Методи розрахунків плану формування одногрупних призначень 1 страница

Приклад.

Перевірка необхідної умови виділення струменю вагонопотоку А-Д в самостійне призначення ПФП виконуємо за умовою перевищення приведених вагоно – годин на технічних станціях в зв’язку з пропуском транзитного вагонопотоку без переробки в порівнянні з витратами накопичення

∙ с∙т,

де - розміри вагонопотоку, який виділяється в самостійне призначення;

- економія часу на технічних станціях;

с – параметр накопичення;

т – число вагонів в составі поїзда.

При =100 ваг., = 6,6 год., с = 10, т = 60

100∙6,6 > 10∙60.

Відповідь: Призначення А-Д виділяється в самостійне призначення.

Відомі наступні методи розрахунків [2, 3, 10, 19]:

- метод суміщених аналітичних сопоставлень;

- метод спрямованого перебору;

- метод послідовного покращення плану;

- метод абсолютних розрахунків.

Метод суміщених аналітичних сопоставлень (САС)

Автором цього методу є професор, д-р техн. наук К.А. Бернард. Він удосконалив аналітичний метод, запропонований раніше проф. І. І. Васильєвим.

Суть методу САС полягає у послідовному відбиранні найбільш вигідних призначень плану формування. Досягається це на підставі побудови та послідовного корегування графіку призначень, який являє собою схему можливих маршрутів прямування наскрізних одногрупних поїздів з поповненням кожного призначення максимально можливими попутними вагонопотоками. Графік призначень зручніше за все складати на основі ступінчастого суміщеного графіку вагонопотоків.

Алгоритм розрахунків:

1. Будуємо вихідні вагонопотоки, виключаючи струмені відправницьких, ступеневих маршрутів.

2. Перевіряємо на ЗДУ струмені, що прямують з початкових станцій на кінцеві.

3. Струмені, що відповідають ЗДУ обов’язково виділяються в самостійне призначення і виключаються з розрахунків.

4. Із залишених струменів формуються графіки вихідних призначень. Визначається економія від переробки і чиста економія в порівнянні з витратами на накопичення.

5. Обирається струмінь, що дає максимальну економію і порівнюється з більш дальніми та більш ближніми струменями. Той струмінь, що дає більшу економію виділяється в оптимальний план. Визначив вихідне призначення необхідно виконати перевірку на ДУ більш дальніх або призначень, що торкаються.

6 Виконується корегування графіку вихідних призначень. