Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Анализ существующих систем обеспечения составов локомотивами и локомотивными бригадами
1.1 Общее состояние вопроса 7
1.2 Система обеспечения составов локомотивами и бригадами на станциях массовой их смены 8
1.3 Система обеспечения составов локомотивами и бригадами на станциях железнодорожных узлов 15
1.4 Обеспечение составов локомотивами на грузовых станциях Кузбасса...20
1.5 Выводы по главе 1 22
ГЛАВА II. Исследование процесса обеспечения составов локомотивами на станциях
2.1 Необходимость разработки системы обеспечения составов локомотивами на станциях с малыми размерами движения 24
2.2 Установление закона распределения интервалов поступления готовых составов и прибытия поездов (локомотивов) 26
2.3 Графическое моделирование работы системы обеспечения составов локомотивами на станциях с малыми размерами движения грузовых поездов 31
2.4 Моделирование работы системы обеспечения составов локомотивами на ЭВМ 34
2.5 Необходимость разработки системы обеспечения составов поездными локомотивами на станциях, находящихся внутри полигона обращения 39
2.6 Аналитические зависимости для определения показателей работы системы обеспечения составов локомотивами 40
2.6.1 Определение среднего числа прибывших локомотивов и образовавшихся составов 41
2.6.2 Определение среднего числа подсылаемых и отправляемых локомотивов за смену резервом 45
2.6.3 Определение общего числа локомотивов, отправленных за смену 50
2.6.4 Определение длительности простоев локомотивов в ожидании составов и составов в ожидании локомотивов 50
2.6.5 Определение суммарных локомотиво-часов в ожидании составов и составо-часов в ожидании локомотивов 51
2.7 Выводы по главе II 60
ГЛАВА III. Оперативное регулирование локомотивами на станциях, расположенных внутри участка обращения
3.1 Особенности оперативного регулирования 62
3.2 Метод оперативного (сменного) регулирования работы локомотивов на станциях, расположенных внутри полигона обращения 62
3.2.1 Рационализация оперативного (сменного) обеспечения составов локомотивами на станции с использованием генетического алгоритма 63
3.2.2 Оптимизации резервных пробегов локомотивов между станциями внутри полигона обращения 69
3.2.3 Экономическая оценка целесообразности обмена локомотивами между станциями в оперативных условиях 70
3.3 Выводы по главе III 74
ГЛАВА IV. Совершенствование метода расчета явочного контингента локомотивных бригад
4.1 Анализ продолжительности работы локомотивных бригад 75
4.2 Разработка метода расчета явочного контингента локомотивных бригад 77
4.3 Выводы по главе IV 91
Заключение 92
Список использованных источников 96
Приложение 1 109
- Система обеспечения составов локомотивами и бригадами на станциях массовой их смены
- Установление закона распределения интервалов поступления готовых составов и прибытия поездов (локомотивов)
- Рационализация оперативного (сменного) обеспечения составов локомотивами на станции с использованием генетического алгоритма
- Разработка метода расчета явочного контингента локомотивных бригад
Введение к работе
Актуальность проблемы. На протяжении многих лет одной из мер улучшения экономических показателей работы железнодорожного транспорта является удлинение участков обращения локомотивов и локомотивных бригад.
Поэтому на современном этапе развития железнодорожного транспорта в целях повышения уровня эксплуатационной работы участки обслуживания локомотивов увеличиваются до полигонов, включающих в себя одну или несколько железных дорог. Таким образом, значительное число технических и крупных грузовых станций, оказывается внутри участка (полигона) обращения. На таких станциях в течение смены обычно пропускается большой поток поездов транзитом, а расформируется и формируется небольшое число составов (до десятка). При этом формируемые составы образуются через большие и неравные интервалы, поезда в расформирование, а с ними и локомотивы поступают также редко, с большими интервалами. В таких условиях формируемые составы длительное время простаивают из-за ожидания локомотивов, что приводит к значительным экономическим потерям.
Кроме того, по каждой станции число прибывающих за смену поездов редко совпадает с числом отправляемых. В большинстве случаев на одной станции за данную смену образуются излишки локомотивов, а на другой - их недостаток. При этом неизбежно возникают значительные непроизводительные затраты времени работы локомотивных бригад в ожидании готовности состава, имеют место случаи превышения установленной продолжительности рабочего времени бригад.
