Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, цель исследования 7.
1.1. Краткий анализ исследований по концентрации, специализации и развития вагонных депо на станциях и в ж.д. узлах 7.
1.2. Анализ методик расчета ритма поточной линии и простоя вагонов на станциях, поступивших в деповской ремонт 'Л
1.3. Цель работы, новизна и актуальность 2Р.
1.4. Выводы .2.2.
2. Исследование влияния различных факторов на простой вагонов деповского ремонта
2.1. Закономерности поступления вагонов в деповской ремонт и постановки их на первую позицию потока Л3.
2.2. Схемы вагонных депо и их краткие технические характеристики 2.6.
2.3. Статистическое моделирование на ЭВМ процесса взаимодействия станции и вагонного депо как системы массового обслуживания Л'.
2.4. Исследование влияния различных факторов на простой вагонов, поступающих в деповской ремонт HQ,
2.5. Выводы .5.1.
3. Рациональное размещение устройств вагонного хозяйства на сортировочных станциях и выбор оптимальной емкости станционных путей для отстоя вагонов деповского ремонта
3.1. Обзор существующих работ по размещению вагоноремонт ных устройств на сортировочных станциях ДД
3.2. Рациональные варианты размещения вагоноремонтных устройств на станциях. Расчет среднего времени простоя на станциях вагонов деповского ремонта ...67
3.3. Определение оптимальной емкости станционных путей для отстоя вагонов, поступающих в деповской ремонт 77
3.4. Выводы №
4. Выбор емкости станционных путей в условиях неопределенности исходной информации
4.1. Общие положения и постановка задачи. Краткий обзор методов прогнозирования
4.2. Методики и критерии выбора емкости путей .95
4.3. Пример выбора емкости станционных путей в условиях неопределенности исходной информации /03
4.4. Выводы 1\Ъ
5. Обще выводы 114
Литература
- Анализ методик расчета ритма поточной линии и простоя вагонов на станциях, поступивших в деповской ремонт
- Схемы вагонных депо и их краткие технические характеристики
- Рациональные варианты размещения вагоноремонтных устройств на станциях. Расчет среднего времени простоя на станциях вагонов деповского ремонта
- Пример выбора емкости станционных путей в условиях неопределенности исходной информации
Введение к работе
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", утвержденных ХХУІ съездом КПСС, предусматривается дальнейшее укрепление материально-технической базы нелазнодорояного транспорта, увеличение провозной и пропускной способности железных дорог, наращивание мощностей железнодорожных станций и узлов, более эффективное использование локомотивного и вагонного парка.
Важным условием эффективной работы железнодорожного транспорта является дальнейшее развитие станций и улучшение их работы. За период с I960 г. по 1983 г. переработка вагонов на станциях увеличилась вдвое, а развернутая длина станционных путей примерно на 39/. Поэтому планом комплексного развития железнодорожного транспорта к 1990 год:/ предусматривается увеличение протяженности станционных путей в 1,2 раза, в результате чего их длина достигнет 64$ от общей эксплуатационной длины железных дорог.
За последние годы значительно возросла загрузка сортировочных станций, что вызвало затруднения в пропуске вагонопотоков на решающих направлениях сети. Ежегодные потери, связанные только с задержками поездов по неприему, составляют более 25 млн. руб. Резерв повышения эффективности работы сортировочных станций заложен в уменьшении потерь от задержек поездов по неприему за счет снижения объема повторно перерабатываемых вагонов на горках. Ежесуточно на сети повторно перерабатывается около 50 тыс. вагонов, что приводит к годовым расходам в размере 25-30 млн. рублей.
Значительно растет на станциях повторная переработка вагонов, поступающих на ремонтные пути. Анализ показал, что на
5 многих станциях рост объема переработки вагонов на горке опережает увеличение размеров транзитного грузового движения с переработкой.
