Организация вагонопотоков

Прежде чем разрабатывать этот раздел, необходимо внима­тельно ознакомиться с соответствующим материалом, изложенном в учебнике /1/ - раздел IV - "Управление вагонопотоками на сети железных дорог" и учебном пособии /2/ и, на ос­нове этого, кратко изложить в записке суть вопроса и его зна­чение для организации движения поездов, а также аргументировано обосновать последовательность выполнения дальнейших расчетов по организации вагонопотоков.

2.1.Организация отправительских маршрутов

Кратко изложить роль и значение отправительских маршру­тов для интенсификации перевозочного процесса. Эффективность организации отправительских маршрутов в общем случае определяется сопостав­лением дополнительных затрат на станциях погрузки и выгрузки с получаемой экономией от проследования маршрутами попутных технических станций без переработки (табл.16 задания), т.е.:

, (2.1)

где - дополнительные затраты времени на организацию отправи­тельского маршрута на станции погрузки, ч;

- дополнительные затраты времени на выгрузку маршрута, ч;

- число технических станций на пути следования маршрута;

- экономия времени на проследование маршрутом -й технической станции без переработки, ч.

Дополнительные затраты времени на организацию отправи­тельского маршрута на станции погрузки определяют по формуле:

, (2.2)

где - интервал между подачами, ч;

- количество вагонов соответственно в одной пода­че и в маршруте;

- экономия времени на маневровой работе на стан­ции примыкания,ч.

Величины , , и принимаются в соответствии с исходными данными задания. Количество вагонов в маршруте равно их расчетному числу в составе поезда (груженого).

При расчетах выражение в скобках округлить до целого значения.

Пункты погрузки и выгрузки отправительских маршрутов, дальность пробега и получаемую экономию определяют по корреспонденциям в четном и нечетном направлениях (с использованием табл.1 и табл.16 исходных данных), для чего составляют табл.2.1, в которую вносят все назначения, имеющие 90 и более вагонов (колонки 1 и 2).

Таблица 2.1Характеристика отправительских маршрутов (цифры условные)

Наименование вагонопотока	Общий вагонопоток	Технические станции на рейсе	Затраты на маршрут	Выделено в маршруты	Расстояние, проходимое маршрутом	Общий пробег маршрутов
наименование	экономия
из У на К из У на Е из К на У из К на Е из Е на У из Е на К из N на Е		А,N,С А,N,Д А,N,С С,N,Д А,N,Д С,N,Д Д	16,5 17,0 16,5 17,5 17,0 17,5 7,0	9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5	-	-	-
Итого

В третьей колонке табл.2.1 указываются технические станции, которые маршруты проходят без переформирования (эти станции устанавливаются из схемы полигона), а в четвертой – проставляется суммарная экономия от проследования станций маршрутами без переработки. Указанная экономия определяется суммированием соответствующих значений по каждой станции из табл.16 исходных данных.

Наконец, в пятой колонке отмечаются дополнительные затраты времени на организацию маршрута, рассчитанные по левой части формулы (2.1)

Из табл.2.1 видно, что затраты на органи­зацию отправительского маршрута в корреспонденции N-E больше экономии, по­этому маршрут не назначается. В остальных случаях эффективность маршрутизации очевидна, поэтому в шестой колонке проставляются вагонопотоки, охвачиваемые маршрутизацией (50% от общих вагонопотоков), а в итоговой строке подсчитывается их сумма (в табл.2.1 - ваг.).

В седьмую колонку заносятся расстояния, проходимые маршрутами. Эти расстояния устанавливаются из схемы полигона и сведений о длинах отдельных участков, которые приведены в табл.1 исходных данных.

В последней (восьмой) колонке подсчитываются вагоно-километры пробега всех маршрутов, определяемые попарным перемножением данных шестой и седьмой колонок, а в итоговой строке проставляется их сумма (в табл.2.1 - ваг-км.

По результатам выполненных расчетов определить:

процент отправитель­ской маршрутизации:

, (2.3)

где - суммарная погрузка (итог табл.1.1);

среднюю дальность пробега маршрутов:

. (2.4)

2.2.Расчет оптимального плана формирования

одногруппных поездов

Оптимальный план формирования поездов в курсовом проекте рассчитывается только в нечетном направлении из вагонов, не включенных в отправительские маршруты. Для оставшегося вагонопотока сос­тавляется табл. 2.2. В табл. 2.2 назначения, отмеченные чертой, не заполнять, а для остальных указать вагонопоток из табл.1.1, исключив из него отправительские маршруты.

