Конспект лекций
«Технология и управление работойстанций и узлов».
Основы управленияэксплуатационной работой станции.
В Российской Федерациинасчитывается свыше 3700 станций. На них происходит непосредственноевзаимодействие с ж.д. транспортом населенных пунктов, промышленных предприятий,сельскохозяйственных структур, отправителей и получателей грузов, пассажиров.Около 70% времени оборота вагон находится на станциях. На станциях размещаютсяподразделения технического комплекса железных дорог: локомотивные и вагонные депо,предприятия электрообеспечения, дистанции пути, сигнализации и связи, вокзалы,сооружения и устройства для погрузки и выгрузки грузов. На станциях выполняютсямногочисленные технологические операции и процессы, связанные с организацией ивыполнением перевозок пассажиров и грузов, зарождением и погашением пассажиро-и грузопотоков.
В зависимости от своегоназначения и объема работы станции классифицируются на следующие виды.
К промежуточным относятся небольшие по размерампутевого развития станции, в том числе разъезды и обгонные пункты. На нихвыполняются операции по пропуску, скрещению, обгону поездов, маневры сосборными поездами. Объем операций по погрузке и выгрузке грузов, обслуживанию,посадке и высадке пассажиров на этих станциях по сравнению с крупными станциямисравнительно невелик.
Участковые станции ограничивают железнодорожный участокс двух сторон или с одной стороны, если с другой стороны его ограничиваетсортировочная станция. На участковых станциях осуществляется техническоеобслуживание вагонов транзитных поездов, смена локомотивных бригад. Еслиучастковая станция является границей тягового участка, то на ней сменяются илокомотивы транзитных грузовых поездов. Обычно участковые станции формируютсборные и участковые поезда. Путевое развитие этих станций включаетприемо-отправочные и сортировочные парки, имеются экипировочные устройства локомотивови ПТО.
Сортировочные станции предназначены для массовогорасформирования поездов и формирования из поступивших вагонов новых поездов.Естественно, на них осуществляется и техническое обслуживание транзитныхпоездов, погрузочно-выгрузочные операции и посадка-высадка пассажиров. Насортировочных станциях имеются парки путей для приема и отправления поездов, ихнакопления и формирования, горочные сортировочные устройства, локомотивное ивагонное депо.
Грузовые станции размещаются в крупных населенныхпунктах и в районах сосредоточения промышленных предприятий. На этих станцияхвыполняется значительный объем погрузки и выгрузки грузов либо на местах общегопользования (грузовые дворы), либо на промышленных предприятиях, которыесоединены со станциями подъездными путями.
Пассажирские станции предназначены для приема, обработки,отправления пассажирских поездов, обслуживания пассажиров, подготовки пассажирскихсоставов в рейс. Пассажирские станции разделяются на собственно пассажирские сперронными путями, вокзалами, багажными комплексами и пассажирские техническиестанции, предназначенные для технической обработки, переформирования,экипировки и подготовки пассажирских составов в рейс.
В зависимости от объемаработы все станции делятся по классам на внеклассные (самые крупные) и I-V классов.
Основные документы,регламентирующие работу станций.Работа станций в той или иной мере регламентируется документами,регламентирующими работу всего железнодорожного транспорта: ПТЭ, Транспортныйустав железных дорог, Инструкция по движению поездов, Инструкция посигнализации. Однако имеется целый ряд документов общефедерального характера,посвященных работе сугубо железнодорожных станций. Это Положение ожелезнодорожной станции, а также различные типовые технологические процессы. В типовых технологических процессах изложен порядок обработкипоездов и вагонов, приведены типовые нормативы времени на различные производственныеоперации. В виде книг, которые могут быть получены в библиотеках,имеются типовые технологические процессы работы следующих станций иподразделений: сортировочной станции; участковой станции; грузовой станции;станции по наливу и сливу нефтегрузов и промывочно-пропарочного предприятия поочистке и подготовке цистерн под перевозку грузов; вокзалов; механизированнойдистанции погрузочно-разгрузочных работ; предприятий промышленногожелезнодорожного транспорта; пункта коммерческого осмотра поездов и вагонов;товарных контор станций и расчетных товарных контор.Кроме того на каждой крупной станции (внеклассной и 1 класса)разрабатывается свой технологический процесс ее работы.На каждой станции независимо от ее величины имеетсятехническо-распорядительный акт (ТРА), являющийся своего рода паспортомстанции.В нем указываются технические данные и характеристикистанционных путей и устройств, регламентируются требования безопасности приприеме и отправлении поездов и при маневровой работе.
Технология выполненияопераций с поездами.Грузовые поезда, которые прибывают на станцию расформированияили на ней формируется, подвергаются ряду операций. Эти операции имеют цель:обеспечить безопасное следование подвижного состава; обеспечить сохранностьперевозимых грузов; ускорить продвижение подвижного состава и, в частности,сократить продолжительность нахождения его на станции.
Первое и второе изуказанных требований очевидны. Что касается третьего требования, то отметим,что эксплуатационные расходы железных дорог, то есть расходы, связанные сперевозками, пропорциональны затратам времени на перевозки. С уменьшением этихзатрат уменьшаются и эксплуатационные расходы, потребность в вагонах илокомотивах. Отметим также, что в условиях рыночной экономики железные дорогинесут материальную ответственность перед грузовладельцами за превышениеустановленных сроков доставки грузов. Суммы штрафов, выплачиваемых железнымидорогами грузовладельцам по этой причине, часто бывают значительными.
Таким образом, организуяпереработку вагонов на станции, надо стремиться к тому, чтобы продолжительностьопераций была как можно меньше, работники разных служб по возможностиодновременно выполняли свои операции (параллельность операций), и межоперационныепростои были минимальны).
Для ускорения выполненияопераций с поездом, прибывшим в расформирование, работники станции должныподготовиться к этому заблаговременно, еще до прибытия поезда. Станции получаютпредварительную информацию о вагонах поезда и прежде всего сведения о назначениигруза в каждом вагоне в виде телеграммы-натурного листа (ТНЛ). На основе ТНЛоператором станционного технологического центра СТЦ готовится предварительныйплан расформирования состава в виде сортировочного листа или размеченного ТНЛ.Сортировочный лист может быть получен с компьютера.
При составлении илипередаче ТНЛ бывают случаи ошибок. Поэтому в момент фактического прибытияпоезда на станцию во входной горловине работник СТЦ проверяет соответствие фактическихномеров вагонов данным ТНЛ и вносит соответствующие коррективы.
В процессе подготовкисостава к расформированию работники вагонного хозяйства оттормаживают вагоны,выпуская воздух из тормозной магистрали (производят отпуск тормозов). Выявляютсявагоны с неисправностями, которые подлежат устранению на пункте отцепочного ремонта.Неисправности, которые могут быть устранены за сравнительно короткое время (до15-20 мин), устраняются в процессе подготовки состава к отправлению.
Одновременно стехническим осмотром приемщики поездов или приемосдатчики осуществляюткоммерческий осмотр состава. Ниже представлен примерный технологический графикподготовки состава к расформированию.
№
п/п Операции До прибытия поезда После прибытия поезда Исполнители 0 5 10 15 20 1 Получение и разметка телеграммы-натурного листа. Оператор СТЦ 2 Составление или получение сортировочного листа. Оператор СТЦ 3 Извещение причастных работников о времени и пути прибытия поезда. ДСП 4 Контрольная проверка состава во входной горловине. Оператор СТЦ
10 />5 Проверка и штемпелевание перевозочных документов. Оператор СТЦ
/>/>
20 />6 Технический осмотр состава, отпуск тормозов. Работники ПТО
20 7 Коммерческий осмотр. Приемо-сдатчики
20 Общая продолжительность обработки
поезда
При подготовке состава красформированию наиболее трудоемкими являются операции технического осмотра,они и определяют общую продолжительность подготовки состава к расформированию.Норматив на эти операции устанавливают сейчас сами станции. Время натехнический осмотр состава равно:
/>, мин.
где /> мин, норма времени на 1вагон;
/> — число вагонов в составе;
/> — количество групп в бригаде ПТО.
Ниже представленпримерный технологический график подготовки состава своего формирования иотправлению.
№
п/п Операции До предъявления к осмотру После предъявления к осмотру Исполнители 0 10 20 30 40 50
/>1 Оформление натурного листа и подборка документов Оператор СТЦ
/>2 Контрольное списывание состава Оператор СТЦ
40
30
30 />3 Технический осмотр и безотцепочный ремонт вагонов Работники ПТО
/>4 Коммерческий осмотр состава и устранение неисправностей
Работники
ПКО
/>5 Вручение документов машинисту локомотива. Дежурный по парку или оператор СТЦ
/>6 Прицепка поездного локомотива, проба тормозов и отправление поезда. Локомотивная бригада работники ПТО /> Общая продолжительность
При подготовке состава котправлению наиболее трудоемкими также являются операции, выполняемыеработниками ПТО. Общая продолжительность их может быть определена поприведенной выше формуле, однако норма времени на один вагон /> мин, так как помимотехнического осмотра выполняется еще безотцепочный ремонт.
