CC BY
9
«ТРАНСПОРТЫ СИСТЕМИ ТА ТЕХНОЛОГИ ПЕРЕВЕЗЕНЬ»
36ipHUK наукових праць ДНУЗТ iM. акад. В. Лазаряна. Вип. 14. 2017р.
УДК 656.212
В. В. ЖУРАВЕЛЬ1*, I. Л. ЖУРАВЕЛЬ2*, Ю. О. еРШЕНКО3*, Т. В. САВЧУК4*
'* Каф. «Станцй та вузли», Днiпропетровський нацiональний ушверситет 3ani3HK4Horo транспорту iMeHi академiка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, 49010, м. Дншро, Украша, тел. +38 (056) 373-15-12, ел. пошта zhuravel72@mail.ru, ORCID 0000-0001-7338-4584
2 Каф. «Управлшня експлуатацшною роботою», Днiпропетровський нацiональний ушверситет залiзничного транспорту iMem академiка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, 49010, м. Днгпро, Украша, тел. +38 (056) 373-15-70, ел. пошта zhirina2015@ukr.net, ORCID 0000-0002-4405-6386
3 Мапстр, Дншропетровський нацюнальний ушверситет залiзничного транспорту iменi академiка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, 49010, м. Дншро, Украша, тел. +38 (068) 459-99-17
4* Мапстр, Дншропетровський нацюнальний ушверситет залiзничного транспорту iменi академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, 49010, м. Дншро, Украша, тел. +38 (098) 932-11-70
ДОСЛ1ДЖЕННЯ 1НТЕРВАЛ1В НАДХОДЖЕННЯ ТА В1ДПРАВЛЕННЯ ПО1ЗД1В ДЛЯ ОСНОВНО1 СТАНЦП Г1РНИЧО-ЗБАГАЧУВАЛЬНОГО КОМБ1НАТУ
Мета. Промисловий транспорт е однieю з основных ланок процесу пересування вагонопоток1в для забез-печення стало! роботи металургiйних пiдприемств, яш в сучасних умовах функцiонування економiки Укра!-ни вiдiграють значну роль. Надходження по!здв на промисловi станцп та !х вiдправлення з них мае в чай стохастичний характер, що суттево впливае на ритшчтсть процесу постачання сировини на так тдприем-ства, i як наслщок, випуску готово! продукцi!. Тому виконаш дослiдження е актуальною задачею. Методика. Для дослвдження параметрiв розпод^ випадкових величин iнтервалiв надходження та ввдправлення по!здiв використано методи математично! статистики. Результати. Дослiджено дiапазон змши iнтервалiв надходження та вiдправлення по^здв, визначено параметри та встановлено закони розпод^ даних випадкових величин. Стохастичний характер надходження та ввдправлення по^здв потребуе врахування пiд час iмiтацiйного моделювання роботи станцiй з метою перевiрки !х працездатностi, а також граничних обсягiв роботи. Практична значимкть. Урахування стохастичного характеру чиннишв пiдвищуе адекватнiсть iмi-тацiйного моделювання роботи промислових станцiй та покращуе як1сть отриманих показник1в.
Ключовi слова: промисловий залiзничний транспорт; iнтервал надходження та ввдправлення по!здiв; ви-падкова величина
Вступ
Промисловий залiзничний транспорт е важ-ливою ланкою у процесi перемщення заванта-жених i порожнiх вагонопотоюв. Вiн забезпе-чуе як внутрiшньовиробничi зв'язки, так i взае-мозв'язок мiж загальною мережею залiзниць та тдприемствами.
Безперебiйнiсть його роботи суттево впливае на технолопчний ритм виробництва та стшюсть роботи шдприемства.
Постановка проблеми
Промисловий транспорт е складовою техно-логiчного комплексу шдприемства та безпосе-редньо впливае на ефективнють його роботи.
