CC BY
362
Расчет эксплуатируемого парка грузовых локомотивов графоаналитическим методом на языке программирования С#
М. Н. Машарипов, канд. техн. наук М. Х. Расулов, канд. техн. наук М. М. Расулмухаммедов,
канд. техн. наук Ш. М. Суюнбаев Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта Ташкент, Узбекистан [email protected]
Аннотация. В графоаналитическом методе расчета эксплуатируемый парк локомотивов депо определяется как сумма парков локомотивов по отдельным участкам обслуживания (работы) бригад и участкам обращения, примыкающим к данному депо. В представленной статье описан алгоритм расчета эксплуатируемого парка локомотивов железнодорожного участка графоаналитическим методом на языке программирования С#. В данном программном обеспечении эксплуатируемый парк грузовых локомотивов определяется по коэффициенту потребности локомотивов на одну пару поездов. Разработанная программа для ЭВМ окажет помощь инженерно-техническим работникам при нормировании простоя одного локомотива в пункте оборота и эксплуатируемого парка грузовых локомотивов для участка обращения.
Ключевые слова: графоаналитический метод, коэффициент потребности локомотивов на одну пару поездов, ведомость увязки локомотивов, язык программирования С#, эксплуатируемый парк локомотивов.
Введение
Локомотивный комплекс играет ключевую роль в системе железнодорожного транспорта как с точки зрения фондоемкости и затратоемкости, так и с точки зрения его роли в непосредственном обеспечении устойчивости и безопасности перевозочного процесса, которые в решающей степени зависят от надежности работы локомотивного парка и квалификации локомотивных бригад. Рациональное управление эксплуатационными затратами локомотивного комплекса требует их соотнесения с натуральными показателями использования локомотивного парка [1].
Размеры локомотивного парка депо определяют мощность всех элементов тягового хозяйства, штат депо, энергетические и материальные затраты на перевозки. Потребность локомотивов определяется отдельно для выполнения грузовых и пассажирских перевозок, передаточной, вывозной, маневровой, хозяйственной и других видов работ. Существуют аналитические и графоаналитические методы расчета парка локомотивов железных дорог. Аналитический метод расчета потребности локомотивов применяют как при перспективном, так и при оперативном планировании, графоаналитический - только при оперативном. Приведенные методы расчета потребности локомотивов при
оперативном (текущем) планировании определяют технологически необходимое их количество [2].
В ОАО «РЖД» разработана дорожно-сетевая система автоматизированного составления графиков оборота локомотивов и локомотивных бригад грузового движения (АСГОЛ-ГДС). АСГОЛ-ГДС предназначена для автоматизации на основе графоаналитических моделей процесса составления графиков оборота локомотивов и локомотивных бригад грузового движения и расчета показателей их использования для существующих технологий пропуска поездопотока. Расчет потребности локомотивов рабочего и эксплуатируемого парков и потребного контингента локомотивных бригад на график движения поездов включает в себя несколько взаимоувязанных процессов [3].
В диссертации [4] разработан метод рационального сменного регулирования работы локомотивов на станциях, расположенных внутри участка обращения, и представлен в виде алгоритма оптимального оперативного обеспечения составов локомотивами. За критерий оптимальности принята минимальная сумма расходов, связанных с простоями локомотивов и составов в ожидании друг друга за смену.
В работе [5] предложена модель расчета оптимальных режимов работы поездных локомотивов при обслуживании поездопотока. Впервые проблема формулируется в виде модели строгой оптимизации - динамической транспортной задачи. Модель позволяет рассчитать маршруты следования каждого локомотива с учетом характера по-ездопотока, расположения поездов на начало расчета и заданного графика движения. Критерием оптимальности может быть минимум суммарных затрат на использование локомотивов и на задержки поездов. В результатах отражается характер полного и полезного использования локомотивов, динамика движения поездов и возникшие задержки.
