Файл: Шабалин Н.Н. Оптимизация процесса переработки вагонов на станциях.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 0
Н. Н. ШАБАЛИН
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ВАГОНОВ
НА СТАНЦИЯХ
МОСКВА
« Т Р А Н С П О Р Т » 1973
|
'• ••'",л * . 1 3 |
УДК 656.212.3/.5 |
MllTAJbHOTOjAM, |
|
Л ?
/*S*<)S)X~' Оптимизация процесса переработки вагонов на стан- /гС/СЛУ циях. Ш а б а лии Н. Н. Изд-во «Транспорт», 1973, с.
184.
В книге изложены вопросы количественной взаи мосвязи между параметрами основных устройств сор тировочных станций и показателями технологии пере работки вагонов. Для решения основных задач при менены закономерности теории вероятностей и ее при кладного раздела — теории массового обслуживания, а также метода статистического моделирования. В ос нову расчетов положены .не просто средние значения взаимодействующих величин, а законы их распреде ления и их числовые характеристики.
Последовательно рассмотрены эксплуатационноэкономические требования к параметрам путевого раз вития станций и .маневровых устройств, при которых обеспечиваются наилучшие условия комплексного ис пользования постоянных устройств станций и подвиж ного состава. На основе зависимостей технологических показателей работы от мощности технического осна щения станций предложена методика расчета време ни нахождения на станции транзитных вагонов с пе реработкой, позволяющая не только нормировать, ана лизировать и корректировать норму простоя, но и це^ лесообразно намечать пути к сокращению простоя ва гонов.
Книга рассчитана на инженерно-технических и научных работников железных дорог, студентов тран спортных учебных заведений, а также работников орга низаций, связанных с проектированием транспортных устройств. Рис. 51, табл. 8, библ. 24.
Ш 049(01)-73 |
1 8 6 " 7 3 |
С ) Издательство «ТРАНСПОРТ» 1973 г.
П Р Е Д И С Л О В И Е
Перед железнодорожным транспортом стоят 'боль
шие задачи по |
удовлетворению растущих |
потребно |
стей народного |
хозяйства и населения в |
перевозках. |
Грузооборот железных дорог за текущее пятилетие воз растет примерно на 22%. Значительно повысится и гру зонапряженность линий. В результате увеличится и за
грузка технических |
станций, |
на |
которых |
ежегодный |
|||||
прирост переработки |
составит |
около |
60 тыс. вагонов в- |
||||||
сутки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Директивами |
X X I V съезда |
КПСС |
поставлена |
зада |
|||||
ча: «Увеличить |
перерабатывающую |
способность |
стан |
||||||
ций, узлов |
и подъездных путей предприятий. |
Повысить |
|||||||
удельный |
вес прогрессивных |
средств |
тяги |
в |
маневро |
вой работе железнодорожного транспорта до 80—82 про
центов». |
|
|
Увеличение перерабатывающей |
способности |
стан |
ций предопределяет и увеличение |
пропускной и |
провоз |
ной способности линий. Чтобы этого достичь, надо на линиях с интенсивным движением поездов ликвидиро вать потери пропускной способности, которые, как прави ло, имеют место из-за задержек поездов по неприему станциями. Одной из причин создавшихся затруднений является недостаточное внимание к развитию станций и узлов, занимающих примерно 35% основных производст венных фондов железных дорог, но получавших всего' 14—15% капиталовложений, выделявшихся на транс портное строительство. Несовершенны и расчеты по оп ределению потребных параметров устройств станций. Существующие методы расчетов путевого развития и
потребности маневровых устройств |
основываются на |
принципе желаемой равномерности |
в работе станций. |
|
я. |
При соблюдении ее станции действительно нормально •справлялись бы с переработкой вагонопотока. Однако в результате ряда причин желаемой равномерности не су ществует и устройства сортировочных станций загруже ны неравномерно, что и должно учитываться при расче тах мощности станций для заданного объема работы.
