CC BY
26
ВЕСТНИК
ПРИАЗОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Вып. №11
2001г
УДК 625.4:519 Парунакян В.Э.1, Гусев Ю.В..2, Гонтовой В.Г.3,
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ВАГОНОПОТОКА С СЫРЬЕМ ГРУЗОВОЙ СТАНЦИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА В ПЕРЕХОДНЫЕ
ПЕРИОДЫ
В статье проанализирована технология обработки вагонов внешнего парка на сырьевой станции промышленного предприятия в переходные периоды. Указаны существующие проблемы при необходимости разогрева груза в гаражах размораживания. На основе анализа существующего положения поставлены задачи по совершенствованию технологии транспортной работы в зимнее время.
В настоящее время перед железнодорожным транспортом промышленных предприятий остро встал вопрос о необходимости повсеместного номерного учета вагонов внешнего парка, обращающихся на путях предприятий. Расчеты за пребывание вагонов на путях предприятия осуществляются за каждый конкретный вагон. При этом с целью более эффективного использования парка подвижного состава установлена прогрессивная шкала оплаты за пользование вагонами. Размер платы достигает значительных сумм (например, для комбината им. Ильича за март - август 2000 г. ее размер составил более 3,7 млн. грн.), а динамика изменения этого показателя не имеет тенденции к снижению. Для предприятий первостепенное значение в этих условиях приобретает сокращение продолжительности всех операций технологического цикла оборота вагонов внешнего парка.
Станция Рудная металлургического комбината им. Ильича является сырьевой железнодорожной станцией, обеспечивающей обработку большого вагонопотока, и оснащенную полным комплексом необходимых для грузовой и маневровой работы устройств и сооружений. Наличие на станции сортировочных горок, гаражей размораживания, парка очистки позволяет в полной мере изучать на ее примере все аспекты транспортно-технологического процесса, выполняемого с вагонами внешнего парка.
Установлено, что интервалы прибытия вагонов на ст. Рудная комбината им. Ильича распределены по показательному закону, который имеет вид [1]:
Р(Х) = 0,2259Е-°'226Х (1)
Исследуя прибывающий на станцию вагонопоток при благоприятных климатических условиях, можно сделать вывод о том, что имеющая место неритмичность прибытия, учитываемая коэффициентом неравномерности Кн, не оказывает существенного влияния на процесс обработки вагонов на станции. При значениях Кн=1,1 - 1,3 техническое оснащение ст. Рудная позволяет без особых усилий справляться с существующим вагонопотоком. При этом имеет место неритмичность, обусловленная незапланированными остановками грузовых и маневровых устройств. Эти сбои характеризуются незначительной частотой появления и вызывают задержки в технологическом процессе обработки вагонов, которые сглаживаются на последующих ее этапах.
Вместе с этим, при рассмотрении прибывающего вагонопотока в разрезе всего календарного года, было установлено, что указанная неритмичность существенно возрастает.
1 ГТГТУ, канд. техн. наук, профессор.
2 ПГТУ, канд. техн. наук, доцент.
3 ПГТУ, аспирант кафедры ГТГ.
На основе статистических данных по прибытию вагонов был составлен график продолжительности обработки вагонов внешнего парка. На нем установлены моменты скачкообразного изменения величины показателя (Рис. 1).
График продолжительности обработки вагонов внешнего парка
на ст. Рудная
j -I-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1—
15.окт 20.окт 25.окт ЗО.окт О4.ноя 09.ноя 14.ноя 19.ноя 24.ноя 29.ноя 04.дек 09.дек 14.дек
дата
Рис. 1. Фрагмент графика продолжительности обработки вагонов внешнего парка на ст. Рудная
Такая картина характерна для весенне-осенних периодов, когда происходит переход среднесуточной температуры воздуха через ноль (на основной части маршрута следования груза или в пунктах его погрузки), или при выпадении осадков в виде снега. При этом аритмия технологического процесса возникает не из-за увеличения вагонопотока прибытия с внешней сети, а из-за невозможности рационального управления вагонопотоком внутри станции.
При этом складывается ситуация, когда в одни моменты времени происходит недоиспользование пропускной способности станционных устройств, в другие - пропускная способность становится недостаточной. В этом случае возникает дополнительный простой вагонов в ожидании формирования и после дующей обработки. Продолжительность простоя отражается в финансовых затратах. Размер удельных затрат от простоев транспортных средств и недоиспользования пропускной способности можно вычислить следующим образом [2]:
рс
£ = —-, грн./ваг. (2)
где Sei - затраты от простоя i-ro состава, грн/см;
Sn - затраты в смену от недоиспользования производственной мощности станционных устройств, грн/см;
Kci - коэффициент простоя i-ro состава;
Кп - коэффициент недоиспользования производственной мощности станционных устройств;
Рс - число подач, находящихся в обработке в исследуемом грузопотоке, ед; Ai - интенсивность потока от i-ro состава, ваг/час; Eci - количество вагонов в подаче, ед; Тем - продолжительность смены, час.