В работе [6] предложены методы создания усовершенствованной автоматизированной системы оптимального управления работой локомотивного парка. Описанный метод моделирования оперативного планирования работы локомотивов и локомотивных бригад основан на использовании многокритериальных нечетких моделей задачи об оптимальном назначении.
В диссертации [7] исследованы технологические аспекты формирования (КСАНЛП) на основе создания единой модели дороги и базы данных, теоретические аспекты
построения и опыт внедрения комплексной системы автоматизированного нормирования локомотивного парка. В результате исследования с учетом возможностей ПЭВМ уточнены параметры системы нормирования локомотивного парка грузового движения, разработаны теоретические основы создания и этапности внедрения комплексной автоматизированной системы нормирования локомотивного парка в разных временных периодах на базе единых информационного поля и модели дороги при использовании локальных вычислительных сетей.
Специалистами бывшей ГДР [8] была разработана система автоматизированного управления перевозочным процессом, составной частью которого является автоматизированная система управления локомотивным парком (АСУЛП). Система обеспечивала автоматизацию контроля использования локомотивного парка и работы локомотивных бригад, нормирование потребности в локомотивах, выбор рационального варианта регулирования локомотивами и бригадами с использованием метода линейного программирования.
В настоящее время существует «Автоматизированная система управления тяговыми ресурсами (ДИСТПС)». ДИСТПС является комплексом информационных технологий организации и оперативного управления тяговым подвижным составом (ТПС) и локомотивными бригадами (ЛБ), предназначенным для автоматизации функций управления, возложенных на персонал, обеспечивающий эксплуатацию ТПС и организацию работы бригад [9]. Однако в недостаточной степени исследованы вопросы автоматизации (программирования) существующих методов расчета парка локомотивов. В условиях внедрения развитых информационных технологий необходимо автоматизировать расчеты парка локомотивов с помощью современных программных средств.
Методы расчета эксплуатируемого парка грузовых
локомотивов
Эксплуатируемый парк локомотивов (ЭПЛ) включает в себя исправные локомотивы, находящиеся либо в работе, т. е. в движении с поездами и в одиночном следовании, на стоянках на промежуточных станциях, либо в ожидании работы, т. е. являются объектами технических операций (переезды по станционным путям, экипировка и прохождение технического обслуживания ТО-2), а также находятся собственно в ожидании поезда для последующей работы с ним во встречном или попутном направлении [10].
Эксплуатируемый парк локомотивов депо определяется как сумма парков локомотивов по отдельным участкам обслуживания (работы) бригад и участкам обращения, примыкающим к данному депо.
Число локомотивов для грузового движения при оперативном планировании можно определить следующими методами [11]:
• по затрате общего суточного количества локомоти-во-часов;
• по среднесуточному пробегу локомотивов;
• по среднесуточной производительности локомотивов;
• по коэффициенту потребности локомотивов на пару поездов.
Из рассмотренных аналитических методов расчет по коэффициенту потребности является наиболее точным.
Графоаналитический метод расчета
эксплуатируемого парка грузовых локомотивов
При графоаналитическом методе расчет потребности эксплуатируемого парка локомотивов производится на основе данных графика движения поездов. Полученный по результатам расчета эксплуатируемый парк локомотивов должен обеспечить освоение необходимого числа пар поездов в сутки на участках обращения локомотивов [12].
На основе данных графика движения поездов составляют расчетные ведомости оборота локомотивов. В ведомостях оборота указывают время прибытия и время отправления локомотивов с поездами по всем пунктам их оборота. Затем на основе сопоставления графикового времени прибытия локомотива с поездом на станцию оборота локомотива с графиковым временем отправления локомотива с другим поездом из данного пункта производится увязка локомотивов. При этом период между прибытием локомотива с поездом и следующим отправлением должен быть не меньше суммы технологического времени, необходимого для производства всех технических операций по обслуживанию локомотива (сдачи и приемки, экипировки и технического обслуживания ТО-2, если таковые должны производиться) [13]. Окончательный вариант увязки локомотивов в пункте оборота должен дать минимальное суммарное время простоев по пунктам оборота [14]. На основе оптимального варианта увязки локомотивов и других исходных данных (длина участка обслуживания поездов, участковая скорость и т. д.) получают основные показатели использования локомотивов для исследуемого участка обращения [15].
