автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути на пропуск грузовых поездов

На правах рукописи

Суржин Константин Вадимович

влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей

по состоянию пути

на пропуск грузовых поездов

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва — 2005 г.

' Ш7

На правах рукописи

Суржин Константин Вадимович

влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути на пропуск грузовых поездов

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2005 г.

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии "Российский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи Министерства путей сообщения Росийской Федерации" ( ВНИИАС МПС России)

Научный руководитель'

доктор технических наук, профессор Шаров Виктор Александрович

Официальные оппоненты

Ведущая организация-

доктор технических наук, профессор Батурин Александр Павлович, кандидат технических наук, доцент Абрамов Александр Анатольевич Государственный институт технико-экономических изысканий и проектирования железнодорожного транспорта (ГипротрансТЭИ)

Защита диссертации состоится ". .МОЛ.Я .2005 г. в!5часов на заседании диссертационного совета Д 218.009 02 при Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения (РГОТУПС) по адресу 125993, г.Москва, ул.Часовая д. 22/2, в ауд. 344. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

•о£ об'

Автореферат разослан ".Уу". .. .4 V.......2005 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим отправлять по адресу совета университета

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

............ И.А. Алейников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Стратегической программой развития ОАО "РЖД" предусматривается к 2010 г. увеличение грузооборота до 2000 млрд ткм , ускорение оборота грузового вагона на 0,8 суток и увеличение участковой скорости до 41,5 км/ч. Анализ эксплуатационной работы за последний 4 года показывает, что наибольшие потери в движении поездов связаны с наличием большого количества временных, действующих 4—6 часов, предупреждений об ограничении ходовых скоростей.

На сети железных дорог постоянно действуют более 3 тыс., а в отдельные периоды более 6 тыс., предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути При этом величина учтённых предупреждений в графике движения не превышает 30% По причине временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей потери в участковой скорости по данным 2003 г. составили 0,95 км/час по сравнению с нормативами графика движения поездов на 2003—2004 гг., потери в эксплуатационных расходах составили 803,6 млн.руб.

Актуальность проблемы Предметом диссертационного исследования является разработка методики определения влияния временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути на эксплуатационные показатели - участковую скорость, оборот грузового вагона, потребность в парке вагонов, локомотивах и локомотивных бригадах и разработка методики выбора диспетчерских и регулировочных мероприятий, направленных на компенсацию потерь, вызванных замедлением продвижения поездопотока по состоянию пути.

Актуальность проведённого исследования обусловлена практическими потребностями железных дорог в выработке упреждающих мер по сокращению потерь при пропуске поездопотоков и обеспечению перевозок с минимальными эксплуатационными затратами

Исследования по теме диссертации выполнены в соответствии с утверждёнными планами научно-исследовательских работ ВНИИАС

Целью исследования является определение влияния временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути на уровень выполнения показателей эксплуатационной работы (техническая и участковая скорости движения поездов, оборот грузового вагона, потребность в рабочем парке подвижного состава) и разработка комплексной системы организации пропуска поездов, направленной на максимальное сокращение эксплуатационных потерь, вызванных замедленным продвижением поездопотоков из-за наличия временных предупреждений

Разработанный в диссертации комплекс методик для реализации в АРМ ДНЦ и АРМ ДГП решает следующие задачи— учёт при оперативном управлении движением поездов временных предупреждений об ограничении ходовой скорости по состоянию пути,

— определение степени влияния временных предупреждений на перегонное время хода, техническую и участковую скорости;

— расчет влияния временных предупреждений об ограничении скорости на количество "ниток" графика для пропуска грузовых поездов;

— выявление "узких" мест в процессе пропуска поездопотоков, вызванных временными предупреждениями об ограничении ходовых скоростей,

— определение величины потерь возникающих в процессе оборота грузового вагона;

— определение дополнительной потребности в подвижном составе и локомотивных бригадах;

— определение величины дополнительных эксплуатационных расходов и "упущенных" доходов;

— выбор в оперативном режиме вариантов применения диспетчерских и регулировочных мероприятий, обеспечивающих в конкретных условиях максимальную компенсацию потерь в эксплуатационной работе, вызванных замедлением продвижения поездопотоков по причине временных предупреждений об ограничении скорости по состоянию пути.

Диссертационное исследование предусматривает изучение закономерностей влияния технического состояния пути на эксплуатационные показатели перевозочного процесса. Методологической базой исследования является математическое моделирование технологических процессов организации продвижения поездопотоков по железнодорожным участкам в оперативных условиях при наличии временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути.

В качестве инструмента исследования применялись методы линейного программирования Разработанные в диссертации модели реализованы в виде програмных модулей и структур данных для персональных компьютеров и реляционных СУБД MS SQL и DB2.

Научная новизна работы. Технология организации пропуска поездопотоков в условиях временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей впервые представлена в виде математической задачи выбора оптимального варианта организации движения поездов Разработанный в диссертации комплекс технико-экономических моделей ориентирован на обеспечение в оперативном режиме принятия обоснованных упреждающих мер по организации пропуска поездопотоков в осложнённых условиях с целью максимального сокращения эксплуатационных расходов, возникающих при временных предупреждениях об ограничении ходовых скоро-

стей.

При разработке моделей:

— внесены уточнения в соответствии с "Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации" в методику определения перегонного времени хода, технической и участковой скорости при временных предупреждениях об ограничении ходовых скоростей,

— разработана методика, позволяющая при планировании пропуска по-ездопотока определять число "ниток" графика для пропуска фузовых поездов в часы действия временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей;

— формализованы методы оценки диспетчерских мероприятий по признаку разнящихся расходов при сравнении вариантов

Практическая ценность работы состоит в том, что при оперативном планировании поездной работы диспетчерский аппарат на уровне ДНЦ, ДГП и ЦДГП получает возможность.

— оценивать эксплуатационные потери, связанные с выдаваемыми службой пути на планируемые сутки предупреждениями об ограничении ходовых скоростей и установить уровень влияния их на показатели работы;

— выбирать и принимать решение по варианту организации пропуска поездов в условиях временных предупреждений, обеспечивающее минимизацию затрат на освоение заданного объёма перевозок,

— представлять результаты технико-экономических расчётов по каждому из возможных в конкретных условиях варианту организации пропуска поездов,

— расширять функции диспетчерского аппарата, осуществлять переход от информационного к информационно-управляющему режиму работы,

— использовать полученные результаты исследования при разработке практических рекомендаций по организации пропуска поездопотоков в осложненных условиях по состоянию пути с целью повышения доходности перевозочного процесса.

Кроме того, появляется возможность создания комлексной системы учета и анализа влияния временных предупреждений на эксплуатационную работу для всех подразделений управляющей вертикали.

Реализация работы. Результаты диссертационного исследования ис-пользованны в 9 нормативно-технологических документах.

— типовые технологические процессы работы: "Центра управления перевозками МПС РФ", утв 09 08.01, "Центра управления перевозками в регионе", утв 20 12 02;

— методики: "Методика выбора регулировочных и диспетчерских мероприятий при учёте ограничений ходовой скорости по состоянию пути", утв. 18.10.02, "Разработка базовых показателей эксплуатационной рабо-

ты железных дорог в системе центров управления перевозками ЦУП МПС-ЦУПР-ОЦ", утв 03 12 01, "Разработка сквозной технологической модели оперативного планирования поездной и грузовой работы железнодорожной сети в системе ЦУП МПС-ЦУПР-ОЦ", утв. 25 12 01, "Разработка автоматизированной системы учёта ограничений ходовой скорости поездов в составе АРМ поездного диспетчера(методы, алгоритмы)", утв 27 12 01;

— инструктивные указания на период перехода к новой системе управления перевозочным процессом' "Взаимодействие диспетчерского аппарата ЦУПР и ЕЦЦУ железных дорог", утв 29 10 01, "Функции диспетчерского аппарата ЦУПР по обеспечению безопасности движения", утв 28 06 01;

— "Разработка конкретных предложений по совершенствованию технологии пропуска поездопотоков по железнодорожным направлениям с учетом временных предупреждений об ограничении ходовой скорости по состоянию пути." утв. ЦД ОАО "РЖД" 09.12 03.