Таблица 2.2 Вагонопоток для расчета плана формирования поездов

в нечетном направлении

	А (А-N)	N (N-C) (N-Д)	С	К	Д	Е
У А N+ N+ C+(N-С) Д+(N-Д)	-   -   -   - -	-   -   - -	-   - -	-   -	-     - -	-     -

Следует учитывать погрузку и выгрузку вагонов на участ­ках. Вагоны, следующие под выгрузку на участок, включаются в вагонопоток назначением на техническую станцию, которая фор­мирует сборный поезд на впередилежащий участок в данном нап­равлении.

Например, в нечетном направлении ст. А формирует сборный поезд на участок A-N, поэтому вагоны, следующие под выгруз­ку на участок А-N из У включаются в струю вагонопотока наз­начением на ст. А. Аналогично в струю вагонопотока из У на N включаются вагоны, следующие под выгрузку на ст. N и на участки N-C и N-Д.

Погруженные вагоны на участке включаются в струю вагоно­потока впередилежащей по направлению его следования технической станции. Например, вагоны, погруженные на участках A-N и N-Д в нечетном направлении на С и К, учитыва­ются в струе вагонопотока из N. Кроме того, в него включает­ся угловой вагонопоток из Д и Е назначением на С и К. Анало­гично учитывается и угловой вагонопоток из C-N, С и К назна­чением на Д и Е. В данном случае принято, что угловой поток поступает в переработку на ст. N, поскольку план формирова­ния в четном направлении не рассчитывается.

При расчете оптимального плана формирования поездов используют нормативы, отражающие технологию работы станций и учитывающие время нахождения вагонов в отдельных подсистемах. Нормативы устанавливаются в зависимости от типа, технического оснащения и схемы путевого развития станции, объемов переработки вагонов на горках и уровней их загрузки, числа маневровых локомотивов, занятых расформированием и формированием поездов, длины и массы перерабатываемых составов, технического оснащения примыкающих линий, вида тяги и системы эксплуатации локомотивов. Нормативы являются переменными величинами.

В общем виде выделение вагонопотока в отдельное назначение одногруппных поездов возможно лишь при соблюдении следующего необходимого условия (НУ):

, (2.5)

где - среднесуточный размер струи вагонопотока, принимаемый на расчетный период;

- норма экономии времени, приходящаяся на один вагон потока , при проследовании попутной технической станции в транзитном поезде без переработки, ч;

- эквивалент переработки вагонов (приведенная к стоимости 1 вагоно-ч экономия от сокращения переработки одного вагона), ч;

- эквивалент экономии локомотиво- и бригадо-часов (приведенная к стоимости 1 вагоно-ч экономия от сокращения простоя локомотива и времени работы бригады при ликвидации на станции перецепки локомотива от одного поезда к другому в связи с выделением в отдельное назначение вагонопотока ), ч;

- общая приведенная экономия времени, приходящаяся на один вагон потока , при проследовании попутной технической станции в транзитном поезде без переработки, , ч;

- параметр накопления, ч;

- средневзвешенная расчетная величина перерабатываемых составов, определяемая по плановой массе поездов в графике движения;

- число попутных технических (сортировочных и участковых) станций для рассматриваемой струи вагонопотока.

Кроме необходимого условия (2.5), величины требуются также для установления достаточного и общего достаточного условий выделения вагонопотока в отдельное назначение одногруппных сквозных поездов. При наличии ближнего назначения выделение более дальнего вагонопотока в самостоятельное назначение одногруппных поездов допускается лишь при соблюдении достаточного условия:

, (2.6)

где - сумма приведенной экономии времени при проследовании вагона без переработки через попутные технические станции, расположенные между станциями назначения ближнего и дальнего вагонопотоков на уступе (включая станцию назначения ближнего вагонопотока).

Если для какой-либо струи вагонопотока затраты на накопление перекрываются сбережениями приведенных вагоно-часов по одной из попутных технических станций с наименьшей расчетной экономией , то эта струя всегда выделяется в отдельное назначение, так как она удовлетворяет общему достаточному условию (ОДУ):

. (2.7)

В исходных данных на курсовой проект уже содержатся результирующие нормативы параметра накопления по техническим станциям (табл.15), а также общая приведенная экономия времени, приходящаяся на один вагон, при проследовании им попутной технической станции в транзитном поезде без переработки (табл.16). Используя их, а также данные о расчетной величине состава грузового поезда (в вагонах) необходимо составить табл.2.3.

