Раздел 1. Организация вагонопотоков

1. Задачи и критерии организации вагонопотоков

На отечественных железных дорогах организация вагонопотоков в поезда производится по плану их формирования. План формирования устанавливает род и назначение (т.е. станции расформирования, выгрузки или подачи под погрузку) поездов и групп вагонов, формируемых железнодорожными станциями, и включает в себя:

· план формирования поездов на технических и грузовых (без участия грузоотправителя) станциях;

· план организации (формирования) отправительских и ступенчатых маршрутов.

Современная организация вагонопотоков подразумевает минимальные расходы на перевозки при соблюдении нормативных сроков доставки грузов. С этой целью план формирования грузовых поездов должен обеспечивать:

· продвижение вагонопотоков на основе экономических критериев и логистических принципов, с учетом допустимого времени доставки вагонов в пункты назначения, учета принадлежности вагонного парка, высокой динамичности спроса на железнодорожные перевозки;

· наиболее экономичный путь следования вагонопотоков по направлениям с учетом принятой специализации железнодорожных линий;

· правильное распределение сортировочной работы между станциями и эффективную концентрацию переработки вагонопотоков в соответствии с техническим развитием станций и особенностями их эксплуатации;

· ритмичную эксплуатационнную работу железных дорог на основе увязки плана формирования поездов с графиком их движения и технологией работы железнодорожных путей необщего пользования;

· создание условий для реализации современных требований к качеству транспортного обслуживания и управления грузопотоками.

Таким образом, в плане формирования поездов должны правильно сочетаться интересы грузоотправителей, грузополучателей, владельца железнодорожной инфраструктуры и железнодорожных перевозчиков.

2. Классификация грузовых поездов

Грузовые поезда классифицируют по условиям формирования; условиям проследования до станций назначения; роду перевозок и скорости движения; состоянию включаемых в них вагонов; числу групп в составе; условиям тягового обслуживания.

По условиям формирования грузовые поезда делят на:

· поезда, формируемые на сортировочных, участковых и грузовых станциях без участия грузоотправителя;

· маршруты, организованные с мест погрузки, с обязательным освобождением не менее одной станции от переработки вагонов, предусмотренной планом формирования грузовых поездов.

По условиям проследования до станций назначения поезда, формируемые на сортировочных, участковых, а также на грузовых (без участия грузоотправителя) станциях, подразделяют на:

сквозные, следующие без переработки через одну или несколько участковых или сортировочных станций;

участковые, следующие без переформирования по одному участку;

технические маршруты, формируемые из вагонов, следующих на одну станцию назначения, по отдельным грузам, грузополучателям, принадлежности вагонов или другим заданным признакам;

сборные для развоза и сбора вагонов по промежуточным станциям.

Сборные поезда формируют с подборкой вагонов по станциям участка. Разновидностями сборных поездов являются:

зонные – с работой на нескольких промежуточных станциях одного участка;

удлиненные – с работой на промежуточных станциях двух смежных участков;

сборно-участковые – следующие по нескольким участкам, с работой на промежуточных станциях одних участков и проходящие транзитом другие участки.

вывозные – следующие с сортировочной или участковой до отдельных промежуточных (грузовых) станций примыкающего участка или обратно с отдельных промежуточных (грузовых) станций до ближайшей сортировочной или участковой станции;

передаточные - следующие между станциями, входящими в один узел, и обслуживаемые парком специальных передаточных локомотивов;

диспетчерские локомотивы - назначаемые при незначительной погрузке и выгрузке на промежуточных станциях участка, а также в дополнение к сборным поездам.

Маршруты, организованные с мест погрузки, классифицируют следующим образом.

По способу их организации:

а) отправительские маршруты, сформированные из вагонов, погруженных одним грузоотправителем на одной станции, а также сформированные на одном железнодорожном пути необщего пользования;

б) станционные ступенчатые маршруты, сформированные из вагонов, погруженных разными отправителями на одной станции;

в) участковые ступенчатые маршруты, сформированные из вагонов, погруженных одним или несколькими грузоотправителями на нескольких станциях участка или железнодорожного узла.

По назначению включенных вагонов:

а) прямые, сформированные из вагонов назначением на одну станцию выгрузки в адрес одного или нескольких грузополучателей;

б) маршруты на станции одного участка выгрузки с подборкой вагонов по станциям назначения;

в) маршруты в расформирование – поезд из вагонов на разные станции назначения, с его расформированием на попутной технической станции и дальнейшим следованием вагонов по плану формирования поездов;

г) маршруты в распыление – при перевозке назначением на объявленные станции распыления маршрутов, где производится заадресовка (указание в перевозочных документах станции назначения и грузополучателя) вагонов до станции выгрузки.

По условиям обращения:

а) некольцевые, вагоны которых подлежат отправлению со станции назначения маршрута в разных поездах, в том числе на разные станции;

б) кольцевые с постоянными составами, которые после выгрузки возвращаются на ту же станцию или отделение железной дороги под повторную погрузку;

в) технологические, которые обращаются по установленным ниткам графика между предприятиями - отправителями и получателями с технологическими процессами основного производства, требующими регулярной (ритмичной) доставки грузов.

Приведенная ниже классификация по роду перевозок и скорости движения, состоянию включаемых вагонов, числу групп в составе и условиям тягового обслуживания относится и к маршрутам с мест погрузки, и к поездам из немаршрутизированных вагонов.

По роду перевозок и скорости движения формируют:

а) ускоренные поезда с параллельной (уменьшенной) весовой нормой и повышенной маршрутной скоростью, к которым относятся поезда для перевозки: скоропортящихся грузов в рефрижераторных вагонах, животных, овощей и фруктов в крытых вагонах, молока и молочной продукции, контейнеров, контрейлеров, а в отдельных случаях – вагонов с другими грузами повышенной срочности доставки. Их отправление и пропуск производится по расписаниям, установленным для этих поездов.

б) остальные грузовые поезда.

По состоянию включаемых вагонов грузовые поезда формируют:

из груженых вагонов;

из порожних вагонов – отдельно по роду подвижного состава, а цистерн - по виду налива;

комбинированные – из груженых и порожних вагонов.