В рамках исследования предложен алгоритм расчета эксплуатируемого парка грузовых локомотивов железнодорожного участка (рис. 1). Данный алгоритм состоит из следующих основных операций:
- ввод исходных данных железнодорожного участка;
- определение локомотиво-часов простоя в пункте оборота с учетом минимального времени, достаточного для всех необходимых технических операций по обслуживанию локомотива, локомотиво-часы;
- расчет среднего простоя одного локомотива в пункте оборота, ч;
- расчет оборота локомотива, ч;
- расчет коэффициента потребности локомотивов на одну пару поездов;
- расчет эксплуатируемого парка грузовых локомотивов, шт.
В основу графоаналитического способа определения потребности локомотивов, а также показателей использования локомотивов положен график их оборота и расчет затрат поездо- и локомотиво-часов, поездо- и локомотиво-километров по участкам работы локомотивных бригад. Исходя из заданного графика движения поездов по участкам работы локомотивов определены указанные показатели в соответствии с методикой, приведенной в [16].
Рис. 1. Алгоритм расчета парка грузовых локомотивов железнодорожного участка
Организация заполнения с1а1аСг1<№еъ|3 поездов четных направлений по времени
Организация сортировки
поездов нечетных
направлений по времени
! = 0 нет
Ь = рр = р[1]; = ^
j = i
нет <Г ] < п>
А да
ош < Ь>
да
1 = 0
<Са1аСг1<Ше||3.Ио||/5[1].Се115[0]^а1ие = пр[1]; dataGridView3.Rows[i].Ce11s[1].Va1ue = а[1].Рау + "." + а^.С^^ + "." + а[1].Уеаг; dataGridView3.Rows[i].Ce11s[2].Va1ue = а[!].Ноиг + ":" + a[i].Minute;
Организация заполнения dataGridView4 поездов нечетных направлений по времени
dataGridView4.Rows[i].Ce11s[0].Va1ue = пр[1]; dataGridView4.Rows[i].Ce11s[1].Va1ue = a[i].Day + "." + а^.С^^ + "." + а^Леа^ dataGridView4.Rows[i].Ce11s[2].Va1ue = a[i].Hour + ":" + a[i].Minute;
Вывод результатов
Конец
Рис. 1. Алгоритм расчета парка грузовых локомотивов железнодорожного участка (окончание)
Интерфейс программы автоматизированного расчета железнодорожного участка графоаналитическим методом эксплуатируемого парка грузовых локомотивов показан на рис. 2.
а Л гтина участка частковая сковость 200 км
1 Р 30 ь гм/час [ас
Прибытие на станцию станции ремя нахождения в депо 2,5
Шроегс] с!а(а угетуа ¡(Шроегс^ (Ма угегпуа -
► 20.01.201Э 0:33 И 21.01.2013 0:43 ■ 20.1.2019 0:33 ► ■ 20.1.2019 1:43 ► =
310В 20.01.2019 1:33 3101 20.01.2019 1:43 3103 20.1.2019 1:33 3413 20.1.2019 3:43 < и 2:10
2026 20.01.2019 2:33 2007 21.01.2019 2:43 2026 20.1.2019 2:33 2009 20.1.2019 4:43 2:10
2002 20.01.2019 3:33 3413 20.01.2019 3:43 2002 20.1.2019 3:33 2011 20.1.2019 5:43 2:10
2004 20.01.2019 4:33 2009 20.01.2019 4:43 2004 20.1.2019 4:33 3103 20.1.2019 6:43 2:10
2006 20.01.2019 5:33 2011 20.01.2019 5:43 2006 20.1.2019 5:33 2013 20.1.2019 7:43 2:10
3102 20.01.2019 6:33 3103 20.01.2019 6:43 3102 20.1.2019 6:33 2015 20.1.2019 8:43 2:10
2008 20.01.201Э 7:33 2013 20.01.2019 7:43 2008 20.1.2019 7:33 2017 20.1.2019 9:43 2:10
