автореферат диссертации по транспорту, 05.22.03, диссертация на тему:Повышение эффективности перевозок и мощности железнодорожного направления в сложных природных условиях

РГб о

МПС- Р о

2 3 МЛР Ш^огаоияия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООЕ'ДЕШ'Я (МНИТ)

На правах рукописи

КАЛИНЦЕВ Олег Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭКШШНОСТИ ПЕРЕВОЗОК И МОЩНОСТИ :''ЕЛЕЗ!ЮЛСР0ГЛСГ0 НАПРАВЛЕНИЯ В СДШЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ

С5.22.03 - Изыскание и проектирование железных дорог

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1994

- г -

Работа выполнена б Дальневосточной государственной академии путей сообщен я (ДВГАПС).

Научный руководитель

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведув^я организация

- кандидат технических наук, профессор С.М.Гончарук

- кандидат технических наук,

A.Б.Васильев

- доктор технических наук, профессор А.В.Гаврилеиков

- кандидат технических наук, директор ЦНИИТЗЙ МПС №

B.А.Шеманаев

- Управление Сахалинской железной дороги

Защита состоится " УЗ " апреля 1994 г. в час, на за-

седании специализированного Совета Д 114.05.03 при Московском государственном университета путей сообщения по адресу: 101475, ГСП, Москва А-55, ул.Образцова,15, ауд.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотека университета.

Автореферат разослан " марта. 1994 г.

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

ОЭДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящие время перед железными дорогами России стоит проблема исчерпания резервов их мощности, что !?ait правило объясняется не ростом объемов перевозок, а больскм количеством отказов из-за ухудшения состояния и сниження надеглостн

отдельных транспортных устройств. Следствием зтего является увели-i»

чение срока доставки грузов. Нерчтмичная работа железных дорог приносит убытки ¡сак са\:оп транспортной отрасли, ?as и потребителям ее продукции.

Примером транспортной системы, сталкивающейся с подобии.«! проблемами, является островная узкоколенная Сахалинская железная дорога, работающая в сложных природных условиях. Ее фактическая модность ниже расчетной из-еа большого количества от!сазоз, глазной причиной которых, lía;, показал анализ, является негативное влияние природных факторов.

В традиционных экономико-математических моделях для обоснования капитальных вложений, направленных на повышение резервов мощности, в качестве критерия используются приведенные строительно-эксплуатационные затраты, а скорость доставки грузов характеризуется стоимость» грузовой массы на колесах. Однако в условиях относительно небольших обгелов перевозок величина приведенных затрат определяется главным образом капитальными вложениями, поэтому такой подход не может гарантировать принятие правильного решения.

Необходимо создание соответствующей методики, с помощью которой можно будет получать количественную оцеьку потерь, которые несет дорога и ее клиенты из-sa влияния природных факторов, и на этой основе принимать решения по повышению эффективности перевозок

и модности яехеаксй дороги в слохных природных условиях с учетси ресурсных ограничении.

работа. Цель» настоящего исследования является разрг^о?-ка ыз'годя::;: принятия решений по выбору комплекса мероприятий, направленных на повкаешю эффективности перевозок и мощности полезно-доролжого направления, работящего в слогних природ1шх условиях.

1Ътода кослодогашт. Б работе используются основное положения системного анализа, элементы математического анализа, теории надежности, теории проектпровшшя реляционна баз дач/ых ¡1 теории множеств, методы принятия реиеннй, принцип декомпозиции и методы многокритериальной оптимизации.

Научная кошена- Научная новизна диссертации заключается в разработке методики принятия решений по повшению эффективности перевозок и мовдюсти железнодорожного направления в сложных природа условиях. Для атого:

- разработа;;!!' систеш критериев для количественной оценки влиашш природшх факторов на техническое состояние железнодорожного исправления и для оценки принимаемых реаоний по почеши зф-Сс;-.?,:и:;ост;! перевозок .и мощгастп;

- разработка методика «солич&ствешной оценки влиашш прнред-

фактороз ка техническое состояние желевнодорояаюго иаправло-

- разработала математическая модель йолознодоратаюго напраз-ления, функционирующего в сложных природных условиях;

- разработана методика пошагового формирования множества допустимых состоянии участка железнодорожного направления, основанная иа модифициррьанном методе динамического программирования (алгоритме Кеттелк), позволяющая существенно снизить размерность поставленной задачи;

- разработ&ча методика принятия решений по выберу комплекса мероприятий,- направленных на повышение эффективности перевозок и мощности железнодорожного направления, ' работающего в сложных природных условиях.

