автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Методы экономически рациональной организации поездной и сортировочной работы на полигоне железной дороги

А .с*-

^МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи УДК 656.222

КОВАЛЕВ Валерий Иванович

МЕТОДЫ ЭКОНОМИЧЕСКИ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЕЗДНОЙ И СОРТИРОВОЧНОЙ РАБОТЫ НА ПОЛИГОНЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Специальность

05.22.08. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА (включая системы сигнализации, централизации и блокировки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва—

1997

Министерство путей сообщения Российской Федерации РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи УДК 656.222

КОВАЛЕВ Валерий Иванович

МЕТОДЫ ЭКОНОМИЧЕСКИ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЕЗДНОЙ И СОРТИРОВОЧНОЙ РАБОТЫ НА ПОЛИГОНЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Специальность 05.22.08 - Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации и блокировки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1997

Работа выполнена в Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор В.И. Апатцев

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

В.Е. Козлов,

кандидат технических наук, профессор Ф. С. Гоманков

Ведущая организация - Дирекция Совета по железнодорожному

транспорту государств - участников Содружества

Защита состоится У/ 1997 г. в 13°° ч. на за-

седании диссертационного совета К 114.09.03 при Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения по адресу: 125808 , Москва, ул.Часовая, 22/2, ауд.337.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " " Р& 1997 г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.т.н., доцент 0.В.Терешина

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В соответствии с "Основными направлениями развития и социально-экономической политики железнодорожного транспорта на период до 2005 года" главной задачей совершенствования перевозочного процесса является улучшение качества транспортного обслуживания при достижении наиболее экономичных результатов всех его составляющих. Решение задачи предполагает: снижение затрат на технологические процессы; внедрение ресурсосберегающих технологий и приведение производственных мощностей, материальных и трудовых затрат в соответствие с выполняемыми объемами перевозок;

улучшение качественных параметров перевозок, в том числе скорости и сохранности перевозимых грузов.

Уже в ближайшее время необходимы оптимизация структуры управления отраслью; ликвидация убыточных и низкорентабельных сфер деятельности; совершенствование внутриотраслевых экономических отношений; разработка мер, направленных на сокращение издержек на перевозки и поиск дополнительных доходов.

Изменения, происшедшие в 1992-1996 гг. в эксплуатационной работе железных дорог, характеризуются:

•резким снижением' объемов перевозок с одновременным ростом неравномерности поездообразования и обмена поездами по внешним и внутренним стыкам дорог;

увеличением задержек поездов и вагонов в ожидании выполнения передаточных операций на межгосударственных пограничных переходах и междорожных стыках;

- А -

обострением проблемы своевременной доставки грузов; снижением показателей использования локомотивного парка. Указанные условия требуют оценки мероприятии по повышении устойчивости положения железных дорог на рынке транспортных услуг за счет:

обоснованного высвобождения и перепрофилирования мощностей на сортировочных и участковых станциях;

обеспечения рационального соответствия между границами технологических звеньев перевозочного процесса;

поэтапного внедрения твердого графика в грузовом движении с учетом закрытия малодеятельных раздельных пунктов и использования гибких норм массы и длины поездов.

Целью исследования является разработка: рекомендаций по комплексной организации сортировочной и поездной работы на полигоне железной дороги на основе развития теории управления перевозочным процессом в части обоснования высвобождения и перепрофилирования, технических мощностей на сортировочных и участковых станциях при оптимальной организации вагонопотоков в поезда; рациональной структуры участков обращения локомотивов и работы локомотивных бригад, гарантийных участков безотказного проследования вагонов в поездах, кругов ДНЦ и ДТП с учетом технологии сопровождения грузовых поездов охраной МПС.

Методика исследования предусматривает решение поставленных задач на основе:

анализа современных условий и практического опыта организации и взаимодействия процессов сортировочной и поездной работы, а также изучения теоретических разработок в данной области;

формирования методического подхода к оценке вариантов расп-

ределения сортировочной работы с учетом высвобождения и перепрофилирования мощностей сортировочных и участковых станций при неопределенности информации о размерах и структуре вагонопотоков;

систематизации способов улучшения взаимодействия технологических процессов сортировочной и поездной работы на полигоне дороги на основе укрупнения технологических звеньев перевозочного процесса, совершенствования структуры диспетчерского управления и внедрения твердого графика;

разработки модели расчета комплексной технологии перевозочного процесса и определения этапности ее внедрения.