Отримання максимального ефекту при рацiональному використанш iснуючих потуж-ностей е важливим напрямком дiяльностi транспорту в умовах нерiвномiрностi надходження поiздопотокiв.
doi: https://doi.org/10.15802/tstt2017/123166
Аналiз дослiджень i публжацш
Проблема пiдвищення ефективностi функцi-онування промислового транспорту в наш час е важливою та актуальною, саме тому цьому пи-танню завжди придiлялася значна увага та при-свяченi науковi дослiдження таких вчених як Бутько Т. В, Вернигора Р. В., Козаченко Д. М., Мшецька I. М., Турпак С. М., Шульдiнер Ю. В., Шумик Д. В. та шшь
Беручи до уваги все бшьш глибоку глобал> зацiю економiки та мiжнароднi iнтеграцiйнi процеси, що приводить до створення нових ва-нтажопотокiв, транспорт виконуе базову функ-цiю в забезпеченш даних потокових процесiв. Тому зростае роль транспортноi логiстики [1], адже вiд ступеня оптимальностi та ращональ-ностi органiзацii матерiалопотокiв залежить досягнення високих економiчних результатiв.
Транспортна система нашоi краiни [2] нал> чуе понад 7 тисяч пiд'iзних колш промислових пiдприемств загальною довжиною 27 тис. км,
© Журавель В. В., Журавель I. Л.,
ершенко Ю. О., Савчук Т. В. 2017
що перевищуе експлуатацiйну довжину мапст-ральних з^зничних колiй, яка дорiвнюe 21,7 тис. км. На них виконуеться понад 90 % усiх вантажних операцiй [3].
Значна кiлькiсть тдприемств у свош влас-ностi мають шд'1зт коли з промисловими зал> зничними станцiями, якi допускають прийман-ня поlздiв безпосередньо з мапстрально! мере-жi з по!зними локомотивами i забезпечують виконання всього комплексу початково-кiнцевих операцiй [4]. Багаторiчна експлуатацiя цих станцiй показуе, що вони забезпечують як технолопчну стшюсть перевiзного процесу, так i безпеку перевезень.
Пiдприемства промислового затзничного транспорту або пiдприемства залiзничного транспорту незагального користування е важливим елементом у виробничо-транспортному лопс-тичному ланцюзi перемiщення матерiальних потокiв [5]. При цьому, промисловий транспорт доцшьно розглядати як складну логiстичну систему з метою покращення показниюв ефектив-ностi И функцiонування, а також впроваджува-ти гнучкi лопстичш технологи на основi авто-матизаци технологiчних процесiв взаемоди [6].
Аналiз функцiонування пiдприемств прни-чо-металургiйного комплексу, виконаний у ро-ботi [7], дозволив виявити недостатню ефекти-вшсть системи оргашзаци експлуатацшно1 ро-боти шд'1зних колiй даних пiдприемств. Тому було розроблено пропозицп щодо змши струк-тури оргатзацп роботи кожного тдприемства.
Ефективнiсть сучасного виробництва [8] ба-гато в чому визначаеться часткою транспортних, вантажно-розвантажувальних i складських робiт, на якi припадае в середньому понад 20 % загальних витрат.
Неузгоджетсть ршмв роботи промислового залiзничного транспорту та виробничих шд-систем призводить до зниження ефективностi !х функцiонування. У зв'язку з цим у робой [9] запропоновано критерп функцiонування вироб-ничо! та транспортно1 пiдсистем металургшно-го пiдприемства, як дозволяють всiм учасни-кам технолопчного процесу узгоджувати роботу для досягнення спшьно1 мети.
На оргашзащю внутрiшнiх залiзничних перевезень тдприемств значним чином вплива-ють виробничi процеси [10]. Отже, для уточ-нення окремих параметрiв слiд використовува-ти логiстичний пiдхiд, математичне та iмiтацiй-не моделювання транспортних процешв.
Таким чином, рiвень ефективностi функцю-нування залiзничного транспорту шд'1зних ко-лiй суттево впливае як на роботу тдприемств,
як ними обслуговуються, так i на роботу мапс-тральних залiзниць.
