CC BY
137
Логистика
73
6. Из тупика: история одной реформы [Электронный ресурс] / А. И. Гурьев. - СПб. : РЖД-Партнёр, 2008. - 800 с. - Режим доступа: http:// guryevandrey.narod.ru/book.html.
7. Реформа железнодорожного транспорта: достижения и проблемы / Ф. И. Хусаинов // Вестник транспорта. -2011. - № 4. - С. 8-14 (начало); № 5. - С. 2-11 (окончание).
8. Анализ эффективности / Ю. Саакян // Коммерсантъ Businnes Guide. - 2011. - № 64. - С. 3-5.
9. Институт проблем естественных монополий [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ipem.ru.
10. Промышленные грузы on-line [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. pg-online.ru.
11. Statistical Method from the Viewpoint of Quality Control / W. Shewhart. - N. Y. : Dover Publ., Inc., 1939 (reprint 1986). - 163 p.
УДК 656.21 М. В. Четчуев
Петербургский университет путей сообщения
ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ ПУТЕЙ В ГОРЛОВИНАХ ПАРКОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
Рассмотрены методы определения задержек подвижного состава в горловинах железнодорожных станций. Предложена методика обоснования рациональности секционирования путей в горловинах парков технических станций.
горловина железнодорожной станции, секционирование путей, имитационное моделирование.
Введение
Одной из важнейших задач, стоящей перед транспортной системой России в современных условиях является развитие железнодорожной инфраструктуры. Наиболее актуальная проблема, которую необходимо решить в этом аспекте, - строительство новых и реконструкция существующих железнодорожных станций по проектам, обеспечивающим необходимую пропускную и перерабатывающую способность. К числу важнейших структурных элементов железнодорожных станций, непосредственно влияющих на пропускную и перерабатывающую способность, относятся стрелочные горловины.
1 Общие положения
Стрелочные горловины являются наиболее сложными и ответственными элемен-
тами путевого развития железнодорожных станций. От конструкций схем горловин зависят безопасность движения поездов и маневровой работы, пропускная способность станций, возможность параллельного выполнения нескольких операций и величина задержек подвижного состава из-за враждебности маршрутов, капитальные затраты на строительство, эксплуатационные расходы на содержание станции и др. [1]. Технологическая особенность горловин заключается в том, что в их пределах подвижной состав не должен останавливаться, - это проходные элементы станций и парков.
При проектировании горловин особое внимание уделяется следующим основным требованиям. Безопасность движения достигается изоляцией каждого маршрута следования поезда, локомотива или передачи других передвижений, которые могут быть в горловине. Пропускная способность, т. е. число единиц подвижного состава, которые
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/3
74
Логистика
могут быть пропущены через горловину за какой-либо период времени, обеспечивается путем одновременного выполнения в ней нескольких операций. Маневренность достигается взаимозаменяемостью парков и путей, а также благодаря имеющимся в горловинах дублирующим съездам, позволяющим реализовать параллельные передвижения по нескольким маршрутам [2].
Для выполнения изложенных требований парковые пути, на которых в горловине выполняется несколько массовых разнородных передвижений, стараются секционировать, т. е. объединить в группы по несколько путей в каждой с укладкой соответствующих соединений для параллельных передвижений [1]. В различных литературных источниках представленные схемы горловин приёмоотправочных парков технических станций имеют, как правило, 2-3 пути в секции.
Обычно парки делят на секции, прикрепляя каждую из них к одному ходу (отдельному маршруту следования). Число секций может превысить число ходов. В этом случае одновременное передвижение составов возможно только по числу секций, равному числу ходов. Следует отметить, что наличие в горловине станции числа ходов, большего числа секций, нецелесообразно. Это показатель неудачной конструкции парка. На рис. 1 показана горловина парка состоящая из четырех секций и трёх ходов. При этом возможно одновременное нахождение в горловине трёх поездов, так как передвижение в секции 2 исключено. Если же 1-й и 2-й ходы свободны от поездов, секция 2 может быть связана с любым из них, а в горловине все равно можно одновременно выполнять только три операции. Съезды связывают все ходы со всеми путями парка [2].
2 Методы определения задержек
в горловинах железнодорожных
станций
Выбор рационального варианта секционирования путей в горловинах станций осуществляется путём сравнения затрат на укладку и содержание дополнительных соединений путей с экономией от сокращения задержек подвижного состава из-за враждебности маршрутов.
В настоящее время для определения задержек поездных и маневровых передвижений в горловинах железнодорожных станций различных конструкции может быть использован один из четырёх методов расчёта:
- аналитический детерминированный (по аналитическим формулам);
- аналитический вероятностный (по формулам теории массового обслуживания);
- графоаналитический (построение суточного плана-графика);
- имитационное моделирование (подробное воспроизведение технологии в компьютерной модели и проведение экспериментов) [3].
Транспортные объекты со сложной структурой, такие как железнодорожные станции, не поддаются строгой формализации и достоверные показатели их работы невозможно рассчитать ни по аналитическим формулам, ни по формулам теории массового обслуживания, ни графоаналитическим способом. Все эти методы дают большие погрешности и потенциально ведут к недостоверным результатам. Сравнение вышеназванных методов расчета представлено в табл. 1.