По числу групп в составе поезда формируют:

одногруппные - на одну станцию назначения (выгрузки или расформирования);

групповые – из двух или более подобранных групп вагонов на разные станции назначения.

По условиям тягового обслуживания грузовые поезда подразделяют на:

обслуживаемые локомотивной тягой ОАО «РЖД»;

обслуживаемые собственными или арендованными поездными локомотивами независимых перевозчиков и операторских компаний (поездные формирования).

Схема специализации грузовых поездов представлена на рис. 2.1. Здесь на примере железнодорожного направления и узла показано, к каким категориям относятся грузовые поезда, связывающие те или иные станции.

Допустимые варианты перехода вагонопотоков из поезда в поезд на станциях выполнения грузовых и технических операций показаны на схемах организации в поезда:

груженых вагнонопотоков (рис. 2.2);

порожних потоков собственных и арендованных вагонов (рис. 2.3);

порожних вагонопотоков общего парка железных дорог России, государств СНГ и Балтии (рис. 2.4).

Рис. 2.1. Схема специализации грузовых поездов на сети железных дорог ОАО «РЖД»

Рис. 2.2. Схема организации груженых вагонопотоков в поезда

Рис. 2.3. Схема организации порожних потоков собственных и арендованных вагонов в поезда

Рис. 2.4. Схема организации порожних вагонопотоков общего парка железных дорог России, государств СНГ и Балтии в поезда

3. Структура и содержание плана формирования поездов

3.1. Сетевой план формирования поездов

План формирования поездов вводится в действие ежегодно вместе с графиком движения поездов в сроки, устанавливаемые федеральным органом исполнительной власти в области железнодорожного транспорта. Общесетевой план формирования поездов, единый для всех железных дорог государств – участников Содружества, издается отдельной книгой в трех частях.

Часть 1 - «План формирования поездов по важнейшим сортировочным станциям» содержит:

общие указания к плану формирования поездов;

план формирования поездов по важнейшим станциям, включающий в себя перечень всех формируемых на данной станции поездов, пунктов их назначения и включаемых в них вагонов, порядок подборки групп и род поездов;

план формирования поездов в кодах единой сетевой разметки станций (ЕСР);

алфавитный перечень важнейших сортировочных станций;

перечень важнейших сортировочных станций по единой сетевой разметке.

Часть 2 - «Межгосударственный и междудорожный план формирования поездов» включает:

перечни назначений поездов, передаваемых на соседние дороги по каждому межгосударственному и междудорожному стыковому пункту, с указанием наименований станций формирования и назначения поездов, назначений групп вагонов и родов поездов;

перечни станций формирования маршрутов из порожних крытых, платформ, полувагонов, цистерн, рефрижераторных вагонов;

перечни поездов для перевозки скоропортящихся грузов в рефрижераторных вагонах; животных; овощей и фруктов в крытых вагонах; молока и молочной продукции; контейнеров; контрейлеров;

перечни кольцевых маршрутов для перевозки железорудного сырья, каменного угля в полувагонах с глухим кузовом, глинозема, минеральных удобрений, наливных грузов, а также поездов операторских компаний;

порядок направления груженых вагонопотоков по железным дорогам России (кружности).

Часть 3 - «Таблицы пунктов перехода вагонопотоков в межгосударственном сообщении» содержит:

общие положения порядка направления вагонопотоков и плана формирования грузовых поездов в межгосударственном сообщении;

таблицы пунктов перехода вагонопотоков в межгосударственном сообщении («таблиц привязки») по железным дорогам.

3.2. Дорожный план формирования поездов

Утвержденный руководством железной дороги дорожный план формирования поездов издается отдельной книгой «План формирования грузовых поездов … железной дороги на … гг.», которая содержит следующие разделы:

общие указания к плану формирования поездов;

план формирования поездов по станциям дороги с описанием вагонопотоков, включаемых в каждое назначение;

план формирования поездов по станциям дороги в кодах единой сетевой разметки станций (ЕСР);

междудорожный план формирования по приему и сдаче поездов;

план формирования отправительских и ступенчатых маршрутов;

рекомендуемые назначения для оперативной организации групповых поездов и формирования поездов сверх плана;

таблица пунктов перехода в межгосударственном сообщении вагонопотоков, отправляемых со станций данной дороги.

В дорожную книгу плана формирования поездов могут включаться дополнительные справочные материалы для работников, связанных с формированием поездов и контролем выполнения плана.

3.3. Области включения вагонопотоков для назначений

плана формирования поездов

Работники железнодорожных станций, принимающие решение о включении вагонов в грузовые поезда, должны видеть в плане формирования поездов указание о том, в поезд какого рода и назначения следует включить вагон с любой станцией назначения, существующей на железнодорожной сети. План формирования поездов устанавливает однозначное соответствие между станциями назначения вагонов, указанными в перевозочных документах, и станциями назначения поездов или поездных групп, в которые включают эти вагоны по каждой станции, формирующей грузовые поезда и поездные группы, а также прицепляющей вагоны к транзитным поездам.

Областью включения вагонопотоков для назначения поезда или поездной группы называется совокупность станций назначения вагонов, включаемых в данный поезд или группу на станции формирования или перецепки групп. Каждая станция назначения вагонов на сети железных дорог государств – участников Содружества должна обязательно входить в одну и только одну область включения по данной станции формирования или перецепки.

Область включения определяют на основе следующих данных:

· схема сети железных дорог государств – участников Содружества с указанием станций, открытых для грузовых операций; тарифных расстояний между ними; границ железных дорог, отделений железных дорог и железнодорожных узлов;

· перечень межгосударственных пунктов перехода вагонопотоков, открытых для грузового движения;

· перечень участков железных дорог России, закрытых для пропуска транзитных вагонопотоков согласно действующему сборнику правил перевозок и тарифов на железнодорожном транспорте.

Прежде чем задать области включения для всех назначений поездов и поездных групп по данной станции формирования, необходимо построить от нее маршруты следования по кратчайшим направлениям до всех станций железных дорог России и выходных межгосударственных пунктов перехода (рис. 3.1).