В работе использованы методы теории вероятностей и математической теории принятия решений, а также результаты имитационного моделирования и технико-экономических расчетов.

Научная новизна. В диссертации впервые предложена комплексная технология поездной и сортировочной работы на полигоне железной дороги и определена этапность ее реализации. При этом получены следующие основные научные результаты:

- методика оценки вариантов распределения сортировочной работы (PCP) на полигоне дороги с учетом высвобождения и перепрофилирования мощностей сортировочных и участковых станций;

- методика комплексного выбора структуры участков обращения поездных локомотивов и работы локомотивных бригад; гарантийных участков безотказного проследования вагонов в поездах; участков сопровождения грузовых поездов нарядами военизированной охраны МПС;

- рекомендации по выбору рациональных границ диспетчерских кругов в условиях перехода управляющих функций в дорожные автоматизированные диспетчерские центры.

Практическая ценность результатов исследования заключается в том, что их применение дает возможность выбрать наиболее рациональный вариант распределения сортировочной работы на полигоне дороги; определить этапность высвобождения мощностей на технических станциях, а также составить схему укрупнения технологических звеньев перевозочного процесса в современных условиях. Все это позволяет повысить эффективность организации перевозочного процесса на дорогах за счет более обоснованного учета технологических и экономических факторов; способствует формированию условий перехода к безотделенческой структуре управления отраслью.

Реализация работы. Результаты исследования положены в основу технологических решений по улучшению организации сортировочной и поездной работы в условиях снижения объемов перевозок, реализованных на Приволжской железной дороге.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации обсуждались и были одобрены на:

заседаниях кафедры "Управление эксплуатационной работой" РГОТУПСа (Москва. 1996-1997 гг.);

первой и второй межвузовских конференциях "Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта" (Москва, 1996-1997 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ. ■

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источников. Общий объем диссертации 159 страниц машинописного текста (без таблиц и рисунков). Кроме того, диссертация содержит 20 таблиц

и 44 рисунка. Список литературы содержит 106 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш и сформулирована цель исследования.

Первая глава содержит анализ современных условий организации перевозочного процесса на железных дорогах, практического опыта совершенствования организации и взаимодействия процессов сортировочной и поездной работы, теоретических исследований по этому вопросу, особенности технологии сортировочной и поездной работы за рубежом. Сформулирована общая постановка задачи и обоснована методика исследования.

Анализ эксплуатационных показателей ряда железных дорог подтверждает, что современные условия организации перевозок характеризуются резким снижением объема вагонопотоков, увеличением задержек поездов и вагонов на стыках государств и дорог, обострением проблемы своевременной доставки грузов, снижением показателей использования локомотивного парка. Велика внутрисуточная неравномерность поездопотоков.

Для повышения эффективности эксплуатационной работы железных дорог необходимо воздействовать на перевозочный процесс по следующим направлениям:

уменьшением числа технологических стыков элементов перевозочного процесса, не совпадающих между собой;

ликвидацией несогласованности подвода поездов и локомотивов к узлам;

повышением степени организованности вагонопотоков; более полным учетом требований своевременности доставки и сохранности грузов;

повышением эффективности сопровождения грузовых поездов охраной МПС;

учетом требований информационной среды перевозочного процесса.

Многими железными дорогами России и стран СНГ в 90-е гг. накоплен значительный опыт в части совершенствования технологии перевозочного процесса в новых условиях. Однако эти мероприятия, как правило, не носят комплексного характера. Нужны решения, увязанные на стыках технологических элементов и направленные на снижение эксплуатационных расходов, повышение качества перевозок, прежде всего, в масштабах дороги.

Исследованию вопросов распределения и организации вагоно- и поездопотоков, оптимизации технологии поездной и сортировочной работы посвящены труды докторов технических наук А.А. Аветикяна, В. М. Акулиничева, К. А. Бернгарда, В. А. Буянова, А. В. Быкадорова, П.С.Грунтова, Ю.В.Дьякова, В.Е.Козлова, И.М.Кокурина, В.А.Кудрявцева, В. И. Некрашевича, В. А. Персианова, Е. А. Сотникова, И.Б.Сотникова, Е.М.Тишкина, Л.П.Тулупова, В.А.Шарова, кандидатов технических наук В. И. Апатцева, В. А. Ардашина. Е. В. Архангельского, А.Ф.Бородина, В.К.Буяновой, Ф.С.Гоманкова, Г.Е.Казюлина, А.Н.Ко-решкова, В. И. Червякова, А. Д. Чернюгова и других авторов.

