автореферат диссертации по транспорту, 05.22.20, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования технических пограничных передаточных станций железных дорог Украины

ХАРКІВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ

Тітов Микола Федорович

І'ГО ОД

г 1 6ЕВ 2000 УДК 65^13:656.222.3

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ТЕХНІЧНИХ ПРИКОРДОННИХ ПЕРЕДАВАЛЬНИХ СТАНЦІЙ ЗАЛІЗНИЦЬ УКРАЇНИ

05.22.20 - Експлуатація та ремонт засобів транспорту

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Харків^- 1999

Робота виконана на кафедрі “Залізничні станції та вузли, вантажна та комерційна робота” Харківської державної академії залізничного транспорту Міністерства транспорту України.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор, академік ТАУ Нагорний Євген Васильович,

завідувач кафедри “Залізничні станції та вузли, вантажна та комерційна робота” Харківської державної академії залізничного транспорту.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Нєгрєй Віктор Якович,

Білоруський державний університет транспорту, професор кафедри “Станції, вузли та вантажна робота", перший проректор;

кандидат технічних наук, доцент Савенко Анатолій Семенович,

Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту,

завідувач кафедрою “Управління експлуатаційною роботою”

Провідна установа: Східноукраїнський державний університет,

кафедра “Транспортні технології” Міністерства освіти України, м. Луганськ.

Захист відбудеться “е£т^” СлілиЛ 2000 року о

УЗГОДИШ в аудиторії на засіданні спеціалізованої вченої ради

Д 64. 820. 04 при Харківській державній академії залізничного транспорту за адресою: Україна, 61050, м. Харків — 50, пл. Фейєрбаха 7.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Харківської державної академі' залізничного транспорту.

Автореферат розісланий “

ЛЬ ” кл/ 1999 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Запара В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальність. Відповідно до Постанови Кабінету Міністрів України № 821 від 04.08.97 р. у даний час ведуться роботи з вибору шляхів і засобів адаптації національної мережі залізниць України для роботи в умовах функціонування міжнародних транспортних коридорів. Одним з етапів цієї програми є удосконалення технології роботи залізниць по напрямках проходження транспортних коридорів у пунктах пропуску через державний кордон. Проте в даний час відсутні достатньо повні науково-технічні обгрунтування раціональних технологічних процесів, що забезпечують високу продуктивність праці, максимальне використання технічних засобів, скорочення міжопераційних простоїв і підвищення прибутковості залізниць.

З 1992 року Україна - незалежна держава, і її територія стала відділена від інших колишніх країн СРСР державним кордоном. Частина підрозділів залізничного господарства територіально потрапила в прикордонну зону. До таких підрозділів відносяться проміжні й інші станції, що розташовуються біля кордону України з країнами СНД, а також розташовані поблизу вузлові сортувальні і дільничні станції. У зв'язку з територіальним розміщенням поблизу кордонів змінилася технологія обслуговування вантажних поїздів на сортувальних і дільничних станціях, а пасажирських і приміських - на проміжних і пасажирських станціях, а самі станції одержали нову назву: прикордонні і передавальні.

Дисертаційна робота присвячена питанням підвищення ефективності функціонування технічних прикордонних передавальних станцій залізниць України, раціоналізації їхньої технології роботи і технічного оснащення. Робота прикордонних передавальних станцій - це складний процес, який заснований на роботі сортувальних станцій і залежить від цілого ряду факторів. Серед них невизначеність багатьох вихідних даних і випадковий характер зовнішніх і внутрішніх впливів, використання складних пристроїв і механізмів, труднощі надійного обліку й оперативного управління виробничим процесом.

Порушення взаємодії технології станційних процесів із роботою напрямків, а також внутрішньостанційних процесів викликає відмови в прийомі поїздів, затримки вагонопотоків на підходах, уповільнення просування експортно-імпортного вантажопотоку, порушення логістичних залежностей і зв'язків між споживачами і виробниками продукції.

Враховуючи Концепцію створення і функціонування національної мережі транспортних коридорів в Україні, початок спорудження мережі нових шляхів сполучення європейського рівня, геополітичне положення України, а також недостатнє дослідження цієї проблеми, тему дисертації можна кваліфікувати як актуальну і спрямовану на розв'язання важливої науково-технічної проблеми.

Зі зміною спеціалізації ряду сортувальних станцій у прикордонно-передавальні та планованим зростанням вагонопотоку міждержавного сполучення, питання визначення оптимальних потужностей окремих систем і пристроїв, а також взаємного ув'язування раціональної конструкції і технології роботи має першорядне значення.

Мета та основні задачі дослідження. Основною метою роботи є розробка методології і системного дослідження функціонування технічних прикордонних і передавальних станцій для вибору варіантів розвитку і підвищення ефективності їх функціонування.

Реалізація цієї мети вимагає постановки і розв'язання таких задач:

- вибору сукупності перемінних, що повинні бути визначені в результаті моделювання роботи прикордонної передавальної станції;

- формалізації усіх вихідних передумов, що варто враховувати при знаходженні оптимального рішення;

- обгрунтування критерію оптимальності вирішення задачі підвищення ефективності функціонування технічної прикордонної передавальної станції;

- розробки математичних моделей функціонування технічної прикордонної передавальної станції;

- визначення раціональних параметрів технологічних ліній переробки експортно-імпортного вагонопотоку, обробки перевізних документів, інформаційного забезпечення функціонування технічних прикордонних передавальних станцій.

