Регулирование подвода транзитных и разборочных грузовых поездов к техническим станциям

Полный текст

В последние годы рост вагонопотоков в морские порты Северо-Западного региона привел к значительному увеличению загрузки участков, технических и припортовых станций Октябрьской железной дороги, что объективно является причиной многих задержек в продвижении поездов и увеличения простоя вагонов.

За годы существования диспетчерской системы управления на железнодорожном транспорте разработано большое количество различных регулировочных приемов [1].

В многолетней практике диспетчерского регулирования оперативно применялись различные методы и приемы для повышения эффективности работы сортировочных станций [2–4].

В ходе исследований организации и информационных технологий работы станции Санкт-Петербург Сортировочный Московский созданы специальные методики и комплексы аналитических выражений, с помощью которых выполнены расчеты для определения эксплуатационной и экономической целесообразности и эффективности применения целого ряда приемов и методов оперативного диспетчерского регулирования.

В данной статье рассматривается прием «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к сортировочной станции с учетом положения в ее парках».

Краткие сведения о станции Санкт-Петербург Сортировочный Московский

Станция Санкт-Петербург Сортировочный Московский является основной, внеклассной сортировочной станцией Санкт-Петербургского железнодорожного узла, представляет собой двустороннюю станцию с последовательным расположением парков прибытия, сортировочной горки, сортировочного парка и парка отправления в каждой системе.

Сортировочные системы расположены параллельно друг другу (рис. 1). Нечетная система работает с вагонопотоками, поступающими со станций Санкт-Петербургского узла, со стороны Выборга и Кузнечного, а также с железных дорог Финляндии, Эстонии, Латвии, Литвы и Беларуси. Четная система работает с вагонопотоком, поступающим со стороны Мги (Сонково, Будогощь, Кириши, Волховстрой, Петрозаводск, Бабаево) и Москвы (Бологое, Малая Вишера, Чудово, Новгород, Колпино).

 

Рис. 1. Схема станции Санкт-Петербург Сортировочный Московский

 

Регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к сортировочной станции с учетом положения в ее парках

Для организации ритмичной работы диспетчерские смены станций во взаимодействии с ДЦУП организуют рациональное чередование подвода транзитных и разборочных поездов к станции в соответствии с ритмом работы сортировочных устройств и приемоотправочных парков. Благодаря этому повышается уровень беспрепятственного приема поездов станцией [5–7].

Чтобы установить эффективность данного регулировочного воздействия в условиях станции Санкт-Петербург Сортировочный Московский, проведены эксперименты с использованием имитационного моделирования при различном процентном соотношении транзитных поездов и поездов в переработку, прибывающих на станцию в течение расчетных суток.

Для оценки эффективности приема диспетчерского регулирования исследованы и созданы информационные технологии реализации, графическая формализация и алгоритмы для ввода в имитационную модель регулировочного приема.

Имитационное моделирование выполнено за год (365 суток), с выводом сопоставимых графиков занятия основных элементов транспортной системы за каждые сутки с применением исследуемого регулировочного приема и без его использования.

Схематически прием «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к сортировочной станции с учетом положения в ее парках» показан на рис. 2.

 

Рис. 2. Схематическое изображение приема «Регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к технической станции с учетом положения в ее парках»

 

На фрагменте графика движения поездов со станции А в сторону сортировочной станции С друг за другом с межпоездным интервалом (в расчетах принят равным 10 мин) следуют два транзитных поезда (Тр.) и один в переработку (Пер.). Чтобы к станции С поезда прибыли чередуясь, второй транзитный поезд ставят под обгон поездом в переработку.

При имитационном моделировании учитывается неравномерность поступления поездов с линии, для чего используются методы теории вероятностей.

Формализованное представление реализации в имитационной модели диспетчерского регулировочного воздействия дано на рис. 3.

 

Рис. 3. Формализованное представление реализации в имитационной модели регулировочного приема «Регулирование (чередование) приема на сортировочную станцию транзитных и перерабатываемых поездов»

 

На рис. 3 все воздействия и отклики представлены в виде векторов: N(k) (n(k)i) – входящий поток грузовых поездов, состоящий из k категорий (транзитные поезда и поезда в переработку), который характеризуется неравномерностью внутри года, месяца, недели и суток; T(ti) – продолжительность операций, производимых с входным потоком поездов; R(ri) – ресурсы станции; Y(yi) – отклики модели; A(ai) – случайный компонент в технологии работы станции; U(ui) – управляющее воздействие.

