автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Технико-экономические характеристики сортировочных станций в системе организации вагонопотоков

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОРТИРОВОЧНЫХ СТАНЦИЙ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ОРГАНИЗАЦИИ ВАГОНОПОТОКОВ.

1.1. Анализ современных условий организации вагонопотоков на железных дорогах, влияющих на методы определения характеристик сортировочных станций.

1.2. Анализ теории и практики определения расчетных нормативов плана формирования поездов по станциям.

1.3. Технико-экономическая оценка эксплуатационных возможностей сортировочных станций на зарубежных железных дорогах.

1.4. Развитие программно-технологических средств для персональных компьютеров и их влияние на методы определения технико-эксплуатационных характеристик сортировочных станций.

1.5. Постановка задачи исследования.

Выводы по 1 главе.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОРТИРОВОЧНЫХ СТАНЦИЙ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗАЦИИ ВАГОНОПОТОКОВ.

2.1. Основные положения

2.2. Расчет времени нахождения на станции транзитных и перерабатываемых вагонов при заданной структуре вагонопотоков и технологии их переработки.

2.3. Расчет эксплуатационных расходов, приходящихся на один транзитный и перерабатываемый вагон, при заданной структуре вагонопотоков и технологии их переработки.

Выводы по 2 главе.

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ «КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПАСПОРТ СОРТИРОВОЧНОЙ СТАНЦИИ».

3.1. Общие положения.

3.2. Разработка информационного обеспечения и структуры базы данных комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции»

3.3. Определение нормативных технико-экономических характеристик станций в рамках комплекса задач

Компьютерный паспорт сортировочной станции».

3.4. Формирование итоговых показателей плана формирования поездов по сортировочным станциям.

3.5. Разработка программного обеспечения и интерфейса пользователя комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции»

Выводы по 3 главе

4. СИСТЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПАСПОРТ СОРТИРОВОЧНОЙ СТАНЦИИ»

С ПРИКЛАДНЫМИ ЗАДАЧАМИ ОРГАНИЗАЦИИ ВАГОНОПОТОКОВ.

4Л. Регламент ведения базы данных комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции».

4.2. Взаимодействие комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции» с системами оценки вариантов порядка направления вагонопотоков и плана формирования грузовых поездов.

4.3. Взаимодействие комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции» с системами определения времени и стоимости транспортировки грузов в условиях фирменного транспортного обслуживания.

4.4. Применение комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции» при разработке мер по рациональнму использованию и развитию сортировочных станций.

4.5. Оценка экономической эффективности от внедрения комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции».

4.6. Пути развития системы расчетных нормативов плана формирования поездов по сортировочным станциям.

Выводы по 4 главе

Отечественные железные дороги на современном этапе остаются одним из важнейших факторов экономического роста, активно содействуют развитию отечественной промышленности, ускорению научно-технического прогресса [1]. В отрасли реализуются комплексные программы модернизации технических средств и совершенствования управления на базе современных информационных технологий. В результате пользователи услуг железнодорожного транспорта получили приемлемый уровень тарифов и возможность более точно прогнозировать время окончания перевозки и прибытия грузов. Улучшены качественные показатели эксплуатационной работы, средний срок доставки груза сократился более чем на 4 ч при удлинении груженого рейса.

Правительство России на своем заседании 9 ноября 2000 г. утвердило основные цели, задачи и принципы реализации структурной реформы железнодорожного транспорта. Целями реформы являются: повышение устойчивости работы железнодорожного транспорта, его доступности, безопасности и качества предоставляемых им услуг для обеспечения единого экономического пространства страны и общенационального экономического развития; формирование единой гармоничной транспортной системы страны; снижения совокупных народнохозяйственных затрат на перевозки грузов железнодорожным транспортом [1].

Для достижения указанных целей необходимо кардинальное обновление технологий и внедрение самых прогрессивных методов управления перевозками. В поставленной перед сетью железных дорог задаче ускорения оборота вагона за период до 2005 г. более чем на сутки (до 7,5 сут) ключевая роль принадлежит реализации новых решений по организации вагонопотоков и оптимизации использования сортировочных мощностей. Ведется целенаправленная работа по концентрации переработки транзитных вагонопотоков на меньшем числе сетевых сортировочных станций. Намечено первоочередное техническое перевооружение этих станций, создание автоматизированных сортировочных комплексов, работающих по безлюдной технологии [2].

Разработка и внедрение автоматизированной системы организации вагонопотоков [3], адаптированной к реальным условиям работы сортировочных станций сети дорог, позволит рационально использовать станционные мощности, направить поезда по экономически выгодным направлениям с минимальными задержками на переработку в пути следования, сократить время и расходы на выполнение маневровой работы.