Методи дослідження. Дослідження здійснювалися за допомогою методів математичної статистики, теорії імовірності, моделювання на основі теорії математичних графів, системного підходу і системного аналізу, теорії масового обслуговування і техніко-економічних розрахунків.

Наукова новизна роботи полягає у вирішенні таких задач:

- розробки математичних моделей функціонування технологічних ліній прикордонних і передавальних станцій. Запропоновані моделі отримані вперше;

- визначенні й обгрунтуванні сукупності перемінних, що використовуються при моделюванні роботи прикордонних передавальних станцій;

- формалізації усіх вихідних передумов, що варто враховувати при знаходженні оптимального рішення;

- прийнятті критерію оптимальності вирішення задачі підвищення ефективності функціонування технічної прикордонної станції, що відрізняється від раніше запропонованих критеріїв при вирішенні аналогічних проблем;

з

- вперше отриманих раціональних параметрах технологічних ліній переробки експортно-імпортного вагонопотоку, обробки перевізних документів, інформаційного забезпечення функціонування технічних прикордонно-передавальних станцій.

Вірогідність. Внаслідок розрахунків на базі розроблених методик на терсональному комп'ютері з використанням пакету оригінальних програм були одержані результати аналітичних та експериментальних досліджень. Експериментальна частина була проведена в достатньому обсязі на станціях Куп'янськ-Сортувальний та Харків-Сортувальний. Зіставлення результатів шалітичних та експериментальних досліджень дозволяє судити про адекватність зозроблених методик практиці. Розходження не перевищили 12-15 відсотків.

Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що на підставі гехніко-економічної оцінки варіантів обслуговування експортно-імпортного загонопотоку на прикордонних передавальних станціях запропоновані графічні залежності, які дозволяють оперативно планувати експлуатаційну роботу станції, що приведе до зменшення простою вагонів і, відповідно, скоротить пов'язані з цим витрати. Отримавши оптимальні значення сумарних економічних витрат по кожній технологічній лінії, можна розглядати заходи станційного і позастанційного характеру, спрямовані на оптимізацію роботи усього комплексу прикордонної передавальної станції. Використання розроблених технологічних і економіко-математичних рішень, методичних прийомів і аналітичних залежностей, отриманих при виконанні даних досліджень пропонується при упорядкуванні технологічних процесів роботи прикордонних передавальних станцій, а також при вирішенні питань технічного переоснащення станційної техніки і пов'язаних із цим розробками бізнес-планів підвищення прибутковості підрозділів залізниць.

Рівень реалізації роботи. Дана робота виконувалася на замовлення служб Перевезень і Вантажної і комерційної роботи Південної залізниці. Дослідження проводилися на прикордонно-передавальних станціях Куп'янськ-Сортувальний і Харків-Сортувальний Південної залізниці.

Результати дисертаційної роботи були розглянуті і схвалені на науково-технічних нарадах станції Куп'янськ-Сортувальний, служб Перевезень і Вантажної і комерційної роботи Південної залізниці.

Положення дисертаційної роботи були використані при розробці і коригуванні технологічного процесу роботи прикордонно-передавальної станції Куп'янськ-Сортувальний Південної залізниці.

Апробація роботи. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідались на:

- науково-технічних конференціях і семінарах ХарДАЗТ, Харків 1996-1998 p.p.;

- 9-ому, 10-ому і 11-ому міжнародному семінарі «Перспективні системи управління на залізничному, промисловому і міському транспорті», Алушта, 1996-1998 p.p.;

- засіданнях науково-технічних нарад станції Куп'янськ-Сортувальний і служ Перевезень і Вантажної і комерційної роботи Південної залізниці в 1999 році;

- в повному обсязі робота доповідалася на розширеному засіданні кафедр “Залізничні станції та вузли, вантажна та комерційна робота” ХарДАЗТ в 199 році.

Публікації. За темою дисертації опубліковано чотири друковані роботи. Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 12 сторінках машинописного тексту, складається із вступу, чотирьох розділІЕ висновків та додатку, уміщує 27 рисунків, 1 таблицю і бібліографії 143 найменуван вітчизняних та 3 найменувань зарубіжних авторів.

ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ. У вступі обгрунтована необхідність проведення досліджені спрямованих на удосконалення технології роботи залізниць по напрямка: проходження транспортних коридорів у пунктах пропуску через державний кордон.

Перший розділ дисертації присвячений дослідженню сучасного стан; проблеми підвищення ефективності функціонування технічних прикордонно передавальних станцій і містить у собі:

- аналіз теорії і практики розвитку системи передачі вантажного вагонопоток; залізницям суміжних держав;

- вивчення особливостей системи передачі експортно-імпортного вагонопотоку з; кордоном;

- аналіз існуючого стану технологічного забезпечення і технічного оснащенн: прикордонних передавальних станцій залізниць України.

У забезпеченні нормальних взаємовідносин із закордонними країнами і умовах ринкової економіки важлива роль належить прикордонним станціям, чере які проходять 80 % імпортних і більше 50 % експортних вантажів, які перевозяться; міжнародному сполученні. В даний час багато станцій працюють з перервами допускають тривалі затримки вагонів. Тому, з метою усунення цих недоліків, буї проведений аналіз системи передачі вантажного вагонопотоку в інші країни і булі виявлені причини їх виникнення.

Для аналізу системи передачі вантажів через державний кордон Україні залізницею проаналізована технологія передачі вантажного вагонопотоку в суміжн держави в колишньому СРСР.

Цьому питанню в СРСР у повоєнні роки велику увагу приділяли: Г. А Циркунов, Є. А. Ветухов, І. М. Казовський , К. П. Мироненко, М. А. Аветикян інші. Перехід на новий рівень у міжнародних перевезеннях поставив вимогу у 1951 році створення країнами, що мають залізничний транспорт, Організаці Співробітництва залізниць (ОСЗ). На відміну від перевезень у європейських

державах залізничні сполучення між країнами-членами ОСЗ значно протяжніші (810 тис. км). Вони проходять у різноманітних кліматичних зонах і з дворазовою зміною ширини колії в дорозі прямування поїздів в одному напрямку

(1435/1520/1435 мм). Після утворення незалежних держав до країн-членів ОСЗ у 1990 році додалися ще Білорусь, Латвія, Литва, Словаччина, Естонія, Молдова й Україна. В даний час членами ОСЗ є залізниці 26 країн із Європи, Азії й Америки.

Прикордонні передавально-перевантажувальні станції є ланкою, ща зв'язують залізниці України з залізницями закордонних країн. Аналіз дозволив виявити основні причини труднощів у роботі цих станцій. Це невідповідність потужності технічного оснащення обсягам роботи при безупинному надходженні транспортних потоків, низький рівень технології, недостатній обсяг попередньої інформації для підбору вагонів колії 1520 і 1435 мм для формування вагоно-подач на

перевантажувальні пункти, дуже слабка взаємодія процесів перевезень широкою і західноєвропейською коліями на станціях і вузлах та відсутність достовірної методики нормування й обліку тривалості перебування вагона у цілому на станції в гой або інший період.

Проблема передачі вантажного вагонопотоку через державний кордон в

країнах Західної Європи в повоєнні роки стояла не менш гостро, ніж у країнах

соціалістичної співдружності. Вирішенням проблем при залізничних перевезеннях у капіталістичних країнах займалася Міжнародна Спілка залізниць (МСЗ), що по сфері своєї діяльності була аналогічна Організації співробітництва залізниць. Щоб поліпшити якість міжнародних залізничних перевезень, МСЗ розробила і впровадила програму створення транспортних зв’язків, що базуються на можливості збільшення швидкостей руху і скорочення простою на кордоні.

Проте митні і передавальні формальності у вантажних перевезеннях виглядають по-різному на внутрішніх і зовнішніх кордонах Європейського Союзу (ЄС). Багато операцій у ході нової організації прикордонної служби могли б бути передані з кордонів на станції відправлення і призначення. Завдяки цьому можна було б прискорити багато поїздів і заощадити закладені в графіки руху резерви часу. Прикордонні формальності, що залишаються, можна проводити одночасно з технічним оглядом вагонів на сортувальних станціях.

Європейська транспортна комісія підготувала Білу книгу, у якій викладена нова стратегія діяльності залізничного транспорту, включаючи створення коридорів вантажних перевезень по мережі залізниць країн-членів ЄС. Книга вказує на необхідність швидко приймати рішення, щоб запобігти падінню обсягів вантажних перевезень внаслідок посиленої конкуренції з боку автотранспорту. Відзначено, зокрема, що вантажні міжнародні перевезення можуть стати анахронізмом, якщо не усунути процедури, за рахунок яких середня комерційна швидкість вантажних поїздів не перевищує 14 км/год. В даний час доля залізниць на ринку міжнародних перевезень складає близько 15 %, але може впасти до 5 % до 2010 року.

З метою забезпечення створення і функціонування національної мережі міжнародних транспортних коридорів Кабінетом Міністрів України затверджена Програма створення і функціонування національної мережі міжнародних транспортних коридорів.

Одним з етапів цієї Програми є розробка пропозицій щодо удосконалення технології роботи залізниць за напрямками проходження транспортних коридорів і в пунктах пропуску через державний кордон, а також удосконалення системи організації вагонопотоків, планів формування поїздів, завантаження сортувальних станцій із розробкою програмного забезпечення на базі нової економіко-технологічної моделі.

Стан чинної системи і технічного оснащення пунктів пропуску через державний кордон не відповідає вищевикладеним сучасним вимогам. Станції, що стали прикордонними, проектувалися і експлуатувалися на підставі типових технологічних процесів і техніко-розпорядницьких актів як проміжні, дільничні, а деякі як сортувальні. Для технічних прикордонно-передавальних станцій крім виконуваних відповідно до типового технологічного процесу операцій із вантажними поїздами, такими як технічний і комерційний огляд, виникли додаткові операції, пов'язані з митним оглядом вантажів і перевізних документів, прикордонним оглядом поїздів, оглядом вагонів ветлікарською і фітосанітарною службами. На значне збільшення загальної тривалості обробки составів на прикордонних передавальних станціях вплинуло виникнення додаткових операцій по обробці перевізних документів і інформації.

Задача дисертаційної роботи полягає в розробці методології системного дослідження функціонування технічних прикордонних і передавальних станцій для вибору варіантів розвитку і підвищення ефективності їх функціонування.