Выполненные исследования посвящены выбору оптимального плана формирования грузовых поездов на различных полигонах железных дорог, обоснованию выбора расчетных нормативов и ограничений; предложены методики оценки организации вагонопотоков на направ-

лении, принципы оптимизации распределения сортировочной работы и размещения сортировочных станций с помощью разных критериев (суммарные приведенные затраты, время нахождения вагонов на полигоне). Большая часть исследований относится к периоду роста вагонопотоков, высоких загрузок устройств и недостатка сортировочных путей на станциях. В настоящее время отсутствуют методики, предусматривающие разработку оптимальных решений в части как сортировочной, так и поездной работы. Вместе с тем, любое изменение плана формирования поездов должно учитывать данные о высвобождаемых мощностях на станциях. Для последних должны быть установлены конкретные мероприятия по использованию высвобождаемых мощностей и дана их технико-экономическая оценка.

Методы повышения экономической эффективности вариантов организации вагонопотоков и поездной работы' должны рассматриваться в части как уменьшения эксплуатационных расходов' (связанных с распределением порожних вагонов, продвижением поездов по участкам, простоями и переработкой вагонов на станциях), так и повышения доходной части (снижение штрафов за неподачу порожних- вагонов, несохранные перевозки, невыполнение сроков доставки грузов) .

Анализ технологической структуры этих методов указывает на необходимость количественного обоснования следующих решений:

высвобождения и перепрофилирования мощностей на сортировочных и участковых станциях;

обеспечения рационального соответствия между участками обращения локомотивов и работы локомотивных бригад, гарантийных участков ПТО вагонов, кругов ДНЦ и ДТП;

поэтапного повышения доли групповых поездов в организации

вагонопотоков, внедрения твердого графика в грузовом движении с учетом закрытия малодеятельных раздельных пунктов и использования гибких норм массы и длины составов.

Решению указанных вопросов посвящены последующие главы диссертации.

Во второй главе рассматривается работа станций формирования поездов с позиций ускорения продвижения вагонопотоков в условиях спада перевозок.

Разработана методика, предусматривающая возможность сравнения вариантов технологии перевозочного процесса в условиях неопределенности информации о размерах и структуре груженых и порожних вагонопотоков.

В общем виде методика включает последовательность выполнения следующих процедур:

1. Формирование множества вариантов решения, которое в рассматриваемом случае представляет собой набор различных технических состояний совокупности сортировочных станций полигона Каждое техническое состояние описывается вектором (Б;г >, каждый элемент которого характеризует мощность постоянных устройств (парков, пучков, горок, горловин, соединительных ветвей) станции г в варианте 1.

2. Построение оценочных функций.

Чтобы прийти к однозначному и оптимальному варианту решения, необходимо ввести оценочные (целевые) функции. Каждому варианту (Б; г) приписывается некоторый результат Е11, характеризующий все последствия оптимального решения. В качестве оценочной функции выступает экономия затрат (Еа ^). связанная с реализацией технического состояния г) в конкретных внешних условиях (С^ }.

3. Формирование решения.

Строится матрица решений, вид которой представлен в табл.1.

В соответствии с принятым критерием осуществляется выбор оптимального решения, которое обеспечивает наименьшую величину экономического риска и максимальную экономию эксплуатационных расходов при изменении структуры и размеров вагонопотоков (С^}.

При выборе оптимального варианта необходимо проверить условие адаптируемости вариантов технологии сортировочной и поездной работы к колебаниям спроса на перевозки. Для каждого из возможных вариантов структуры и размеров вагонопотоков { } рассчитывается вариант технического состояния станций полигона, для которых значение целевой функции Еп максимальное.

Таблица 1

Матрица решений

.01 0г Оз • • .0, - 0»

(51г) - Еи Е12 Е13 • Е} Е^ш

Е21 е22 Егз Е2) Е2т

«1г> е12 Е13 Ецп

Ещ е„2 Еп3 Еп, Ещп

Кроме того, для практической реализации оптимальный вариант проверяется на условие выполнения минимальных технологических изменений при переходе от одних к другим. Если условие не выполняется, то принимается к рассмотрению вариант, близкий к оптимальному. Данное условие позволит отобрать вариант технологии.