Интенсификация использования подвижного состава и значительный рост объема переработки вагонов на сортировочных станциях требует дальнейшего соответствующего комплексного развития станций и устройств вагонного хозяйства (ВХ) на станциях, более эффективного взаимодействия станций и вагоноремонтных устройств. За счет рационального развития устройств ВХ на станциях, увеличения емкости путей для отстоя вагонов, поступающих в ремонт, уменьшается объем повторной переработки вагонов на горках и снижаются потери от задержек поездов по неприему. На станции Горький-сортировочный транзит с/п увеличился на 200 вагонов в сутки, однако за счет увеличения емкости путей устройств ВХ переработка на горке возросла всего на 120 вагонов.
Анализом установлено, что проблема освоения возрастающих объемов плановых видов ремонта грузовых вагонов, сокращения простоя неисправных вагонов на станциях решается путем концентрации ремонта вагонов в депо и специализации вагоноремонтных предприятий, совершенствования системы текущего содержания грузовых вагонов. За счет внедрения новой техники и технологии коллективы многих предприятий добились эффективного использования вагоноремонтной базы, сократили время нахождения вагонов в неисправном состоянии, значительно увеличили выпуск вагонов из ремонта.
11а развитие станций и вагоноремонтной базы выделяются крупные капиталовложения. Ежегодные капитальные вложения в объекты ВХ составляют более 50 млн. руб., в том числе свыше 35$ средств выделяется для ремонта грузовых вагонов. Исключительно большое значение в планировании капитальных вложений на развитие стан-
ций и устройств ВХ, размещаемых на станциях, имэет выбор наиболее экономичных направлений затрат.
При развитии на станции вагонного депо и увеличения его мощности без соответствующего наращивания ешсости станционных путей для отстоя вагонов деповского ремонта наблюдаются потери в перерабатывающей способности станции вследствие повторной сортировки вагонов, поступающих в деповской ремонт. Возрастают расходы на маневровую работу, увеличиваются задержки поездов по неприему и простой составов, поступающих в расформирование.
їиелезнодорошше станции и вагоноремонтные предприятия находятся в определенной производственной зависимости, поэтому вопросы развития станций и устройств ВХ, расположенных на станциях, необходимо решать комплексно. В настоящее время из 415 вагонных депо, расположенных на станциях, более чем в 100 осуществляется ремонт вагонов и их узлов на потоке. Поточный метод ремонта вагонов в депо является одним из главных направлений технического прогресса в вагонном хозяйстве.
Учитывая вышеизложенное, в диссертационной работе выполнены исследования по выбору оптимальной емкости станционных путей для накопления и отстоя вагонов, поступающих в деповской ремонт при организации их ремонта в депо на потоке, рационального размещения путей на территории сортировочных станций и получены конкретные рекомендации по улучшению взаимодействия станций и вагонных .депо.
В диссертации вопросы развития и размещения устройств ВХ на территории сортировочных станций решаются с учетом неопределенности перспективной интенсивности поступления вагонов в деповской ремонт, что позволило открыть новые возможности в планировании оптимального путевого развития устройств ВХ на станциях.
Анализ методик расчета ритма поточной линии и простоя вагонов на станциях, поступивших в деповской ремонт
Учитывая, что задача развития, размещения и специализации ВРД требует учета нелинейной зависимости затрат от объемов производства, А.А. Сафронова решила поставленную задачу в вариантной постановке, допускающей дискретные изменения производственных мощностей в каждом депо.
Выполненные в работе [ 2 Ч] исследования подтвердили целесообразность создания в крупных железнодорожных узлах вагонных депо мощностью 6000-10000 вагонов в год и их специализации на ремонте одного или двух типов вагонов.
В работе [ 6] исследованы вопросы специализации, концентрации и размещения вагоноремонтных предприятий на сети железных дорог Союза ССР и определены основные принципы оптимального размещения вагоноремонтной базы в новых условиях работы транспорта.
