Рациональное размещение грузовых станций в крупнейших транспортных узлах Вьетнама Чан Дык Тхунг

Введение к работе

Актуальность проблемы. В настоящее время непрерывное развитие народного хозяйства Вьетнама вызывает постоянный рост грузооборота всех видов транспорта и требует ускоренное их развитие. Прежде всего, это относится к железнодорожному транспорту, который занимает самое важное место в транспортной системе страны.

Перед железнодорожным транспортом поставлена задача совершенствования эксплуатационной работы, снижения транспортных издержек, ускорения доставки грузов потребителям. Важнейшим направлением для решения поставленной задачи является оптимизация параметров местной работы крупных и крупнейших транспортных уулоп, а которых выполняется основная доля грузовой работы сети. Для чего о качестве одной из важных мер предусматривается повышение перерабатывающей способности грузовых станций а транспортных узлах, которые являются одним из " узких " мест а перевозочном процессе.

Выполнение этих задач наряду с применением прогрессивной технологии требует разработки рациональных схем путевого развития и совершенствования технических средств грузовых станций, их размещение в транспортных узлах,

В настоящее время на сети железных дорог Вьетнама имеется 16 крупных и крупнейших транспортных узлов, обслуживающих города и промышленные центры. В этих узлах выполняется примерно 70 % грузовой работы сети. Современное состояние этих узлов характеризуется отсталой оснащенностью, нерациональным размещением отдельных станций, распыленностью грузовой работы на большом числе грузовых станций. Часть грузовых станций, расположенных в этих узлах, выполняет незначительную грузовую работу. Состояние организации местной грузовой работы о круп-

пых и крупнейших транспортных узлах Вьетнама в целом можно охарактеризовать как неудовлетворительное.

В местной грузовой работе транспортных узлов участвуют следующие взаимодействующие системы технических устройств:

сортировочные станции узла / сходные станции /;

грузовые станции общего пользования;

технические устройства, связанные с передвижением местных погоно-потокоа между сортировочными и грузовыми станциями узла;

технические устройства, обеспечисающяс доставку грузов автотранс портом от грузовых станций узла до грузополучателей и обратно от грузо отправителей до грузовых станций.

Исследованием установлено, что значительную долю в обороте грузового вагона составляет простой его на грузовых станциях узла. На железных дорогах Вьетнама это время составляет 26-30 часов и занимает около 55% общего времени оборота. В условиях рыночных отношений ото время из года в год увеличивается. Причин этому много, но одна из существенных - распыленность грузовой работы по большому числу грузовых станций в транспортных узлах, которая препятствует развитию грузового хозяйства, автоматизации и механизации погрузочно-разгрузочных работ и ухудшает основные экономико-технические показатели транспорта.

В условиях Вьенама определение числа грузовых станций, рациональное размещение их в транспортных узлах, распределение грузовой работы между ними - объективная необходимость постоянной настойчивой работы для освоения растущего грузопотока.

Цель работы и .задачи .исследования. Основной целью диссертации являются исследование процесса переработки местных грузопотоков в транспортных узлах в целом, определение числа грузовых станций, их рациональное размещение в транспортных узлах Вьетнама и распределение грузов >й работы между ними..

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

проведено исследование систем технических устройств и технологии переработки местных грузопотоков а транспортных узлах;

исследованы схемы транспортных узлоо, размещение в них сортировочных, грузовых станций, районов тяготения, взаимодействие между станциями узла в процессе переработки местных грузопотоков;

определены элементы расходов, связанных с переработкой местных грузопотоков в транспортных узлах;

разработана экономико-математическая модель систем, занятых переработкой местных грузопотоков в транспортных узлах;

на основе сочэтания точных аналитических способов расчета с комбинаторными методами разработан и обоснован алгоритм для выбора рационального размещения грузовых станций в транспортных узлах Вьетнама;

предложенная методика доведена до практической реализации на ЭВМ. Даны конкретные рекомендации по рациональному размещению грузовых станций в крупнейшем транспортном узле Вьетнама - Ханое на пе-. риоды 1995 и 2000 г г.

Методика.исследования. Исследование основано на анализе и обобщении теории и опыта проектирования и размещения грузовых и грузо-сортировочных комплексов в транспортных узлах СНГ, изучении научно-исследовательских, проектных, инструктивных материалов МПС России, министерства транспорта Вьетнама. Анализ структуры систем технических устройств и технологии переработки местных грузопотоков в транспортных узлах проведен на основе применения основных принципов системного подхода. Для определения числовых характеристик входящего потока требований и времени их обслуживания использована теория массового обслуживания. Элементы времени нахождения местных вагонов на сортиро--рочных и грузовых -стнцичх определялись как аналитическим методом, так