повышающий качество оперативно-регулировочной деятельности железных дорог, отделений и узлов и согласованность работы взаимодействующих звеньев перевозочного процесса.

В главе рассмотрены пути снижения затрат на выполнение сортировочной работы на полигоне дороги, которые характеризуются структурой технологических мероприятий и показателями их технологической оценки.

Обоснование путей снижения затрат на выполнение сортировочной работы на полигоне дороги производится в следующей последовательности:

1) разработка вариантов плана формирования поездов, оценка их эффективности по затратам на накопление и переработку с одновременным определением высвобождаемых мощностей;

2) определение эффекта от высвобождения мощностей на основе детальной технико-экономической проработки по конкретным узлам.

Для решения поставленной задачи в диссертации использована типовая методика расчета внутридорожного плана формирования поездов с внесением уточнений и дополнений в части:

нормативов экономии от пропуска вагонопотока без переработки через попутные станции;

оценки разных маршрутов следования вагонопотоков; . учета технологических ограничений.

Вместо нормативов Тэк предлагается использовать удельные эксплуатационные расходы

Еуд = Е / (ПдерШф), ( 1 )

где ппер - число перерабатываемых за сутки составов; Шф - средний' состав формируемых поездов, вагонов; Е - суммарные среднесуточные затраты, тыс. руб.,

Е " Ппер (^пп+Чоф+<;о«.ф+^фв)Пф евч /60 +

+24(Мг +Мф)еманлч: ( 2 )

где евч, еманлч - стоимостные показатели соответственно на один вагоно-ч и на один маневровый локомотиво-ч, тыс. Руб.;

Мг, Мф - число маневровых локомотивов соответственно на горке и на вытяжках формирования;

1;пп - простой в парке приема, мин;

ЧсФ ~ вРемя расформирования (надвиг и роспуск состава). мин;

^ож.Ф" время ожидания формирования состава, мин;

^офв ~ продолжительность окончания формирования состава и перестановки на путь отправления, мин.

Значения временных составляющих принимаются по технологическому процессу работы станции, а элементы ожидания определяются по результатам имитационного моделирования работы станций. Стоимостные показатели рассчитываются калькулированием расходных норм.

Удельные эксплуатационные расходы Еуд рассчитываются для каждого значения перерабатываемого поездопотока при различных вариантах числа горочных и маневровых локомотивов Шг; Мф>. Выбирается минимальное значение ЕуЛ при различном числе локомотивов. Затем для всего диапазона перерабатываемого поездопотока рассчитывается среднее из полученных минимальных затрат Еуд, которое принимается в качестве норматива для расчета плана формирования.

Для оценки разных маршрутов следования вагонопотоков при сопоставлении вариантов плана формирования должны учитываться ограничения на допустимые размеры движения по участкам и затраты на отклонение вагонопотока. Расчет для полигона с замкнутым кон-

туром заменяется на расчеты для ряда полигонов с открытыми контурами.

Безусловному исключению из расчетов подлежат варианты, не удовлетворяющие ограничениям по технически рациональному числу назначений или размерам переработки, а также замедляющие доставку грузов по сравнению с действующими нормативами плана формирования.

В качестве примера с использованием разработанной методики выполнены расчеты по выбору оптимального варианта распределения сортировочной работы между сортировочными системами в Саратовском железнодорожном узле. Каждому варианту решения соответствует .единственное внешнее состояние (структура и размеры вагонопотока

и тем самым однозначно определяется единственный результат, что соответствует случаю детерминированого решения. Меняется смысл оценочной функции: в примере в качестве Еи выступает не экономия затрат, а суммарные среднесуточные затраты Е.