Кроме того, аналитические материалы использовались при подготовке докладов и решений на итоговых расширенных Коллегиях МПС от 20-21.12.00 г., 25-26.12.01 г, 04 09 02 г, и 31.01.-01.02.03 г., и Правлении ОАО "РЖД" от 22-23.12.04г.

Апробация работы. Основные научные положения исследования доложены и одобрены

— на конференцию молодых учёных ВНИИЖТ, 2001 г и 2004 г.;

— на международной конференции "Перевозки-Инфо-2001", Совершенствование транспортного обслуживания перевозок грузов, Москва 2001 г,

— на 2-ой межведомственной научно-практической конференции "Телекоммуникационные технологии на транспорте России", 2004 г

— на научно-технических совещаниях в ЦД МПС, в отделении "Управление преревозочным процессом" ВНИИЖТ, в Комплексном отделении "Организация перевозок и транспортного обслуживания" ВНИИАС, в отделе "Оперативное управление перевозочным процессом" ВНИИАС, на Октябрьской, Московской и Свердловской железных дорогах.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в шести печатных работах, из них 2 - в соавторстве.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения

Объём диссертации 196 страниц, в том числе приложение 42 стр., иллюстраций - 54,таблиц - 39

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана важность к актуальность решения задачи учёта и установления степени влияния временных предупреждений об ограничении ходовой скорости на показатели эксплуатационной работы для принятия упреждающих мер по организации пропуска поездопотоков с целью » компенсации потерь, вызванных неучтёнными в графике движения огра-

ничениями ходовых скоростей по состоянию пути

В первой главе приводится краткий анализ выполненных ранее исследований по вопросам, связанным с предупреждениями об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути. Большой вклад в развитие теории и практики определения времени хода и скорости движения с учётом предупреждений об ограничении ходовых скоростей внесли доктора технических наук: В.О Певзнер, В.Я. Шульга, Л П. Тулупов , Э.Д. Фельдман, В.Е. Козлов, В.А. Шаров, Л.А Мугинштейн, П.Т. Гребенюк, В С. Лысюк, В.Н Зубков, кандидаты технических наук. Л.А. Канарская, В В Мишин, В.Н. Зубков, A.B. Лохач, инженеры А.И Сметанин И.А Семенов, О А. Семенов, В.М. Ермаков и др.

Однако, в ранее выполненных работах не предлагался комплексный подход к рациональному решению задачи определения степени влияния временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей на эксплуатационные показатели перевозочного процесса.

Практически не исследовался вопрос о возможности компенсации эксплуатационных и экономических потерь за счёт применения известных диспетчерских и регулировочных мероприятий. В изменившихся условиях работы железнодорожного транспорта при переходе всех отраслей экономики на рыночные отношения, повышение прибыльности перевозочного процесса приобретает первостепенное значение.

Глава вторая содержит методику определения степени влияния временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей на показатели эксплуатационной работы техническую скорость, участковую скорость, оборот грузового вагона, уровень использования пропускной способности, рабочий парк грузовых вагонов и локомотивов, а также определение потерь в эксплуатационных расходах и величине "упущенных" доходов.

Длительные предупреждения об ограничении ходовых скоростей учитываются в нормативном графике движения поездов. Временные предупреждения назначаются и отменяются ежедневно в соответствии с состоя> нием пути При корректировке нормативного времени хода по перегону при назначении временных предупреждений протяженность ограничивающею элемента (¿пред) увеличивается на длину поезда (f„) до и после элемента

предупреждения и протяженность пути замедления (Рг) и разгона (£['), т е.:

¿г Р = 2£п + ^прсл + + С Откорректированное время хода по перегону определяется по формуле:

Ф м

~~ ^ Р — ^м "А г />0ГР т/огР / т/огР \

+ + V I 1 - I

УГ 'V™ Ч КехУ

аОТК _ 1 = 1_М=1

' ~ I/

+

Т I Т/ОГР т/ОГр I Т 1рс7 д -Г Ь;

где

ф — количество предупреждений на рассматриваемом перегоне,

М — количество элементов между двумя соседними предупреждениями;

£ — протяжённость рассматриваемого перегона, имеющего предупреждения об ограничении ходовых скоростей;

— длина рассматриваемого предупреждения;

— длина элемента между предупреждениями;

¿ята ~ время разгона поезда до расчётной скорости от станции «А» при отправлении;

tKlЬ — время замедления поезда при подходе к станции «Б».

В случаях, если расстояние между предупреждениями превышает две длины поезда, то проверяется — имеется ли возможность выхода на техническую скорость Протяженность разгона и замедления определяется из условия равноускоренного набора скорости и равнозамедленного торможения

уО ГР

"тех ''тех

При £м > + возможен вариант выхода поезда на техническую скорость и тогда время хода по нему (£") определяется в составе (£) по установленной технической скорости При (м < £м + £3 время прохождения его определяется по средней величине установленных предупреждениями скорости

При сквозном прохождении перегона поездом время на разгон и замедление (^Зт) не учитывается Техническая скорость определяется по выражению: для перегона

2 ■ I• 60

М-СХ —

¿откчет ¿откпеч'

для поездо-участка

60 • Е 1Х • (п;,ст + п'Г)

V--^_

~~ 6 а во

ЕС <ст + + *Р,. + ь>Г + Е СХсч + . + «р. + ¿З..К1

г=1 г=1 1=1 ¿=1

где

К — число перегонов, входящих в поездо-участок, К = а + 5\

а — число перегонов, не имеющих предупреждения на рассматриваемом поездо-участке;

6 — число перегонов, имеющих временные предупреждения об ограничении ходовых скоростей на рассматриваемом поездо-участке,

чет, неч

пг — размеры движения в четном и нечетном направлениях.

Учитывая то, что время действия предупреждений об ограничении ходовых скоростей может исчисляться несколькими часами, следует рассчитывать^™ в соответствии с периодом (П) их действия для каждой ситуации проследования поездопотока Участковая скорость для поездо-участка может быть представлена в виде.

к при периоде действия преду-

уУч _ угехруч _

1=1

К

Е П'П>

(=1

п к

преждений об ограничении ходовой скорости полные _ сутки Л = 24 часа.

и

К = -,п*24ч.,$>=24ч.

Е

1=1 ¿=1

Участковая скорость с учётом предупреждений и времени их действия определяется:

для отделений или выбранного направления

п з к

ЕДЕЕ^о

тлнол ___

У4 П 3 К

(=1 )=г к=1

для железной дороги

п г з к

улор г=1 1 ^ —1 А:—1_

У4 <Л г ] К '

Ев.ЕЕЕ^Ам

г=1 г=и = 1*:=1

а

к

п,5,, ^ п1Н1 — соответственно сумма поездо-километров и поездо-ча-

г-1

сов по рассматриваемому 7 поездо-участку при действии г предупре-жения целые сутки;

к

' п'кЗк, п'кНк ~ соответственно сумма поездо-километров и поездо-

1 ' к=1

часов по рассматриваемому поездо-участку по продолжительности ситуации в соответствии с временем действия предупреждений об ограничении ходовых скоростей,

— продолжительность ситуации в соответствии с временем действия предупреждений, в часах;

— число поездо-участков, входящих в полигон исследования, отделение железной дороги,

— число отделений на железной дороге.

Изменение времени хода и технической скорости при учете предупре-1ений об ограничении ходовых скоростей показаны на рис. 1 Оборот грузового вагона складывается из времени нахождения вагона движении, времени нахождения вагона на грузовых и технических стан-ях -д = (£пЯдв + £пЯгр + ^пН-ьы)/24 ■ Ы. В связи с замедлением одвиження поездопотока из-за предупреждений об ограничении ходо-[х скоростей оборот грузового вагона увеличивается в части, приходятся на время нахождения вагона в движении пЯдв), из-из снижения астковой скорости.

Величина дополнительных вагоно-часов по железной дороге при наличии предупреждений об ограничении ходовых скоростей определяется как

% Ъ 3 К.

.-=1 (=1 Z=l ] — \ Ы\ Ч^учшр V

где

1п - длина поезда, ваг.;

—нормативная величина участковой скорости по железной дороге, км/ч,

^учогр - расчётная участковая скорость по железной дороге с учетом предупреждений об ограничении ходовых скоростей, км/ч

Изменение оборота грузового вагона в связи с предупреждениями определяется как:

д £ пЯдогр

= г=1

24W '

где U — работа парка грузовых вагонов.

