CC BY
30
УДК 656.212
О. О. БАРДАСЬ (ДПТ)
АНАЛ1З ЕФЕКТИВНОСТ1 ФОРМУВАННЯ ПО1ЗДОПОТОКШ ПРИ АВТОМАТИЗОВАНОМУ УПРАВЛ1НН1 ЧЕРГОВ1СТЮ РОЗПУСКУ СОСТАВ1В
Виконано дослвдження зв'язку черговосп розпуску состаив на сортувальних прках та параметр1в попдопотоку свого формування: кшькосп ввдчешв та кшькосп груп у состав! свого формування.
Ключовi слова: ефективнють формування попдопотошв, черговють розпуску состашв, автоматизоване управлшня
Выполнено исследование связи последовательности роспуска составов на сортировочных горках и параметров поездопотока своего формирования: количества отцепов и количества групп в составах своего формирования.
Ключевые слова: эффективность формирования поездопотоков, очередность роспуска составов, автоматизированное управление
Here was made a research of the dependence of the order of trains processing on the switching stations and trainstream parameters: quantity of cuts and quantity of groups in trains, forming on the switching stations.
Keywords: efficiency of formation of train traffic volume, sequence of breaking up on hump of train sets of cars, automated control
Вступ
Задача планування по1'здоутворення е основною задачею оперативного управлшня. Вщ точност И виршення в значнш мiрi залежить ефективнють функщонування залiзничного транспорту. Висока яюсть планування по!здоу-творення досягаеться за рахунок правильних та своечасних управлшських ршень. Одним iз засобiв впливу на процес по!здоутворення е вибiр черговостi розпуску составiв (ВЧРС) на сортувальнш гiрцi.
Для визначення показниюв рацiональноi по-слiдовностi розпуску необхщно знати залеж-нiсть ефективностi поiздоутворення вiд параме-трiв структури составiв. Серед них головними е довжина вщчешв та кiлькiсть груп у состава В роботi поставлено завдання прослщити залеж-нiсть мiж зазначеними параметрами та чергов> стю розформування составiв.
Дослiдження зв'язкiв параметрiв по13допотон!в та черговостi розпуску
Черговiсть розформування состав на сор-тувальнiй прщ впливае на наступнi умови функщонування сортувальних станцш:
• моменти завершення накопичення сос-тавiв;
• порядок надходження вагонiв на коли сортувального парку.
Останню умову iснуючi методики ВЧРС не враховують, що е певним недолшом.
Показники роботи будь-якоi' станцп в першу чергу залежать вщ параметрiв вх1дного вагоно- та поiздопотоку. Якщо врахувати, що вихщний по-тiк однiеi станцii е вхдним потоком iншоi станцii, то стане очевидною дощльшсть планування по1'з-доутворення за принципом покращення не тшьки показникiв роботи окремо взято1' станцп а i пара-метрiв вихщного потоку дано1' станцii. Наслiдком такого планування стане можливе покращення показниюв роботи наступних станцiй.
Одним iз важливих параметрiв по1'здопотоку, що впливае на яюсть сортувального процесу, е середня к1льк1сть вагонiв у вщчеш. Наслiдками значного подрiбнення вiдчепiв стають збшьшен-ня тривалостi осаджування вагошв у сортуваль-ному парку [1]. О^м цього вiдбуваеться збшь-шення кiлькостi помилок при сортуваннi, та, у випадку розпуску вагонiв зi змiнною швидкiстю, зменшення швидкостi розпуску состашв.
