CC BY
22
УДК 656.212
Д. М. КОЗАЧЕНКО, Р. В. ВЕРНИГОРА, М. I. БЕРЕЗОВИЙ (ДПТ)
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПЕЩАЛ1ЗАЦП СОРТУВАЛЬНИХ КОЛ1Й НА ТРИВАЛ1СТЬ ОПЕРАЦ1Й ПО IX П1ДГОТОВЦ1 ДО РОЗПУСКУ
Розроблено iMH^rnHy модель процесу накопичення состаыв у сортувальному парку. Наведено результаты апробаци моделi при дослвдженш впливу спещатзаци сортувальних колiй на тривалють маневровых операцiй з пвдготовки колiй до розпуску составiв.
Разработана имитационная модель процесса накопления составов в сортировочном парке. Приведены результаты апробации модели при исследовании влияния специализации сортировочных путей на продолжительность маневровых операций по подготовке путей к роспуску составов.
For modeling of the trains accumulation process on marshalling tracks the special simulation model is designed. The model is used for study of the influence of specialization of marshalling tracks on duration of the operations for liquidation of «windows» between cars on marshalling tracks.
Для нормально! роботи сортувальних прок коли сортувальних парюв перед початком роз-формування чергового состава повинш мати вшьш дшянки з боку прки для розмщення вагошв, яю надходять на сортувальш коли в про-цес розпуску. Тому одним з важливих елемен-та процесу розформування-формування по1здв на станщях е шдготовка сортувальних колiй до розпуску составiв. Лiквiдацiя «вшон» на сортувальних колiях досягаеться шляхом з'еднання груп або поодиноких вагонiв, що зупинилися на колii на деякш вiдстанi один вiд одного через рiзнi ходовi властивостi, неточшсть гальму-вання вiдчепiв пiд час розпуску, несприятливий профiль сортувальних колш та iншi причини. На даний час шдготовка для розпуску чергових составiв, як правило, виконуеться маневровими локомотивами за рахунок осаджування з боку прки або шдтягування вагошв локомотивами з боку витяжних колш.
Вщповщно до [1], тривалiсть операцш з осаджування та пiдтягування вагошв визнача-еться за формулами:
¿ос = 0,06 • т ; ¿пщ = 0,08 • т , (1)
де т - середня кшьюсть вагонiв у состав^ що розформовуеться;
0,06 та 0,08 - середш витрати часу маневро-во! роботи, що припадають на один вагон роз-формованого состава.
Слщ зазначити, що нормативи часу на вико-нання цих операцш на конкретних станцiях мо-жуть уточнюватись за результатами хрономет-ражних спостережень, виконаних на станцii. Ви-користання подiбного статистичного пiдходу для нормування тривалостi операцiй з шдготовки
сортувальних колш до розпуску е допустимим при перев1рщ працездатносп станци, але не мо-же використовуватись для розв'язання оптим1за-цшних задач, наприклад, таких, як виб1р спеща-л1заци колш у сортувальному парку.
Для розв'язання под1бних задач необхщно розробити методику, що бшьш детально врахо-вуе характер процес1в, як вщбуваються при розформуванш та накопиченш состав1в у сортувальних парках затзничних станцш.
Одним з фактор1в, що суттево впливае на процес заповнення сортувальних колш вагонами при розформуванш состав1в, а також на тривалють виконання маневрових операцш з л1кв1-даци «вшон», е поздовжнш профшь сортувальних колш. В той же час, анатз параметр1в по-здовжшх профшв колш у сортувальних парках станцш показуе, що в межах одного сортуваль-ного парку вони можуть мати суттев1 вщмшно-сп. Так, для станци Нижньодншровськ-Вузол Придшпровсько1 зал1знищ сортувальш коли непарно1 системи знаходяться на спуску в межах вщ 0,4 %о до 1,6 %о, а парно1 системи - вщ спуску 1,2 %о до тдйому 0,6 %о. У зв'язку з цим визначення тривалост маневр1в з осаджування та шдтягування вагошв за виразами (1) дозво-ляе отримати лише досить приблизш значення, як не можуть бути використаш при виршенш практичних задач з удосконалення сортуваль-ного процесу на станщях.