Поток составов с достаточной степенью точности описывается распределением Пуассона. В этом случае при известной пропускной способности для нахождения
коэффициентов недоиспользования пропускной способности и простоя составов можно воспользоваться известными выражениями из теории массового обслуживания.
Рассмотрим теперь процесс, происходящий на станции с позиций технологии обработки вагонов.
При необходимости приводить грузы в состояние, пригодное для разгрузки на вагоноопрокидывателях, в переходные периоды в транспортно-технологическую цепочку ст. Рудная включается новый элемент - гаражи размораживания.
Необходимость разогрева смерзшихся грузов оказывает существенное влияние на продолжительность обработки вагонов. Прирост времени обработки AT в данном случае составляет 3-72 часа и практически не поддается прогнозированию.
Согласно существующей технологии разогрева груза продолжительность разогрева определяется по расчетным данным и зависит от таких факторов, как температура окружающей среды и продолжительность нахождения вагонов с грузом в пути следования. Проведенный анализ по сопоставлению расчетной и фактической продолжительности разогрева показал существенные расхождения этих величин. До 40% вагонов в подаче имеют степень смерзаемости груза, отличную от теоретической, а при каждом третьем разогреве требуется повторная подача вагонов в гаражи размораживания. Согласно существующей технологии, по окончании сеанса разогрева вагоны вытягиваются из гаражей для установления качества разогрева груза. При наличии в группе вагонов с грузом, недостаточно подготовленным для выгрузки на вагоноопрокидывателе, подача подается на повторный разогрев.
По результатам наших исследований за период ноябрь 1999 - март 2000 г. на станции Рудная было выполнено 194 пробных заезда, после которых потребовался повторный разогрев. Суммарное время повторных разогревов составило 741 час. Перепростой вагонов внешнего парка в результате неэффективной системы определения времени разогрева составляет за сезон около 3300 вагоночасов.
По причине некачественного разогрева возможны повреждения вагоноопрокидывателей, в результате чего имеют место существенные внеплановые простои последних. Анализ показал, что простой в/о №101 на ст. Рудная по причине поломок, вызванных смерзшимся грузом за рассматриваемые период составил 115 часов. Башенные в/о подвержены таким поломкам в меньшей степени, однако даже простой порядка 25- 40 часов в значительной мере сказывается на количественных и качественных показателях работы.
Такое положение дел указывает на необходимость поиска путей совершенствования технологии обработки вагонов внешнего парка в зимнее время с включением в транспортную технологию гаражей размораживания.
Эффективность процесса обработки вагонопотока в первую очередь определяется неоднородностью состава по степени смерзаемости груза. Если принять за 100% максимальную степень смерзаемости груза в прибывшем составе, то один из большого числа возможных вариантов распределения вагонов в составе по степени смерзаемости груза можно изобразить диаграммой (рис.2)
Распределение вагонов в составе по степени смерзлости груза
100
I-
о о е; п о. ш 5 о л
X
о
с
ф
¡~
V
80
60
40
20
порядковый номер вагона
Рис. 2. Диаграмма распределения вагонов в составе по степени смерзлости груза
В результате получаем различное время разогрева для отдельных групп вагонов в подаче. Постановка вагонов в гаражи размораживания ведется практически бессистемно, по мере прибытия новых поездов и в зависимости от наличия свободных мест в секциях гаражей. При этом возможны раличные варианты разбиения составов для подачи в гаражи размораживания. Возможна ситуация, когда подача формирутеся из трех-четырех различных составов, причем груз в каждом составе может значичетльно отличаться по степени смерзаемости.
Наиболее очевидным фактором, влияющим на степень смерзаемости груза, являются условия погрузки в пункте отправления. Существующий метод расчета учитывает температурный фактор в пункте отправления, а температура в пункте прибытия и по маршруту следования не учтена. На состоянее груза значительное влияние также оказывает неодновременность отгрузки вагонов в прибывшем составе и различные условия ожидания ими формирования или отправления (под открытым небом, под навесом, под воздействием ветра и влаги и т.д.).
