автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Проектирование транспортно-складских комплексов грузовых станций с применением экономико-математических методов и средств ЭВМ

СП

23 мпс рф

Московский государственный университет ^ путей сообщения

СП

СЧ/

На правах рукописи .ЧИСЛОВ Олег Николаевич

УДК 656.212.5.001.2

проектирование

транспортно-складских комплексов грузовых станций с применением экономико-математических методов и средств эвм

05.22.08 — Эксплуатация железнодорожного транспорта

(включая устройства сигнализации, централизации и блокировки)

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва —

1907 г.

Работа выполнена в Ростовском государственном университете путей сообщения (РГУПС) па кафедре «Станции и грузовая работа».

Научный руководитель — Официальные оппоненты —

Ведущее предприятие —

кандидат технических паук, профессор Чернов В. Н.

доктор технических наук, профессор Ефименко 10. И., кандидат технических паук, доцент Новиков В. М.

Кавказский проектпо - изыскательский институт «Кавжелдор-проект», г. Ростова-на-Дону.

Защита состоится « ^ ОО

А

14

» •Г'Т' :г• '. 1998г. в . . час: мин. на заседании специализированного совета Д 114.05.04 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу: 101475, ГСП, г. Москва, А-55, ул. Образцова, 15, ауд. Д^.1, С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « '¿-Ъ » . 1997г.

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

Ученый секретарь специализированного совета

д.т.н., профессор 7 В. И. ШЕЛУХИН.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Внедрение ЭВМ и систем автоматизированного проектирования (САПР) на транспорта позволило решить многие задачи по совершенствованию перевозок, этапности развития путей и станций, расчету и проектированию технических средств. Однако, анализ современных научных работ и исследований говорит об очень магам применении ЭВМ при масштабных накладках планов станций и грузовых комплексов, конструирований горловин, разработке вариантов путевого развития.

Формирование генеральных планов транспорт»-складских комплексов (ТСК) на основе разработанных двух-трех вариантов компоновки не всегда отражает рациональность принятого решения и учета местных особенностей. Рассмотрение проектировщиком большего количества возможных схем ТСК ограничивается трудоемкостью и продолжительностью расчетов.

В настоящее время большинство эксплуатируемых грузовых районов имеют низкий коэффициент застройки, нерациональное йу~ тевое развитие, неиспользуемые погрузочно-разгрузочные нуги и тупики с угловыми заездами, что не отвечает современным требе ваииям проектирования и строительства.

Проектирование генпланов ТСК с использованием транспорт-; ньи расходов на завоз и вывоз грузов при размещении объектов позволяет наиболее точно выбрать местоположение склада с учетом расходез при зкеплуатации.

Дель работы и задачи исследования. Целью диссертации является реяение задачи проектирования транспорта: - складских комплексов грузовых сгаиций с применением экгш>й!к0- математических методов и средств 9Ш на основе модульного представления объектов к складской территории, усгакозлеиия методов ои-ташыюго размеигккя и формализации задачи конструирования горловин ТСК.

Основными задачами диссертационной работы являются:

- анализ существующих генеральных кланов транспорт-но-складских комплексов;

- разработка зкояемкко-математической модели;

- создание модулей складской территории и объектов;

- построение алгоритма, блок-схемы и программы компоновки:

- формализация задачи проектирования путевого развития!

- разработка моделей схем путевого развития на основе ло-; гических структур и методов;

- создание алгоритма, блок-схемы и программы расчета и построения горловины ТСК;

- создание машинных вариантов размещения объектов и оибор из них наилучших;

- формирование генпланов на ЭВМ для существующих грузовых дворов и выгрузочных баз, их сравнение и оценка качества машинного проектирования.

Методика исследования предусматривает: анализ существующих генеральных планов грузовых дворов, выгрузочных баз строительных материалов и Саз материально-технического снабжения Северного Ка&кава;

изучение технико-эксплуатационных характеристик грузовых комплексов и выявление характерных недостатков;

практическое исследование и обобщение автоматизированного проектирования ТСК с использованием: эвристических математических методов системного анализа, линейного и динамического программирования, теории графов, вероятностных методов кибернетики и др.;

соедание экономике-математических моделей транспортных вадач;

разработку алгоритмов и программного обеспечения реализации на ЭВМ задачи автоматизированного проектирования генеральных планов ТСК.

Научная новивна: модифицирован и впервые применен метод двойного предпочтения при размещении складов на заданной территории;

предложена методика модульно-матричного представления объектов и территории тупиковых, сквозных и комбинированных грузовых комплексов;

для сравнения проектируемых вариантов генпланов ТСК разработаны критерии оптимального размещения складов яа уровнях;

для оценки путевого развития предложения методика матричного моделирования горловин гдезошх комплексов са основа ие-дерДОесккх структур:

установлены возмогшие стандартные- конфигурации горловин чутей;

метолом многокритериальной оцешш установлены рациональные схемы ТСК для различных условии размещения объектов и акс-глуатации.

Пластическая ценность. Разработанные в диссертации методы «шоиовки территории складских комплексов, проектирования путевого развития, алгорит.\и, программы попета оптимальны:! и выбора рациональных схем ТСК используются проектными институтами :ри оценке существующих я выборе цових генеральных планов. Результата работы могут являться основой создания системы автоматизированного проектирования трэлепортно складских комплексов.