Практическая ценность. Разработанная методика позволяет получить количественную оценку влияния природных факторов на техническое состояние келезнодерогиюго направления, а также сформировать множество допустимых состояний транспортной системы и определить наилучпее из них в соответствии с выбранным принципом оптимальности.

Методика меяет использозаться при составлении планов развития Сахалинской и других существующих железных дорог, а также при проектировании новых линий в аналогичных условиях.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при выполнении кафедрой "Изыскания и проектирование железных дорог" ДВГАПС научно-исследовательских работ по теизм: "Разработка системы для оперативного анализа факторов, влияющих на движение поездов с установленными скоростями" (1989 г.),, "Экономическая оценка влияний природных факторов на устойчивость функционирования, зкелезко-доро.глой транспортной систеш о.Сахалин" (1990 г.), "Обоснование экономической эффективности развития железнодорожного транспорта о.Сахалин с учетом неблагоприятных природных условий" (1991 г.). Исследования выполнялись по заданию Сахалинской яелезной дороги. В настоящее время отделом статистики и экономического анализа Саха-ликской яелезной дороги при анализе графиков дзютения поездов используется разработанный с участием автора АИЛ "Анализатор".

Апробация работа. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах и заседаниях кафедр "Изыскания и проектирование железных дорог" ДВГАПС (1991-19ЭЗ г.г.) и

ШИТа (1992, 1994 г.г.), а также на технических советах Дальневосточной и Сахалинской железных дорог, Уссурийского отделения Дальневосточной келезной дороги (1989-1(592 г.г.).

Пубхикагки. По результатам выполненных исследований опубжка-вако пять работ, из них четыре - в соавторстве.

Структура и объем работ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы, включающего 126 наименовзлий, и двух прилодений. Работа изложена на 177 стр., в том числе 143 стр. основного текста, 30 рис., 22 табл., список литературы на 16 стр. и приложения на 18 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Рдодстю. Обоснована актуальность темы диссертации и приведены определения основных используемых понятий.

Участок - связная совокупность перегонов и промежуточных раздельных пунктов между участютзыми станциями, предназначенная для пропуска поездов.

Транспортные устройства - элементы транспортной системы, выполняющие определенные функции в перевозочном процессе (верхнее строение пути, земляное полотно, искусственные сооружения), на которые ¡«задействует множество Енеиних фа;сгоров, в том числе и природных.

Природные факторы - неблагоприятные природные явления, которые при воздействии на отдельные ненадежные.транспортные устройства могут вызывать отказн участков и транспортной система в целом., Сталинская железная дорога подвержена влиянию атмосферных и сейсмических явлений, воздействию моря, снежных'заносов и лавин, нале-

Лей, подземных вод, болот, поверхностных водотоков, селей, спды-вов, оползней, осыпей и обвалов. Отказ железнодорожного направления - нарувеиио его работоспособности, выражающееся в увеличении времени хода поездов и умекьпенга провозной способности.

Техническое состсяниэ транспортной системы (состояние) - совокупность технических средств, определяют ее новость, скорость доставки грузов и стсгагооть перевозок в условиях влияния на нее множества природных фактороз.

В порвой главе диссертационной работы рассмотрено современное состояние Сахалинской железной дороги и влияние на нее сложных природных условий, проанализированы существующие модели и методы проектирования увеличения мощности железных дорог. Сформулированы цель и задачи исследования.

Большая часть железнодорожной сети Сахалина построена по временны« нормам и имеет сложный план и профиль, параметры постоянных устройств принимались в расчете па узкошлейный подвижной состав. К настоящему времени на Сахалинской железной дороге эксплуатируется подвижной состав широкой коле:«, значительно возросли осевые нагрузки. Многие станции имеют короткие приемо-отправсчные пути, а несколько участков - недостаточные резервы пропусгаой способности.

