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

1. Весовые нормы, ходовые скорости, длины станционных путей и

увеличения провозной способности (мощности) железных дорог, выб­ рать оптимальные параметры в перспективе (весовые нормы, ходовые скорости, мощность локомотива, степень удлинения станционных пу­ тей) можно только анализом перевозочного процесса в динамичной системе — за определенный период времени с учетом роста объема перевозок, правильной и достаточно полной этапности наращивания мощности линии и эффективности рассредоточения во времени всех связанных с этим затрат.

3. На заданном направлении экономика перевозочного процесса определяется соответствующими тому или иному варианту удлинения станционных путей весовыми нормами и соответствующими им сред­ ними весами поездов. Весовая норма и средний при ней вес поездов сложно связаны между собой стохастической зависимостью, определяе­ мой характерным для каждого реального направления непрерывным законом или дискретным эмпирическим распределением поездных погонных нагрузок [28]. Параметры распределения поездных погон­ ных нагрузок могут быть приняты как средние постоянные для дан­ ного перспективного периода, так и с определенной динамикой изме­ нения во времени. Весовая норма определяет при заданной ходовой

таким образом, к поиску не вообще оптимального веса поезда, а оп­ тимальной расчетной весовой нормы. В основе этого лежат [283, [29] положения о функциональной зависимости среднего веса поезда от весовой нормы при заданном распределении поездных погонных нагрузок .

4. Величина исходного грузопотока (криволинейная зависимость темпов роста грузопотока от времени), показатели распределения поезд­ ных погонных нагрузок (состав грузопотока), степень использования грузоподъемности подвижного состава, тип профиля пути в разных направлениях движения (туда и обратно) в принципе разные .

5. Оптимальные весовые нормы и длины станционных приемоотправочных путей могут быть найдены как при переменных парамет­ рах тяги (в функции расчетных весовой нормы и ходовой скорости поезда), т а к и при заданных параметрах существующих или перспек­ тивных локомотивов. Во всех этих случаях, д а ж е при одном и том ж е характере распределения поездных погонных нагрузок, оптимальные расчетные погонные нагрузки (произведение которых с оптимальной длиной станционных приемо-отправочных путей образует оптимальные весовые нормы) могут быть разными и определены расчетами на стадии подготовки исходных данных [28].

6. Оптимальная длина станционных приемо-отправочных путей в обоих направлениях принимается для однопутных линий одинаковой,

.30

а оптимальные весовые нормы разными. Ходовая скорость — незави­

для всего расчетного грузопотока или любой части его) на стыках рас­ сматриваемой линии с варьируемой длиной станционных приемоотправочных путей и примыкающими линиями с постоянной длиной станционных приемо-отправочных путей.

локомотивов и заданной на уровне оптимальной, одинаковой для обоих направлений движения ходовой скорости основа расчетов мощности тяговых средств — разное для разных видов тяги и типов профилей, пути соотношение между средней на всем участке или направлении для поезда расчетного веса ходовой скоростью и установившейся ско­ ростью на расчетном подъеме [33, [23].

При заданных параметрах локомотивов ходовую скорость и меха­

типов профилей пути, особо найденные для данной и широкого круга других технико-экономических задач, связанных с выбором условий и параметров оптимальной эксплуатации железных дорог в текущий период и в перспективе [3]. Общие логические основы методики сводят­ ся к разработке функционала и математико-экономической модели с последующей минимизацией по управляющим ее состоянием пере­ менным.

Определяющие функционал затраты включают текущие пере­ возочные расходы на освоение возрастающего объема перевозок с уче­ том стоимости подвижного состава и груза по нормативному сроку оку­

Переменная величина удлинения станционных путей пробегает все значения от нуля до принятого максимума. Последний определяет срок суммирования затрат, одинаковый для любого удлинения стан­ ционных путей в рассматриваемых пределах. Принята жесткая этапность усиления мощности линии, первое мероприятие которой — удлинение станционных приемо-отправочных путей. Рассмотрение последующих мероприятий этапного усиления мощности линии необ­ ходимо лишь методически, чтобы учесть эффективность возможного отдаления затрат на их осуществление разным удлинением станцион­