2010 20.01.2019 3:33 2015 20.01.2019 3:43 2010 20.1.2019 8:33 3105 20.1.2019 10:43 2:10
2012 20.01.2019 ЭЗЗ 2017 20.01.2019 9:43 2012 20.1.2019 9:33 2019 20.1.2019 11:43 2:10
3104 20.01.2019 10:33 3105 20.01.2019 10:43 3104 20.1.2019 10:33 2021 20.1.2019 12:43 2:10
2014 20.01.201Э 11:33 2019 20.01.2019 11:43 2014 20.1.2019 11:33 2023 20.1.2019 13:43 2:10
2016 20.01.2019 12:33 2021 20.01.2019 12:43 2016 20.1.2019 12:33 3107 20.1.2019 14:43 2:10
3414 20.01.2019 13:33 2023 20.01.2019 13:43 3414 20.1.2019 13:33 2025 20.1.2019 15:43 2:10
2018 20.01.201Э 14:33 3107 20.01.2019 14:43 2013 20.1.2019 14:33 2001 20.1.2019 16:43 2:10
3106 20.01.2019 15:33 2025 20.01.2019 15:43 3106 20.1.2019 15:33 2003 20.1.2019 17:43 2:10
2020 20.01.2019 16:33 2001 20.01.2019 16:43 2020 20.1.2019 16:33 2005 21.1.2019 0:43 8:10
2022 20.01.2019 17:33 2003 20.01.2019 17:43 2022 20.1.2019 17:33 2007 21.1.2019 2:43 9:10
51:0
2,8 18.7 0,78
Общие локомотива-часы простоя в пункте оборота Средний простой одного локомотива в пункте оборота Оборот локомотива Коэффициент потребности локомотивов на одну пару поездов Эксплатируемый парк грузовых локомотивов 51:0 2,8 18,7 0,78 14 лок часы час час лок
Рис. 2. Интерфейс программы автоматизированного расчета парка грузовых локомотивов железнодорожного участка
Заключение
Разработанная программа для ЭВМ окажет помощь инженерно-техническим работникам при нормировании простоя одного локомотива в пункте оборота и эксплуатируемого парка грузовых локомотивов для участка обращения. В дальнейших исследованиях необходимо разработать программу для ЭВМ, позволяющую определить эксплуатируемый парк грузовых локомотивов для железной дороги в целом.
Литература
1. Валеев Н.А. Управление затратами в локомотивном комплексе железнодорожной компании : дис. ... канд. экон. наук: 08.00.05. - Москва, 2016. - 132 с.
2. Айзинбуд С.Я., Кельперис П.И. Эксплуатация локомотивов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Транспорт, 1990. - 261 с.
3. Некрашевич В.И., Лаханкин Е.А., Агеева М.А. Дорожно-сетевая система автоматизированного составления графиков оборота локомотивов и локомотивных бригад грузового движения и расчета показателей их использования // Вестник Белорусского государственного университета транспорта. Наука и транспорт. - 2015. - № 2 (31). - С. 48-49.
4. Прохоренко О.В. Обеспечение составов грузовых поездов локомотивами и бригадами на станциях,
расположенных внутри участков обращения : дис. ... канд. техн. наук: 05.22.08. - Новосибирск, 2010. - 144 с.
5. Козлов П.А., Вакуленко С.П. Модель оптимального графика оборота поездных локомотивов // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). - 2015. - № 2. - С. 15-20.
6. Моделювання процесу оперативного планування роботи локомотивного парку i локомотивних бригад / 1.В. Жуковицький, В.В. Скалозуб, О.В. Ветрова, О.Л. Зшенко // Наука та прогрес транспорту. Вюник Дшпропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту iменi академжа В. Лазаряна. - 2006. - № 12. - С. 74-78.