Постановка завдання
Метою дано1 статтi е дослiдження iнтервалiв надходження та вiдправлення поlздiв для станци ПГД гiрничо-збагачувального комбшату, якi е випадковою величиною.
Результати дослщжень
Гiрничо-збагачувальний комбiнат, який роз-глядаеться пiд час дослiджень, обслуговуе ве-лике металургiйне пiдприемство Криворiзького басейну та забезпечуе виробництво залiзоруд-ного концентрату для використання в доменному виробництвi металургiйного пiдприемства та на експорт, а також агломерату.
Станщя ПГД е вузловою i основною у райо-нi зовнiшнього транспорту прничо-збагачувального комбiнату та безпосередньо взаемодiе (рис. 1) з двома станщями комбiнату (АФ, ПД) i чотирма станцiями металургiйного пiдприемства (СС, НД, ПМ, КР).
Рис. 1. Принципова схема примикання шдход1в до станци ПГД
Залiзничне господарство прничо-збагачувального комбiнату (див. рис. 1) вклю-чае три станци:
- ПГД, яка обслуговуе склад тимчасового збертання коксу та агломерату у разi зупинки або зниження продуктивносп доменних печей металургiйного пiдприемства. На нш також здiйснюеться накопичення маршрупв твваго-нiв iз залiзорудним концентратом на зовшшню мережу, технiчний огляд вагошв, повне випро-бування автогальм i вiдправлення маршрутiв на станци стикування СС, НД i КР, а також накопичення составiв iз рiзними видами вантажiв i вiдправлення поlздiв на станци СС i КР;
- АФ, яка призначена для обслуговування двох рудозбагачувальних фабрик, двох складiв залiзорудного концентрату, трьох пункпв його
завантаження для використання в доменному виробнищи металургшного пiдприeмства та на зовшшню мережу (на експорт), вагонопереки-дача рудного двору для вивантаження вапняку, залiзноl руди, кам'яного вугiлля, коксу, вщиву шлаку та виконання шших операцiй;
- ПД, яка призначена для обслуговування двох цехiв i3 виготовлення агломерату й обслуговування шших вантажних фронтiв.
Окрiм виконання вказаних вище операцiй станцiя ПГД виконуе значний обсяг робiт i3 транзитними по1здопотоками, а саме:
- пропуск маршрупв i передавальних поlздiв iз порожнiми пiввагонами пiд завантаження залiзорудного концентрату зi станци СС на станцiю АФ;
- пропуск маршрупв i передавальних поlздiв iз пiввагонами, завантаженими сирови-ною для виготовлення агломерату, зi станцш СС i НД на станцш АФ; пропуск багатогруп-них передавальних поlздiв iз вагонiв iз рiзними вантажами та порожнiх пiввагонiв зi станци СС на станцiю АФ;
- виконання технолопчних операцiй iз хоперами кiльцевих маршрутiв для перевезення агломерату, яю надходять зi станци ПМ на станщю ПД i в зворотному напрямку;
- виконання технолопчних операцш iз думпкарами кшьцевих маршрутiв для перевезення граншлаку, якi надходять зi станци НД на станщю АФ i в зворотному напрямку.
Пщ час дослщжень виявлена суттева нерiв-номiрнiсть надходження поlздiв на станцiю ПГД (рис. 2). Так, мшмальне значення штерва-лу прибуття по1здв (/п. mn) зi станци АФ дорiвнюе 10 хв, а максимальне (Iп max) - 90 хв, тобто перевищуе 1п. mn у 9 разiв. Для станци ПД таке перевищення взагалi складае 50 разiв
(1п.min = 5 хв 1п.max = 250хв).
Також суттево вiдрiзняються i штервали прибуття поlздiв з рiзних станцш. Найменше значення 1п. min спостер^аеться для станци ПД (5 хв), а найбшьше - для станци ПМ (40 хв), найменше значення 1п max спостерiгаеться для станци АФ (90 хв), а найбшьше - для станци КР (776 хв), тобто в цшому перевищення складае 8 i 8,6 рази вщповщно.
