CC BY
331
УДК 656.212
БАУЭР А.В., старший преподаватель (Донецкий институт железнодорожного транспорта)
ХАРИНА А.А., ассистент (Донецкий институт железнодорожного транспорта)
Совершенствование технико-технологических параметров грузовых станций как возможность повышения эффективности их работы при взаимодействии с подъездными путями
Bauer A.V., Senior Lecturer (DRTI) Harina A.A., Assistant (DRTI)
Improvement of technical and technological parameters of freight stations as an opportunity to improve the efficiency of their work when interacting with access roads
Введение
В станционном хозяйстве Государственного предприятия
«Донецкая железная дорога» наиболее многочисленными являются грузовые станции. Учитывая сложность станции как технико-технологической системы, проблема эффективного управления работой станции и реализации технологии работы в условиях рационального использования
технических средств и элементов инфраструктуры остается всегда актуальной. Большинство грузовых станций обслуживают подъездные пути шахт, металлургических заводов, промышленных предприятий и баз, хлебозаготовительных комбинатов, технологический процесс которых напрямую влияет на технологический процесс работы станции примыкания. Пик развития сети Донецкой железной дороги пришелся на 60-70-е годы прошлого столетия, и практически все станции на данный момент характеризуются высокой степенью износа инфраструктуры, что, в свою очередь, оказывает негативное влияние
на технологию их работы. В современных условиях использования спутниковых систем, новых
автоматизированных систем,
инновационных устройств ЖАТ, информационных технологий и телематики большинство станций требуют замены инфраструктурных элементов, частичного или полного переустройства, а иногда и реконструкции. Поэтому
необходимость принимать
обоснованные решения при
планировании организационно-
технических мероприятий,
направленных на повышение эффективности работы грузовой станции, становится одной из основных и стратегических задач в работе железной дороги.
Анализ публикаций
Существенное отличие
производственного процесса грузовых станций от технологического процесса технических станций, на которых операции примерно одинаковы, заключается в том, что грузовые
станции привязаны к конкретному промышленному району или
конкретным клиентам, которые напрямую влияют на технологию работы данной станции, ее схемное решение, путевое развитие,
инфраструктуру. Так, А.И. Шеховцов в работе [1] рассматривает различные варианты компоновки технических элементов грузовых станций и отмечает, что характер работы примыкающих к ним подъездных путей обуславливает особенности схемных решений специализированных грузовых станций. А.М. Маслов в исследовании [2] делает вывод, что количество мест переработки грузов в транспортном узле растет, исходя из интересов отдельных субъектов. При этом не учитываются тенденции и опыт проектирования и эксплуатации грузовых железнодорожных станций, который показывает, что грузопотоки должны перерабатываться в
транспортном узле на как можно меньшем количестве оснащенных станций. Е.И. Гарлицкий описывает процессы взаимодействия станций примыкания и подъездных путей и считает, что с целью решения задачи оптимального управления
взаимодействием возникает
необходимость формализовать
технологические процессы в системе «станция примыкания - подъездные пути». Это позволит в оперативном режиме иметь полную информацию о грузопотоках, и на ее основе принимать оптимальные решения по организации обслуживания путей необщего пользования [3]. Также в работе [4] коллективом авторов отмечается, что нынешняя система взаимодействия станций примыкания и подъездных путей демонстрирует свою
неэффективность вследствие
несоответствия технологии
взаимодействия техническому
оснащению станций в условиях перехода к рыночным отношениям.
Цель работы
Цель работы - рассмотреть возможные пути совершенствования технико-технологических параметров грузовых станций как систем железнодорожного транспорта,
взаимодействующих с подъездными путями промышленных предприятий, в условиях обеспечения непрерывности технологического процесса и минимальных ресурсных затрат.
Основная часть
Технология взаимодействия
грузовой станции и примыкающих к ней железнодорожных подъездных путей относится к сложным производственным процессам,
обладающим рядом ограничений, условностей и допущений, к которым можно отнести:
- возникновение трудно прогнозируемых факторов стохастического характера в работе станции,
- многокритериальность задач управления,
- необходимость принятия оперативных решений в жестких временных рамках, определяемых текущим технико-технологическим состоянием станции в конкретный момент времени,
- невозможность влиять на внутренние производственные процессы подъездных путей.