Основными |
причинами |
неравномерности |
загрузки |
|||||
•отдельных |
элементов станции являются неравномерность |
|||||||
прибытия |
поездов |
и вероятностный характер |
процесса |
|||||
накопления вагонов на составы. |
|
|
||||||
Для |
решения |
вопросов |
взаимодействия |
процессов |
||||
на станции в |
условиях |
неравномерности загрузки ос |
||||||
новных |
устройств |
автор |
книги |
применил |
закономер |
|||
ности теории вероятностей |
и ее |
прикладного |
раздела — |
теории массового обслуживания, а также методы ста
тистического моделирования. |
Это позволяет |
более точ |
но учесть реальные условия |
работы станций |
и обосно |
ванно подойти к определению потребных параметров устройств с учетом требований экономики.
Гл а в а 1
ОС Н О В Н Ы Е понятия
ТЕ О Р ИИ М А С С О В О Г О О Б С Л У Ж И В А Н И Я
ИСТАТИСТИЧЕСКОГО
МО Д Е Л И Р О В А Н И Я
1.ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Теория массового |
обслуживания, |
являясь частью |
||
теории |
вероятностей |
и |
используя |
ее закономерно |
сти, в последнее время |
приобретает |
самостоятельное |
||
значение |
в решении |
важных практических задач. Во |
многих областях деятельности возникают задачи коли чественной оценки процесса взаимодействия между по током требований и их обслуживанием. Задачи теории массового обслуживания заключаются в разработке математических методов для нахождения основных ха рактеристик процесса обслуживания и оценки показа телей эффективности функционирования обслуживаю щей системы. При этом применяется ряд обобщаю щих понятий, не связанных с конкретным физическим процессом, позволяющих получить общие для различ ных условий выводы. Так, под понятием «требование» подразумевается любой объект, требующий выполне ния каких-либо операцийПод понятием «обслужива ние» подразумеваются все операции или действия, ко торые 'Необходимо выполнить с поступившим требова нием-
Требования и виды обслуживания могут быть самыми разнообразными, например: прибывающие поезда надо обработать или расформировать, накапливающиеся со ставы надо сформировать, яри-шедшим в товарную кон тору клиентам надо оформить грузовые документы, прибывающим на вокзал пассажирам надо продать билеты, поступающие в ремонт вагоны надо отремонти ровать и т. д.
Обслуживающие системы могут быть |
однолинейные |
и многолинейные (или одноканальные и |
многоканаль |
ные) . |
|
5
При однолинейных системах требования могут по ступать только на один обслуживающий аппарат (или устройство), а при многолинейных системах требование может быть обслужено любым из нескольких обслужи вающих аппаратов, который в данный момент свободен.
Так, |
миоголинейной системой будет |
работа |
билетных |
касс |
вокзала при условии, если кассы |
могут |
продавать |
билеты на любой поезд. При этом пассажир будет брать билет в любой кассе, где нет очереди. Но если кассы спе циализированы по направления*!, то уже имеем несколь ко однолинейных систем обслуживания. Пассажир мо жет быть обслужен только в кассе его направления, хо тя кассы других направлений и будут свободны. Сорти ровочная горка на станции является однолинейной си стемой, ибо поезда могут быть расформированы только на одной горке. Если применяется параллельный рос пуск составов, то в этом случае будут две однолинейные системы — одна для поездов четного направления, а другая для поездов нечетного направления.
Системы массового обслуживания могут быть с отка зами (с потерями) и с ожиданием. В системах массового обслуживания с отказами требование, поступившее в период занятости обслуживающего устройства, получа ет отказ н теряется. Например, требование на телефон ные переговоры в период занятости АТС получает отказ, теряется для этой обслуживающей системы. В системах с ожиданием поступившее требование в период занято сти обслуживающего устройства будет ожидать, пока не освободится устройство для его обслуживания. Приме рами систем массового обслуживания с ожиданием яв ляются большинство транспортных процессов. Прибыв ший на станцию поезд будет ожидать, пока не освобо дится горка для его расформирования. Если в сортиро
вочном парке |
завершено |
накопление |
вагонов на |
состав, |
а маневровый |
локомотив |
занят, то |
состав будет |
ожи |
дать, пока не освободится локомотив для его подформирования и выставки в парк отправления.
