книги из ГПНТБ / Шабалин Н.Н. Оптимизация процесса переработки вагонов на станциях
.pdfНа основании зависимости, определяющей оптималь ное число маневровых локомотивов, можно найти рациональный уровень их загрузки формированием поез дов. В формуле (86) в продолжительность формирования включается только время, затраченное локомотивом на состав после завершения накопления вагонов. Именно длительность этого времени влияет на простой составов в ожидании формирования. Но подформирование соста ва в процессе накопления также является временем ма невровой работы, затраченной на один состав. С учетом этого уровень загрузки локомотивов вытяжки формиро ванием поездов определится
|
|
_ |
Мф + А^под |
|
|
|
где ^под—время подформирования |
состава в процессе |
|||||
|
его накопления, |
ч. |
|
|
||
Если |
обозначить |
удельный |
вес времени |
подформирования |
||
через |
отношение |
|
|
|
|
|
|
а п |
= |
, откуда t n o a |
= |
а£р, |
|
|
|
Гф |
|
|
|
|
тогда |
формулу можно представить в |
виде |
||||
|
|
_ |
Л7ф (1 + а„) |
|
|
|
|
|
Р в |
|
24Л4 |
|
|
Подставив в знаменатель оптимальное число локомоти вов по формуле (86), получим рациональный уровень за грузки локомотивов формированием поездов
Ро = |
г |
• |
(88) |
1 |
+ ] / 0-5(1 |
+ П ) |
|
Из полученной |
зависимости |
видно, что |
рациональ |
ный уровень загрузки локомотивов вытяжек формиро
ванием поездов зависит |
от |
соотношения приведенных |
||
расходов на |
составо-час |
и |
локомотиво-час, |
удельного |
веса времени |
подформирования в процессе |
накопления |
и величины коэффициента вариации времени формиро?
вания. |
Так, например, |
если |
принять |
приведенные рас |
ходы |
на составо-час |
есч=7 |
руб., |
на локомотиво-час |
140
е л ч = 5 , 5 |
руб., |
удельный |
вес |
подформирования |
в про |
|||
цессе накопления а п — 0 , 4 |
и |
коэффициент |
вариации |
|||||
времени |
формирования |
Уф=0,5, |
то |
рациональный по' |
||||
экономическим |
условиям |
уровень |
загрузки |
локомоти |
||||
вов, работающих на вытяжках |
|
|
|
|
||||
|
Ро = |
1 |
+0,4 |
|
0,75. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Следовательно, |
для принятых условий |
резерв перера |
||||||
батывающей |
способности |
локомотивов на |
вытяжках |
|||||
должен |
составлять не менее |
25%. |
Он |
необходим |
для |
|||
того, чтобы справляться |
с быстрой ликвидацией |
оче |
редей из накопившихся составов. В периоды разрядки локомотив может быть использован для выполнения других работ: подборки и подачи местных вагонов, об работки путей ремонта вагонов и т. д., и при заверше нии накопления составов сразу должен переключаться на основную работу по формированию поездов.
При определении потребного числа маневровых ло комотивов на вытяжках надо иметь в виду, что резуль тат получается в локомотиво-сутках, а поэтому он не обязательно должен иметь целочисленное значение. В ряде случаев локомотив используется для формиро вания не все, а только часть суток, выполняя в осталь ное время другие виды работ. Если в результате расче та получилось М 0 = 2 , 5 локомотиво-суток, то это значит постоянно надо иметь два локомотива и на половину суток можно использовать для формирования третий локомотив, выполняющий, например, маневровую рабо ту с местными вагонами.