и методом статистического моделирования с использованием теории матриц. Выбор рационального размещения грузовых станций в крупнейшем транспортном узле Вьетнама производился по критерию минимума годовых приведенных расходов с учетом качественных показателей. Спецификой алгоритма поиска оптимального варианта размещения грузовых станций в транспортных узлах является сочетание точных аналитических способов расчета с комбинаторными. Кпу^іі-іая_нр_визна_:

разработана экономико-математическая модель систем, занятых переработкой местных грузопотоков в транспортных узлах;

исследованы факторы, влияющие на простой местных вагонов назначением на грузовые станции под накоплением па сортировочных станциях узла. Предложена формула для определения простоя местных вагонов назначением на грузовые станции под накоплением на сортировочных станциях Вьетнама;

разработана и обоснована методика расчета рационального размещения грузовых станций в конкретном транспортном узле Вьетнама

Практич^ская^црнность. Основные теоретические положения и результаты исследования предназначены для совершенствования процесса переработки местных грузопотоков в транспортных узлах Вьетнама.

В диссертации даны конкретные рекомендации по рациональному размещению грузовых станций, распределению грузовой работы между ними и варианты прикрепления грузопотоков к существующим грузовым станциям транспортного узла Ханоя, который является крупнейшим узлом на сети путей сообщения Вьетнама.

Основные положения и выводы диссертации могут быть использованы при решении эксплуатационных задач работы транспортных узлов, а также при разработке вариантов их реконструкции.

где s - число аппаратов обслуживания;

ц - интенсивность обслуживания заявки одним аппарате,:;

ц; - коэффициент загрузки системы;

V У г- - соответствен ко коэффициенты вариации входящего потока

требования и времени их обслуживания; а₅ - коэффициент при числе аппаратов, не пресь'шц'с'щем

пяти, определяется из выражения :

S² * vr

Исследование показывает, что при небольшом значении коэффици
ента загрузки системы основное влияние на значение Т оказывает ко-
' ож

эффициент париации входящего потока требования. В данной работе рассмотрены 44 систем обслужисания на сортировочных станциях Вьетнама, о том числе 20 систем имеет загрузки, не превышающие 0,5. В таких условиях возникает необходимость определения времени ожидания местных вагонов на сортировочных станциях Вьетнама. В результате обработки статистического материала сортировочных станций с использованием метода статистического моделирования получены формулы для определение . ерчмени ожидания обслуживания местных вагонов при небольших значениях коэффициента загрузки систем.

Результаты исследований проф. Сологуба Н. К. и к.т.н, Бройтманл Г. Я. показали, что процесс накопления местных пагоноо на состпр.ы передаточных поездов отличается от процесса накопления транзитных вагоне» на составы поездов других категорий. На осмосе анализа литературных источников, статистических данных и технологии работы сорг.;рссочмых станциях в крупных транспортных узлах Вьетнама делается нмнод о том. что передаточные поезда, обращающиеся мо.-кду сортрег.ечмымн и :ру-аопыми станциями v.i/ia. имеют переменные по f»vi»r

заеориіегіия накопления местных вагонов и окончания формирования со-стазоь передаточных поездов связано не с достижением длины состава илт( его массы, а с расположением нитки графика отправления передаточных поездов или с готовностью грузовой станции принять данные передачи.

Анализ ранее выполненных исследований показывает, что на вагоно-часы простоя местных вагонов под накоплением состава передаточных поездов на сортировочных станциях влияют многие факторы. Наиболее' репрезентативными факторами являются :

число групп местных вагонов, поступающих ha сортировочные пути и вошедших в состав сформированного передаточного состава;

количество вагонов а составе передаточного поезда;

суточный местный вагонопоток между сортировочной и грузовой станциями узла;

Для определения вагоно-часов простоя мастных вагонов под накоплением на сортировочных станциях в диссертации предлагается использовать метод статистического моделирования. Построение и выбор зависимости простоя местных вагонов под накоплением с учетом вышеперечисленных фактороз выполнялось путем выполнения последовательных итераций с использованием метода наименьших квадратов для оценки ошибок, аппроксимации. В результате проведенных исследований рекомендуется вагоно-часы простоя местных вагонов под накоплением на сортиро-вочных станциях назначением на грузовые станции узла определять по разработанному полиному второй степени :

Т = -62,621 - 0,026* X, +0,093 *Х} +

+ 14.625**2 + 0,013**2 + 0.021*^**2 где X. - число групп вагонов в составе передаточных поездов;

Л% - число местных яагонов в составе передаточных поездов;

Расчеты по предложенной зависимости дают хорошую сходимость результатов с фактическими данными.

Расчет и анализ элементов времени нахождения местных вагонов на сортировочных станциях узла ифает сажную роль для разработки мер по совершенствованию технологических процессов переработки их в крупных и крупнейших транспортных узлах Вьетнама.

