CC BY
90
УДК 656.213
ШЕХОВЦОВ А.И., старший преподаватель (Донецкий институт железнодорожного транспорта)
Моделирование работы станций примыкания и подъездных путей предприятий, оборудованных вагоноопрокидывателями
Shekhovtsov A.I., senior lecturer (DIRT)
Modeling of operation of connecting stations and approach lines of enterprises equipped by car dumpers
Постановка задачи
Проблема выбора наиболее оптимальной технологии взаимодействия станций примыкания и подъездных путей является очень важной, потому что это наиболее распространенная задача на железнодорожном транспорте, которая решается ежедневно на всех станциях, открытых для выполнения грузовых операций [1].
Крупные предприятия многих отраслей промышленности имеют собственные подъездные пути, на которых оборудуют складские площадки и устанавливают необходимое оборудование для выполнения грузовых операций, поэтому около 90% грузовых операций железнодорожного транспорта приходится на подъездные пути [2].
Одними из самых мощных предприятий, имеющих подъездные пути, являются морские торговые порты. Порты являются универсальными транспортными узлами, в которых взаимодействуют железнодорожный и водный транспорт, в портах выполняют начально-конечные операции перевозочного процесса. Так же как и грузовые станции, морские торговые порты могут специализироваться по широкой номенклатуре грузов, или перерабатывать исключительно один род груза [3]. Одним из путей оптимизации технологии взаимодействия станций примыкания и подъездных путей является
моделирование их работы для выявления «узких мест» и внесения предложений по оптимизации технологии.
Анализ последних исследований
Процессы в экономике страны диктуют новые технологические условия доставки грузов, поэтому особое место и значение отведено переработке и перевозке железнодорожным транспортом массовых грузов - руды, металла и угля. Существующая сегодня система организации работы многих подъездных путей и их взаимодействия с железными дорогами демонстрирует свою
неэффективность. За последние годы существенно увеличилось время нахождения вагонов на подъездных путях, частыми стали случаи бросания поездов на подходах к предприятиям из-за невозможности их приема на подъездные пути, много вагонов повреждается на подъездных путях при выполнении грузовых операций. Большие задержки и значительное количество поврежденных грузовых вагонов на подъездных путях промышленных предприятий ведут к дефициту грузового подвижного состава на сети железных дорог [4 - 7].
Область эффективного использования вагоноопрокидывателей: коксохимические и металлургические заводы, тепловые электростанции, крупные предприятия строительной индустрии, тяжёлого
машиностроения, а также пункты перевалки грузов (морские и речные порты) при годовой выгрузке однородных грузов около 1 млн. т. [8].
В работе [9] выполняется формализация процессов взаимодействия промышленного и магистрального железнодорожного транспорта, как сложных технологических процессов, обладающих рядом особенностей. Отмечается, что система "станция - пути необщего пользования" относится к слабо формализованным объектам
математического моделирования.
Элементы системы описываются разнородными математическими схемами (конечными автоматами, динамическими системами, системами массового обслуживания), поэтому автор
обосновывает необходимость создания общих методов исследования системы. Предлагается унифицированная
абстрактная схема, позволяющая единообразно описать все элементы системы, содержащая схемы (дискретные, детерминистические, стохастические) как частные случаи. Данная схема учитывает функционирование отдельных элементов и, всего транспортного узла в целом, позволяет ускорить продвижение, и
математические непрерывные,
сократить время оборота вагонов на путях необщего пользования, осуществить более эффективное использование маневровых локомотивов и переход промышленного и магистрального транспорта на новую систему экономического стимулирования.
Основной материал
Согласно [ 10] взаимоотношения между железной дорогой и владельцем подъездного пути осуществляются на договорной основе. Подъездные пути могут обслуживаться собственным
(арендованным) локомотивом или локомотивом железной дороги. В первом случае между собственником пути и железной дорогой заключается договор на эксплуатацию подъездного пути, во втором - договор на подачу-уборку вагонов. Укрупненная модель вариантов
взаимодействия станции примыкания и подъездного пути, в зависимости от технологии взаимодействия
магистрального и промышленного железнодорожного транспорта,
выполненная с помощью математического аппарата сетей Петри, представлена на рисунке 1.