При регулировании пересылки локомотивов с одной станции на другую возникает множество вариантов, из которых необходимо выбирать наиболее рациональный.
На систему управления работой железнодорожного транспорта значительное влияние оказывает неравномерность в движении. Причины такой неравномерности могут быть различными. Так например, составообразование на погрузочных станциях зависит от ряда факторов: экономическая обстановка в стране и за рубежом; график работы предприятий; отказы технических средств и др. Для качественного управления работой необходимо знать характер и закономерности каждого процесса, а также грамотно применять их характеристики.
Актуальность исследуемой проблемы определяется потребностью всемерного снижения расходов железных дорог, повышения качества перевозок и конкурентоспособности железнодорожного транспорта в рыночных условиях.
Целью исследования является снижение простоев составов и поездных локомотивов на станциях, расположенных внутри участка обращения, и резервных пробегов локомотивов между этими станциями; обеспечение соблюдения установленной продолжительности рабочего времени локомотивных бригад в оперативных условиях.
Задачи исследования:
-
Определить закономерности процесса обеспечения составов локомотивами на станциях, расположенных внутри участка обращения локомотивов, а также станциях с малыми размерами движения грузовых поездов.
-
Разработать эффективную систему обеспечения составов локомотивами, позволяющую сократить затраты, связанные с простоем составов в ожидании локомотивов, резервными перепробегами локомотивов, сверхурочными часами работы локомотивных бригад.
-
Разработать метод рационального сменного регулирования работы локомотивов.
-
Усовершенствовать метод расчета явочного контингента локомотивных бригад.
Научная новизна.
- Установлено, что на станциях, расположенных внутри участка обращения, число формируемых за смену составов, число поступающих за тот же период поездных локомотивов и разность прибытия локомотивов и формирования составов являются величинами переменными и распределяются все они по нормальному закону.
- Установлено, что на указанных станциях в произвольный момент времени число составов, ожидающих локомотивы и число локомотивов, ожидающих составы являются величинами случайными и распределены по закону Пуассона, а длительности простоев составов и локомотивов в ожидании друг друга распределены по показательному закону.
На основе выявленных закономерностей образования составов и прибытия поездов предложены аналитические зависимости для определения показателей работы указанной системы, которые необходимо использовать при разработке технических норм по локомотивам и локомотивным бригадам.
- Установлено, что у локомотивных бригад, прибывающих с поездами на станции, отработанное время распределяется по закону Эрланга различного порядка для различных станций (от 2-го до 8-го).
- Установлено, что у некоторой части локомотивных бригад, прибывающих с поездами на указанные станции, общее время работы (отработанное плюс ожидание состава плюс предстоящая работа) может превышать установленную на данном участке продолжительность непрерывной работы и таким бригадам потребуется смена.
Практическая значимость:
-
предложена рациональная СИСТЕМА обеспечения составов локомотивами и бригадами на станциях, расположенных внутри участка обращения;
-
предложены алгоритмы, позволяющие при оперативном планировании определять для данных станций оптимальные варианты «состыковок» составов с локомотивами, а также варианты обмена локомотивами между станциями по критерию минимума суммарных затрат, связанных с простоями локомотивов и составов в ожидании друг друга;
-
предложена методика определения для каждой станции внутри участка обращения среднего за смену числа локомотивных бригад, которым после прибытия с поездами потребуется замена, эти данные необходимо использовать при определении явочного контингента локомотивных бригад.
Положения, выносимые на защиту:
-
Модель работы системы обеспечения составов поездными локомотивами на станциях, расположенных внутри участка обращения основанная на исследованиях процессов составообразования, прибытия поездных локомотивов и обеспечения готовых составов локомотивами и бригадами на указанных станциях.
-
Метод расчёта уточнённых технических норм по локомотивам и локомотивным бригадам, учитывающий результаты взаимодействия перечисленных процессов на данных станциях.
-
Метод оперативного (сменного) обеспечения составов локомотивами, основанный на выборе оптимального варианта по критерию минимальных суммарных затрат, связанных с простоем локомотивов и составов в ожидании друг друга.