Перечисленные особенности
гарантированно относят систему взаимодействия «станция примыкания -подъездные пути» к классу слабо
формализованных объектов
математического моделирования [5]. Для дальнейшей разработки вопроса обратимся к классификации подъездных путей как фактору, оказывающему прямое влияние на процесс взаимодействия. Так, пути необщего пользования (подъездные) предлагается классифицировать следующим образом [6]:
- пути, по которым поступающие с общей сети железных дорог поезда (или отправляемые с них) продолжают свое движение в том же составе с поездными локомотивами дороги без какого-либо изменения или переработки;
- пути, по которым проходят специально сформированные передачи из вагонов сети с локомотивами промышленности, маневровыми или вывозными локомотивами железной дороги;
- пути, на которых вся работа сводится только к погрузке и выгрузке вагонов, где подача вагонов производится маневровым порядком со станции примыкания.
Данную классификацию можно считать актуальной, поскольку на нее ссылаются авторы современных научных разработок, например, Е.И. Гарлицкий в своем диссертационном исследовании [3].
В связи с приведенной классификацией отметим, что различные клиенты требуют различных подходов к обслуживанию, широкая номенклатура грузов требует своевременного подвода различных типов подвижного состава, специфика производственных процессов
предприятий различных сфер деятельности обуславливает характер вагонопотоков (груженые или порожние), а также возникновение стохастических процессов в работе станций примыкания. Наиболее часто
такие процессы возникают в условиях технического и технологического несоответствия процессов
взаимодействующих объектов.
Мероприятия, направленные на совершенствование взаимодействия по каждой из сфер, с учетом рекомендаций [7] можно представить следующим образом. Технологическая сфера взаимодействия акцентирует внимание на комплексной организации эксплуатационной работы транспорта, оптимальной организации
грузопотоков, согласовании аспектов грузовой и перевозочной работы, организации доставки по совмещенным (контактным) графикам участвующих видов транспорта, грузоотправителей и грузополучателей, а также разработке и внедрении комплексных
технологических процессов работы крупных транспортных узлов. Техническая сфера взаимодействия включает: согласование пропускной и перерабатывающей способности
стыкуемых систем; учет взаимных требований и увязку параметров подвижного состава по
грузоподъемности и вместимости для наиболее эффективного использования перегрузочных и погрузочно-выгрузочных средств и грузовых фронтов; соответствие путевого развития станций выполняемым объемам работы и возможность гибкого реагирования на изменение структуры вагоно- и грузопотоков.
На рисунке 1 представлена обобщенная структура мероприятий по совершенствованию взаимодействия станции примыкания и подъездных путей.
В последнее время наиболее исследуемыми системами,
ориентирующими оперативный
персонал железнодорожной станции принимать решения в пользу того или
иного варианта развития
производственного события, являются системы поддержки принятия решений (СППР), в основе которых чаще всего находится имитационная модель станции. Суть такой системы заключается в том, что оперативный работник руководствуется в своих
действиях рекомендациями, которые система компонует на основе реальной динамической информации о состоянии объекта (подходов к станции, парков, путей, погрузочно-выгрузочных
фронтов, маневровых вытяжек) в данный момент времени.
ПОДЪЕЗДНЫЕ ПУТИ
пути, по которым поступающие с
общей сети железныхдорог поезда (или отправляемые с них) продолжают свое движение в том
же составес поездными локомотивами дороги без какого-либо изменения или переработки
пути, по которым проходят специально сформированные передачи из вагонов сети с промышленными локомотивами, маневровыми или вывозными локомотивами железной дороги
пути, на которых вся работа сводится только к погрузке и выгрузке вагонов, где подача вагонов производится маневровым порядком со станции примыкания
Мероприятия по совершенствованию взаимодействия станций примыкания и _подъездных путей_
согласованность технической и технологической сфер взаимодействия приведение технической оснащенности станций в соответствие объемам работы, эксплуатационным требованиям,
характеру работы промпредприятий оптимизация процесса организации грузопотоков
согласование грузовой и перевозочной работы
организация доставки по контактным графикам участвующих видов транспорта разработка единых комплексных технологических процессов работы промышленных узлов применение интеллектуальных
технологий
Рис. 1. Мероприятия по совершенствованию взаимодействия станции примыкания
(грузовой) и подъездных путей
Одной из основных проблем, которые возникают при разработке СППР, является проблема координации технико-эксплуатационных показателей состояния объекта и решений, принимаемых оперативным
работником. Субъективный
человеческий фактор оказывается весьма сильным, особенно при возникновении внештатной ситуации в условиях минимального времени на принятие решения, поэтому
целесообразно говорить об
эргатических моделях, в которых человек принимает активное участие [7]. Целесообразность разработки эргатической функциональной модели железнодорожной станции (ЭФМС) обусловлена возможностью получить количественные и качественные показатели работы станции в различных эксплуатационных условиях и определить оптимальный вариант ее технического оснащения и технологии
работы с минимальными приведенными затратами. Таким образом, можно говорить о малозатратной технологии реализации перевозочного процесса.
