Файл: Тихонов, К. К. Выбор оптимальных параметров эксплуатации железных дорог.pdf

III.Некомплексное развитие единой транспортной сети:

нерациональные перевозки на железнодорожном транспорте (вмес­ то речного);

короткопробежнке перевозки (вместо автомобильного транспорта); перевозка нефтепродуктов в цистернах вместо трубопроводов; недостаточное развитие контейнерных перевозок. Ориентировочно ежегодные потери от первой группы факторов

достигают 545 млн. руб. и от второй — 785 млн. руб. Только от не­ правильно выбранных весовых норм и неоптимальной расстановки тяговых средств ежегодные потери составляют 50—60 млн. руб. в год. Устранение диспропорций в развитии железнодорожного тран­ спорта и единой транспортной сети может снизить по самым ориенти­ ровочным подсчетам годовые затраты на 1,2—1,5 млрд. руб. Значи­ тельные трудности в рациональном построении перевозочного про­ цесса вызывают диспропорции в развитии и техническом оснащении отдельных направлений, станций и грузовых пунктов:

соотношения наличной и потребной пропускной и провозной спо­ собностей направлений, особенно однопутных;

объема перевозок и потребного для его освоения количества по­ движного состава;

мощности тяговых средств и существующих длин станционных при- емо-отправочных путей;

уровней пропускной и провозной способностей сопряженных же­ лезнодорожных линий;

мощности вагонопотоков и перерабатывающей способности сорти­ ровочных станций;

объема, темпа грузовых операций и технического оснащения грузо­ вых пунктов и подъездных путей;

неравномерности перевозочного процесса и резервов для ее сгла­ живания;

ограничения возможного повышения скоростей по мощности тяги, состоянию верхнего строения пути, динамической прочности подвиж­ ного состава, мощности тормозов.

Эти диспропорции вызывают необходимость изыскивать особые способы и приемы их преодоления, так маневрировать резервами и са­ мим перевозочным процессом, чтобы при всех условиях потребность народного хозяйства в перевозках грузов и пассажиров была удовлет­ ворена.

Перевозочный процесс на транспорте — с момента поступления груза к отправлению до выдачи получателю в пункте назначения —

ленного управляемого процесса, физическое состояние которого не­ прерывно меняется, а решение заключается в максимизации исполь­ зования ресурсов и прежде всего провозной способности и минимиза­ ции перевозочных затрат. В этом смысле перевозочный процесс — большая система, состояние которой определяется множеством сложно связанных между собой факторов, нормативов, исходных данных,

7

производственным процессом, в группу задач особо сложных нелиней­ ных транспортных (на сети или полигоне), н а л о ж е н о большое коли­ чество постоянных и переменных (в последнем случае линейных и не­ линейных) ограничений.

Создать достаточно полную математико-экономическую модель пе­ ревозочного процесса и тем более глобально оптимизировать ее по всем независимым переменным на данном этапе невозможно из-за недоста­ точного исследования, если и изученных по существу, то во многих элементах еще математически не формализованных взаимосвязей от­ дельных явлений, составляющих систему, сложности выражения огра­ ничений даже на отдельных, условно изолированных разомкнутых и замкнутых полигонах, а не на всей сети железных дорог, и технической необозримости такой задачи во всех ее аспектах с достаточной дета­ лизацией.

Системный подход к проблеме требует прежде всего выявления па­ раметров состояния и управления системой или условно замкнутой под­ системой, изучения и формализации их внутренних структурных взаи­ мосвязей, функций, ограничений, критерия и сведения всех этих дан­ ных в математическую модель — развернутое выражение критериаль ­ ной функции или функционала . Эта методика исследования и положена в основу выбора оптимальных весовых норм и ходовых скоростей гру­ зовых поездов и оптимальной длины станционных приемо-отправочных путей и параметров тяговых средств в перспективе. В исследовании отдельных аспектов этой проблемы использованы к а к детерминиро­ ванные, так и стохастические, как дискретные, т а к и непрерывные зависимости.

