автореферат диссертации по строительству, 05.23.13, диссертация на тему:Разработка методов формирования парка путевых машин для железнодорожного строительства



МПС РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА им. Ф. Э. ДЗЕРЖИНСКОГО

На правах рукописи

САКУН Борис Владиславович

УДК 625.1.002. 002.1. 008(043. 3)

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПАРКА ПУТЕВЫХ МАШИН ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

05.23.13 - Строительство железных дорог

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук профессор С. Я ЛУЦКИИ

М-\<ютд — -1 ппо

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.;

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ПРОБЛЕМЕ ФОРМИРОВАНИЯ | 8

И ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАРКА ПУТЕВЫХ МАШИН В ТРАНСПОРТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

1.1. Анализ научных работ и передового опыта по орга- ' 8 низации машинных парков

1.2. Методы повышения эффективности использования парков специализированных машин

1.3. Цели и задачи исследования 2. 6

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ПАРКА ПУТЕВЫХ МАШИН В ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ЗОНАХ

28

\ 28 34

2.1. Общая структура методики формирования и использования парка путевых машин

2.2. Методы определения эксплуатационных режимов путевых машин

2.2.1. Обшдя часть \ЗЧ

2. 2. 2. Определение составляющих эксплуатационных режимов ЦО 2. 2. 3. Особенности организационных условий работы путевых машин

2.3. Методы определения потребности в путевых машинах $6

- 3 -

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫРАБОТКИ ПАРКА ПУТЕВЫХ МАШИН

О -1 Пя '_>, х. о А

рукгура производственной программы по территориальным зонам

3. 2. Методы исследования условий и установление закономерностей изменения параметров эксплуатации путевых машин в территориальных зонах

3. 3. Определение технико-экономических показателей использования путевых машин

85

3.3.1. Расчет эксплуатационных режимов #5"

3.3. 2. Имитационное моделирование для определения простоев машин по оргпричинам 3.3. 3. Элементный метод проверки результатов имитационного моделирования оргпростоев машин 102. 3.3. 4. Производительность

3. 4. Оценка влияния условий работы машин на производительность

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕШЕ МЕТОДОВ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ПАРКА ПУТЕВЫХ МАШИН НА ОБЪЕКТАХ ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ

4.1. Особенности организации работы парков путеукладчиков и балластировочных машин

{

4.2. Расчеты эксплуатационных режимов и производительности путевых машин в управлениях механизации

4.3. Календарное планирование работы комплектов путе- -;

. ц _

т>тт ^ ¿п ттгт* тт

п Ь1л МОШГШ.

4.3.1. Исходный календарный график М

4.3. 2. Организация взаимодействия укладочных к балласти-

РОЕОЧНЫХ МаШИН

I

4. 4. Определение экономических показателей и управле- ' ниэ эффективностью использования путевых машин

I

4.4.1. Разработка улучшенного календарного графика работы путеукладчиков и балластировочных машин при балластировке пути в территориальной зоне Среднеазиатского управления механизации (первый вари- /67-ант)

4.4.2. Сокращение простоев машин и сроков простоев объектов за счет изменения состава парка в управлениях маханизации

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ; К

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Чф

ПРШЮЖЕНИЯ 189

ТЭТЭТГ I г и м г 1_> и и и 11 Ч ¡11

Проблема совершенствования составов парков машин транспортных строительных организаций особенно актуальна в связи со значительным изменением структуры производственной программы, увеличением рассредоточенности объектов и уменьшением средних объемов работ. Большой удельный вес занимают об'екты в северо-восточных районах страны с особыми условиями строительства.

Изменение об'емов путевых работ и структуры производственной программы трестов приводит к тому, что состав парка путевых машин не в полкой мере отвечает потребностям строительства.

В шести территориальных управлениях механизации А/0"Траксстроймеханизация" сконцентрирован мощный парк путевых машин, техника , обеспечивающая строительство железных дорог во всех районах страны, включая районы со сложными природными условиями.

