10.2. Обеспечение взаимодействия станционных процессов

Для нормальной работы сортировочной станции необходимо: со­гласование расписания прибытия на станцию разборочных поездов с технологией и темпами их обработки в парке прибытия и на гор­ке; взаимная увязка в работе сортировочной горки и вытяжных пу­тей формирования; взаимосвязь накопления вагонов в сортировоч­ном парке с формированием поездов; согласование сроков форми­рования составов, работы сортировочного и отправочного парков с графиком отправления поездов.

Для того чтобы найти взаимосвязи всех этих процессов, восполь­зуемся понятиями расчетного темпа и расчетного технологического интервала. Назовем технологическим интервалом время, затрачи­ваемое на выполнение той или иной операции, или интервал между двумя однородными событиями (например, прибытием или отправ­лением поездов). Темпом будем называть число операций, выпол­няемых в единицу времени (например, в 1 ч). Так, среднесуточный

1440

интервал прибытия поездов в расформирование равен /^== I

где N — число поездов. Очевидно, если горочный технологически*! интервал /^г (среднее время, затрачиваемое горкой на роспуск од­ного состава, и отнесенные к этому составу дополнительные опера­ции по окончанию формирования и осаживанию) равен 1^с_П^р_р, то гор­ка в принципе справится с заданным ей объемом работы. Однако темп прибытия поездов в отдельные периоды суток не соответст­вует среднему. В периоды сгущенного прибытия поездов в парке прибытия будет образовываться очередь поездов, ожидающих рас­формирования, причем эта очередь будет тем больше, чем ниже темп работы горки по расформированию составов. Если размер оче­реди превысит количество путей в парке прибытия, будет иметь место простой поездов на промежуточных станциях участка по не­приему их сортировочной станцией.

Воспользуемся понятием некоторого расчетного интервала (мень­шего, чем средний) и расчетного темпа (более высокого, чем средний). Тогда условие для обеспечения взаимодействия работы сортировочной горки с графиком прибытия поездов можно сформу­лировать так: темп расформирования поездов должен быть выше расчетного темпа прибьиия составов в переработку или равен ему.

Ш

Или другими словами, горочный технологический интервал должен быть меньше расчетного интервала прибытия поездов для расфор­мирования или равен ему

Расчетные зависимости для определения /^г приведены в главе 8.

Наибольшую трудность представляет правильный выбор расчет­ного интервала /^пр, который должен быть тем меньше среднего ин­тервала, чем больше неравномерность прибытия поездов в перера­ботку. Пользоваться в качестве расчетных минимальными фактиче­скими интервалами нельзя, так как в этом случае неизбежны боль­шие непроизводительные простои технических средств на станции. Типовой технологический процесс сортировочной станции рекомен­дует в качестве расчетного применять полусумму среднего и ми­нимального интервала прибытия поездов.

Величина /^г зависит от числа горочных локомотивов, путей над­вига и роспуска, ог приняюго варианта распределения работы — окончания формирования — между горкой и вытяжными путями, от способа осаживания ваюнов и т. д. При помощи технико-эконо­мических расчетов можно выбрать вариант организации работы юрки, который с наименьшими закатами позволяет выполнить ус­ловие (10.1).

Для безгорочной станции условие (10.1) можно выразить сле­дующей зависимостью:

^г - / л 0 9)

где Г_Рф —среднее время расформирования-формирования одного

поезда на безгорочной станции,

Л1_Рф — число одновременно работающих маневровых локомо­тивов.

Аналогично выражается и взаимодействие графика движения с технологией работы парка прибытия. В этом случае вместо /^г при­нимают величину Г_пр, определяющую полный цикл работы осмотр-щиков вагонов, операторов технической конторы и др.

Расчет н)ю величину Т_пр можно определить зависимостью

где 1_а — средняя продолжительность обработки одного состава по операции, которая ограничивает время подготовки состава к расформированию; Б — число одновременно работающих бригад, выполняющих

эту операцию (бригады ПТО, приемщики поездов). Т_пр можно уменьшить организацией работы (например, осмот­ром вагонов па ходу) и установлением более рациональных марш­рутов следования бригад, улучшением связи с технической конто­рой (радио), а в необходимых случаях увеличением числа бригад. 112

Рис 10 2 График взаи­мосвязи процессов на­копления и формирова­ния поездов

О 1 2 1 4 5 В 7 8 9 10 11 12ч

и

Важное значение имеет взаимная увязка в работе сортировоч­ной юрки и вытяжных путей формирования. Это достигается мак­симальным совмещением процессов расформирования и формиро­вания поездов, испотьзованием юрки в свободное от роспуска вре­мя для формирования поездов в помощь вытяжным путям и, нако­нец, увеличением числа средств формирования

Взаимосвязь накопления вагонов в сортировочном парке с рабо­той вытяжных путей формирования можег быть выражена следую­щим условием: темп формирования поездов должен быть выше среднего расчетного темпа накопления составов или равен ему. Среднее расчетное время накопления определяется путем обработ­ки наблюдений либо построением суточного плана-графика работы станций. Расчетный интервал накопления составов в сортировоч­ном парке принимается равным полусумме среднего и минимально­го интервалов. Порядок разработки суточного плана-графика ра­боты станции изложен в параграфе 10.5.,

Если на формирование одного состава (включая перестановку в парк отправления и возвращение локомотива) затрачивается в среднем время ^>, то условие взаимодействия процесса накопления и формирования поездов можно выразить формулой

Ч\

'ф

(10.5)

где /р — расчетный интервал накопления составов;

Мф — число локомотивов, используемых для формирования

составов

На рис. 10.2 показаны два условных случая накопления и фор­мирования составов назначений А и Б, формируемых на вытяжном пути. В первом случае (рис. 10 2,а) накопление составов заканчива­ется через каждые 2 ч, а формирование каждого состава (включая

113

перестановку в парк отправления и возвращение локомотива) зани-

/ (^р \

мает 1 ч ^ь= —— = 1 ч . Здесь к — число назначений. Следова- \ I

\ к I

тельно, один маневровый локомотив обеспечивает на вытяжном пу­ти своевременное формирование поездов обоих назначений.

Во втором случае (рис. 10.2,6) часть вагонов назначения б под­ходит к станции укрупненными группами, что сокращает время на­копления до 1 ч. Один маневровый локомотив и в этом случае спра­вится с формированием поездов, но некоторые составы будут про­стаивать в ожидании формирования, поскольку среднее время на­копления меньше времени формирования. Очевидно, во втором слу­чае следует в отдельные периоды суток выделять на формирование поездов второй локомотив или частично использовать горку.

Взаимодействие обработки составов в парке отправления с тем­пом их накопления выражается условием: темп обработки составов в парке отправления должен быть не меньше темпа обработки тех же составов локомотивами вытяжек, или, используя понятия рас­четных интервалов,

-1*-^-^-, (10.6)

м_ф Б

где (₀— средняя продолжительность осмотра и ремонта составов в

парке отправления;

Б — число одновременно работающих бригад ПТО. Взаимодействие темпа обработки поездов в парке отправления и темпа отправления поездов определяется следующим условием: темп обработки составов в парке отправления должен быть выше или равен расчетному темпу отправления поездов своего формиро' вания. Если анализом графиков исполненной работы станции или суточного плана-графика выявлено, что расчетный интервал от­правления поездов своего формирования равен /р_т, то условие вза­имодействия процессов накопления составов и отправления поездов можно выразить соотношением

^>/о^Р_т. (Ю.7)

Б

В качестве расчетного интервала отправления принимается по­лусумма среднего и минимального интервала отправления со стан­ции поездов своего формирования.

Рациональная увязка работы сортировочной станции и прилега­ющих к ней участков заключается также в согласовании подвода групп вагонов к этой станции, чтобы сократить простой вагонов под накоплением, и расписаний прибытия и отправления сборных и пе­редаточных поездов с участковыми, екзозными и маршрутными. На рис. 10.3 показано, что с вывозными поездами 3507, 3553 и 3589 а период с 0 ч 30 мин до 1 ч 30 мин (в течение 1 ч) прибывает на сор­тировочную станцию 45 вагонов назначением Б, которые обеспечи­вают формирование маршрутного поезда 1723, отправляемого в 3 ч 03 мин; на рис. 10.4 — расписание прибытия сборного поезда 114

Рис. 10.3. Согласование подвода групп вагонов к сортировочной станции

3443, с которым регулярно поступает группа вагонов на Б, согла­совано с отправлением участкового поезда 3255.