2. Ц Е Л И И С П О С О Б Ы И С С Л Е Д О В А Н И Я

В задачах оптимизации развития производства, решаемых спосо­ бами исследования операций, различают группы целей: стратеги­ ческих, заключающихся в поиске общих путей решения проблемы, и тактических — в количественном определении параметров управления производством в тех или иных условиях .

Группа стратегических целей данного исследования — разработка принципов построения методики и модели расчетов, изучение и форма­

состояние элементов подсистемы, величин и нормативов, дающих возможность количественных решений, — имеет общее значение д л я

8

установление и формализацию взаимосвязи различных факторов, определяющих физическое и экономическое состояние системы или ее элементов;

методы и способы количественного решения условно независимых или групповых задач.

Все это, по существу, теоретические основы решения проблемы. Значимость и применимость их к конкретной действительности выхо­

в данной и смежных системах и подсистемах и имеют поэтому самостоя­ тельное значение.

Детализация стратегических целей [41, [ 5 ] , 140] сводится к необ­ ходимости аналитически и количественно определить зависимости величины критерия от параметров управления подсистемой или ее эле­ ментами и внутренние функциональные, а именно между:

техническими параметрами, определяющими физическое состояние исследуемой подсистемы перевозочного процесса, — весовыми нормами и средними д л я них весами поездов при заданном распределении поезд­ ных погонных нагрузок, ходовой и участковой скоростями движения при заданной мощности тяговых средств; технической характеристи­ кой линии и размерами движения; установившейся скоростью на рас­ четном подъеме и средней ходовой скоростью на всем участке; весом,

тратами на перевозки и весом, скоростью, размерами движения поездов, мощностью тяговых средств, техническим оснащением линии и др . ; экономическими показателями (нормативами) и различными пара­

уровня наивыгоднейшей ходовой скорости в динамичной системе расчетов при переменных значениях расчетной поездной погонной нагрузки, длины станционных приемо-отправочных путей и мощности тяговых средств;

наивыгоднейших расчетных поездных погонных нагрузок в стоха­ стической системе их распределения;

наивыгоднейшего сочетания весовых норм и ходовой скорости гру­ зовых поездов в перспективе при переменных значениях длины стан­ ционных приемо-отправочных путей и параметрах тяговых средств; наивыгоднейшего удлинения станционных приемо-отправочных

путей при заданных и переменных параметрах тяговых средств. Системный подход к решению многоцелевой задачи методами ис­

следования операций требует установить степень общности целей и возможности сведения их к единой цели, учитывая возможное протк-

9

воречие. Так, наилучшее использование мощности тяговых средств может привести к плохому использованию длины станционных прие­ мо-отправочных путей и, наоборот, повышение весовых норм при за­ данной мощности тяги снижает ходовую скорость, уменьшение вре­ мени нахождения поезда в движении увеличивает затрату энергии на тягу . Снижение эксплуатационных расходов на перевозки возможно, чаще всего, при увеличении капиталовложений (основных фондов), сокращение размеров движения при заданном грузопотоке требует увеличения мощности тяговых средств и простоя вагонов в пунктах формирования поездов (увеличения запасов в терминологии исследова­ ния операций) и др .

Локальные стратегии соответствуют практически каждой локальной цели, в ы р а ж а я с ь в конкретном способе ее достижения, т. е. в конкрет­ ном способе решения той или иной частной задачи. Общая цель иссле­ дования — выбор рациональных параметров эксплуатации железных дорог — требует т а к ж е предварительного определения:

параметров управления подсистемой или ее элементами (пере­ менных);

критериев эффективности локальных целей; критерия эффективности общей цели .

Основная стратегия общей цели — минимизация критерия через оптимизацию функции (модели) цели в различных условиях .

3. К Р И Т Е Р И И Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И

В многоцелевых задачах критериев эффективности может быть столько, сколько целей. В отдельных с л у ч а я х несколько целей могут быть определены одним критерием и, наоборот, одна цель — несколь­

ционалами и моделями в стратегических целях определяются прежде всего самими целями. Выбор рациональной в том или ином смысле

10