Чтобы сократить времяобработки состава как прибывшего в расформирование, так и отправленного,применяют многогрупповой осмотр.
При этом бригада ПТОможет комплектоваться из 2-х, 3-х или 4-х групп. Каждая группа обрабатываетсвою часть состава.
Выбор числа бригад ПТО впарке или на станции, если станция однопарковая, Б должен осуществляться исходяиз загрузки бригады />, которая должнанаходиться в пределах
/>
Загрузка бригадыопределяется по формуле
/>,
где /> - суточное числообрабатываемых поездов.
Таким образом числобригад в парке должно соответствовать условию
/>,
Для крупных станций могутбыть разные варианты числа групп в бригаде и числа бригад, удовлетворяющиеприведенным условиям. Установлено, что в парке приема сортировочной станциивагоно-ч простоя будут меньше при наличии одной бригады из нескольких групп посравнению с двумя отдельными бригадами с соответственно меньшим числом групп вкаждой.
Оптимальный вариант числагрупп в бригаде и числа бригад в парке определяется технико-экономическимирасчетами по минимуму суммарных эксплуатационных затрат.Процесс накопления вагонов на составпоезда
Существующая системаорганизации движения поездов на железных дорогах России предусматриваетформирование и отправление полносоставных или полновесных сквозных и участковыхпоездов.
Допускается отклонение отустановленной нормы состава не более одного вагона. В то же время сборные,вывозные и передаточные поезда, отправляемые по расписанию, не накапливаются дотребуемой величины состава, которая будет переменной.
Рассчитать среднийпростой вагонов под накоплением можно двумя способами.
1. С помощью построенногосуточного плана-графика работы станции. На нем отображен график накопления всехсоставов. На основе этого графика определяются вагоно-часы простоя поднакоплением путем суммирования произведений числа вагонов в каждый отрезоквремени между их поступлением на данный путь накопления на продолжительностьэтого отрезка. Затем эти вагоно-часы делятся на общее число вагонов внакопленных составах, т.е.
/>,
Этот способ требуетпостроения суточного плана-графика работы станции, что является достаточнокропотливым и трудоемким.
2. Рассмотрим другойспособ расчета среднего простоя вагона под накоплением.
Представим процесснакопления составов какого-то одного назначения на протяжении суток, т.е. 24 ч.Пусть за сутки накапливается 3 состава, а процесс накопления будет непрерывным.
Здесь по горизонталиотложены отрезки времени t1, t2, t3 и т.д. Время от момента поступленияпервых вагонов на состав до поступления последних вагонов (Т1, Т2,Т3) будем называть периодом накопления. По вертикали будемоткладывать число вагонов, находящихся в адрес данного назначения (m1, m2,… m). Вагоно-часы простоя под накоплением данного назначениябудут равны
/>
На графике произведение />представляет собой площадьпрямоугольника, а сумма всех площадей равна сумме площадей ступенчатых фигур.Как быстро можно найти площадь этих фигур? Для этого соединим прямой линиейначало и конец накопления каждого состава. Площадь каждой ступенчатой фигурыприближенно можно представить как площадь прямоугольного треугольника скатетами, равными />.
Тогда
/>
Сумма периодов накопленияравна суткам, т.е. 24 ч.
Следовательно
/>
Был рассмотреннепрерывный процесс накопления.
Однако, нередко бываеттак, что замыкающая группа вагонов включается в состав поезда без остатка, итогда возникают перерывы в процессе накопления. В этом случае сумма периодовнакопления будет меньше 24 ч, а вагоно-часы накопления меньше, чем 12 m, т.е. />,где с-называется параметром накопления. Параметр накопления исследован,для сортировочных станций он равен:
/>, ч.
где к – числоназначений плана формирования.
Обратим внимание на однуособенность: сколько бы составов данного назначения в сутки ни накапливалось,однако, вагоно-ч будут всегда равны сm.
Таким образом среднийпростой вагона под накоплением может быть рассчитан без построения суточногоплана-графика работы станции, и он равен
/>, ч
Таким образом сувеличением числа вагонов в составе и числа назначений простой под накоплениемувеличивается, а с увеличением суточного вагонопотока – уменьшается.
Один из способовсущественного сокращения простоя под накоплением – формирование групповыхпоездов, благодаря которым уменьшается число назначений плана формирования.Технология маневровой работыВ маневровой работе занято 20% общего парка локомотивов. Наманевры приходится 20-25% эксплуатационных расходов. Основной объем маневров настанциях связан с расформированием и формированием поездов, перестановкойсоставов из парка в парк и с пути на путь, подборкой вагонов в соответствии срасположением пунктов выгрузки и погрузки, подачей на эти пункты и уборкой,расстановкой вагонов у складов и сборкой после грузовых операций.
Сортировочные маневры навытяжных путях могут осуществляться несколькими способами.
1. Осаживание. При этом маневровый составперемещается с вытяжки на один из путей парка, и группа вагонов (отцеп)отделяется от состава только при его полной остановке. Этот способ маневровобеспечивает надежность и безопасность работы, строгую установку группы вагоновв необходимом месте пути. Однако маневры осаживанием дают небольшую производительностьпо сравнению с сортировкой толчками.
2. Изолированныетолчки. В этомслучае группа вагонов отцепляется от остального состава заблаговременно, составприводится в движение вагонами вперед, а затем тормозится. Отцепленная группавагонов следует на железнодорожный путь. Если на этом пути находятся другиевагоны, то отцеп должен подойти к ним с допустимой скоростью соударения (неболее 5 км/ч), поэтому в необходимых случаях составитель или его помощникподтормаживают движущийся отцеп тормозными башмаками, если на путях отсутствуютзамедлители.Маневрыизолированными толчками по сравнению с маневрами осаживанием позволяют сократитьвремя выполнения маневровой операции.
3. Серийные толчки.Суть метода заключается в следующем. Локомотив вытягивает маневровый состав навытяжной путь на расстояние 150-200 м от разделительной стрелки, после чегоотцепляется первый отцеп. Состав приводится в движение, после чего тормозится,но не до полной остановки, а до скорости примерно 4-5 км/ч.
В это время первый отцепуходит на путь назначения, а от состава отцепляется второй отцеп. Состав сноваразгоняется и тормозится до скорости 4-5 км/ч, после чего на путь назначенияуходит второй отцеп, и отцепляется третий отцеп. Так без оттягивания назадсортируется несколько отцепов. Если для разгона уже не остается места навытяжке, состав снова оттягивается назад, и процесс сортировки повторяется.
Сортировка серийнымитолчками по сравнению с изолированными ускоряется.
Маневры толчками невсегда можно применять. Нельзя сортировать толчками вагоны с опасными грузами идругие вагоны по специальному перечню, которые запрещено также спускать с горкибез локомотивов. Маневры толчками должны быть исключены там, где горловиныпутей имеют уклон в сторону вытяжного пути, то есть противоуклон, так как вэтом случае возможна остановка отцепа в горловине и обратное движение в сторонуманеврового состава.Основы нормирования маневровой работы
Нормирование маневровой работы, тоесть определение ее продолжительности, чаще всего осуществляется сиспользованием эмпирических формул, полученных в результате обработкихронометражных наблюдений методами математической статистики.
Общая продолжительностьманевров представляет сумму продолжительностей отдельных полурейсов. Подполурейсом понимают передвижение маневрового состава от остановки до следующейего остановки (при серийных толчках – от начала разгона до снижения скорости до4-5 км/ч). Продолжительность маневрового полурейса зависит от разных факторов,но в наибольшей степени от расстояния передвижения, скорости и количествавагонов в маневровом составе и определяется по формуле:
/>, мин
где /> - коэффициент, учитывающийвремя, необходимое для изменения скорости движения локомотива на 1 км/ч., приразгоне и при торможении, />=2,44 сек/км/ч;
/> - коэффициент, учитывающийдополнительное время на изменение скорости движения каждого вагона на 1 км/чпри разгоне и при торможе нии, />=0,1 сек/км/ч;
/> - число вагонов в составе;
/> - скорость маневрового состава, скоторой он движется после разгона
до начала торможения,км/ч;
/> - длина полурейса, м.
В качестве примераопределим время на перестановку состава из парка сортировки в парк отправленияпри их параллельном расположении.
Таблица
№
п/п Наименование полурейса
/>
ваг
/>
м
/>
км/ч
/>
мин 1 Вытягивание состава из сортировочного парка за стр. №82. 53 1055 30 4,06 2 Осаживание состава от стр.82 в парк отправления 53 1140 20 4,71 3 Полурейс локомотива из парка отправления за стр. 82. 390 40 1,40 4 Полурейс локомотива от стр. 82 в сортировочный парк. 300 40 1,26 Итого 11,43
К полученному временидолжно быть добавлено время на включение и отправление тормозов
/>, мин
где /> — количество вагонов,тормоза которых включаются (можно принять 5-10 вагонов).
Маневры с небольшимигруппами вагонов (до 10-15) при отсутствии крутых уклонов путей и при скоростяхне более 25 км/ч могут выполняться без включения тормозов вагонов.
Нормирование маневровых операций навытяжных путях
Продолжительностьрасформирования состава или группы вагонов на вытяжном пути определяется поформуле:
/>
где д — числоотцепов в расформируемом составе;
/> - количество вагонов в составе;
А, Б — нормативные коэффициенты,учитывающие затраты времени на заезд локомотива под состав, вытягивание его навытяжной путь и сортировку.
Значение коэффициентов Аи Б определяется из таблицы: Приведенный уклон пути следования отцепов по вытяжному пути и 100 м стрелочной зоны, ‰ Рейсами осаживания Толчками А Б А Б
Менее 1,5
1,5 — 4,0
более 4,0
0,81
-
-
0,40
-
-
0,73
0,41
0,34
0,34
0,32
0,30
При сортировке вагоновсерийными толчками дополнительно учитывается время на осаживание вагонов,которое определяется по формуле:
/>, мин
Технологическое время наокончание формирования одногруппного состава при накоплении вагонов на одномпути определяется по формуле:
/>,
где /> — технологическое время наподтягивание вагонов со стороны вытяжных путей, мин.
/>;
/> — технологическое время на выполнениеопераций, связанных с расстановкой вагонов
по ПТЭ. К этим операциямотносятся: ликвидация неподхода продольных осей авто-
сцепок более 100 млм,постановка вагонов прикрытия, постановка в состав охраня-
емых вагонов отдельнойгруппой, постановка порожних вагонов в последнюю треть
состава тяжеловесногопоезда.
/>;
В, Е – нормативныекоэффициенты, значения которых зависят от среднего числа расцепок вагонов вформируемом составе />.
Например, на вытяжныхпутях было сформировано 30 составов. В процессе их окончания формирования длявыполнения требований ПТЭ в составах произведено 12 расцепок. Тогда среднеечисло расцепок на 1 состав будет равно />=12/30=0,4.
Значения коэффициентов Ви Е приведены в таблице.
/>
В
Е
Ж
И
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
-
0,16
0,32
0,48
0,64
0,80
0,96
1,12
1,28
1,44
1,60
1,76
1,92
2,08
2,24
2,40
2,56
2,76
2,88
3,04
3,20
-
0,03
0,03
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
0,16
0,17
0,18
0,19
0,20
1,80
1,91
2,02
2,13
2,24
2,35
2,46
2,57
2,68
2,79
2,90
3,01
3,12
3,23
3,34
3,45
3,56
3,67
3,78
3,89
4,00
0,300
0,314
0,328
0,342
0,356
0,370
0,384
0,398
0,412
0,426
0,440
0,454
0,468
0,482
0,496
0,510
0,524
0,538
0,552
0,566
0,580
Технологическое время наокончание формирования двухгруппного или одногруппного состава с использованиемдвух путей для накопления вагонов (головная группа накапливается на одном пути,а хвостовая на другом) определяется по формуле
/>.
Время на расстановкувагонов по ПТЭ для группы вагонов, которая накапливалась на пути сборкисформированного состава, />определяетсяпо приведенной выше формуле, где вместо m надо представлять среднее число вагонов в этойгруппе, а В и Е определять, в зависимости от числа расцепок />, приходящегося на эту группу.
Время на расстановкувагонов по ПТЭ для части состава, переставляемой на путь сборки, определяетсяпо формуле
/>, мин
где /> - среднее число вагонов впереставляемой группе;
/> - нормативные коэффициенты, значениякоторых зависят от числа операций по расцепке вагонов />в переставляемой группе вагонов.
Технологическое время наформирование многогруппного состава, например, сборного поезда, или вагонов,подаваемых на пункты выгрузки, при накоплении вагонов на одном пути определяетсяпо формуле:
/>,
где /> — технологическое время насортировку вагонов; если она производится со стороны
вытяжки, то это времяопределяется по формуле />(приведенавыше).
/> - технологическое время на сборкугрупп вагонов с разных путей, определяется по формуле />.
где Р – количествопутей с которых переставляются вагоны, />;
/> — среднее количество групп вагонов вмногогруппном составе;
/> - количество вагонов, переставляемыхна путь сборки формируемого состава.
Выбор типа маневрового локомотива
Маневровые тепловозывыпускают нескольких типов, различающихся между собой прежде всего по мощности.Более мощный тепловоз, естественно, стоит дороже и сопряжен с большимирасходами на его эксплуатацию.
Какой локомотив требуетсядля данной станции: менее мощный или более мощный, зависит от величиннаибольшей массы маневрового состава />иприведенного уклона путей />(‰) в зоне маневров. В зависимости отзначений этих величин устанавливается минимально необходимая сила тяги F в кН
/>,
где Р – массалокомотива, т.
W – удельное сопротивление движениюсостава основное и дополнительное от стрелок и
кривых, Н/т;
Vр –скорость разгона, км/ч;
а – удельная сила тяги, необходимаядля сообщения ускорения маневровому составу до
разгона, Н/т.
/>, Н/т.
Минимально необходимаякасательная мощность маневрового локомотива, Nк кв определиться по формуле:
/>.
С учетом выражения для F эта мощность
/>,
где /> - отношение касательноймощности локомотива к номинальной по двигателю (для тепловозов />).
Маневровые локомотивыдолжны удовлетворять также условию трогания составов с места.
/>,
где /> — расчетное удельноесопротивление при трогании с места н/т в момент достижения скорости Vтр.
По полученным значениям /> по справочным даннымопределяются те тепловозы, параметры которых близки к этим значениям.
Станция как системамассового обслуживания.
Производственные процессы выполняемыена станциях и отдельных объектах станций с поездами и вагонами имеют характермассового обслуживания.
Простейшая схема функционированиясистемы массового обслуживания.
Параметры системы массовогообслуживания – величины, характеризующие эту систему. К числу параметровотносятся:
1. l — интенсивность входящего потока – это среднее числозаявок, поступающих в систему в единицу времени.
l= ¾¾,
Iсрвх
где Iсрвх – средний интервал, между заявками,поступающими на обслуживание.
2. m — интенсивность обслуживания, показывает, сколькозаявок может быть обслужено в единицу времени.
m = ¾¾,
t
где t– среднее время обслуживания.
Если одновременно функционирует неодно обслуживающее устройство, а два и более т.е. S(бригад ПТО, маневровых локомотивов и др.), то суммарнаяинтенсивность обслуживания будет
/>.
3. Загрузка системы есть отношениеинтенсивности входящего потока к интенсивности обслуживания.
/>.
Она всегда должна быть меньше единицы/>. Загрузку можно определятьне только по приведенной выше формуле, но и путем деления общего времени,необходимого для выполнения всех операций за сутки (или смену) к продолжительностисмены или суток.
Например, загрузка бригады ПТО припоступлении 50 поездов в сутки и при средней продолжительности техническогообслуживания одного поезда 20 мин.
/>.
4. Законраспределения входящего потока и коэффициент вариации интервалов между моментамипоступления заявок на обслуживание.
/>,
где />-среднее квадратическое отклонение интервалов между моментами поступления заявокна обслуживание.
/>,
где /> -частота отдельных значений интервалов.
Как известно, закон распределениялюбой переменной величины представляет собой соотношение между отдельнымизначениями этой величины и соответствующими им вероятностями (или частотами).
5. Законраспределения времени обслуживания и коэффициент вариации этого времени
/>,
где /> -среднее квадратическое отклонение времени обслуживания
/>.
К показателям системы массовогообслуживания относятся те величины, которые подсчитываются на основаниипараметров, например: средний простой в ожидании обслуживания, среднее числозаявок в ожидании обслуживания, частоты различных производственных ситуаций всистеме массового обслуживания (например частоты того, что времени ожиданияобслуживания будет меньше или больше заданного значения, что времени простояобслуживающего устройства будет больше или меньше какой-то величины и др.).
Методы нормирования межоперационныхпростоев вагонов.