Матрица (таблица 1) вырождается в столбец:

Варианты РСР

1

2 3

i

Суммарные среднесуточные затраты по вариантам Е, тыс. руб/сут

Е1

Е* ь3

Ei

Поэтому вариант распределения работы между сортировочными системами выбирался по минимуму суммарных среднесуточных затрат:

Е = Еваг + Еыав + Епроб + Eoi.ioK + Еугл - Эте1 —> min, ( 3 )

где Еваг, Еман, Епро6. Е0Л.10К, Еугл - затраты, связанные соответственно с временем нахождения вагонов в сортировочных системах станции, с работой маневровых локомотивов, с пробегами поездов в пределах станции, с одиночными передвижениями поездных локомотивов, с перемещениями угловых передач между системами, тыс.руб/сут.; Э1е1- экономия, получаемая при высвобождении технических устройств станции, тыс. руб/сут. В результате технико-экономического сравнения 16-ти вариантов установлено , что минимальные среднесуточные затраты , ( а следовательно, и максимальная экономия достигаются в варианте, предусматривающем выполнение всех операций с перерабатываемыми вагонами и транзитными поездами в сортировочной системе Саратов-2.

В третьей главе исследуется продвижение поездов от станций формирования к станциям назначения, анализируются резервы уменьшения времени следования и эксплуатационных расходов.

Основной резерв состоит в уменьшении времени простоев поездов на ограничивающих участки станциях. Эти простои вызываются наличием границ между смежными технологическими звеньями перевозочного процесса (кругами ДНЦ и ДТП, участками обращения локомотивов и работы локомотивных бригад, участками сопровождения поездов нарядами военизированной охраны МПС, гарантийными участками ПТО вагонов).-

На стыках технологических звеньев возникают потери времени транспортировки грузов № и затраты ДЕ. Чем меньше таких стыков будет между станциями формирования и назначения поездов, тем меньше потери времени М и затрат ДЕ. Задача обеспечения рацио-

нального соответствия между границами технологических звеньев перевозочного процесса формулируется следующим образом. Имеется полигон железной дороги, на котором заданы технологические параметры технических станций и связывающих их участков. Для каждого варианта размеров и структуры вагонопотоков на полигоне установлены назначения плана формирования поездов и их мощности. Определен список станций, которые могут быть границами технологических звеньев каждого рода. Заданы ограничения по допустимой протяженности Ьщах для каждого рода технологических звеньев и ограничения по допустимому времени следования для каждого назначения поездов. При названных условиях необходимо выбрать такой вариант сочетания границ технологических звеньев, который обеспечил бы максимальную экономию (уменьшение) времени Дt и эксплуатационных расходов ДЕ на стыках.

Для решения сформулированной задачи использован метод пошаговой оптимизации. Графическая интерпретация этого метода представлена на рис. 1.

В качестве исходного варианта (нулевой шаг - оптимизации) принимается существующий вариант границ технологических звеньев на полигоне дороги. На каждом последующем (ненулевом) шаге рассматриваются варианты удлинения существующих технологических звеньев, зафиксированных на предыдущем шаге. В качестве возможных стыков при этом рассматриваются только станции, уже выполняющие соответствующие функции и имеющие необходимые устройства. По каждому варианту подсчитаваятся значения Д1; и ДЕ и фиксирует- " ся вариант,- для которого . ;

' " ДЕ .= тр { ДЕП }, ( 4 )

где 1 - номер шага оптимизации, Л - номер варианта удлинения.

Шаги оптимизации:

О I

Существующий

- * — уХ'

л Е16, у^Егб /126

Рис. 1. Схема выбора границ технологических звеньев методом улучшения исходного варианта

Рассмотренная процедура обеспечивает поиск рационального решения путем прямого перебора ограниченного числа вариантов. Затраты на реализацию поездной работы на полигоне дороги ДЕ определяются из выражения

ДЕ = ДЕВ + ДЕЛ + ДЕг0 + ДЕгдг + ДЕПК0 + ДЕохр + ДЕсод, ( 5 )

где ДЕВ. ДЕЛ, ДЕлб, ДЕвлх. ДЕПК0, ДЕохр> ДЕсод - суммарные расходы, связанные соответственно с эксплуатацией вагонного парка, парка локомотивов, с содержанием контингента локомотивных бригад, штата работников вагонно-линей-ного хозяйства, пунктов коммерческого осмотра, стрелков военизированной охраны и с содержанием постоянных устройств.

При этом величина ДЕВ в современных условиях должна включать потери прибыли от замедления и просрочки доставки грузов.

В работе также проведена классификация принципиальных схем и границ кругов ДНЦ (показано на рис. 2). Выделено две схемы с границей между кругами соответственно по узловой и промежуточной станции и 12 вариантов размещения границ кругов.