Апробация работы. Основные положения исследования по работе докладывались и получили одобрения на: межвузовских научно-студенческих конференциях «Интеллектуальный потенциал Сибири»: (Новосибирск: НГАСУ-НГТУ, 2001, а так же 2002); научно-практической конференции «Вузы Сибири и Дальнего Востока – Транссибу» (Новосибирск: СГУПС, 2003); студенческой конференции «Дни науки-2003» (Новосибирск: СГУПС, 2003); научно-технической конференции «Наука и молодежь XXI века» (Новосибирск: СГУПС, 2003); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» (Красноярск, 2005); заседаниях кафедр «Управление эксплуатационной работой» Сибирского и Петербургского университетов путей сообщения.
Реализация работы. Результаты работы отражены в акте о внедрении и использованы на Кузбасском отделении Западно-Сибирской железной дороги при решении задач:
- выявления наиболее рациональных вариантов «состыковки» составов с локомотивами;
- минимизации резервных пробегов локомотивов;
- определения технических нормативов по станциям Беловского подотдела.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 работа, опубликована в издании, определенном Высшей Аттестационной Комиссией.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников (107 наименований) и двух приложения. Общий объём рукописи – 144 страниц, в том числе 108 страниц основного текста, 23 - иллюстраций, 20 таблиц и 35 станиц приложения.
Личный вклад автора. Материалы диссертации разработаны, выводы обоснованы лично автором.
Система обеспечения составов локомотивами и бригадами на станциях массовой их смены
Обеспечение подготовленных составов поездными локомотивами и локомотивными бригадами является важнейшей технологической линией, которая оказывает влияние на качество работы станций массового обеспечения составов локомотивами (сортировочных, стыковых, участковых). Для таких станций путем обследования установлено [54], что следующих три независимых процесса протекают недостаточно синхронно, а именно: 1) процесс подготовки составов в приемо-отправочном парке; 2) процесс технического осмотра и экипировки поездных локомотивов на ПТОЛ; 3) процесс явки локомотивных бригад. Поэтому возникают простои готовых составов в ожидании поездных локомотивов и локомотивных бригад, а также простои локомотивов и локомотивных бригад в ожидании готовности составов. На величину этих простоев влияют следующие факторы: а) неравномерность подготовки составов к отправлению; б) колебания интервалов явки локомотивных бригад и выхода поездных локомотивов из ПТОЛ; в) количество выдач поездных локомотивов и явок локомотивных бригад; г) величина технологического резерва поездных локомотивов и локомотивных бригад. В настоящее время применяется диспетчерское регулирование работы локомотивов и локомотивных бригад. При этом в одной и той же ситуации разные диспетчеры принимают различные решения, которые основаны на опыте работы и интуиции, что не всегда является оптимальным при обеспечении составов локомотивами. В связи с этим предложена рациональная СИСТЕМА обеспечения составов и регулирования локомотивами и локомотивными бригадами [53-56]. Сущность этой системы заключается в следующем: 1. На всех станциях смены поездных локомотивов и локомотивных бригад необходимо планировать число выдач локомотивов и явок локомотивных бригад несколько больше числа обеспечиваемых составов. Однако абсолютная величина дополнительного числа выдач поездных локомотивов (Ndn) и явок локомотивных бригад (NM) не отражает истинных потребностей в локомотивах и бригадах. Поэтому используются доли дополнительных выдач локомотивов («,) и явок локомотивных бригад. 2. На всех станциях смены локомотивов и бригад необходимо создавать регламентированный технологический резерв локомотивов и технологический резерв локомотивных бригад (ТРЛ и ТРБ). Технологический резерв может создаваться из локомотивов и бригад, подготовленных в периоды отсутствия составов. В течение времени (суток, декады) число локомотивов и бригад в ТРЛ и ТРБ может дискретно изменяться от 0 до установленного максимума 5"л, SQ (уровня). Значение максимальных уровней локомотивных бригад и поездных локомотивов в технологическом резерве существенно влияют на показатели работы всех парков, а также на время нахождения локомотивов и локомотивных бригад на станции. Поэтому оптимальная величина этих уровней должна определяться на основе технико-экономического сравнения возможных вариантов. В исходном варианте максимальные уровни локомотивных бригад депо п в ТРБ (S6n) и локомотивов депо j в ТРЛ (Sv) рекомендуется принимать равными среднему числу поездов, отправляемых с бригадами и локомотивами соответствующих депо в течение 2-3 ч, а максимальное число SGn локомотивов, принятых бригадами — по одному на каждый выходной участок, обслуживаемый локомотивами этого депо [57]. Когда число локомотивов и бригад в технологическом резерве достигнет установленного уровня, очередные локомотивы, вышедшие из ПТОЛ, и локомотивные бригады, явившиеся на работу, отправляются резервом на соседние технические станции, либо явки отменяются, а локомотивы отставляются в длительный резерв. Все локомотивы и бригады, зачисленные в технологический резерв, обязательно дождутся составов и отправятся только с составами. Установлено, что чем больше планируется дополнительных явок бригад и выдач локомотивов и чем больше установленный их уровень в ТРБ и ТРЛ, тем меньше простои составов в ожидании локомотивов с бригадами. Однако, с увеличением доли дополнительных выдач локомотивов и локомотивных бригад ал,аб увеличиваются резервные пробеги локомотивов и бригад между техническими станциями. При более высоком уровне ,, S6 будут более длительные простои локомотивов и бригад на станции в ожидании готовности составов. Поэтому необходимо определять целесообразные сочетания (S aJ и (S6m,a6) с учетом зависящих от этих сочетаний показателей эксплуатационной работы. При этом применяется более логичный подход, при котором в качестве критерия для выбора наиболее рациональных сочетаний технологических параметров (5л,ал) и (S6.,a0) предлагается использовать: - наименьшую необходимую надежность технических станций по приему грузовых поездов (Н„); - максимально допустимую продолжительность нахождения локомотивных бригад в ТРБ (Т ,Б). Критерии (Нп, TjPB) не зависят от величины подверженных экономической и финансовой конъюнктуре расходных ставок, поэтому выбранные на их основе сочетания (5 ,«,) и (S6.,a6) отражают более общие свойства взаимосвязи между техническими станциями, прилегающими к ним участками, поездными локомотивами и локомотивными бригадами. Величина надежности по приему грузовых поездов устанавливается из условия взаимодействия работы станций с прилегающими участками и в этом случае надежность нп 90 %. При этих условиях не допускается нарушение режима работы локомотивной бригады из-за задержек поездов.
Установление закона распределения интервалов поступления готовых составов и прибытия поездов (локомотивов)
Однако, функция (1.4) является дискретной и определить оптимальное значение поп путем дифференцирования, как отмечалось в работах [72. 73. 77], достаточно сложно.
В работах А. П. Романова, Г. Б. Бибинеишвили рекомендуется учитывать простой вагонов в ожидании выполнения некоторых операций, но величина простоев определяется или путем составления вариантов узловых графиков [78], или моделированием на ЭВМ для определенных условий работы [73]. В этом случае получаемые решения не являются универсальными.
В железнодорожных узлах отдельные участки, сортировочные и грузовые станции технологически тесно связаны между собой и обслуживаются одними и теми же передаточными локомотивами. Поэтому A.M. Макухой предлагается оптимальное решение находить для всей рассматриваемой системы в целом с учетом не только расходов по движению передаточных поездов и простою местных вагонов под операциями, но и расходов на сортировочных, грузовых и других станциях и участках, вызываемых изменением размеров движения [80, 8]].
Таким образом, предложенная А. М. Макухой методика расчета числа передаточных поездов уточняет формулу (1.4). При такой постановке вопроса для решения задачи по определению оптимальных размеров движения передаточных поездов и оптимального числа локомотивов, обращающихся по твердому графику, целесообразно использовать методы динамического программирования[79]. При решении вопросов, связанных с организацией движения поездов в узле, также предлагается [82]: 1. установить схему рациональных маршрутов следования передаточных поездов по плану формирования, 2. определить нормы массы и размеров движения; 3. рассчитать перегонные времена хода; 4. построить внутриузловой график движения; 5. составить порядок обслуживания поездов локомотивами. Схема рациональных маршрутов следования вагонопотоков предусматривает пропуск вагонов с одной станции узла на другую по строго определенным соединительным линиям с таким расчетом, чтобы: сократить до минимума внутриузловые пробеги подвижного состава и исключить возвратное следование груженых, и встречное порожних вагонов; уменьшить переработку вагонов в узле, прежде всего за счет сокращения размеров угловых потоков; правильно использовать и равномерно загрузить пропуском поездов участки и соединительные линии узла; обеспечить рациональную организацию оборота передаточных локомотивов. Внутриузловой график движения поездов увязывает во времени прием, отправление и пропуск по соединительным линиям узла дальних поездо всех категорий с обращением между станциями узла передаточных поездов, а также локомотивов в депо и из депо (в том числе и для экипировки). Если транзитные поезда передают в узле с входной на выходную станцию передаточным порядком, то для их обслуживания выделяются особые локомотивы. Основным принципом составления внутриузлового графика является обслуживание определенных групп передаточных поездов одним локомотивом. Такой график движения является одновременно и графиком оборота локомотивов. В нем предусматривают их наиболее полное использование и курсирование по возможности в определенных районах узла. Также в узлах возможно применение елочного графика, который дает возможность выбирать в конкретных условиях один из нескольких вариантов расписания. На многих крупных узлах по примеру Пермского узла [83] с большим эффектом применяют жесткий совмещенный график движения передаточных поездов и обращения передаточных локомотивов. Жесткая система узлового графика предполагает отправление поездов по установленному расписанию даже и с меньшей, чем установлено нормой, массой или локомотивов резервом. Это, как правило, компенсируется выгодой от повышения ритмичности в поездной и грузовой работе и ускорением грузовых операций с вагонами. Такой узловой график предусматривает точное место (станция, парк, депо), время и продолжительность смены локомотивных бригад, а также контрольно-технического осмотра локомотивов.
Осуществление передаточного движения и развоз местного груза по твердому графику позволяет организовать ритмичную грузовую работу в узле, более эффективно использовать технические средства, повысить регулярность, точность и достоверность информации о виутриузловых перемещениях вагонов, упорядочить труд локомотивных бригад. Однако для обеспечения передаточного движения по твердому графику требуется значительно большее число локомотивов и локомотивных бригад, чем при оперативном регулировании.
Наибольший эффект от применения жесткого графика достигается на направлениях со значительным и стабильным вагонопотоком для отправления прямых поездов [84]. На участках с малыми, до трех-пяти пар поездов, размерами движения из-за колебаний вагонопотоков возникают значительные сверхнормативные простои составов или необходимо постоянно корректировать «нитки» графика. Это практически приводит к работе бригад по вызывной системе.
По сравнению с другими участками сети железных дорог и крупных пунктов погрузки Кузбасс является уникальным. Эксплуатационная работа в районах Кузбасса характеризуется огромными масштабами, практически по каждой грузовой станции региона организуется отправление нескольких (3-10 в сутки) поездов своего формирования. При малых количествах грузовых поездов в среднем до 1,5 часа возрастает простой поездных локомотивов в ожидании отправления на станциях погрузки, что приводит к нарушению режима работы локомотивных бригад, т.к. на момент готовности состава бригады уже имеют среднее отработанное время около 7-8 часов. Неравномерность в эксплуатационной работе вызывает дополнительный резервный пробег локомотивов (в среднем 3,36 лок. в сутки), который оказывает существенное влияние на величину эксплуатационных расходов. При этом на крупных грузовых станциях Кузбасса около 45% сформированных грузовых поездов простаивают в среднем более часа (70-80 мин.) в ожидании подвода локомотивов.
Почти все грузовые станции располагаются внутри полигона обращения локомотивов. Это требует специального порядка планирования подвязки локомотивов, отличного от технологии, действующей на участковых и сортировочных станциях.
Из вышеперечисленного следует, что на Кузбассе при формировании отправительских маршрутов с грузовых станций должна быть особая и отличная от других участков сети железных дорог система подвязки локомотивов под сформированные поезда.