На сортировочных станциях на долюмежоперационных простоев вагонов (за вычетом времени на производственныеоперации и накопления) приходится 40-50% (а нередко и более) от общего временипростоя транзитных вагонов с переработкой. В простое местных вагонов наразличных станциях на долго межоперационных простоев приходится 70% и более отобщего времени.
Существует 3 основных методанормирования межоперационных простоев.
1. С помощью суточного плана-графикаработы станций. При этом средний простой вагона в ожидании выполнения операцийнаходят делением определенных по плану-графику вагоно-ч ожидания выполненияпроизводственных операций на число вагонов.
/>.
Достоинством метода считается егопростота и то, что он широко распространен. Недостаток – низкая точностьрезультатов расчетов. Ошибка составляет порядка 30%. Это объясняется тем, чтосуточный план-график строится на основе средних значений отдельных величин, ане фактических значений с учетом их колебаний.
2. С помощью формул теории массовогообслуживания. Формулы выведены для условий, когда интервалы между моментамипоступления заявок на обсуждении распределены по закону Эрланча, а также когдапоток заявок на обслуживание подчинен биноминальному закону.
Для эрланговених входящих потоковсредний простой в ожидании обслуживания может быть рассчитан с помощью формулыПолячека-Хинчина
/>
Значения входящих в формулу элементовприводились ранее.
Эта же формула может бытьпреобразована к следующим видам
/>
Для условий сортировочных станцийпроф. Акулиничевым предложена формула.
/>
Удовлетворительные результаты расчетамежоперационных простоев по формулам теории массового обслуживания получаютсяпри загрузках не более 0,70-0,75, а при больших значениях простои оказываютсязавышенными по сравнению с фактическими значениями.
3. С помощью метода математическогомоделирования, в частности метода статистического имитационного моделирования свыполнением расчетов на ЭВМ. Достоинством метода является то, что он применимпри любых законах распределения интервалов между моментами поступления вагоновдля обслуживания, а результаты расчетов могут быть получены с любой заданнойточностью, например с допустимой в инженерных расчетах 5%-ой ошибкой. В то жевремя метод моделирования является достаточно трудоемким. Его применениеоправдано для комплексных расчетов сложных систем.
Пути сокращения межоперационных простоеввагонов на станциях
1. Повышение коэффициента сменностиработы объектов транспорта. Естественно, установление оптимальнойпродолжительности работы объекта, оптимального числа смен является задачейтехнико-экономической, предусматривающей расчеты и сравнение вариантов по суммезатрат.
2. Повышение роли графика движенияпоездов как плана эксплуатационной работы. В прошлом кое-где нередко смотрелина график движения поездов лишь как на нормативный документ для определениячисла поездных локомотивов и локомотивных бригад, а грузовые поездапропускались по диспетчерским расписаниям. Это повышало степень внутрисуточнойнеравномерности движения поездов и увеличивало межоперационные простоиподвижного состава.
3. Применение диспетчерским аппаратомдорог и МПС регулировочных мер, направленных на снижение степенинеравномерности входящего на станции потока поездов.
4. Прежде чем сформулироватьследующий путь сокращения межоперационных простоев вагонов на станцияхрассмотрим с помощью формулы Полячека-Хинчина зависимость простоя в ожиданииобслуживания от загрузки обслуживающего устройства. Аналогичные зависимостиполучены не только на основании формул теории массового обслуживания, но иметодом моделирования.
Как видно из графика, с увеличениемзагрузки обслуживающего устройства простой в ожидании сначала увеличиваетсянезначительно, а после загрузки 0,8-0,9 начинается резкое увеличение />.
Исходя из этой зависимости может бытьсформулирован следующий вывод.
Определяя потребное количествотехнических средств и штата профессий, зависящего от объема работы, необходимоисходить из их максимальной загрузки не более 0,8-0,9 (для основной работы).Естественно, в периоды отсутствия основной работы технические средства и штатмогут использовать для выполнения каких-то дополнительных операций. Напримерлокомотивы сортировочной станции, предназначенные для формирования поездов иперестановки их в парк отправления, при временном отсутствии этой работы могутиспользоваться для маневрового обслуживания пунктов погрузки и выгрузкивагонов.
5. Сокращение времени выполнениясамих производственных операций путем их механизации, автоматизации исовершенствования технологии. Из формулы Полячека-Хинчина видно, что сокращениевремени обслуживания заявки при прочих равных условиях тем самым сокращает изагрузку обслуживающего устройства и увеличивает разность />, которая входит взнаменатель. В итоге простой в ожидании обслуживания сократится намного большесокращения времени обслуживания.
Особенности нормирования горочныхманевров
Горки являются основным устройствомдля сортировки вагонов на сортировочных станциях. При последовательномрасположении парков приема и сортировки расформирование состава поездасопряжено с необходимостью выполнения следующих операций.
1. Заезд горочного локомотива ксоставу, подлежащему расформированию. Время на заезд может быть определеноделением расстояния заезда на среднюю скорость заезда. Расстояние определяетсядля исходного положения, когда горочный локомотив находится на горбу горки.Нередко во входной горловине парка приема будет иметь место враждебностьмаршрутов прибывающего поезда и горочного локомотива. Горочный локомотиввынужден будет простаивать в ожидании освобождения маршрута, и этот простойдолжен быть учтен, т.е. добавлен к времени заезда. Средняя продолжительностьпростоя горочного локомотива по враждебности может быть определена с помощьюэмпирических формул в зависимости от числа примыкающих к входной горловинепарка приема направлений:
одно />;(мин)
два /> (мин)
три /> (мин)
где /> -число прибывших за сутки поездов со стороны входной горловины парка приема.
2. Надвиг состава до горба горкитакже определяется делением расстояния надвига на среднюю скорость.
3. Роспуск состава, время которогоопределяется делением длины состава на среднюю скорость роспуска. Эта скоростьзависит от среднего числа вагонов в отцепе, чем оно больше, тем скорость выше.Для автоматизированной горки скорость роспуска увеличивается в 1,3 раза посравнению с механизированной. По условиям ручной расцепки вагонов скоростьроспуска не должна превышать 7,2 км/ч.
Нередко в составе могут быть вагоны,которые запрещено спускать с горки без локомотива (например с взрывчатымивеществами, цистерны со сжиженными газами, пассажирские вагоны, вагоны сгрузами высоких степеней негабаритности и т.д.). Продолжительность роспускатаких составов увеличивается по нормативам, содержащимся в «Методическихуказаниях по расчету норм времени на маневровые работы, выполняемые нажелезнодорожном транспорте», М.: МПС, 1998 г.
4. Осаживание вагонов со стороныгорки для ликвидации «окон» на путях сортировочного парка. В расчетах на одинсостав оно равно, мин.
/>
где />-число вагонов в составе.
Надо подчеркнуть, что по этой формулеполучается не реальная продолжительность, а часть этой продолжительности врасчете на 1 состав.
Например, за какой-то период временибыло распущено 10 составов. За тот же период времени горочные локомотивы осаживаниемзанимались всего 30 мин. Тогда /> мин.
5. Окончание формирования со стороныгорки. Обычно оно осуществляется со стороны вытяжек, но нередко горка тоже участвуетв этом процессе.
Например, после направления насортировочный путь какого-то отцепа выявился неподход осей автосцепок более 100мм, или потребовалось постановка вагонов прикрытия к вагонам со взрывчатымивеществами. Если связанные с этим маневры выполнять со стороны вятяжки, топотребуется маневрировать составом из нескольких десятков вагонов, а если состороны горки, то перестановка захватит лишь несколько вагонов, и этосущественно сократит время маневров. Среднее время в расчете на один состав будетравно, мин.
/>
где />-среднее число повторно сортируемых со стороны горки вагонов в расчете на одинсформированный состав.
Например, за сутки сформировано всего40 составов. Помогая вытяжкам в этом процессе на горке, дополнительнопереработано 80 вагонов. Тогда />вагона.
Одной из характеристик работы горкиявляется горочный технологический интервал. Он представляет собой минимальнонеобходимое время работы горки для роспуска одного состава. Если на горкеработает один локомотив, тогда горочный интервал равен
/>
Добавление локомотивов на горкусначала снижает горочный интервал, затем это снижение прекращается.
Горочный интервал при двух и болеелокомотивах может быть рассчитан двумя способами:
1. Строится технологический графикработы горки.
По нему определяется время цикла вработе горки от начала (или конца) одной операции по осаживанию и окончаниюформирования со стороны горки до начала (или конца) следующей такой жеоперации. Горочный интервал определяется делением времени цикла на числосоставов, распущенных с горки за это время.
Недостатком способа является то, чтоне учитывается замедление роспуска составов, имеющих вагоны, запрещенные кспуску с горки без локомотива. В результате значение горочного интервалаполучается заниженным. Этого недостатка лишен 2-ой способ.
