книги из ГПНТБ / Шабалин Н.Н. Оптимизация процесса переработки вагонов на станциях
.pdfДлительность задержки в выставке состава |
определит |
||||||||||||
ся по формуле, сходной с |
(32) |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
t ... |
|
tf+1Q |
+ 4 ) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
|
2Х(1 —ро) |
' |
|
|
|
|
||
где р0 — уровень |
загрузки |
выходного |
участка, |
опреде |
|||||||||
ляемый |
делением |
фактически |
отправляемого |
||||||||||
количества грузовых поездов к пропускной |
|||||||||||||
способности, остающейся для грузовых поездов |
|||||||||||||
(за вычетом пассажирских); |
|
|
|
|
|||||||||
V0 — коэффициент |
вариации |
интервалов |
отправле |
||||||||||
ния грузовых |
поездов. |
|
|
|
|
|
|||||||
Подставив |
время |
задержки |
в |
выражение |
общих |
||||||||
расходов, |
получим |
зависимость последних |
|
от |
числа |
||||||||
путей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е0 |
= КПР |
гп + |
365/VeC4 |
|
|
°± . |
(102) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2л (1 — р0 ) |
|
|
||
Первое слагаемое |
выражает |
расходы |
на |
строительство |
|||||||||
и содержание |
путей, |
а |
второе — потери, |
связанные с |
|||||||||
задержками |
выставки |
|
составов |
на |
пути |
отправления. |
|||||||
Исследование этого выражения на экстремум |
позволяет |
||||||||||||
определить |
оптимальное |
число |
путей для |
|
составов, |
ожидающих отправления, при которых будут наимень шие суммарные годовые расходы
In |
-к пр 24 |
[ I N P O ] - 1 . (ЮЗ) |
1 8 2 > с ч |
( 1 + у 2 ) т _ р 0 |
1 п р 0 |
Основными факторами, влияющими на число путей для составов, ожидающих отправления, являются уровень загрузки выходного участка, на который отправляются поезда (степень заполнения графика), стоимость за держки в выставке составов из сортировочных путей и расходы на строительство и содержание путей. Общее число путей в парке прибытия с учетом одного обгонно го для локомотивов
т„0 = тт + т0 + 1 .
160
Если парк отправления за сутки пропускает |
= 80 |
составов, каждый из которых занимает путь для техно
логической обработки |
t3u—0,8 |
ч и поезда отправляются |
|||
на участок, имеющий уровень |
загрузки р о ^ О Д с коэф |
||||
фициентом |
вариации |
интервалов Vo — 0,7 и приведен |
|||
ные расходы |
на один |
путь /Спр=П ООО руб., а составо- |
|||
час задержки есч—7 |
руб., то |
потребное |
число путей в |
||
парке отправления определится: |
|
|
|||
минимально |
необходимое число |
для |
технологических |
||
нужд |
|
|
|
|
|
|
|
80-0,8 |
о ~ |
пути; |
|
|
1Щ = — ~ - = 2,7 |
|
оптимальное число путей для составов, ожидающих от правления ,
|
|
•11000 |
[ 1 п 0 , 8 ] - 1 |
= 6 путей, |
|
|
24 |
||
|
|
|
|
|
182,5-7(1 + 0,72 )7Z^-80 .81n0,8 |
|
|
||
потребное |
число |
путей с учетом одного для обгона ло |
||
комотивов |
составит |
|
|
|
|
тп0 = |
2,7 + 6 + 1 = 9,7^10 путей. |
|
К определению дополнительного числа путей можно подойти и с позиций обеспечения определенной надеж ности в выставке составов из сортировочного парка. Ве роятность задержки в выставке составов в зависимо сти от числа путей, на которые могут быть выставлены составы для ожидания отправления, может быть опре делена по формуле (33):
Р , = 0,5(1 + Vl)Po+1 |
• |
Если задаться определенным граничным значением Р3, выше которого не должна допускаться задержка в вы ставке составов, то потребное число путей для составов, ожидающих отправления
Так, для рассматриваемого примера дополнительное число путей для составов, ожидающих отправления при Р 3 = 0,05
In |
0,05 |
|
|
0,8-0,5(1+0,72) |
7,8 путей. |
||
т0 = — |
|||
|
т о , 8 |
|
В этом случае потребное число путей в парке отправ ления будет
тпо = 2,7 + 7,8 + 1 = 11,5 путей.