Четвещач_глара_поссящена исследованию процесса переработки местных загонов, расчету годовых приведенных расходов по их переработке на фузовых станциях узла, выбору числа и рационального варианта размещения грусосых станций в транспортных узлах.

Характерной особенностью описания процесса переработки местных вагонов на фузопых станциях с помощью аппарата массооого обслу.чсипа-iv.'.i является то, что выделенные системы составляют последовательную линейную сеть, в которой поток, выходящий из одной системы, образует сходящий поток для другой системы.

Анализ работ, посвященных исследованию колебаний входящих на грузовые станции оагонопотокоз, а также выполненные наблюдения на ряде грузовых станций Вьетнама позволили установить числовые характеристики, законы распределения колебаний входящего потока требований и продолжительности выполнения технологических операций, необходимее при определении времени нахождения местных вагонов на грузояич секциях.

ионные расходы по переработке местных плгонопотоноп н.>. і ^,^>аых станциях определяются из выражение» :

³г⁼³поп^Ч;³ман ^{+ :3}п-у⁺³гр-³нак '

где Э_поп " годоП)!С расходы, сидааннмо с і:; ;г:ол>;,>>(.;,.:.; т^*і/„г,.н'.ч .>.»

операций с местными вагонами в приемо-отпрааочном пгркэ , млн.донг.; С - годовые расходы, связанные с маневровой работой по

расформированию и формированию составов передаточных поездов, млн.донг.; О - годовые расходы по подаче и уборке местных вагонов,

гр пак

млн.донг;

соответственно годовые расходы, связанные с простоем

мастных вагонов под погрузкой, выгрузкои и накоплением

на грузовых станциях узла, млн.донг. На грузовых станциях при перераспределении грузовой работы между ними подлежат учету следующие капиталовложения по сооружению и реконструкции технических устройств :

К =К +К +К (8)

г гс гп дар ^{v ;}

ГП ;ДОр

где К - дополнительные капиталовложения на сортировочные системы

и маневровые локомотивы, млн.донг; К - дополнительные капиталовложения'на механизацию логру-

зочно-разгрузочных работ, складские сооружения, логрузочно-выгрузочные пути на грузовых дворах, млн.донг; У" ' - дополнительные капиталовложения на реконструкцию и

сооружение автодорог и автоподъездов к станциям, млн.донг; Во второй части четвертой главы проводится выбор варианта размещения грузовых станций в транспортных узлах. Р, .дение поставленной задачи заключается в минимизации функционала, включающего в себя годовые приведенные расходы, связанные с переработкой местных грузопотоков в транспортных узлах:

С = С +C +C +C _т (9)

с г ж авт ^ч '

где С ,С - соответственно приведенные расходы, связанные с перера
боткой местных вагонопотоков на сортировочных и грузо
вых станциях узла, млн.донг; - ,
С - приведенные расходы по передвижению местных вагонов

между сортировочными и і руэопыми станциями, млн.донг; С, - приведенные расходы по доставке грузов азтотрансі юртом

от грузовых станций узла до грузополучателей и наоборот, млн.денг;

В диссертационной работе рассмотрен транспортный узел Ханой -самый крупный и сложный узел на сет» путей сообщения Вьетнама. В нем расположены две сортировочные и пять грузовых станций. На осконе результатов прогнозирования грузопотоков, принятого распределения объема перевозок в данном узле мевду линиями, исходных экономических данных для расчетов получены размеры местных грузопотоков по роду грузов на расчетные сроки / 1996 и 2000 гг. /.

В общем виде, количество возможных вариантов размещения грузовых станций в узле составляет : 2"'-1, где гп -число грузовых станций, расположенных в узле.

При выполнении расчетов по всем вариантам учтены различия в технической оснащенности и технологии работы грузовых станций по переработке местных грузопотоков.

Существующий вариант размещения в данном узле пяти грузовых станций является исходным.

Таблица 1 Рациональное размещение грузовых станций в узле Ханоя

Для выбора рационального варианта размещения грузовых станций в данной работе использован метод, разработанный проф. Смеховым А. А. На основе сочетания точных аналитических способов расчета с комбинаторными методами разработан и обоснован алгоритм для выбора рационального варианта размещения грузовых станций с транспортных узлах Вьетнама. Предложенная методика доведена до практической реализации

на ЭВМ типа AT - 386. В результате расчета получена число грузепых станций, рациональное размещение и?с о узл-?, распределение грузовой работы между ними и оптимальный эгриант прикрепления потокоо груза к грузовым станциям.

Результаты расчетов показали, что в 1995 году в данном узле грузовую работу целесообразно сконцентрировать на четырех грузспых станциях / ГС2, ГСЗ, ГС4, ГС5 /.

С увеличением местных грузопотскоз в 2000 году в данном узле целесообразно разместить три грузовые станция / ГС2, ГСЗ.ГС5 /.