В другому розділі приводяться експериментальні дослідження функціонування технологічних ліній технічних прикордонних передавальних станцій, виконані для вибору теоретичних основ дослідження функціонування технічних прикордонно-передавальних станцій.

Ці дослідження містять у собі:

- формалізацію виробничих процесів технологічних ліній обробки вагонів, перевізних документів і інформації на станціях;

- визначення взаємодії виробничих процесів технологічних ліній;

- статистичні дослідження вхідних і вихідних потоків поїздів, а також потоків обслуговування в кожній технологічній лінії.

Розрахунок і оптимізація технічних і технологічних параметрів прикордонно-передавальних станцій можливі тільки на підставі математичної моделі функціонування станції. Створення такої моделі вимагає чіткого уявлення послідовності і взаємозв'язку окремих технологічних операцій, що виконуються у різноманітних підрозділах прикордонно-передавальної станції.

Функціонування прикордонної передавальної станції це взаємозв'язок трьох технологічних ліній:

- переробки експортно-імпортного вагонопотоку;

- обробки перевізних документів;

- інформаційного забезпечення функціонування станції.

Формалізація роботи прикордонної передавальної станції проводиться у вигляді структурно-логічних схем функціонування ліній переробки вагонопотоку, перевізних документів і інформаційного забезпечення. Причому, однорідні операції або групи операцій об'єднані в окремі блоки. Послідовність виконання операцій подана у формі стрілок, що вказують напрямок - черговість. .

Аналіз і формалізація виробничих процесів показали взаємну залежність виконання окремих операцій. Операції, тривалість яких впливає на виконання інших технологічних операцій названі активними, а котрі самі залежать від виконання інших операцій - пасивними. У підсистемі прийому лінія обробки вагонів мас два активних цикли - перший цикл від моменту прибуття до моменту закінчення обробки і другий від моменту зняття огородження до моменту початку розпуску. Лінію обробки перевізних документів рекомендується розглядати як один багатофазний активний цикл, а лінію обробки інформації як два цикли, причому перший цикл від початку списування до закінчення коригування телеграми-натурного листа (ТНЛ) - пасивний, залежить від двох активних циклів, що протікають паралельно - обробки вагонів і перевізних документів. Другий цикл - від моменту введення в ЕОМ повідомлення 09 до закінчення ознайомлення із сортувальним листом - активний.

Об'єднавши деякі операції, цикли можна уявити як двох-, трьох- і чотирьохфазні системи масового обслуговування (СМО). Так, наприклад, перший цикл лінії обробки вагонів можна уявити як трьох фазну СМО (перша фаза -контрольна перевірка поїзда при прийомі, друга фаза - відчеплення локомотива й огородження состава, третя фаза - технічний і комерційні огляди й усунення несправностей) або як двох фазну - об’єднавши перші дві фази в одну, тому що їх тривалість виконання операцій значно менше третьої фази.

В остаточному підсумку, технологічний процес обробки імпортного або експортного вагонопотоку на прикордонно-передавальній станції, представляється мережею двох-, трьох- і чотирьохфазних СМО.

Аналіз проведених експериментальних досліджень вхідних потоків поїздів на прикордонно-передавальні станції Південної залізниці показує, що розподіл вхідного на прикордонно-передавальну станцію поїздопотоку, незалежно від сезону, підпорядковано експоненціальному закону. Розподіл вихідного потоку поїздів на прикордонно-передавальних станціях також підпорядковано експоненціальному закону.

Аналогічні дослідження проведені по потоках обслуговування в кожнії' технологічній лінії по кожній фазі. Результати досліджень показали, що потії обслуговування розподіляється за законом Ерланга 2-го порядку або є найпростіша пуасоновським.

У результаті обслуговування вхідний потік вимог піддасться деякії трансформації, його параметри змінюються. Основним при цьому варто вважаті ступінь завантаження обслуговуючого апарата. Дійсно, якщо вона наближається д< одиниці, тобто апарат майже увесь час зайнятий, то розподіл вихідного поток; близький до розподілу часу обслуговування. Якщо ж припустити, що завантаженні апарата наближається до нуля, то розподіл вихідного потоку приблизно відповідаї розподілу вхідного потоку .

Якщо розподіл вихідного потоку визначається трьома факторами: вхіднил потоком, тривалістю обслуговування і ступенем завантаження апарат; обслуговування, то для прикордонно-передавальних станцій із низьким ступенел завантаження обслуговуючих пристроїв характерний випадок, коли нрі пуасоновському вхідному потоку і ерланговському розподілі часу обслуговуванні на виході в системі отримано пуасоновський закон розподілу інтервалів мія поїздами.

Статистичні дані зібрані за період літо - осінь 1997 року.

Третій розділ присвячений теоретичним основам дослідженні функціонування технічних прикордонних, передавальних станцій. Ці дослідженії) містять у собі:

- математичну постановку задачі;

- розробку орієнтованих графів для обробки експортного й імпортноп вагонопотоків;

- розробку математичної моделі функціонування технічної прикордонної передавальної станції.

Найбільш придатним математичним апаратом для опису такої багатосистемно структури як прикордонно-передавальна станція є апарат теорії масовоп обслуговування.