При выборе схемы и варианта оценивалось качество оперативного взаимодействия станций и участков.

С учетом изложенных принципов предложена следующая последовательность расчетов по обоснованию границ кругов ДНЦ:

1. Формирование вариантов границ диспетчерских участков для дневной и ночной смен.

2. Расчет загрузки поездных диспетчеров для каждого 4-часо-

б) Вариант 1

Рис. 2. Принципиальные схемы (а) и варианты (б) размещения границ кругов ДНЦ

вого периода суток (чтобы учесть колебания интенсивности пригородного движения, "сдаточные" часы и др.), отсев недопустимых вариантов.

3. Среди вариантов , соответствующих первой принципиальной схеме, и среди вариантов, соответствующих второй принципиальной схеме, выбираются лучшие по критерию максимума поездо-часов движения и стоянки пассажирских, грузовых и пригородных поездов в пределах одного диспетчерского круга. Поездо-часы подсчитываются по графикам исполненного движения.

4. Для выбранных на предыдущем этапе двух - четырех вариантов границ диспетчерских участков составляются таблицы возможных наборов регулировочных мероприятий и выполняется экспериментальное моделирование пропуска поездов в периоды интенсивной работы с фиксацией и подсчетом показателей. В зависимости от наличия программных средств и информационной базы применяется один из методов моделирования.

Выбор варианта производится на основе сопоставления результатов экспериментального моделирования по критерию среднесуточных эксплуатационных затрат

Е0.уТ *■ 01НуЧ (епч +о(0](р енч) + ст еоот +

+ Ш (е3лч - ерудлч) + ЕпН еБЧ + ( 6 )

+ Шпооп епспч + Кпооот епооот - шт. где ЕШуЧ> ЕМН, ЕпН - суммарные поездо-часы следования грузовых

поездов по участкам, локомотиво- и вагоно-часы простоя на станциях;

Е1\1НПС0П - зависящие от варианта поездо-часы опоздания пассажирских и пригородных поездов;

КоСТ. Кпоост - количество остановок грузовых и неграфиковых остановок пассажирских и пригородных поездов;

епч> еП°пч ~ стоимость одного поездо-часа грузового и пассажирского поезда, руб.; е001, епооот - стоимость одной остановки грузового и пассажирского поезда, руб.; еэлч, еруллч - стоимость одного часа нахождения поездного локомотива в эксплуатируемом парке и в резерве Управления дороги, руб. Одной из наиболее эффективных мер повышения надежности и экономичности перевозочного процесса, улучшения использования подвижного состава и рабочего времени локомотивных бригад является технология поездной работы на основе твердого графика. В работе рассмотрены следующие вопросы применения новой технологии поездной работы:

влияние твердого графика грузового движения на допустимую протяженность участков обращения локомотивов и работы локомотивных бригад;

особенности внедрения твердого графика в условиях полного или частичного закрытия малодеятельных раздельных пунктов.

Выполнены также расчеты по оценке двух систем организации поездной работы (по готовности и по графику) в условиях закрытия части промежуточных раздельных пунктов однопутного и двухпутного участка. Результаты расчетов свидетельствуют, что внедрение твердого графика позволяет компенсировать потери участковой скорости, связанные с исключением из работы путевого развития промежуточных раздельных пунктов.

В четвертой главе представлен алгоритм расчета комплексной технологии поездной и сортировочной работы на дороге, определена этапность ее внедрения и технико-экономическая эффективность.

С целью выбора критериев оценки вариантов комплексной технологии при неопределенности информации о вагонопотоках проанализированы критерии, используемые в математической теории принятия решений: минимаксный (ММ), Байера-Лапласа(ВЮ, СэвиджаСБ), Гурвица(Ш), Ходжа-ЛеманаШЬ), Гермейера(0. критерий произведений (Р), применительно к данной задаче. Методы принятия решений характеризуются видом оценочной функции, критерием выбора, наличием информации о вероятности распределения вагонопотоков, частотой реализации решений и наличием риска при принятии решения. Анализ специфики исследования показал, что надо исключить из рассмотрения критерии ВЬ, Б и НЬ, для которых надо знать распределение вероятностей вагонопотоков.