Экономико-математическую модель производственно-транспортной многопродуктивной нелинейной задачи по оптимизации развития, размещения и специализации ВРД СМ. Аввакумов сформулировал следующим образом. Найти план, минимизирующий значение суммарных приведенных производственно-транспортных затрат Z = 111 (d +Е.Н-КІ+ТІІ )-Xij r»« ОМ) Ограничения: II а І Z2.o, - предельные мощности ВРД должны быть не менее количества всех подсылаемых вагонов в плановый ремонт; Z2. UKXn Лі " ни в ДН0М из расчетных пунктов /=/ к=/ о /2 не может быть превышена максимальная мощность, допустимая в этом пункте; ZZXi-o/ " общий объем ремонта к-го типа вагонов в L -х предприятиях должен быть равен установленному плану ремонта, К у к к где Сі " і, иj - соответственно производственные затраты на ремонт, капитальные вложения и расходы на транспортировку вагонов в функции от объемов производства и уровня специализации вагоноремонтных предприятий; к Qi - объем ремонта вагонов к-го типа в і -ом вагоноремонтном предприятии; Ь; - количество объектов ремонта в і -м пункте подсылки; Цк - коэффицент пересчета мощности предприятий в условные единицы / приведенные вагоны/; Д- - максимальная мощность предприятия в пункте L ; к Хг - количество объектов ремонта к-го типа, подсы 0 _ лаемых из і -го пункта подсылки і -му депо; W{-LZuKKr оптимальная мощность предприятия в пункте L . На основании выполненных исследований СМ. Аввакумов установил, что "для среднесетевых условий оптимальными размерами вагонных депо в физических 4-х осных вагонах являются при специализации их на ремонте полувагонов 6000, крытых и отдельно цистерн -5000 и платформ 3500. По отдельным районам сети железных дорог оптимальные размеры вагонных депо составляют до 10000 вагонов " ГЄ] . Выводы о рациональности концентрации деповского ремонта вагонов получены также в работах \ о% 72}73 ,85] и подтверж /з даются продолжением на сети процесса концентрации и специализации вагонных депо на ремонте одного из типов вагонов.
Концентрация и специализация в вагоноремонтном производстве привела к тому, что во многих вагонных депо увеличение их мощности происходит за счет внедрения поточного метода ремонта вагонов, при котором вагоны через определенные интервалы времени передвигаются с одной позиции на другую. Поточный метод ремонта вагонов является одним из главных направлений технического процесса в вагонном хозяйстве [II , Z0 ,Ъ7 ,51 ,51 ,68 ,19 ,81 ,89].
В [S3] отмечается, что "наибольшая эффективность ремонта вагонов на потоке достигнута при программе ремонта 12000 вагонов в год".
Проведенный анализ тенденции освоения возрастающих объемов планового вида ремонта грузовых вагонов, а также существующих методик и работ по исследуемому вопросу позволяет сделать следующие выводы:
1. Одним из основных рациональных принципов развития деповской вагоноремонтной базы является создание на сети железных дорог мощных вагонных депо с программой ремонта до 10000-12000 вагонов в год.
2. При доведении годовых программ ремонта вагонов свыше 3500 рационально внедрять поточный метод их ремонта.
Схемы вагонных депо и их краткие технические характеристики
При разработке модели работы станции и вагонного депо важное значение имеют схемы вагонных депо и их технические характеристики.
Анализ схем существующих и проектируемых вагонных депо показывает, что в настоящее время на сети дорог существует большое их разнообразие с различными технико-экономическими характеристиками: числа ремонтных путей и позиций поточной линии, ритма поточной линии, режима работы депо и др.[і2, 20, 37, 40, 44, 46, 51, 53, 57, 68, 72, 79, 80, 81, 89, DO] .
Анализ схем существующих депо по ремонту вагонов и методы их реконструкции рассмотрены в работе [l2] .
В [81J приведены схемы ВРД Пятихатки (рис.2.I) и Брянск П (рис.2.2). В ВРД Пятихатки на одном пути стационарным методом ремонтируют шестиосные вагоны, на другом пути поточным методом четырехосные полувагоны. Ритм потока - 78 мин. Передвижение вагонов на первую и последующие позиции потока осуществляется согласно заданному ритму по команде командоаппарата [8l] . В ВРД Брянск-П - две сквозные поточные линии, ритм потока-2 часа. Вагонное депо Люблино (рис.2.3) - трехниточное, на третьей нитке осуществляется ремонт тележек. Режим работы поточной линии - свободный, ритм потока -0,83 J часа. Интервалы времени постановки вагонов на первую позицию потока (рис. 2.3, поз.1) хорошо согласуются с нормальным законом распределения (табл. П.2.10, станция „в."). На рис.2.4 приведена схема ВРД Перово. Депо - двухниточное, П - образной формы.