Кратчайший маршрут следования от станции А до станции С, расположенной на участке Ж – Ч (см. рис. 3.1), проходит через узловые станции В и Ж и имеет длину 136 км. Кратчайший маршрут следования от станции А до станции Т, расположенной на том же участке и соседней со станцией С, проходит через узловые станции В и Ч и имеет длину 133 км. В таких случаях говорят, что по перегону С – Т проходит грузораздел, а сами станции С и Т называют станциями грузораздела. Перегоны, по которым проходят грузоразделы, соединяют на схеме линией грузораздела.

Для текстового описания области включения вагонопотоков используют стандартные элементы и служебные слова (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Стандартные элементы и служебные слова описания областей включения вагонопотоков

Стандартные элементы	Служебные слова
полигон неограниченный; полигон ограниченный; принадлежность; участок; станция; исключение из назначений.	«и далее»; «до»; «исключительно (искл.)»; «включительно (вкл.)»; «кроме».

Рис. 3.1. Кратчайшие маршруты следования от станции А

Полигон неограниченный обозначается станцией - вершиной полигона и служебным словом «и далее», например

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Смычка	Сквозной	Смычка и далее

Станция – вершина может быть исключена из полигона (служебное слово «искл.»), например:

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Свердловск-сорт	Сквозной	Кузино искл. и далее

Неограниченный полигон заканчивается на тупиковых станциях и на станциях грузораздела, так как перегоны между станциями грузораздела не лежат на кратчайших направлениях следования. Например (см. рис. 3.1), для станции формирования «А» неограниченный полигон «Ж и далее» включает в себя вершину полигона «Ж», станции З, И, К, Л, М, Н, О, П, Р, С, Ю и все станции, расположенные далее станций М и О.

Для другой станции формирования поездов должны быть построены свои кратчайшие направления следования до всех станций железных дорог России и выходных межгосударственных пунктов перехода. Поэтому для нее неограниченный перегон «Ж и далее» будет включать другие станции.

Таким образом, неограниченный полигон - это совокупность станций, лежащих за станцией – вершиной полигона на кратчайших направлениях следования от станции формирования через станцию – вершину.

Если в качестве вершины полигона указывается узел, то вершиной полигона фактически является станция входа в узел на «дереве» кратчайших направлений от станции формирования поезда, например:

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Санкт-Петербург-сорт-Мск	Сквозной	С-Пб узел и далее, включая вагоны Стекольный и далее.

Из данного примера видно также, что в одно назначение поезда могут включаться вагоны на станции двух и более полигонов.

Полигон ограниченный обозначается станцией - вершиной (не всегда это станция назначения поезда), служебным словом «и далее» и станциями ограничения. Для обозначений ограничений полигона используется служебное слово «до». Станция – вершина и станции ограничений могут быть исключены из полигона (служебное слово «искл.»):

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Чусовская	Участковый	Чусовская и далее до ст. Смычка искл.

Если в качестве ограничения указан узел, то станцией ограничения фактически является станция входа в узел на «дереве» кратчайших направлений от станции формирования поезда, например:

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Косяковка	Сборно-участковый	Косяковка и далее до ст. Илецк1-экс. (Рос), Илецк2-экс (Рос), до ст. Орского узла искл.

Например (см. рис. 3.1), для станции формирования «А» ограниченный полигон «Ж и далее до ст. Л искл.» включает в себя вершину полигона «Ж», станции З, И, К, П, Р, С.

Принадлежность – совокупность станций, принадлежащих заданному узлу, отделению или дороге. Обозначается названием узла, отделения или дороги:

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Перово	Передаточный	Перово и далее, включая вагоны на ст. Южной ж.д., Донецкой ж.д., на ст. Алма-Атинской ж.д., кроме вагонов на ст. Семипалатинского отд., Защитинского отд.

Участок – совокупность последовательно расположенных станций, обозначаемая граничными станциями, которые могут сами из данного назначения исключаться (служебное слово «искл»). Например:

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Льгов-Киевск.	Сборный	На участок Курск искл. – Льгов- Киевск. искл. с подборкой вагонов по станциям

Участок может включать в себя тупиковые ответвления, примыкающие к раздельным пунктам между граничными станциями.

Станция – с помощью этого элемента можно описать назначение вагона на одну или несколько отдельных станций, например:

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Санкт-Петербург-тов.-Мск	Вывозной	Санкт-Петербург-тов.-Мск – под выгрузку
Северная	Вывозной групповой	Из 3-х групп: ... ... Дедилово – под выгрузку, включая вагоны Оболенское, Узловая2

Исключение из назначений – любой из перечисленных элементов может быть исключен из назначения вагонов данного поезда. Исключение вагонов из назначения можно проводить двумя способами:

· исключается станция-вершина и (или) станция ограничения полигона, станция границ участка, станции узла. В этом случае следом за названием станции ставится служебное слово «искл.»;

· из назначения исключается целая совокупность станций, определяемая одним из перечисленных выше способов записи, например:

Назначение поезда	Род поезда	Наименование групп вагонов
Нижнеднепровск-Узел	Сквозной	Новомосковск-Днепр. и далее, кроме вагонов на ст. Белорусской ж.д., кроме вагонов на ст. Лосиновка

В этом случае для исключения вагонов из назначения используется служебное слово «кроме».

Графические изображения и текстовые описания назначений поездов и областей включения вагонопотоков удобно использовать в процессе составления плана формирования. Для разметки натурных листов по назначениям плана формирования на станциях при расчете поездообразования, составлении сортировочного листка и решении других оперативных задач нужна форма представления плана формирования, упрощающая такие расчеты. Такой формой является план формирования поездов в кодах станций.

Описания областей включения преобразуют в перечни тарифных кодов станций, охватываемых границами этих областей. Затем объединяют эти коды в диапазоны следующих подряд номеров. Потом эти диапазоны и сответствующие им станции назначения располагают в таблицах в порядке возрастания численных значений кодов. В таких таблицах для каждой станции формирования охватывается вся сеть железных дорог, и ни одна станция назначения вагонов не встречается дважды.

