Основные положения. Вагонопотоки, которые не включаются в маршруты с мест погрузки, поступают сборными, вывозными и передаточными поездами на сортировочные и участковые станции

Глава 21. РАСЧЕТ ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ ОДНОГРУППНЫХ ПОЕЗДОВ

Основные положения

Вагонопотоки, которые не включаются в маршруты с мест погрузки, поступают сборными, вывозными и передаточными поездами на сортировочные и участковые станции, где организуются сквозные и участковые поезда, в основном одногруппные.

Составление плана формирования одногруппных поездов должно обеспечивать наименьшие общие затраты при прохождении вагонов через сортировочные и участковые станции. При этом:

· с одной стороны учитываются затраты, связанные с накоплением составов – чем больше будет формироваться составов сквозных назначе­ний, тем дольше будут стоять ваго­ны в ожидании накопления на путях сортировочных парков и наоборот, чем меньше будет формироваться таких составов, тем меньше будут затраты на их накопление;

· с другой стороны учитываются затраты, связанные с переработкой вагонов на станциях – чем меньше сквозных назначений, тем больше затраты на переработку вагонопотоков и наоборот, чем больше сквозных назначений, тем меньше затраты на переработку вагонопотоков (рис. 21.1).

Рисунок 21.1 – Соотношение затрат на переработку и накопление составов в зависимости от числа сквозных назначений

Важно отметить нелинейность функций измерения расходов, связанных с накоплением составов и переработкой вагонов, а также общих расходов. Функция общих расходов имеет оптимум, который и требуется найти. Назначения плана формирования одногруппных поездов, соответствующие Копт, будут оптимальными, а план формирования – оптимальным планом формирования одногруппных поездов.

Однако в такой постановке задача плана формирования не решена. Нахождение оптимального варианта организации вагонопотоков базируется на специальных методах, в которых, как правило, последовательно отбираются назначения, дающие наибольшую экономию.

В общем виде выделение вагонопотока в отдельное назначение одногруппных поездов возможно лишь при соблюдении условия

,

где N – среднесуточный размер струи вагонопотока; К – число попутных технических станций, по которым рассчитывается экономия; m – число вагонов в составе поезда.

Представленное неравенство легко преобразовать:

, (21.1)

где T _эк – общая экономия времени в приведенных часах от пропуска одного вагона струи N через i -ю станцию без переработки.

В зависимости от того, по каким станциям суммируются приведенные вагоно-часы, последнее неравенство преобразуется в необходимое, достаточное и общее достаточное условия выгодности маршрутизации струи.

По необходимому условию струя может быть выделена в самостоятельное назначение, если суммарная экономия приведенных вагоно-часов от проследования всех попутных технических станций без переработки превышает или равна затратам на накопление данного назначения:

,

где p,q – станции формирования и расформирования струи вагонопотока.

По достаточному условию струя должна выделяться в самостоятельное назначение, если экономия приведенных вагоно-часов по станциям уступа больше или равна затратам на накопление данного назначения:

.

Станциями уступа называют станции, расположенные далее станции назначения смежной короткой струи, включая и последнюю. Эти станции образуют для рассматриваемой струи своего рода уступа (рис.21.2)

Рисунок 21.2 – Схема расположения станций уступа

Общее достаточное условие можно сформулировать следующим образом: струю вагонопотока, безусловно, выгодно выделить в самостоятельное назначение, если экономия от проследования транзитом через любую попутную техническую станцию больше или равна затратам на накопление:

,

где – минимальное значение на всем пути следования струи.

Отметим, что для коротких сквозных назначений, которые проходят лишь через одну попутную техническую станцию, различия между необходимым, достаточным и общим достаточным условиями исчезают. Для выделения таких струй в самостоятельные назначения необходимо и достаточно, чтобы экономия на попутной технической станции превышала (или была бы равна) затраты на накопление.

Преобразуем выражение (21.1)

(21.2)

и проанализируем результаты при использовании его в качестве необходимого и общего достаточного условий.

В первом случае получим минимальное значение вагонопотока, который еще можно выделять в качестве сквозного назначения. Если фактический вагонопоток меньше рассчитанного, он должен быть использован для усиления других назначений. Одноструйное назначение на базе такого вагонопотока не может быть выделено в самостоятельное назначение и поэтому не рассматривается в качестве конкурентоспособного.

Ряд методов расчета плана формирования допускает возможность объединения таких назначений с ближайшими более короткими еще на стадии подготовки исходных данных, но лишь тогда, когда это маломощное исходное назначение не может быть усилено другими вагонопотоками. При наличии такой возможности необходимо проверить на выполнение необходимого условия многоструйное назначение, получившееся в результате максимально возможного усиления исходного назначения другими вагонопотоками. Если и в этом случае необходимое усилие не выполняется, исходное маломощное назначение должно быть использовано лишь для усиления других назначений.

Использование выражения в качестве общего достаточного условия позволяет найти такое минимальное значение вагонопотока, при котором его уже нужно обязательно выделять в самостоятельное назначение. Такие вагонопотоки могут объединяться с более дальними назначениями, т.е. усиливаться за их счет, но сами не могут быть использованы для усиления других (более коротких) назначений. Исключением может быть случай, когда на станции отсутствует путь для накопления данного назначения.

Пример. Установить на основе данных рис. 21.3: какие струи обязательно войдут в оптимальный вариант плана формирования и какие струи не могут быть выделены в самостоятельные назначения.

Рисунок 21.3 – Диаграмма вагонопотоков на направлении А – Д

Решение. На основе проверки выполнения общего достаточного условия находим, что этому условию удовлетворяют лишь струя А – Г мощностью 130 вагонов (130 • 4>500) поэтому назначение А – Г обязательно будет в оптимальном варианте плана.

Проверяем выполнение необходимого условия для всех оставшихся струй. Для струи А – Д оно не выполняется: 20(6 + 4 + + 5) < 500. Поскольку это назначение не может быть усилено за счет других, оно будет включено в назначения А – Г или Б – Д.

Для струи А – В необходимое условие также не выполняется: (50 • 6 < 500). Усилить его можно за счет струй А – Д и А – Г. Но последняя отвечает требованиям общего достаточного условия и поэтому не может быть использована для усиления других. Объединение же струй А – В и А – Д не приводит к выполнению необходимого условия: (50 + 20)6 < 500. По­этому вагонопоток А – В должен быть объединен с участковым потоком А – Б.

Струя Б – Д без усиления другими вагонопотоками удовлетворяет необходимому условию и поэтому имеет право на выделение в самостоятельное назначение (после обоснования специальными методами). Струя Б – Г без усиления не отвечает необходимому условию, но может быть усилена за счет вагонопотоков Б – Д и А – Д. Поэтому назначение Б – Г остается в качестве возможного конкурентоспособного варианта объединения струй. Аналогично положение с назначением В – Д, которое после усиления может быть выделено в качестве самостоятельного.

Таким образом, в оптимальном варианте плана формирования обязательно будет назначение А – Г. В качестве возможных многоструйных сквозных должны быть рассмотрены назначения Б – Д, Б – Г, В – Д. В оптимальный вариант их включают с помощью специальных методов расчета.

Рассмотренные исходные данные – приведенные часы и вагоно-часы экономии при проследовании вагонов через станции без переработки, затраты вагоно-часов на накопление составов – являются основой для расчетов оптимального плана формирования одногруппных поездов на выделенном полигоне сети или на сети железных дорог в целом.