На рис. 2.5 приведен генеральный план вагонного депо Крас-ноармейск. Вагоносборочный цех длиной 152 м и шириной 21 м. Поточные линии смонтированы на двух: ремонтных путях, которые оборудованы конвейерами пульсирующего типа... На каждую позицию потока устанавливается по два вагона. Общее число позиций - 8. На третьем пути размещаются отремонтированные тележки. Годовая программа выпуска вагонов из ремонта - 12 тыс. вагонов.
На рис. 2.6 приведен генеральный план вагонного депо станции Саратов-2. Вагонное депо - двухниточное, П-образной формы. В [4б] приведен план вагоноремонтного депо, разработанный Мосгипротрансом. Вагоноремонтное депо запроектировано в составе следующих зданий и сооружений: - вагоноремонтное депо с цехом деповского и текущего отцепоч-ного ремонта; - площадка для подготовки вагонов к ремонту; - парка колесных пар и тележек и др.
Производственная программа деповского ремонта - 6200 четырехосных вагонов в год, текущего отцепочного ремонта - 4800 четырехосных вагонов в год.
В Г 68, 80 J рассмотрены рациональные схемы двух и трехниточных депо. Представляет определенный интерес рекомендация авторов использовать для перестановки вагонов с подготовительной позиции на ремонтный путь трансбордернуіо тележку.
Краткий анализ схем существующих и проектируемых вагонных депо позволил выявить следующее: 1. Схемы вагонных депо могут иметь сквозное построение поточных линий или тупиковое (П или Ш-образное); 2. Число ниток при сквозном или тупиковом построении поточных линий изменяется от одной до трех; 3. Число устанавливаемых вагонов на каждую позицию потока равно I или 2.
Вагонное депо является многоканальной системой массового обслуживания с числом каналов, равным числу ниток депо, на которых осуществляется ремонт вагонов. Если нитки депо специализировать на ремонте вагонов определенной трудоемкости (с нормальным износом, с повышенным износом), то будем иметь несколько одноканальних систем.
Описать работу станции и вагонного депо с помощью аналитических методов представляет собой довольно сложную задачу. Поэтому автором для изучения вопросов взаимодействия станции с вагонным депо (т.е. определения времени 4ож , средней длины оче реди, числа повторно сортируемых вагонов деповского ремонта цри заданной емкости путей и интервала 10 и др.) был применен метод статистического моделирования, который позволил получить эмпирические зависимости в данном случае, когда отсутствует аналитическое решение.
При моделировании работы станции и вагонного депо основываемся на знании вероятностных характеристик входящего потока требований и механизма их обслуживания.
Основными характеристиками потока вагонов, поступающих в деповской ремонт, являются: 1. Интенсивность поступления вагонов в ремонт ( J\ ); 2. Коэффициент вариации интервалов поступления вагонов в ремонт ( vл ); 3. Трудоемкость ремонта вагонов.
Рациональные варианты размещения вагоноремонтных устройств на станциях. Расчет среднего времени простоя на станциях вагонов деповского ремонта
В условиях роста размеров переработки вагонопотоков на сортировочных стащиях и концентрации ремонта вагонов в крупных, технически оснащенных ВРД, интенсивность поступления вагонов в деповской и текущий отцепочный ремонт возрастает.
Значительное увеличение поступления вагонов на ремонтные пути МВРЇЇ связано также с переносом на ряде станций безотцепочного ремонта вагонов из парка отправления в сортировочный парк.
В развитии ВРД отмечается следующая тенденция. В [57J , исходя из опыта проектирования вагонных депо, рассматривается целесообразность создания новых депо на две или три поточные линии при постановке на каждую ремонтную позицию потока двух вагонов. При постановке на каждую позицию потока по одному вагону ВРД рекомендуется проектировать на четыре ремонтных пути. В вагонном депо Красноармейск смонтированы две поточные линии. На каждую позицию потока устанавливается по два вагона. Однако, при постановке двух вагонов с разной трудоемкостью на одну позицию потока увеличивается и усложняется маневровая работа, связанная с подборкой групп вагонов определенной трудоемкости. В этом случае при наращивании мощностей ВРД и МВРП даже при выделении вагоноремонтным устройствам отдельного маневрового локомотива возможна несвоевременная, подача и уборка групп вагонов с ремонтных путей, что приводит к непроизводительному простою рабочей силы, оборудования и увеличивает простой вагонов на станциях.
Ояедует отметить, что современные достижения науки и техники по вагоноремонтному производству позволят в недалекой перспективе достигнуть годовых прогррмм и свыше 12 тыс. вагонов.
Проектом реконструкции депо Белово предусматривалось втрое увеличить выпуск вагонов из ремонта и довести его сначала до 12 тыс., а затем до 32 тыс. вогонов в год.
В связи с этим увеличение интенсивности поступления вагонов в деповской и текущий отцепочный ремонт требует соответствующего наращивания емкости станционных путей для их отстоя. Кроме того, может потребоваться сооружение малых сортировочных устройств для подбора вагонов по видам и объемам ремонта.
Учитывая вышеизложенное автором данной диссертационной работы предлагается следующее: а) вагонное депо размещать параллельно парку формирования, рядом с крайним путем сортировочного парка; б) пути для отстоя вагонов деповского ремонта размещать пе ред ВРД с обеспечением роспуска вагонов на эти пути непосредст венно с горки; в) МЕРП располагать рядом с крайним путем сортировочного парка с тем, чтобы обеспечить удобную связь с сортировочными пу тями и минимизировать время подачи и уборки групп вагонов. На рис. 3.13 приведен предлагаемый вариант размещения устройств вагонного хозяйства на односторонней сортировочной станции.
Преимущества предлагаемого варианта размещения позиции накопления для отстоя вагонов деповского ремонта по сравнению с ранее рассмотренными вариантами заключаются в следующем: а) улучшается связь станции с ремонтными путями вагонного депо, обеспечивается поточность движения вагонов деповского ре монта и сокращается их пробег по станции; б) обеспечивается удобная этапность увеличения емкости путей для накопления вагонов деповского ремонта, а также маневренность при подаче и уборке групп вагонов на ремонтные пути; в) накопление вагонов разной ремонтной трудоемкости на от дельных путях отстоя позволяет сократить расходы на маневровую работу при подборке и установке двух вагонов определенной трудо емкости на одну позицию потока, а также в случае специализации поточных линий на ремонте вагонов определенной ремонтной трудо емкости; г) появляется возможность применения вспомогательных средств (вагоноосаживателей, конвейеров и др.) для подачи вагонов на ре монтные пути депо без привлечения маневрового локомотива; д) в предлагаемом варианте применение симметричных стрелочных переводов марки 1/6 позволяет снизить расходы на укладку путей для отстоя вагонов деповского ремонта и сократить расходы на их содержание; е) при малом уровне загрузки вагонного депо обеспечивается более высокая ритмичность его работы,
В таблице 3.1. приведены данные о расстоянии пробега вагонов деповского ремонта по территории односторонней сортировочной станции по первому варианту (рис. 3.10) и предлагаемому второму варианту размещения ВРД и путей для отстоя вагонов деповского ремонта (рис. ЗДЗ.).
Анализ данных таблица 3.1 показывает, что по второму варианту обеспечивается значительное сокращение пробега вагонов по территории станции.
При уборке вагонов через вытяжки формирования пробег вагонов уменьшается на 2,19 км, при выводе вагонов через горку - на 1,28 км.
Пример выбора емкости станционных путей в условиях неопределенности исходной информации
1. Непрерывный рост перевозок грузов на сети железных дорог СССР требует дальнейшего развития станций и размещаемых на них устройств ВХ. Планом комплексного развития железнодорожного транспорта предусматривается увеличение протяженности станционных путей в 1,2 раза, в результате чего их длина к 1990 году достигнет 64$ от общей эксплуатационной длины железных дорог. Поэтому важной задачей является повышение эффективности капитальных вложений, направляемых на путевое развитие станций. Для обеспечения эффективноеэй эксплуатации вагонного парка дальнейшее укрепление получит вагоноремонтная база, при этом ежегодные капитальные вложения в объекты ВХ составят более 50 млн. рублей.