Такое несоответствие технических параметров железных дорог Сахалина современным условиям эксплуатации вызывает большое количество отказов, анализ причин которых с использованием формы ДО-12 показал, что значительная доля опозданий поездов происходит по вине службы перевозок, службы пути и природных факторов. Поскольку в ДО-12 не входят опоздачия поездов, связанные с постоянным}! и длительными ограничениями скорости и перерывши в движении поездов, то реальное влияние природных факторов на скорость доставки грузов приблизительно в 2-3 раза ьоо.

К настоящему времени суммарная протяженность пути с различными деформациями составляет около 120 км. На дороге действует 143 постоянных и длительных ограничения скорости. Периодически повторяющиеся тропические циклоны приводят к сильным разрушениям и остановке работы дороги или ее отдельных участков. В зданий период перерывы ь даиаенш возникают из-за снежных заносов и лавин. На ликвидацию последствий стихии дорога вынуждена тратить большие средства. Из-за несвоевременной доставки грузов предприятия, обслуживаемые железнодорожным транспортом, также несут начительные потери.

Таким образом, для Сахаяинско!. железной дороги очень актуарна проблема обоснования комплекса мероприятий, направленных на ослабление влияния природных факторов, уменьшение числа отказов, по-Еьглекио ее мощности и скорости доставки грузов (эффективности перевозок) а условиях ограниченных ресурсов.

Вопросам наращиьашш мощности железных дорог посвящено мно-кестБо работ ученых разных научных школ. Анализ исследований Л.Б.Горигюва, К.И. Кантора, А.П.Нондратченко, И.В.Турбина, А.М.Ма-карочгана, Ю.В.Дьякова, В.Н.Лившица,. Б.С.Козина, И.Т.Козлова, Е.С.Свищовз, В.И.Гороховцева, Ю.А.Быкова, Э.П.Исаенко, А.В.Васильева, Л.Д.Шишкова, В.е!Козлова и др., показал, что они в полной мере не подходят для решения проблем Сахалинской железной дороги, поскольку нет пока системы критериев и методшш для количественной оценки влияния природных факторов на техническое состояние желев-нодорсшюго направления, без которых невозможно принимать обоснованные решения по повышению его мощности и эффективности перевозок.

С учетом вышеизложенного была определена цель настояцего исследования.

Ео второй главе разработана система критериев и методика для количественной оцешш влияния природных факторов на техническое состояние хелезнодорсжного направления, рассмотрены проблемы учета п прогнозирования этого влияния, а такяе возможность их автоматизации.

Анализ ззаимодействия природной и транспортной системы (рис.1) показал, что разнообразное влияние природных факторов па техническое состояние железкоцороашого направления достаточно пол-

Заздата транспортных устройств

Профилактические и восстановительные работа

Строительство занятных сооружений

Усиление човдос-ти транспсстных устройств

Повышение надежности транспортных устройств

Рис.1. Взаимодействие природной и транспортной системы

по кокет быть отражено систек.ой критериев, характеризующей его моетость, старость доставки грузов к стоимость перевозок.

Для характеристики мощности целесообразно использовать изменение резерва нровогной способности ДГрег. величина которого зависит ОТ рЗЗНОСТИ ВОЗМОЖНОЙ Гд-СОПЬо и фактической провозной способности Гф(1) участка (рис.2.).

О Т I

Рис.2. Изменение резерва провозной способности участка йГроэ

Для некоторого периода времени Т изменение резерва провозной способности участка ДГ'роз определяется по формуле:

1 Тг

ЛГреэ--| (Гв " ¡'»(О) <11 (1)

т О

В железнодорожной статастико сффектншюсть перевозок принято характеризовать средней скорость» и средним сроком доставки грузов. Изменения этих величии определяются суммой произведении массы глздой отправки на увеличение сро;са ее доставки ВД-^р (тонно-час), которуп можно использовать для количественной оценки влияния природные факторов на скорость доставки грузов. В дальнейшем углзлн-сумма именуется изменением эффективности перевозе«; А.ЭП0Р.