На залiзницях Нiмеччини проблема значного подабнення вiдчепiв вирiшуеться шляхом накопичення состашв окремих призначень на де-к1лькох колiях [2]. Таким чином формуються найбiльш довп вiдчепи а маневрова робота на наступних станщях мiнiмiзуеться. Видiлення для кожного призначення декiлькох колiй е неращо-нальним через велик1 каштальш витрати, тому на сортувальних станщях Украши друга сортуваль-на колiя видiляеться тiльки для найбiльших призначень, потужнютю бiльше 200 вагошв за добу. Решта призначень мае некерований процес утво-
© Бардась О. О., 2010
35
рення ввдчешв тд час накопичення. Середня величина вiдчепу у сост^ залежить, в першу чер-гу, вiд порядку надходження вагонiв до колш со-ртувального парку. На порядок надходження ва-гонiв певною мiрою можливо впливати шляхом перестановки состав в черзi на розформування. Завдяки цьому можна створювати бажану структуру покздв, що вщправляються зi станцп без додаткових витрат на сортування пiд час завер-шення формування.
Вщповщно до поставлено! задачi, кожен ва-рiант обробки составiв будемо характеризувати
обраною послiдовнiстю розформування X((-1.
Якщо поставити задачу досягти максимально можливо! довжини вщчешв у составах, що формуються на станци, то критерш задачi ВЧРС можна записати у виглядi виразу:
N
Св.дч = Е т —> т?, (1)
г =1
де т{ - кшьюсть вiдчепiв у 7-му сформованому составу
N - кiлькiсть сформованих составiв за пе-рiод моделювання.
Для вирiшення задачi необхiдно мати шфо-рмацiю про маршрути слщування вагонiв та станцi! наступних переробок вагонопотоку. За-значену iнформацiю можна отримати iз розм> чених ТГНЛ на по!зди, що прибувають в розформування, та з ддачого плану формування по!здiв.
Моделювання процесу накопичення було виконано на протязi трьох змiн на основi фак-тичних даних розмiчених натурних лиспв ста-нцi! Нижньоднiпровськ-Вузол. Оскiльки досл> дження проводилось з метою виявлення зако-номiрностей процесу розформування-форму-вання, то не враховувались моменти прибуття по!здiв в парк прийому.
При дослщженш використовувався метод комбiнаторного пошуку рацюнально! черговос-тi розформування [2]. При цьому процес розформування представлясться як багатокроко-вий процес, кшьюсть варiантiв прийняття рь шення на кожному крощ може коливатись вщ 1 до кiлькостi колiй в парку прийому. Загальна кшьюсть варiантiв черговостi розпуску п соста-вiв визначаеться як п! . Графiчно процес можна представити у виглядi дерева варiантiв' наведе-ному на рис. 1. Дослщження виконувалось для рiзно! глибини планування вiд 2 до 7 составiв. Перерахунок проводився пiсля розформування кожного наступного составу.
Рис. 1. Граф можливих вар1анпв черговосп розформування
На рис. 2 наведено результати дослщжень. Як видно iз графiка' за рахунок управлшня чер-говiстю розформування середню величину вщ-чепу у составах, що накопичуються, можна зб> льшити на величину до 2...4 % (при глибиш планування 3.4 состави). Як i належало очшу-вати, зi збiльшенням кiлькостi составiB' що вхо-дять до дерева варiантiв' середня величина вщ-чепу також збшьшуеться.
Ще одним iз параметрiв по!здопотоку, що впливае на якiсть процесу по!здоутворення, е кiлькiсть груп у составi по!здiв. Пiд групою ро-зумiемо всi вагони в состав^ що пiд час розпуску мають однакове призначення. Дослщження [4] показують, що простiй вагонiв шд накопичен-ням залежить вщ середньо! величини груп ваго-нiB' що надходять в переробку. 1з збшьшенням середньо! величини групи, та, вщповщно iз зме-ншенням середньо! кшькосп груп, спостертаеть-ся скорочення простою вагошв пiд накопичен-ням. Особливо зазначена залежшсть спостерка еться при можливосп вщхилення вщ задано! величини составу шд час накопичення. За рахунок ВЧРС можна зменшувати кшьюсть груп в составах по^здв, що вщправляються. Це сприятиме скороченню простою вагонiв на наступних техш-чних станцiях.