Реализация мероприятий по переустройству станции, или
изменению ее технических параметров, решается, как правило, в несколько этапов. При этом станция продолжает работать. Очевидно, что от этапности и порядка проведения мероприятий в
Станция обслуживает подъездные пути объектов пищевой
промышленности - Промпредприятие и Мелькомбинат. Технологический
процесс работы станции предполагает, что все грузы, поступающие в адрес этих предприятий, должны проходить процедуру взвешивания на вагонных весах до и после грузовых операций на подъездных путях. Технология работы вагонных весов устанавливает порядок движения маневрового состава на весы вагонами вперед. Исходя из конструктивных особенностей нечетной горловины, подача вагонов на весы может выполняться только с путей 4,5,8. Для данной операции невозможно использовать приемо-отправочные пути 2 и 3, поскольку с них нет выхода на соединительный путь 11 (за стрелочный перевод 15). Если же все-таки состав поезда с отцепляемой группой вагонов
рамках отдельного взятого этапа переустройства зависит эффективность ее работы. Возникает необходимость совершенствования методики
определения рациональной очередности реализации технических мероприятий по переустройству станции. Рассмотрим конкретный пример. В качестве исследуемого объекта взята станция Д2 ГП «Донецкая железная дорога», приведенная на рисунке 2.
принимается на пути 2 или 3, то маневры по перестановке выполняются с выходом на главный путь, а группа вагонов переставляется на пути 4, 5 или 8, часть которых должна быть свободна и вмещать отцепленную группу. Если станция работает в штатном режиме, и вагонопоток относительно стабилен, то выполнение маневров по перестановке взвешиваемой группы вагонов на весы не представляет сложностей. Группа вагонов с путей 4, 5 или 8 следует на вытяжной путь 10 (по соединительному пути 11 за стрелочный перевод 15) локомотивом вперед, а затем осаживается на вагонные весы - путь 2 подъездного пути Мелькомбинат. Однако при увеличении размеров вагонопотока, например, вследствие увеличения сезонного поступления зерновых грузов, возникает дефицит свободности путей, что влечет за собой
Рис. 2. Схема грузовой станции Д2, взаимодействующей с подъездными путями
увеличение простоев вагонов под различными операциями или в ожидании их начала, и усложнение порядка выполнения маневровых работ. Занятость приемо-отправочных путей обуславливает возникновение
технологических ограничений в процессе расформирования-
формирования составов, усложняет комбинаторику маневров, а длина соединительного пути 11,
используемого как маневровая вытяжка, не позволяет вместить маневровый состав в полезную длину, за счет чего маневровые операции с одним составом разделяются на несколько этапов. Так, несоответствие технического
оснащения рациональной технологии работы требует разработки и
реализации организационно-
технических мероприятий по переустройству. Технические
мероприятия по переустройству включают перекомпоновку нечетной горловины станции для укладки перекрестного съезда 17/19-21/23 (рисунок 3).
При помощи ЭФМС можно получить количественные значения параметров, которые характеризуют возможные варианты переустройства. Каждый из вариантов характеризуется двумя интегральными показателями: количественным - затраты на переустройство, и качественным -перерабатывающая способность
станции.
Рис. 3. Переустройство нечетной горловины грузовой станции
Решение задачи выбора определенной очередности реализации процесса переустройства с
минимальными приведенными
затратами по каждому этапу основано на принципах динамического программирования [8]. При
формализации задачи станция рассматривается как система, состоящая из множества подсистем, которые, в
свою очередь, раскладываются на множество элементов. Комплекс мероприятий !ли направленных на реализацию мер по повышению перерабатывающей способности
станции, в общем случае выглядит как совокупность проведения работ на каждом элементе в заданной последовательности:
ßt =Mi, M2, M3,..Mj }j = 1,2,..., к, (1)
где Mj -техническое мероприятие (переустройство) на заданном элементе станции (пути, горловины, маневровые вытяжки);
к - общее число реализуемых мероприятий.