Встановлено суттеву нерiвномiрнiсть вщправлення поlздiв зi станци ПГД (рис. 3).
800 700 600 500 400 300 200 100 0
I, хв
□ Imin
¡3 Imax
1
1
I 1
1
J, г Г Г
АФ НД ПД СС ПМ КР
Станцiя
Рис. 2. 1нтервали надходження по1зд1в на станцш ПГД
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
I, хв
□ Imin
Q Imax
ТА
I
%
g г-
АФ НД ПД ПМ СС КР
Стан^
Рис. 3. Штервали вщправлення по!зд1в з1 станци ПГД
Максимальне значення штервалу вщправ-лення поlздiв (IB max) на станщю ПМ (425 хв) перевищуе мшмальне (I^mjj ) для ще1 станци (25 хв) у 17 разiв, а для станци ПД - у 65 разiв
(-^ß.max = 325 хв, ^.min = 5 хв).
Значну рiзницю мають i штервали вщправ-лення поlздiв на станци, яю примикають до станци ПГД. Найменше значення 1в min спо-стерiгаеться для станцiй АФ i ПД (5 хв), а найбшьше - для станци СС (30 хв), найменше значення I^max спостертаеться для станци АФ (125 хв), а найбшьше - для станци КР (930 хв), тобто в цшому перевищення складае 6 i 7,4 рази вщповщно.
Найменшi значення /п. т;п i 1в.тп для станцiй АФ i ПД обумовлюеться тим, що вони з'еднаш зi станцiею ПГД двоколiйними перегонами iз головними колiями, спецiалiзованими для руху в обох напрямках, що дозволяе прий-мати або вiдправляти по!зди паралельними маршрутами з мшмальними iнтервалами.
Виконаний анатз дозволив стверджувати, що штервали надходження та вiдправлення поiздiв для станци ПГД е випадковими величинами, для яких визначено [11] параметри розподшу (середш статистичнi значення х, се-реднi квадратичш вiдхилення ст, коефiцiенти варiацii V), висунуто та перевiрено за кри-терiем Пiрсона %2 гiпотези про закони !х розподшу (табл. 1, 2).
В результат анатзу отриманих даних вста-новлено, що випадкова величина:
- штервалу надходження поiздiв (див. табл. 1) зi станцii ПМ мае логарифмiчно-нормальний розподiл, а з шших станцiй - гама розподiл (приклад для станци ПД наведено на рис. 4);
- штервалу вщправлення поiздiв (див. табл. 2) на станщю СС мае логарифмiчно-нормальний розподiл, а на iншi станци - гама розподш. При цьому, випадкову величину ш-тервалу вщправлення на станцii ПД (рис. 5) i ПМ можна описати i логарифмiчно-нормальним розподiлом, а на станщю СС - гама розподшом, але значення критерiю Ирсона буде бiльшим.
Таблиця 1
Параметри розподшу випадкових величин 1нтервал1в надходження поТзд1в на станц1ю ПГД
Станцш, з яко! надхо-дять по!зди х ст v Закон розподшу Параметр К
АФ 37,1 21,5 0,58 гама 2,98
НД 91,0 59,8 0,66 гама 2,61
ПД 95,8 58,6 0,61 гама 2,67
КР 259,6 220,9 0,85 гама 1,38
ПМ 195,1 86,8 0,44 логариф-м1чно нор-мальний -
СС 158,2 98,7 0,62 гама 2,57
Таблиця 2
Параметри розподшу випадкових величин штервал1в вщправлення поТзд1в з1 станци ПГД
Станщя,
на яку в1дправ-ляються х ст V Закон розподшу Параметр К
по!зди
АФ 36,0 25,7 0,71 гама 1,97
НД 94,4 59,7 0,83 гама 2,50
ПД 102,3 62,3 0,61 гама 2,70
КР 277,9 221,2 0,80 гама 1,58
ПМ 179,1 85,5 0,48 гама 4,39
логариф-
СС 218,0 126,8 0,58 м1чно нор-мальний -
к, /(х) 0,009
0,008
0,007
0,006
0,005
0,004
0,003
0,002
0,001
0
I, хв
21,4 54,2 87,0 119,8 152,6 185,5 218,3 251,1 Рис. 4. Пстограма та функщя розподшу випадково! величини штервалу надходження по!зд1в з1 станци ПД
И, /(х) 0,010
0,008
0,006
0,004
0,002
0,000
-^х) - гама
— — ^х) -логарuфмiчно-нормальнuй
28,1
74,3
120,6
166,8
213,0
259,2
305,4
I, хв
Рис. 5. Пстограма та функщя розпод^ випадково! величини iнтервалу вiдправлення поiздiв на станцш ПД
Отримаш параметри статистичного розпод> лу випадкових величин штервал1в надходження та вщправлення по!зд1в { закони !х розподшу використовуються тд час 1м1тацшного моде-лювання роботи станци ПГД прничо-збагачувального комбшату.