Реализация результатов работы. Предложенная в диссертации методика проектирования использована отделом "Пути и станций" <з вказского проектно- изыскатель ского института "Кавхелдорпро•* гкт" для оценки компоновки выгрузочных комплексов и бэя мате-мшьло-технического снабжения.

Апробация работы. Основные положения диссертации доклады • запись и были одобрены на:

заседаниях ка$едри "Станини и грузовая работа" РГУГС.: (Ростов н/л, 1995,1995,190?»г.);

заседании кефедрц "Технология грузовой и коммерческой ра-5оты" МГУПС (УЛИТа) (Москва, 1997г.'):

научно-техническом совете проектно-игускателъского кнет«-гуга "Кавхедцорпрсект" (Ростов н/Л, 1997г.'!;

Юбилейной научно-технической конф-'роицми, пссокгёяяой 50-леткя Победы, 130-лехк» 4ИПС и 65-летке И'УПС. iРостов п/}\, то>г.г,

Ь'екдукаро.цнон научно-практической ксяференшч:. Рг'ст го:,, строит, ук-т (РГСУ, Ростов н/Л, 1997г.).

Публикации. По теме диссертации опуС-ликосаио îî п^чаг-ныл забот, из них три в соавторстве.

Структура и с Съем работы. Диссертация состоит и:; аноде-¡ия, четырех глав, заключения, списка литература l:i9 источни-сов. Работа изложена на 273 стр , из них 163 стр. м.-л1;:::ог!Хсно--о текста, 3 в рис., ЭО табл., НО стр. прилолений.

...ОСНОВНОЙ СОДЕРЖАНИЕ РАБСТЬ)

Во введши:.. отмечены совреисакые проблемы в езлйсти эко»' пдуатадш! иелевнодорожлого транспорта, проектирования путевого развития станций н грусовш устройств с использованием средств SBM и аконокшко-математтюских методов, обоснована актуальность поставленной проблемы, ивлошш цели и задачи исследования.

В Первой ГЛаье содержится обзор современного отечественного »2 еарубекного опыта проектирования соединении путей, станций и груговых устройств с применением ЭВМ.

Теоретические основы и методические разработки па отечественному опыту применения ЭВМ в эксплуатации *.елеышх дорог были заложены видными учеными и проектировщиками: профессорами Акулшшчевш В.М. .Смеховьа: A.A.. Сологубом H.H.,Ефпменко Ю Л., Пр&адННым Н.В. .ПерсЯановыы В. Д. Дегтяренко В.Н..Ч&рновыч В.II. И др. В дальнейшем теория автоматизированного проектирования Непрерывно развивалась н углублялась трудами многих ученых: Козловым И. Т. ,Осьчншшым А.Е. .Тс.чЭ.ч К К. ,Мащ селем С. С., Ту тяга-носы»,i У.Т..Шабашшм H.H./Мирошниченко В.М. .Числовым H.H., Астафьевым В.М. и др.

Вопроси практического ЕИе,уроння ЗБМ в области проектирования и моделирования ведутся во ВШШНГе, ' Я КТО, МГУПС, ПГУПС, РГУПО, Ииевгипрэтрансе. Мосгияротрансе и друг и:; гнстптутач.

Анализ современных • работ i области СА1Р транспорт-но-складс! ix комплексов свидетельствует наличш. оригинальных разработок и алгоритмов, но охсутстгуе»т единый системный подход к разраОотко программ и комягькг.'ерных технологий.

'Зрубслный опыт применения сШ ко автоматизированному создания схем а-руаовых »¿омял tht'oo отличает аира too испзльаогз-iuiü современных малинных средств и методов программирования., но реааютсй в основной отдел!.кие практические задачи.

Во второй глгце 11ро;гедс4ший анализ существующих генеральных планов баз матеркаяьно-техиическаго сна-Зяеиия. грузо&их дворов л складских комплексов предприятий Северного Каыдз* показывает, что они иАйлт ряд недостатков по комйэновке и ъза-ЩЮЩ р£|СПОЛОХГ?НЙ» груэовш. устройств, низкому 8&суройго> территории, незЗДекМш&му суровому рб&гитии, Сует

путового развития сложны и нерациональны.

В диссертационной работе рассматривается возможность применения ЭЗМ для поиска рационального размещения сгеладоз на выгрузочных комплексах. Росить данную задачу предлагаемся глк транспортную со следующей формулировкой: на папшшой территории необходимо так разместить объекта (склады), чтобы суммэр-'-нчо расколы иа перевозку грузов железнодорожным и автомобиль-ккм транспортом были мгпэ/альнига.

Зависимость транспортных расходов можно представить в ш-дэ оконсиико-математической модели.