- и -

Для каждого участка количество перевезенных грузов IV, (t.) и увеличение срока их доставки Л1Д(t) есть функции времен». В данном исследовании предполагается., что в любой мочент t для всех грузов, перевозимы:: по участку, увеличение срока их достатки At,n(t) одкна-i'voîo, поэте;,:у для некоторого периода Т изменение эффективности перевозок ЛЭпер на участке определяется по формуле:

т

ЛЭпео - f I'a(t) Atn(t) dt (й)

° »

Как известно, для характеристики затрат на перевозку грузов принято использовать эксплуатационные расходы С, но при исследовании влияния природных факторов на техническое состояние делезгедо-редшого направления удобнее пользоваться относительным критерием "изменение эксплуатационных р&сходоз" àO, позеоляюзим рассматривать влияние каэдого при.родного фактора на стоимость перевозок не-затшею/о от других.

В резу:ьтате влияния природных факторов возмолшо. появление пяти видов отказов келеэнодорожного направления:

- перерыв в движении поездов;

- ограничение скорости движения поездов;

- ограничение скорости движения поездов при дефиците провозной способности;

- дефицит провозной способности;

- ограничение провозной способности.

Для каждого вида отказа разработана модель восстановления работы участка яелеансщоралаюго направления и ььведеш формулы для расчета изменения резерва провозной способности ДГр00 и изменения эффективности перевозок В качестве примера рассмотрим пере-

рыв в движении поездов (рис.З.).

r»(t) - Гв

Г0(1) - Гв

Рис.3. Восстановление нормальной работы участка после перерыва в движении поездов

В период отказа фактическая провозная способность равна нуля Гф-°» а равномерно псступзоций грузопоток rn-const становится а очередь па "входе" участка. После возобновления движения поступающие гр;,ы1 продолжай? аккумулироваться на "входе", а ранее задер-- пропускается с использованием всей возможной провозной скг-хЗиости Гв. Процесс продолжается, пoita очередь не иссякнет.

С'лияние перерыва в движении поездов продолжительность» tan: на 1:ьмзнэние резерва провозной способности участка ДГраз согласно (1) определяется отношением площади заштрихованного прямоугольника (сХ).ркс.З.) к продолжительности периода наблюдения Т:

1

ДГ

реэ

Т

(Гв - Гв) t

отк

(3)

Таким образом, чем больше период Т, тем меньшее влияние на изменение резерва провозной способности участка ДГреэ оказывает отдельный отказ.

Для определения изменения эффективности перевозок ДЗпеР на участке необходимо, согласно (2), найти верхний предел интегриро-вачия 10тк+Ьпос. и функция увеличения срока доставки грузов от времени (Ъ). В соответствии с рис.3.:

Гп

Гв - Гг

t

отк

toTK+taoc

Гл

отк

— t

ДЭ,

'пор

lVAl3(t) cit

Т„

t-OTK

_£n Га

(4)

(5)

(G)

Анализ иолучепнщ зависимостей (рис.4.) показал.что оссбенко Солъзое влияние lia эффективность перевозок сказывают продолжительные OTJcacu с временно дефицитом провозной способности и перерывы в движении поездов на участиях с больсичи размерами перевозок Гп при незначительном резерве провозкой способности Грвз-

ДЭ,

пор

О ^к О Г3 Гп

Рис.4. Зависимость изменения эффективности перевозок АЭа6Р от продолжительности отказа Ьотк и размеров перевозок Гп

Анализ существующей статистической отчетности пока*ад, что она не может дать объективной картины для определения влияния кая-

Г

в

О

дого природного фактора, участка и транспортного устройства в течение некоторого периода Т на изменение резерва провозной способности ¿¡Гроз и изменение эффективности перевозок Дэлс.р, поэтому дня полного а достоверного учета влияния природных факторов на техническое состояние келезкодорожного направления предложена специальная Саза дачных.