В связи с ростом оборота грузового вагона из-за временных ограничений по состоянию пути изменения в потребном рабочем парке вагонов(Дв) на заданный объем перевозок определяется как.

z

ДЯв = 1/24 ДЕ"Я-Р. 2 = 1

Дополнительный парк локомотивов (АЯЛ) определяется произведением числа пар поездов (2ДRB/Ín) на средневзвешенный коэффициент потребности локомотивов на одну поездку (К]]от).

1AR ■ К,ют

а численность штата локомотивных бригад, исходя из круглосуточного обслуживания локомотивов машинистом и помощником (т е 2 лица), с учётом больничных, отпусков и командировок'

ДЛбр = 2 х 4,5 х ДДлок.

Временные предупрежения об ограничении ходовых скоростей оказывают влияние не только на снижение скорости продвижения поездопото-ков, но и на использование наличной пропускной способности железнодорожных линий. На двухпутных линиях это влияние находит отражение в увеличении межпоездного интервала.

„„глп — Предупреждение об ограничении ходовых

---Техническая скорость с уч4том предупреждении -Техническая скорость по 1 Д11

скорюстеи

Рис 1. Время хода и техническая скорость при учёте предупреждений об ограничении ходовых скоростей. Участок Чепца-Кез с 06:00-10:00, 05.06.2003(чётное направление)

При оперативном планировании пропуска поездов необходимо иметь расчёты по суточному числу "ниток" графика и по периодам действия предупреждений об ограничении ходовых скоростей В связи с чем, для обеспечения пропуска поездо-потоков в полном объёме с минимальными потерями поездо-часов, целесообразно рассматривать почасовое количество "ниток" графика для грузовых поездов исходя из расписания проследования пассажирских и пригородных поездов и периодов действия временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей По каждой ситуации наличия предупреждений определение числа "ниток" графика производится в соответствии с действующей инструкцией по расчёту пропускной способности железных дорог и планом-графиком пропуска поездов на каждый час или период (П) действия ситуации по предупреждениям по откорректированному времени хода с учетом предупреждений.

Для определения суточного числа "ниток" графика продолжительность каждой ситуации принимается как доля от суточного бюджета времени.

«гогр т /0/1 Х^ fn (1440 - Гтехн)а„ Л

^тах = !/24 I В%-С--ЕсбПгсб - ЬпасПгпас - П,приг I ,

г=1 ^ '

где С - для двухпутной линии межпоездной интервал /огр; для однопутной - период парного непакетного графика Т0Г9, опреляемые как

р> л. 0" -+. р" л. р ЧлТ бл ^ бл Т^п

/огр =0,06-

Уотк , -отк

Т/ОТК IX

Т(1гр — Ь^гю + I,т»** + ^стА + ^стБ1

где

> п ш

Чл ~ протяженность блок-участков;

Х^тА б — сумма затрат времени на станционные интервалы.

Недостаток числа "ниток" графика для грузового движения и определение "узких" мест определяется сравнением наличной пропускной способности перегонов с потребной для пропуска поездов в условиях действия предупреждений об ограничении ходовых скоростей.

Расчётное число "ниток" графика для пропуска грузовых поездов показано на рис. 2.

При размерах движения на уровне 60-67% от предусмотренных в графике движения поездов дефицита "ниток" для отправления поездов, как правило, не возникает, имеет место только замедленное движение, поэтому потери в эксплуатационных расходах (ДЭогр) учитывают содержание и ремонт дополнительного парка подвижно! о состава, зарплату локомотивных бригад и энергетические затраты дополнительного парка локомотивов.

ПИ^ли ПНШК

В час

8 9 10 11 12 13 14

Расчетное число ниток графика: С учетом предупреждений об ограничении ходовой скорости

15 16

17 18

19

20

Для пропуска грузовых поездов с учетом предупреждений об ограничении ходовых скоростей и размеров пассажирского и пригородного движения

Рис. 2 Расчетное число ниток графика для пропуска грузовых поездов по лимитирующиму перегону

В условиях возрастающего объема перевозок и заполнения "ниток" графика более чем на 70% при временных предупреждениях об ограничении ходовых скоростей возникает дефицит "ниток" для пропуска грузовых поездов и, особенно в периоде 8 до 18 часов (светлое время суток), создается ситуация вынужденного отставления(бросания) поездов.

В третьей главе "Математическая постановка задачи пропуска поездо-потоков в условиях временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей" исследован вопрос рациональной продолжительности отстав-ления (бросания) поездов при недостатке "ниток" графика и поставлена оптимизационная задача выбора варианта пропуска заданного размера поездопотока, позволяющего максимально сократить потери в эксплуатационной работе, вызванные наличием предупреждений об ограничении ходовых скоростей.

Задача выбора варианта сформулирована следующим образом'

Считается заданным— основные характеристики железнодорожной сети, технические параметры перегонов, поездо-участков, блок-участков, размещение станций, серии обслуживающих локомотивов, технические устройства по обслуживанию подвижного состава (5);

— долговременно действующая схема пропуска поездопотоков в виде графика движения и его нормативов, плана формирования поездов, технологических норм простоя поездов на технических станциях (С),

— переменные транспортные средства (парки локомотивов, вагонов), штат сотрудников, обслуживающих движение поездов (Я);

— размеры грузового, пассажирского и пригородного движения (/V),

— объемы заданных перевозок (Г),

— набор управляющих решений по технологии пропуска поездов в осложнённых условиях(У)

Необходимо выбрать такой вариант управляющих решений (У), чтобы эксплуатационные затраты (П^т,ыт) на освоение перевозок были минимальными, при этом весь заданный объём перевозок (Г) был освоен размерами движения (N), а выбранное управляющее решение соответствовало бы технической вооруженности той железной дороги (5), на которой решается задача в пределах фактического состояния (5ф) с учетом действующих нормативов (С).

1. Пзатрат = /(У, 5, С, Я, ЛГ) —> тш;

2. Г(У,5,С,Д,Л0 =

3. У = У,(5);

4. 5(У,С,Л0<5ф.

Оценка варианта пропуска поездопотока производится по сумме максимальной компенсации эксплуатационных расходов (ДЭУ,) и сокращению потерь в "упущенных" доходах (ДДУ,)

ДП„о,ц = </шА(ДЭуг + ДДу,),

где

К«ип — функция критерия оптимальности выбора варианта из множества вариантов управляющих решений по пропуску поездопотока;

У, — набор вариантов управляющих решений,

Л, - параметр, определяющий организацию и нормативы (в, С, Я) пропуска заданных размеров (Г, ЛГ).

Укрупнённая схема структуры алгоритма выбора варианта управляющего решения по организации пропуска поездопотока при недостатке "ниток" графика для пропуска грузовых поездов из-за предупреждений об ограничении ходовых скоростей приведена на рис. 3. Решение задачи включает:

— анализ информации предупреждений об ограничении ходовых скоро-

стей по состоянию пути;

— выбор предупреждений, оказывающих влияние на снижение ходовой ско-

рое ги,

— расчёт времени хода поезда с учётом предупреждений;

— расчёт технической и участковой скоростей;

— расчёт числа "ниток" графика, возможных для пропуска грузовых поез-

дов в целом за сутки и по часам суток;

— установление лимитирующих перегонов;

— расчёт эксплуатационных потерь в технических и экономических пока-

зателях при замедленном продвижении поездопотоков при наличии предупреждений об ограничении ходовых скоростей;

— расчёт величины компенсации эксплуатационных потерь при примене-

нии одного или нескольких управляющих диспетчерских и регулировочных мероприятий.

Задача решается методом последовательного сравнения затрат по организации и пропуску поездопотока рассматриваемого управляющего решения с базовым вариантом действующей системы пропуска поездов.