Нахождение вагонов на подъездном пути
Т4 Р5 Т5 Р6
н о ч -
Т7 Р8 Т8 Р9 Г Т9 Р10 Т10 Р11 ! Т11
-Н—К^-Н—О-Н—
Р3 Т3 Р4
|-о
Т6
Р7
Рис. 1. - Граф укрупненной модели взаимодействия станции примыкания и подъездного
пути
На рисунке позициями и переходами обозначено: Р1 - нахождение вагонов на путях сортировочного парка (СП) или парка приема станции примыкания; Т1, Т7 - определение, чьим локомотивом выполняется подача-уборка вагонов на подъездной путь (п/п); Р2 - обслуживание
п/п собственным, арендованным
локомотивом; Т2 - заезд маневрового локомотива станции, прицепка,
перестановка вагонов на передаточный путь; Р3 - нахождение вагонов на передаточном пути; Т3 - выезд локомотива станции, заезд локомотива п/п; Р4 -
нахождение вагонов на передаточном пути, выполнение приемосдаточных операций, подписание ГУ-45; Т4 - подача вагонов на п/п, расстановка по грузовым фронтам; Р5 -нахождение вагонов под грузовыми операциями; Т5 - сборка вагонов с грузовых фронтов, уборка с п/п на передаточный путь; Р6 - нахождение вагонов на передаточном пути, выполнение приемосдаточных операций, подписание ГУ-45; Т6 - выезд локомотива п/п, заезд локомотива станции, уборка вагонов в СП или парк отправления (ПО) станции; Р7 -нахождение вагонов на путях СП или ПО станции примыкания; Р8 - обслуживание п/п локомотивом железной дороги; Т8 -заезд маневрового локомотива, прицепка, подача вагонов на п/п, расстановка по грузовым фронтам; Р9 - нахождение вагонов на грузовых фронтах п/п, выполнение приемосдаточных операций, подписание ГУ-45; Т9 - выезд локомотива железной дороги; Р10 - нахождение вагонов под грузовыми операциями; Т10 -
заезд локомотива железной дороги; Р11 -нахождение вагонов на грузовых фронтах, выполнение приемосдаточных операций, подписание ГУ-45; Т11 - сборка вагонов с грузовых фронтов, уборка вагонов с п/п на пути СП или ПО станции. Согласно [10] вагоны находятся в пользовании подъездного пути от момента передачи грузовладельцу до момента их фактического приема от грузовладельца. Время передачи и приема вагонов фиксируется в Памятке о подаче/уборке вагонов формы ГУ-45, на рисунке 1 обозначено фактическое нахождения вагонов на подъездном пути.
Рассмотрим технологию работы станций примыкания и подъездных путей предприятий, оборудованных
вагоноопрокидывателями на примере работы верхней площадки подъездного пути государственного предприятия «Морской торговый порт «Южный» и станции Береговая Одесской железной дороги (рис. 2).
Рис. 2. - Схема расположения основных устройств станции Береговая и ГП «МТП «Южный»: 1 - конвейерная лента; 2 - вагонные весы; ПОП - приемо-отправочных парках; СП - сортировочный парк; ВП - выставочный парк; 1111 - причальные пути
Выгрузка вагонов на верхней площадке порта выполняется с помощью вагоноопрокидывателей, в связи с чем на данные пути подаются вагоны только с навалочными грузами (уголь,
железорудный концентрат, окатыш)). Выгруженные грузы из приемного бункера вагоноопрокидывателя с помощью
конвейерной ленты попадают на стакер, откуда загружаются на складские площадки порта.
Также навалочные грузы подвержены смерзанию, в связи с чем на верхней площадке порта установлены гаражи размораживания («тепляки»), для разогрева смерзшихся грузов перед подачей вагонов
на вагоноопрокидыватель. В случае неполной выгрузки груза из вагона, вагоны подаются также на путь очистки, где установлены рыхлители. Таким образом, на путях ГП «МТП «Южный» установлены все необходимые устройства для максимально безопасной выгрузкой грузов из вагонов, с целью обеспечения сохранности вагонного парка.
По известным статистическим методам [11] были оценены основные параметры и обоснована
репрезентативность выборки числа вагонов, прибывающих в ГП «МТП «Южный» (рис. 3).