СМО дозволяє оцінити якість функціонування обслуговуючої системи і умовах нерівномірності надходження вимог, черги на обслуговування нерівномірності тривалості самого обслуговування, що забезпечує можливісті одержання математичних залежностей, які дозволяють робити оцінку необхідноп технічного оснащення і раціоналізувати технологічні процеси, що управляюті роботою прикордонно-передавальних станцій.

Аналізуючи структуру технологічного процесу обробки вагонів, перевізші: документів і інформації на прикордонно-передавальній станції, як найбільи адекватну модель, пропонується використовувати логічно ув'язану мереж; багатофазних СМО з очікуванням.

Вихідними даними є: інтенсивність вхідного потоку поїздів на станцію (/.), інтенсивність обслуговування вимог у кожній фазі мережі підсистем масового обслуговування (ц) і закони розподілу випадкових величин.

Опис структури функціонування прикордонно-передавальної станції зроблено на основі розроблених відповідних орієнтованих графів. Використовуючи функцію пропускної спроможності на мережі, на основі теореми про максимальний потік і мінімальний розтин (для мережі з одним, джерелом і одним стоком) визначається максимальний потік у мережі. Запропонований метод використовується для моделювання при різноманітних інтенсивностях вхідного потоку составів - X.

Розроблено графи станів двох-, трьох- і чотирьохфазних СМО, що описують функціонування активних циклів технологічних ліній. На рис.1 наведено граф станів трьохфазної СМО.

» 5)шо

Л

л *

^2100

Я

у г

$зюо

X

у Г

$4100

X

У т

00

//,

Л

р,

л

3411

л

Р<

Аз

в«

Эяю Эзц

$2101

Эз!

^4101

Рисунок 1. Граф станів трьохфазної СМО.

Моделі функціонування активних циклів ліній обробки вагонів, перевізних документів і інформації по прибуттю на прикордонно-передавальну станцію і відправленню подані у вигляді системи лінійних рівнянь Колмогорова.

Для мінімального розрізу будь-якої із підсистем - обробки вагонів, перевізних документів і інформації, із використанням апарату сто.хастичних СМО, визначені параметри, що характеризують потужність підсистеми, такі як

- відносна пропускна спроможність:

Я = 1 - (Г*5100 + Ряю + Р5І1І + Р5101) ;

- абсолютна пропускна спроможність:

А = А.Я ;

- середнє число заявок у черзі:

г ~ (Р2100 + Рзно + Рзюі+ Р4щ) + 2(РзюоР4110+ Р4іоі + Р5111) +

+ 3(Р4іоо+ Ря ю + Р5101)+ -+Р5100;

- середній час чекання обслуговування однієї заявки:

"іож= 1/Ці (Р2100 + Р3101) + (Рзпо + Р4іп) +

+ (2/Ц)+ 1/|Л2)(Р3,00+Р4.0і) +

+ 3/Ц2(Р41Ю + Р5111 + Р5110) + (З/Ці +2/ц2)(Р4іоі) + Р5іоі) +

+ (4/ці + 3/(_і2)Р5100;

- середній час простою першої фази:

Ц>і= 1/^ (Ріою+ Ріооі + Р2011);

- середній час простою другої фази:

^2= 1/А. (Р|100 + Рюоі + Ргоп) + 1/^2 (Р|І00+ Р’іоо + Р2101 + Рзіоо +

+ Рзюі + Рдюо+ Р4101 + Р5100 + Ряоі);

- середній час простою третьої фази:

^рЗ = (1/Ц1+ 1/Ц2)(РцОО+Р2ЮО+ Рзіоо + Р4100+Р5100) +

+1/^2 (Р.010+ Р2110+ Р3110 + Р4..0+ Р5110);

- загальний час обробки вимоги в системі:

^сист ^ож І^М-1 1^Ц2 1/Цз •

Математична модель реалізована у вигляді програм розрахунку основних параметрів, що характеризують потужність підсистем прийому і відправлення. До таких параметрів відноситься сумарний час перебування составів у підсистемах прийому і відправлення станції, число колій у парках прийому і відправлення, максимальне завантаження системи, мінімальна пропускна спроможність при заданій інтенсивності вхідного потоку й інші.

На основі отриманих параметрів визначаються і мінімізуються сумарні економічні витрати С для фіксованої інтенсивності вхідного на станцію потоку поїздів (А) та різній інтенсивності їх обслуговування в кожній фазі СМО (//). Кожній інтенсивності обслуговування відповідає визначене технічне обладнання фази.

c = Zt m''nP * c“"''. . mcp + * C"**, * n "CPL, + St °% . Co6onj . rT5'V> min ,

,ea? • ~

де t „p - середній час простою одного вагона: mip - середнє число вагонів у составі поїзда;

N0.„, - середньодобові розміри руху;

Сваг _• .

- вартість одного часу простою вагона; t"epcr середній час простою персоналу і-го виду;

Сперс, - вартість однієї години простою робітника з категорії персоналу і-го виду; п,- - кількість персоналу і-го виду; to6pj - середній час простою j-ro виду устаткування;

Co6pj- вартість однієї години простою j-ro виду устаткування; п°"ор/ - кількість одиниць устаткування j-ro виду.

Раціоналізація параметрів технологічних ліній обробки вагонів, перевізних документів і інформації підсистем передавальних станцій проводиться виходячи з критерію раціональної кількості елементів, які визначають якість обслуговування. До кількісних елементів можна віднести чисельність персоналу робітників, які приймають участь в обслуговуванні і чисельності деяких робочих місць. Якісні критерії елементів обслуговування визначаються технічним оснащенням тієї або іншої фази обслуговування, яке забезпечує різноманітну пропускну спроможність.