Дл-5 точного прогноза влияния природных факторов на транспортную спсгеы/ необходима информация об их развитии в будущем. Если она отсутствует, то при планировании мероприятий по з. дите транспортной системы допустимо исполыюв- ¡не пассивного прогноза, пос-колыгу интенсивность болъилкстаа природных факторов я их влшшиэ на техническое состояние' келезнодсролшаго направления являются стабильными для периода 5-10 лет.

Для сбора, хранения и обработки данных, а также решения различью: вспомогательных задач с диссертации предложена автоматизированная с:;стсмз для количественной оценки влияния природных факторов па техническое состояние аелеонодорокного направления. Ее крс. = разом является разработанный с участием автора АРМ "Аяализа--I..>)'-, г.педряений ¡:а Дальневосточной, Сахалинской и Байкала-Амуро-к;'.-' >алез::ых дорогах.

3 грохьей глам разработана модель железнодорожного направлена , функционирующего в сложных природных условиях, сформулирована математическая постановка 8адачи, выбраны методы ее решения, разработана методика принятия решений по выбору комплекса мероприятий, направлений на повышение эффективности перевозок и мощности йелезнодорокного направления, работающего в сложных природных условиях.

В качества модели железнодорожного нгдраьлвния, работающего в сложных природных условиях, рассматривается транспортная система,

- 1Г? -

состоящая из множества I взачмодействукядах участков, на состояние которых влияет множество природных Факторов. В результате этого влияния возникают отказы железнодорожного направления, которые в течение некоторого периода Т образуют соответствующее множество R(T). Существует тагасе некоторое множество допустимых мероприятий J, ослаблявших влияние природных факторов на техническое состояние железнодорожного направления.

В .тобой момент времени транспортная система может находиться в одном из технически состояний, принадлежащих множеству возможных состояний железнодорожного направления L. Каждому 1-му состоя^ нию соответствует определенное множество реализованы* мероприятий J(l). Каждое состояние характеризуется критерия;;!! резерв провозной способности Граэ(1), -изменение эффективности перевозок ДЭПор(1) " приведенные затрата 3ПР(1).

Требуется найти такое технические состояние 1" железнодорожного направления или множество реализованных мероприятий J(l*), которое имело бы наилучшее п соответствии с выбранным принципом оптимальности сочетание величины резерва кровозной способности Грэз(1). ©повышения эффективности перевозок ДЭпэр(!) и приведенных 3Пр(1) затрат. Величины критериев не должны выходить за paMiai соответствуют предельных значений Грезо, £3П(грО » Зпро:

(ГроэС^.ЛЭперС^.ЗпрС!'*)) - opt (ГР03(1),ЛЭПер(1).ЗпрИ1) (7)

1чЬ

Гр03(1) > Грвзо (8)

ДЭП9р(1) > ДЭпвро (9)

3nPU) < ЗПРо (10)

Ограничения назначаются лицом, принимающим решение (ЛПР) с учетом задач, стоящих перед железной дорогой, и имеющихся ресурсов. Например, требуемая величина резерва провозной способности

Грозо Для однопутного направления может устанавливаться в размере 20%. от объемов персво&ск Гп. Требуемое повышение эффективности перевозок ДЭпаг- >-ог.зт назначаться с учетом необходимого увеличения участковой корости, снижения времени оборота вагона или олащаемо-го экономического эффекта от устарения доставка! грузоз, в том числе у, но внетракспортной сфере. Предельна1! величина приведенных затрат может определяться уровнем доходов железной дороги и нормативной прибыль», а также возможностью получения льготных кредитов.

Имеются также три частных случая (11), (12) и (13), предус-матригаэпще определение оптимального состояния 1* по самому важному критерию при выполнении ограничений (8)-(10):

Поставленная задача (7) является многокритериальной статической детерминироваш'ой оптимизационной задачей. Кроме того она характеризуется больной размерностью, которая зависит от количества возможных меропаияткй я и равна 2т. В результате анализа моделей к методов, применявшихся в исследованиях Д.В.Гавриленкова, В.А.Кспы-ленко, М.И.Карпова, В.А.Гаг.рилепкова. Зл.А.Анисимова, В.А.Подверб-ного, С.А.Телегича, В.С.Щварцфельда и Е.А.Шиваревой, Б качестве методов решения задачи оптимизации повыдеикя эффективности перевозок и мощгости железнодорожного направления в сложных природных условия;, приняты принцип декомпозиции, алгоритм Кеттеля и метод идеальной точки.