С вход )

1 Проверка влияния временных внеграфиковых предупреждений об ограничении ходовой скорости

да

1 г

2. \/огр > Утех огр Влияния на пропуск грузовых поездов нет

ВЫХОД

1а \/огр> \/тех огр

г

3. \/огр < Утех огр Влияние на пропуск грузовых поездов есть

4 Расчет V«, и Ууч с учетом ограничений ходовой скорости

1

5 Расчет числа для пропуск поез ниток графика а грузовых дов

1 Г

8 Расчёт потерь в эксплуатационной работе при замедленной езде ДУуч ДП, Д ЛНо. ДКмг ЛИпо., ДКбригад. ДЭ, ДЭ0

6 Достаточно ли расчетного числа ниток графика для пропуска грузовых поездов''

1

ВЫХОД

7 Ниток графика не достаточно для пропуска

грузовых поездов ДП = Ырасч-МПРИВналичн

9 Расчеты по вариантам освоения заданных размеров движения

О

Продолжение рис.3 на странице 17

эис.З. Укрупнённая блок-схема решения задачи оптимизации пропуска "рузовых поездов в осложнённых условиях при наличии внеграфиковых 1редупреждений об ограничении ходовой скорости

В четвертой главе "Методы и алгоритмы решения задачи сокращения эксплуатационных потерь, вызванных временными предупреждениями об ограничении ходовых скоростей" сформулирована математическая модель задачи выбора диспетчерских мероприятий, сформулированы основные обобщённые алгоритмы решения этой задачи, проведен анализ структуры и объёмов входной и выходной информации, необходимой для реализации алгоритмов, вытекающих из сформулированной задачи выбора оптимального решения, определены выходные формы графических интерфейсов пользователя.

При этом предусмотренно, что результирующая информация должна быть одновременно доступна пользователям, территориально удаленным друг от друга, и должна накапливатся для проведения оперативного и статистического анализа с возможностью использования в системах многомерного анализа.

В результате проведенного анализа были сформулированы следующие рекомендации по архитектуре и реализации системы:

— комплексное решение задачи должно представлять собой п-уровне-вую распределённую вычислительную систему,

— хранение данных должно осуществляться под управлением реляционных СУБД, например DB2 или MS SQL;

— вычислительные модули следует реализовать в виде параллельно работающих процессов и потоков с учётом возможностей многопроцессорных ЭВМ;

— доступ к сетевым ресурсам нужно осуществлять по сетям, поддерживающим протокол TCP/IP.

Укрупненая структура взаимосвязи аппаратных средств при решении задачи оперативного пропуска по'ездопотоков при наличии предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути приведена на рис. 4.

В приложении на основании разработанных моделей приводится расчёт эффективности применения варианта организации пропуска поездов по дифференцированным временам хода с использованием режимных карт ведения поезда на примере участка Нижнеудинск-Зима-Иркутск -Сортировочный Восточно-Сибирской железной дороги Режимные карты разрабатываются на основании тяговых расчетов для каждого веса поезда и серии обслуживающих движение локомотивов Цель разработки режимных карт ведения поезда — максимальное использование силы тяги на элементах перегона, не имеющего предупреждений об ограничении ходовых скоростей для компенсации потерь времени на элементах ограничения.

При таком способе ведения поезда обеспечивается или выполнение нормы времени хода по графику, или максимальное приближение расчётного

Персональная версия DB2, спутниковая версия DB2 или клиент DB2

Персональная версия DB2, спутниковая версия DB2 или клиент 0В2

Персональная версия DB2, спутниковая версия ОВ2 или клиент DB2

Персональная версия DB2, спутниковая версия DB2 или клиент DB2

ГВЦ, ивц.

Расширенная версия предприятия DB2, Версия предприятия

DB2.

Версия для рабочей группы DB2

1 днц |

Cef вер моделирования I вижения поездов

1 Блок расчета скоростей движения и времен хода поездов по перегонам, участкам с учетом временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по оостоянию пути

2 Блох расчета меяотоездных интервалов при наличии временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей

3 Блок расчбга числе 'ниток* графика для пропуска грузовых поездов при наличии временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей

4 Блок определения ограничивающих перегонов на участке на предстоящую смену

5 Блок выбора диспетчерских мероприятий с целью освоения наличных размеров движения с учетом временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути

6 Блок оптимизации пропуска поездов по

перегонам

7 Рекомендации по организации пропуска поездов в условиях ограничений по инфраструктуре

Рис.4. Укрупненная структура взаимосвязи аппаратных средств при решении задачи оперативного пропуска поеэдопотоков при наличии предупреждений об ограничении ходовой скорости по состоянию пути

времени хода к нормативу графика При обшей потери скорости продвижения поездопотоков в размере 3,9 км/ч из-за наличия 37 предупреждений об ограничении ходовых скоростей, ускорение продвижения поездо-потока по рассматриваемому варианту составляет 2,1 км/ч при дополнительном расходе электроэнергии 3078 кВ-ч, то есть 7,8 % от общего расхода на тягу поездов.

Выводы

В результате проведенного исследования сделаны следующие выводы

1 На сети железных дорог постоянно действует в среднем 3000 временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей, а в отдельные периоды эта величина возрастает (май - июнь, сентябрь-октябрь) до 5-6 тысяч.

2. В целом по сети железных дорог за последние 4 года потери по сравнению с нормативами графика в технической скорости за счёт временных предупреждений составляли 1,1^2,5 км/ч, в участковой — 0,7-^2,2 км/ч, соответственно увеличение оборота грузового вагона составляло 1,0-г2,9 ч. При этом непроизводительно был задействован парк грузовых вагонов в размере 1,8-гб, 1 тыс. вагонов, локомотивов — 83ч-256 шт и штат локомотивных бригад — 747-г2309 человек;

3. При заполнении пропускной способности железнодорожных участков до уровня 55-г60% предупреждения об ограничении ходовых скоростей вызывают замедленный пропуск поездопотоков и потери в технической и участковой скорости, что, в свою очередь, ведет к непроизводительному использованию дополнительною парка грузовых вагонов, локомотивов и локомотивных бригад.

4 При заполнении пропускной способности железнодорожных участков свыше 60% предупреждения об ограничении ходовых скоростей кроме замедленного пропуска поездопотоков вызывают потерю "ниток" графика для пропуска грузовых поездов, а при заполнении более 78% приводят к отставлению (бросанию) поездов

5. Предлагаемый метод учёта влияния временных предупрежений об ограничении ходовых скоростей позволяет определить в оперативном режиме время хода по перегону в условиях наличия предупреждений, техническую и участковую скорости, число "ниток" графика для пропуска грузовых поездов по часам суток, произвести технико-экономические расчёты по выбору упреждающих мер, направленных на максимальное снижение потерь при замедленном продвижении поездопотоков.

6 Технико-экономические расчёты но рекомендуемым вариантам диспетчерских и регулировочных мероприятий показали, что при отетав-лении (бросании) поездов более чем на 11 часов ор1анизацию пропуска по вариантам "перецепки", сдваивании, страивании или направление поездов кружностью целесообразно начинать по мере возникновения ситуации с недостатком "ниток" графика для пропуска грузовых поездов

7. Рекомендуемые управляющие решения (в ценах 2002 г.) дали следующий экономический эффект:

— при сокращении протяженности лимитирующих блок-участков за счет постановки временных сигналов на примере главного хода Забайкальской железной дороги - в размере 104,6 тыс руб в сутки;

— при организации пропуска поездов по режимным картам ведения поезда на примере участка Нижнеудинск-Зима-Иркутск-Сорт. - 12,1 тыс. руб. в сутки;

— за счёт сдваивания поездов в чётном и нечётном направлении на отдельных участках Свердловской железной дороги - 44,1 тыс. руб. в сутки;

— применение варианта "перецепка" рекомендуется в том случае, если ожидание отправления отставленного (брошенного) поезда составляет более 11 часов. Эта мера может обеспечить экономию эксплуатационных расходов для среднесетевых условий до 21,6 тыс. руб. в сутки на один поезд;

— варианты пропуска поездов по неправильному пути (двухпутная линия), легковесных грузовых поездов в одном пакете с пассажирским поездом, изменение схемы графика пропуска поездов (однопутная линия) эффективны в тех случаях, когда время на их организацию меньше, чем время ожидания отправления поезда (брошенные поезда) по нормальной технологии;

— применение варианта направление поездов кружностью рекомендуется использовать в тех случаях, когда ни одно из рассмотренных мероприятий не обеспечивает пропуска заданного размера поездо-потока При этом мероприятие становится эффективным, если время отставления (бросания) поезда превышает 11,3 часа.