Реализация каждого мероприятия Mj комплекса и требует определенных затрат Ф(М). При этом реализация технического мероприятия Mj позволит получить определенный показатель эффективности Q(M) (повышение перерабатывающей способности
элемента, подсистемы, системы). Значения показателей затрат и эффективности получают в результате моделирования работы станции методом динамического
программирования. Суммарные затраты на реализацию технического мероприятия (переустройства)
представляют собой выражение:
к
Ф(ц ) = 2 Ф(М]),Mj е ß. (2)
j=i
Показатель эффективности по всему комплексу мероприятий и будет выражен как:
к
Q(ß) = 2 Q(Mj),Mj е ßi. (3)
j=i
Перечень всех возможных вариантов составляет множество К = (Иь Ит}. Решением поставленной
задачи является подмножество
K ={ß,ß2,...ßm}, для элементов которого выполняется оптимизационное условие по сумме затрат на их реализацию:
Ф{Ф(А), Ф(ß2),..., ф(Рт)} ^ min. (4)
При укладке перекрестного съезда технология производства маневровых работ упрощается. Появляется возможность принимать сборные и вывозные поезда с отцепляемыми на станции группами вагонов на приемо-отправочные пути № 2 и 3, упростить порядок и сократить время выполнения маневров. При этом пути 4, 5 и 8 освобождаются для накопления групп вагонов под взвешивание и дальнейшую подачу на подъездные пути.
Вывод
Вопросы совершенствования технико-технологических параметров магистральных грузовых станций остаются актуальными в настоящее время, и требуют дальнейших исследований в целях качественного улучшения процессов взаимодействия с подъездными путями промышленных предприятий.
Список литературы:
1. Шеховцов, А.И. Местные схемные решения специализированных грузовых станций Донецкой железной дороги / «Инновационные технологии на транспорте: образование, наука, практика». Мат. XLI Междунар. науч.практ. конф. // Под ред. Б.М. Ибраева. - Алматы: КазАТК имени М. Тынышпаева, 2017. - С. 168-173.
2. Маслов, А.М. Место грузовых станций общего пользования в логистических цепочках поставки товаров / А.М. Маслов // Развитие систем управления перевозочным процессом и транспортной логистикой: сб. науч. тр. / под ред. С.А. Плахотича. - Екатеринбург: УрГУПС, 2009. - Вып.73(156) - С85-94.
3. Гарлицкий, Е.И. Совершенствование технологии обслуживания железнодорожных путей необщего пользования: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.08 / Евгений Игоревич Гарлицкий. - Хабаровск, 2014. - 149 с.
4. Берестов, И.В. Повышение эффективности взаимодействия станции
примыкания и подъездных путей / И.В. Берестов, А.В. Шаповал,
Н.В. Мерзлякова // 36ipHm наукових праць УкрДАЗТ, 2015. - Вип. 156. - С. 68-73.
5. Смехов, А.А. Математические модели процессов грузовой работы [Текст] /
A. А. Смехов. - М.: Транспорт, 1982. -256 с.
6. Ферапонтов, Г.В. Железнодорожные подъездные пути необщего пользования [Текст] / Г. В. Ферапонтов. - М.: Трансжелдориздат, 1958. - 227 с.
7. Правдин, Н.В. Взаимодействие различных видов транспорта в узлах [Текст] / Н. В. Правдин, В. Я. Негрей. -Минск : Высшая школа, 1977. - 296 с.
8. Малашкш, В.В. Щцвищення ефективност функщонування затзничних станцш на основi реалiзацil ращонально! черговосп заходiв по удосконаленню 1х техшко-технолопчних параметрiв /
B.В. Малашкш // Збiрник наукових праць ДНУЗТ iм. акад. В. Лазаряна. - 2014. -Вип. 8. - С. 100-109.
9. Акулиничев, В.М. Математические методы в эксплуатации железных дорог: Учеб. пособие для вузов
ж.-д. трансп. / В.М. Акулиничев, В.А. Кудрявцев, А.Н. Корешков. - М.: Транспорт, 1981. - 223 с.
Аннотации:
В статье рассмотрен возможный вариант совершенствования технико-технологических параметров грузовых станций в условиях необходимости повышения эффективности их работы при обслуживании подъездных путей. Оптимизационным условием является минимум ресурсных затрат на реализацию таких мероприятий.
Ключевые слова: грузовая станция, подъездные пути, технико-технологические параметры, взаимодействие, система поддержки принятия решений.
The article discusses a possible option to improve the technical and technological parameters of freight stations in the face of the need to improve the efficiency of their work when servicing access roads. The optimization condition is the minimum resource costs for the implementation of such activities.
Keywords: freight station, access roads, technical and technological parameters, interaction, decision support system.