Рассмотренные нами расчеты взаимодействия являются прибли­женными, поскольку используемые в них величины интервалов лишь ориентировочно учитывают неравномерность в работе стан­ции. Успехи математики и прежде всего развитие практической от­расли теории вероятностей — теории массового ослуживания, а так­же статистическое моделирование работы станций на электронных цифровых вычислительных машинах позволяют уточнить эти рас­четы, используя экономические факторы.

Парки станции всегда имеют резерв емкости. Если в некоторый период очередь составов, ожидающих расформирования в парке прибытия, не превысит числа путей в нем (т. е. не будет простоев поездов на участке из-за неприема), а в очередной период поезда будут прибывать с интервалами, превышающими горочный техно­логический интервал, то несоответствие темпа прибытия и расфор­мирования составов скажется лишь на увеличении их простоя в парке прибытия. Очевидно, чем меньше горочный технологический интервал, тем меньше очереди и меньше общий простой вагонов.

Однако введение, например, дополнительного локомотива для уменьшения величины горочного технологического интервала /^г связано со значительными затратами. Может возникнуть вопрос: оправдаются ли затраты на содержание такого локомотива сокра­щением простоя вагонов?

Исследования показали, что распределение интервалов между прибывающими на станцию поездами подчиняется обычно вероят­ностному закону распределения Пуассона. Если учесть это и вос­пользоваться математическим аппаратом теории массового обслу­живания, можно установить, что средний простой составов на пу­тях прибытия определяется зависимостью

^ 1 | 1(^/^Г) (^// 1 ( '"^Г/ 1\(\ а\

т —/ _ -1 ^ —— МУ.О)

^ПР °^6Р+ 2Ь(1 -Х/^г)

где /обр — длительность обработки состава перед расформирова­нием, ч;

/^г —горочный технологический интервал, ч; К — число прибывающих за 1 ч поездов; т — число путей в парке прибытия;

р_г — коэффициент вариации горочного интервала, определяе­мый как частное от деления среднего квадратического отклонения величины фактически реализуемых гороч­ных интервалов па величину среднего интервала (гороч­ного технологического интервала).

Для заданного объема работы (который характеризуется сред­ней величиной X прибывающих в 1 ч поездов ) и разных величин

Рис. 10.4. Согласование расписаний учас1ков(лО и сборного поездов

/^г можно по формуле 10.8 (либо аналогичной ей) найти средний простой 1_пр, а затем и общее количество вагоно-часов простоя в пар­ке прибытия. Очевидно, при такой постановке задачи переход к каждому новому варианту организации работы горки экономичес­ки целесообразен, если дополнительные затраты окупаются сокра­щением простоя вагонов.

Зависимости, аналогичные формуле (10.8), получены и для дру­гих взаимодействующих станционных процессов, что позволяет рас­сматривать, например, целесообразность ввода дополнительных ло­комотивов для работы на вытяжных путях формирования. Однако изолированное рассмотрение взаимодействия элементов станцион­ной технологии не будет точным. Так, сокращение простоев в пар­ке прибытия при уменьшении величины /^г одновременно ведет к ус­корению окончания накопления составов в сортировочном парке; появляется возможность в периоды большой загрузки локомотивов вытяжных путей передавать на горку дополнительную работу — формирование составов и др. Правильнее рассматривать таким спо­собом весь сортировочный комплекс, сопоставляя общие дополни­тельные затраты с сокращением простоя вагонов на станции в воз­можных вариантах. Так как число таких вариантов может быть очень большим, расчеты целесообразно выполнять на ЭВМ.

Есть еще один эффективный путь решения этой задачи, который находит все большее практическое применение. Зная вероятност­ные закономерности распределения анализируемых величин (при­бытие поездов в расформирование, распределение вагонов в них по назначениям, время расформирования и окончания формирования составов, наличие локомотивов и бригад для отправляемых поез­дов и т. д.), на электронной вычислительной машине можно смоде­лировать («проиграть») возможные варианты организации работы в зависимости от технического оснащения за длительный период, одновременно подсчитывая средние величины реализуемых эксплуа­тационных показателей и прежде всего простоя вагонов.

ЭВМ по программе организует ускоренную реализацию анали­зируемых технологических процессов при задаваемых вариантах технического оснащения на программной математической модели. Анализ выдаваемых ЭВМ результатов позволяет принять экономи­чески обоснованные решения. Такой метод анализа получил назва­ние метода статистических испытаний, или метода Монте-Карло.