т уд ' .ча .пет елт 2 ^ Т, С С1 1-1 л< + С4 • )'«ик к»<п. (1)

где 3 „ годорые эксплуатационные расходы иа перевозу грузов, щс.руб; ¡71 - количество силапев для различии* материалов и грузов (1 - 1,2,..,,щ);

У,Ц< О.ЧТ

'С| ,С1 - себестоимости игрепозок 1т грувов по..?,елосиой дороге*/■' и автотранспортом, руО/ттл;

хд аг>т

Ь>ок..Ьнк-расс7оя1!К-з перевозок груза по «»лезной яо роге к с'с ' готранспсртом до 1-го аиада. р.чсполо.^?:шсто й /-ем месте на к-ом уровне. 1см; 0(ж -объем перевозок грузов 1-го скягда. т., ...

Критерием оптимальности являются себестоимости ?раненое-трревки грузов и расстояния- н^ресосрк пря «гдашквшх:

жд з? ;пд аст

с, > о; С1 > о-. иик> о; Мк> о, „.<£*'/'•

Для решения задачи автором предложено ксполыхфитькегсл двойного предпочтения с модификацией аиочонкя критерия; "сот- _ ласно которому первым размещается объект по наябсльвпгм расходам на транспортировку всей массы груза н,ч единицу рас«тойь ния Ь1км- В обеем виде поелодовательность раздездешег ск/лдог» • полно описать следугпуш соответствием: . аизду с

где Lkmin - ышткд^ное расстояние транспортировки груза и складу к-го'уровня, и,'..

Начальным планом размеюшиа объектов может быть вариант, разработанный яроегагкровщикоы с учетом подъогциих колегнодо" рожиых путей, автодорог, площадок, служебных и бытовых зданий. Затем данная схема грузового комплекса изображается в матричной форме (рис.1), для чего склад с наименьшими размеряй принимается за исходцый ыодуль площади, а остальные рассчитываются по отношению к нему с использованием коэффициента кратности. Склады приняты прямоугольной формы с учетом СИиП, к.-д. путей, автодорог. По строкам жирными линиями показана янринг складов, по столбцам - их длина. Качщой строке присваиваете» порядковый номер уровня ó, 1 каждому столбцу - порядковый номе! модуля к. Центры тякести объектов (складов) отмечены знака»

Матрица размером 5x6 модулей соответствует территорш 250x300 гл.м для размещения складов. С учетом обдебазовых объектов и точек ввоза и ьыьоза грузов длина площадки увеличивается как со стороны подъездных железнодорожных путей, та!', i автомобильных подъездов. Точкой входа <tBx) ыокет. быть первм стрелочный перевод выгрузочного комплекса (или ворота со стороны железной дороги), выходкой точной (ЬВых) - ьората со сто роны автотранспорта.

В левом и правом верхних углах »-'.одулей, изображавши: склады, указаны, расстояния перевозки 1-го груза жслеанодорок нш транспортом от точки входа до цеетра тилестя и автомобиль ¡шы транспортом - от центра та-жстк до то'-дки вачода. В г/лчни левом и празом углач - себестоимости перевозки 1-го груз транспортом соответствующей категории.

Расстояние перевозок грузов по квлеэной дс(.юге определи огол по формуле:

• 1*Д „ /1<о2 + Yuk2 ♦ ( Xuk- Хо 5. Й

автомобильным транспортом

1аот * I Хвых-Яик ! * I W- Yok i. lí

"AV Кикуйю координаты це;поа тяжести j-ro склада, рэслс лаканного ь } -ок kscir ка г -cw уровне;

Xo 3-чод 1>юл 1иод З-ыса -мод

Ркс. 1. Схша тупикового трансисртзо-склакского комплекса з,матрасной ферле '

^авт

i

<о i

*l ta-

eux

•gst

«vlo -

Xo - координата , :начала . площади для размещения складов; '

'ХвыхЛвшг координаты точгаг вывоза грузов. ! Склады в ' массиве; дашшх ; ранжируются, по. грузопотокам и наибольшим суммарным расходам на транспортировку ncefr массы груза 1-он'ГЛТ^гсрик:на-единицу расстояния. Первым■для размещения выб:5раеи;я склад format' Р*-; Ичблокмруется-'"на уровне с min ELk., эагем.ъШра&есй'склад'-с Ài."^,1- из оставшихся в., размещается мц на первом- ,урэйе..- (прц-ад®) свободных модуле«) ' ыиг.на уровне c 2Lkinin'l'1u т.д.''ПсследЬвахель1:со1^. размещения .складов щ'уровщ'щшщ^-вЩвб^ии;.-';'- ' . , '

. уПри-.раашад^

lia падшие^ свободных ^юдулей - if 'возышгость - •. расположения ' 1-го ••склада if-:■ hîîxççix;оЬх^вайкря'.■ Цосле*pashieaisiiim всех объект • îoi поясчк!) расходы пу- каудойу роду - груза

;э>> ; суьшарад?'; - ,-f из ^смйдац '. сдцогр уровня ; S3r _ и ; итогошэ ' экс-ifasrsi&ojßi^ йаряaiisy {Si ; ; Результаты

■ i--видоповторением плана расме-

Îia>coiH3Bâ8iiîtt.>ff,ci>'..общ»!© siœi^à^sùùiiojiiiùê-.-раахрды

на-даарсдсрюфрт^ варианта " компоновки

складор -'ö^iätä^oiifo-'aiÄaj'; • • ■' •' ■ " ' ' •'

: Si « S £k. яде.руб. (6)