Рационализация оперативного (сменного) обеспечения составов локомотивами на станции с использованием генетического алгоритма
Важнейшим этапом перехода от информационных систем к управляющим является моделирование процесса эксплуатационной работы и многокритериальный учёт всех возможных влияющих факторов на данный процесс.
Практическое внедрение задач оперативного регулирования работой локомотивов показало, что только многофакторные самокорректирующиеся, самообучающиеся динамичные модели способны отвечать требованиям транспортной системы [88-91]. Системный подход к решению задач оперативного управления включает в себя несколько задач, одной из которых является рациональное обеспечение составов локомотивами.
Порядок действий при оперативном регулировании локомотивами внутри участка обращения включает в себя несколько этапов.
На первом этапе формируется массив данных поступающих локомотивов и времени их прибытия на станцию (информация о дислокации локомотивов), а также массив данных готовых составов к отправлению и времени их сформирования (данные, полученные с погрузочных станций, со станций перецепки локомотивов) На основе этих данных, с использованием генетического алгоритма [105], сущность которого заключается в нахождении глобального экстремума многоэкстремальной функции, выбирается наилучший вариант «состыковок» составов с локомотивами по каждой станции исследуемого полигона (кроме станций, имеющих собственный резерв локомотивов). На втором этапе для каждой станции уравнивается число образующихся составов и локомотивов, которые могут быть использованы для обеспечения составов в течение данной смены. При недостатке локомотивов производится подсылка резервом, при избытке — их отправление. Возможны разнообразные сочетания станций с излишками и станций с недостатками локомотивов, а также разнообразные сочетания величин излишков и недостатков, поэтому возникает необходимость каждую смену наилучшим образом приводить к балансу данные станции. При этом, каждый локомотив проверяется на пригодность к обеспечению состава на конкретной станции (не нарушается продолжительность рабочего времени локомотивной бригады, времени до очередного ТО-2 и экипировки). За критерий оптимальности резервных пробегов локомотивов, внутри участка обращения, принят минимум суммарных локомотиво-километров резервного пробега за смену. Третьим этапом производится рассмотрение прогнозируемой ситуации на ближайших подобных станциях. Если на одной из них имеет место длительный простой состава, а на другой простой локомотива, то проверяется технико-экономическая целесообразность обмена локомотивами между этими станциями. Для составления оптимального плана обеспечения составов грузовых поездов локомотивами на какой-либо период времени (например, на смену) используется генетический алгоритм [92. 93]. Описание алгоритма. Для более удобного восприятия приведем терминологию, использующуюся в генетичетических алгоритмах, в соответствие с терминологией, использующейся в нашей задаче (таблица 3.1). Этапы алгоритма «состыковки» составов" и локомотивов: 1. Задается планируемый период (начальная смена), в котором определяются моменты времени образования составов и поступления локомотивов на станции. (Очевидно, что с уменьшением времени планируемого периода (например, с суточного до текущего плана) точность моментов поступления локомотивов и образования составов будет повышаться). 2. Происходит «прикрепление» локомотивов к каждому составу традиционным способом («первый пришёл — первый ушёл», рис.3.2). 3. Определяются времена простоя составов tt и локомотивов tj , образовавшиеся в каждой «подвязке». 4. Рассчитываются расходы на простои составов в ожидании локомотивов Е и расходы на простои локомотивов в ожидании составов Ej по следующим формулам (3.1) и (3.2).
