CC BY
298
Содержание
11
находится всего 15% времени своего оборота, а остальное время
простаивает на технических станциях и на станциях погрузки-выгрузки.
Это требует всемерного поиска мер сокращения станционных простоев.
4. Литература
Методические указания по расчету норм времени на маневровые работы, выполняемые на железнодорожном транспорте. - М.: МПС РФ, 1998.
Типовые нормы оперативного времени и нормативы численности работников на пунктах технического обслуживания грузовых вагонов. - М.: МПС, 1997.
Справочник эксплуатационника. - М.: «Транспорт», 1971.
Кудрявцев В.А., Волчанинов В.В., Кокшаров Ю.А. Определение оптимальной нормы состава грузового поезда. // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2004. - Вып. 2. - с. 19-28.
УДК 656.211.7
О МОДЕЛИРОВАНИИ РАБОТЫ СТАНЦИИ ОБСЛУЖИВАНИЯ
ПАРОМНОЙ ПЕРЕПРАВЫ
Е.Н. Кособокова
Аннотация
Железнодорожный паромный комплекс является сложной системой. Процесс его работы носит в большей мере вероятностный характер. Для исследования сложных систем в современных условиях используется метод имитационного моделирования. В статье рассматривается описание модели работы паромного комплекса, созданной при помощи системы моделирования GPSS.
Ключевые слова: паромная переправа; железнодорожный паром;
имитационное моделирование
Введение
Организация паромных сообщений с другими странами является весьма актуальной проблемой. В настоящее время ведутся проектные разработки по созданию железнодорожных паромных переправ между Россией и рядом стран (Г ерманией, Турцией, Ираном, Болгарией).
Следует отметить, что организация морских паромных сообщений -дорогостоящее мероприятие, поэтому в каждом конкретном случае создания новой паромной линии должно предшествовать тщательное
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
12
технико-экономическое обоснование и рациональный выбор технического оснащения станций, обслуживающих паромные переправы.
Аналитические методы определения технического оснащения не позволяют учесть множество случайных факторов, оказывающих влияние на функционирование паромного комплекса. Самым приемлемым методом исследования такой сложной системы, достаточно полно отражающим условия ее функционирования, является метод имитационного
моделирования.
1. Общие положения
Имитационное моделирование - это популярный и мощный инструмент системного анализа и оценки эффективности сложных транспортных систем. Одним из первых языков моделирования, облегчающих процесс написания имитационных программ, был язык GPSS. В настоящее время имеются трансляторы для разных операционных систем, в том числе и для Windows. GPSS используется для построения событийных дискретных имитационных моделей и проведения экспериментов на ЭВМ.
GPSS позволяет реализовать метод поэлементного моделирования, называемый системотехническим, который заключается в том, что вся схема станции разбивается на элементы (пути парков, маршруты надвига и т.п.), а затем последовательно рассматриваются изменения состояния моделируемой системы с некоторым временным шагом (единицей модельного времени).
2. Формализация процесса функционирования предпаромной станции и паромного комплекса
Сложность и многообразие процессов функционирования реальной системы не позволяет построить для нее абсолютно адекватную модель. Модель можно создать только в результате четкого формального описания рассматриваемого процесса с достаточной степенью приближения к действительности. При формализации необходимо сохранить основные закономерности, характеризующие изучаемый процесс. Поэтому целесообразно учитывать факторы, влияние которых является определяющим для оценки характеристик и параметров данного процесса.
В рассматриваемой модели паромной переправы приняты следующие допущения:
• время следования паромов между конечными пунктами переправы принимается величиной постоянной, заложенной в график движения судов. Увеличиваться оно может за счет неблагоприятных метеорологических условий, которые учитываются в модели через
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
13
вероятность их наступления по месяцам года и среднюю продолжительность действия;
• простой судов на паромных комплексах моделируется с учетом готовности групп вагонов для погрузки на паром и занятости причалов;
• упрощаются требования к расстановке вагонов с негабаритными и скоропортящимися грузами и вагонов весом более 84 т, т.к. учет этих факторов сильно усложнит решаемую задачу, а процент таких вагонов весьма невелик;
• каналы обслуживания в системе паромной переправы считаются надежными элементами, так как суда регулярно ставятся на профилактические осмотры и текущие работы, причальные устройства ремонтируются в регламентируемые сроки и по многолетним наблюдениям отказы их маловероятны. Маневровые локомотивы, обслуживающие выставочный парк, при необходимости могут быть заменены любыми другими станционными локомотивами.
Транспортный процесс характеризуется рядом случайных величин, имитация которых позволяет приблизить моделируемый процесс к реальному и изучать влияние отдельных случайных параметров на процесс функционирования всей системы. В качестве случайных величин в модель введены интервалы между поездами, количество вагонов, вес вагонов, а также время заезда за составом, время расформирования состава и формирования плетей, время перестановки плетей в выставочный парк и продолжительность неблагоприятных погодных условий.
3. Характеристика входящих потоков
Исследование входящих потоков в систему паромного комплекса необходимо для выбора такого способа моделирования их на ЭВМ, при котором имитация и фактический поток наиболее точно соответствуют друг другу.
Для паромной переправы входящими потоками являются подход вагонов и паромов.