\ - k-i

Устшювле1ш тр1г:. уоковия., расположения складов на уровнях

первое -, расходу по обг-октдо одного'уровня долхнц возрастать от первого модуля к последнс-i'y

3tiK< 3i2k<...<9tjk<..<?i(n-l)K<'Sir.k. 3-J.2.....n; (il

втерое - об'" акту с наибольшими рг-сходами долило соответствовать ншл;оньше расстояние

Öuk^eäiain LR; (S)

третье - группе объектов одного уровня с наибольшими у^с-льнауи расходами долгдю соответствовать наименьшее расстояние

maxE PijKSi^tn I« (g;

Таблица 1

РАЗМЕЩЕНИЕ СКЛАДОВ ВДйШЩ1РШАК5Ш МЕТОДОМ ДВОЙНОГО ПРЕЩЮЧТШЩ

Призеденша _ затраты, р, Расстоя- г"! кия по УРОВНЯМ, и- Р1 гяа.х-1 Р2 гавх-2 ■ .... С1Ш Рп Сумма сас-ходов ао уровням, . РУб

п .... СПЭД Спа 2РП

_ ¡П1П+2 и.3 Сэ^ 0з .... 2Р3 ■

Сз° »-

02 [ щ-'

с2а

а?1П С!» .01. • * • ♦ . • у РЧ- . ? -

..... .... .... » ♦ • »' , . . . • • • * * к

В-к-1 т-г

_ гип»-п П-Я

СУММАРНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ РАСХОД! . ГО ВАРИАНТУ РЯЗМЕ£ЕШЯ -Р

Выполнение трех условий означает оптимальное расположение объектов. При значительном количестве размещаемых окладов.задача усложняется и для ее решения эффективно использовать ЭВМ. Применение вычислительной техники позволяет менять местоположение не только складов, но и точек ввоза и вывоза грузов при привязке генпланов к реальным услошям, изменять общую площадь для размещения складов, проектировать путевое развитие транс-портно-складских комплексов, учитывать современное изменение транспортных расходов.

Для'решения указанной задали по разработанному - алгоритму с использованием модифицированного метода двойного предпочтения составлена бдок-схе^а (рис.2) и программа размещения складов ОРТIM2 m языке TURBO PASCAL 6.0 для IBM PC.

Укрупненная блок-схема.программы состоит из 36-ти операторов и вкдачает следующие подпрограммы:

аналитического расчета стоимости перевозок грузов для каждого склада; .

вычисление суш,(арных расстояний перевозок грузов железнодорожным и автомобильным транспортом до центров тяжести объектов каждого уровня (3-й оператор);

выбора места для расположения складов; ' последовательности перестановок объектов по уропням, предварительной пе^шти результатов расчета; графической подпрограммы Еывода размещения складов на ок-ран; ■.

печати сипй.'агк.уого_ варианта размещения складов на принтере.

Полученный с использование»» £ВМ оптимальный вариант раз-ftiât'teiiJ-rï сюкздоп требует дальнейшего анализа и доработки проектировщиком. На схему наносятся эбщебаговые объекты, автомо-Сильны? дороги, коммуникации, ограждение и др.

Н(-:-лэне1ые модифицированного метода двойного предпочтение при ьыборе рацион .тлк-зго размещения складов на транспорт-ко-складских комплексах по сраваени» с другим»! (например, рв-ристическам методом пос.'-.едсйаг^кого приближения) ь «ecaî«» раз сокрааа^т оогем гычислбй-дй и время работы SSM с прогргм-мой. 3/iîCb оптимум достигается га 4...S итераций, а и ютеук«-эажюы за 70...50 перегтанзьок. •

С H ayas-a )

Рис« Z. Бяок-с5с«*а пр<?гратш реэиеценм объектов

При конкретном проектировании генерального плана грузового комплекса пользователь программой обязан ввести исходную информацию в ЭВМ о складах,- грузопотоках и себестоимости- перевозок грувов. Исходный план размещения объектов может не вводиться, так как первоначальный вариант выбора и расстановки складов по уровням предусматривается алгоритмом по направленному логическому приоритету размещения.

Ниже в качестве примера приведен в матричной (табличной) форме план размещения объектов при проектировании с ьег.ольво-ванием ЭВМ (табл.2). Таблица состоят из двух частей:

в левой части графически представлен план расположено складов по уровням с грузопотоками в центре каждого склада, расстояниями (верхние углы) и себестоимостями перевозок rpysoi в правой части показаны расходы на транспортировку roysc: по каждому складу, по уровням (на которых могут располагать« несколько складов) и в целом по рассматриваемому варианту размещения.

Для рассматриваемого варианта потребовалось выполнить четыре перестановки объектов по уровням, чтобы достигнуть минимума транспортных расходов. Годовая экономия по машинному варианту составляет 1626.10 тыс.руб по сравнению с исходным размещением. Оптимальный вариант расположения складов выдается hi экран и печать в виде схематичного матричного изображен«: (рис 3).

Третья глава диссертации содержит постановку и алгоритм« вацию вадачи проектирования горловин складских комплексов. Ее можно сформулировать следующим образом: на заданной территории, при известном количестве еяладо и соответствующих ограничениях на их размещение, необходим запроектировать путевое развитие горловины таким образом, что бы ее общая длина была минимальной.