Имеющийся парк специализированных машин по своей структуре и параметрам обеспечивает комплексную механизацию работ по устройству верхнего строения пути. На балансе отрасли находится свыше 200 единиц тяжелых путевых машин, в том числе около 50 путеукладчиков типа УК с моторными платформами МПД, около 30 злектробалластеров, примерно 60 машин для выправки, подбивки, отделки, рихтовки пути и распределения балласта (ВПО 300, ВПР-1200, ВПРС-500, УБРМ).

Такой мощный уникальный в своем роде парк может обеспечить ввод в эксплуатацию более 1 тыс. км в год новых линий и вторых путей. Вместе с тем наметившаяся в отрасли тенденция

- £ -

изменения структуры производственной программы и сокращения объемов железнодорожного строительства самым неблагоприятным образом отражается на показателях работы специализированного парка. Уменьшение физических объемов работ ведет к снижению среднечасовой выработки потребностей в машинах, а необходимость механизировать работы на небольших (протяженностью до 16 км) рассредоточенных участках приводит к широким маневрам техники и, как следствие, значительным перебазировкам машин.

Возросли простои техники из-за отсутствия фронта работ, "окон" в графике движения на действующих путях. Коэффициент использования машинного парка составил 0,6-0,7 для укладочных кранов, 0,5-0,6 - для электробалластеров. Ш].

• В транспортном строительстве создан машинный парк высо-

копроизводительных машин, ориентированный на комплексную механизацию путевых работ, Вместе с тем, структура сооружаемых объектов С рассредоточенность и малая протяженность) не дает возможности его полной загрузки.

Случайный, временный характер открытия фронтов путевых работ и продолжительность их выполнения приводит к значительным потерям. Негативно сказывается на эффективности использования машин и наметившаяся к снижению объемов железнодорожного строительства и капитальных вложений в развитие транспортной сети страны. С 5"].

идлий^смсппи П. ушлиЧлоим ишишслшш В огшпишигьс

требует более обоснованных решений в области ценообразования за выполняемые работы и услуги. Затраты организаций, эксплуатирующих машинный парк, должны покрываться с учетом возможно-

- я -

го риска объективно обусловленных простоев. Для заказчика машины - строительной организации эксплуатационные затраты компенсируются сведением к минимуму другого риска - не получить машину в нужное время.

Именно такой всесторонний подход к определению планово-расчет ных цен содержится в диссертации.

В качестве инструмента исследований использованы: методы теории организации строительства, математической статистики и математического программирования.

Информационной базой данного исследования являются результаты анализа работы управлений механизации в обширном регионе с различными природно-климатическими и инженерно-геологическими условиями. Экспериментальной базой исследования является механизированные парки А/0 "Трансстроймехакнизации".

Состав и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и проложений. Всего страниц из них основного текста, включающего ЛЪ рисунка и таблиц.

И ПАПФАСТЦШР ТЭАТТОЛЛЛ ТТА ГГОАТ ТПГ1Л? ЛЛТИЛШЛВ Л ЦТ/ГСТ

А. ±*Л1± Ць-М ¿И/ Ш ишшшш ШЧУ.1. Drfl.rU. 'Л]ШИЫ1

М олулрт/ф Т.ГОЦГ.'РА ТЛПТТА 7П-ОЛТЭ Л хтасг гтлртгд ГПГФТГТМ-ГУ-

МАШИН В ТРАНСПОРТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ научных работ и передового опыта по

организации машинных парков

Проблема совершенствования составов парков машин транспортных строительных организаций особенно актуальна в связи со значительным изменением структуры производственной программы. Следует отметить большую сосредоточенность объектов путевых работ и уменьшения средних объемов работ на объектах. Большой удельный вес занимают объекты в северо-восточных районах страны с особыми условиями производства механизированных работ.

Изменение объемов путевых работ и структуры производственной программы приводит к тому, что состав парка путевых машин не в полной мере отвечает потребностям строительства. Как показали годовые анализы потерь рабочего времени, простои некоторых типов машин увеличиваются из-за отсутствия потребности в них, и в тоже время имеет место острый дефицит машин, например, для укладки пути на объектах пути с небольшими объемами работ и имеющими большую рассредоточенность в территориальной зоне.