2. С использованием эмпирическойформулы, полученной при моделировании работы горки
/>,
где />-коэффициент параллельности выполнения маневровых операций.
/>
где />-суммарная продолжительность технологических операций, которые можно выпол-
нить параллельно с роспуском. Придвух и более путях надвига и последовательном роспуске
/>
При параллельном роспуске
/>,
где />-доля составов, параллельный роспуск которых нецелесообразен, можно принять />=0,5;
/> — увеличение горочноготехнологического интервала, связанное с наличием вагонов,
запрещенных к роспуску с горки безлокомотива (зсг).
/>
/> - коэффициент, учитывающий влияниеотвлечения второго локомотива для расформирования состава с вагонами зсг.
/>;
/>-доля составов с вагонами зсг;
/>-увеличение времени роспуска состава из-за наличия вагонов зсг;
/> — увеличение интервала междуроспуском составов, связанное с выполнением маневров
с вагонами зсг.
/> — коэффициенты регрессии,определяемые по следующей таблице.
Число горочных
локомотивов Коэффициент регрессии
/>
/>
/>
/>
/>
/>
2
3
4
5
6
6,01
8,47
9,42
10,23
12,16
0,64
0,56
0,43
0,38
0,19
0,64
0,56
0,43
0,38
0,19
0,40
0,25
0,24
0,16
0,76
0,60
0,66
0,59
0,57
0,55
6,12
7,64
9,20
9,30
11,50
Перерабатывающая способностьсортировочных горок
Суточная перерабатывающая способностьгорки – это максимальное число вагонов, которое может быть переработано нагорке за сутки. Определяется по формуле
/>/>, (вагонов)
где />-коэффициент, учитывающий возможные перерывы в использовании горки из-за враждебныхпередвижений (для объединенного парка приема без петли />=0,95);
/> - время занятия горки в течениисуток выполнения постоянных операций (техническое обслуживание горочныхустройств, расформирование групп местных вагонов, вагонов с путей ремонта идр.);
/> — число вагонов в составе;
/>-число прошедших повторный роспуск местных вагонов и поступивших из ремонта за
время />;
/> — коэффициент, учитывающий отказытехнических устройств, потери из-за нерасцепов вагонов и др. (принимается от0,06 до 0,08);
/> — коэффициент, учитывающий повторнуюсортировку части вагонов из-за недостатка числа и длины сортировочных путей,устанавливается в зависимости от соотношения.
/>,
где />-общая емкость сортировочных путей (в вагонах), выделенных для накопления составовпо назначениям плана формирования;
/>-число назначений плана формирования.
/>
Коэффициент />в зависимости от />
/>
/>
/>
/>
/>
/>
менее 500
1000
более 1500
1,13
1,10
1,08
1,11
1,08
1,07
1,08
1,07
1,06
1,06
1,05
1,05
1,03
1,03
1,03
1,01
1,01
1,01
Пути повышенияперерабатывающей способности горок можно разделить на 2 группы: реконструктивныеи организационно-технические.
К реконструктивным относятся:
1. Увеличение путейспуска с одного до двух и путей надвига с одного до двух-трех.
2. Устройствообъездных соединительных путей в обход вершины горки между крайними пучкамисортировочного парка и предгорочный горловиной парка приема.
3. Секционированиенадвижных путей для попутного надвига составов из парка приема вслед друг задругом с минимальным интервалом.
4. Увеличениеколичества сортировочных путей.
5. Оборудованиегорок устройствами автоматизации перевода стрелок и торможения отцепов,устройствами автоматизированного задания скорости роспуска и использование режимароспуска составов с переменной скоростью в зависимости от длины и веса отцепови маршрутов следования их в сортировочном парке.
К организационно-техническим способамотносятся:
1. Увеличениеколичества горочных локомотивов.
2. Календарноепланирование погрузки в узле с целью укрупнения отцепов при сортировке.
3. Объединениекоротких составов перед роспуском.
4. Внедрениепараллельного роспуска составов.
Автоматизированные информационноуправляющие системы сортировочных станций
В настоящее время автоматизированныесистемы управления работой сортировочной станции (АСУСС) эксплуатируют на всехважнейших сортировочных станциях сети. Система включает обязательный переченьрешаемых задач, к которым относятся:
получение оперативно-справочнойинформации о поездах и вагонах;
автоматизация операций в станционныхтехнологических центрах;
реализация автоматизированной системытекущего планирования (АСТП);
автоматизация учета и станционнойотчетности.
АСУСС представляет оперативнымруководителям станции в удобном виде данные, необходимые для планированияработы и принятия решений. На основании этой информации определяют порядокиспользования технических средств и ресурсов станции, планируют очередностьстанционных операций, работы маневровых и выдачи поездных локомотивов. Все этодает возможность сократить на 6-7% время нахождения вагонов на станции.
Информация от АСУСС поступаетнепосредственно к пользователям либо в автоматизированные системы болеевысокого уровня (АСОУП).
В основу системы положенаинформационная модель, отражающая в реальном масштабе времени расположениевагонов на сортировочной станции и ее ближайших подходах. Модель включаетнеобходимые данные о каждом вагоне, перевозимом грузе и условиях перевозки.Входная информация поступает в АСУСС как из ИВЦ, так и из сообщений стерминальных устройств.
Все АСУСС обмениваются информацией сАСОУП своих дорог в автоматическом режиме. На важнейших сетевых направленияхосуществляется межмашинный автоматический обмен информацией между ИВЦ станций.
В прежние годы АСУСС функционировалана базе ЭВМ ЕС-1011. К ЭВМ подключались видеотерминалы и телетайпы, а такжепечатающие устройства. Дисплеями оборудовали рабочие места ДСЦ, ДСПГ,операторов СТЦ.
В настоящее время разработаны ивнедряются на сети принципиально отличные от существующей автоматизированныеинформационные системы для сортировочных станций, построенные по принципулокальной сети. Сюда относится комплексная система автоматизированных рабочихмест оперативного персонала сортировочной станции (КСАРМ), разработаннаяцентром информационных технологий на транспорте (ЦИТТранс). Система АСУСС набазе ПЭВМ разработана МП «Транссистемотехника».
На сети дорог внедряется такжесистема ДИСПАРК, которая реализует постоянное слежание за вагоном и имеетдостоверную пономерную вагонную модель. Поэтому принято решение о созданииавтоматизированной информационной системы для технических и сортировочныхстанций (АИСТ) как подсистемы АСОУП.
При внедрении АСУ достигаетсяследующее сокращение трудозатрат на операции на один отправленный вагон.Операция Сокращение времени, мин.
Разметка ТГНЛ;
Суммирование массы и длины вагонов по назначениям плана формирования;
Передача данных о местных вагонах в товарную контору;
Составление сортировочного листка;
Запись в натурные листы номеров вагонов и других сведений;
Подсчет массы и длины составов по мере их накопления;
Сверка натурного листа со списанными номерами вагонов;
Подсчет итоговой части натурного листа;
Передача ТГНЛ на отправленные поезда;
Заполнение форм отчетности;
Составление справки о тормозах (ПТО).
3,2
3,0
1,5
5,7
9,3
4,1
2,0
9,7
7,0
25,0
2,0
ИТОГО
72,5
Автоматизация сортировочного процессана горках
В процессе расформирвания составов нагорках необходимо осуществлять такие операции, как отцепка группы вагонов отсостава, перевод стрелок согласно маршруту их следования и приведение вдействие замедлителей для подтормаживания вагонов с целью создания необходжимыхинтервалов между отцепами и подхода отцепов к стоящим на путях вагонам соскоростью не более 5 км/ч.
В настоящее время еще не получилипромышленного внедрения устройства для автоматизированной расцепки вагонов. Этаоперация осуществляется горочным составлением вручную с помощью специальнойвилки. Другие операции сортировочного процесса механизируют и автоматизируютпутем внедрения различных систем. Из них современной системой является комплексгорочный микропроцессорный (КГМ РИИЖТ).
Информация о подлежащемрасформированию составе в КГМ РИИЖТ поступает непосредственно из АСУСС. Еще доначала роспуска осуществляется моделирование процесса сортировки вагонов споследующей корректировкой характеристик в процессе роспуска. Обеспечиваетсявысокая точность определения и реализации скоростей выхода отцепов из тормозныхпозиций.
Технические и программные средстваКГМ обеспечивают расчет переменной скорости роспуска, контроль расцепа,управление маршрутами и контроль хода роспуска, регулирование скоростейдвижения по всем тормозным позициям, контроль заполнения путей, автоматизациюкорректировок роспуска, обмен информацией с АСУСС и др.