Решение указанных задач невозможно без объективной оценки технических, технологических и стоимостных параметров, определяющих процесс организации вагонопотоков в поезда на сортировочных станциях, а также глубокого анализа взаимосвязей указанных параметров с использованием современных информационных технологий.

Целью настоящего диссертационного исследования является разработка и реализация научно-методических принципов определения технико-экономических нормативов системы организации вагонопотоков на основе компьютерных паспортов станций.

На защиту выносятся следующие основные результаты исследования: методика определения нормативных технико-экономических характеристик станций, адаптированная к задачам и критериям организации вагонопотоков в современных условиях эксплуатации; принципы проектирования дорожно-сетевого комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции»; методы организации взаимодействия комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции» с системами оценки вариантов порядка направления вагонопотоков и плана формирования грузовых поездов, с сис7 темами определения времени и стоимости транспортировки грузов в условиях фирменного транспортного обслуживания; рекомендации по применению комплекса задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции» при разработке мер по рациональному использованию и развитию сортировочных станций.

На основе указанных результатов разработан и внедрен на сети дорог России дорожно-сетевой комплекс задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции», используемый при решении задач разработки плана формирования поездов, рационализации размещения и технологии работы сортировочных станций. Результаты работы использованы также в Инструктивных указаниях по расчету потребности в маневровых локомотивах (утв. МПС 02.10.1997), Методике оперативного контроля соблюдения сроков доставки грузов и распределения ответственности между дорогами (утв. ЦД МПС 03.09.1999), техническом задании на Автоматизированную систему организации вагонопотоков (утв. МПС 11.05.2001).

Результаты исследования не исчерпывают проблемы совершенствования расчетных нормативов организации вагонопотоков. Перспективными направлениями развития системы являются: переход на клиент-серверные технологии ведения баз данных и производства расчетов, интеграция с разрабатываемыми в отрасли геоинформационными системами, развитие на созданной информационной базе имитационных моделей, позволяющих уточнять характеристики времени нахождения вагонов и расходов по станциям и взаимодействующих с моделями оптимизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В настоящем исследовании разработаны и реализованы научно методические принципы определения технико-экономических нормативов системы организации вагонопотоков на основе компьютерных паспортов станций. При этом решены следующие исследовательские и проектно-технологические задачи: выявление структуры технологических взаимосвязей в системе определения технико-экономических характеристик станций; определение требований к методам оценки технических возможностей имеющихся устройств по выполнению сортировочной работы и операций с транзитными поездами, определения времени нахождения на станции и стоимости проследования по станции вагонов различных категорий и назначений; уточнение способов определения нормативных технико-экономических характеристик станций в рамках комплекса задач "Компьютерный паспорт сортировочной станции"; разработка информационного обеспечения и структуры баз данных комплекса задач "Компьютерный паспорт сортировочной станции"; разработка интерфейса пользователя и программного обеспечения комплекса задач "Компьютерный паспорт сортировочной станции"; формирование итоговых показателей и обеспечение обратных связей в системе ведения расчетных нормативов организации вагонопотоков по сортировочным станциям.

2. Для оценки вариантов организации вагонопотоков необходимо обеспечить для каждой станции вычисление наборов технико-экономических характеристик как вектор-функций, отражающих эксплуатационные возможности станции по выполнению сортировочной работы; время нахождения на станции транзитных вагонов (исключая простой под накоплением); эксплуатационные расходы; время и расходы, связанные с накоплением составов и поездных групп. При этом для каждой станции и сортировочной системы при вычислении указанных вектор-функций должны оптимизироваться параметры технологии выполнения станцией заданного плана формирования поездов.

3. С учетом возрастания доли групповых (частично перерабатываемых) поездов выполнено структурирование вагонопотоков, поступающих на станцию (в сортировочную систему). На основе анализа структуры потоков установлены зависимости, которые характеризуют технологическую взаимосвязь структуры перерабатываемых вагонопотоков и времени нахождения вагонов на станции.