Таблица 2.3

Расчетные параметры плана формирования поездов (цифры условные)

Параметр	Технические станции
У	А	N	С	Д
	- 9,0	6,0 9,6	4,0 10,5	6,5 11,2	7,0 10,0

* - значение округляют до целого числа

Оптимальный план формирования поездов рассчитывают ме­тодом совмещенных аналитических сопоставлений [/1/, с.299-302; /2/. с.63-70].

Расчет плана формирования одногруппных грузовых поездов методом совмещенных аналитических сопоставлений выполняется графоаналитическим способом. В верхней части расчетного графика (рис.2.1) приводятся исходные данные, в числе которых: схема направления; возле каждой технической станции проставляются среднесуточные затраты вагоно-часов на накопление вагонов одного назначения () и приведенная экономия от проследования станции одним транзитным вагоном без переработки (). Под схемой направления отображается ступенчатая диаграмма вагонопотоков.

Центральная часть является расчетной, а в нижней - показывается оптимальный план формирования одногруппных грузовых поездов для рассматриваемого направления.

Сущность метода заключается в последовательном отборе наиболее выгодных назначений поездов следующим порядком.

Проверяют, соответствуют ли вагонопотоки между начальными и конечными станциями рассматриваемого направления общему достаточному условию; удовлетворяющие этому условию струи переносятся в оптимальный план формирования (нижнюю часть графика) и исключаются из дальнейшего рассмотрения.

Из оставшихся струй вагонопотоков составляются все возможные назначения сквозных поездов. При этом струи одного направления объединяются с ранее зародившимися или с вагонопотоками, следующими далее станции назначения рассматриваемой струи. В правой части графика назначений подсчитываются: суммарная экономия от проследования вагонами каждой индивидуальной или объединенной струи попутных технических станций без переработки, затраты на их накопление на станциях формирования сквозных поездов и разница между отмеченной экономией и затратами . В случае если указанная разница имеет отрицательный знак проставляется прочерк, который свидетельствует о том, что выделение данной струи (струй) в самостоятельное одногруппное назначение нецелесообразно.

Из рассчитанных экономий вагоно-часов выбирается максимальная и производится анализ назначения, которому она соответствует. Если назначение является одноструйным, то оно однозначно переносится в оптимальный план формирования, а его вагонопоток исключается из дальнейшего рассмотрения. В противном случае (если назначение многоструйное) выполняется проверка целесообразности выделения ранее зародившихся струй или струй, следующих на станции, находящиеся далее станции погашения многоструйного назначения, в самостоятельное одногруппное (и одновременно одноструйное) назначение. При этом рассчитывается дополнительная экономия от проследования вагонами каждой рассматриваемой струи еще одной или нескольких попутных технических станций без переработки и определяются затраты, связанные с их накоплением.

Если дополнительная экономия по каждой индивидуальной струе не покрывает затрат на накопление вагонов при их выделении в самостоятельные назначения, то в оптимальный план формирования переносится первоначальное многоструйное назначение. В противном случае - в оптимальный план формирования переносится то одноструйное назначение, которое дает наибольшую положительную разницу .

На следующем этапе производится корректировка первоначально установленных назначений сквозных поездов, при которой выделенная в оптимальный план формирования струя (струи) исключается из других возможных сквозных назначений. В процессе этой корректировки вагонопотоки многоструйного назначения, зародившиеся или погашаемые на смежных технических станциях (формирования или расформирования составов многоструйного назначения), переносятся в участковые назначения.

Далее для нового набора сквозных назначений расчеты повторяются. Они прекращаются тогда, когда в правой части графика назначений будут присутствовать одни прочерки . В этом случае все оставшиеся струи переносятся в участковые назначения.

Проверка правильности определения оптимального плана формирования одногруппных поездов производится суммированием вагонопотоков, перемещающихся по каждому участку, в ступенчатой диаграмме вагонопотоков и в схеме оптимального плана формирования и попарным сравнением указанных сумм, которые безусловно должны быть равны.

Рассмотрим порядок определения оптимального плана формирования одногруппных поездов для исходных данных, приведенных в табл.2.3.

Прежде чем составлять график назначений сквозных поез­дов, необходимо проверить, удовлетворит ли вагонопоток между конечными станциями У и К, У и Е общему достаточному условию (2.7):

ü для У-К: - удовлетворяет ОДУ;

ü для У-Е: - не удовлетворяет ОДУ.

Следовательно, одноструйное назначение У-К включает­ся в оптимальный план формирования и в графике назначений не приводятся, в то время как У-Е – наоборот остается в графике назначений и на данном этапе эффективность его включения в оптимальный план формирования не доказана. Рекомендуется цифру 1300 в ступенчатом гра­фике зачеркнуть карандашом, как не участвующие в дальнейших расчетах.