В состав КГМ входит набормикропроцессорных блоков, распределенных по четырем подсистемам. Подсистема «Диспетчер»обеспечивает формирование и корректировку программы роспуска. На терминалы удежурного по горке и маневрового диспетчера выводится текущее состояниеспускной части горки (положение стрелок, состояние светофоров, замедлителей,накопление, разложение составов, отсутствие «проходов» и т.д.).
Кроме того на других экранахотображаются значения расчетной и фактической скорости роспуска и скатывания,весовой категории и маршрута отцепа, сообщения об отказах и сбоях.
Подсистема «скорость» осуществляет прогнозированиеходовых свойств отцепов и определяет ожидаемые скорости роспуска, входа ивыхода на всех тормозных позициях. Подсистема «маршрут» осуществляет контрольза очередностью расцепа, слежения за отцепами и определение маршрутов наспускной части, контроль маневровых передвижений. Информация об исполненных маршрутах,данные о сбоях, отклонениях и отказах передаются в подсистему «Диспетчер».
С напольным оборудованиемнепосредственно связана подсистема «Информация-управление. Она обеспечиваетсбор информации о ходе роспуска и управления стрелками и замедлителями. Здесьрешаются задачи контроля отрыва отцепов, счета фактического количества осей ивагонов, измерения фактической массы, контроля свободности и перевода стрелок,торможение отцепов до заданной скорости.
Отметим, что благодаряпротоколированию хода роспуска в случаях возникающих браков в работе, напримервызванных превышением скоростей соударения вагонов легко выявить причины этихбраков (допустила ли сбой система или вмешался горочный оператор-все этоавтоматически зафиксировано и может быть распечатано на бумажной ленте).
При автоматизации горки увеличиваетсясредняя скорость роспуска составов, и тем самым сокращается горочный интервал,сокращается простой составов в ожидании расформирования. Благодаря прицельномуторможению в 3-4 раза сокращается объем работы по осаживанию вагонов.Уменьшается также повреждение вагонов при роспуске.
Параллельный роспуск
Если на горке одновременнораспускаются два состава, то такой роспуск называют параллельным. Его применяютс целью резкого повышения перерабатывающей способности горки в периодысгущенного подхода поездов, когда перерабатывающая способность горки приобычном роспуске оказывается недостаточной.
Чтобы реализовать на горкепараллельный роспуск составов необходимо выполнение следующих условий:
1. Наличие двухпутей спуска и не менее двух путей надвига.
2. Специализацияпутей сортировочного парка четко на четную и нечетную половину.
3. Выделение в обеихполовинах парка специальных отсевных путей для направления на них, такназываемых перекрестных вагонов. Это объясняется тем, что в расформируемыхсоставах помимо транзитных с переработкой могут быть местные вагоны, вагоны,требующие ремонта, которые необходимо направить на другую половину парка сортировки.Кроме того поскольку сортировочные станции обычно располагаются в пунктахслияния трех и более железнодорожных линий, в составах прибывающих поездовмогут быть так называемые угловые вагоны, т.е. в четном поезде нечетные вагоны,а в нечетном-четные.
4. Наличие в составене более 20 % перекрестных вагонов. При большем количестве перекрестныхвагонов, которые приходится сортировать повторно, параллельный роспуск становитсянеэффективным.
5. Непосредственноеуправление роспуском (задание маршрутов и торможение отцепов) двумя человекамивместо одного.
6. Наличие на горкене менее трех локомотивов. Нетрудно проиллюстрировать, что применениепараллельного роспуска при двух локомотивах на горке, вызывая упомянутые вышедополнительные затраты, в то же время не увеличивает перерабатывающей способностигорки.
Естественно, в режиме параллельногороспуска могут распускаться четный и нечетный составы, поэтому параллельныйроспуск применим на односторонних сортировочных станциях.
Так как составы поездов на сортировочныестанции подходят неравномерно (то больше четных, то нечетных поездов), ипоскольку некоторые составы могут иметь больше 20% перекрестных вагонов,роспуск составов на горке может быть параллельным лишь частично. Например, настанции Орехово-Зуево коэффициент параллельности находится на уровне примерно0,5.
Особенности устройства и работы2-сторонних сортировочных станций
Там, где перерабатывающей способностиодносторонней станции оказывается недостаточно, может быть сооружена 2-стороняястанция. Она состоит из двух сортировочных систем (система включает паркприема, горку, сортировочный парк и парк отправления. Есть случаи использованияединого сортировочно-отправочного парка).
Особенности устройства 2-стороннихстанций определяют и особенности их технологии. Во первых, угловые вагоны вкаждой системе приходится при сортировке накапливать на отдельных путях, апотом передавать в другую систему для повторной сортировки по назначениям.Во-вторых, так как каждой системой управляет свой маневровый диспетчер, то длякоординации работы двух систем и управления работой станции в целом вводитсядолжность сменного станционного диспетчера.
Определение количества маневровыхлокомотивов
Количество маневровых локомотивов насортировочных, участковых и грузовых станциях должно рассчитываться путемсопоставления вариантов возможного числа локомотивов по сумме суточныхэксплуатационных расходов.
Суточные эксплуатационные расходы Есутдолжны включать два слагаемых: расходы, связанные с часами работы маневровыхлокомотивов (Еман) и расходы, связанные с простоями вагонов вожидании маневров (Еваг), т.е.
/>.
Рассмотрим вначале порядокопределения числа локомотивов на сортировочных станциях для расформирования иформирования поездов.
Варианты возможного числа локомотивовна горке и на вытяжках устанавливаются следующим образом.
В расчетах число локомотивов на горкедолжно варьироваться от минимально необходимого до того их количества, прикотором горочный технологический интервал перестает сокращаться.
Минимально необходимое числолокомотивов на горке находится из условия, чтобы загрузка горки />.
/>,
Где
/> — среднесуточное число расформируемыхпоездов;
/> — горочный технологический интервал,мин;
/>-коэффициент, учитывающий надежность технических устройств (0,08 для замедлителейКВ, 0,06 для замедлителей КНП-5 и ВЗПГ);
/> — коэффициент, учитывающий возможныеперерывы в использовании горки из-за враждебных передвижений (/>=0,95-0,97);
/> — занятие горки постояннымиоперациями (экипировка локомотивов, техническое обслуживание горочныхустройств, расформирование вагонов с пунктов выгрузки и ремонта, для среднихусловий 60 минут);
/>-относительные потери перерабатывающей способности горки из-за недостатка числа ивместимости сортировочных путей, в среднем />=0,05при наличии ПО.
Число локомотивов на вытяжках врасчетах должно варьироваться от минимального до того их числа:
1. Которое непревышает числа вытяжных путей формирования;
2. При которомзагрузка локомотива /> будет не ниже0,4.
Минимальное число локомотивов дляформирования поездов определяется из условия, чтобы />.
Загрузка локомотивов формированиянаходится по формуле
/>,
где />-средневзвешенное время окончания формирования состава;
/>-то же выставление в ПО;
/> — то же возвращение в ПС;
/> — коэффициент, учитывающий перерывы виспользовании вытяжных путей из-за враждебных передвижений, />=0,93 когда маршрутыперестановки с одних путей враждебны маршрутам с других путей, и />=0,95 когда не враждебны.
/>-суммарное время занятия вытяжных путей постоянными операциями, для среднихусловий />=90 мин.
Общее число рассматриваемыхвариантов, для которых рассчитываются суточные эксплуатационные расходы />, равно:
/>
где />-число вариантов локомотивов на горке;
/> — то же для формированных поездов.
Суточные эксплуатационные расходы,связанные с часами работы маневровых локомотивов определим из выражения:
/>,
где />-локомотиво-ч работы маневровых локомотивов, />;
/> — число локомотивов на горке;
/> — число локомотивов для формированияпоездов;
/> — эксплуатационные расходы,приходящиеся на 1 локомотиво-ч маневровой работы.
Суточные эксплуатационные расходы,связанные с межоперационными простоями вагонов, определяется из выражения:
/>,
где />-суточные вагоно-ч простоя вагонов в ожидании маневров;
/>
/> — среднесуточное числоперерабатываемых вагонов;
/> — средний простой вагона в ожиданиирасформирования, ч;
/> — то же в ожидании формирования, ч;
/> — эксплуатационные расходы,приходящиеся на 1 вагоно-ч простоя.
Значение />и/> в зависимости от загрузки /> и /> определяются по таблице
/>, /> 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90
/>, мин. 2 3 4 6 8 11 18 28 40
/>, мин. 8 10 12 14 16 22 30 44 57
В качестве оптимального вариантачисла локомотивов на горке и на вытяжках принимается тот, для которого суточныеэксплуатационные расходы минимальны или отличаются от минимальных менее чем на5%.