S"= rain SfNcn.Nyn.EMik**); (Ю

где NCn - количество стрелочных переводов горловины ТСК;

Nyn количество упоров; i—iik*® " суммарная длина железнодорожных' путей, уложен ных в горловина (исключая комплекты стрелочин переводов) для еавоаа-вывоза 1-го груда к j му складу к-го уровня.

lassiuaiL

шла р^змезада <кгг:шзз на sei еюсе чнаиса ятерашн (ошиш варюяп

------т .... - ----, . - . — .......... - — ..... .,- УроЗЕК| издох (í) размесвюы объекте» |OCiï- 1 Расколы на ipaücaopnqMEic/. Tic.pyS | Сукна реамв-1-1 i-1-!-s-lacea I-¡--¡--1--¡-;--¡расхоша. sema 1 1 1 2 1 3 1 4 1 S 16 |взгкх;| 112|3|4;s|G| тыс.руб (it) 1 I I 1 ) 1 1 и 1 1 1 1 III

I 634 г-» ISC 5 1 t i 1 1401 1 1 1 |йЗ.ЗЗ >—• 13Î.47 i 1 8S4 1 III 1 8352.33 I | ! 1 S3S2.35

3 1 1 512,—30CÍS37 ,—X 225 110) i 1901 62.87«.0js3.2s 1—> сг.аг 674.5i-137. S ÜCOi ТО. M«—100.ГЛ 612 1 1036.65 j 13534.07 . 17154.25 31705.57

i ■ -■ i 1 1 1 5ёЭ i-1 173 1 1 14001 1 1 01Л 9 <-• • 13.73 744 1 1 1 3*393.1 1 32333.42

1457 i-1 ' 3Î3 г ! . lîioi Isa.os 1—■ tes.» 557 !—i 225 1501 зоз.ео '—1 пэлэ 644.5 i—137.5 leoi гее. S3'-ЕЛ.25 783 1S034.25 1 21433.49 25071.27 65344.01

1 4 1 1 55! (-1 275 1 i 1150» 1 1 33. !5 '-' tC4.a 1 KM 1 1 1 1 231SS.C6 1 1 23156.00

С у и ■ a расходов во 5 i а р s а н tv цг-зоз1.4Ц t- — - —.....-................ — --------- -............ .....■----- t. , J

5

Рис.з. Схеьгагйчное» иазртыоз иаобрэиезнг на сШ раэмешгнкя оЭ^еетов

по vnffîHKm Tmivfíietm кпмтгсгелтп _

При следующих ограничениях:

(Ncn.Nyn.ELu4*3) > 0; -.

Ncnm,n < Hcn< "cnmax: CID

ijlynmln < Nyn< Nyn™*: min ELijk*a 4 Hijk*" < max Q-ijk*®-При проецировании горловин используются в основном обыкновенные (правосторонние, левосторонние) и симметричные стрелочные переводы. Для оптимизации поставленной задачи логи-ко-матекатнческими методами предложено стрелочные переводы характеризовать тремя видами связей, входящих и выходящих из их центров. Ниже на рис.4 представлены стрелочные переводы в векторном и блочном виде.

а) +ЕХ1 в) +LX0.5

EN0

б)

ЕХ0

EN0 ЕХ0 ±ЕХ1

Ш

г)

-ьХ0.5 EN0 -ЕХ0.5 ¡*ЕХ0.5

(

«00

+«/21

)

Рис.4. Логическое представление стрелочных переводов: Э, в - соответственно обыкновенного и симметричного в свявах; б, г - соответственно обыкновенного и симметричного в модулях, где ЕН0 - направление входа в стрелочный'перевод;

ЕХй - направление выхода из стрелочного перевода;

+КХ1 - направление выхода из стрелочного перевода для бокового пути (+ЕХ1 - перевод левый, -ЕХ1 - перевод правый);

±ЕХ|?.5 - направления выходов из симметричных стрелочных переводов.

Б декартовой еистемо координат оси стрелочных переводов модно описывать системой уравнений:

для обыкновенных

Yj= tg «г» • Уз- te ( «г

Xj+ b

t «СП

) • Xa* b

}

(12)

для симметричных

У1« ап • Х1+ Ь

Уг- Ьд ( Йп + К аса ) • Хг+ Ь

Ъ- ¿к ( «п - И Эсп ) • Хз+ Ь

Для генерации схем горловин горловин путей в работе предложено использовать иерархические структуры - двоичные деревья типа ДЛг- Известными величинами являются координата точки входа 1Вх. количество грузовых фронтов и расстояния между ними, количество стрелочных переводов и основные размеры, величины круговых кривых и прямых вставок.

В качестве примера на рис.5 приведены трй из четырнадцати возможных вариантов компоновки горловин ТСК с выходом на пять путей и их структурные модели. Справа от рисунка горловины изображено двоичное дерево, разделенное на уровни. На первом размещены грузовые фронты, на последующих - центра стрелочных переводов.

Возможные компоновки путей и выбор наилучшей схеш предложено выполнять с применением ЭВМ и использованием матриц смекностей. При этом необходимо определить общее количество узлов дерева (Уддг) и количество ребер связи (Рддг).