Дополнительная сложность в организации использования мощного парка путевых машин состоит в изменении экономических отношений между заказчиками и подрядчиками, ввведение договорных цен. В этих условиях особенно важно создать формирова-

ние рационального состава и гибкого регулирования расстановки машин по объектам. Предпосылки к разработке такой системы созданы трудами ВНИИ Транспортного строительства, МЙИТа,:ХИИ-Та, ТашИИта:

- в области организации строительства - Г. Н. Жинкина,

В. П. Пауля, Г. С. Переселенкова;

- в области системного подхода к строительству железных дорог - С. П. Першина, Н. И. Инкина;

- области управления строительным производством в транспортном строительстве - Г. Л. Бороды, И. К Прокудина, 3. С. Спиридонова, В. Я. Ткаченко;

- в области механизации строительства - С. Е. Канторера, С. Я. Луцкого, В. Г. Максимова, И. А. Недорезова;

Наиболее близка к поставленной в диссертации задаче общая проблема организации машинного парка, рассмотренная в трудах .

Оптимизация состава машинных парков является непрерывным процессом так как предполагает постоянный учет изменений производственной программы, технология организации строительного производства, совершенствования конструктивных решений.

Уровень строительной организации, на котором следует производить расчеты в значительной мере определяется специализацией, территориальным расположением строительных подразделений и рассредоточенностью транспортных строек. Подготовка всей исходной информации и составление предварительных заявок целесообразно осуществлять на уровне трестов и управлений строительства. 1&полкение комплексных расчетов на уровне трес-

тов и увязки с результатами прогнозирования развития отрасли, позволит использовать такой фактор улучшения состава парка путевых машин, как перераспределение машин между трестами.

Основным принципом формирования машинных парков является обеспечение соответствия технических характеристик машин и структурных параметров машинного парка технологическим и организационным характеристикам и параметрам производственной программы. Решение проблемы следует начинать со стадии перспективного плакирования с тем, чтобы на всех этапах создания и внедрения новой техники обеспечить своевременное обновлен-ние типоразмерного и возрастного состава машинных парков путевых машин транспортных строительных организаций.

Однако, постановки математической модели решения этой задачи отсутствуют звенья, которые отражают специфику эксплуатации парка путевых машин в железнодорожном строительстве и могут решающим образом повлиять как на выбор способов механизации, так и на состав машинного парка в целом. Это проявляется в следующих плановых и организационных задачах:

- определение потребности в ведущих и комплектующих машинах;

- формирование типоразмерной структуры типоразмерной структуры машинных парков;

- организация эффективного использования машинных парков;

В комплексе эти задачи для парка путевых машин в опубликованных источниках не рассмотрены. Проанализируем отдельные локальные результаты выполненных научных исследований.

В работе 6h предложены методы проектирования организации балластировки пути, которые , однако, не связаны с задачей формирования машинного парка. В ней все балластировочные работы объединены в балластировочно-выправлчкьй комплекс (БЕК),для которого разработана имитационная модель организационного регулирования. Применение современного математического аппарата и исследование модели на ЭВМ позволило автору выявить основные факторы, оказывающие влияние на функционирование БЕК и, в конечном итоге, на продолжительность работ.

Такими факторами, или управляемыми переменными являются: протяженность участка линии, сооружаемого в расчетное время года - Lyn;

руководящий уклон на строящейся линии- U;

Т7--П/-. TTt ТТГЛО ТГТЛ Tf TTT^Tjr ТТТТТПТЖ ( ПЛ TFTJTTTJTTT«"» гт»Л1хгт*гЛ

удвЛвхыjc xäpcftin j ftJiay^rürl iiji*i v ослип'игШа, uupoina-n iвwill V j - ;

- объем балластировочных материалов на один километр ли-

ТТТЯТ» Vf.«

шгш I ь ,

- расстояние от источников балластных материалов до начала линии - Lc ;

- средняя скорость балластного поезда - ü*c ;

тип подвижного состава для вывоза балластных материалов.