Висновки
Виконаш дослщження дозволяють зробити наступи висновки:
1. Надходження по!зд1в на промислов1 станцш ПГД прничо-збагачувального комбшату мае в час стохастичний характер, тривалють !х знаходження на станцшних кол1ях також е ви-падковою величиною, що призводить до стоха-стичносп вщправлення по!зд1в.
2. Дослщжено д1апазон змши штервал1в надходження та вщправлення по!зд1в, визначено параметри та встановлено закони розподшу даних випадкових величин для вс1х шдход1в, яю примикають до станци.
3. Стохастичний характер надходження та вщправлення по!зд1в потребуе врахування тд час 1м1тацшного моделювання роботи станцш прничо-збагачувального комбшату з метою перев1рки !х працездатност1, встановлення по-тужност техшчного оснащення, кшькост вив> зних { маневрових засоб1в, а також граничних обсяпв роботи.
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Gлагiн, Ю. В. Перспективи розвитку транспо-ртно! лопстики на пiдприемствах залiзничного транспорту / Ю. В. Gлагiн, Г. В. Обруч // Вкник еконо-мiки транспорту i промисловостi. -2014. - № 48. -С. 121-123.
2. Вернигора, Р. В. Проблемы функционирова-
ния железнодорожных подъездных путей Украины в современных условиях / Р. В. Вернигора // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. -2012. - № 4/3(58). - С. 64-68.
3. Мшецька, I. М. Дослщження показнишв ван-тажно! роботи на мюцях незагального користування в умовах тдприемства Д / I. М. Мшецька // Збiрник наукових праць Укра!нського державного ушверси-тету залiзничного транспорту. - 2010. - Вип. 118. -С. 220-225.
4. Козаченко, Д. Розвиток конкурентного сере-довища на ринку залiзничних перевезень / Д. Козаченко, А. Верлан, Н. Санницький // Укра!н-ська залiзниця. - 2016. - № 9 (39). - С. 46-50.
5. Шумик, Д. В. Удосконалення взаемоди сорту-вально! станци та шд'йних колiй великих публiчних акцюнерних товариств / Д. В. Шумик, С. I. Пелешко, Н. I. Стронська // Збiрник наукових праць Укра!нського державного унiверситету залiз-ничного транспорту. - 2016. - Вип. 165. - С. 232240.
6. Бутько, Т. В. Формалiзацiя технологи роботи залiзничноi станци з шд'йною колiею на основi ме-тодiв логiстики / Т. В. Бутько, О. В. Ляшко // Збiр-ник наукових праць Укра!нського державного унь верситету залiзничного транспорту. -2012. -Вип. 133, - С. 63-69.
7. Шульдшер, Ю. В. Удосконалення роботи тд-приемств прничо-металургшного комплексу при взаемодii iз залiзницею / Ю. В. Шульдiнер, I. М. Кащенко // Вiсник економшн транспорту i промис-ловостi. - 2017. - № 58. - С. 198-205.