Для дослщження процесу накопичення вагошв на сортувальних кол1ях розроблено спещ-альну 1м1тацшну модель. В ход1 попередшх до-слщжень, виконаних за допомогою модел1, встановлено, що характеристики колш по маршруту скочування вщчешв на спускнш частиш
прки (наявшсть стрiлочних переводiв та круго-вих кривих певного радiусу, довжина маршруту скочування вiд вершини сортувально! гiрки до виходу з друго! гальмiвно! позицн тощо) несут-тево впливають на процес заповнення сортува-льних колiй. Це пояснюеться тим, що режим роботи гальмiвних позицш на спускнiй частинi гiрки тд час реалiзацн вимог iнтервального гальмування справляе значно бiльший вплив на швидюсть руху вiдчепiв, нiж рiзниця в характеристиках маршрутiв !х скочування. У зв'язку з цим при виконанш даного дослiдження моде-лювання процесу накопичення вагонiв на сор-тувальних колiях виконувалось з моменту виходу кожного вщчепа з друго! гальмiвно! позицн (СГП). При цьому швидкiсть виходу вщчепа з ще! позицн увих розглядалась як випадкова величина. Для визначення характеристик роз-подiлу випадково! величини увих виконано се-рда iмiтацiйних експериментiв iз розформуван-ня составiв з використанням моделi сортувально! прки [2]. Характеристики вагонопотоку та умови скочування (тип, вагова категорiя кожного вагона, кшьюсть вагошв у вщчеш та координата точки прицшювання) на одне з призна-чень у сортувальному парку встановлювались у вщповщносп до плану експерименту, а для ш-ших призначень - моделювались за методикою, запропонованою в [3]. За результатами моде-лювання отриманi вибiрки значень випадково! величини увих для вагошв кожно! з вагових ка-тегорш. Для прикладу на рис. 1. наведено псто-граму розподiлу випадково! величини швидко-стi увих виходу вщчешв важко! вагово! категорi! з СГП.
50 -|
0,31 1,09 1,87 2,65 3,43 4,21 4,99 Увш, м/с
Рис. 1. Пстограма розпод1лу випадково!' величини швидкосп виходу вщчешв з СГП
Аналiз отримано! вибiрки показав, що !! мо-жна роздiлити на двi частини - вщповщно до швидкого та повшьного режимiв скочування вiдчепiв. При цьому повшьний режим скочу-вання передбачае максимальне гальмування вщчепа на першiй гальмiвнiй позицн (ВГП) i мiнiмальне на СГП, швидкий - мiнiмальне гальмування на ВГП та максимальне на СГП. Ре-
жим скочування може бути встановлений попе-редньо на тдстав аналiзу розташування розд> лових стрiлок по маршруту скочування та дов-жини вiдчепа [4]. В результатi статистично! обробки даних iмiтацiйного моделювання роботи прки встановлено, що швидшсть виходу вщчепа з СГП при скочуванш, вщповщно, у швидкому та повшьному режимах може бути визначена за допомогою виразiв:
у111" = Е. • упов = V -Е.
вих ' вих тах '
де Е - випадкова величина, що розподшена за показниковим законом, м/с;
утах - максимальна можлива швидюсть виходу вщчепа з друго! гальмiвно! позицп, м/с.
Математичне очiкування випадково! величини Е залежить вiд параметрiв вiдчепа та умов його скочування. Для прикладу на рис. 2 наведено графiки залежност математичного очшу-вання увих вщ вагово! категорп вiдчепу та кшь-костi вагонiв у вiдчепi при скочуванш у повшьному режимi на вщстань 400 м (рис. 2а) та 1000 м (рис. 26).
Рис. 2. Граф1ки залежносп швидкосп виходу вщчешв з СГП вщ вагово! категори вщчепу при скочуванш у повшьному режима
а - точка прицшювання знаходиться на ввдсташ 400 м вщ вершини прки; б - точка прицшювання знаходиться на вщсташ 1000 м вщ вершини прки
Аналопчш залежносн були отриманi для р> зних точок прицшювання з кроком 50 м при скочуванш вщчешв у швидкому та повшьному режимах.