Далее составляем график назначений сквозных поездов, проходящих без переработки не менее одной технической станции и проверяем их по необходимому условию (2.5).

Из расчета (рис.2.1) видно, что шесть назначений удов­летворяют НУ, из них наибольшую экономию дает N-Е (оно на­зывается исходным). Это назначение является многоструйным, поскольку в него включены три назначения У-Е, А-Е, N-Е, и оно короче более дальних назначений У-Е и А-Е. Из этих дальних назначений выбираем одно с наибольшей экономией (в примере У-Е) и делаем проверку: можно ли его выделить из исходного в самостоятельное? Если да, то в исходном назначении вагонопоток уменьшится на 100 вагонов и суммарная экономия уменьшится на 700 ваг-ч, которую дает У-Е по ст. Д. Следовательно, если самостоятельным будет назначение У-Е, а исходным – N-Е, то общая экономия от выделения вагонопотока У-Е в самостоятельное назначение и уменьшения исходного назначения составит:

Это больше, чем в исходном назначении, поэтому целесообразно выделить У-Е в самостоятельное назначение (дальнее назначение выделяют в самостоятельное всегда, когда общая экономия больше, чем в исходном назначении).

Таким образом, назначение У-Е включается в оптимальный план формирования поездов.

Далее выполняем первую корректировку. Опять создаем сквозные назначения и по каждому из них определяем экономию. В процессе расчетов установлено, что наибольшую экономию дает двухструйное назначение N-Е, которое состоит из вагонов собственно струи N-Е и более дальнего назначения А-Е. Из рис.2.1 видно, что выделение струи А-Е в самостоятельное назначение не эффективно, поэтому в оптимальный план формирования переносим назначение N-Е, а передачу вагонопоток А-Е на участке А-N осуществляем в сборных поездах.

Выполняем вторую корректировку, после которой видно, что на графике сквозных назначений осталось четыре, из которых только два дают экономию вагоно-часов. Наибольшая экономия присутствует у двухструйного назначения N-К. В случае выделения из него одноструйного назначения А-К:

Таким образом, по сравнению с исходным назначением экономия уменьшается, что говорит о нецелесообразности выделения А-К в самостоятельное назначение. Поэтому в оптимальный план формирования переносим назначение N-К, а вагонопоток А-К на участке А-N будет перемещаться в участковых поездах.

После третьей корректировки устанавливаем, что ни одно из двух оставшихся сквозных назначений не удовлетворяет НУ. Поэтому их вагонопоток отмечается в соответствующих назначениях участковых поездов.

Ниже общих вагонопотоков, обведенных ра­мкой, наносятся назначения отправительских маршрутов нечет­ного направления, а также угловые потоки Е-К и K-Е и сборные поезда на участках A-N, N-Д, N-C c указанием числа вагонов.

2.3. Определение показателей плана формирования

В заключение рассчитывают следующие показатели плана формирования поездов:

q количество формируемых назначений всего и по каждой станции, с учетом сборных поездов на участках A-N, N-С, N-Д;

q средний простой под накоплением определяется:

· по каждому назначению:

; (2.8)

· в среднем по каждой станции:

, (2.9)

где - вагонопоток данного назначения;

- число назначений поездов, формируемых на данной станции;

- общий вагонопоток в назначениях;

q коэффициент транзитности по ст. N, равный отношению транзитного вагонопотока, проходящего станцию без переработки, к общему транзитному вагонопотоку, следующему через эту станцию (определяется с учетом отправительских маршрутов):

, (2.10)

где - число вагонов, следующих через ст. N без переработки, с учетом отправительских маршрутов;

- число транзитных вагонов, проходящих ст. N с переработкой.

Знаменатель формулы (2.10) определяют по диаграмме груженых вагонопотоков - суммируют общее отправление груженых вагонов из N в направлении на С и на Д и из этой суммы вычитается число погруженных вагонов на ст. N назначением на С, К, Д, Е и на участки N-С, N-Д.

Контрольные вопросы по разделу

1. Что такое отправительский маршрут?

2. Основные элементы плана формирования и последователь­ностьих расчета.

3. Основные параметры, оценивающие эффективность отп­равительского маршрута.

4. Как изменяются затраты на организацию отправительско­го маршрута, если уменьшить (увеличить) количество вагонов в подаче?

5. Как определяется и что характеризует параметр ?

6. Что характеризует параметр и каково его максимальное зна­чение?

7. Как выражается общее достаточное условие?

8. Как выражается необходимое условие?

9. Как определяются затраты на накопление?

10. Как влияет мощность назначения на средний простой вагона под накоплением?