Перебираючи за допомогою програмного продукту ЕОМ варіанти технічного оснащення і технологічного забезпечення технологічних ліній, що забезпечують обслуговування потоку, проводиться мінімізація параметра С - сумарних економічних витрат.

Четвертин розділ присвячений розрахункам раціональних параметрів технологічних ліній технічних прикордонних, передавальних станцій.

Отримані у результаті проведених на ЕОМ масових розрахунків раціональні значення технічних і технологічних параметрів функціонування технологічних ліній прикордонно-передавальних станцій дозволяють планувати в оперативному режимі експлуатаційну роботу станції. Так, залежність абсолютної пропускної спроможності від інтенсивності надходження й обслуговування вимог у лінії

обробки вагонів дозволяє знайти необхідну область значень |J, (інтенсивності обслуговування) для заданої інтенсивності надходження поїздів на станцію,

зробивши вибір значень з урахуванням завантаження системи р ( рисунок 2).

Аналіз залежності абсолютної пропускної спроможності від завантаження системи обробки вагонів і документів показує, що більший вплив на абсолютну пропускну спроможність підсистеми ’’Вхідна ділянка - парк прийому - гірка” у цілому, надає система обробки перевізних документів, тому що темпи зниження

абсолютної пропускної спроможності зі збільшенням завантаження системи при цьому вище, ніж у системи обслуговування вагонів.

У зв'язку з цим висновком, розрахунки економічних витрат підсистем входу і виходу проводилися при варіюванні інтенсивності обробки перевізних документів і фіксованих раціональних значень інтенсивності обробки вагонів і інформації. Для підсистеми “входу” мінімум сумарних економічних витрат досягається при інтенсивності обслуговування 1,8-2,2 поїзда за годину при інтенсивності надходження составів у парк прийому від 0,4 до 1,6 поїзда за годину. При цьому із зростанням інтенсивності обслуговування, ростуть витрати, пов'язані з простоєм

Рисунок 2. Залежність абсолютної пропускної спроможності від інтенсивності надходження та обслуговування вимог в лінії обробки вагонів.

персоналу й устаткування і зменшуються, пов'язані з простоєм вагонів у підсистемі (рисунок 3).

Для станційної підсистеми “виходу” мінімальні сумарні економічні витрати досягаються при інтенсивності обробки перевізних документів, що знаходиться в межах від 2 до 2,5 поїздів за годину (рисунок 4), при заданій інтенсивності входу поїздів у підсистему, що змінюється від 0,4 до 1,6 поїзда за годину. Аналогічно підсистемі входу, із зростанням інтенсивності обслуговування, зростають витрати, пов'язані з простоєм персоналу й устаткування і падають, пов'язані з простоєм вагонів.

При розрахунку економічних витрат, пов'язаних із простоєм устаткування, враховувалося необхідне число колій у підсистемі й обладнання робочих місць робітників станційного технологічного центру (СТЦ), ПогранТЕК, контори передачі й інших, пов’язаних з обробкою перевізних документів і які дають найбільший вплив

Економ.витрати у о./добу

■ 550-600 0 500 550 0450-500

■ 400-450 а 350-400

ВХІДНОГО

потоку.поїзд/год

Інтенсивність

обслуговування,

поїзд/годину

Рисунок 3. Зміна сумарних економічних витрат у підсистемі «Вх.діл.-ГГП-Г»

П*і б

а5оо-єоо

■ 400-500

□ 100-400

□ 200-300

■ 100-200

□ 0-100

Інтенсивн,

ВХІДНОГО

пото ку

обслу гову вання, поїзд/год

Рисунок 4. Зміна сумарних економічних витрат у підсистемі « ПВ-Вих.діл»

на час перебування состава поїзда в підсистемах станції.

У додатках приведені результати обробки статистичних спостережень, програма розрахунку раціональних технічних і технологічних параметрів прикордонних передавальних станцій і результати розрахунків параметрів станцій.

ОСНОВНІ висновки

Зміна з 1992 року технології роботи прикордонних передавальних станцій викликала необхідність вирішення питань раціоналізації технології та технічного обладнання на них. Але сучасні методики розрахунку параметрів не дозволяють за допомогою аналітичних залежностей знаходити достовірні рішення для цих станцій.

Сучасні прикордонні передавальні станції відрізняються від сортувальних станцій тим, що на них виконуються митні, прикордонні і інші процедури, а також відрізняються організацією роботи, засобами механізації і автоматизації. В теперішній час згідно з Постановою Кабінету Міністрів України № 821 від 04.08.97р. проведені роботи з вибору шляхів і засобів адаптації національної мережі залізниць України до роботи в умовах функціонування міжнародних транспортних коридорів. Одним із етапів цієї програми є удосконалення технології роботи залізниць за напрямками проходження транспортних коридорів через державний кордон. Але на сьогодні відсутні науково-технічні обгрунтування з вибору раціональних технологічних процесів, що забезпечують високу продуктивність праці, максимальне використання технічних засобів, скорочення міжопераційних простоЇЕ і підвищення прибутковості залізниць.