8. Полякова, О. М. Лопстичний шдхщ до взаемоди магистрального i промислового залiзничного транспорту / О. М. Полякова // Вюник економiки транспорту i промисловостi - 2015. - № 49. - С. 199203.
9. Лукьянов, В. А. Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта металлургических предприятий / В. А. Лукьянов // Символ науки. - 2017. - 02-2. - С. 87-89.
10. Турпак, С. М. Оптишзацш графшв внутрштх залiзничних перевезень металургiйного тдприемства / С. М. Турпак, Л. О. Васильева, Г. О. Лебадь, О. О. Пад-ченко, Ю. Т. Сидоренко // Вiсник Схвдноукрашського нацiонального унiверсигету iменi Володимира Даля. -2017. - № 3. - С. 221-227.
11. Шторм, Р. Теория вероятностей. Математи-
ческая статистика. Статистический контроль качества / Р. Шторм. - Москва: Мир, 1970. - 368 с.
Стаття рекомендована до публтацп д.т.н., проф. Огарем О. М. (Украгна).
Надшшла до редколеги 26.11.2017. Прийнята до друку 27.11.2017.
В. В. ЖУРАВЕЛЬ, И. Л. ЖУРАВЕЛЬ, Ю. О. ЕРИНЕНКО, Т. В. САВЧУК
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕРВАЛОВ ПОСТУПЛЕНИЯ И ОТПРАВЛЕНИЯ ПОЕЗДОВ ДЛЯ ОСНОВНОЙ СТАНЦИИ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА
Цель. Промышленный транспорт является одним из основных звеньев процесса перемещения вагонопо-токов для обеспечения стабильной работы металлургических предприятий, которые в современных условиях функционирования экономики Украины играют значительную роль. Поступление поездов на промышленные станции и их отправление с них имеет во времени стохастический характер, что существенно влияет на ритмичность процесса поставки сырья на такие предприятия и, как следствие, выпуска готовой продукции. Поэтому выполненные исследования являются актуальной задачей. Методика. Для исследования параметров распределения случайных величин интервалов поступления и отправления поездов использованы методы математической статистики. Результаты. Исследован диапазон изменений интервалов поступления и отправления поездов, определены параметры и установлены законы распределения данных случайных величин. Стохастический характер поступления и отправления поездов требует учета при имитационном моделировании работы станций с целью проверки их работоспособности, а также граничных объемов работы. Практическая значимость. Учет стохастического характера факторов повышает адекватность имитационного моделирования работы промышленных станций и улучшает качество полученных показателей.
Ключевые слова: промышленный железнодорожный транспорт; интервал поступления и отправления поездов; случайная величина
V. V. ZHYRAVEL, I. L. ZHYRAVEL, Y. О. YERINENKO, Т. V. SAVCHUK
INVESTIGATION OF INTERVALS FOR TRAINING AND DEPARTURE OF TRAINS FOR THE MAIN STATION OF MINING AND CONSULTING COMBINE
Purpose. An industrial transport is one of basic links of process of moving of вагонопотоков for providing of stable work of metallurgical enterprises that in modern operating of economy of Ukraine conditions play a considerable role. The receipt of trains on the industrial stations and their ordering off them has stochastic character in time, that substantially influences on the rhythm of process of supplying with raw material on such enterprises and, as a result, producing of the prepared products. Therefore the executed researches are an actual task. Methodology. For research of parameters of distribution of casual sizes of intervals of receipt and sending of trains the methods of mathematical statistics are used. Findings. The range of changes of intervals of receipt and sending of trains is investigational, parameters are certain and the laws of distribution of these casual sizes are set. Stochastic character of receipt and sending of trains requires an account at the imitation design of work of the stations with the purpose of verification of their capacity, and also border volumes of work. Practical value. Accounting for the stochastic nature of the factors increases the adequacy of simulation modeling of the operation of industrial stations and improves the quality of the obtained indicators.
Keywords: industrial railway transport; interval of receipt and sending of trains; random value.