При окончательном установлении числа путей в парке отправления целесообразно принимать к учету как эко номическую сторону вопроса, так и условия надежно сти работы парка. Расчеты проводятся для каждого вы ходного направления в отдельности, а затем результа ты суммируют, но с учетом взаимозаменяемости путей различных направлений при колебании потоков по каж дому из них.
Г л а в а 6
ПУТИ С О К Р А Щ Е Н И Я ВРЕМЕНИ Н А Х О Ж Д Е Н И Я ВАГОНОВ НА СТАНЦИИ
1. ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОСТОЙ ВАГОНОВ
Основным показателем работы сортировочной стан ции является среднее время простоя транзитных ваго нов с переработкой. Время нахождения вагонов на стан ции состоит из времени, расходуемого на выполнение последовательных операций по отдельным элементам процесса переработки, и времени простоя в ожидании выполнения операций. Наиболее сложным является оп ределение простоя вагонов в ожидании выполнения опе раций, который отражает влияние многих факторов, важнейшими из них являются уровни загрузки устройств, участвующих в переработке вагонов, и степень неравно мерности их работы.
При оценке неравномерности прибытия поездов не обходимо учитывать проявляющееся в ряде случаев ог раничивающее влияние числа приемных путей. Это осо бенно наглядно видно из рис. 47, где отражено поступ-
|
-ЛАМ |
лп |
АЛЛАМ, |
|
Рис. 47. Изменение степени неравномерности поступления поездов на участке У к станции и входа их на станцию В в условиях недо
статка приемных путей.
163
ление поездов в условиях недостатка приемных путей. В периоды задержек поездов по неприему станцией по ступление последних в парк прибытия происходит по мере расформирования примерно через величину гороч ного интервала.
При расчете технологических показателей, в частно сти времени нахождения вагонов на станции, надо учи
тывать коэффициент |
вариации |
интервалов |
фактическо |
го прибытия поездов |
в парк приема, так |
как простой |
|
вагона начинается с |
момента |
появления |
вагона на |
станции. |
|
|
|
Рис. 48. Виды рас-
-по-ПА п Р е Д е л е н и й |
п о т с " |
|||
"обр~и*~иР |
ков |
требовании и |
||
. |
обслуживания |
по |
||
г |
основным |
элемен |
||
Уп=06^0,9 |
там |
переработки |
||
вагонов |
(стрелка- |
|||
|
ми |
показано |
па- |
|
|
правление перера |
|||
|
ботки |
вагонов) |
164
Степень неравномерности потоков требований и об служивания определяется законом распределения или числовой характеристикой — коэффициентом вариации интервалов. На рис. 48 приведены виды распределений потоков требований и обслуживания по основным эле ментам переработки вагонов. Конкретные значения чис ловых характеристик потоков требований и обслужива
ния на каждой станции определяются на основе |
анали |
||||||
за фактических данных. Так, для определения |
закона |
||||||
распределения |
и числовых характеристик |
необходимо |
|||||
подвергнуть анализу несколько сот поездов |
(примерно |
||||||
от 300 или 500) в периоды интенсивной |
работы. |
|
|||||
Уровень |
загрузки устройств |
оценивают |
в периоды |
||||
интенсивной работы. Так, например, расчетная |
величи |
||||||
на горочного |
интервала |
и его коэффициент |
вариации |
||||
определяются |
на основе |
статистических |
данных |
за ин |
|||
тенсивные |
2—4-часовые |
периоды |
интенсивного |
роспус |
ка, а не простым делением периода наблюдения на ко личество расформированных поездов.
На простой вагонов влияют и факторы, отражающие степень совершенства технологического процесса и ор ганизации оперативной работы, которые численно оце нить весьма трудно. Высокий уровень оперативного ру ководства процессом переработки вагонов является значительным резервом в снижении простоя вагонов на станции.
2 . РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ НАХОЖДЕНИЯ НА СТАНЦИИ ТРАНЗИТНЫХ ВАГОНОВ
С ПЕРЕРАБОТКОЙ
Правильное определение среднего времени нахож дения на станции транзитных вагонов с переработкой имеет важное значение, особенно в условиях новой си стемы экономического стимулирования. Однако пока еще нет методики определения простоя вагонов, которая позволяла бы объективно учитывать конкретную техни ческую оснащенность и технологию работы и не давала места для субъективных решений.