Разработанная методика принятия решений по выбору комплекса мероприятий, направленных нэ повышение эффективности перевозок и

Граэ(1*) - тах Греэ(1) ЦЬ

ДЭлер(1") - та: йЗпер(1)

X >С 1—*

3ПР(1") - тп 3ПР(1)

(11)

(12)

(13)

мощности делезнодорожнсго направления, работающего в слатлых природных условиях включает следующее:

1. Сбор и обработка дш1ных о влиянии природных факторов на техническое состояние келезнодорсшюго направления, выявление не-нодемшх транспортных устройств, юлпчествеиная оценка влияния каждого г-го ст:глза на провозную способность ГФГ, изменение эффективности перевсзок ДЭПорг и изменеике сксплуатационных расходов

ДСГ.

о

2. Назначение альтернативных вариантов защити транспортных устройств от воздействия выявленных природных факторов.

3. Формирование множества допустимых мероприятий Л, ослабляющих влияние природных факторов ка техническое состояние железнодорожного направления, путем шбора лз ачьтернатнвных способов защиты наилучсих по критерт приведенных затрат 3Пр.

4. Определение критериев ДГреаи. ДЭпори и 3ПР1 э для каждого ^-го мероприятия, реализация которого на 1-ом участке предотвращает повторение в будущем некоторого множества отказов Г^п (Т):

1

ЙГраэИ - —- • ^ (Гв " Гфг) 1откг (М)

Т геВи(Т)

1

ДЗпери--- 2 Дэ"ерг

т г€1?и(т)

Ьпри - Ни + — (16)

б. Формирование множества допустимых состояний для всех участков железнодорожного направления с помопуыо алгоритма Кеттеля. Качдое 1-оз состояние 1-го участка характеризуется критериями 1'рйэ|(1), ДЭпер! (1) и Зпр; (1), значения которых ззвисят от начального (нулевого) состояния ГраЭ1(0), Дйлэр1(С) и 0ЛР1(О) и соответствующего множества реализованных мероприятий Л ¡( I):

- 18 -

Гре^О) - ГроаПО) + Е ЙГрван (1?)

ЛЭпер|(1) - ЛЭпер1(0) + Е ДЭпери (18)

Зпр1(1) - 3ПР1(0) + ЕЗПри (19)

¿«•мШ

Из полученного множества исключается состояния, не удовлетворяющие условию (8).

6. Формирование множества допустимых состояний железнодорожного направления I/ с помощью алгоритма Кеттеля. Для кяздого 1-го состояния направления в еавтаюсти от состояний участков вычисля-

ется критерии Греа(1). АЭЛорШ И 3,р(1):

Гроз(» - ю1п Грв»|<1) (20) 161

. ЙЗпор(1) - Е/Йпор1<1> (21)

Зир(1). - С8пр|<1) . (22)

Из полученного шзжоства Ь* исклачаются состояния, не Удовлетворяющую условиям <9) и (10).

7. Выбор наилучвего состояния из множества Ь" в вавиашост.1 от конкретно?» постановки задачи. Если оптимальный вариант определится одним, самым важным критерием, то ревение принимается в соответствии с (11), (12) или (13).

8. Если оптимальный вариант должен иметь наилучаее соотношение всех критериев, тогда принятие решения осуществляется с использованием метода идеальной точки. Для каждого 1-го состояния железнодорожного направления вычисляется расстояние в пространстве нормалкзоЕ&чних критериев р(1) до некоторого идеального состояния. Оптимальным является 1*-ое состояние, которое ближе остальных к идеальному варианту:

р(1") - йпр(1) (23)

1 с I *

9. Анализ полученных оптимальною и субоптимашшх вариантов и принятие окончательного решения.

10. Реализация принятого репенкя, сопоставлениз полученного реального эффекта с ожидаемым и использование этой информации при решении аналогичных задач в будущем.

Предлагаема! методика является основой для действий ЛПР.