Зная коды станций отправления и назначения вагона, можно последовательно просматривать таблицы плана формирования в кодах станций, определяя очередную станцию переработки и выстраивая маршрут следования вагона в назначениях поездов (рис. 3.2). На рис. 3.2 построены маршруты следования вагонопотоков по плану формирования с со станций Батайск (Северо-Кавказская ж.д.), Шушары (Октябрьская ж.д.) и Канаш (Горьковская ж.д.) до станции Забайкальск (грузы в Китай) (Забайкальская ж.д.). Вагонопоток со ст. Канаш поступает на ст. Свердловск-Сорт. (Свердловской ж.д.) и далее следует в одних и тех же назначениях с вагонопотоком со ст. Шушары. Вагонопоток со ст. Батайск поступает на ст. Иркутск-Сорт. (Восточно-Сибирская ж.д.) и далее следует с вагонопотоками со ст. Шушары и ст. Канаш в одном назначении до ст. Забайкальск (Китай).

Рис. 3.2. Маршруты следования вагонов со станциями переработки

по плану формирования

Рис. 3.2 наглядно иллюстрирует следующее правило.

Вагоны, которые прибыли на одну станцию переработки и имеют общую станцию назначения, должны следовать далее в поездах одних и тех же назначений независимо от того, с какой станции они поступили. Это правило называется условием древовидности плана формирования поездов.

3.4. Разработка, утверждение и корректировка плана
формирования поездов

План формирования поездов и порядок направления вагонопотоков разрабатывается:

межгосударственных назначений - Дирекцией Совета по железнодорожному транспорту государств – участников Содружества (далее – Совет по железнодорожному транспорту) и утверждается на заседании Совета по железнодорожному транспорту;

внутригосударственных междорожных назначений и по сетевым сортировочным станциям – Дирекцией управления движением ОАО «РЖД» и утверждается первым вице-президентом ОАО «РЖД»;

внутридорожных назначений, кроме сетевых сортировочных станций – службой перевозок железной дороги и утверждается начальником железной дороги – филиала ОАО «РЖД».

Установленный порядок направления вагонопотоков корректируют при значительных отклонениях фактических размеров движения от плановых, а также в связи с затруднениями в пропуске вагонопотоков по отдельным направлениям или станциям.

План формирования поездов корректируют при:

уменьшении или увеличении вагонопотоков в случае изменения транспортно-экономических связей в отдельных районах сети;

изменении порядка направления вагонопотоков, вызывающем необходимость перераспределения сортировочной работы;

реконструкции отдельных линий или станций на период производства работ.

Общая схема организации вагонопотоков представлена на рис.3.3.

Рис. 3.3

4. Расчетные вагонопотоки

На рис. 4.1 представлена классификация транспортных потоков, позволяющая устанавливать загрузку элементов сети железных дорог по вариантам их организации.

Рис. 4.1. Транспортные потоки, составляющие загрузку элементов железнодорожной сети

Расчетные вагонопотоки разрабатывают на основе:

Ø информации о фактически выполненных вагонопотоках из оперативных баз данных и информационных хранилищ отправочных, поездных и вагонных моделей;

Ø информации о плановых вагонопотоках, получаемых по специальной методике на основе прогнозов изменения объемов перевозок, формируемых маркетинговыми подразделениями системы фирменного транспортного обслуживания (СФТО).

Разработка расчетных вагонопотоков включает:

· централизованный анализ выполненных потоков вагонов и поездов с выделением разделов по стыковым пунктам железных дорог и техническим станциям, станциям производства грузовых операций в объеме отчетов ДО-15 «Отчет о приеме, погрузке и наличии груженых вагонов по направлениям», ДО-16 «Отчет о груженых вагонопотоках по назначениям»,
ДО-17 «Отчет о выполненных вагонопотоках по назначениям плана формирования поездов», ДО-21 «Отчет о вагонопотоках по назначениям поездов, передаваемых через междорожные и межгосударственные стыковые пункты».

· расчет межстанционных корреспонденций груженых вагонов по видам отправок, родам грузов и подвижного состава;

· разработку расчетных груженых и порожних транспортных потоков с их наложением на транспортную сеть.

Вагонопотоки на расчетный период представляют в виде шахматок корреспонденций груженых и порожних вагонов между:

а) сортировочными, участковыми и выделенными грузовыми станциями – для расчета плана формирования одногруппных поездов на полигоне сети;

б) сортировочными, участковыми, грузовыми и всеми промежуточными станциями, открытыми для производства грузовых операций - для расчета плана формирования поездов из местных вагонопотоков;

в) станциями, выделенными для расчета плана формирования поездов из порожних вагонов.

Общая схема разработки вагонопотоков для расчета сетевого плана формирования поездов представлена на рис. 4.2.

Для перехода от межстанционных корреспонденций к шахматке для расчета сетевого плана формирования поездов с ними должны быть выполнены следующие операции.

1. Привязка вагонопотоков к назначениям поездов и определение (путем деления на расчетные составы поездов) размеров движения по сети участков работы локомотивных бригад (УРЛБ) и технических станций.

Рис. 4.2. Общая схема разработки вагонопотоков для расчета сетевого плана формирования поездов

2. «Снятие» корреспонденций, следующих в груженых маршрутах и порожних регулировочных маршрутах.

3. Привязка немаршрутных корреспонденций к станциям, входящим в расчет сетевого плана формирования поездов.

При этом межстанционные немаршрутизированные вагонопотоки агрегируют (укрупняют) – сначала до станций, включенных в план формирования всех железных дорог ОАО «РЖД», затем – до станций, включенных в расчет сетевого плана формирования поездов (рис. 4.3,а).

4. Определение обязательных (нераспределяемых) размеров переработки по станциям, входящим в расчет сетевого плана формирования поездов (внутристанционные, местные для района тяготения (рис. 4.3,б) – «на себя» N_нс, собственное прибытие N_сп и собственное отправление N_со, порожние, из распыляемых маршрутов);

5. Определение обязательных (нераспределяемых) потоков поездов для технических станций и УРЛБ (груженые и порожние маршруты, поезда местных назначений).