Поступление паромов в основном носит детерминированный характер, так как подчиняется графику движения. В настоящее время на паромных переправах используется график с фиксированными точками отправления паромов. Процесс поступления вагонов на переправу является вероятностным, т.к. движение передаточных поездов осуществляется не по жестким нитками графика, кроме того, на размеры вагонопотока оказывает влияние внутригодовая и внутрисуточная неравномерность. В связи с этим, основные характеристики потока: количество поездов, количество вагонов в них и интервалы поступления рассматриваются как случайные величины.
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
14
Исследованию функций распределения интервалов поступления поездов на станцию был посвящен целый ряд работ, в которых установлено, что потоки на крупных железнодорожных станциях, как правило, не простейшие. Анализ статистических данных по ряду портовых станций выполненный в работе П.К. Рыбина (Рыбин П.К., 2003) показал, что наиболее высокую степень сходимости с эмпирическим распределением интервалов поступления передаточных поездов обеспечивает гамма-функция с параметром распределения r = 3.
Большое значение на работу паромной переправы оказывает неравномерность поступления вагонов. Результаты анализа внутригодовой неравномерности поступления вагонов на паромную переправу, приведенные в работе В.А. Куликовой (Куликова В.А., 1982), показывают, что коэффициент неравномерности, который был определен как отношение среднесуточного поступления в каждом месяце к среднесуточному за год, принимает значения от 3,1 в августе до 1,4 в июне. Посуточные колебания размеров движения исследовались проф. А.К. Угрюмовым (Угрюмов А.К., 1968). Было установлено, что посуточные колебания размеров движения в течение месяца описываются нормальным законом распределения.
4. Структура модели
К техническому оснащению паромных комплексов относятся: паромы, причалы, маневровые локомотивы, пути парков приема (ПП), сортировочно-отправочного (СО), сортировочного (С) и выставочного (ВП) (рис. 1). Подбор вагонов в плети осуществляется с помощью горки малой мощности.
Таким образом, паромный комплекс переправы можно представить как многофазную многоканальную систему массового обслуживания с дискретным вмешательством случая.
Подъемно-
Рис. 1. Схема железнодорожного паромного комплекса
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
15
Логика работы модели основана на перемещении внутри нее специальных динамических элементов - транзактов1, которые в зависимости от контекста могут имитировать момент поступления очередного поезда или парома. Кроме того, при помощи генерации транзактов моделируется изменение месяцев года, таким образом, учитывается внутригодовая неравномерность объемов перевозок и вероятность наступления неблагоприятных погодных условий, зависящая от времени года.
В терминах языка моделирования GPSS элементы технического оснащения являются одноканальными или многоканальными устройствами (табл. 1).
ТАБЛИЦА 1. Перечень устройств модели
Устройства:
одноканальные (ОКУ): многоканальные (МКУ):
горка малой мощности; пути ПП;
система расформирования пути СО;
составов - формирования плетей бригады ПТО;
вагонов горочные локомотивы; пути ВП; локомотивы ВП; пути надвига на горку; бригады таможенников; причалы
Следует отметить, что система расформирования-формирования станции имеет две технологические линии: 1. расформирование составов -формирование групп вагонов, примерно одинаковых по весу (плетей) назначением на паром; 2. накопление вагонов прибывших с паромом, формирование составов передаточных поездов.
Первая технологическая линия описывается как одноканальное устройство, при этом время его занятия операциями расформирования составов и формирования плетей задается с помощью функций распределения, полученных на основании статистической информации и заданных в табличной форме. Вторая технологическая линия описывается как многоканальное устройство, количество каналов в котором определяется числом путей в парке СО.
В процессе моделирования по каждому из устройств фиксируются следующие статистические параметры: коэффициент использования,
1 Транзакт - термин, используемый в системе моделирования GPSS.
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
16
средний период занятости, средняя и максимальная длина очереди к устройству и др. Кроме того, имеется возможность получить следующую
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
17
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
Содержание
18
информацию: длительность пребывания заявок в системе, простоев маневровых локомотивов, простой вагонов, простой паромов, среднесуточные остатки вагонов и т.д.
На рис. 2. отображены основные технологические связи между устройствами в системе и направления продвижения транзактов.
5. Заключение
Разработанная модель позволяет установить продолжительность нахождения вагонов в системе паромного комплекса в зависимости от его технического оснащения, размеров движения, типа парома. Задавая различные исходные данные, можно установить наиболее оптимальные технические параметры объектов системы.
6. Литература
Фоменко В.Н., Рыбин П.К. Определение числа вагонов, поступающих на станцию в адрес грузового фронта в течение заданного промежутка времени // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: Сб. научн. тр. - СПб.: ПГУПС, 2003. - С. 125-133.
Куликова В.А. Вопросы совершенствования работы паромных переправ // Сборник трудов (вып. 631) / МИИТ. - М., 1982. - с. 25-37.
Угрюмов А.К. Неравномерность движения поездов. - М.: Транспорт, 1968. - 112 с.
УДК 656.2
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАБОТЫ ПОГРАНИЧНЫХ СТАНЦИЙ
О.А. Котелевский
Аннотация
Создание нового решения задачи позволит решить существующие проблемы, такие как отсутствие взаимодействия железнодорожных и таможенных служб. Предлагается методика взаимодействия комплекса железнодорожных и таможенных служб на станциях погранпереходов. Применение методики позволит экономить время на передачу поездов между странами (Россия-Финляндия), что в свою очередь повысит эффективность работы станций и железной дороги в целом.
Известия Петербургского университета путей сообщения
2005/1