В четвертой главе с целью проверки ра-зргйоуакной методики

i

рассмотрен пример для наиболее подверженного влиянии природных факторов направления Хслмск-Илышск (122 км).

Для решения задачи использовалась информация, которая была • собрана при выполнении с участием автора научно-исследовательских работ для Сахалинской железной дороги на к-офедре "11зыс!;ашга и проектирование железных дорог" ДВГАПС. При количественной сценке влияния природных факторов на техническое состояние железнодорожного направления Холмск-Ильинск рассматривались перерывы в движешш поездов, постоянные и временные ограничения скорости, действовавшие .в 1992 году.

Генеральными схемами укрепления и защиты земляного полотна и противолазинной aarjnu были рекомендованы различные защитные мероприятия, • предусматривавшие строительство обходов и подпорных стен, педъеыку пути, отсыпку берм, сооружение железобетонных лотков, рытье водоотводных каназ, противоосыяных и улаздивгхкцях рвов, термоукрепление и террасирование склонов, срезку откосов, укрепление 1« плитами и обсыпку дренирукдо! грунтом.

В диссертации в соответствии с предлагаемой методикой рассмотрены и проанализированы возможные рациональные сочетания перечисленных мероприятий и получены решения, направленные на повышение эффективности перевозок и мощности железнодорожного направления Холмск-Ильинск, при разных вариантах постановки задачи.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Акам1 проведенный в настоящем исследовании» показал, что перед Сахалинской железной дсрогой стоит проблема уменьшения резервов мощности, связанная с большим количеством отказов и снижением надежности отдельных транспортных устройств из-за негативного влияния природных факторов. Следствием этого является ухудшение показателей работы, уменьшение доходов, потери транспорта и его клиентов из-за несвоевременной доставки грузов и пассажиров.

Существующая методита оценки мероприятий по увеличению модности эксплуатируемых железных дорог на основе приведенных затрат с учетом стоимости грузовой массы па колесах не позволяет учесть все стороны влияния природных факторов на техническое состояние транспортной системы и объективно выбрать мероприятия, ослабляюще это влияние.

Учитывая изложенное, цельга настоящего исследования является разработка методики принятия решений по выбору комплекса мероприятий, напразленных на повышение эффективности перевозок и мощности железнодорожного направления, работающего в сложных природных условиях, на примере Сахалинской железной дороги.

2. Для достижения поставленной цели в диссертации разработана методика количественной оценки влияния природных факторов на техническое состояние железнодорожного направления, в рамках которой выбрана система критериев, включающая: изменение резерза провозной способнос-и ¿Гроз, изменение эффективности перевозок ЛЭЛер и изменение эксплуатационных расходов ¿¡С.

3. Выведены расчетные формулы для определения изменения резерва провозной способности АГрвэ и эффективности перевозок ДЭП0р

при всех возможных видах отказов: перерыв в движении поездов, ограничение скорости движения, ограничение агарости при дефиците провозной способности, дефицит провозной способности, ограничение провозкой способности.

Особенно больпоэ влияние на состояние железнодорожного направления склзываат продолжительные отказы с временным дефицитом провозной способности и перерывы в двоении поездов. При отсутствии резерва провозной способности от!саэ становится необратимым, о

Учет зависимости изменения участковой скорости от изменения заполнения пропускной способности при отказах может существенно повысить точность расчета изменения эффективности перевозок ДЭПйр, и достоверность количественной оценки влияния природных факторов на техническое состояние железнодорожного направления.

4. Предложена структура базы данных для учета отказов, возникающих из-за воздействия природных Факторов на отдельные транспортные устройства, и количественной оценки их влияния на техническое состояние железнодорожного направления.

5. В случае отсутствия точного прогноза влияния природных факторов на транспортную систему' при планировании мероприятий по залайте транспортных устройств допустимо использование пассивного прогноза.

6. Предложена автора: изирозанная система для решения задач, связанных с учетом, »юличествешюй сценкой и прогнозированием влияния природных факторов на техническое состояние железнодорожного направления. Прообразом этой системы является разработанный с участием автора АЙ.1 "Анализатор", внедряемый на Дальневосточной, Сахалинской и Байкало-Амурской железных дорогах.