Если известно количество узлов выхода, то Уддг равно

Уддг - 2-Пфр - 1; (14)

где пфр - количество узлов выхода (путей) на грузовые фронты. Количество ребер свази определяется зависимостью

Рддг - УДДг - 1.. (16)

Количество узлов на уровне К+1 определяется по формуле

Ук*1 - (Ук+ Уп) <Иу 2; (16)

где Ук - общее количество несвязанных узлов к-уровкя; Уп - оощее количество несвязанных узлов, оставшихся

на всех предыдущих уровнях; с!IV- целочисленное /рдение. Другой величиной,- характеризующей двоичное дерево, является степещ узла обозначаемая 003 (У О или !3у1. Установлено равенство:

Уддг

Е 0У1 - 2 • Рддг.; (17)

1-1

-fâ-

Симметричная квадратная патрица смежности, ..описывающая структуру ДДГ, типа Мддг» 1рЫ, имеет порядок УддгхУд£Г; Эле-иенты матрицы:

(1, если есть ребра, соединяющие вершину 1 с вершиной 4.

0, если связи нет.

На рис.6 приведены варианты матриц структур ДДг рассмотренных вьш? схем горловин ТСК и их преобразование для использования в ЭВМ. Правая верхняя от оси симметрии часть матрицы смежности является постоянной, левая нижняя чагть подлежит из-, менени» путем перестановки местами ЕХ0 (0) и ЕХ+1 (+1) (изменение способов связи), а также - ЕХ+1 (+1) на ЕХ-1 (-1) (изменение сторонности стрелочного перевода - левый на правш'О.

Путем математичеаюго расчета юадого варианта, нерациональные схемы отбрасываются, а из оставвихся выбирается оптимальная. В целях эффективного определения координат основных точек горловины предложено использовать метод сокращенных соединений в его малинной интерпритацич.

На рис.7 представлена блок-схема программа расчета и построения горловины ТСК на ЭВМ, которая состоит из 34-х операторов н включает подпрограммы: ввода массива исходных датшх; формирования матрицы смежности; вычисления степеней вершин двоичного дерева ДНГ; построения лвоичной структуры горловины; предварительного расчета координат точек горловины и сравнение с данными по входам на грузовые фронты;

расчета координат вериин углов поворота методом сокращен-' ных соединений;

печати ведомости координат оптимального варианта компо-: новки путей;

графической подпрограмм вывода схемы горливины ; ТСК на Э1фан и печать.

В четвертой главе приведены примеш решения задачи автоматизированного проектирования ТСК. Раэработаииая ыетодика апробировалась на схемах существующих и разработанных на ЭВМ

-Zf-

Матрица сздггш&тс-й Матрицы горловин путей

) » 12 3 4 5 6 7 8 9 3 ..." 1 2 3 •1 5 6 7 L 9

ы. - 0 0 0 1 1 : í» 1 x' _ _ - _ _ _ P

2 0 0 1 0 • 2 - X - - - P -

3 0 0 10 0 •3 - -• X г - - P - -

1 0.0 0 $ 4 • - - M - p - - -

'5 - 10 0 0 5 - - - --- X p - < - -

8 000110100 с б - - 0 +1 M «t 0 - -

7 001 0-010-10 7 - - 0 - - +1 X 0 -

8 . 0 1 0 0 0.0 1 0 1 > a - 0 - - - - ¿i ît 0

3 100000010 ; о 0 +1 «

Вариант 2

J » 1 2 3 4 S 5 7 8 9 3 « 1 2 3 â 5 6' 7 8 8

1-1 0 0 0 1 1*. 1 ■ît M P

2 10 0 0 2 - w » ' • Г - -

1 0 10 0 0 S - - X - - p - - -

А 0 10 0 - - - X - F «

5 t 0 10 0 5 - - - V Í» » P - •

6 01 - 0 0 0 0 1 0 б - 0 +1 • X. - 0 -

7 000110010 7 - - 0 +1 U. Я 0 -

0 OOOÛOMOi 8 - - - - 0 +1 и 0

0 1 û 0 G 0 0 0 1 0 g 0 +1 X

Еарката 3

3 " 12 3 4 5 6 7 3 9 i » 1 О 3 4 S 6 7 8 0

U1 10 0 0 1» 1 X • „ „ _ p

2 10 0 0 2 - X - - - p - «

3 0 0 0 î 0 3 - - X - - « P -

4 0 i 0 0 A - - - X - - P -

5 0 10 0 5 - - « - X • ? щ

6 1 10 0 0 0 0 0 1 6 0 +1 - - - X - - 0

г* i 0 0 0 î J 0 0 î 0 7 - - - и ♦1 X 0

0 0 0 10 0 0 10 1 8 - - 0 - - X Ö

0 0 0 0 0 0 i û .1 0 ; 9 II t . t . 0 + 1 X

Ртс.б. Матрицу структур ДДГ

Операций ■ jtfèjibb ЪхоЪа

nVecvc/nArt-j

ПИ них tfanpu-] \ H-' ct'tiWjA

ÏÏpP&wmp С institue и .¿■Cp^ÏHVj,

ХЬ^Ийт fítove/c-i

("оста иосГ)

Ate.T-. Злок-схема программы ; кро8кт::ровааия nyicBOiO развитая груэозьк ко«пхекгаз

зкяадских. комплеютах:.,базе'строитешвд материалов,. трувовых дворах станций Росгоз- Товарный И-Черткосо, мета*лобаа э ctsjíujíh ' Минеральные Волн,- J грузовом' írouriíeitco ' станции' Донская-Промышленная Ставрои0льс!сого края.