Выбранные варианты размещения грузопых станций а денном узле продстао/ійі 1Ы в табд. 1

1. В настоящее время более 70% есей грузовой работы сети выполняется п крупных и крупнейших транспортных узлах Вьетнама. Характерными особенностями грузовой работы а этих уапах является значительная распыленность грузовой работы на большом числе грузовых станций. Размещение грузовых станций и организация переработки местных грузопотоков в крупных и крупнейших транспортных узлах нерациональны, что приводит к большим потерям эксплуатационных расходов. Распыленное і ь грузовой работы в транспортных узлах препятствует развитию грузового хозяйства и механизации погрузочно- разгрузочных работ, ухудшаеі основные технико-экономические показатели работы транспорта. В таких условиях выбор числа и рационального размещения грузовых станций и транспортных узлах, обслуживающих крупные города, выступает как необходимые условия для решения проблем, связанных с освоением растущего грузооборота.

1. Решение вопроса рационального размещения грузовых станций базируется прежде всего на основании исследования структуры систем технических устройств, занятых переработкой местных грузопотоков в транспортных узлах. Исходя из основных принципов системного подхода, построена структура системы технических устройств, занятых переработкой местных грузопотоков. В местной грузовой работе транспортных узлов участвуют следующие взаимодействующие системы : сортировочные станции; грузовые станции общего пользования; технические устройства, обеспечивающие передвижение местных вагонопотоков между сортировочными и грузовыми станциями узла; технические устройства, обеспечивающие доставку грузов автотранспортом от грузовых станций узла до грузополучателей и наоборот. В диссертационной работе разработана экономико-математическая модель систем, занятых переработкой местных грузопотоков в транспортных узлах. В состав модели входят все элементы расходов, затрачиваемых в перечисленных взаимодействующих системах.

2. Поэлементный анализ времени нахождения местных вагонов на сортировочных ртанцинх Вьетнама показывает, что время ожидания обслуживания имеет большой удельный вес в общем времени нахождения их на станциях. В результате обработки статистического материала сортировочных станций с использованием метода статистического моделирования получены формулы для определения времени ожидания обслуживания местных Еіагонов при небольших значениях коэффициента загрузки систем. Расчет и іїі-іализ элементов времени нахождения местных: вагонов на сортировочных станциях узла играет важную роль для разработки мер по совершенствованию технологических процессов их переработки.

4. Установлено, что процесс накопления местных вагонов на сорти
ровочных станциях существенно отличается от процесса накопления тран
зитных вагонос на составы поездов других категорий. Для определения ва-
гоно-часоо простоя местных вагонов на сортировочных станциях

предлагается использовать метод статистического моделирования. В результате проведенных исследований рекомендуется вагоно-часы простоя местных вагонов под накоплением на сортировочных станциях Вьетнама определять по разработанному полиному второй степени. Расчеты по предложенной зависимости дают хорошую сходимость результатов с фактическими данными.

5. Исследованном установлено, что доля простор '.четных вагоноп на выполнение грузовых операций и а ожидании их производства занимает 53,7% от общего времени их нахождения на грузовых станциях узла. Это свидетельствует о распыленности грузовой работы в узлах, низким уровнем механизации погрузочно-разгрузочных работ и недостаточной мощности грузовых устройств.

6. Годовые приведенные расходы по переработке местных вагонопо-токоп на грузовых станциях включают п себя капитальные затраты на реконструкцию, сооружение дополнительных устройств в сортировочном комплексе и на грузовых дворах и эксплуатационные расходы, связанные с переработкой их на этик станциях.

7. Вопросы размещения грузовых станций в транспортных узлах заключаются в определении числа грузовых станций и места их размещения, распределении грузовой работы между ними и прикреплении потоков груза к грузовым станциям.

Функционал общих годовых приведенных расходов по размещению грузовых станций а транспортных узлах включает в себя ссе зжч.ісіии їмс-ходов по сооружению, реконструкции технических устройств, и эксплуатационные расходы, связанных с переработкой месшых фузопечокои.

8. На основе сочетания точных аналитических способов расчета о
комбинаторными методами разработан и обосноиам плггр.пм /u«i оыСо^г
варианта рационального размещения грузовых станций а транспортных уд-

лах Вьетнама. Предложенная методика доведена до практической реализации на ЭВМ.

9. Результаты расчетов в наиболее крупном транспортном узле Вьетнама показывают, что в 1996 году в данном узле целесообразно разместить четыре грузовые станции (ГС2, ГСЗ, ГС4.ГС5), а в 2000 году - три грузовые станции (ГС2, ГСЗ, ГС5).

Выбранный вариант размещения грузовых станций в данном узле в 1996 году дает экономию средств в размере 11.090 млн.донг в год по сравнению с существующим вариантом, а к 2000 году - 11.897 млн.донг в год.