4. Время нахождения на станции транзитных и перерабатываемых вагонов (с выделением простоя под накоплением) определяется в последовательности от выхода со станции к входу потоков на станцию. Это позволяет учесть влияние последующих фаз обработки составов на предыдущие. Временные характеристики станционных процессов рассчитываются с учетом межоперационных простоев по зависимостям, разработанным на основе имитационного моделирования работы станций. При их расчете принимается во внимание взаимодействие элементов станций в условиях непропорциональности имеющихся мощностей, исключение из работы части путевого развития в связи с размещением вагонов нерабочего парка и другими факторами. При этом загрузка сортировочных устройств и маневровых локомотивов определяется с учетом: 1) перестановки в парк отправления только части сформированных составов; 2) технологии передачи углового потока на двусторонних станциях; 3) отвлечения локомотивов на прицепку и отцепку вагонов от транзитных поездов, следующих с работой на станции; 4) работы части локомотивов в одну смену; 5) потерь перерабатывающей способности сортировочного устройства из-за недостаточной вместимости путей накопления составов; 6) наличия или отсутствия маневровых локомотивов в хвосте сортировочных парков.

5. Расходы, приходящиеся на один транзитный вагон без переработки и с переработкой, складываются из элементов, связанных с временем нахождения вагонов на станции, маневровой работой, передвижениями поездов в пределах станции, техническим обслуживанием грузовых вагонов на ПТО (с учетом увеличения трудоемкости обработки составов при удлинении гарантийных участков ПТО грузовых вагонов).

6. Станционные технико-экономические характеристики рассчитываются при следующих начальных условиях: время технологической обработки составов отдельно для транзитных поездов и для перерабатываемого потока; число пропускаемых станцией (сортировочной системой) за сутки транзитных поездов без переработки и с частичной переработкой; число перерабатываемых станцией (сортировочной системой) за сутки составов; число формируемых станцией (сортировочной системой) назначений поездов; доли поездов, формируемых на сортировочных путях и выставляемых в парк отправления, и формируемых на сортировочно-отправочных; число маневровых локомотивов.

7. На базе проведенных исследований и установленных технологических требований разработан "Компьютерный паспорт сортировочной станции" - дорожно-сетевой программный комплекс в составе Автоматизированной системы организации вагонопотоков (АСОВ). Комплекс обеспечивает: расчет времени и стоимости обработки вагонов на станции, в том числе для построения схем перевозок конкретных отправок в системе фирменного транспортного обслуживания; получение информации о технико-технологических и экономических параметрах станций, участвующих в работе по плану формирования поездов; подготовку нормативов по станциям для оценки вариантов плана формирования поездов при его разработке и корректировке. оценку показателей вариантов плана формирования грузовых поездов по станциям.

8. Комплекс задач "Компьютерный паспорт сортировочной станции": получает информацию из действующих и разрабатываемых комплексов компьютерных программ и баз данных по техническо-распорядительным актам станций (АСУ TP А), графику движения поездов и его элементам (АСГДП), схемам участков обращения локомотивов и работы локомотивных бригад грузового движения (АСГОЛ), расчетам пропускной способности (АСРПС), действующему плану формирования поездов(АРМ ДТФ); выдает результаты для использования в действующих и разрабатываемых комплексах компьютерных программ расчета сроков доставки грузов на основе технологии перевозочного процесса (КНСД); расчета планов маршрутизации (АРМ ДММ); разработки схем перевозок в АКС ФТО; расчета заданий на разработку графика движения поездов на основе плана формирования; взаимодействует в режиме диалога с действующими и разрабатываемыми комплексами компьютерных программ оценки вариантов порядка направления вагонопотоков (СЕТЬ-2) и плана формирования поездов (АС РПФП) при их разработке и корректировке.

9. Новая нормативная база системы организации вагонопотоков, создавая возможности для разработки плана формирования с учетом требований грузовладельцев и специфики транспортировки различных родов грузов, обеспечивает снижение издержек, связанных с содержанием рабочего парка вагонов и выполнением сортировочной работы по сети дорог, стимулируя повышение надежности и экономичности перевозочного процесса в современных экономических условиях. Экономическая эффективность внедрения разработанной системы составляет не менее 38,7 млн. руб. в год по

154 сети дорог России и обеспечивается за счет оптимизации мощности станционных устройств при изменениях объемов работы; снижения простоя перерабатываемых вагонов; уменьшения трудозатрат на разработку нормативной базы организации вагонопотоков.

10. Таким образом, в диссертации изложены научно обоснованные технологические разработки, обеспечивающие решение важных прикладных задач управления перевозочным процессом.

1. Аксененко Н.Е. Вступая в XXI век. Железнодорожный транспорт, 2001. - № 1. - С. 2 - 8.

2. Гришин С.А. Стратегия управления перевозками на современном этапе.- Железнодорожный транспорт, 2001. № 1. - С. 10 - 17.

3. Бородин А.Ф. Развитие автоматизированной системы организации вагонопотоков // Ж. д. трансп. - Сер. «Организация движения и пассажирские перевозки». - ЭИ ЦНИИТЭИ МПС. - 2000. - Вып. 3. С. 7 -16.