Якщо поставити задачу вщправляти по!зди iз якомога меншою кшьюстю груп за рахунок управлшня черговютю розформування, то критерш задачi ВЧРС можна сформулювати таким чином:
N
Сгр=Еп —> т?, (2)
]=1 х
де п ■ - кiлькiсть груп]-го повду.
Критерiй (2) частково сшвпадае iз критерiем (1), але вони не повнiстю однаковi' оскшьки перший критерiй передбачае упорядкування вщчешв в серединi самого составу, вщбуваеть-ся зменшення кiлькостi груп. Вщповщно до другого критерiЮ' порядок розмщення вiдчепiв в составi не мае значення, мае значення лише загальна кiлькiсть призначень цих вiдчепiв.
7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000 -1,000 -2,000
Глибина планування в составах
Рис. 2. Залежшсть середньо! довжини вщчепу в состав1 свого формування вщ глибини планування (в составах)
На рис. 3 наведено результати дослщжень ефективност керування процесом розформування за ^m^ieM (2). Моделювання викону-валось за тими самим вихщними даними i в тих самих умовах, що i для першого критерда.
середню кiлькicть груп у составах свого формування на величину до 3.6 %.
Щц час виршення зaдaчi ВЧРС звичайно користуються критерieм мiнiмaльнoгo часу знаходження вагошв на coртувaльнiй cтaнцiï. При цьому черговють розформування визнача-еться без урахування можливих нacлiдкiв з точки зору пoдрiбнення cocтaвiв свого формування на велику кшьюсть вiдчепiв та груп. Чергoвicть розформування, що забезпечуе прискорення процесу накопичення вагошв в сортувальному парку, може попршувати структуру пoïздiв, що вщправляються зi cтaнцiï. Тому цiкaвo дiзнa-тись як рiзнятьcя мiж собою рiзнi пocлiдoвнocтi розпуску за параметрами пoïздoпoтoку, що до-cлiджуютьcя.
На рис. 4 наведено результати дослщження залежност cередньoï довжини вiдчепiв в соста-вi свого формування вщ кiлькocтi cocтaвiв, що включаються до дерева вaрiaнтiв. Моделюван-ня виконувалось три рази для одних i тих же умов, але при рiзних критерiях ВЧРС. На рисунку наведено три крив^ що вщповщають посл> довностям розпуску, вщповщно, що забезпе-чують максимальну, мiнiмaльну довжину вщ-чепiв та обробку в порядку прибуття пoïздiв FI-FO (First in - First out). Як бачимо, при чоти-рьох составах, що включаються в дерево вaрia-нпв, середня величина вщчепу в сформованих по1'здах при рiзних черговостях розпуску коли-ваеться в межах вiд 5,35 до 5,6 вагошв, а рiзни-ця мiж показниками становить 0,25 вагона. Змша порядку розформування cocтaвiв може призвести як до збiльшення, так i до зменшення довжини вщчешв.
Рис. 3. Залежшсть середньо! шлькосп груп в состав1 свого формування вщ глибини плану-вання (в составах)
Як видно iз грaфiкa на рис. 3, у випадку планування черговост розпуску на глибину до трьох-чотирьох cocтaвiв можливо зменшити
Рис. 4. Коливання середньо! довжини в1дчепу в составах свого формування при р1зних черговостях розформування
На рис. 5 наведено результати дослщження залежносн середньо! кiлькостi груп в состаш свого формування вiд кшькосп cocтaвiв, що включаються до дерева вaрiaнтiв. Моделюван-ня, як i в попередньому випадку, виконувалось три рази для одних i тих же умов, але при рiз-них критерiях ВЧРС. На рисунку наведено три крив^ що вщповщають пocлiдoвнocтям розпус-ку, вiдпoвiднo, що забезпечують мiнiмaльну, максимальну кiлькicть груп та обробку в порядку прибуття по]дщв FI-FO (First in - First out). Як бачимо, при чотирьох составах, що включаються в дерево вaрiaнтiв, середня кшь-кicть груп сформованих пoiздiв при рiзних чер-говостях розпуску коливасться в межах вiд 5,5 до 6,5, а рiзниця мiж показниками становить 1 групу. Змiнa порядку розформування cocтaвiв може призвести як до збшьшення, так i до зме-ншення кiлькocтi груп.