Рис. 3 - Диаграмма среднесуточной переработки грузов ГП «МТП «Южный»
Моделирование технологии
обслуживания подъездных путей, оборудованных вагоноопрокидывателями выполнено с помощью математического аппарата сетей Петри. Технология работы с вагонами, при подаче их со станции Береговая на верхнюю площадку подъездного пути ГП «МТП «Южный», представлена на рисунке 4.
При наличии груженых вагонов, прибывших в адрес порта на путях сортировочного парка станции (Р1), определяется необходимость их
взвешивания перед подачей в порт (Т1, Т2).
При отсутствии признаков какого-либо вмешательства на поверхности груза (Р2) вагон пропускается по ходовому пути (Т7).
При необходимости взвешивать вагон (Р3) определяется, какие весы свободны (Т3 - весы №1, Т4 - весы №2), и вагоны подаются для взвешивания на соответствующий весовой путь (Р5, Р7). После взвешивания вагонов (Т5, Т6) они готовы к подаче на подъездной путь (Р8).
В зависимости от периода года и состояния груза определяется
необходимость его размораживания перед выгрузкой. Если груз в вагоне смерзся (Р9), то вагон подается в один из трех «тепляков». Технология работ по размораживанию грузов аналогична, поэтому рассмотрим работу первого «тепляка». Сначала проверяется
свободность «тепляка» (Т10), вагоны устанавливаются в тепляк (Р11), где с ними выполняются приемосдаточные операции (Т11). Принятые от железной дороги вагоны (Р12) размораживаются в «тепляке» (Т12) и после размораживания груза (Р13) вагоны выставляются из «тепляка» (Т13), после чего пригодный к выгрузке груз (Р22) переставляется на
вагоноопрокидыватель. Далее проверяется свободность вагоноопрокидывателей
(первого - Т22, второго - Т23), технология выгрузки на обоих идентична, поэтому рассмотрим технологию работы на первом вагоноопрокидывателе. Вагоны забираются из «тепляка» и подаются на вагоноопрокидыватель (Р26) и после выгрузки (Т24) определяется
необходимость очистки порожних вагонов (Р27).
Если груз не смерзся (Р23), то вагоны, минуя «тепляк» сразу подаются на вагоноопрокидыватель. Проверяется
свободность (Т26), вагоны подаются на вагоноопрокидыватель (Р29), с вагонами выполняются приемосдаточные операции (Т28), вагоны принимаются от железной дороги (Р30) и выгружаются (Т29), после чего определяется необходимость очистки порожних вагонов (Р27).
Т4 Р7 Т6^ ~Р6
Р14 '
о
Р12 Т12 Р13 Т13
ОН- 1 3
Т8 Р9 /ГТН Р15 Р16 Т16 Р17 Т17
Т18 Р19 Т19 Р20 Т20 Р21 Т21
Р1
43
Т19 Р20 Т20
Рис. 4. - Модель работы станции Береговая и подъездного пути ГП «МТП «Южный» при
обслуживании верхней площадки порта
Согласно статьи 35 [12] получатель обязан полностью выгрузить груз из вагона. В случае неполной выгрузки груза из вагонов в порту имеется путь очистки, на котором установлены рыхлители. Если вагоны необходимо очищать (Р33) проверяется свободность пути очистки (Т34) и вагоны переставляются (Т35), дальше выполняется их очистка (Т36). С очищенными вагонами (Р37) выполняются приемосдаточные операции (Т37) и принятые железной дорогой вагоны (Р38) переставляются в сортировочный парк станции (Т38). Если груз полностью выгружен из вагона и нет необходимости очистки (Р39), то с вагонами выполняются приемосдаточные операции (Т39) и после приема их от порта (Р40) вагоны забираются на пути сортировочного парка станции (Т40).
Вывод
В результате моделирования работы верхней площадки подъездного пути государственного предприятия «Морской торговый порт «Южный» и станции Береговая Одесской железной дороги выявлено, что отсутствует возможность параллельной выгрузки двух групп вагонов на вагоноопрокидывателях. Хотя и в случае взвешивания, и в случае их постановки в «тепляки» есть возможность параллельного выполнения операций, но она ограничена наличием только одного пути очистки, кроме того, при параллельном выполнении операций подачи возникает враждебность маршрутов. В связи с чем, операции по подаче вагонов в «тепляки» и на вагоноопрокидыватели следует выполнять последовательно, после освобождения соответствующих стрелочных элементов.