Для расчетов плана формирования на ограниченных полигонах железных дорог составляют схемы, таблицы и ступенчатые графики вагонопотоков так, как показано на рис. 4.4.

Внизу под ступенчатым графиком приводятся итоговые цифры вагонопотоков, отправленных с каждой станции, и густота вагонопотоков на каждом участке. Густота вагонопотоков нужна для контроля правильности определения величин вагонопотоков в полученных после расчета назначениях плана формирования поездов.

а)

б)

в)

Рис. 4.4. Расчетное направление И – Р:

а – таблица вагонопотоков; б – схема направления; в – ступенчатый график вагонопотоков; цифры в кружке – порядковые номера струй вагонопотоков; -0 – нет таких связей на данном направлении; 2, 0, 0, 8, 2, 251, 176 и т.д. – размеры вагонопотоков

5. РАСЧЕТНЫЕ Нормативы по станциям переработки вагонопотоков и формирования поездов

5.1. Основные положения

При решении задач оптимизации направления вагонопотоков и плана формирования поездов необходимо учитывать техническую вооруженность и технологию работы станций и участков. Для оценки вариантов организации вагонопотоков разрабатываются специальные исходные данные, называемые расчетными нормативами. Расчетные нормативы организации вагонопотоков должны не только учитывать фактические условия работы станций и участков, но и исходить из рациональной технологии их работы и взаимодействия между собой.

Технологический процесс продвижения вагонопотока складывается из последовательности технических станций и соединяющих их участков работы локомотивных бригад (УРЛБ). Последние могут совмещаться или перекрываться в зависимости от назначений пропускаемых поездов. Поэтому для системы организации вагонопотоков необходимо построение взаимосвязанных сетевых математических моделей (рис. 5.1):

· транспортной сети с перегонами и раздельными пунктами по тарифным кодам;

· сети УРЛБ и технических станций;

· сети назначений плана формирования грузовых поездов и отправительских маршрутов, в которых продвигаются потоки груженых и порожних вагонов.

На элементах этих моделей задают расчетные нормативы.

Основные нормативы по станциям для расчёта плана формирования поездов подразделяют на две группы.

1) Нормативы технологического времени и эксплуатационных расходов:

· зависимости расчетного времени нахождения на станции транзитного вагона с переработкой t_пер, ч (за вычетом простоя под накоплением, который учитывается отдельно), без переработки t_тр и их разности t_пер – t_тр от числа перерабатываемых составов n_пер;

· зависимости удельных эксплуатационных расходов, зависящих от распределения сортировочной работы и приходящихся на один проследующий станцию транзитный вагон с переработкой Е_пер, руб./сут (за вычетом затрат на накопление, которые учитываются отдельно), без переработки Е_тр и их разности Е_пер – Е_тр от числа перерабатываемых составов n_пер;

· расчетные составы расформировываемых и формируемых поездов m_р и m_ф;

· затраты на накопление составов поездов Е_нак, руб./сут;

· технологическое время t_{ст.назн}, ч, и затраты Е_{ст.назн}, руб./сут, на станциях назначения поездов из порожних вагонов и технических маршрутов, формируемых по заданным признакам (отдельным грузам, грузополучателям или принадлежности вагонов).

2) Ограничения, диктуемые техническим развитием станций и нормативными сроками доставки грузов:

· технически допустимое число транзитных поездов без переработки n_т.тр, поездов/сут;

· зависимости технически допустимых размеров переработки на горке (на вытяжных путях безгорочной станции) N_т, вагонов/сут, от количества назначений формируемых поездов k;

· минимальная допустимая мощность поездных назначений, в которых следуют транзитные вагонопотоки, исходя из нормативных сроков доставки грузов, n_min, поездов/сут.

Для двусторонних сортировочных станций расчетные нормативы устанавливаются отдельно по каждой сортировочной системе.

5.2. Нормативы технологического времени и эксплуатационных расходов по станциям

Расчетное время нахождения на станции (в сортировочной системе) транзитного вагона:

· с переработкой (исключая простой под накоплением)

t_пер = t_пп + t_расф + t_оф + t_по, (5.1)

где t_пп – средняя длительность ожидания и выполнения технологической обработки состава разборочного поезда по прибытии (включая постановку и уборку средств закрепления состава, постановку и снятие ограждения), ч;

t_расф – средняя длительность ожидания и выполнения расформирования состава поезда, ч;

t_оф – то же, окончания формирования состава и перестановки на путь отправления, ч;

t_по – то же, технологической обработки состава сформированного поезда по отправлению, ожидания подачи локомотива, опробования автотормозов, ожидания отправления на участок (включая постановку и уборку средств закрепления состава, постановку и снятие ограждения), ч;

· без переработки

t_тр – средняя длительность ожидания и выполнения технологической обработки состава транзитного поезда, ожидания подачи локомотива, опробования автотормозов, ожидания отправления на участок (включая постановку и уборку средств закрепления состава, постановку и снятие ограждения, а также приходящееся на один отправляемый транзитный поезд среднее время манёвров по изменению состава), ч;

· с переработкой (исключая простой под накоплением) для углового потока на двустороних сортировочных станциях

t_{пер.угл} = t¢_пп + t¢_расф + t_угл + t²_расф + t²_оф + t²_по; (5.2)

где t_угл – средняя длительность ожидания и выполнения подготовки и перестановки угловой передачи, ч.

В формуле (5.2) обозначения с одним штрихом относятся к сортировочной системе прибытия углового вагонопотока, с двумя штрихами – к сортировочной системе отправления углового вагонопотока.

Нормативы удельных эксплуатационных расходов, зависящих от распределения сортировочной работы и приходящиеся на один проследующий станцию транзитный вагон, включают в себя затраты, связанные с простоем вагонов, работой маневровых локомотивов, переработкой составов на горках и технологической обработкой составов в станционных парках.