8 Предлагаемая методика расчета времени хода с учётом предупреждений, скорости продвижения поездопотоков, установления лимитирующих перегонов по периодам действия предупреждения решает задачи оперативного планирования поездной работы. Автоматизация си-

стемы оптимального планирования пропуска поездопотоков в АРМ поездного диспетчера (ДНЦ), АРМ дорожного диспетчера (ДГП) и АРМ поездного диспетчеров по направлению ЦУП ОАО "Р/КД" обеспечит переход от информационного режима к информационно-управляющему режиму работы

9 Дальнейшее совершенствование эксплуатационной работы в области определения влияния временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей должно быть направлено на автоматизацию расчетов по диспетчерским и регулировочным мероприятиям, обеспечивающим максимальное сокращение эксплуатационных потерь, вызываемых замедленным продвижением поездопотоков из-за наличия предупреждений.

10 Внедрение автоматизированной системы оперативного планирования с учётом влияния временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей обеспечит в целом по сети железных дорог сокращение эксплуатационных расходов по обеспечению перевозок не менее чем на 700 млн. руб. в год

Основные положения диссертации опубликованны в следующих работах:

1. Суржин К.В. "Информационные технологии в работе поездного диспетчера центра управления перевозками в регионе сети железных дорог" Сборник докладов "Перевозки-Инфо-2001". С. 215

2 Суржин К В "Учёт влияния ограничений скорости по пути и путевому хозяйству на участковую скорость" Труды ВНИИЖТ, 2001 г С 6871

3. Суржин К.В Левин Д.Ю. " Автоматизация планирования пропуска поездов" Железнодорожный транспорт, ./V-2 за 2002 г С 41-43

4 "Типовой технологический процесс работы сортировочной станции". Под редакцией Е В Архангельского; Шаров В. А., Бородин А.Ф., Суржин К В. и др. Издательство "Техинформ", 2003 г. С. 276

5. Суржин К.В "Влияние технического состояния пути на эксплуатационные показатели перевозочного процесса", труды ВНИИЖТ, 2004 г С.5-12

6. Суржин К В, Рыбакова Т.И , Крутов А.С "Сменно - суточное планирование эксплуатационной работы в системе "Сириус" Сборник докладов научно-практической конференции "ТелеКомТранс. 2004 г. С. 63-64

Суржин Константин Вадимович

влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути на пропуск грузовых поездов

Специальность 05 22.08 - Управление процессом перевозок

Тип.зак -^/б ~ ~ Тираж 100 экз.

Подписано в печать 2005 г Гарнитура Times Офсет

Уел печ л 1,5 Формат GO x90]/i6-

Издательский цент РГОТУПСа, 125993. Москва. Часовая ул., 22/2

Участок оперативной печати РГОТУПСа, 125993 Москва Часовая ул , 22/2

Р - 6 7 2 3 РНБ Русский фонд

2006-4 5557

Введение

Глава 1. Состояние вопроса. Анализ выполненных исследований в области технического состояния пути и влияния его на эксплуатационные показатели

1.1. Анализ состояния верхнего строения пути.

1.2. Анализ исследований по учёту ограничений ходовой скорости по состоянию пути.

1.3. Анализ действующей системы учета ограничений ходовой скорости по состоянию пути.

1.4. Выводы по главе 1.

Глава 2. Влияние временных предупреждений об ограничении ходовой скорости по состоянию пути на эксплуатационные показатели.

2.1. Влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей на участковую скорость.

2.1.1. Анализ размещения предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути.

2.1.2 Методика определения времени хода, технической и участковой скоростей при учёте временных предупреждений об ограничении ходовой скорости.

2.2. Влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей на оборот грузового вагона. 2.3. Влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей на рабочий парк подвижного состава.

2.4. Влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей на пропускную способность железных дорог.

2.4.1. Методика расчёта числа "ниток" графика движения, возможных для пропуска грузовых поездов в осложненных условиях при наличии предупреждений об ограничении ходовых скоростей.

2.4.2. Определение "узких мест" для пропуска грузовых поездов.

2.5. Влияние временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей на эксплуатационные расходы.

2.6. Выводы по главе 2.

Глава 3. Математическая постановка задачи пропуска поездопотоков в условиях наличия временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей по состоянию пути.

3.1. Математическая постановка задачи.

3.2. Варианты управляющих решений для пропуска вагонопотоков в условиях действия временных предупреждений.

3.2.1. Базовый вариант.

3.2.2. Варианты, применимые на двухпутных линиях.

3.2.3. Организация пакетного пропуска поездов на однопутных линиях.-.

3.2.4. Варианты, применимые для однопутных и двухпутных железнодорожных линий.

3.2.5. Направление поездов "кружностью"

3.3. Выводы по главе 3.

Глава 4. Методы и алгоритмы решения задачи сокращения эксплуатационных потерь, вызванных временными предупреждениями об ограничении ходовых скоростей

4.1. Входная информация (вход алгоритма). щ 4.2. Результаты расчетов и численных экспериментов (выход алгоритма).

4.3. Факторы влияющие на алгоритм.

4.4. Вычислительные процедуры

4.5. Модуль расчета межпоездного интервала.

4.6. Выводы по главе 4.

В соответствии со "Стратегической программой развития ОАО "РЖД" предусматривается рост грузооборота к 2007 г. на 17,4%, а к 2010 г. — на 49,9% и при этом общий объём отправления грузов достигнет 1740 млн.т. при отправлении грузов в 2003 г. — 1160 млн.т.

При общей эксплуатационной протяженности железных дорог 86,0 тыс.км., развернутая длина главных путей составляет 123,9 тыс.км, станционных — 53,6 тыс.км. Большая часть полигона главных и станционных путей приходится на рельсы тяжелых типов Р75 и Р65: в главных — 115,8 тыс.км., в том числе термообработанных — 96,7 тыс.км., в станционных — 31,1 тыс.км. Подавляющая часть рельсо-шпальной решётки главных путей уложена на современном балласте (щебень, асбест и сортированный гравий), который составляет 95,4 % от протяжённости забалластированных главных путей. Протяжённость бесстыкового пути стабильно растёт и составляет 39,6 тыс.км., а длина главных путей на железобетонных шпалах — 43,1 тыс.км.

Средняя грузонапряженность по сети Российских железных дорог составляет 22,4 млн.ткм. брутто/км, допускаемая ходовая скорость грузовых поездов — 71,9 км/час., графиковая техническая скорость — 49,3 км/час. Оборот грузового вагона за 2003 г. выполнен на уровне 8,35 суток, в том числе 29,7 % времени приходится на составляющую "в движении". Реализованная в 2003 г. техническая скорость грузовых поездов составляет 46,8 км/час, а участковая — 39,0 км/час.

Как показывает анализ, основная часть нереализованной технической скорости по сравнению с нормативом графика движения поездов связана с большим количеством временных ограничений ходовой скорости по состоянию пути, число которых достигало в отдельные сутки 5,8 тыс., часто действующих в течении неполных суток, в связи с чем практически не попадали в отчётность. Наличие предупреждений и их протяжённость в 2000 и 2003 г. (общее по сети железных дорог) по месяцам показано на рис. 1. Выполнение участковой и технической скорости за этот же период показано на рис. 2, рис. 3. Распределение предупреждений по годам по сети железных дорог России показано на рис. 3. Распределение временных предупреждений по годам по сети железных дорог России показано на рис. 3.

На выполнение участковой скорости оказывает влияние большое количество факторов, среди которых временные предупреждения об ограничении скорости грузовых поездов по состоянию пути. В настоящей работе рассматрива

Месяц 2000 2001 2002 2003

Январь 2149 1996 2738 3057

Февраль 2433 2084 2771 2458

Март 2652 2049 3183 2925

Апрель 4021 2970 4216 5843

Май 3886 3351 4149 5446

Июнь 3842 3277 3638 5015

Июль 3885 3243 3816 5415

Август 3714 3455 3519 5345

Сентябрь 3705 4114 3812 6253

Октябрь 3557 3884 3039 5344

Ноябрь 2545 3408 2492 4278

Декабрь 2272 2434 1656 3210

Ср. год 3221,75 3022,08 4296,67 4551

Месяц км 2000 км 2001 км 2002 км 2003

Январь 2919 2428 2958 3007

Февраль 2739 2597 3166 2949

Март 2988 2536 4071 2900

Апрель 4831 4093 5623 5820

Май 5324 4815 6523 6593

Июнь 5455 5009 5925 6679

Июль 5609 4895 5629 6624

Август 5411 4954 5023 7094

Сентябрь 5.371 5863 5119 726.3

Октябрь 4919 5371 3978 6732

Ноябрь 3164 4218 2680 4822

Декабрь 2850 3255 1963 3941

Ср. год 4296,67 4169.50 4413,17 5369

УН УМ

Рис. 1: Наличие предупреждений и их протяжённость в 2000-2003 годы, (общее по сети дорог) ется влияние на участковую скорость фактора "временные предупреждения". Поскольку этот фактор в 2002 г. составил более 56 % в общем объёме потери участковой скорости,то он должен быть учтён в оперативном режиме работы. Задержки по отказам технических средств и неприёмы станциями возникают в процессе движения и рассматриваются в анализе графика исполненного движения.