Простой вагонов чаще всего нормируется путем со ставления суточного плана-графика работы станции. Суточный план-график отражает только один из мно гих вариантов процесса переработки, который в реальных
165
условиях может быть осуществлен лишь случайно. Кроме того, время на выполнение основных операций,
таких |
как расформирование и формирование |
составов, |
|||||||
принимается постоянным, |
чего |
в действительности |
нет, |
||||||
а это существенно искажает величину |
простоя |
составов |
|||||||
в ожидании выполнения |
операций |
в |
сторону |
умень |
|||||
шения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Влияние колебаний времени на расформирование и |
|||||||||
формирование и на любое обслуживание |
можно |
наг |
|||||||
лядно |
проиллюстрировать |
на рис. |
49. |
Вверху |
показаны |
||||
постоянные значения, например |
горочного |
интервала в |
|||||||
12 мин. |
Средний простой |
случайно |
поступающих |
соста |
вов будет во всех случаях одинаковым и равным поло вине горочного интервала. Ниже показаны переменные
значения горочного интервала, но при таком |
же сред |
|||
нем |
значении |
12 мин. |
Вероятность случайно |
поступаю |
щих |
составов |
попасть |
в большие интервалы |
значитель |
но большая, чем в малые интервалы. Но состав, попав ший в больший интервал, и простой в ожидании рас формирования будет иметь больший, а также средний простой составов во втором случае будет больший, чем в первом, когда интервалы равны. Поэтому расчет про стоя вагонов должен учитывать фактическую степень неравномерности времени обслуживания. Для этой це ли можно применить закономерности теории массового обслуживания. Общее время нахождения на станции транзитных вагонов с переработкой состоит из следую
щих элементов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
^пер = |
^об ~Ь ^ож "Ь tr |
~Ь ^нак ~Ь ^ож ~\~ ^ф ~\~ ^обр ~г ^ож > |
(105) |
|||||||||||
где to b — время на обработку состава по прибытию; |
|
|||||||||||||
|
^ож — среднее |
время |
ожидания |
расформирования; |
|
|||||||||
|
tr |
— горочный |
интервал |
на |
расформирование состава; |
|||||||||
|
*нак — среднее |
время |
простоя |
вагонов |
под |
накоплением- |
||||||||
/ |
|
2 |
3 |
4 |
|
J |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
W |
|
|
I |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 Cp. tr |
=12мин |
f |
|
2 |
3 |
4 |
|
S |
В 7 |
|
8 |
|
9 |
10 |
|
|
I — i |
|
|
1—I—I |
|
|
1—i—i |
|
|
|
1—I |
|
1 Op. tr = 12мин |
Рис. 49. Различие условий простоя в ожидании расформирования при постоянном и переменном значении tT
166
Цж — среднее время ожидания формирования; |
|
t$ — время |
на окончание формирования и выставку |
состава без учета времени на возвращение локо |
|
мотива |
обратно; |
^обр —время |
на обработку состава перед отправлением; |
^°ж — время |
ожидания отправления. |
Часть элементов простоя представляют собой вели чины, определяемые технологией работы и практически не зависящие от объема работы, которые можно вы разить как время на выполнение операций.