7. Ковалев В.Н. Комплексная система автоматизированного нормирования локомотивного парка : дис. ... канд. техн. наук: 05.22.08. - Москва, 1999. - 212 с.
8. Чернюгов А.Д., Некрашевич В.И. Использование ЭВМ для расчета парка локомотивов на зарубежных и отечественных железных дорогах // Железнодорожный транспорт за рубежом. - 1974. - № 7 (161). - С. 35-40.
9. Системы автоматизации и информационные технологии управления перевозками на железных дорогах : учебник для студентов вузов ж.-д. транспорта / [В.А. Гапанович и др.] ; под общ. ред. В.И. Ковалева, А.Т. Осьминина, Г.М. Грошева. - М. : УМЦ по образованию на ж.-д. транспорте; Маршрут, 2006. - 542 с.
10. Бегагоин Э.И. Эксплуатация локомотивов: метод. рекомендации / Э.И. Бегагоин, О.И. Ветлугина. -Екатеринбург : УрГУПС, 2012. - 36 с.
11. Некрашевич В.И., Апатцев В.И. Управление эксплуатацией локомотивов : учебное пособие. - М. : РГОТУПС, 2004. - 257 с.
12. Rolling Stock: Locomotives and Rail Cars, Industry & Trade Summary. Office of Industries Publication ITS-08, March 2011. - 125 p.
13. Jonaitis, J. Planning of the amount of trains needed for transportation by rail, Transport, 2007, Vol. 22, No. 2. - Pp. 83-89.
14. Lebedevas S., Dailydka S., Jastremskas V., Vaiciunas, G. Research of the rational operational load of diesel locomotives. Eksploatacja i Niezawodnosc = Maintenance and Reliability, 2014, Vol. 16, No. 4. - Pp. 545-553.
15. Албахари Д., Албахари Б. C# 3.0 : справочник. -СПб. : БХВ-Петербург, 2013. - 944 с.
16. Вагнер Б. C#. Эффективное программирование: 50 рекомендаций, как можно усовершенствовать свой C#. -M. : Лори, 2013. - 320 с.
Calculation of the Freight Locomotive Fleet by the Graphic-Analytical Method in C# Programming
Language
M.N. Masharipov, PhD M.Kh. Rasulov, PhD M.M. Rasulmukhammedov, PhD Sh.M. Suyunbaev Tashkent Railway Engineering Institute Tashkent, Uzbekistan [email protected]
Abstract. In the graphoanalytical method of calculation, the fleet of depot locomotives in use is defined as the sum of the parks of locomotives for individual service (work) brigades and sections of circulation adjacent to this depot. This article describes the algorithm for calculating the fleet of locomotives in the railway section using the graphoanalytical method in the C# programming language. In this software, the freight locomotive fleet in use is determined by the demand factor of locomotives for one pair of trains. The developed computer program will assist engineering and technical workers in normalizing the downtime of one locomotive at the point of turnover and operating a fleet of freight locomotives for the circulation section.
Keywords: graphoanalytical method, locomotive demand factor for one pair of trains, locomotive linkage sheet, C# programming language, locomotive fleet operated.
References
1. Valeev N.A. Cost management in the locomotive complex of the railway company [Upravlenie zatratami v lokomo-tivnom komplekse zheleznodorozhnoy kompanii]: diss. on competition of a scientific degree Ph.D. (Econ.), Moscow, 2016. - 132 p.
2. Aizinbud S.Ya., Kelperis P.I. Operation of locomotives [Ekspluatatsiya lokomotivov]. Second Edition. Moscow, Transport, 1990. - 261 p.