Получешша Мсщиниыо- ,С(шэдсв. • подробно

шшнвировалйсь»'' В^шшалйсь'; Й*'7,0рабатйвзлйсй^ Пфгформировач шш масштабного ■ пл^га- ëaîîzfàrrra" гоакй сйЗъек-

гоц;дсполпн?эльи0ишо;ятй4; тшЬфшиы^Йо^и;,';.. об'щебазовт объёкты,; коммунмйцшг*; :it. разрывы.

.ОптималыгЖварЫ«?' :чп{Миггий09Шйг н'а: ЭШ выгрузочного |;ойпле1сса'с7р0ихей1шк материалов-тупикового-тийа с одним ..же-, лёзйодррошш-!^

та в, ueHTpa!ibHC»:no^d:fiintii;îîpe5c?araeiî "••.«а '.р::о:0//'Тёррнтория тек , -р'азкероа скяеяоз.

Путевое .pasñjraí»'-койялё'ксф:'сгаистиящовшф• • о • использованием сифйщешюи;стрэл0шюй; ужда'воэриогр а'ипа. Спргза;от'." складе-, гай ■ зоны :пр0Ду;сйотрена -.трйихорий-'длТ сбдебагошх сбъектов.

Ргссмотронныэ.. сксш;". ;:• "' ■ ¡гомйлексов

сравгафёлись по fénepayiгщ róiáitóa' для

cvL,ecTBy»áero- доложелий. .

Проведенный. анализ ..по1сазал>, что": пршешшэ' 5ЕМ !•- позволило ; за счет лИаего -вэШ'Йпс^

умм&шф обда.'щята^ дорог на.-14 % И .автймо-

¿ильных '-дорог'; на 20 сЬкратагь. территорий стдаядшх дворов и выгрузочных раз'.'па.'.30' Х; уличить'. коз'К'Ш?ент-застройки с 0.14 до 0.3"; коэфф^щН0цт:-}1Спат:ьсов0115й' T'eijpHTOpnir - о 0.4-1 ;;.о 0.7,

Применение при фермНррзгшии ; с^рпяпгов.-ассм ■ ветрузоч-них йм, грузовых л'сороа if Ьбъединенн^ аадапсга'л.коиплетооп в пргшзленных' узлах ¿юкагасо: ' высок*)» ;э'|«1тг|еску».;оффектив» ность автоматиз^йазгао^о проектирования генеральных плечов и целесообразность исаольговонйя матемятпчеекгсе яетодой для решения сгятоивА транспортных задач. , .

1. 2.

3.

4.

5.

6. 7. в. 9.

Зксплюеация

СУ_яаа инертных материалов 10. Административное здание

Склад лесоматериалов 11. Проходная

Склад цемента 12. АЗтозесы

Склад ЖБИ и гвк 13. Мастерские

Склад металла 14. Назес для техники

Склад, контейнеров 15. Склад ГСМ

Платформа для колесной техники 16. Трансаорчаторная подстанция

Склад тарно-атучных грузов 17. Протквопохэркый резервуар

Склад извести 18. Стрелочный пост

19. Помещение весоввиков

Ркс.8. Оптимальный вариант размещения объектов с применением ЭВМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты, вывод! ¡1 рекомендации модно сформулировать следухиаим образом:

1. iia основе анализа суарствукда сном баз материально технического снабжения, грузовых дьсров и амадских устройств предприятий Северного Кавказа выявлены недостатки в компоновке и взаимном' расположении грузовых устройств, низких коэффициентах застройки и использования территории (не превышающих в отдельных генпланах соответственно 10% и 50%), неэффективном путевом развитии.

2. Устранить данные недостатки предложено путем использования при проектировании генпланов современник экономило-математически методов и вычислительных машин для разработки многих вариантов размещения складсл- ' их всестороннего анализа, сравнения и выбора оптимального.

3. В работе рекомендуется изображать схеш тргшскорт-но-селадских комплексов в виде матриц с последующа* делением всех складов и территории на модульные участка!. С-иэд с наименьшими размерами принимается за исходной модуль площади, а остальные рассчитывается по отношению к new с испол^зовани^а коэффициента кратности. Территория разбивается на ypobîui и определяется расстояние от точки входа до точки выхода по каждому из них. Рассмотрены схемы складских комплексов тупикового, сквозного и комбинированного типов.

4. Для решения задачи оптимального размещения складов использован модифицированный метод двойного предпочтения. Объекты размещаются по наибольшим приведенном расходам на транспортировку Есей массы груза. определенной категории и кшшеньиеяу расстоянию.

5. По разсаботачному алгоритму составлена влок-сх£«а и программа размещения складов ОРТ !М2 на явыке TURBO PASCAL 6.0 для IBM PC.