3.ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В РАБОТЕ ГОРКИ
ИВЫТЯЖЕК ФОРМИРОВАНИЯ
Впроцессе переработки вагонов маневровая работа на вытяжных путях тесно взаимодействует с расформи рованием-формированием составов на горках. Чем боль ше резервы мощности горки, тем больше времени она может выделить вытяжкам для подформирования по ездов. Время свободное™ горки, которое может быть
141
использовано для помощи вытяжкам по. подформнрованию поездов, за сутки будет равно
|
|
7 5 , = ( 2 4 - 7 - „ е Р ) ( 1 - р ) , |
|
где 7п е р |
— |
перерывы в работе горки, когда горка |
не |
|
|
может заниматься расформированием |
не |
|
|
зависимо от наличия составов, ч; |
|
р |
— |
уровень загрузки горки, равный 9 4 _ т |
. |
Число составов, которое со стороны горки может быть лодформировано за это время,
N1 = Ц- = ( 2 4 - Г п е р ) ( 1 - р ) с о с т а в о в |
( 8 9 ) |
|
'ф |
*Ф |
|
'С учетом числа составов, подформировываемых со сто роны горки, уровень загрузки вытяжек
|
( ^ - ^ Ф |
К + П * |
В Ы С Т = |
24М |
|
= |
24М |
|
^ ф - ^ ф ( < ф - ^ ы с г ) |
||
Р в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТЗ этом |
случае локомотивы вытяжек полностью формируют |
||||
N — Л/ф составов и |
выставляют |
в парк отправления N$ |
•составов, подформированных со стороны горки. Если в послелнее выражение подставим значение N% из формулы (89),
то |
получим |
|
|
|
|
( 2 4 - r n e p ) ( l - p ) |
|
|
/V/ф — |
— |
(^ф —/выст) |
|
|
*ih |
|
|
|
2Ш |
|
где |
/выст — время |
на выставку |
состава на путь от |
правления. Из последнего выражения можем получить по
требное |
число |
локомотивов на вытяжках с учетом исполь |
||||
зования |
резервов горки для |
подформирования |
составов |
|||
|
|
|
( 2 4 - Г |
) ( 1 - Р ) |
|
|
|
JV/ф — |
^ |
(/ф —/выст) |
|
|
|
|
М- |
|
%-в |
. |
(90) |
|
Если задаться |
определенным экономически |
выгодным |
уровнем загрузки локомотивов вытяжек, то можем оп
ределить потребное число локомотивов |
при использова |
|
нии резерва мощности горки в помощь |
вытяжкам. |
|
Например, |
за сутки требуется сформировать N—9& |
|
поездов, горка |
имеет уровень загрузки |
расформпрова- |
142
нием р = 0,75, перерывы в ее работе составляют за сут
ки 7п е р = 2ч, затрата времени |
на |
подформирование со |
||||||
стороны горки |
£ф |
= 0 , 3 ч. На вытяжке |
затрата |
времени |
||||
на один состав 1ф |
= 0 , 5 ч, а на выставку в парк |
отправ |
||||||
ления |
/пыст = 0,2 |
ч. При оптимальном |
уровне |
загрузки |
||||
вытяжек р в = 0,7 |
потребное число |
маневровых |
локомо- |
|||||
тивов в сутки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 6 . 0 , 5 - ( 2 4 - 2 ) |
0 ( 1 3 - 0 ' 7 5 ) - ( 0 , 5 - 0 , 2 ) |
|
|||||
При |
полном |
использовании |
резервов |
мощности горки |
||||
для |
подформирования |
полученное число локомотивов |
сможет успешно справиться с заданным объемом рабо ты. Практически полностью использовать резервы времени горки для подформирования не всегда представ ляется возможным из-за несовпадения во времени перио да свободное™ горки с потребностью в подформировании и по условиям требуемой маневровой работы для конкретного состава, в котором часто необходимы ма невровые рейсы со стороны вытяжных путей, а не со стороны горки. В связи с этим выбор потребного числа локомотивов осуществляется на основе сопоставления! результатов по формулам (86) и (90).
4. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА СПЕЦИАЛИЗАЦИИ СОРТИРОВОЧНЫХ ПУТЕЙ
Сортировочный парк занимает в технологии перера ботки вагонов важное место, увязывая процесс погаше ния одних поездов и зарождения новых в соответствии с планом формирования. От успешной работы сортиро вочного парка в значительной мере зависит весь про цесс переработки вагонов, в особенности процесс рас формирования и работа горки. Работа сортировочного парка зависит от основных его параметров, соответст вия их объему и характеру работы и порядку использо вания путей. Здесь имеется в виду в первую очередь чис ло и длина сортировочных путей и их специализация.