2. Проведенный анализ показал, что проблема освоения возрастающих объемов деповских ремонтов грузовых вагонов решается путем создания на сети мощных вагонных депо с программой ремонта до 12 тыс. загонов в год, а также специализации ВРД для ремонта определенных типов вагонов. При концентрации ремонта вагонов необходимо предусматривать соответствующее путевое развитие. Главным направлением технического прогресса в вагонном депо является поточный метод ремонта вагонов, переход на который способствует концентрация и специализация в вагоноремонтном производстве.
3. Одним из важных условий повышения эффективности капитальных вложений в развитие устройств ВХ является совершенствование размещения этих устройств на территории сортировочных станций. Анализ показал, что при существующих вариантах размещения путей для накопления и отстоя вагонов деповского ремонта возникают значительные пробеги вагонов и маневровых локомотивов. В диссертации разработан рациональный вариант расположения этих путей, что позволяет сократить пробеги вагонов по территории сортировочных станций на 1,3 - 2,2 км и получить экономию приведенных расходов в размере 3,5 - 7,5 тыс. рублей по каждому депо.
4. В диссертации разработана и обоснована методика выбора оптимальной емкости станционных путей для накопления и отстоя вагонов деповского ремонта. Установлено, что для исключения дополнительной сортировки вагонов деповского ремонта требуется иметь такую емкость путей, которая в 3,5 раза превышает среднюю длину очереди. При учете в расчетах емкости путей одного сред него квадратического отклонения среднего числа вагонов, находя щихся в накопителе, надежность его работы не превышает 84% при всех режимах работы депо. Переход с двухсменного на 12 ч режим работы депо увеличивает надежность работы накопителя на 1-3%, Увеличение сменности работы депо и переход с двухсменного на трехсменный режим работы повышает надешюсть работы накопителя на 3-6#, что уменьшает годовые потери, связанные с дополнитель ной сортировкой вагонов деповского ремонта, на 1-2 тыс. рублей.
Для обеспечения высокой надежности работы накопителя (91-97%) в расчетах емкости путей необходимо учитывать два средних квадратических отклонений среднего числа вагонов, находящихся на путях отстоя.
5. При ремонте вагонов на потоке и программе ремонта 4,0 4,5 тыс. вагонов в год требуется предусматривать вместимость отстойных путей на 18-22 вагона при всех режимах работы депо и уровне его загрузки до 90%. При уровне загрузки ВРД на 95% необходимо проектировать емкость путей на 30-35 вагонов при режиме работы депо в две смены или по 12 ч ежесуточно, а при режиме работы депо в три смены - на 25-31 вагон. При программе ремонта 6,0 - 6,2 тыс. вагонов в год и загрузке депо порядка 90% вместимость отстойных путей должна составлять 22-25 вагонов. Увеличение уровня загрузки депо на Ъ% требует увеличения емкости путей на 20-25 вагонов при режиме его работы в две смены или по 12 ч ежесуточно, а при трехсменной работе депо - на 10-12 вагонов.
6. Расчет времени исключения вагонов деповского ремонта из рабочего парка должен проводиться по разработанной в диссертационной работе методике. В диссертации установлено, что при выборе ритма потока необходимо учитывать такой важный фактор, как время простоя вагонов в ожидании деповского ремонта. Проведенные исследования показали, что концентрация ремонта вагонов в депо приводит к снижению влияния неравномерности поступления вагонов на время их исключения из рабочего парка, а также повышает ритмичность работы ВРД. Этот важный практический вывод необходимо учитывать при оценке варианта, связанного со строительством нового ВРД или при концентрации деповского ремонта в меньшем числе депо.
Похожие диссертации на Оптимизация развития и размещения устройств вагонного хозяйства на сортировочных станциях
