны, имеющие статус местных.
Комплексная теория организации продвижения и переработки местных вагонопотоков включает рассмотрение всех элементов исследуемого процесса в части эксплуатационной работы.
В свою очередь, отдельные элементы технической работы предусматривают решение целого комплекса всевозможных задач по оптимизации параметров подсистем, специализированных для переработки местного вагонопотока, а также различных элементов технологического процесса. К их числу относятся:
- определение рациональных величин составов сборных, вывозных и
передаточных поездов;
'-оптимизация путевого развития местных сортировочных систем, специализированных для детальной подборки местных вагонов;
выбор рациональной технологии сортировочной работы с местными вагонами;
разработка методики оптимизации маневрового обслуживания промежуточных станций железнодорожных участков;
разработка твердого графика развоза местного груза;
расчет оптимального плана формирования сборных, вывозных и передаточных поездов и др.
Помимо перечисленных необходимо уточнение вопросов: оценки продолжительности простоя местных вагонов в ожидании маневрового обслуживания; учета слияния отцепов в процессе многократной сортировки
составов; взаимосвязи основных параметров поездо- и вагонопотоков, выбор эффективных схем пересечения маршрутов местных передач с главными путями.
Методика исследований основывается на:
учете результатов исследований и внедрения конкретных решений в области организации переработки местных поездо- и вагонопотоков;
системном . подходе к описанию, анализу и синтезу работы железнодорожного узла с ближними и дальними тупиковыми и сквозными подходами как сложной системы;
использовании современных математических методов теории вероятностей, теории случайных процессов, теории массового обслуживания, математической статистики, математического моделирования производственных процессов, комбинаторного анализа, исследования операций;
теории принятия оперативных решений в условиях функционирования человеко-машинной системы; t і . .
проведении технико-экономического сопоставления вариантов использования интенсивных технологий переработки местного поездо-и вагонопотока. - л:
Научная новизна. В диссертации предложены и научно обоснованы теоретические основы организации переработки местных поездо- и вагонопотоков на полигонах железных дорог.
Разработана универсальная методика расчета плана формирования сборных, вывозных и передаточных поездов, учитывающая различные схемы железнодорожных участков, возможность наложения на результирующий вариант дополнительных условий и ограничений и позволяющая одновременно оптимизировать основные параметры местных поездопотоков.
Впервые предложена организация работы железнодорожных узлов и участков по двухвариантному плану формирования поездов, действующему в различные периоды суток. Разработано программно-математическое обеспечение задачи оперативной корректировки плана формирования в условиях колебаний местных вагонопотоков в рамках комплекса задач, решаемых в АСОУП.
Сформулированы и обоснованы принципы расчета и построения твердого графика развоза местного груза. Разработаны статистический и аналитический методы расчета оптимальных моментов отправления сборных, вывозных и передаточных поездов с технических станций.
Предложена методика комплексной оптимизации маневрового обслуживания промежуточных станций железнодорожных участков. Она содержит принципы и способы расчета потребности в маневровых средствах, их закрепления за опорными станциями и установления эффективных схем обслуживания малодеятельных станций. Разработано программно-математическое обеспечение оперативного управления маневровой работой, реализуемое в рамках задач локомотивного диспетчера, решаемых в АСОУП.
Разработана комплексная методика оптимизации технико-технологических параметров местных сортировочных систем. Ее использование в практических расчетах позволяет устанавливать наиболее эффективные: число и длину сортировочных и отсевных путей, тип сортировочного устройства и базовую технологию работы по детальной подборке вагонов.
Исследована проблема организации сортировочной работы с местными вагонами. Разработано программно-математическое обеспечение автоматизации задачи выбора рационального способа детальной подборки вагонов с составлением схемы сортировочного процесса.
Практическая ценность диссертации состоит в разработке научно обоснованных методов и практических рекомендаций по внедрению новых
8 технологий перевозочного процесса, направленных на снижение эксплуатационных расходов и повышение доходности железных дорог и отрасли.
Реализация работы. Принципы и методы расчета твердого графика развоза местного груза использованы при совершенствовании технологии работы сборных, вывозных и передаточных поездов на Горьковском отделении Горьковской железной дороги и в Воронежском железнодорожном узле Юго-Восточной железной дороги.
Методика расчета плана формирования местных поездов применена при разработке технологии развоза местного груза на Лискинском отделении Юго-Восточной железной дороги и на Калининградской железной дороге/
Принципы и методы оперативного управления работой маневровых локомотивов использованы при совершенствовании технологии переработки местных вагонопотоков на Юго-Восточной и Калининградской железных дорогах, а также на Самарском отделении Куйбышевской железной дороги.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были доложены на XXII общесетевой научно-технической конференции "Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог с применением математических методов и ЭВМ" (Москва, 1985 г.), Всесоюзной научно-практической конференции с участием специалистов социалистических стран "Проблемы повышения надежности и безопасности технических средств железнодорожного транспорта" (Москва, 1988г.), XXIII общесетевой научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в развитии станций и узлов" (Москва, 1989г.), IX областной научно-практической конференции "Повышение надежности технических средств и совершенствование технологии эксплуатационной работы на Куйбышевской железной дороге (Куйбышев, 1990г.), I, II и III межвузовских научно-методических конференциях "Актуальные проблемы и перспективы развития
9 железнодорожного транспорта" (Москва, 1996, 1997, 1998гт.) и опубликованы в материалах этих конференций.
Теоретические и практические, положения диссертации обсуждались на НТС Горьковской (1993г.), Юго-Восточной (1994г.) и Калининградской (1997г.) железных дорогах, а также на НТС отделения УПП ВНИИЖТ (1998г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 19 работах общим объемом б авторских листов.
Структура н объем диссертации. Диссертация общим объемом 407 страниц машинописного текста (4 таблицы, 48 рисунков) включает введение, десять глав, объединенных в три раздела, заключения, списка использованных источников (240 наименований) и 9 приложений на 69 страницах.