CC BY
175
Проблематика транспортных систем
15
экологической обстановки в стране, городах и других населенных пунктах.
Заключение
Рассматриваемая в статье в качестве одного из важнейших элементов безопасности транспортной инфраструктуры экологическая безопасность отражает, во-первых, безопасность личности, хозяйственных субъектов, государства в целом, во-вторых, всеобщий, достаточный и надежный доступ к инфраструктуре по справедливым ценам, в-третьих, ее инновационность и комплексность, необходимую для поддержания конкурентоспособности экономики, в-четвертых, финансово-экономическую безопасность самой инфраструктуры. Общие проблемы экологической безопасности нуждаются в
особой системе оценки ее пороговых значений и особой форме управления ею.
Библиографический список
1. Транспортно-коммуникационная инфраструктура: значение для международного разделения труда и научно-технического прогресса. Интеграционные интересы России / И. М. Моги-левкин. - М. : ИМЭМО РАН, 2006. - 369 с.
2. Государственная экономическая политика и экономическая доктрина России. - М., 2008. -С. 1034.
3. Экономическая безопасность России / ред. В. К. Сенчагов. - М. : БИНОМ, 2011. - 816 с.
4. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года: мониторинг и перспектива / А. А. Троицкий // Энергия: экономика, техника, экология. -2007. - № 11. - С. 8-15.
УДК 625.1.004.94
И. М. Кокурин, В. С. Тимченко
Институт проблем транспорта РАН им. Н. С. Соломенко
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ «УЗКИХ МЕСТ», ОГРАНИЧИВАЮЩИХ ПРОПУСКНУЮ СПОСОБНОСТЬ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ
Статья содержит описание метода получения с помощью существующих информационных систем данных о временных параметрах продвижения грузовых поездов по обследуемым железнодорожным направлениям, метода пропуска испытательных грузовых поездов для определения «узких мест», ограничивающих пропускную способность, при современных объемах перевозок и существующем техническом оснащении и метода имитационного моделирования процессов железнодорожных перевозок для определения «узких мест» при прогнозируемых объемах перевозок и развитии технического оснащения.
железнодорожный транспорт, пропускная способность, методы определения ограничений.
Введение
По данным Ассоциации морских торговых портов [1], объем железнодорожных перевозок в адрес морских портов увеличился с 413,3 млн т в 2007 до 535,5 млн т в
2011 году, а в первом полугодии 2012 составил 271,3 млн т, что на 5,4 % больше, чем за аналогичный период 2011 года.
Техническое состояние сети железных дорог РФ не позволяет освоить существующие, а тем более перспективные объемы
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/1
16
Проблематика транспортных систем
перевозок, поэтому необходимо проведение дорогостоящих реконструктивных мероприятий.
В настоящее время протяженность «узких мест» по пропускной способности составляет 8,3 тыс. км, или около 30 % протяженности основных направлений сети железных дорог, обеспечивающих около 80 % всей грузовой работы [2].
Для экономии инвестиций предлагаются методы определения «узких места», ограничивающих пропускную способность при существующих и перспективных объемах перевозок, и обоснования мероприятий по их поэтапному устранению.
1 Метод получения информации о временных параметрах продвижения грузовых поездов
Первоочередной проблемой является получение информации о временных параметрах продвижения грузовых поездов по обследуемым железнодорожным направлениям.
Формы статистической отчетности не содержат информации о моментах времени проследования станций грузовыми поездами. Из множества железнодорожных информационных систем может быть использована система СИРИУС, которая позволяет получать эту информацию, но только для тех станций, с которых предусмотрена передача. Кроме того, эта информация остается доступной пользователям только на короткий промежуток времени после проследования поезда. Поэтому приходится вручную дополнять эту информацию данными из системы ГИД-Урал, позволяющей получать длительно хранимую информацию о проследовании поездами всех станций обследуемого направления, но только в пределах одной железной дороги.
Для математической обработки получаемых данных использовались электронные таблицы Microsoft Excel, с помощью которых вычислялись длительности стоянок поездов на станциях, технические, участковые
и маршрутные скорости движения испытательных поездов. При этом важно отметить, что получаемые величины не усреднялись по всем пропущенным поездам. Это позволило выявлять длительные стоянки и низкие скорости отдельных поездов, которым соответствуют «узкие места», ограничивающие пропускную способность.
2 Методы определения «узких мест»,
ограничивающих пропускную
способность
На этой информационной основе для определения «узких мест» в условиях реализуемых размеров движения и существующего состояния инфраструктуры разработан метод мониторинга параметров движения испытательных грузовых поездов. А для перспективных размеров движения, предлагаемых вариантов организации перевозок и реконструкции инфраструктуры - метод имитационного моделирования движения грузовых поездов [3]. Оба метода испытывались на железнодорожном направлении Кузбасс-Лужская.
На рисунках 1 и 2 представлены максимальные простои испытательных поездов на всех станциях рассматриваемого железнодорожного направления. Ранжирование этих величин в порядке убывания позволило определить станции, в наибольшей степени ограничивающие пропускную способность: Г атчина-Товарная-Балтийская, Волховстрой-2, Свердловск-Сортировочный, Ишим, Россолово, Фрезерный, Ишим, Терентьев, Шаля, Буй, Бабаево, Волховстрой-1, Пороги и т. д.
При минимальных технических скоростях движения испытательных поездов по перегонам определяются технические станции, задерживающие прием поездов. На рисунках 3, 4 и 5 представлены доли испытательных поездов, имеющих технические скорости менее 20 км/ч, на перегонах Горьковской, Северной и Октябрьской железных дорог.
На Горьковской дороге прием грузовых поездов более всего задерживают станции
2013/1
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
17
Максимальные простои на станциях рассматриваемого полигона
6 ^ >9 59 О
472 I
365 1 I 1 33 ■5 25 $ 32 7 30 О
1 254 251 1 1 III 205 250 245 | 239 ■
\шт m it/ l| I 164 | 1^
|. 1.- ~79— 1 II-I-I 30 ■ Л в 1 liii
/''////////<////"//<////*//// YSSS//S/
Рис. 1. Максимальные простои поездов на станциях рассматриваемого железнодорожного направления (в минутах)
Максимальные простои на станциях рассматриваемого полигона
76 1
403
32 5 31 8 311
s 23d 1- |
■ 1 | 1 16Й 1 ■
illi Mill i» l ■6 - i _6 ■ 1. ■ ill 74 | И 4 12 12
Рис. 2. Максимальные простои на станциях рассматриваемого полигона (в минутах)
Рис. 3. Доли поездов с техническими скоростями до 20 км/ч на перегонах Горьковской железной дороги
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/1
18
Проблематика транспортных систем
Рис. 4. Доли поездов с техническими скоростями до 20 км/ч на перегонах Северной железной дороги
на перегонах Октябрьской железной дороги
Пибаньшур, Балезино, Лянгасово и Свеча. На Северной дороге - станции Шарья, Буй, Нея, Зебляки, Супротивны, Шушколом и Паприха. На Октябрьской дороге - Г атчина-Товарная-Балтийская, Волховстрой-1, Пикалево-1, Пу-пышево, Нелазское, Кадуй, Тешемля, Сиуч, Подборовье, Тихвин и Мга.
Полученная статистическая информация позволяет определять последовательность реконструкции железнодорожных станций на обследуемом направлении.
Как показал проведенный анализ, максимальные длительности стоянок испытатель-
ных поездов на обследованной Октябрьской дороге (до 915 мин) - на станции Г атчина-Товарная-Балтийская (см. рис. 2). Поэтому на примере этой станции рассмотрим эффективность предлагаемых организационных и реконструктивных мероприятий с применением метода имитационного моделирования движения поездов.
На основе математической обработки статистической информации о длительностях занятия приемоотправочных путей станции Гатчина-Товарная-Балтийская, полученной из системы ГИД-Урал, установлено, что эти
2013/1
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
19
данные подчиняются логнормальному закону распределения (рис. 6).
В соответствии с технологией работы обследуемой станции пути 2, 4 и 6 используются для приема и отправления тяжеловесных и длинносоставных поездов, которые пропускаются в первоочередном порядке. Пути 3, 5, 7, 8 и 9 используются для поездов установленного веса и длины и могут использоваться для длительных стоянок поездов. Это
влечет существенное изменение параметров закона распределения длительностей занятия станционных путей, которые учитываются при имитационном моделировании процессов перевозок (табл. 1).
Длительные простои составов и локомотивов на станции Г атчина-Товарная-Балтий-ская и поездов на подходах к ней обусловлены транспортным обслуживанием морского торгового порта Усть-Луга при незакончен-
Рис. 6. Гистограмма и теоретическая кривая плотности распределения длительностей занятия пути 2 станции Гатчина-Товарная-Балтийская
ТАБЛИЦА 1. Параметры законов распределения длительностей занятия приемоотправочных путей станции Гатчина-Товарная-Балтийская
Номер пути Lognorm (x; р; о)
2 у = 1,0200 • Lognorm (x;5,09732088;0,758781597)
3 у = 0,9400 • Lognorm (x;5,38159475;0,719177337)
4 у = 1,2600 • Lognorm (x;5,20744401;0,702969766)
5 у = 0,7600 • Lognorm (x;5,23081091;0,786009521)
6 у = 1,2800 • Lognorm (x;5,24537205;0,730119145)
7 у = 1,1300 • Lognorm (x;5,24458722;0,689187822)
8 у = 1,1500 • Lognorm (x;5,26710296;0,76872101)
9 у = 1,0500 • Lognorm (x;5,36434577;0,767385916)
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/1
20
Проблематика транспортных систем
ных строительстве сортировочной станции Лужская-Сортировочная и электрификации участка Гатчина-Товарная-Балтийская - Луж-ская. Это влечет необходимость смены локомотивов и локомотивных бригад на границе электрической и тепловозной тяги.