На основі проведених у дисертаційній роботі теоретичних і експериментальних досліджень можна зробити такі висновки:

1. Аналіз і формалізація виробничих процесів на прикордонно-передавальних станціях показали взаємну залежність виконання основних операцій. Операції, тривалість яких впливає на виконання інших технологічних операцій, названі активними, а котрі самі залежать від виконання інших операцій - пасивними Об'єднавши деякі операції, цикли подані як двох-, трьох- і чотирьохфазні СМО.

2. Проведений аналіз експериментальних досліджень вхідних потоків поїздії на прикордонно-передавальні станції Південної залізниці показує, що розподі/ вхідного на прикордонно-передавальні станції поїздопотоку незалежно від сезон) підпорядковано експоненціальному закону. Розподіл вихідного потоку поїздів н; прикордонно-передавальних станціях також підпорядковано експоненціальному закону. Потік обслуговування розподіляється за законом Ерланга 2-го порядку абс є найпростішим пуасоновським.

3. Розроблені графи станів двох-, трьох- і чотирьохфазних СМО, що описуюті функціонування активних циклів технологічних ліній у підсистемах прийому і

відправлення прикордонно-передавальної станції. Моделі функціонування активних циклів ліній обробки вагонів, перевізних документів і інформації з прибуття на прикордонно-передавальну станцію і по відправленню подані у вигляді систем лінійних рівнянь Колмогорова.

4. Обгрунтовано критерій оптимальності вирішення задачі підвищення ефективності функціонування технічних прикордонних передавальних станцій, яким є параметр С - сумарні економічні витрати. Математична модель визначення цього та інших параметрів реалізована у вигляді програм розрахунку, що характеризують потужність підсистем “прийому” і “відправлення”. Перебираючи за допомогою програмного продукту ЕОМ варіанти технічного оснащення і технологічного забезпечення технологічних ліній, що забезпечують обслуговування потоку, проводиться мінімізація сумарних економічних витрат.

5. Аналіз залежності абсолютної пропускної спроможності від завантаження системи обробки вагонів і документів показав, що більший вплив на абсолютну пропускну спроможність підсистем «прийому» і «відправлення» у цілому дає система обробки перевізних документів, тому що темпи зниження абсолютної пропускної спроможності зі збільшенням завантаження системи при цьому вище, ніж у системи обслуговування вагонів.

6. Для підсистеми «прийому» мінімум сумарних економічних витрат досягається при інтенсивності обслуговування 1,8-2,2 поїзда за годину при інтенсивності надходження составів у парк прийому від 0,4 до 1,6 поїзда за годину. При цьому зі зростанням інтенсивності обслуговування, зростають витрати, пов'язані з простоєм персоналу й устаткування і зменшуються, пов'язані з простоєм вагонів у підсистемі.

7. Для станційної підсистеми «відправлення» мінімальні сумарні економічні витрати досягаються при інтенсивності обробки перевізних документів, що шаходиться в межах від 2 до 2,5 поїздів за годину, при заданій інтенсивності входу поїздів у підсистему, що змінюється від 0,4 до 1,6 поїзда за годину. Аналогічно іідсистемі «прийому», із зростанням інтенсивності обслуговування зростають зитрати, пов'язані з простоєм персоналу й устаткування і падають, пов'язані з тростоєм вагонів.

8. Основні положення і результати дисертаційної роботи впроваджені при розробці та коригуванні технологічного процесу роботи прикордонно-передавальної ;танції Куп'янськ-Сортувальний Південної залізниці.

9. Запропонований варіант організації роботи прикордонної передавальної ;танції в умовах максимальної паралельності операцій для умов станції Куп'янськ-Зортувальний має вигоду з економічної точки зору, хоч і потребує додаткових <апітальних витрат. Загальна економія в лінії обробки перевізних документов іідсистеми «прийому» складе в середньому 18469 у.о./рік, а загальна економія в тінії обробки вагонів підсистеми «відправлення» складе в середньому 8486 у.о./рік.

По даній дисертаційній роботі опубліковано чотири статті:

1. Нагорный Е.В., Шиш В.A., Титов Н.Ф. Проблемы технологии работы пограничных передаточных станций. // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті //. - 1997. № 4. C.38-40.

Особистий внесок здобувана полягає в аналізі* сучасних технологій обробки експортно-імпортного вантажу на прикордонних передавальних станціях, та розробці пропозицій щодо раціоналізації технології роботи прикордонних передавальних станцій залізниць "України.

2. Нагорный Е.В., Титов Н.Ф., Черныш Н.Ю., Тульбович Е.Ю. Методика оптимизации технических и технологических параметров пограничных передаточных станций. // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті //. - 1998, № 5. С.43-51.

Особистий внесок здобувача полягає в аналізі функціонування підсистеми розформування, обгрунтуванні критерію ефективності функціонування підсистеми розформування, розробці граф-моделі Зх-фазної системи масового обслуговування, рішенні системи рівнянь Колмогорова.

3. Нагорный Е.В., Бутько Т.В., Титов Н.Ф. Моделирование технологического процесса обработки вагонов, информации и перевозочных документов. экспортно-импортного вагонопотока по прибытию на передаточных пограничных станциях. // Міжвузівський збірник наукових праць //.- Харків, ХарДАЗТ, 1998,- Вип.ЗЗ. С.121-126.