4. Бородин А.Ф. Транспортное обслуживание и организация вагонопотоков // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 5. - С. 36.39.

5. Общие указания к плану формирования поездов. В кн.: План формирования грузовых поездов на 1998 - 1999 гг. - Ч I. - М. : Марикор, 1998. -391с.

6. Инструктивные указания по организации вагонопотоков на железных дорогах СССР. М.: Транспорт, 1984. - 256 с.

7. Совершенствование организации вагонопотоков на железных дорогах. / Под ред.Сотникова Е.А.-Тр.ВНИИЖТ,вып.651.-М.:Транспорт,1982.- -144с.

8. Акулиничев В.М. Система организации вагонопотоков на железнодорожном транспорте / Тр.МИИТ, вып.306.- М.: Транспорт, 1969,- 120с.

9. Акулиничев В.М. Организация вагонопотоков М.:Транспорт,1979.- 223с.

10. Методические указания по определению числа сортировочных путей для расчетов плана формирования поездов /МПС СССР, ВНИИЖТ -Утв. 24.11.87. М.Транспорт, 1989. - 64с.

11. Соколов П.С. Экономика сортировочных станций и организация вагонопотоков М.:Трансжелдориздат,1960. - 283с.

12. Затраты на грузовые перевозки по участкам сети железных дорог./ Под ред.Мандрикова М.Е. М.:Транспорт,1991. - 223с.

13. Сотников И.Б., Биленко Г.М. Оптимизация нормативов плана формирования // Ж.-д. транспорт. 1989. - N 11. - С. 22-26.

14. Лолуа Р.В. Методы организации взаимодействия станций при различных уровнях использования емкостей их путевого развития: Дис. канд.техн.наук/ВНИИЖТ М.,1986. - 159с.

15. Разработка принципов организации вагонопотоков,обеспечивающих устойчивое выполнение плана формирования поездов:Отчет о НИР /ВНИИЖТ;Рук.Буянова В.К., Бородин А.Ф.-01.00.51.87.87.00. М.,1987. -97с.

16. Создание базы данных с использованием СУБД АДАБАС, характеризующих техническое оснащение сортировочных станций: технологическая инструкция по ведению первичной документации/ МПС СССР.-Утв. 19.11.91.-30с.

17. Автоматизированное рабочее место инженера по плану формирования поездов дорожного уровня (АРМ-ИПФД) // Ж.-д.транспорт. Сер."Вычислительная техника и автоматизированные системы управления ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС, 1992. Вып.4. - 18с.

18. Васильев И.И. Эксплуатация железнодорожных станций. М.: Транспечать, 1925. 112 е.: ил.

19. Архангельский Е.В. Уровни загрузки и потребная мощность устройств сортировочных станций // Тр. ЦНИИ МПС. 1975. - Вып. 544. - 128 е.: ил.

20. Архангельский Е.В. Расчетные нормативы новых инструктивных указаний // Ж.д. транспорт. 1984. - № 6. - с. 67-70: ил.

21. Методика расчета организации вагонопотоков / Сотников Е.А. и др. // Железнодорожный транспорт. 1982. - № 4. - с. 13-17: ил.

22. Инструктивные указания по организации вагонопотоков на железных дорогах СССР. -М.: Транспорт, 1967. 190 е.: ил.

23. Исследование смещения средних значений нормативов для расчета плана формирования поездов / Левин Д.Ю., Мазуров А.А. // Тр. ВНИИЖТ. -1982. Вып. 651.-е. 85-96: ил.

24. Петров А.П. План формирования поездов. М.: Трансжелдориздат, 1950.-483 е.: ил.

25. Методические указания по сравнению вариантов проектных решений железнодорожных линий, узлов и станций. М.: Оргтрансстрой, 1973.440 с.

26. Бородин А.Ф. Комплексная система организации эксплуатационной работы железнодорожных направлений. Дис. докт.техн.наук/ВНИИЖТ -М,2000.-491с.

27. Христовская Е.В. Взаимодействие сортировочных станций в железнодорожном узле. Дис.канд.техн.наук/ МИИТ М., 1993.-281с.

28. Бородин А.Ф.Совершенствование организации вагонопотоков на полигонах с двусторонними сортировочными станциями // Вестник ВНИИЖТ, 1990. N2. - С. 1-4.

29. Батурин А.П. Теория выбора оптимального развития технического оснащения сети железных дорог. Дис. докт.техн.наук/МИИТ -М.,2000. - 336с.

30. Казюлин Т.Е. Исследование основных нормативов для выбора оптимального варианта организации вагонопотоков : Автореферат дис. канд.техн.наук. М., 1973. - 24 с.