Выбор варианта технического состояния сортировочных станций и организации вагонопотоков на полигоне следует производить следующим порядком. Определяются оптимальные варианты по критериям ММ, Б. Ш, Р. К реализации рекомендуется вариант, оказавшийся оптимальным по большинству из этих критериев. Если таким образом не удалось выбрать однозначно лучший.вариант (например, по разным критериям оптимальны разные варианты), то рассчитывают по каждому варианту значения среднего экономического риска и принимают к реализации вариант, в котором это значение минимально.

Исследование структуры и взаимосвязи параметров комплексной задачи определения рациональных режимов организации сортировочной и поездной работы на дорожном полигоне показывает, что ее можно решить путем разделения на ряд последовательных оптимизационных задач. При этом оптимальное решение каждой предшествующей задачи фиксируется в качестве исходных данных для последую-

щей оптимизационной задачи.

Укрупненный алгоритм решения комплексной задачи предусматривает последовательное получение следующих результатов:

выбор технического состояния совокупности станций, выполняющих сортировочную работу на полигоне, с расчетом технико-экономических нормативов и ограничений;

фиксацию соответствующего ему варианта организации вагоно-потоков, числа и распределения маневровых локомотивов;

выбор варианта удлинения участков обращения локомотивов и работы локомотивных бригад грузового движения, гарантийных участков безотказного проследования грузовых вагонов и участков сопровождения грузовых поездов нарядами военизированной охраны МПС;

выбор варианта удлинения диспетчерских кругов. По данному алгоритму проведен расчет для Приволжской железной дороги. По данным дороги оценена экономическая эффективность комплексной технологии. Годовая экономия эксплуатационных расходов составила 52,1 млрд.рублей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

.1. В диссертации разработана детализированная структура мероприятий, обеспечивающих снижение затрат на выполнение сортировочной работы на полигоне железной дороги в условиях спада перевозок, и показатели их экономической оценки. Установлена последовательность обоснования мероприятий, которая включает:

разработку вариантов плана формирования поездов, оценку их эффективности по затратам на накопление и переработку с одновременным определением высвобождаемых мощностей;

определение эффекта от высвобождения мощностей на основе детальных технико-экономических расчетов по конкретным узлам.

2. Сформулирована постановка задачи, которая позволяет сравнивать варианты распределения сортировочной работы в условиях неопределенности информации о размерах и структуре груженых и порожних - вагонопотоков и . выбирать решения, которые не теряют своей эффективности при практически возможных изменениях исходных данных.

3. Разработаны рекомендации по развитию действующей методики расчета плана формирования поездов:

вместо нормативов экономии приведенных часов Тэк. установленных действующими Инструктивными указаниями по организации вагонопотоков, используются удельные (приходящиеся на один вагон, отправляемый в поездах своего формирования) эксплуатационные расходы, связанные с простоем вагонов и маневровой работой и определяемые с учетом оптимизации числа маневровых локомотивов на технологических линиях расформирования и формирования поездов;

для оценки разных маршрутов следования вагонопотоков при сопоставлении вариантов плана формирования поездов предложен способ перехода от методически сложного расчета на полигоне железнодорожной сети с замкнутыми контурами к серии обычных расчетов на ряде полигонов с открытыми контурами путем ввода фиктивных станций и затрат на перемещение по участкам отклоняемых вагонопотоков;

введены ограничения, которые исключают варианты, замедляю-

щие доставку грузов против действующих нормативов и действующего плана формирования.

4. Показатели экономической оценки мероприятий по высвобождению постоянных устройств сортировочных и участковых станций по вариантам их технического состояния оценивается среднесуточной величиной экономии от улучшения использования локомотивного и вагонного парка, высвобождения штата по соответствующим службам, уменьшения затрат на текущее содержание и амортизацию высвобождаемых устройств, снижения расхода топливно-энергетических ресурсов, в том числе на освещение, а также экономией или потерями на промежуточных и грузовых станциях и на подъездных путях предприятий.

5. Разработана методика пошаговой оптимизации границ между смежными технологическими звеньями перевозочного процесса, под которыми в данной работе понимаются круги ДНЦ и ДТП; участки работы локомотивных бригад; участки обращения локомотивов; участки гарантийной ответственности пунктов технического обслуживания и пунктов подготовки вагонов к перевозкам; участки сопровождения грузовых поездов нарядами военизированной охраны МПС.