3L

составляет 72% общей протяженности сети дорог. В задаче принята исходная четырехэтапная схема развития однопутной линии:

исходный период — эксплуатация при заданном техническом осна­

автоблокировка с частично пакетным графиком и коэффициентом

кировкой и на ней применяется частично пакетный график, то четы­

частично пакетный график) отлично от четырехэтапной схемы (обыч­ ный парный график). Последовательность мероприятий жесткая: удлинение станционных путей всегда выгоднее осуществить до устрой­ ства двухпутных вставок. Исходя из целенаправленности проблемы целесообразность предварительного осуществления до удлинения станционных путей каких-либо других мероприятий по усилению мощности линии не рассматривается, так как может быть лишь част­ ным случаем в конкретных условиях и входит в класс задач общей оптимизации этапных мер усиления провозной способности железно­ дорожных линий .

Сложность задачи обусловливается еще и тем, что по экономическим соображениям удлиненные станционные пути, автоблокировка с час­ тично пакетными графиками, двухпутные вставки в общей системе этапного усиления мощности линии могут быть введены в действие и раньше технически необходимого срока. Сроки осуществления этих мероприятий имеют свой локальный оптимум, соответствующий каж ­ дому переменному значению удлинения станционных путей. Этот оптимум определяется увеличением приведенных затрат от капитало­ вложений в удлинение станционных путей, введения автоблокировки, сооружения двухпутных вставок, приближением их к исходному пе­ риоду — с одной стороны, и уменьшением в то ж е время текущих при­ веденных перевозочных расходов в связи с сокращением количества скрещений поездов при более раннем осуществлении указанных выше мероприятий. Необходимо иметь в виду, что сроки осуществления ме­ роприятий могут изменяться от н у л я до технически необходимых, неза­ висимы один от другого, и минимум анализируемых затрат или вели­ чина критерия системы определяется не каждым из этих сроков в от­ дельности, а их сочетанием. Пределы возможного изменения сроков зависят от дискретной величины удлинения станционных путей и других основных переменных параметров состояния системы.

32

Т ак им образом, приведенные суммарные затраты на осуществление

но и сроков осуществления мероприятий по усилению провозной способности линии. Иными словами, значения основных переменных определяют еще не количественное значение функции, а лишь новую функцию, которая в свою очередь зависит от ряда других переменных, изменяющихся непрерывно. Пределы их изменения, однако, также функции основных параметров управления состоянием системы. От­ сюда следует, что в общем виде приведенные перевозочные затраты выражаются сложной функцией, которую можно оптимизировать на каждом шаге расчета по каждому из основных и дополнительных па­ раметров управления (независимых переменных), изменяющихся в оп­

физическое состояние системы, входят коэффициент пакетного графика при автоблокировке и степень двухпутности линии, определяемая числом двухпутных вставок (длина их в определенной степени пропор­

в функции степени двухпутности линии при вставках определен варь­ ированием расстояния между осями двухпутных вставок.

Приближение технически необходимого срока полного завершения перевода линии в двухпутную к исходному периоду в принятой системе практически всегда невыгодно, так как это связано с большими эко­ номическими потерями. Затраты обычно весьма крупные, а экономика эксплуатации однопутных линий с двухпутными вставками и безоста­ новочными скрещениями теоретически отличается от полностью

ной схемы определяются сравнением наличной и потребной пропускной способности линии в обе стороны движения, а не провозной способно­ сти и только в груженом направлении. Это не одно и то же: направле­ ние с максимумом потребной пропускной способности может и не сов­ падать с направлением наибольшего грузопотока:

функция стоимости удлинения станционных путей от этого удлине­ ния не только прямолинейна, к а к принято, а в более общем, соответ­ ствующем реальным условиям случае криволинейна;

характер распределения поездных погонных нагрузок таков, что часть поездов и в перспективе будет полносоставными, а другая полно­ весными (не полностью использующими длину станционных путей).

В качестве исходной может быть принята в расчетах любая длина путей или любой существующий ее стандарт: 720, 850, 1050 м.