Удельные эксплуатационные расходы по проследованию технических станций с переработкой определяют:

Е_пер = (t_пп + t_расф + t_оф + t_по) e_вч + 24 ((М_г + М_ф)/N_пер) e_ман +

+(Н_пп + Н_по) е_пто (5.3)

где e_вч – стоимость одного вагоно-часа грузового вагона, руб.;

М_г – число маневровых локомотивов на горке;

М_ф – число маневровых локомотивов в маневровых районах формирования;

N_пер – число вагонов, перерабатываемых на станции за сутки, вагонов/сут.;

e_ман – стоимость одного часа работы маневрового локомотива, руб.;

Н_пп – норма трудоемкости обработки перерабатываемого вагона в парке приема, чел.-ч./ваг.;

Н_по – норма трудоемкости обработки перерабатываемого вагона в парке отправления, чел.-ч./ваг.;

е_пто – стоимость одного человеко-часа работы на ПТО вагонов, руб.

Удельные эксплуатационные расходы по проследованию технических станций без переработки определяют:

Е_пер = t_тр e_вч + Н_тр е_пто (5.4)

где Н_тр – норма трудоемкости обработки транзитного вагона в приемо-отправочном парке, чел.-ч./ваг.

Удельные эксплуатационные расходы, связанные с переработкой углового потока на двустороних сортировочных станциях, определяют:

Е_{пер.угл} = (t¢_пп + t¢_расф + t_угл + t²_расф + t²_оф + t²_по) e_вч + 24 [М¢_г / N¢_пер +

+ t_уг.ман. / m_уг. + (М²_г + М²_ф)/N²_пер] e_ман + (Н¢_пп + Н²_по) е_пто, (5.5)

где t_уг.ман. – затраты локомотиво-часов на перестановку одной угловой передачи из одной сортировочной системы в другую;

m_уг. – число вагонов в угловой передаче, ваг.

В формуле (5.5) обозначения с одним штрихом относятся к сортировочной системе прибытия углового вагонопотока, с двумя штрихами – к сортировочной системе отправления углового вагонопотока. Расходы, связанные с маневровой работой (выражение в квадратных скобках в рассматриваемой формуле), складываются из расходов по расформированию поезда в системе прибытия (первое слагаемое), передаче вагонов в угловом потоке (второе слагаемое), расформированию угловой передачи и формированию поезда в системе отправления (третье слагаемое).

Нормативы технологического времени и эксплуатационных расходов рассчитывают для каждой станции (сортировочной системы двусторонней станции) в виде функций от числа перерабатываемых составов в сутки n_пер в графической или табличной форме. При расчетах плана формирования поездов переход от числа перерабатываемых составов n_пер к числу перерабатываемых вагонов N_пер производится через средний состав расформировываемых поездов m_р.

Технологические состояния выбирают, рассчитывая для каждого из задаваемых значений n_пер оптимальный режим работы станции по условию минимума суммарных эксплуатационных расходов, связанных с простоем вагонов и технологией работы станции.

Рис. 5.1. Зависимости технологического времени и удельных эксплуатационных расходов от числа перерабатываемых составов

На рис. 5.1 n₁ и n₂ – точки, в которых выгодно изменять технологическое состояние станции, прежде всего – число работающих на станции маневровых локомотивов. Поэтому в этих точках происходит переход от одних монотонных зависимостей t_пер = f (n_пер) и Е_пер = f (n_пер), к другим, характеризующим новое технологическое состояние.

С математической позиции n₁ и n₂ являются координатами точек разрыва функции t_пер = f (n_пер) и координатами точек излома (угловых точек) функции Е_пер = f (n_пер). В каждом диапазоне значений переработки для разработки плана формирования поездов принимаются расходы при оптимальном числе маневровых локомотивов.

Благодаря расчетным нормативам t_пер = f (n_пер) и
Е_пер = f (n_пер) план формирования поездов оптимизирует не только продвижение вагонопотоков и взаимодействие станций, но и внутреннюю технологию их работы.

Расчетные составы расформировываемых и формируемых поездов m_р и m_ф определяют для каждого прилегающего к станции участка отдельно по направлениям движения. Исходными данными являются плановые весовые нормы, принимаемые для составления графика движения поездов, и отчётные (за последний квартал) данные о средних динамических нагрузках вагонов по каждому участку.

Для сборных, вывозных и передаточных поездов, обращающихся по твердому графику, m_ф определяют отдельно по каждому назначению делением среднесуточного вагонопотока назначения по отправлению со станции формирования на количество ниток для отправления поездов данного назначения.

Затраты на накопление составов поездов на одно назначение в сутки определяют по формуле

Е_нак = с m_ф e_вч, (5.6)

где с - параметр накопления, составо-ч/сут (табл. 5.1 и 5.2);

m_ф - расчетный состав формируемых поездов соответствующего рода и назначения, вагонов.

Если подвод вагонов к станции и процесс накопления на самой станции являются неорганизованными, то накопление составов происходит без перерывов 24 часа в сутки, а сумма вагоно-часов накопления составов одного назначения за сутки представляет собой сумму площадей треугольников на графике процесса накопления (рис. 5.2):

SB_н = ST_н m / 2 = 24 m / 2 = 12 m = c m, (5.7)

где T_н – период накопления одного состава, ч,

а составо-часы простоя под накоплением за сутки

SB_н / m = c m / m = 12 = c. (5.8)

Параметр накопления с представляет собой составо-часы простоя под накоплением на одно назначение в сутки.

Рис. 5.2. График процесса накопления составов за сутки

Число 12 есть частное значение параметра накопления. Когда процесс накопления организован хорошо, вагоно-часы накопления уменьшаются, сокращается средний простой вагона под накоплением, уменьшается и значение параметра накопления.

Для сокращения затрат вагоно-часов накопления на станциях необходимо:

1) Организовывать ускоренный подвод групп вагонов к концу периода накопления за счет:

первоочередного роспуска составов, содержащих замыкающие группы;

завершения к этому периоду грузовых операций и включение вагонов в накапливаемые составы;

организации ускоренной передачи вагонов из одной сортировочной системы в другую на двусторонних сортировочных станциях.

2) Сокращать интервалы подвода групп, особенно между поступлением крупных.

3) Создавать перерывы между процессами накопления.