G. Применение данного метода в десятки раз сокращает. сбг-•îm вычищений и ьр*мя работа сВМ о программой по сравнению с супесч еу>лиими.

7, Для проектирования горловин путей предлохсмю испог.ьзо-сать ««рпрхические структур» - двоичные деревья, «иторьго май

лучшим образом приспособлены для реиещш задач тагаго класса Конструкция горловин описывается квадратными симметричным матрицами по предложенной моторике.

8. На обнове полученных симметричных матриц смежност горлови:: путей и разработанного алгоритма проводится их срав аеннс и выбор оптимальной схему путепого развития груворог комплекса.

9. Приведено решение вадач комионосед генпланов траке поргно-складских компдексои с применением ЗБМ н сравнение существующими схемами грузовых дворов и ьыгрувочных баз.

10. Автоматизированное проектирование позволяет повысит качество вариантов размещения складов за счет шюговариантнэс тп машинных компопоьочиых решений и сократить время на выбо оптимальней схемы генерального плана. Коэффициент аастгзйк увм'ччен с 0.14 до 0.3-, коэффициент использования территории

0.44 до 0.7, пелучеао coi:paaoa.io территории по некоторы; генпланам на 30 1, уманьаена общзп 'протяженность железиодерок пых путей и автомобильных дорог соответственно на 14 7. и 20 %

11. Разработанная методика проектирования грузовых уст ройств и путевого развития складских комплекса на ЭВМ позьо ляот оценивать сущсствуюжло н проектируете генпланы грузовы. дворов, выгрузочных баз, а такжо решать вопросы рацнонапыгаг! размещения объектов и путевого развития.

ОСНОВНЫЕ ПСШЖНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Чпслов 0,Н. Проектирование соединений путей с пригоне-ннем SBí.i: Учебное пособие; Рост. гос. ун-т путей сообщения Ростов н/Д, 1994. - 70с.

2. Числов О.Н. Размещение объектов на заданной терригори с применением згазиомкко-чатематических методов. Межвузовски! сб. науч.тр.РГУПС "Совершенствование эксплуатационной работ! железных дорог з условиях рынка". Ростов н/Д, 1994. стр.80-88.

3. Числов О.Н.' Моделирование путевого развития горком; транспортно-складских комплексов. Межвузовский сб.науч. тр РГУПС "Грузовая и коммерческая работа в условиях рыночной эконом-чад", Ростов н/л, 1995. - стр. 128-134.

1. 'Ыслоз H.H. .Леонтьева Л.И. ,4r.cj;oa 0.11. Мэтсд проектирования транспоотно-складских комплексов. М.: Лурнач "'Хелеано-(Орсжный транспорт", 1995, Н8, - стр. 1-1-17.

5. Чггслов Н.Н.,Числос О.Н. Сооерденствсвгнив алгоритма эагмещелня складов при проектировании грузовых ;шсров с ис-юльзоканием ЗБМ. Сб.науч.трудов РТУ ПС "Проблемы повшення to:ütypeHTocnoco6i:oQTH делевнодорокны;: перевозок, развития ;тпнцчй и транслсртно-складских комплексов", ч.1, г.Ростов t/Д, 1096. - стр. 10-14.

5: Чернов в.Н.,Чисюв 0.11. Формализация задачи проектирования путевого развития горловин тргшспсртно-складских комплексов. Сб.науч.трудов РГУ ПС "ПроОлемы повышения конкурентос-юсобностн хелепнодорояних перевозок, .' развития станций и гранспортно-складских комплексов", ч.1, г.Ростов н/Д, 1906. -:тр.100-102.

7. Числсв О.Н. Проектирование горловин станций на основе иерархических структур. Сб.науч.трудов РГУ ПС "Проблемы повышения конкурентоспособности иелезяодоралсних перевозок, развития станций и "фгпспортно-складск;« комплексов", ч.2, г.Ростов ¡1/Л, 1935. - стр. 85-63.

8. Числов О.И. Моделирование путевого раззптия горловин гранспортно-складсюм комплексов. Тезисы доклада на Юбилейной научно-технической конференции, посвященной 50-лет№ Победы, 130-летим МПС я 65-летмю РГУПС. Рост.гос.ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 1965. - стр.12-13.

9. Числов О.Н. Влияние себестоимости перевозок на разм--щеш'о объектов транспортир-складских комплотов. Тезисы доклада ва Шмейной научно-технической конференции, пссвяже чой SO-летня Пободи, 100-летил МПС и 65-летию РГУПС. Рост.гсг.ун-т ¡гутой сообщения. Ростов н/Д, 1996. - стр, чЗ-М.

10. Числов 0.1!. Логгко-математическое описание горловин тракспср-гно-счладских комплексов. Материалы мемунпродлоЛ на-учко-прлчтичеасой конференции: Тезисы докладов. - Ростов н/Д. Г-ГСУ, 1W7. - CTpiOl..

И. Чнолов . 0.!1. • Проектарование и размещение объектов грачс*<;ртно-скла4ск{!х. комплексов с np:wi.'iieHitFM ЭВМ. Материал« международной ИЕувдо-практичестей конференции: Тевисы докладов. ' Ростов н/Д. РГСУ, 100/. - стр.62-53 •