Анализ наличия действующих предупреждений по ограничению скорости движения показывает, что действует постоянно более 4000 предупреждений. Часть этих предупреждений, действующих длительный период времени, учитывается при расчётах перегонных времен хода в нормативном графике движения поездов, разрабатываемом один раз в год. Другая часть, появляющаяся в процессе эксплуатации пути, выдается службе перевозок в оперативном режиме. Эти временные предупреждения, неучтённые графиком движения поездов, оказывают существенное влияние на увеличение времен хода и, соответ

Рис. 2: Выполнение участковой скорости по сети дорог за 2000-2003 годы

Месяц 2000 г. 2001 г. 2002 г. 2003 г. V шм

Январь 46.5 46,2 47,0 47,2

Февраль 46,7 45,6 47,0 47,9

Март 46,6 46,4 47.1 48,2 47

Апрель 45,6 46,8 46,0 47.1 46,9 / | //2001

Мам 45,1 45,9 45,4 46,0

Июнь 45 46,1 45,4 46,3 ^-г Т'------рг-.

Июль 45 45,5 45.0 45.7 419 г 1 ХХ1 ! ! '

Август 45,2 44,9 44,9 46.0 1 ч! 1 1

Сентябрь 45,4 44,3 44,6 46,0

Октябрь 45,5 44,5 44,8 46,1

Ноябрь 45,8 45,9 46,0 46,9 | |

Декабрь 46,5 46,6 46,3 48,0 ) 1 ] 1 I ; I | | ^^^^^^

Год 45,7 45,73 45.8 46,8 1 ■ И Г/ V VI V* УШ И Ж ХИ ХН

Рис. 3: Выполнение технической скорости по сети дорог за 2000-2003 годы ственно, на снижение участковой скорости.

Анализ выполнения участковой скорости по дорогам сети за 2003 по сравнению с 2002 годом показал, что потери только по причине временных предупреждений составили 0,28 км/час. Распределение потерь участковой скорости по дорогам показано в табл. 1. Из таблицы видно, что наибольшие потери скорости из-за предупреждений об ограничении ходовой скорости произошли на Юго-Восточной, Куйбышевской, Западно-Сибирской, Красноярской и Забайкальской железных дорогах.

Кроме того, при снижении участковой скорости снижается пропускная способность, особенно на однопутных участках, что приводит к увеличению простоев поездов на промежуточных и технических станциях и, в конечном счете, к задержке доставки грузов клиенту.

В целях принятия своевременных управляющих мер по организации про

1995 по 2003 г. в среднем за сутки.

Рис. 5: Общая протяженность участков на сети железных дорог с ограничением ходовых скоростей в период с 1995 по 2003 г.г. пуска поездов в оперативном режиме целесообразно при получении от службы пути информации о введении предупреждений об ограничении скорости производить технико-экономическую оценку влияния предупреждений на пропуск поездопотока, корректировку перегонных времён хода и величины участковой скорости. Это позволит реально оценить обстановку по пропуску поездов и принять меры по предупреждению сбоев в движении и сокращению непроизводительных потерь при пропуске поездопотоков.

В связи с вышеизложенным целью настоящей диссертационной работы является разработка комплексной методики:

• определения влияния временных предупреждений об ограничении ходовой скорости по состоянию пути на техническую и участковую скорости;

Железные дороги всего, км/час в том числе по предупреждениям, км/час

Октябрьская 0,10 0,07

Калининградская — —

Московская 0,34 0,26

Горьковекая 0,16 0,07

Северная 0,77 0,41

Северо-Кавказская 0,35 0,18

Юго-Восточная 0,48 0,39

Приволжская 0,31 0,05

Куйбышевская 0,66 0,35

Свердловская 0,42 0,11

Южно-Уральская 0,22 0,06

Западно-Сибирская 0,94 0,35

Красноярская 1,93 1,42

Восточно-Сибирская 0,18 0,03

Забайкальская 1,38 1,09

Дальневосточная 0,07 0,03

Сахалинская — —

Сеть ж.д. России 0,49 0,28 определения влияния ограничений на перегонное время хода поездов; расчёта числа "ниток" графика для грузового движения при учёте ограничений; определения величины потерь в обороте грузового вагона и, соответственно, в парке грузовых вагонов, в парке локомотивов, росте потребности количества локомотивных бригад; определения величины дополнительных эксплуатационных расходов; определения величины "упущенных" доходов; разработки предложений по эффективному применению диспетчерских и регулировочных мероприятий для сокращения потерь, вызываемых временными ограничениями ходовой скорости по состоянию пути.

4.6. Выводы по главе 4.

Для всестороннего анализа влияния предупреждения на эксплуатационные. показатели необходимо выполнение колоссального количества расчетов, которые в оперативом режиме невозможно произвести вручную.

Автоматизация процесса анализа влияния временных предпреждений возможна только при комплексном подходе, который начинается сбором первичной информации и построением модели сети на уровне базы данных и может быть закончен только после построения сетевых аналитических моделей.

Процесс построения крупномасштабных систем производится итерациями, путем построения простейших моделей алгоритмов и программ, с последующим их развитием, наращиванием и отладкой.

Выбор программных и аппартных ресурсов может неоднократно меняться в зависимости от потребностей развивающейся системы, что, в свою очередь, может повлечь за собой необходимость разработки дополнительных алгоритмов или модификацию уже существующих алгоритмов;

Приведенные алгоритмы, математические модели и прототипы баз данных демонстрируют всю сложность построения автоматизированных систем и могут быть использованы в качестве фундамента для построения отраслевой системы анализа оперативной работы.

Программное обеспечение расчётов времени хода по перегону, пропускной способности, определения лимитирующих мест, межпоездного интервала, расхода электроэнергии на тягу поездов выполнено на языке С++ для промышленной эксплуатации в общей системе решения задачи учёта влияния временных предупреждений на пропуск грузовых поездов.

Разработанна база данных для обеспечения работы системы под управлением СУБД ОВ2.

Заключение

1. На основании анализа эксплуатационной работы сети за последние 10 лет, выполненного в настоящей работе, определено что:

• на сети железных дорог постоянно действует в среднем 3000 временных предупреждений об ограничении ходовой скорости, а в отдельные периоды (май-июль, сентябрь-октябрь) эта величина возрастает до 5-6 тысяч. При этом балльность содержания пути улучшилась с 184 в 1991г. до 60 в 1999г. и держалась на уровне 100 баллов в 20002003 г.г.;

• задержки пропуска поездов по состоянию пути возросли с 8-9 % в 1999г. до 19,2% в 2003 г., а потери поездо-часов увеличились до 111,4 тыс. часов;

• за последние 4 года при допускаемой ходовой скорости для грузовых поездов на уровне 70ч-72 км/ч, реализуемая техническая скорость составляла 45,2ч-46,8 км/ч, участковая — 37,5-ь39,0 км/ч. Потери в участковой скорости на сети железных дорог России по состоянию пути составляют 1,9-^4,7 км/ч по сравнению с нормативами графика движения и из них 36^-47% по причине временных предупреждений об ограничении ходовой скорости;

• замедление в продвижении поездопотоков из-за наличия временных предупреждений об ограничении ходовой скорости увеличивает оборот вагона через показатель "время нахождения вагона в движении";

• рабочий парк грузовых вагонов находится в прямой зависимости от объёмов работы и величины оборота вагона. Поскольку объём перевозок при назначении предупреждений об ограничении ходовых скоростей остаётся без изменений, то дополнительная потребность в парке грузовых вагонов и, соответственно, в локомотивах и локомотвных бригадах связана только с замедлением в продвижении поездопотоков. Дополнительно на сети железных дорог из-за временных предупреждений об ограничении ходовой скорости по состоянии пути эксплуатировался парк грузовых вагонов в период с 1999 по 2003 г. на уровне 1843-6107 вагонов в сутки, при этом непроизводительной работой было занято от 83 до 256 локомотивов и от 747 до 2309 человек в локомотивных бригадах;

• потери числа "ниток" графика для пропуска грузовых поездов из-за замедленного продвижения поездопотоков составили от 1 до 1012 штук, в зависимости от насыщенности участка поездами, числа и протяжённости предупреждений;

• дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с временными предупреждениями, возросли с 157,9 млн. руб. в 1999г. до 803,6 млн.руб. в 2003 г.