Очереди требований в ожидании обслуживания могут •быть с приоритетом и без приоритета. Например, уско ренные поезда имеют приоритет в обработке перед гру зовыми поездами, самолеты, идущие на посадку, имеют приоритет в занятии взлетно-посадочной полосы перед самолетами, которые взлетают, и т. д.
6
Системы обслуживания могут быть однофазными и многофазными. В последнем случае обслуживание состо ит из ряда последовательных операций,(фаз). Однофаз ной является система продажи билетов на вокзале. Мно гофазным является процесс переработки вагонов на стан ции, состоящий из операций, последовательно выполня емых в парке прибытия, на горке, в сортировочном пар ке и на путях отправления. Многофазным является и процесс приема груза к перевозке, приобретение покупки в магазине, ремонта локомотивов, проезд на работу го родскими видами транспорта и т. д.
Элементами любой системы массового обслуживания являются: входящий поток требований, устройства об служивания (линии, каналы), очереди требований, ожи дающих обслуживания, выходящий поток обслуженных требований.
Сортировочные станции можно рассматривать как системы обслуживания с ожиданием, большинство из ко
торых являются однолинейными, хотя |
в ряде |
случаев |
имеется и несколько обслуживающих |
устройств. Это |
|
объясняется условиями специализации |
этих |
устройств |
для выполнения операций с требованиями определенного назначения, а также по условиям неполнодоступности. Так, для накопления вагонов в сортировочном парке имеется несколько сортировочных путей, но вагон мо жет следовать только на один специализированный путь для данного назначения. На вытяжных путях могут ра ботать несколько маневровых локомотивов, т. е. несколь ко обслуживающих устройств для лодформирования и выставки составов на пути отправления. Однако не сколько одновременно накопившихся составов на путях одной вытяжки, как правило, могут быть обслужены только одним локомотивом данной вытяжки, хотя локо мотив соседней вытяжки будет свободен, так как по ус ловиям враждебности маршрутов здесь имеет место неполнодоступная система. В отличие от этого несколько бригад для технического осмотра являются многолиней ной системой обслуживания, так как состав осматрива ется любой свободной бригадой без всякого ограниче ния.
Многофазный процесс переработки вагонов целесо образно разделить на несколько частей, с исследованием каждой из них как однофазной системы обслуживания.
7
Можно выделить три основные группы. Первой являет ся система «парк прибытия — горка», где входящим потоком требований является прибытие поездов в расфор мирование, а основным обслуживающим устройством — сортировочная горка. Перед горкой имеется накопитель требований в виде парка прибытия. Второй является си стема «сортировочный парк — вытяжки формирования». Входящим потоком требований здесь будут составы, на капливающиеся на сортировочных путях, а обслуживаю щими устройствами — локомотивы, которые должны осу ществлять подформирование составов и выставку их на пути отправления. Третья — это система «парк отправ ления — выходные участки». Поток требований выража ется в виде составов, поступающих для отправления, а об служивающие устройства — выходными участками, ко торые принимают поезда через определенные интерва лы, зависящие от пропускной способности для грузовых поездов. В процессе работы все три системы взаимно связаны. Так горка и локомотивы вытяжек тесно связа ны с операциями по формированию поездов, отправление поездов связано с накоплением вагонов, формированием и даже с прибытием поездов и задержка с отправлением поездов может привести к задержке приема поездов и локомотивов, необходимых для вывода составов со стан ции. Все это требует наличия определенной равнопроч- •ности мощности всех последовательных устройств стан ции и прилегающих участков и наличия определенного резерва ее для смягчения влияния неравномерности за грузок. При этом резерв на неравномерность на станции должен превышать резервы прилегающих участков. Это следует из того, что задержка перед станцией обходится значительно дороже, чем задержка с отправлением поез
да на участок. |
|
Для каждой из указанных выше систем можно, |
ис |
пользуя методы теории массового обслуживания, |
полу |
чить аналитические зависимости, устанавливающие |
вза |
имосвязь между параметрами устройств и технологиче
скими показателями |
процесса |
переработки — длиной |
очереди и временем |
нахождения |
в ней. На транспорте |
всякая задержка в очередях связана со значительными потерями. Сопоставление потерь, связанных с простоем подвижного состава в очередях, и затрат на созданиеопределенной мощности обслуживающих устройств по-
8