Потребная длина сортировочного пути должна обес печить вместимость не только состава определенной длины, но и вагонов, которые поступают на этот путь
143
з а время от завершения накопления до |
уборки состава |
||||
•с пути |
(рис. 40). Количество вагонов, поступающих |
на |
|||
•сортировочный путь за время занятия |
его |
составом, |
|||
•согласно рис. 40 |
|
|
|
|
|
тде т |
•—• количество вагонов в составе; |
|
|
|
|
t3 — время занятия пути составом |
от |
момента |
за |
||
|
вершения накопления до момента уборки со |
||||
|
става с сортировочного пути; |
|
|
|
|
Т |
•— период накопления состава. |
|
|
|
|
Период накопления составов зависит |
от |
мощности |
вагонопотока того назначения, которое прикреплено к
.данному пути, и численно определяется Т=24 tn/n'. Подстановка этого значения в предыдущее выражение позволяет найти количество вагонов, поступающих на путь после накопления, в зависимости от мощности ва гонопотока и времени до уборки состава с сортировоч ного пути
тде п' — суточный вагонопоток назначения, прикреп ленного к данному сортировочному пути.
Если добавить 10—20% на просветы между этими ваго- •нами от неточности прицельного торможения, то по требная длина сортировочного пути
^сп = ml. |
24 |
|
Первое слагаемое определяет длину пути, соответству ющую длине состава, второе слагаемое — соответству ющую длине, обеспечивающей вместимость вагонов, по-
Рис. 40. Зависи мость поступления вагонов от в-ре- менн занятия пу ти составом
J 44
ступающих после завершения накопления за время |
|
з а |
|
|||||||||||||||||
нятия пути составом. Но время занятия пути составов |
|
|||||||||||||||||||
состоит в общем случае из времени ожидания формиро |
|
|||||||||||||||||||
вания и времени окончания формирования. Время |
ожи |
|
||||||||||||||||||
дания формирования определяется по формуле (77). С |
|
|||||||||||||||||||
учетом этого потребная длина пути |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1СП |
= ml в |
+ |
24 |
4 |
8 |
- |
2 |
Л Г |
' |
* |
К + |
/доп , |
" |
(91 > |
° |
||||
|
|
|
|
|
Ф |
|
|
|
г |
Г |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
/в |
— |
длина |
одного |
учетного |
вагона, |
м |
( « 8 |
|
м); |
|
|
||||||||
|
N' |
— количество составов, |
прикрепленных |
|
для |
|
||||||||||||||
|
|
|
формирования одной вытяжкой; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
^оф — время на |
окончание |
формирования |
состава,, |
|
|||||||||||||||
|
|
|
без |
учета |
времени на |
выставку |
состава |
а |
|
|||||||||||
|
|
|
парк |
отправления |
и |
возвращение |
локомоти |
|
||||||||||||
|
|
|
ва |
обратно; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
'дол — дополнительная |
|
длина |
пути, |
определяемая- |
|
||||||||||||||
|
|
|
местными условиями работы станции, напри |
|
||||||||||||||||
|
|
|
мер, |
для |
ограждения |
|
состава |
с |
хвоста,, |
|
||||||||||
|
|
|
если он обрабатывается и отправляется |
|
не |
|
||||||||||||||
|
|
|
посредственно с сортировочного пути. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
На потребную длину сортировочного пути |
оказыва |
|
|||||||||||||||||
ют влияние не только длина составов, но и технология |
|
|||||||||||||||||||
формирования |
|
поездов и мощность |
вагонопотока |
при |
|
|||||||||||||||
крепляемого назначения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Например, |
назначение, |
куда |
формируются |
составы |
|
||||||||||||||
по |
/п = 100 вагонов, имеет суточный |
вагонопоток |
л . ' = 4 5 0 л |
|
||||||||||||||||
вагонов. Среднее время |
на |
формирование |
состава |
£ф= |
|
|||||||||||||||
= 0,5 ч, коэффициент вариации времени формирования |
|
|||||||||||||||||||
Уф = 0,4, |
время |
на подформирование |
состава |
^Оф = 0,3 |
ч,. |
|
||||||||||||||
к |
локомотиву |
прикреплено |
|
для |
формирования |
за |
|
сут |
|
|||||||||||
ки |
N' — 26 поездов. |
Потребная |
длина |
пути для такого-, |
|
|||||||||||||||
назначения |
|
|
|
2б.о,52 (1 + 0,42) |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
/.„ = |
100-8 |
4 |
1 ' 2 |
' 4 5 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
L |
48 — 2-26-0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
= |
800+115 = 915 |
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для накопления вагонов групповых поездов потребнаядлина пути может соответствовать длине группы с не большим запасом на просветы между вагонами.