7. В диссертации разработана математическая модель железнодорожного направления, функционирующего з сложных природных услови-

ях, в которой под техническим состоянием транспортной системы понимается совокупность технических средств, определяющая ее мощность, скорость доставки грузов и стоимость перевозок в условная воздействия на нее множества природных факторов. Состояние железнодорожного направления зависит от множества реализованных мероприятий, ослабляющ;« влияние природных факторов. Модель основана на системе критериев, включающей: резерв провозной способности Гроа, повышение эффективности перевозок ДЭпер и приведенные затраты 3Пр.

Ь. Сформулирована постановка задачи оптимизации пс'.ишемия эффективности перевозок и мощности железнодорожного направления, работающего в сложных природных условиях. Поставленная оптимизационная задача является многокритериальной статической детерминированной с большой размерностью.

9. Б ячестве методов решения задачи оптимизации повышения эффективности перевози: и мощности железнодорожного направления в слолшьк природных условиях приняты принцип декомпозиции, алгоритм Ксттеля и метод идеальной точки.

10. В диссертации разработана пошаговая процедура формирования множества допустимых состояний участка железнодорсяшого направления на основе алгоритма Кеттёля.

11. Разработана методика принятия решений по выбору комплекса ¡^г.роприятий, . направленных на повышение эффективности перевозок и мощности железнодорожного направления, функционирующего в сложных прирсдних условиях, которая позволяет находить оптимальное состояние транспортной системы и предусматривает анализ последствий реализации запланировать мероприятий и использование этой информации при реиении диалогичных задач в будущем.

12. Проверка методики проводилась на примере железнодорожного направления Холмск-Ильинок, наиболее подверженного влиянию природ-

- гз -

них факторов по сравнению с остальной сетью железных дорог Сахалина. Результаты проверки подтвердили работоспособность предлагаемой методики.

Методика может использоваться при составлении планов развития Сахалинской и других железных дорог, а также при проектировании новых линий в аналогичных условиях.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гончарук С.М., Калинцез О.В. Выбор критерия технической эффективности для проектирования развития железнодорожного направления// Выбор технических параметров и вопроси теории проецирования железных дорог в условиях Дальнего Востока: Сб. науч.тр. - Хабаровск: ХабИИЖТ, 1992. - С.53-57.

2. Гончарук С.М., Калинцев О.В. Методика экономической оценки влияния неблагоприятных природных фаотороз на работу железных дорог Сахалина// Вопросы проектирования и реконструкции железных дорог: Сб.науч.тр. - Хабаровск: ХабИИЯГ, 1392. - С.4-10.

■ 3. ГЬнчарук С.М., Калинцев О.В. Разработка системы для оперативного анализа факторов, влияющих па движение поездов с установленными скоростями// Тезисы докладов XXXVI научно-технической конференции. - Хабаровск: ХабИИЕТ, 1989. - С. 126-127.

4. Гончарук С.М., Калинцев О.В., Пвгрцфельд В.С, Анализ факторов, вгияюгцк на движение поездов с установленные скоростями на Уссурийском отделении ДВПД// Повышение безопасности движения на железных дорогах: Сб. науч.тр. - Хабаровск: ХабЮШТ, 1989. -С.41-47.

5. Калинцев О.В. Количественная оценка влияния "отказов" постоянных устройств на качество работы железнодорожного направле-

нил// Выбор технически параметров и вопроса теории проектирования железных дорог в условиях Дальнего Востогл: Сб. науч. тр. - Хабаровск: ХайЖТ, 1932. - С. 33-44.

Калинцев Олег Викторович

ПОВЬШЫЕ Э5ФЕКТИВН0СТИ ПЕРЕВОЗОК И МОЩНОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО НАПРАВЛЕНИЯ В СЛОЖНЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ

05.22.03 - Изыскание и проектирование железных дорог

Подписано к печати 09.03.94 Печать офсетная

•1ормат бумаги 60x34 1/16 Объем усл. печ.л. 1,80

Заказ № 16 Тираж 100 экз.

-.тография ДВГАЛО. 68С056, Хабаровск, ул.Серыкева 47.