Прицшьне регулювання швидкосп скочування вщчешв на автоматизованих сортуваль-них прках виконуеться на парковш гальмiвнiй позицп (ПГП). Швидюсть виходу вiдчепiв з ще!
позици приймасться, виходячи з умови забез-печення швидкостi зiткнення вагонiв на сорту-вальних колiях в межах, встановлених ПТЕ [5]. У зв'язку з вщсутнютю достовiрно! шформаци про ходовi властивостi вiдчепiв режим !х галь-мування на ПГП встановлюсться, виходячи з умови пiдходу вщчепа з найменшим можливим значенням основного питомого опору руху для вагонiв його вагово! категори до вагонiв, що знаходяться на сортувальнiй коли зi швидкiстю 5 км/год. Оскiльки в розробленш моделi основ-ний питомий ошр вагонiв у складi вщчепа роз-глядаеться як випадкова величина, то при мо-делюваннi скочування вагонiв з великими зна-ченнями основного питомого опору вибiр режиму гальмування вiдчепiв на ПГП за таким методом призводить до появи «вшон» на сор-тувальних колiях.
Слiд також зазначити, що при зггкненш ва-гонiв на сортувальнш коли з деякою швидкютю виникае процес проштовхування. При моделю-ваннi цього процесу маса об'еднаного вщчепа встановлюеться як:
вз = в1 + в2 ,
де в1 та в2 - вiдповiдно, маса вiдчепа, що ско-чуеться, та маса групи вагошв, що знаходиться на сортувальнiй коли, т;
Початкова швидкють об'еднаного вщчепа визначаеться з умови збереження енерги за до-помогою виразу [6]:
"V
в^пщх - 4в2Аруш • ё 10-
2 (в1 + в2 )
де ^1дх - швидк1сть п1дходу вiдчепа до групи вагошв, що знаходиться на сортувальнш коли, м/с;
^руш - робота на зрушення групи вагошв, яю знаходяться на сортувальнш коли, кгм;
ё' - прискорення вшьного падiння з урахуван-ням шерци частин вагона, що обертаються, м/с2.
Для оцiнки адекватностi розробленого методу моделювання процесу заповнення сортуваль-них колiй використано параметричний критерiй Уiлкоксона [7]. При цьому було виконано порiв-няння двох вибiрок значень величини «вiкна», отриманих за даними моделювання та в результат натурних спостережень на станци Нижньо-днiпровськ-Вузол. У результатi перевiрки вста-новлено, що вказанi вибiрки статистично не розрiзняються, а отже запропонована модель е адекватною i може використовуватись для пода-льших дослщжень сортувального процесу.
Осаджування або пщтягування вагонiв ви-конуеться у тому випадку, коли вщстань мiж
вагонами, що знаходяться на сортувальнш коли, i парковою гальмiвною позищею не пере-вищуе довжини наступного вщчепу, який пря-муе на дану колда. Витрати часу на виконання маневрiв з пiдготовки сортувальних колiй до розформування чергового состава розрахову-ються по пiврейсах за формулою:
t = а + Ьт,
де а i Ь - нормативи часу на натврейси перестановки, визначеш за умови виконання манев-рiв з виключеними гальмами [1], хв.;
т - кшькють вагонiв у маневровому составь При цьому також враховуеться тривалють пiврейсiв за!зду маневрового локомотива на сор-тувальну колiю та вшзду з не!. У випадку, коли кшькють вагонiв на коли перевищуе норму по накопиченню, моделюеться перестановка состава iз сортувального парку в парк вщправлення.
В результатi виконаних експериментiв з мо-деллю для кожного сформованого состава отримано значення тривалосп маневрових опе-рацiй з пiдготовки вщповщно! сортувально! коли до розформування наступного составу осаджуванням та пiдтягуванням. В залежност вiд фактичного розташування груп вагошв на коли перед початком маневрiв, тривалють виконання маневрових операцш одним з цих двох способiв е мшмальною. Тому загальний час на пщготовку сортувальних колш до розформування потоку составiв на протязi дослщжувано-го перюду визначаеться за формулою:
Тпр =Е ™П^ос,}■; ^тдт,}■ К ]=1
де tос, tulдт - вiдповiдно тривалiсть осаджування та пщтягування;
п - загальна кшькють виконаних маневрових операцiй по лшвщаци «вiкон» на сортувальних колiях за дослiджуваний перiод;
Для анатзу впливу параметрiв сортувальних колш та характеристик вагонопотоюв на процес накопичення составiв виконано моделювання скочування потоку вщчешв трьох призначень на коли сортувального парку. Характеристики вщповщних вагонопотокiв наведено у табл. 1.