Простой под накоплением с увеличением объема ра боты снижается, а простой в ожидании выполнения опе раций на очередном элементе обслуживания, наоборот,
возрастает. В зависимости от того, как |
влияет объем |
||||||
работы на элементы простоя, их можно |
разделить |
на |
|||||
три группы |
|
|
|
|
|
|
|
^пер = (^об |
I |
i |
т |
^обр) |
4" Л|ак |
|
|
+ ( С + |
/5» + йж). |
(Юб) |
|||||
С учетом формулы |
(29) |
последние |
три |
элемента |
про |
||
стоя можно представить в виде |
|
|
|
|
|||
|
|
4 8 - 2 Л . Л - |
|
( Ю 7 ) |
|||
А |
. - |
М * ( 1 + |
У * } |
; |
(108) |
||
|
|
48М — 2Мф |
|
v |
' |
||
a |
. - |
w 8 < 1 + |
v » . |
|
(Ю9, |
||
|
|
48 — 2NI0 |
|
v |
' |
||
А средний простой под накоплением |
|
|
|
||||
|
'нак = |
^ |
- |
|
(ПО) |
||
В этих формулах N — |
количество |
поездов, перераба |
|||||
|
|
тываемых за |
сутки; |
|
|||
Ки — |
число |
назначений поездов, фор |
|||||
|
|
мируемых на станции; |
|
||||
С — |
параметр накопления; |
|
167
Увх — коэффициент вариации интервалов прибытия по ездов в расформирование;
10 — средний интервал отправления грузовых поездов, получаемый делением суточного периода на про
пускную |
способность для |
грузовых |
поездов; |
Уо — коэффициент вариации интервалов |
отправления. |
||
Рассмотрим |
пример расчета |
среднего |
времени на |
хождения на станции транзитных вагонов с переработ кой при следующих исходных данных. Объем перера
ботки составляет |
N=12 поезда |
в сутки, прибывающих |
||||
с |
коэффициентом |
вариации |
У в х |
= 0,9, |
время на |
обработ |
ку |
составов при |
прибытию |
^об = 0,25 |
ч, средняя |
величи |
на горочного интервала на расформирование одного со
става г г = 0 , 2 5 |
ч с коэффициентом вариации |
У г = 0 , 3 . По |
|||||||||||||||
езда формируются на Ки=\9 |
|
назначений |
с |
параметром |
|||||||||||||
накопления |
С = 1 1 . |
На |
вытяжках работает |
М = 3 |
локо |
||||||||||||
мотива, |
затрачивающие |
иа |
каждый |
состав |
в |
среднем |
|||||||||||
^оф = 0,5 |
ч |
с коэффициентом |
|
вариации |
Уф = 0,4 |
и |
на |
||||||||||
окончание |
формирования |
и |
выставку |
/уф = |
0,4 |
ч. |
Время |
||||||||||
на обработку |
составов |
|
по |
отправлению |
£О бР = |
0,5 |
ч, а |
||||||||||
средний |
интервал |
отправления |
/О = |
0,23 ч с |
коэффициен |
||||||||||||
том вариации |
Уо |
= |
0,7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Слагаемые |
первой |
скобки |
формулы |
(106) |
|
составят |
|||||||||||
общее время на выполнение операций |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
0,25+0,25+0,4+0,5 = 1,4 |
ч. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Средний |
простой |
под |
накоплением |
согласно |
|
формуле |
|||||||||||
(ПО): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
1 |
Ь |
1 |
9 |
_ |
|
2 |
|
9 |
|
|
Средний простой составов в ожидании |
расформирования |
||||||||||||||||
по формуле (107): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
с |
= |
72 . 0,25Ч0 . 9 2 - 5 + |
0.3*) |
|
= |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
48 —2-72-0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Средний |
простой |
|
в ожидании |
формирования |
по |
форму |
|||||||||||
ле (108): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
72-0,541 + |
0.4*)- = |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
48-3-2-72-0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
168
Средний простой в ожидании отправления по формуле (109):
о = 7 2 . 0 . 2 3 Ч 1 + 0 . 7 » ) = 0 да я 48 — 2-72-0,23
Итого суммарное время ожидания перед основными об служивающими устройствами составляет 0,93 ч.
Среднее время нахождения транзитных вагонов с переработкой на станции составит
; п е р = |
1,4 + 2,9 + 0,93 = 5,3 * . |
Приведенные выше |
зависимости увязывают показатели |
простоя вагонов на каждом элементе обработки с па раметрами устройств и объемом работы при заданной степени неравномерности в работе. На рис. 50 нанесе-
.ны результаты расчетов отдельных |
элементов простоя |
и общего времени нахождения на |
станции транзитных |
вагонов с переработкой для следующих исходных дан
ных: объем |
переработки |
менялся от |
60 |
до |
ПО составов |
||||
в сутки, ^ = 0 , 2 ч, |
V r = 0 , 3 , |
К в х = 0,9, |
М = 3 |
локомотива, |
|||||
Ар=0,4 |
ч, |
Уф = 0,4, |
/'ф = 0,3 |
ч, |
Ка=27 |
назначений, |
|||
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Рис. 50. |
Зависи |
|
|
|
|
|
|
|
|
мость |
элементов |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
простоя |
вагонов от |
|
|
|
|
|
|
|
|
объема переработ |
|
|
|
|
|
|
|
||
ки |
|
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
ПО 120 130 |
||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
N, составов |
|
169