На основании данных табл. 1 можно сделать вывод о том, что для расчёта задержек
2012/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Логистика
ТАБЛИЦА 1. Сравнение методов определения задержек подвижного состава в горловинах станций
75
Свойства метода Метод Учет внутренней структуры Отобра- жение процесса управления Учет взаимо- действия случайных процессов Возможность проведения экспериментов Определение «узких мест» Результат
Графический + - о - + Занижение потребности
Аналитический
Занижение
детерминиро- - о о - о потребности
ванный
Аналитический Завышение
вероятностный о потребности
Имитационное + + + + Точное
моделирование + + + + соответствие
Примечание: «+» - хорошо, «+» - очень хорошо, «+» - недостаточно хорошо, «-» - плохо, «о» - отсутствует.
подвижного состава в горловинах железнодорожных станций целесообразнее всего использовать метод имитационного моделирования.
3 Определение задержек в горловинах методом имитационного моделирования
Анализ проектного решения железнодорожной станции должен производиться исходя из варианта её полного развития [4]. Таким образом, анализ секционирования путей в горловинах приёмоотправочных парков технических станций также должен быть выполнен по вариантам полного развития станций. В данной статье в качестве примера сравниваются горловины двух вариантов парков приёма сортировочной станции с различным числом путей в секции. На рис. 2 представлен первый вариант парка приёма, в котором предусмотрено по четыре пути в
секции, а на рис. 3 - второй вариант, в котором в секциях объединены по два пути.
Сравнение вариантов производилось при помощи системы автоматизированного построения имитационных моделей железнодорожных станций и узлов - «Истра», разработанной под руководством профессора П. А. Козлова. Цель моделирования - установить влияние секционирования путей в парке приёма на задержки в его горловинах.
Согласно разработанным вариантам, в парке приёма - 9 путей, из которых пути 2, 3 и 4 специализируются на приёме в переработку нечётных поездов, пути 6, 7, 8 и 9 - на приеме чётных номеров. Путь 1 используется как ходовой для пропуска поездных локомотивов от нечётных поездов в депо (ЛХ), а путь 5 - для пропуска горочных локомотивов при заезде за составами. Всего горочных локомотивов - два.
Для моделирования были приняты следующие размеры движения. Среднесуточное поступление поездов в переработку из пункта А - 30; из Б - 40. Среднее число
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/3
76
Логистика
2012/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Логистика
77
вагонов в прибывающих и отправляющихся составах - 50.
Сортировочный парк включает 24 пути в обоих вариантах. Специализация путей сортировочного парка показана в табл. 2. В этой же таблице представлено среднее число вагонов в составах, прибывающих в расформирование чётных и нечётных номеров поездов на каждое назначение плана формирования.
Некоторые результаты имитационного моделирования по вариантам, выданные САПР «Истра» представлены на рис. 4 и 5, на которых приведена суточная загрузка элементов парка приёма и задержки подвижного состава на каждом из них.
Основные данные о среднесуточных задержках на рассматриваемый период моделирования по вариантам представлены в табл. 3.
ТАБЛИЦА 2. Число вагонов в составах прибывающих в расформирование четных и нечетных номеров поездов
№ путей Специализация путей Число накапливаемых вагонов Среднее число вагонов в составах
нечётных чётных
11 Для неисправных вагонов - - -
12 Для вагонов с разрядными грузами - - -
13 Накопление вагонов на А1 170 5,7 -
14 Накопление вагонов на А2 180 6 -
15 Накопление вагонов на А3 190 6,3 -
16 Накопление вагонов на А4 160 5,3 -
17 Накопление вагонов на А5 430 14,4 -
18 Накопление вагонов на А5
21 Накопление вагонов на А6 180 6 -
22 Накопление вагонов на А7 190 6,3 -
23 Отсевной для чётных - - -
24 Накопление вагонов на Б1 320 - 8
25 Накопление вагонов на Б1
26 Накопление вагонов на Б2 190 - 4,75
27 Накопление вагонов на Б3 140 - 3,5
28 Отсевной для нечётных - - -
31 Накопление вагонов на Б4 370 - 9,25
32 Накопление вагонов на Б4
33 Накопление вагонов на Б5 150 - 3,75
34 Накопление вагонов на Б6 170 - 4,25
35 Накопление вагонов на Б7 160 - 4
36 Накопление вагонов на Б8 190 - 4,75
37 Накопление вагонов на Б9 190 - 4,75
38 Накопление вагонов на Б10 120 - 3
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/3
78
Логистика
Рис. 4. Результаты имитационного моделирования по варианту 1
Рис. 5. Результаты имитационного моделирования по варианту 2
2012/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Логистика 79
ТАБЛИЦА 3. Данные о среднесуточных задержках в парке приема за рассматриваемый период моделирования
Категория задержек Суммарное время задержки, часы:минуты
Вариант 1 Вариант 2
Ожидание поездными локомотивами уборки в депо 13:47 2:11
Ожидание расформирования составов 4:55 1:06
Ожидание подачи горочных локомотивов 0:39 0:04
4 Обоснование необходимости рационального секционирования путей в горловинах
Выбор более рационального из двух рассмотренных в п. 3 вариантов горловин может быть осуществлён на основе сравнения годовых приведённых расходов, которые определяются по формуле:
ЭПР; = К e+ct,
где i - номер варианта; К. - капитальные вложения по вариантам; Е - норма дисконта, которую можно принять равной 0,12; С - годовые эксплуатационные расходы.