Количество путей в сортировочном парке в первуюочередь определяется числом назначений плана форми рования и их мощностью.
145.
К путям, необходимым для формирования поездов, добавляются те, которые требуются для местных нужд в зависимости От конкретных условий работы станции,
.составляющие |
20% |
от общего числа |
сортировочных |
||||
путей. |
|
|
|
|
|
|
|
Кроме этого, в сортировочном парке |
должны |
быть |
|||||
пути, |
которые |
представляют собой емкость, необходи |
|||||
мую |
для покрытия |
неравномерности |
вагонопотоков по |
||||
•отдельным |
назначениям. |
|
|
|
|||
Длина |
пути, |
полученная расчетом |
по |
формуле |
(91), |
•обеспечивает вместимость состава и среднего числа ва
гонов, поступающих за |
время занятия |
пути |
составом |
т3. Однако колебание |
вагонопотока |
данного |
назначе |
ния приводит к тому, что за время занятия пути соста вом будет накапливаться число вагонов больше и мень
ше среднего т3. |
В |
меньшую сторону |
отклонение может |
||
быть |
до нуля, |
а |
в большую |
сторону — до величины |
|
;2т 3 . |
Количество |
случаев, когда |
после |
завершения на |
копления на путь поступит вагонов больше, чем в сред нем т3, будет равно половине накапливающихся соста вов п/2пг. В каждом таком случае на отсев будет на правлено до т.-, вагонов. За сутки в отсев на дополни тельный путь поступит вагонов
Если обработку |
пути осуществлять через |
период Т0ъ ч, |
-то количество |
вагонов, поступающих на |
дополнитель |
ный путь за период между обработками, т. е. повторны ми сортировками для направления вагонов на свои пу- •ти по специализации, составит
тп-доп.
Но ранее показано, что
Если выразить время занятия через время ожидания •формирования и время окончания формирования и под ставить в исходную формулу, то получим
|
+ toф |
Та6 |
|
'Доп |
48Af — 2Л^Ф |
(92) |
|
\\Ъ2тКн |
|||
|
|
146
где |
п — количество |
вагонов, |
перерабатываемых |
по> |
|||||||
|
|
сортировочному парку; |
|
|
|
|
|
||||
|
N — количество |
составов, формируемых по сорти |
|||||||||
|
Кп |
ровочному парку; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
— число назначений поездов, формируемых |
по- |
|||||||||
|
|
всему парку; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Г0 б |
— период, |
через |
который |
повторно |
сортируют |
|||||
|
|
вагоны с отсевного пути, ч. |
|
|
|
||||||
Так, если за сутки по сортировочному парку |
перераба |
||||||||||
тывается п = 8000 вагонов, которые |
|
формируют в соста |
|||||||||
вы |
по т = 1 0 0 вагонов, |
N = 8 0 |
составов на |
на |
|||||||
значений. На каждый |
состав в среднем |
затрачивается: |
|||||||||
?Ф = 0,5 |
ч с Уф = 0,4, |
^О ф=0,3 |
ч, |
|
М = 3 |
локомотива,. |
|||||
Т05 |
— 4: ч. В этом |
случае |
потребная |
дополнительная |
ем |
||||||
кость для отсевных вагонов |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
80002 |
80-0,52 (1 + 0,42 ) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
48-3 — 2-80-0,5 |
+ 0 |
, |
3 |
73 |
вагона. |
|
|||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1152-100-20 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, надо иметь еще один путь для отсевавагонов, возникающего из-за неравномерности вагонопотоков отдельных назначений. Если отсев произ водить только два раза в смену через 7, 0 б = 6 ч, то. дополнительная емкость потребуется уже для 109 ва гонов.
Порядок использования этого пути устанавливается оперативно маневровым диспетчером в зависимости от
ожидаемого |
изменения |
вагонопотоков |
отдельных наз |
|||
начений. В |
ряде |
случаев |
на |
этом |
пути |
будут сформи |
рованы составы |
отдельных |
назначений, вагонопоток |
||||
которых быстро возрос на определенный |
период. По> |
|||||
технологическому |
назначению |
это |
диспетчерский: |
|||
путь. |
|
|
|
|
|
|
Экономически целесообразно для ряда назначений" групповых поездов выделять отдельные пути для на копления групп. При выделении отдельного пути длянакопления группы сокращается повторная сортировка вагонов на величину
Д^сррт = ~^Ш + Б in).