Рассмотрим порядок расчета количестваманевровых локомотивов для грузовых станций, а также для работы с местнымивагонами и для других местных нужд сортировочной станции, например для подач иуборок вагонов на пункт отцепочного ремонта, в вагонное депо.
Для этих условий число локомотивовдолжно быть таким, чтобы их загрузка />непревышала 0,85, но не была ниже 0,4. Этим условиям могут отвечать не один, адва и более вариантов числа маневровых локомотивов. Варианты сравниваются междусобой по сумме суточных эксплуатационных расходов аналогично расчетам поопределению оптимального числа локомотивов для расформирования и формированияпоездов. При этом /> определяется поформуле
/>,
где /> -число маневровых локомотивов для данного варианта;
/> -суточный объем маневровой работы, который должны выполнить эти локомотивы;
/> -коэффициент, учитывающий возможные перерывы в использовании локомотива
из-за враждебных передвижений (можнопринять равным 0,93);
/> -простой маневрового локомотива в связи с его экипировкой, сменой бригад и дру гимипостоянными операциями.
Величина среднего простоя местноговагона в ожидании подачи и уборки в зависимости от загрузки маневровоголокомотива определяется по следующей таблицеЗагрузка маневрового локомотива 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 Средний простой в ожидании маневров, мин 3 3 10 20 30 40 70 175 300
Если объем маневровой работы в ночныеи дневные смены резко различается, то и число маневровых локомотивов по сменамбудет различным.
Если при одном локомотиве загрузкаего будет ниже 0,4, то может предусматриваться выделение маневрового локомотивадля местной работы не на все сутки, а на часть суток.
На сортировочных станциях возможнатакже организация подачи и уборки местных вагонов локомотивами, занятыми нарасформировании и формировании поездов в свободное от основной работы время.
В этом случае проверяется расчетнаяих загрузка, которая не должна превышать 0,85.
Эксплуатационная надежность работыстанций
Прежде чем вести речь обэксплуатационной надежности работы станций определим понятие надежноститехнического средства.
Под надежностью понимают вероятность безотказнойработы технического средства в течение заданного периода времени. Этим периодомвремени может служить срок службы.
Если рассматривается работа станциипо приему и пропуску поездов, то под эксплуатационной надежностью понимаетсявероятность безотказного приема станцией поездов. При этом отказом будетзадержка в приеме поезда на станцию. Задержка может быть у входного сигнала,что крайне нежелательно, в том числе и по условиям безопасности движения. Задержкаможет быть и на впереди лежащей станции по ходу движения поезда. Решение отакой задержке принимает поездной диспетчер, если он видит, что поскладывающейся обстановке на станции прием поезда без задержки у входногосигнала маловероятен.
Виды или причины отказов в приемепоездов на станцию.
1. Отказы технических средств(например неисправность стрелочного перевода, обрыв контактной сети и др.);
2. Отказы в системе работы людей(сердечный приступ у дежурного по станции, появление должностного лица, связанногос движением поездов, на работе в нетрезвом состоянии, нарушение дисциплины ит.д.);
3. Технологическиеотказы.
Например, при одновременном подходепоездов из N и P при занятых 1 и 2 путяходновременный прием их невозможен, и один из поездов должен быть задержан;
4. Отказы, вызванные случаямипревышения часовой пропускной способности элемента транспортной системы (П)фактическим числом поездов, поступивших за тот же отрезок времени, т.е. когда N >П.
Эксплуатационная надежность станцииза какой-то период времени (месяц, квартал, год) может быть определена поформуле
/>,
где />-общее число поездов, принятых за рассматриваемый период;
/> — число задержанных поездов из общегоих числа.
Эксплуатационная надежность работыстанций, отдельных парков и горловин должна быть достаточно высокой (на уровне0,95-0,98).
Взаимодействие процессов на станциях
В этой теме будем рассматриватьусловия, при которых станции и их парки смогут работать с высоким уровнемэксплуатационной надежности.
Основное условие взаимодействия:интенсивность обслуживания составов в парках станции />должна быть вышеинтенсивности входящего потока />, т.е. />.
Но насколько она должна быть выше?Каков должен быть резерв пропускной или перерабатывающей способности отдельныхпарков станции? Часто однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя.Рассмотрим отдельные подсистемы сортировочной станции.
1. Примыкающие участки-паркприема-горка.
Здесь первая фаза обслуживания-работаПТО, а вторая-работа горки. Тогда /> - дляпервой фазы обслуживания; /> — длявторой фазы.
где />-суточное число поездов, прибывающих в расформирование;
/> -время на техосмотр одного поезда;
/>-число работающих в парке бригад.
Для системы парк приема-горка максимальнаязагрузка />и тем самым минимальнонеобходимый технологический резерв />могутбыть определены по графику
/>
/> />/> /> /> /> /> />
0,7 /> />
0,6
/>
0,4
0,3
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1,7 /> />
При построении графика по оси абсциссоткладывалось соотношение пропускной способности парка приема кперерабатывающей способности горки в составах />,а по оси ординат максимальная загрузка горки />ипарка приема />.
Как видно из графика, если />(т.е. />) например, когда путей вПП много, горку можно загружать с высоким уровнем, технологический резерв ееможет быть на уровне 10%, так как в период сгущенного подхода поездов все они впринципе могут быть приняты без задержек у входного сигнала.
Иная ситуация будет, если /> (т.е. />).
Здесь парк приема можно загружать доболее высокого уровня, в то же время технологический резерв горки д.б. напримерна уровне 0,30-0,40.
2. Система формирования.
Здесь интенсивность входящего потока />, а интенсивностьобслуживания
/>,
где />-суточное количество накопленных составов;
/> — число локомотивов, занятыхформированием поездов и перестановкой их в парк отправления;
/> — средняя продолжительностьсоответственно окончания формирования состава и перестановки его в паркотправления.
Резерв системы формирования долженбыть на уровне 10-15%.
3. Система отправления.
Здесь интенсивность входящего потока />, обслуживание двухфазовое.
Первая фаза-работа бригад ПТО,интенсивность обслуживания />,
где />-число отправленных из парка отправления поездов (своего формирования и транзитных;
/>-средняя продолжительность технического осмотра и безотцепочного ремонта одногосостава.
Вторая фаза-отправлениеподготовленных поездов. Здесь интенсивность обслуживания
/>,
где/>-средний интервал между нитками графика движения поездов, обеспеченных поезднымилокомотивами и бригадами.
Исходя из основного условиявзаимодействия
/>,
Отсюда />,т.е. ниток графика, обеспеченных локомотивами и бригадами, должно быть большепоездов. Практически надо прежде всего установить требуемый резерв поездныхлокомотивов, бригад и резерв парка отправления. Связь между величинами этихрезервов вида из графика./>
/>
/>
Проще говоря при нехватке путей впарках отправления надо вводить дополнительные локомотивы и бригады, а принехватке локомотивов укладывать дополнительные пункты.
Интенсивная технология местной работы
На грузовых и на других станциях, гдезначителен объем местной работы, погрузка и выгрузка вагонов обычноосуществляется на большом количестве объектов. При этом прибывающие подвыгрузку вагоны подвергаются многократной переработке. Их сортируют по районамгрузовой работы, затем по отдельным получателям или пунктам назначения, а потомпо фронтам выгрузки. Количество сортировочных путей при этом в несколько разменьше подбираемых групп вагонов, и это в свою очередь увеличивает кратность ихсортировки. В результате замедляется процесс переработки местных вагонов, апродолжительность нахождения их на станции увеличивается, достигая порой несколькихдесятков часов.
Существенно ускорить переработкуместных вагонов на станциях с большим количеством пунктов выгрузки и погрузкипозволит применение комплекса мер, объединяемых понятием-интенсивная технологияместной работы. Она включает следующие составляющие.
1. Диспетчерское руководствоманеврами с местными вагонами.
Известно, что диспетчерский методположен в основу управления работой каждой крупной станции. Но в данном случаеподразумевается повышение степени детализации диспетчерского руководстваприменительно к местным вагонам, возложение этих функций на специальновыделенное лицо. В отдельных случаях потребуется введение в штат диспетчера поместной работе, в других дополнительные функции могут быть возложены, например,на старшего приемосдатчика благодаря таким мерам составитель освобождается отзначительной части операций, непосредственно не связанных с руководствомпередвижениями маневрового локомотива (ознакомление с расположением вагонов напутях, планирование маневров, обмен информацией с грузовыми фронтами и др.)
В результате повышается производительностьманевровых локомотивов, что приводит к снижению коэффициента их загрузки и темсамым к снижению межоперационных простоев в ожидании подачи вагонов подгрузовые операции и их уборки.