3. Nekrashevich V.I., Lahankin E.A., Ageeva M.A. Network/Regional System of Automatized Plotting of Locomotives and Locomotive Crews Turnover-graph for the Cargo Traffic and the Order of Calculation Indicators of its Use [Dorozhno-setevaya sistema avtomatizirovannogo sostavleni-ya grafikov oborota lokomotivov i lokomotivnykh brigad gru-zovogo dvizheniya i rascheta pokazateley ikh ispol'zovaniya], Bulletin of the Belarusian State University of Transport: Science and Transport [Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta transporta: Nauka i transport], 2015, No. 2 (31). -Pp. 48-49.
4. Prokhorenko O.V. Provision of freight trains with locomotives and brigades at stations located within thesections of circulation [Obespechenie sostavov gruzovykh poezdov lokomotivami i brigadami na stantsiyakh, raspolozhennykh vnu-
tri uchastkov obrashcheniya]: diss. on competition of a scientific degree Ph.D. (Engin.), Saint Petersburg, 2010. - 144 p.
5. Kozlov P.A., Vakulenko S.P. Simulation Model to Optimize Turnover Schedule for Train Locomotives [Model' op-timal'nogo grafika oborota poezdnykh lokomotivov], Vestnik of the Railway Research Institute [Vestnik nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta (Vestnik VNIIZhT)], 2015, No. 2. - Pp. 15-20.
6. Zhukovytskyi I.V., Skalozub V.V, Vetrova O.V., Zinen-ko O.L. Modeling of the Operational Planning Process of Working Locomotives and Locomotive Crews. [Modelirovanie protsessa operativnogo planirovaniya raboty lokomotivnogo parka i lokomotivnykh brigad], Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport [Nauka i progress transporta. Vestnik Dnepro-petrovskogo natsional'nogo universiteta zheleznodorozhnogo transporta], 2006, No. 12. - Pp. 74-78.
7. Kovalev V.N. Integrated system of automated rationing locomotive park [Kompleksnaya sistema avtomatizirovannogo normirovaniya lokomotivnogo parka]: diss. on competition of a scientific degree Ph.D. (Engin.), Moscow, 2012. - 212 p.
8. Chernyugov A.D., Nekrashevich V.I. The use of computers to calculate the fleet of locomotives on foreign and domestic railways [Ispol'zovanie EVM dlya rascheta parka lokomotivov na zarubezhnykh i otechestvennykh zheleznykh dorogakh], Railway transport abroad [Zheleznodorozhnyy transport za rubezhom], 1974, № 7 (161). - Pp. 35-40.
9. Automation systems and information technologies for transportation management on the railways: studies for universities of railway transport [Sistemy avtomatizatsii i infor-matsionnye tekhnologii upravleniya perevozkami na zheleznykh dorogakh: uchebnik dlya studentov vuzov zh.-d. transporta] - Moscow, Route, 2006. - 542 p.
10. Begagoin E.I. Operation of locomotives: methodical recommendations [Ekspluatatsiya lokomotivov: metodicheskie rekomendatsii], Yekaterinburg, USURT, 2012. - 36 p.
11. Nekrashevich V.I., Apattsev V.I. Locomotive Operation Management: Study Guide [Upravlenie ekspluatatsiey lokomotivov: Uchebnoe posobie], Moscow, RGOTUPS, 2004. - 257 p.
12. Rolling Stock: Locomotives and Rail Cars, Industry & Trade Summary. Office of Industries Publication ITS-08, March 2011. - 125 p.
13. Jonaitis, J. Planning of the amount of trains needed for transportation by rail, Transport, 2007, Vol. 22, No. 2. -Pp. 83-89.
14. Lebedevas, S., Dailydka, S., Jastremskas V., Vaiciunas, G. Research of the rational operational load of diesel locomotives. Eksploatacja i Niezawodnosc = Maintenance and Reliability, 2014, Vol. 16, No. 4. - Pp. 545-553.
15. Albahari, J., Albahari, B. C# 3.0. Handbook. [C# 3.0. Spravochnik], Saint Petersburg, BHV-Petersburg, 2013. - 944 p.
16. Wagner, B. C#. Effective Programming [C#. Effek-tivnoe programmirovanie], Moscow, Lori, 2013. - 320 p.