Нормативные значения параметров накопления составов для различных типов станций и категорий поездов представлены в табл. 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1

Параметры накопления составов из груженых вагонов и комбинированных

Число назначений поездов, формируемых станцией (сортировочной системой) – в сумме груженых и порожних	Параметр накопления сгр, составо-ч/сут, для назначений поездов
сквозных и участковых	сборных, вывозных и передаточных	диспетчерских локомотивов
	8,0	10,0	7,0
	8,5	10,0	7,0
	9,0	10,0	7,0
	9,4	10,0	7,0
	9,8	10,0	7,0
	10,0	10,0	7,0
	11,0	10,0	7,0
8 – 10	11,1	10,0	7,0
11 – 14	11,2	10,0	7,0
15 – 18	11,3	10,0	7,0
19 – 25	11,4	10,0	7,0
26 и выше	11,5	10,0	7,0

Таблица 5.2

Параметры накопления составов из порожних вагонов

Число назначений порожних поездов, формируемых станцией (сортировочной системой)	Параметр накопления спор, составо-ч/сут, на станциях
сортировочных	участковых	грузовых
	9,0	8,0	7,0
	9,4	8,5	7,5
	9,6	9,0	8,0
	9,8	9,4	8,5
	10,0	9,8
	10,2	10,0
	10,3

Нормы технологического времени t_{ст.назн} и эксплуатационных расходов Е_{ст.назн} на станциях назначения поездов определяют при поступлении вагонов:

1) с разборочными поездами;

2) со специализированными порожними маршрутами или техническими маршрутами, формируемыми по заданным признакам (отдельным грузам, грузополучателям или принадлежности вагонов).

Исходными данными служат нормы продолжительности операций с вагонами и межоперационных простоев, установленные технологическими процессами работы грузовых (припортовых, наливных) станций, а также едиными технологическими процессами (ЕТП) работы железнодорожных путей необщего пользования и станций примыкания.

5.3. Ограничения, диктуемые техническим развитием станций и нормативными сроками доставки грузов

Технически допустимое число транзитных поездов без переработки. Число транзитных поездов без переработки n_тр по каждой станции (сортировочной системе) должно отвечать условию

n_тр £ n_т.тр, (5.9)

где n_т.тр – технически допустимое число транзитных поездов в сутки.

Для станции или сортировочной системы технически допустимым будет наибольшее число транзитных поездов, при котором станция (система) обеспечивает их прием с высокой эксплуатационной надежностью.

Технически допустимое число назначений формируемых поездов и размеры переработки. Для станции (сортировочной системы) технически допустимым будет наибольшее число назначений, при котором станция (система) обеспечивает высокую эксплуатационную надежность по приему поездов в расформирование. Технически допустимое число назначений k_т определяется в зависимости от размеров вагонопотока N_пер, поступающего в переработку, путевого развития и технического оснащения конкретных станций с учетом их специфики.

Если путевое развитие и техническое оснащение станции неизменны, то с ростом переработки вагонов увеличивается суммарное время занятия подгорочных путей накопленными составами. Это время складывается из элементов ожидания и выполнения окончания формирования поездов, ожидания перестановки составов в парк отправления (для сортировочных путей), ожидания и выполнения операций по подготовке составов поездов к отправлению и отправления на участок (для сортировочно-отправочных путей). С увеличением простоя в подгорочном парке накопленных составов возрастают потери перерабатывающей способности горки. Они обусловлены повторной переработкой вагонов и перерывами в расформировании составов из-за переполнения сортировочных путей. Эти потери, в свою очередь, ведут к увеличению простоя составов в ожидании расформирования, а при недостатке приемных путей - к задержкам поездов на подходах.

Чтобы переполнение подгорочных путей не вызывало задержек на подходах, в сортировочном парке должны быть дополнительные пути (сверх одного пути на назначение) для размещения накопленных составов. Их число зависит, с одной стороны, от времени простоя накопленных составов (а, следовательно, от параметров комплекса формирования-отправления поездов), с другой - от допустимой загрузки горки, которая определяется соотношением мощности горки и приемного парка. А поскольку общее число путей в сортировочном парке неизменно, то с ростом потребности в дополнительных путях уменьшается число назначений, формирование которых станция или сортировочная система может обеспечивать без задержек на подходах.

Поэтому зависимость технически допустимых размеров переработки N_т от количества назначений формируемых поездов k - функция, убывающая с ростом вагонопотока, поступающего в переработку. Графики зависимостей N_т = f (k) ограничивают область, в пределах которой станция (сортировочная система) обеспечивает беспрепятственный прием поездов (рис. 5.3). Графики разрабатывают для двух вариантов исходных данных:

N_{т (факт)} – при количестве маневровых локомотивов на горках и на вытяжках формирования, фактически работающих на станциях;

N_{т (max)} – при количестве маневровых локомотивов на горках и на вытяжках формирования, максимально возможном при действующем путевом развитии станции (сортировочной системы).

Пути и устройства, закрытые для выполнения операций с транзитным и перерабатываемым вагонопотоком, при расчете зависимостей N_т = f (k) не учитываются.

Nт*=3029 вагонов/сут

Kmax=16

Рис. 5.3. График N_т = f (k)

Граничными точками графиков N_т = f (k) являются:

k_max - максимально возможное количество назначений формируемых поездов;

N*_т - наибольший вагонопоток, при котором станция (сортировочная система) обеспечивает беспрепятственный прием поездов.

При разработке и корректировке плана формирования поездов необходимо сопоставлять с технически рациональными размеры перерабатываемого вагонопотока и число назначений поездов по действующему варианту плана формирования, а также по вариантам проектируемого плана.

По каждому из рассматриваемых вариантов плана формирования поездов для каждой станции (сортировочной системы) подсчитывают:

число формируемых назначений k;

размеры перерабатываемого вагонопотока N_пер;

технически допустимое число назначений k_т (определяется по графику N_т = f (k) при размерах переработки, равных N_пер);

технически допустимые размеры переработки N_т (определяются по графику N_т = f (k) при числе формируемых назначений, равном k);

запас мощности станции (системы) по числу назначений

Dk = k_т – k; (5.10)

запас мощности станции (системы) по размерам перерабатываемого вагонопотока

DN = N_т - N_пер. (5.11)

Если DN ³ 0 и Dk ³ 0, станция (система) имеет запас мощности, и рассматриваемый вариант плана формирования для нее может быть реализован.