31. Архангельский Е.В. Нормативы расчета оптимального плана формирования поездов // Вестник ВНИИЖТ, 1999. № 2. - С. 13-18.

32. Инструктивные указания по составлению плана формирования поездов/ МПС СССР. Утв. 03.12.51. - М.: Трансжелдориздат,1952.-152 с.

33. Kozuchowski К. Zastosowanie modelu symulacjinego do opracowywania planu koncentracji pracy manewrowej na stacjach zozrzadowych/ Praca COBiRTK (99/100)/ Warszawa WkiT. 1984.

34. Siddigee W., D'Esopo D.A. Computer methods in blocking and train operation strategies // Transp. Res. Records. 1977. No. 656. 45-52.

35. Assad A. Analysis of rail classification policy // INFOR. 1983. 21. No. 4. 293-314.

36. Bodin L.D., Golden B.L., Schuster A.D. A model for the blocking of trains. // Transp. Res. 1980B14.No. 1-2. 115-120.

37. Cocnhauser A.L. Bayevski P. Modelling and simulation of railroad operation practices74 network criented blocking problem // Appl. Simul. And Modell. Proc. IASTED Int. Symp. San Francisco. May 16-18. 1983. 75-79.

38. Daganzo c.F., Dowling R.G., Hall R.W. Railroad classification yard throughput the case of multistag triangular sorting. // Transp. Res. A 17a. 1983. No. 95-106.

39. Konzepzion fur DB-Rangierbahnfrofe vor Ausfuhrung // ETR -Eisenbahntechn. Rdsch. 1980. 29. N6. 392.

40. Бородин А.Ф., Жук E. Новая система организации грузового движения на железных дорогах Польши// Организация движения и пассажирские пере- возки: ЭИ/ЦНИИТЭИ 1997. - Вып. 4. - С. 27-34.

41. Сотников Е.А. Интенсификация работы сортировочных станций. М.: Транспорт, 1979. - 239с.

42. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог / МПС СССР; утв. 24.04.89. М.: Транспорт, 1991.-304 с.

43. Буянова В.К., Сметанин А.И., Архангельский Е.В. Система организации вагонопотоков. М.: Транспорт, 1988. - 223с.

44. Типовые нормы оперативного времени и нормативы численности работников на пунктах технического обслуживания грузовых вагонов / МПС РФ; утв. 24.03.93 127с.

45. Методика расчета эксплуатационных расходов на техническое обслуживание грузовых вагонов на станциях с учетом протяженности гарантийных участков безотказного их следования в поездах / МПС России, утв. 16.11.99-17с.

46. Методические указания по сравнению вариантов проектных решений железнодорожных линий, узлов и станций / МПС СССР, Минтрансстрой СССР. М.: ВПТИТрансстрой, 1988. - 468 с.

47. Методические рекомендации по установлению рационального числа грузовых поездов в графике движения и уровня его заполнения./ МПС РФ. Утв. 02.09.94. - 49с.

48. Методика экономической оценки качественных показателей работы железнодорожного транспорта / МПС России; утв. 14.11.97. 21 с.

49. Комплекс задач «Расчет экономически целесообразных направлений вагонопотоков на полигонах сети железных дорог (СЕТЬ-2)» : Техническое задание / ЦД МПС России; утв. 30.09.1999. 53 с.

50. Некрашевич В.И., Апатцев В.И. Управление эксплуатацией локомотивов. М.: РГОТУПС, 2000. - 194 с.

51. Автоматизированная комплексная система фирменного транспортного обслуживания. I очередь (АКС ФТО-1): Техническое задание/ МПС РФ- Утв.30.12.95.- 66с.

52. Инструктивно-методические указания по размещению и совершенствованию работы пунктов подготовки вагонов к перевозкам и пунктов технического обслуживания / МПС СССР. М.: Транспорт, 1982.-72 с.

53. Сендеров Г.К., Ступин А.П. Современная технология технического обслуживания грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт, 1996.- N 9. С. 40 - 45.

54. Методика оперативного контроля соблюдения сроков доставки грузов и распределения ответственности между дорогами / ЦД МПС России; утв. 03.09.1999.-41 с.

55. Пояркова М.А., Рубинов А.Р., Тур В.К., Методы последовательной балансировки и их использование для расчетов шахматки вагонопотоков // Вестник ВНИИЖТ, 1990. №1. - С. 5-7.

56. Козлов П.А. Новый этап в разработке автоматизированных систем управления. // Автоматика, связь, информатика, 2000. №4. - С. 2-4.