Особливий внесок здобувача полягає в запропонуванні методики визначення максимального потоку в мережі, розробці програми розрахунків параметрів технологічних ліній.

4. Шиш В.А., Титов Н.Ф. Взаимодействие производственных процессов технологических линий обработки вагонопотока, документов и информации на погранично-передаточных станциях.// Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті //.- 1999, № 2. С.39-43.

Особистий внесок здобувача полягає в постановці задачі, розробці структурно-логічних схем обробки вагонів, інформації та документів імпортного та експортного вагонопотоку по прибуттю та відправленню.

АНОТАЦІЇ

Тітов Микола Федорович. Підвищення ефективності функціонування технічних прикордонних передавальних станцій залізниць України. — Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.22.20 - “Експлуатація та ремонт засобів транспорту ”, Харків, 1999.

До захисту представлена робота, що містить дослідження, присвячені питанням підвищення ефективності функціонування технічних прикордонних передавальних станцій залізниць України, раціоналізації їхньої технології роботи і технічного оснащення.

Виконаний аналіз і формалізація виробничих процесів показали взаємну залежність виконання основних операцій. Розроблені графи станів двох-, трьох- і чотирьохфазних СМО, що описують функціонування активних циклів технологічних ліній у підсистемах прийому і відправлення прикордонно-передавальної станції.

Обгрунтовано критерій оптимальності вирішення задачі підвищення ефективності функціонування технічних прикордонних передавальних станцій -сумарні економічні витрати. Математична модель визначення цього та інших параметрів реалізована у вигляді програм розрахунку, що характеризують потужність підсистем “прийому” і “відправлення”. Перебираючи за допомогою програмного продукту ЕОМ варіанти технічного оснащення і технологічного забезпечення технологічних ліній, що забезпечують обслуговування потоку, проводиться мінімізація сумарних економічних витрат.

Розрахунки показали, що варіант організації роботи прикордонної передавальної станції в умовах максимальної паралельності операцій має вигоду з економічної точки зору, хоч і потребує додоткових капітальних витрат.

Ключові слова: прикордонна передавальна станція, технічні та технологічні параметри, підсистема, математична модель, економічні витрати.

Титов Николай Федорович. Повышение эффективности функционирования технических пограничных передаточных станций железных дорог Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 - "Эксплуатация и ремонт средств транспорта",

Харьков, 1999.

Диссертационная работа посвящена вопросам повышения еффективцости функционирования технических пограничных передаточных станций железных дорог Украины, рационализации их технологии работы и технического оснащения.

С изменением специализации ряда сортировочных станций в пограничнопередаточные вопрос определения оптимальных мощностей их отдельных систем и устройств имеет первостепенное значение. Настоящие исследования позволяют

решить проблему сокращения времени доставки экспортно-импортных грузов и оптимизации технологических процессов работы таких станций.

Выполненный анализ и формализация производственных процессов показали взаимную зависимость выполнения основных операций. Разработаны графы состояний двух-, трех- и четырехфазных СМО, описывающих функционирование активных циклов технологических линий в подсистемах приема и отправления погранично-передаточной станции.

Модели функционирования активных циклов линий обработки вагонов, документов и информации по прибытию на погранично-передаточную станцию и отправлению представлены в виде систем линейных уравнений Колмогорова.

Обоснован критерий оптимальности решения задачи повышения эффективности работы технических пограничных передаточных станций -суммарные экономические издержки. Математическая модель определения рациональных технических и технологических параметров пограничных передаточных станций реализована в виде программ расчета параметров, характеризующих мощность подсистем «приема» и «отправления. Перебирая при помощи программного продукта ЭВМ варианты технического оснащения и технологического обеспечения технологических линий, обеспечивающих обслуживание потока, производится минимизация суммарных экономических издержек.

Расчеты показали, что вариант организации работы пограничной передаточной станции в условиях максимальной параллельности операций экономически целесообразен, хотя и требует дополнительных капитальных затрат.

Ключевые слова: пограничная передаточная станция, технические и

технологические параметры, математическая модель, экономические издержки.

Titov Nikolay Fedorovich. The Rise if the efficiency of technical frontier transmission stations functioning of Ukrainian railways. - Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of the candidate of technical sciences on speciality 05.22.20 - “Operation and maintenance of means of transportation”, Kharkiv, 1999.

The work to be defended includes researches devoted to the questions of the rise oi the efficiency of technical frontier transmission stations functioning of the Ukrainian railways, rationalization of their work and technical equipment.

The analysis made and formalization of production processes have chown mutua dependence in carrying-out the main operation. The worked-out schedules of conditions о two-, three- and four- phased SMS are describing the functioning of the active cycles of th< technological lines in the sub-system of receiving and dispatch of the frontier transmissioi station. ■

The mathematical model of determining the rational technical and technological parameters of fronties transmission stations has been realized in the form of the accounting programmes of parameters which characterize the power of the “receiving” and “dispatch” sub-systems.

Sorting the variants of technical and technological equipment or the devices which provide the service of the flow with the help of PC the minimization of C parameter - the whole economic expenditures is being held. .

The account have show that the variant of the organization of the work of frontier transmission stations under the conditions of the maximum simultaniety of operations has it’s benefit from the economic point of viem though it requires additional capital investments.

Key words: frontier transmissions, technical and technological parameters, subsystem, mathematical model, economic expenditures.