Расчёт капитальных вложений и эксплуатационных расходов производился по различающимся показателям для каждого из вариантов. Расчёты выполнены в текущих ценах
2012 г. путём пересчёта базовых цен 2000 г., приведённых в [5] и [6]. Величина переводного коэффициента принята равной 6,4.
Поскольку требуемая для строительства парка приёма площадь землеотвода примерно одинакова в каждом из вариантов, в составе сравниваемых капитальных затрат были учтены затраты на укладку путей и стрелочных переводов, электрическую централизацию стрелок и сигналов и устройство контактной сети. Расчёт капитальных затрат по сравниваемым вариантам представлен в табл. 4.
В составе годовых эксплуатационных расходов учитывались затраты на содержание путей, стрелочных переводов и контактной сети, а также расходы, вызванные простоями в ожидании из-за враждебности маршрутов составов расформировываемых поездов, поездных и горочных локомотивов. Расчёт
ТАБЛИЦА 4. Капитальные вложения по сравниваемым вариантам
Наименование работ Измери- тель Стоимость единицы, тыс. руб Вариант 1 Вариант 2
Объём работ Кап. затраты, тыс. руб Объём работ Кап. затраты, тыс. руб
Укладка путей рельсами Р50 км 8320 12,1 100672 11,7 97 344
Укладка стрелочных переводов Р50 марки 1/9 комплект 640 22 14 080 33 21 120
ЭЦ стрелок и сигналов стрелка 1280 22 28 160 33 42 240
Устройство контактной сети (переменный ток) км 6144 13,2 81100,8 13,4 82 329,6
Итого 224 012,8 243033,6
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/3
80
Логистика
годовых эксплуатационных расходов по сравниваемым вариантам представлен в табл. 5.
Приведённые затраты по варианту 1 составляют 75 908,4 тыс. руб., а по варианту 2 - 63 524,1 тыс. руб. Из полученных значений видно, что приведённые затраты по второму варианту ниже, на основании чего можно сделать вывод о том, что из рассмотренных вариантов секционирования путей в горловинах парка приёма более рациональным будет второй вариант с меньшим числом путей в секции.
Заключение
Представленные в статье результаты моделирования работы парка приема свидетельствуют о том, что принимать окончательное решение по конструкциям горловин следует на основе оценки возможных вариантов секционирования путей с использованием имитационного моделирования работы станции, т. е. проводить так называемую «модельную экспертизу» проекта.
ТАБЛИЦА 5. Эксплуатационные расходы по сравниваемым вариантам
Наименование расходов Измери- тель Стоимость единицы, тыс. руб. Вариант 1 Вариант 2
Количе- ство Эксплуатационные расходы, тыс. руб. Количе- ство Эксплуатационные расходы, тыс. руб.
Текущее содержание путей км 896 12,1 10 841,6 11,7 10 483,2
Текущее содержание стрелочных переводов комплект 512 22 11 264 33 16 896
Текущее содержание контактной сети км 192 13,2 2534,4 13,4 2572,8
Ожидание поездными локомотивами уборки в депо ч 3 5029,7 15 089,1 795,7 2387,1
Ожидание расформирования составов ч 4,9 1795,8 8799,42 401,5 1967,35
Ожидание подачи горочных локомотивов ч 2,1 237,3 498,33 25,55 53,655
Итого 49 026,85 34 360,11
Библиографический список
1. Проектирование участковых станций : учеб. пособие / В. С. Суходоев, С. И. Логинов, Ф. П. Мамаев, Л. А. Олейникова. - СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2005. - 62 с.
2. Устройство пути и станций : учебник для техникумов ж.-д. транспорта / К. Ю. Скалов,
П. П. Цуканов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Транспорт, 1983. - 320 с.
3. Официальный сайт компании ЗАО «Аналитические и управляющие системы на транспорте» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://trans-expert.net/istra.htm.
4. Обоснование этапности развития железнодорожных станций и узлов : дис. ... д-ра техн.
2012/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Логистика
81
наук / Ю. И. Ефименко. - СПб. : Петербургский ин-т инженеров транспорта, 1992. - 394 с.
5. Определение ориентировочной стоимости строительства железнодорожных станций и узлов по укрупненным показателям : метод. указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост. С. И. Логинов, Ю. И. Ефименко, Л. А. Олейникова. - СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2006. - 21 с.
6. Определение эксплуатационных расходов по укрупнённым расходным ставкам при сравнении вариантов развития железнодорожных станций и узлов : метод. указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост. С. И. Логинов, А. Н. Ефанов, Ю. И. Ефименко, З. Н. Гарбузова. - СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2009. - 19 с.
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/3