Разработка метода расчета явочного контингента локомотивных бригад
В работе исследованы взаимодействующие процессы, которые определяют эффективность использования локомотивов на станциях внутри участков их обращения, а также на станциях погрузочных районов, а именно: - образования и подготовки составов к отправлению; - прибытия поездных локомотивов; - обеспечения готовых составов локомотивами; - обеспечения готовых составов локомотивными бригадами. По результатам исследования сделаны следующие выводы. 1. Анализом фактических данных установлено: - Число образующихся за смену составов и число прибывающих локомотивов являются величинами переменными и распределяются по нормальному закону. - В большинстве случаев число прибывающих за смену локомотивов и число образующихся составов различно, что требует либо подсылки недостающих локомотивов, либо отправления излишних резервом. Распределение разности прибывших за смену локомотивов и образовавшихся составов также подчиняется нормальному закону. - Интервалы между моментами готовности к отправлению очередных составов и моментами прибытия очередных локомотивов переменные, те и другие распределены по закону Эрланга 2-3 порядка. Моменты готовности составов и моменты прибытия локомотивов в подавляющем большинстве случаев не совпадают, поэтому возникают простои составов и локомотивов в ожидании друг друга. 2. Выявленные закономерности и предложенные на их основе формулы позволяют при известных плановых размерах обслуживания поездов в предстоящий период (декаду, месяц) определять для каждой рассматриваемой станции величину возможных сгущений в отправлении поездов, среднее и максимально возможное за смену число локомотивов подсылаемых и отправляемых резервом. На этой основе может на каждый плановый период разрабатываться технология упорядоченного регулирования работы поездных локомотивов, обслуживающих рассматриваемые станции. С учетом вероятностного характера процесса образования составов и прибытия локомотивов, на рассматриваемых станциях, а также большого числа возможных вариантов их «состыковки» разработана имитационная модель и программа обеспечения составов локомотивами, при которой в течение смены ВСЕ образовавшиеся составы обеспечиваются локомотивами, и производится выбор оптимального варианта «состыковок» составов и локомотивов по минимальной сумме затрат, связанных с простоями составов и локомотивов в ожидании друг друга. 3. В результате моделирования на ЭВМ работы указанной системы установлено, что число локомотивов, ожидающих составы Мож, и число составов, ожидающих локомотивы N03IC, являются величинами случайными и распределены они по закону Пуассона. Длительности простоев локомотивов (tj и составов (tc) соответственно в ожидании друг друга хорошо согласуется с показательным распределением. На основе выявленных закономерностей предложены формулы для расчета следующих показателей работы процесса обеспечения составов локомотивами: - среднее число подсылаемых и отправляемых локомотивов за смену резервом (м"/ез,м;:з); - среднее число локомотивов, ожидающих готовности составов, и среднее число составов, ожидающих готовности локомотивов в произвольный момент времени {Мож, N03tc); - средняя за смену длительность простоев локомотивов и составов в ожидании друг друга (1Л,ЇС), v.; - суммарные лок-ч простоя в ожидании составов ClJvlt) и сос-ч простоя в ожидании локомотивов (ZN0 Возможность расчета перечисленных выше показателей позволяет технологам более точно планировать показатели работы станций, объемы работы локомотивов и бригад на прогнозируемый период (декаду, месяц). 4. Разработанный метод рационального сменного регулирования работы локомотивов на станциях, расположенных внутри участка обращения, представлен в виде алгоритма оптимального оперативного обеспечения составов локомотивами. За критерий оптимальности принята минимальная сумма расходов, связанных с простоями локомотивов и составов в ожидании друг друга за смену. Применение метода даёт возможность уменьшить затраты на простой на 10-25%, а также автоматизировать процесс оперативного управления и расчета выполнения показателей технических норм. В предложенном методе показана возможность эффективного применения генетического алгоритма при решении задач, характерных для транспортных процессов. Предложенный способ оптимизации регулировочных резервных пробегов локомотивов на основе оценки экономической целесообразности обмена локомотивами между станциями в оперативных условиях позволяет сократить эксплуатационные расходы, связанные с простоями готовых составов в ожидании прибытия локомотивов, с простоями локомотивов в ожидании готовности составов к отправлению и с их резервными пробегами. 5. В результате проведённого анализа рабочего времени локомотивных бригад на ряде станций установлено, что: - все прибывшие за составами локомотивные бригады уже имеют различное отработанное время, распределяющееся по закону Эрланга (с параметрами распределения 2-8); - часть прибывших локомотивных бригад ожидают готовности составов. Продолжительность времени ожидания распределена по показательному закону. В диссертации определен порядок получения распределения суммарного рабочего времени локомотивных бригад (отработанного и ожидания готовности состава) на стации. Разработанная на основе исследований методика позволяет технологам определять для каждой станции на планируемый период долю бригад, которые можно использовать для обеспечения составов; долю бригад, которым потребуется смена, из-за превышения непрерывной продолжительности рабочего времени, установленной для данного участка железной дороги; и соответственно более качественно планировать их штат.