Если DN < 0 и Dk < 0, по данной станции (системе) имеет место дефицит мощности, и рассматриваемый вариант плана формирования для нее не может быть реализован без значительных задержек поездов на подходах. В этих случаях необходимо изменить план формирования поездов с целью приведения его в соответствие с эксплуатационными возможностями станций, либо разработать и реализовать меры по улучшению использования существующих сортировочных и сортировочно-отправочных путей, пропускной и перерабатывающей способности станции.

Нормативы минимальной допустимой мощности поездных назначений, в которых следуют транзитные вагонопотоки, устанавливают, исходя из нормативных сроков доставки грузов (табл.5.3). Значения минимальной мощности назначений формируемых поездов (минимального числа поездов для отправления вагонов данного назначения в сутки) n_min зависят от дальности следования поездов данного назначения L_назн, суммарной длительности выполнения технологических операций на станции формирования (исключая простой под накоплением) с учетом межоперационных перерывов St_ож + St_тех и типа станции, формирующей поезда данного назначения (сортировочная, участковая или пограничная железнодорожная станция).

Таблица 5.3

Минимальная мощность назначений формируемых поездов (минимальное число поездов для отправления вагонов данного назначения в сутки)

Stож + Stтех, ч	nmin, поездов/сут, при Lназн, равном
100 км	200 км	320 - 1000 км	1700 - 3000 км	3900 - 7000 км
Сортировочная станция
	2,34	1,81	1,06	0,64	0,52
2,74	2,06	1,13	0,66	0,53
3,40	2,40	1,22	0,68	0,54
4,74	2,94	1,34	0,70	0,55
10,21	4,00	1,48	0,73	0,56
-	7,49	1,69	0,76	0,58
Участковая станция
	2,72	2,05	1,13	0,65	0,53
3,28	2,36	1,22	0,68	0,54
4,29	2,82	1,32	0,70	0,55
7,01	3,62	1,46	0,73	0,56
-	5,60	1,64	0,76	0,58
-	-	1,90	0,79	0,59
Пограничная железнодорожная станция
	3.24	2,34	1,21	0,68	0,54
4,06	2,74	1,31	0,70	0,55
5,83	3,40	1,44	0,72	0,56
16,11	4,74	1,60	0,75	0,57
-	10,21	1,83	0,80	0,59
-	-	2,17	0,83	0,61

В случаях невыполнения ограничений на минимальную мощность назначений возможны следующие решения:

ускорение процесса накопления за счет уменьшения среднего числа вагонов m_ф (в том числе переходом к формированию групповых поездов), увеличения допустимых колебаний средней величины состава, либо за счет снижения общего числа формируемых назначений поездов и поездных групп;

уменьшение разброса времени нахождения вагонов на станции за счет улучшения организации ее работы.

6. Нормативы по участкам следования поездов

Нормативы по участкам для оценки вариантов направления вагонопотоков задаются на один груженый, один порожний вагон и на одиночный локомотив, следующий по каждому расчетному участку. При этом каждый участок работы локомотивных бригад (УРЛБ) рассматривают как пару расчетных участков: первый - в направлении «из пункта приписки бригад - в пункт их оборота», второй – «из пункта оборота - в пункт приписки».

По каждому расчетному участку определяют:

· время следования поездов t_уч, ч;

· расход топлива (электроэнергии) на тягу, приходящийся на один груженый вагон в поезде весом Q_{бр j} (А_гр.j); на один порожний вагон А_пор, на одиночный локомотив А_од, кг условного топлива в 7000-калорийном исчислении (кВт-ч);

· зависящие эксплуатационные расходы, приходящиеся на один груженый вагон в поезде весом Q_{бр j} (Е_гр.j); на один порожний вагон Е_пор на одиночный локомотив Е_од;

· допустимое количество грузовых поездов, исходя из наличной пропускной способности участка для грузовых поездов и допустимого уровня ее заполнения.

При определении величины измерителей по участкам учитывают следующие основные факторы: размеры движения, число главных путей, профиль пути, вид и кратность тяги, серия локомотива, нормы веса и длины поездов, скорость движения, время оборота локомотивов по элементам, время работы локомотивных бригад и др.

Поскольку распределение вагонопотоков между железнодорожными линиями производят при постоянном на данный момент техническом оборудовании и без чрезмерной перегрузки участков, которая могла бы привести к снижению участковой скорости, достаточно ограничиться сравнением расходов, непосредственно зависящих от движения.

Время следования по участку

t_уч = L_уч / V_{уч i}, (6.1)

где V_{уч i} - участковая скорость движения грузовых поездов соответствующей категории i.

Вагоно-километры, приходящиеся:

на один груженый вагон

nS_гр = L_уч; (6.2)

на один порожний вагон

nS_пор = L_уч. (6.3)

Вагоно-часы, приходящиеся:

на один груженый вагон

nH_гр = t_уч; (6.4)

на один порожний вагон

nH_пор = t_уч. (6.5)

Локомотиво-километры, приходящиеся:

на один груженый вагон в поезде весом Q_{бр j}

MS_{гр j} = nS_гр (р_гр.дин + q_т) (1 + L_{дв j} / L_уч + L_{тол j} / L_уч) / Q_{бр j}; (6.6)

на один порожний вагон

MS_пор = nS_пор / m_пор; (6.7)

на одиночный локомотив

MS_од = L_уч. (6.8)

где р_гр.дин - средняя динамическая нагрузка груженого вагона, т;

q_т - средний вес тары вагона, т;

L_{дв j}- расстояние следования двойной тягой поездов весом Q_{бр j} в пределах участка, км;

L_{тол j} - расстояние подталкивания поездов весом Q_{бр j} в пределах участка, км;

m_пор - средний состав поезда из порожних вагонов.

Локомотиво-часы, приходящиеся:

на один груженый вагон в поезде весом Q_{бр j}

MH_{гр j} = 12 МS_{гр j} k_п / L_уч + 24 k_тол.j, (6.9)