6. На основе поэлементного анализа и вероятностных оценок времени оборота поездных локомотивов, локомотивных бригад грузового движения и нарядов военизированной охраны разработан порядок расчета ограничений по их допустимой протяженности, исходя из обеспечения соблюдения установленных режимов работы локомотивных бригад с надежностью не менее 9855, а установленных нормативов рабочего времени нарядов военизированной охраны - с надежностью не менее 91%. Определен порядок расчета экономии эксплуатационных расходов и ускорения следования грузовых поездов для;

различной структуры мероприятий по укрупнению технологических звеньев перевозочного процесса.

7. Для условий поэтапного перехода управляющих функций в дорожные автоматизированные центры на основе внедрения микропроцессорных ДЦ нового поколения определены методические подходы к формированию структуры диспетчерских участков. Проведена классификация принципиальных схем и границ кругов ДНЦ и определены этапы выбора вариантов: расчет загрузки по 4-часовым периодам с отсевом недопустимых вариантов; выбор группы лучших вариантов по критерию максимума поездо-часов движения и стоянки поездов всех категорий в пределах одного диспетчерского круга; экспериментальное моделирование пропуска поездопотоков с окончательным выбором варианта по минимуму эксплуатационных затрат.

8. С использованием математической теории принятия решений определены правила выбора варианта комплексной технологии поездной и сортировочной работы в условиях недостатка информации о вагонопотоках.

В качестве варианта технического состояния сортировочных станций и организации вагонопотоков на полигоне к реализации рекомендуется вариант, оптимальный по большинству из используемых критериев. Если таких вариантов несколько, то принимают к реализации вариант с минимальным значением среднего экономического риска.

9. Предложенная в диссертации комплексная модель определения рациональных режимов организации сортировочной и поездной работы на дорожном полигоне предусматривает использование принципа последовательной покоординатной оптимизации, при котором комплексная задача сводится к решению ряда оптимизационных за-

дач, а оптимальное решение каждой предшествующей задачи фиксируется в качестве исходных данных для последующей оптимизационной задачи.

10. Методические положения настоящей работы использованы при разработке и внедрении комплекса технологических решений по улучшению организации сортировочной и поездной работы на Приволжской железной дороге. Годовой экономический эффект от внедрения комплексной технологии составил 52,1 млрд. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В.И.Ковалев. Основы стабильной работы отделения дороги // Ж.-д. трансп. - 1995.- N 1.- С.30-36.

2. Впереди - зеленый. 125 лет Приволжской железной дороге. - Под ред. Ковалева В. И. - Саратов: "Светопись". 1996. - 232 с.

3. В.И.Ковалев. Приволжской железной дороге - 125 лет// :Ж.-д. транспорт.-1996.-N2 .-С. 16-19.

4. В.И.Ковалев. Совершенствование технологии поездной и сортировочной работы на Приволжской железной дороге. - В кн.:Актуальные проблемы и перспективы развития ж. -д. транспорта: Тезисы докладов первой межвузовской научно-методической конференции, Ч. III. М.. РГОТУПС, 1996.- С. 63-69.

5. В. И. Апатцев, В. И. Ковалев. Современные методы распределения работы между сортировочными станциями. - В кн.: Актуальные проблемы и перспективы развития ж.-д. транспорта: Тезисы докладов первой межвузовской научно-методической конференции, ч.III. М.: РГОТУПС. 1996.- С. 1-5.

6. В.И.Апатцев. В.И.Ковалев. Принципы определения эксплуа-

тационных уровней использования мощностей станций в современных условиях. В кн.: Актуальные проблемы и перспективы развития ж.-д. транспорта: Тезисы второй межвузовской научно-методической конференции. М.:РГ0ТУПС, 1997.- С. 15-16.

7. В.И.Ковалев. Совершенствовать организацию перевозок. // Ж.-д. трансп.- 1997.- N 4.-С.2-9.

СОРТИРОВОЧНОЙ РАБОТЫ НА ПОЛИГОНЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

С5.22.С8. Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации и блокировки).

Типография РГОТУПС 125808, Москва. ГСП-47. ул. Часовая 22/2

КЕТОДЫ ЗКОНОМИЧ НК2АЦИИ ПОЕЗДКОЙ И

Сдано в набор 08.199? г.

Подписано к печати О ¿,997 г.

Фермат бумаги 60 90 1/16

Б&'-саз ^ Объем J, Тираж 100 экз.