Имитационное моделирование станционных процессов дает возможность сравнить величины межоперационных простоев по вариантам: с применением регулировочного приема и без него [8].

На рис. 4 представлены графики, отображающие зависимость средних межоперационных простоев без применения приема «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к станции с учетом положения в ее парках» и с его использованием в зависимости от процента транзитных поездов.

Если диспетчерский прием «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к технической станции с учетом положения в ее парках» не используется, то простои, возникающие в результате ожидания выполнения операций, значительно выше, чем при применении данного воздействия.

При сравнении суммарных простоев в ожидании выполнения операций установлено, что наибольший эффект от применения приема достигается при 50 % грузовых поездов без переработки.

 

Рис. 4. Графики зависимости средних межоперационных простоев с применением и без применения приема «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к станции с учетом положения в ее парках» в зависимости от процента транзитных поездов

 

Также более выраженный эффект имеется при 20 % грузовых поездов без переработки.

В ходе исследований проведены эксперименты с моделью, проанализирована эффективность применения регулировочного приема в течение года ежесуточно. На рис. 5 представлены графики изменения суммарных и средних суммарных задержек в ожидании обслуживания в течение первого месяца без применения приема «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к станции с учетом положения в ее парках» и с его использованием (транзитных поездов 50 %).

Из рис. 5 видно, что межоперационные простои в течение месяца имеют значительные колебания, а средние суммарные задержки в ожидании обслуживания с применением диспетчерского приема (1,14 поездо-часа) ниже задержек без его применения (12,76 поездо-часа).

Графики занятия основных элементов транспортной системы (типичные сутки) без применения приема «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к станции с учетом положения в ее парках» и с его использованием приведены на рис. 6 (транзитных поездов 50 %).

 

Рис. 5. Графики суммарных и средних суммарных задержек в ожидании обслуживания в течение первого месяца с применением приема «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к станции с учетом положения в ее парках» и без него (транзитных поездов 50 %)

 

Выполнены расчеты для определения возможной экономии эксплуатационных расходов в результате применения данного диспетчерского приема при электрической и тепловозной тяге [9–11].

 

Рис. 6. График занятия основных элементов транспортной системы (типичные сутки) без применения приема «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к станции с учетом положения в ее парках» (а) и с ее применением (б) (транзитных поездов 50 %)

 

В качестве примера приведены результаты расчета экономии эксплуатационных расходов за счет чередования подвода грузовых поездов при соотношении 20 % транзитных поездов и 80 % – в переработку:

• 14,7 тыс. руб. в сутки при электрической тяге;
• 13,5 тыс. руб. в сутки при тепловозной тяге.

В ходе исследования установлено, что применение диспетчерского приема «регулирование (чередование) подвода транзитных и перерабатываемых поездов к сортировочной станции с учетом положения в ее парках» ведет к снижению межоперационных простоев, экономии эксплуатационных расходов и более равномерной загрузке устройств станции.

Заключение

Создание информационных технологий и алгоритмов реализации прогрессивных методов и приемов диспетчерского регулирования на технических станциях, механизмов поддержки принятия экономически обоснованных оперативных решений по их применению способствует повышению уровня организации движения поездов по графиковым расписаниям на железных дорогах страны [12–14].

Об авторах

Геннадий Максимович Грошев

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Автор, ответственный за переписку.
Email: spbgroshev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7398-4413

доктор технических наук, профессор

Россия, 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 9

Алексей Геннадьевич Котенко

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Email: algenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7061-0635

доктор технических наук, профессор

Россия, 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 9

Артем Васильевич Сугоровский

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Email: c123945@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6955-814X

кандидат технических наук, доцент

Россия, 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 9

Антон Васильевич Сугоровский

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Email: gthdsq555@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5930-1789

кандидат технических наук

Россия, 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 9

Список литературы

Дополнительные файлы