2. Использование малых сортировочныхустройств (горки малой мощности, полугорки) для ускорения сортировки местныхвагонов по маневровым районам, по пунктам погрузки-выгрузки и по отдельнымскладам. Особого выполнения заслуживает предложенное ВНИИЖТом сортировочноеустройство в виде так называемой бестормозной полугорки, если числосортировочных путей не превышает 6-8. Ее высоту рассчитывают исходя из условия,чтобы скатывающийся отцеп с хорошими ходовыми качествами подходил к стоящим напути вагонам со скоростью соударения не более 5 км/ч. В этих условиях исключаетсятруд регулировщиков скорости движения вагонов, и отдает потребность в вагонныхзамедлителях.
3. Использование комбинаторногометода формирования многогруппных составов. Этот метод позволяет за минимальноечисло сортировок сформировать многогруппный состав в условиях, когда числогрупп вагонов значительно превышает число используемых для их подборки путей.Комбинаторный метод позволяет устранить трехкратную переработку местных вагоновперед подачей под грузовые операции (подборка по районам маневровой работы, пополучателям и по отдельным фронтам), заменив ее на разовую переработку. Этосокращает объем маневровой работы. Ниже представлен пример формированиямногогруппного состава комбинаторным методом из 15 групп на 4 путях.
№
пути Номер сортировки Перестановка 1-я 2-я 3-я 4-я 18 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9¸15)
/>/>19 (2, 4,6,8,9,11,13,15) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) 20 (3,7,10,14) (4,8,11,15)
/>21 (5,12) (6,13)
(7,14)
(8,15)
Использование комбинаторного методасокращает продолжительность формирования многогруппного состава, если числогрупп превышает число путей формирования в два или более раз. При меньшем ихсоотношении аналогичные результаты дает и традиционный способ: направление накаждый путь кроме одного при каждой сортировке (кроме последней сортировкивагонов) какой-то одной группы.
Схемы формирования многогруппныхсоставов комбинаторным методом, имеющиеся в литературных публикациях, следуетрассматривать как частные примеры. Применительно к конкретной станции должныразрабатываться свои схемы формирования, исключающие многократную сортировкунаиболее крупных групп вагонов (группы вагонов обычно не равновелики).
При составлении плана формированиямногогруппного состава комбинаторным методом необходим учет взаимногорасположения вагонов в накопленном составе. При этом группам вагонов должныприсваиваться условные номера исходя из того, что вагоны следующего номераназначения при сортировках не разъединяются и поэтому считаются принадлежащимиодной условной группе. Так как условных групп меньше, чем фактических, то вомногих случаях при формировании многогруппных составов повторных сортировокбудет меньше. Например, в накопленном составе фактические номера групп вагоноврасположены в таком порядке 13, 5, 4, 14, 1, 6, 14, 10, 7, 3, 9, 8, 1, 11, 12,4, 15, 8, 5, 2, 6. В этом же составе условные номера будут расположены в такомпорядке: 8, 4, 3, 8, 1, 4, 8, 7, 5, 2, 6, 5, 1, 7, 2, 8, 5, 3, 1, 4.
Здесь фактических номеров 15, аусловных лишь 8. При формировании многогруппного состава на 4-х путях приориентации на условные номера групп экономится одна сортировка.
4. Применение персональныхкомпьютеров, на базе которых создана система «Электронный составитель».
Она позволяет в конкретных условияхполучать оптимальный вариант формирования многогруппного состава, когдадостигается минимальное количество маневровых рейсов и переработок вагонов.
При этом учитывается фактическоерасположение групп, наличие свободных путей формирования или отрезков этихпутей, наличие вагонов, которое можно сортировать только осаживанием,поступление вагонов сверх вместимости грузовых фронтов.
Выходным документом, выдаваемымсистемой, является наряд (сортировочный листок), на формирование многогруппногосостава.
Основные показатели работы станций.
Работа станций оцениваетсяколичественными и качественными показателями. Количественные показателихарактеризуют объем выполняемой работы. К ним относятся:
число отправленных вагонов, сподразделением на транзитные без переработки, транзитные с переработкой иместные;
число сформированных поездов в целоми подразделением на категории (отправительских маршрутов, сборных и др.);
число принятых разборочных поездов итранзитных без переработки;
общий объем погрузки и выгрузки ввагонах и тоннах;
вагонооборот станции, равный суммеприбывших и убывших вагонов за сутки;
количество переработанных вагонов;
процент отправленных поездов порасписанию, учитывается отдельно для грузовых и пассажирских поездов;
рабочий парк вагонов, которыйпоказывает среднее за сутки наличие вагонов на станции и определяется поформуле
/>
где /> -среднесуточное поступление на станцию соответственно транзитных безпереработки, с переработкой и местных вагонов;
/> -средний простой вагонов соответственно транзитных без переработки, с переработкойи местных.
К качественным показателям работыстанции относятся.
Среднее время нахождения вагона настанции в ч, средний простой транзитного вагона без переработки, с переработкойи местного. Простой транзитного вагона с переработкой может определяться срасчленением на отдельные слагаемые: на путях прибытия, в процессерасформирования, под накоплением, в процессе формирования и на путяхотправления. Аналогично на отдельные слагаемые может быть расчленен и простойместного вагона. Нередко в производственных условиях простой местного вагонапредставляют в виде трех слагаемых:
1. от прибытия доокончания подачи под грузовые операции;
2. время подгрузовыми операциями, включая их ожидание;
3. от окончаниягрузовых операций до отправления.
Коэффициент сдвоенных операцийпоказывает, сколько грузовых операций приходится в среднем на один местный вагони находится по формуле
/>,
где />-количество погруженных и выгруженных вагонов за сутки;
/> — число прибывших с других станцийпорожних вагонов, используемых для погрузки.
Простой местного вагона,приходящийся в расчете на одну грузовую операцию (на практике называют:«простой под одной грузовой операцией») определяется по формуле
/>
Статическая нагрузка показывает,сколько т груза приходится в среднем на один вагон. Она определяется делением общегоколичества т грузов, погруженных на станции, на общее количество использованныхдля погрузки вагонов.
Средний коэффициент использованияманевровых локомотивов определяется из выражения
/>
где />-суммарное время работы за сутки всех маневровых локомотивов, мин;
М — количество маневровыхлокомотивов;
/>-время на экипировку и другое время, которое маневровый локомотив не находился враспоряжении станции.
Вместо среднего коэффициентаиспользования маневрового локомотива этот коэффициент подсчитывают для каждоголокомотива в отдельности.
Производительность маневровоголокомотива — это количество переработанных вагонов, приходящихся на одинлокомотив.
/>
Себестоимость каждого измерителя(один отправленный вагон транзитный с переработкой, без переработки и местный,одна тонна погруженного и выгруженного груза и др.) на станции находят делениемобщих расходов на объем работы за год или квартал.
Анализ работы станции
Анализ работы крупных станций долженпредусматривать:
сопоставление фактических показателейработы с заданными и с аналогичными за прошлый период;
причины отклонения выполненныхпоказателей от заданных;
мероприятия по устранению недостатковв работе, улучшению технологии и обеспечению устойчивой работы станции.
Для анализа работы станции служатграфики исполненной работы, заполнение различных форм учета и отчетности.
На станциях выполняют следующие видыанализа.
Сменный анализ проводит начальникстанции или его заместитель по окончании дежурства. При этом устанавливаетсявыполнение заданных показателей, причины срыва поездов по отправлению изадержек поездов на подходах, причины невыполнения планов по выгрузке ипогрузке вагонов, причины нарушения технологии и установленных нормативов.
Суточный анализ выполняетсяработниками производственно-технического отдела станции в целях выявленияпотерь в использовании элементов путевого развития и технического оснащениястанции.
результаты оперативного, то естьсменного и суточного анализа регулярно рассматриваются руководителями станции,отдела и службы перевозок для принятия мер по ликвидации затруднений инедостатков в работе предприятий различных служб, обеспечивающих работустанции.
Периодический анализ выполненияколичественных и качественных показателей, производительности труда,себестоимости переработки вагонов, состояния безопасности движения и охранытруда обобщает результаты оперативных анализов и служит основой для разработкиорганизационно-технических мероприятий.
Целевой анализ производится длявыработки организационных и технологических решений на основе углубленногоизучения отдельных вопросов работы станции (причины задержек поездов на подходах,качество информации о подходе поездов, причины замедления процессов погрузки ивыгрузки вагонов, нарушение сохранности перевозимых грузов, улучшениеиспользования пропускной и перерабатывающей способности и др.).
Кроме учетно-отчетных документов прицелевых анализах используют хронометражные наблюдения, моделирование работыстанции и ее элементов, технико-экономические расчеты.