7,5 п
■ —
щ У
ш
• - - 4..
'4- - - ♦- - "
- ♦ -Мин
—■ -Макс
—FI-FO
3 4 5 6 7
Глибина планування в составах
Рис. 5. Коливання кшькосп груп в составах свого формування при рiзних черговостях розформування
1з збiльшенням глибини планування (в составах) вплив черговостi розформування соста-вiв на параметри по!здопотоку свого формування збшьшуеться. Це пояснюеться тим, що при збiльшеннi кшькосп составiв, що включаються до дерева варiантiв, збiльшуеться загаль-на кшькють варiантiв черговостi розпуску.
Таким чином, порядок розформування сос-тавiв впливае на умови маневрово! роботи на наступних технiчних станцiях.
В сучасних умовах, окрiм врахування впли-ву на структуру составiв свого формування, е необхщнють враховувати той фактор, що, за-лежно вщ форми власностi та термiну доставки, вс вагони мають рiзну вартють простою. Тому при накопиченнi составу на певне призначення можуть виникати ситуаци, коли доцiльно про-пустити певну групу «термшових» вагонiв по-
переду решти. Досягти цього можна за рахунок перестановки вагонiв при завершенш формування, але це потребуе витрат палива та часу. В деяких випадках вирiшувати указану задачу можливо i рацiонально за допомогою змiни черговостi розпуску составiв.
Висновки
В роботi дослiджено вплив черговосн розформування составiв на властивосн характеристик по!здопотоку. Отримаш результати можуть бути використаш при вирiшеннi задачi ВЧРС. Завдяки цьому з'являеться можливють враховувати не ильки стан сортувального парку, але i характеристики по!здопотоку.
У робот показано, що послiдовнiсть розформування составiв впливае на кшькють вагошв у вiдчепах та кшькють груп у составах свого формування, тому тд час виршення задачi ви-значення черговостi розпуску необхщно враховувати вплив указаних параметрiв. Таким чином, окрiм скорочення простою вагонiв на ста-нцп формування, забезпечуеться формування составiв iз меншою кiлькiстю вiдчепiв та груп, що покращуе роботу наступних техшчних ста-нцiй. Завдяки врахуванню структури составiв, що формуються на станцп, можуть бути по-кращеннi технолого-економiчнi показники про-цесiв по!здоутворення, в тому чи^ за рахунок бшьш обгрунтованого планування послщовнос-тi розформування составiв на станцii.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Журавель, В. В. Точшсть гальмування, кшькють вагонiв у ввдчеш та показники роботи сортува-льно! гiрки [Текст] / В. В. Журавель // Вюник Днiпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. iм. акад. В. Лазаряна. - 2009. - Вип. 28. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2009. - С. 133-136.
2. Сортировочные станции и эффективность перевозок [Текст] // Железные дороги мира. -1999. - № 2. - С. 8-12.
3. Буянов, В. А. Автоматизированные информационные системы на железнодорожном транспорте [Текст] / В. А. Буянов, Г. С. Ратин. - М.: Транспорт, 1984.
4. Грунтов, П. С. Ускорение процесса накопления вагонов на сортировочных станциях при неравномерном поступлении поездов в расформирование [Текст] / П. С. Грунтов // Труды Бел-ИИЖТа. - 1966. - Вып. 44-6д. - Гомель, 1966.
Надшшла до редколегп 20.05.2010.
Прийнята до друку 28.05.2010.
4