Кроме того, задержки передвижений происходят по следующим причинам:
1) недостаточно приемоотправочных путей в условиях существующей неравномерности прибытия грузовых поездов;
2) недостаточно путей для отстоя сменяемых локомотивов, которые вмещают только электровозы, а тепловозы приходится направлять на 35-й путь третьего приемоотправочного парка, в результате чего возникают дополнительный пробег локомотивов и пересекающиеся маршруты.
Прекращение железнодорожного движения через переезд 49-й км, расположенный между парками станции Гатчина-Товарная-Балтийская, в периоды с 6:50 до 7:30, с 8:10 до 8:50 и с 17:40 до 19:00, выполняемое по просьбе местной администрации, по статистическим данным, влечет ежесуточный переотдых локомотивных бригад около 2,5 часов.
Для оценки пропускной способности участка Гатчина-Товарная-Балтийская - Вей-
марн использовалось имитационное моделирование процессов перевозок в условиях современного состояния инфраструктуры, предоставления «окон» для ремонтных работ на участке Кошта - Лужская на 2012 год, плановых объемов перевозок и статистических данных о длительностях занятия приемоотправочных путей.
При этом были проведены следующие варианты оценки максимальной пропускной способности участка:
1) без предоставления «окон» и прекращения железнодорожного движения через переезд 49-й км;
2) при назначении «окон» для проведения ремонтных работ;
3) с учетом прекращения железнодорожного движения через переезд 49-й км;
4) в условиях предоставления «окон» и прекращения железнодорожного движения через переезд 49-й км.
На рисунке 7 представлена часть графика движения поездов за период с 16:00 до 24:00, полученного методом имитационного моделирования для варианта 4.
Результаты расчетов сведены в таблицу 2.
Представленные результаты показывают, что для заданных условий определяющим фактором снижения пропускной способно-
Рис. 7. График движения поездов, полученный методом имитационного моделирования, для варианта 4
2013/1
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
21
ТАБЛИЦА 2. Результаты расчетов, проведенных с помощью метода имитационного моделирования
Результаты моделирования Вариант расчета
1 2 3 4
Средняя за месяц пропускная способность участка, пар поездов 48,2 37,5 46,7 35,6
Средняя длительность занятия путей в Западном парке станции Гатчина-Товарная-Балтийская, мин 114,9 136,4 119,5 137,1
сти участка и увеличения длительности стоянок поездов на станции Г атчина-Товарная-Балтийская является предоставление «окон» для ремонтных работ. Прекращения железнодорожного движения через переезд 49-й км снижают пропускную способность участка лишь на 1,5 пары поездов и увеличивают среднюю длительность занятия путей в Западном парке на 4,6 мин.
Имитационное моделирование показало, что потребная на 2012 год пропускная способность участка надежно обеспечивается.
Обследования технологии и условий работы на станции определили следующие дополнительные причины длительного занятия приемо-отправочных путей и задержек поездов (в порядке убывания важности).
1. Неравномерное по времени суток и сгущенное прибытие на станцию поездов назначением на станцию Лужская, особенно при неисправностях тепловозов, а также в периоды предоставления «окон».
2. Длительное занятие путей при осмотре вагонов и подготовке поездов к отправлению, особенно перед окончанием смен осмотрщиков вагонов, а также неиспользование устройств УЗОТ.
После завершения в ближайшие годы электрификации железнодорожного участка Г атчина-Товарная-Балтийская - Лужская и увеличения числа приемоотправочных путей в Усть-Лужском железнодорожном узле поезда будут следовать на станцию Лужская без смены тяги. Поэтому условия работы на станции Гатчина-Товарная-Балтийская существенно улучшатся и увеличение ко -
личества приемоотправочных путей на этой недавно реконструированной станции не потребуется.
Заключение
Использование метода мониторинга параметров движения испытательных грузовых поездов для определения мест и причин, ограничивающих пропускную способность при существующих размерах движения и современном техническом оснащении, и метода имитационного моделирования движения грузовых поездов для перспективных размеров движения и предлагаемых вариантов организации перевозок позволяет выявлять и обосновывать очередность ликвидации «узких мест» обследуемых железнодорожных направлений.
Библиографический список
1. Грузооборот морских портов России за 6 месяцев 2012 г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.morport.com/rus/publications/ document1287.shtml (Дата обращения 15.08.2012).
2. От административных методов - к саморегулированию / И. Артемьев // РЖД-партнёр. -№ 8 (228). - 2012. - С. 36.
3. Оценка пропускной способности железнодорожных линий методом имитационного моделирования / И. М. Кокурин // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом : сб. трудов под ред. д-ра техн. наук Ю. И. Ефименко . - СПб. : ПГУПС, 2009. - Вып. 8. - С. 18-28.
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/1