'147"
Если число отцепов при сортировке заменить через ве
личину с |
|
|
|
т |
|
|
|
отцепа S" — Ям^Г*т 0 |
|||
личину состава и среднюю величину |
|||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
_Апг |
|
|
|
|
|
|
от |
|
|
где |
пг — |
суточный вагонопоток |
группового |
поезда; |
|
Шот — |
средняя величина отцепа, вагонов; |
|
|||
А, |
Б — |
коэффициенты, |
зависящие от типа |
локомо |
|
|
|
тива, способа |
сортировки нуклона |
вытяжки. |
Но кроме сокращения времени, связанного с повторной
сортировкой, при выделении |
отдельного пути |
будет и |
||||
•экономия от сокращения |
количества |
перерабатываемых |
||||
вагонов, маневровых средств |
и энергии. Общая |
годовая |
||||
•экономия, получаемая при выделении |
отдельного пути |
|||||
.для накопления группы, |
|
|
|
|
|
|
ЭГр = 365 |
+ En?) есч |
+ 365nr е С О р т , |
(93) |
|||
60 ^""от |
|
' |
|
|
|
|
-где еС О рт — расходная |
ставка на |
сортировку |
одного |
|||
деагона, руб. Например, |
если |
суточный |
вагонопоток для |
|||
•формирования двухгруппного |
поезда |
п г = 3 0 0 |
вагонов, |
|||
•средняя величина отцепов т о |
т = 5 |
вагонов, приведенные |
расходы на составо-час |
е С ч = Ю руб., на переработку од |
||
ного |
вагона еС О рт = 0,03 |
руб., то |
при маневрах толчка |
ми тепловозом А = 0,88, £ = 0 , 2 2 |
и годовая экономия |
||
Эгр |
= 365 -- ^ - ( Q ' 8 8 5 3 0 0 + 0,22-300) 10 + 365-300-0,03 = |
= 11480 руб.
"Если затраты на строительство коротких путей для на копления группы составляют /(=50 000 руб. и годовые ^расходы на его содержание З с = 1000 руб., то период •окупаемости за счет экономии маневровой работы
, |
50 000 |
, _ |
„„„„ |
Гок = |
П480—1000= |
4,7 |
года. |
"Устройство коротких групп путей для накопления групп трупповых поездов позволяет сократить время на фор мирование и затрату маневровых средств.
Практически число сортировочных путей часто гменьше, чем число назначений групповых поездов.
J48
В связи с этим возникает задача рационального рас пределения путей между назначениями групповых поез дов, при которой затрата времени на формирование по ездов будет минимальная.
Специализация сортировочных путей устанавлива ет взаимосвязь между планом формирования и техно логией маневровой работы.
Общие требования к специализации путей, выделяе мых для местных нужд, сводятся к созданию наиболь ших удобств в обслуживании пунктов местной работы без ущерба для основной работы станции по формиро ванию поездов.
Каждое назначение одногруппных поездов требует вы деления отдельного пути. Однако для особо мощных на значений, для которых согласно формуле (91) потребная длина пути значительно превышает фактические длины путей, в ряде случаев необходимо выделять два пути или один дополнительный путь на несколько мощных на значений. Кроме того, выделяются пути для отсева ваго нов, возникающего из-за неравномерности вагонопотоков отдельных назначений [согласно формуле (92)] .
Сортировочные пути для накопления и формирова ния групповых поездов выделяются так,- чтобы обеспе чить минимальную маневровую работу. Формирование групповых поездов связано с перемещением вагонов при повторной сортировке для подборки их по группам или при сборке групп. Время, затраченное на формирова ние группового поезда, зависит в основном от количе ства перерабатываемых при этом вагонов. Если можно найти вариант специализации путей для групповых по ездов, дающий наименьшую переработку вагонов, то этот вариант будет оптимальным и по затрате времени на формирование. Количество вагонов, перерабатывае мых в процессе формирования групповых поездов, за висит от числа путей, выделенных на одно назначение, числа групп и величины группы, исключаемой из пере работки. В зависимости от числа путей, выделяемых на одно назначение группового поезда, можно определить коэффициент переработки вагонов при формировании поездов.
Примем условные обозначения: т — количество вагонов в составе; т0 — количество вагонов в основной (обычно наибольшей) группе, которая первой направ-
149