На основi статистично! обробки результапв моделювання для кожного призначення отри-мано залежнють тривалостi маневрових опера-цш по пiдготовцi сортувальних колiй до розпу-ску вiд параметрiв поздовжнього профiлю вщ-повiдних колiй (рис. 3).
Таблиця 1
Характеристики вагонопотошв на окремi призначення
№ призна-чення Математич-не очжу-вання кшь-косл ваго-н1в у в1дче-т, ваг. Математич-не очжу-вання маси брутто вагона, т Потуж-н1сть при-значення, ваг.
1 4,4 55,0 42
2 2,5 60,3 231
3 3,5 63,7 157
1ман, хв.
Рис. 3 Питома тривал1сть маневрових операцш з лшшдаци «в1кон» в розрахунку на один вагон в залежносп в1д уклону сортувальних колш
Розрахунок витрат часу на маневровi опера-ци, що пов'язанi з пiдготовкою сортувальних колш до розпуску, в залежносп вiд прийнято! спецiалiзацi! сортувальних колш, наведено у табл. 2.
Таблиця 2
Витрати часу на шдготовку колш до розпуску при рпиш 1х спеша, мзацм
№ при-значен-ня Розподш призначень по сортувальним кол1ям Тщ» хв
кол1я № 11 колш № 12 колш № 13
1 1 2 3 31,1
2 1 3 2 30,8
3 2 1 3 39,2
4 2 3 1 42,2
5 3 1 2 38,7
6 3 2 1 42,0
Таким чином, виконаш дослiдження дають пiдстави зробити висновок, що змша спещал> зацп сортувальних колш суттево (до 27 %) впливае на тривалють !х шдготовки до розфор-
мування. На великих сортувальних станщях зi значною кшьюстю колiй у сортувальних парках перерозподш колiй мiж призначеннями плану формування призводить до змiни тривалостi маневрових операцш близько 1,0...1,5 год. на добу та суттево! змши у завантаженш маневрових локомотивiв. Тому витрати, що пов'язаш з шдготовкою сортувальних колiй до розформу-вання, повиннi враховуватись при оптимiзацi! розподшу сортувальних колiй пiд призначення плану формування. При цьому техшко-економiчна оцiнка можливих варiантiв спещал> зацп сортувальних колiй може бути виконана за допомогою запропоновано! iмiтацiйно! моделi накопичення составiв у сортувальному парку.
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Руководство по технологическому нормированию маневровой работы [Текст]. - М.: Транспорт, 1978. - 56 с.
2. Бобровский, В. И. Математическая модель для оптимизации интервального регулирования скорости отцепов на горках [Текст] / В. И. Бобровский, Д. Н. Козаченко // 1нформацшно-керу-юч1 системи на зал1зничному транспорт!. -2003. - № 3. - С. 3-8.
3. Козаченко Д. М. Дослщження впливу парамет-р1в ввдчешв та умов !х скочування на величину штервал1в на розд1лових стр1лках [Текст] / Д. М. Козаченко, М. I. Березовий, Р. Г. Короб-йова // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2006. - Вип. 12. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2006. - С. 78-82.
4. Рогов, Н. В. Исследование условий разделения отцепов на стрелках [Текст] / Н. В. Рогов // Вюник Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2007. - Вип. 15. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2007. -С. 114-119.
5. Правила техшчно! експлуатаци зал1зниць Укра-!ни [Текст]. - К.: МТУ, 2003. - 133 с.
6. Кузьмин, А. Н. Регулирование скорости движения отцепов на подгорочных путях [Текст] / А. Н. Кузьмин // Вопросы проектирования и организации работы железнодорожных станций. -Новосибирск: НИИЖТ, 1965. - С. 131-138.
7. Шторм, Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества [Текст] / Р. Шторм. - М.: Мир, 1970. -368 с.
Надшшла до редколеги 25.08.2008.