Список литературы:
1. Шаповал, Г.В. Вибiр оптимально'1' стратеги взаемоди вантажно'1' станцп та пщЧзних колiй / Г.В. Шаповал, О.Ю. Резшченко // Збiрник наукових праць УкрДАЗТ. - 2014. - Вип. 146. - С. 71-75.
2. Шеховцов, О.1. Визначення райошв впливу на еколопчш умови при навантаженш специфiчних вантажiв на залiзничному транспортi / О.1. Шеховцов // Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. - 2011. -№ 28. - С. 38-43.
3. Винников, В.В. Системы технологий на морском транспорте (перевозка и перегрузка) / В.В. Винников, Е.Д. Крушкин, Е.Д. Быкова; под общ. ред. В.В. Винникова: учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - О.: Фешкс; М.: ТрансЛит, 2010. - 576 с.
4. Данько, М.1. Проблеми тдприемств промислового залiзничного транспорту i деяю напрямки ïx виршення / М.1. Данько, G.I. Балака, В.1. Панкратов // Залiзничний транспорт Украши. - 2008. -№3. - С. 48-50.
5. Ломотько, Д.В. Аналiз стану у сферi управлшня транспортними ресурсами залiзниць / Д.В. Ломотько, О.В. Ковальова, G.A. Козелецький // Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. - 2011. - № 25. - С. 71-75.
6. Котенко, А.М. Удосконалення взаемоди пщ^'зних колш i станцш примикання / А.М. Котенко, А.О. Ковальов // зб. наук. праць. К.: КУЕТТ. - 2007. -Вип. 11. - С. 171-174.
7. Вернигора, Р.В. Проблемы функционирования железнодорожных подъездных путей Украины в современных условиях/ Р.В. Вернигора // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2012. - № 4/3 (58). - С. 6468.
8. Пладис, Ф.А. Механизация выгрузки смерзающихся и сыпучих грузов из железнодорожного подвижного состава. / Ф.А. Пладис, Б.И. Покровский - М.: Маршрут, 1967. - 182 с.
9. Гарлицкий, Е.И. Формализация процессов взаимодействия промышленного и магистрального железнодорожного транспорта / Е.И. Гарлицкий, В.А. Телегина // Транспортное дело России. - 2013. -№ 3. - С. 50-53.
10. Правила перевезень вантажiв залiзничним транспортом Украши. Частина 1 / [розроблено Державною адмшютращею залiзничного транспорту Украши (тд керiвництвом Мостового М. В.)]. - К.: TOB «Видавничий дiм «САМ», 2004. - 432 с.
11. Шеховцов, А.И. Математическая оценка прибытия на грузовые станции специфических грузов / А.И. Шеховцов // История и перспективы развития транспорта на севере России молодежь -транспорту России (к 60-летию Ярославского филиала МИИТ): Сборник научных статей / Под ред. проф. О.М. Епархина - Ярославль: Ярославский филиал МИИТ, 2016. - С. 51 - 54.
12. Статут залiзниць Украши, затверджений Постановою Кабшету Мiнiстрiв Украши № 457 ввд 6.04.1998. К.: Транспорт Украши, 1998. - 83 с.
Аннотации:
В статье выполнен анализ технологии взаимодействия станций примыкания и подъездных путей. Разработана математическая модель взаимодействия станции примыкания и подъездного пути порта. Выполнен анализ «узких мест» при взаимодействии.
Ключевые слова: моделирование, взаимодействие, станция примыкания, подъездной путь, оптимизация, «узкие места»,
вагоноопрокидыватель.
The analysis of technology of interaction of connecting stations with approach lines has been executed in article. A mathematical model of the interaction between the connecting station and the approach line of the port was developed. The analysis of "bottlenecks" in the interaction was carried out.
Keywords: modeling, interaction, connecting station, approach line, optimization, "bottlenecks", car dumper.