2. С помощью разработанных в настоящей диссертации методов, алгоритмов и программного обеспечения в оперативном режиме определяется:

• изменение времени хода по перегону, участку, направлению при назначении предупреждений об ограничении ходовой скорости по сравнению с нормативами, установленными нормативным графиком движения;

• изменение технической и участковой скорости по рассматриваемому полигону;

• число "ниток" графика для пропуска грузовых поездов на каждый час суток и период действия ограничений;

• лимитирующие перегоны, на которых затруднён пропуск наличных размеров движения;

• вариант организации пропуска поездопотока, позволяющий максимально сократить потери в эксплуатационных показателях, вызываемых предупреждениями об ограничении ходовой скорости;

3. Внедрение теоретических разработок и программного обеспечения настоящей работы на АРМ поездного диспетчера и АРМ дорожного диспетчера позволит перейти от информационного режима к информационно-управляющему режиму работы основных профессий по обеспечению пропуска поездопотоков с минимальными затратами.

4. Контрольные расчёты по теоретическим разработкам настоящей работы на реальных примерах организации пропуска поездопотоков по участкам Нижнеудинск - Зима - Иркутск Сорт. Восточно - Сибирской, Чепца -Верещагино-Пермь Сорт. - Пермь 2 Свердловской, Петровский Завод -Карымская - Архара Забайкальской, Омск -Татарская - Барабинск Западно - Сибирской, Люберцы Рязань Московской железных дорогах показали, что: предупреждения об ограничении ходовой скорости действуют постоянно от 1,8% до 5% по длине и от 3,5 до 4,8 шт. на 100 км по количеству и меняются только по размещению на участке; потери участковой скорости на рассматриваемых направлениях по причине временных предупреждений об ограничении ходовых скоростей составили от 4,1 до 17,5 км/ч (Шилка-Чернышевская при 7 ограничениях до 25 км/ч); дефицит "ниток" графика для пропуска грузовых поездов возникает, как правило, при заполнении пропускной способности более 74%, в других случаях имеет место только потеря скорости продвижения по-ездопотоков, рост оборота вагона, потребности в подвижном составе, локомотивных бригадах и дополнительные эксплуатационные расходы; частота появления заполнения критического уровня пропускной способности на исследуемых участках составляла более 60%. Недостаток "ниток" графика для пропуска грузовых поездов определяется от 1 до 7. Время ожидания "нитки" графика для отправления (брошенные поезда) поезда составляло от 4 до 20 часов; эффективность рекомендуемых настоящей работой мероприятий опре делилась в размере: на Забайкальской железной дороге при сокращении протяжённости лимитирующих блок-участков за счёт постановки временных сигналов-104,6 тыс.руб. в сутки; на Восточно-Сибирской железной дороге при интенсифицированном пропуске поездов по режимным картам — 12,1 тыс.руб. в сутки; на Свердловской железной дороге за счёт сдваивания поездов в чётном и пяти поездов в нечётном направлении-44,1 тыс.руб.в сутки; применение варианта «Перецепка» рекомендуется на основании массовых расчётов в том случае, если ожидание отправления поезда (брошенный поезд) составляет более 11,5 часов. Эта мера может обеспечить экономию эксплуатационных расходов для сред несетевых условий до 21,6 тыс.руб. в сутки на один поезд; применение варианта "Направление поездов кружностью" рекомендуется в случаях, когда ожидание отправления(брошеный поезд) составит большую величину, чем время за которое поезд пройдёт дополнительную кружность, с учётом времени простоев на станции на техническую обработку поезда по "кружному" ходу; — варианты пропуска поездов по неправильному пути (на двухпутной линии), в одном пакете с пассажирским поездом (на однопутной линии), изменение схемы графика пропуска поездов (однопутная линия) эффективны в тех случаях, когда время на их организацию и пропуск поездов меньше, чем время ожидания отправления (брошенный поезд) поезда по принятой технологии.

Быстродействие предложенных программ расчёта времени хода, скорости продвижения поездопотоков, установления "узких мест" и вариантов решений по сокращению поездо-часов и, как следствие, увеличение оборота грузового вагона и сокращение потребности в вагонах, локомотивах, локомотивных бригадах и эксплуатационных расходах, вызываемых предупреждениями об ограничении ходовой скорости, позволит при внедрении их на АРМ ДНЦ и АРМ ДГП в оперативном режиме и плановом порядке обоснованно принять упреждающие меры по недопущению или максимальному сокращению непроизводительных потерь.

1. Динамические качества современного подвижного состава и особенности его воздействия на путь. ВНИИЖТ. Москва. "Транспорт" 1997. ISBN 5-277-01901-4. Состояние пути и установление скоростей движения поездов. Д.т.н. В.О.Певзнер.

2. Железнодорожный транспорт. 6" 1999. Учет надежности пути и сооружений в экономических расчетах Д.т.н., проф., почетный академик Академии транспорта РФ В.Я. Шульга.

3. Железнодорожный транспорт. 12" 1999. Управление техническим состояние пути. Д.т.н. В.О.Певзнер, к.т.н. В.В.Мишин.

4. Вестник ВНИИЖТ 4-1997. Поиск и реализация практических рекомендаций, обеспечивающих наименьшие энергозатраты на тягу поездов. К.т.н. И.Н.Тимошек, К.т.н. В.Н.Зубков

5. Вестник ВНИИЖТ Г'1999. Многофакторное оперативное нормирование дифференцированных перегонных времен хода грузовых поездов. Д.т.н., проф. Л.П.Тулупов, инж. А.В.Харитонов.

6. Вестник ВНИИЖТ 4"2000. Метод постоянных перегонных скоростей для оценки энергозатрат на тягу поездов. Д.т.н. Л.А. Мугинштейн, инж. А.В. Лохач, к.т.н. И.И. Мерман

7. Вестник ВНИИЖТ 6"2000. Вопросы системного анализа железнодорожного пути, к.т.н. В.В. Мишин

8. Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук, Козлов В.Е. 1980 г. "Проблема развития пропускной и провозной способности железных дорог(теория, расчёты, внедрение)"

9. Технико экономические показатели эксплуатационной работы железных дорог (справочник) 1997.

10. Повышение прочности и надежности пути. ВНИИЖТ 1998. Сборник научных трудов." Под редацией к.т.н. В.В. Лысюка. Исследование влияния распределения по сезонам года отказов пути на задержки поездов.

11. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации, отв. за выпуск М.А. Аветикян, тех. редактор А.Ф. Краснощеков.

12. Справочник эксплуатационника под редакцией И.А. Гундобина М. Транспорт 1966 г.

13. Управление надежностью железнодорожного пути, Башкатова Л.В. сб.н.т. ВНИИЖТ М. 1991 И. Канарская Л.А. Вестник ВНИИЖТ 4"1990

14. Костяшкин А.А. Потери от ограничений скорости "Путь и путевое хозяйство" 7" 1991

15. Певзнер "Железнодоржный транспорт" 10" 1991

16. Оценка эффективности производственных процессов. Зверев Б.Н. "Путь и путевое хозяйство" 2"2002

17. Испытания при повышенных осевых нагрузках. Кузнецов В.В. "Путь и путевое хозяйство" 10"2002 19. "Развитие пропускной и провозной способности однопутных линий" А.И. Баранов, В.Е.Козлов, Э.Д.Фельдман, труды ЦНИИ вып. 280, 1964 г.