К негативным последствиям низкого уровня организации работы гаражей размораживания помимо значительного перепростоя вагонов следует отнести также ощутимый перерасход природного газа, излишний пробег локомотивов, малопроизводительный и опасный труд операторов гаражей размораживания по определению степени смерзаемости груза.
При рассмотрении транспортно-технологического процесса в гаражах размораживания с позиций организации номерного учета вагонов возникает еще один существенный негативный фактор.
Оперируя группами вагонов из разных составов, диспетчер, при управлении работой гаражей размораживания в сложных для транспорта условиях низкой температуры или при параллельном ведении работы по снегоборьбе, может легко допустить так называемую потерю вагона, т.е. возникает ситуация, когда физическое положение вагона не соответствует документальному. Процедура поиска вагона занимает определенное время, которое при номерном способе учета вагонов приводит к ощутимому перепростою отдельных вагонов. Следовательно, одной из задач отимизации работы элемента "гаражи размораживания" является недопущение таких ситуаций, в результате которых возможна утеря вагонов.
Таким образом, в переходные периоды, на грузовой станции, принимающей металлургическое сырье, в технологический процесс обработки вагонов необходимо включать дополнительное звено - разогрев смерзшегося груза (рис. 3). Указанная мера обусловливат существенное изменение технологической последовательности и увеличение продолжительности обработки вагонов. Положение значительно усугубляется различной степенью смерзания и значительными колебаниями продолжительности разогрева груза в различных вагонах. Это требует проведения повторного контроля состояния груза, которое не поддается
Рис. 3 - Технологическая последовательность обработки вагонов внешнего парка в зимнее время на этапе разогрева груза
В связи с указанным, возникает необходимость разработки комплекса мер, направленных на совершенствование организации и управления работой грузовой станции в переходные периоды.
Комплекс задач, которые необходимо решить в рамках этой работы, включает:
- поиск путей снижения неоднородности вагонов по степени смерзаемости груза у прибывающих поездов;
- повышение эффективности контроля разогрева груза;
- обеспечение полноценного номерного учета вагонов на этапе разогрева груза.
Выводы
1. Введение номерного учета и повременной оплаты за пользование вагонами внешенго парка, обращающимися на путях предприятий, потребовало сокращения продолжительности всех технологических операций по их обработке.
В особой мере эти требования коснулись грузовых станций металлургических заводов круглогодично принимающих и перерабатывающих значительные вагонопотоки с металлургическим сырьем.
2. В работе грузовой станции выделяются два состояния, обусловливающие качественный уровень процесса обработки вагонов и влияющие на его качественные характеристики. Первый, - это "штатный режим работы", когда технологический процесс не имеет существенных отклонений от регламента; второй, - "особый режим", при котором возможны существенные колебания параметров технологии и времени обработки вагонов. Это происходит при определенных климатических условиях, в периоды понижения температуры до отрицательных значений, вызывающих смерзание перевозимого груза и требующих включения в технологию обработки вагонов дополнительного звена - разогрева смерзшегося груза.
3. Различная степень смерзания и существенные колебания времени разогрева в различных вагонах требуют повторного контроля состояния груза, что еще более осложняет процесс их обработки.
Решение рассмариваемой проблемы требует разработки комплекса мер по повышению эффективности процесса разогрева груза в вагонах по степени смерзаемости, повышение надежности и точности контроля состояния груза при разогреве, и, что особенно важно, обеспечения номерного учета вагонов на этапе разогрева груза.
Перечень ссылок
1. Парунакян В.Э., Гонтовой В.Г. Оценка неравномерности прибытия поездопотока с внешней сети на сырьевую станцию металлургического комбината. - М.: Транспорт, 1991. - 295с.
2. Томаков П.И. Исследование формирования структур комплексной механизации карьеров с техникой цикличного действия. Автореферат дис. д-ра техн. наук. - М.: Московский горный институт, 1971. - 32с.
Парунакян Владимир Эмильевич. Канд.техн. наук, профессор, окончил Харьковский горный институт в 1952 году. Основные направления научных исследований - совершенствование системы и снижение затрат на эксплуатацию и ремонт технических средств промышленного железнодорожного транспорта.
Гусев Юрий Вячеславович. Канд.техн. наук, доц., окончил Челябинский педагогический институт в 1970 году. Основные направления научных исследований - автоматизация управления транспортом предприятий.
Гонтовой Вячеслав Геннадиевич. Аспирант кафедры промышленного транспорта, окончил Приазовский государственный технический университет в 1998 году. Основные направления научных исследований - совершенствование работы сырьевой железнодорожной станции с вагонами внешнего парка методами имитационного моделирования.
Статья поступила 27.03.2001.