На основании расчетов сделан верный вывод, что для наиболее полного использования рабочего времени необходимо развитие всех раздельных пунктов последовательно от начала до конца линии, по мере продвижения пункта передового базирования балластировочной колонны. Установлено также, что балластировка пути должна преимущественно выполняться по схеме " от

карьера".

Выведенные в уравнения позволяют на стадии проекти-

Т", ГЛ-Т-1--1»Т7*Г-Т ттп п т ТТТ*Т» ГГПАЛМШТЯПП'ППТТТЯП ГЛТЛ'ПОТТТ*'-} отттят» глтт^.глтжгп л ттт. птт^п

уипапгиг па ь д САДИ»! ирисМ/хрихзопУАЛ аппоацпи и 1 уигч с.ьши х ва

определить количество балластных поездов в них, продолжительность выполнения работ ЕВБК и потребное количество рабочих в зависимости от управляемых переменных. Эти результаты необходимо учитывать при формировании парка балластировочных машин и комплектов в территориальных зонах.

При проектировании организации строительства вторых путей, ряда рассредоточенных объектов, при больших расстояниях транспортировки балластных материалов значительное влияние на темпы и сроки выполнения балластировочных работ оказывает транспортный фактор, определяемый скоростью движения балластных и хозяйственных поездов по эксплуатируемой сети железных

диуил.

В работе 1^/1 доказано , что средняя скорость движения балластных составов зависит от административного деления на маршруте и выведены уравнения регрессии скорости по дальности транспортировки в зависимости от указанного фактора. Полученные новые результаты подтверждаются практикой строительства железных дорог в указанных условиях.

Б [#] установлено,что формирование организационных схем балластировки при строительстве вторых путей необходимо выполнять с учетом перевозочного процесса по эксплуатируемому пути и примыкающей железной дороге. Прокладка "нитки" балластных поездов на проектном графике сокращает продолжительность сооружения верхнего строения пути.

*

Основные организационные решения по выполнению балласти-рсвочных работ разрабатываются на стадии проектирования организации строительства железной дороги , что необходимо учитывать при формировании парка путевых машин на рассматриваемом этапе. Проектом организации строительства (1ЮС) определяются С 40, П 3;

Ьад - протяженность участка железной дороги, сооружаемого в расчетное время;

Мя - поставщики балласта с определенным радиусом деятельности (карьеры,щебеночные заводы и др.);

Р - направление балластирсвочных работ;

- темп балластировки пути;

* М? - вид и число транспортных средств для доставки балласта;

- порядок вывозки и уборки балласта в путь;

ти

- сроки начала балластировки работ;

- сроки открытия движения поездов на участке в соответствии с этапами эксплуатационной готовности(рабочее движение временная и постоянная эксплуатация).

Решения, принятые ШС, являются исходными данными для планирования и рациональной организации и производства бал-ластировочных работ &9-1.

Следует также отметить работу[?Й ,где были получены следующие результаты:

- вскрыт механизм формирования материальных запасов на складах при строительстве линейных объектов железных дорог;

- установлено и математически описано влияние звеносбороч-ной базы от объекта строительства на основные производственные

показатели сборочно-укладочных работ;

- выявлено негативное влияние конструктивных особенностей верхнего строения пути раздельных пунктов на применение индустриальных методов строительства. Для решения этой задачи найден ряд конструктивных мер и разработана новая методика расчета размещения стрелочных переводов в главный путь раздельных пунктов;

- обосновано и проведено исследование эффективности применения технологии механизированной сборки пути с использованием специальных укладочных поездов;

В соответствии с этим интересен опыт французской фирмы "GEISMAR" , которая представила свою оригинальную модель мобильного путеукладочного комплекса, который может осуществлять как поэлементную сборку пути, так и звеньевую. Образцы этой машины были пр