18. Основные причины износа рельсов. Карнущенко Н.Н. "Путь и путевое хозяйство" 8"2002

19. Сроки выправки пути. Певзнер В.О., Прохоров В.Н. "Путь и путевое хозяйство" 6"2002

20. Оценка элементов верхнего строения пути. Серебренников В.В. "Путь и путевое хозяйство" 7"2002

21. Комплекс для определения параметров пути. Шерстобитова И.Н., Шадрин В.Ю. "Путь и путевое хозяйство" 2"2002 #

22. Как устанавливаются допускаемые скорости. Певзнер В.О., Шестаков В.Н., Карцев В.Я. "Путь и путевое хозяйство" 10"2002

23. Малообслуживаемые конструкции пути: технические параметры. Шарапов СИ. "Путь и путевое хозяйство" 1"2001 "

24. Совершенствовать систему содержания пути. Коваленко Н.И. "Путь и путевое хозяйство" Г'2001

25. Система управления качеством текущего содержания пути. Кокурин И.М., Красковский А.Е., Чуян СИ. "Путь и путевое хозяйство" 1"2001

26. Динамическая нагруженность системы "путь - подвижной состав" Ме- лентьев Л.П. "Путь и путевое хозяйство" Г'2001

27. Эффективность прогрессивной конструкции Чучко А.Н. "Путь и путевое хозяйство" 4"2001

28. Как снизить эксплуатационные расходы при ремонте пути. Гапеенко Ю.В. "Путь и путевое хозяйство" 6"2001

29. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения его надежности

30. Правила производства расчетов верхнего строения железнодорожного пути на прочность 1954

31. Путаница в паспортных данных. Кулебяко A.M. "Путь и путевое хозяйство" 9"2001

33. О рабочих промерах пути, неудовлетворительных километрах и повторяемости неисправностей. Кулябко A.M. "Путь и путевое хозяйство" 10"2001

34. Основы создания нормативной базы надежности пути. Лысюк B.C., Каменский В.В., Башкатова Л.В. "Путь и путевое хозяйство" 10"2001

35. ГИС-технологии в путевом хозяйстве. Зверев Б.Н. "Путь и путевое хозяйство" 10"2001

36. Устройство пути в кривых: возвышения и отводы. Певзнер В.О. "Путь и путевое хозяйство" И "2001 #

37. Гибкая информационно-аналитическая система. "Путь и путевое хозяйство" 11 "2001

38. О точности определения непогашенного ускорения по ленте путеизмерительного вагона. Кулябко A.M. "Путь и путевое хозяйство" 4"2000

39. Повышение надежности пути. Нечаев Б.П. к.т.н. "Путь и путевое хозяйство" 4"2000

40. Расчет пути по методу предельных состояний Нечаев Б.П. к.т.н. "Путь и путевое хозяйство" 4"2000

41. Путь на приволжской дороге. Поляков Н.М. "Путь и путевое хозяйство" 5"2000

42. АСУ-ПУТЬ на приволжской дороге. Писарев Г.Н. "Путь и путевое хозяйство" 5"2000

43. Окупаемость ремонтов пути. Певзнер В.О. профессор, Т.Н. Громова инж., "Путь и путевое хозяйство" 10"2000

44. Методическая указания по экономической оценке показателей эксплуатационной работы железных дорог 1987

45. Нужны новые ТУ на ремонты пути. Мишин В.В. "Путь и путевое хозяйство" 11 "2000

46. Возвышение наружного рельса и скорость движения. Карпушенко Н.И., ГЦлейнинг А.И. "Путь и путевое хозяйство" 1"1999

47. Внедряем АСУ-ПУ В.М. Рыбачок, А.В. Егоров "Путь и путевое хозяйство" 3" 1999

48. Геоинформационная система земляного полотна. А.Ф. Ким "Путь и путевое хозяйство" 4" 1999

49. Особености системы ведения путевого хозяйства. В.Ф Федулов к.т.н. "Путь и путевое хозяйство" 4" 1999

50. Путь и путевое хозяйство для линий с высокими скоростями. Н.Н. Путря Д.Т.Н., Л.А. Сакович. к.т.н., Ю.П. Нечаев к.т.н., А.Н. Симаков инж. "Путь и путевое хозяйство" 9" 1999

51. Допускаемые скорости движениея в переходных кривых. Н.И. Карпу- щенко д.т.н. "Путь и путевое хозяйство" 10" 1999

52. Об экономической оценке надежности пути. В.Я. Шульга д.т.н. "Путь и путевое хозяйство" И "1999

53. Комплексный показатель состояния геометрии пути В.В. Мишин к.т.н., Б.Н. Зещимов к.т.н., В.О. Певзнер д.т.н. Ю.П. Грушина "Путь и путевое хозяйство" 11" 1999

54. Дополнительные критерии оценки ведения путевого хозяйства. В.М. Ермаков "Путь и путевое хозяйство" 3"1999

55. Полностью отказаться от баллов. Кулябко A.M. "Путь и путевое хозяйство" 12" 1998

56. Перспективы АСУ на дистанции пути Е.С. Свинцов д.т.н., В.П. Бельтю- ков к.т.н., В.М. Рыбачок инж. "Путь и путевое хозяйство" 12" 1998

57. Обобидение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса. Пер У.Дж. Харрис, СМ, Захаров. Дж, Ландгрен М. Интекст 2002

58. Вопросы проектирования плана и профиля железных дорог высокоскоростного движения поездов. редМ.И. Воронин 1976

59. Использование математических методов оптимизации и ЭВМ при проектировании продольного профиля ж.д. ред Б.К. Малявский 1971

60. Продольный профиль пути и тяга поездов. Кантор И.И. М. Транспорт 1984

61. Исследование накопления расстройств рельсовой .колеи железнодорожного пути. ред. О.П. Ершков М. Транспорт 1986

62. Закономерности расстройств рельсовой колеи железнодорожного пути в условиях высокой грузонапряженности. Автореф. Ильяшенко А.А,

63. Современные математические методы в задачах динамики подвижного состава и железнодорожного пути. Местакова В.И. Тихомирова В.И. 1987 т

64. Повышение эксплуатационной мощности железнодорожного пути: указ. лит. редМестакова В.И., Тихомирова В.И. М..1993

65. Экономическая эффективность комплексной модернизации однопутных линий железных дорог, ред В.А. Дмитриев М. 1977-1978

66. Работа железнодорожного пути при обращении грузовых поездов со скоростями до 90-100 км/час. под ред Л.П. Меленьтьева, В.И. Стель-машова М. Транспорт 1979

67. Исследование частичных отказов железнодорожного пути с разработкой методики их прогнозирования. Башкатова Л.В. Автореф. 1986 г

68. Вопросы повышения надежности и уровня использования железнодорожного пути. ред. Т.Г. Яковлевой М. 1984

69. Вопросы повышения эксплуатационной надежности железнодорожного пути. Ред. Яковлевой М. МИИТ 1985

70. Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного пути на грузонапряженных участках, межвуз. сб. НИИЖТ ред. Л.М. Даниловский 1985

71. Устройство рельсовой колеи Разд. Имитационное моделирование процесса функционирования железнодорожного пути уч.по 1979

72. Анализ динамических процессов в транспортных системах ред Л.В. Гой- хманМ. 1981

73. Инструкция по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации.

74. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации.

75. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации.

76. Алгоритмы построение и анализ Т.Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест МЦНМО Москва 2002

77. Паралельные вычисления. В.В. Воеводин, Вл.В. Воеводин. Санкт- Петербург "БХВ-Петербург" 2002г.

78. Введение в исследование операций. Шестое издание. Хэмдиа А. Таха. Университет Арканзаса, Фейетвилл. Москва. Санкт-Петербург. Киев. Издательский дом "Вильяме" 2001г.

79. Искусство программирования. Издание третье 1-3.т. Дональд Э.Кнут Станфорский университет. Москва. Санкт-Петербург. Киев. Издательский дом "Вильяме" 2002г.

80. Численные методы. Н.Бахвалов, Н.Жидков, Г. Кобельков. Физмат- лит,Невский диалект. Лаборатория Базовых Знаний. Москва-Санкт-Петербург 2002г.

81. Разработка приложений на Visual C++ 6.0 Москва 2001 г. Русская редакция Microsoft Press.

82. Модель СОМ применение ATL 3.0 Э.Трельсен БХВ. Санкт-Петербург 2000 г. .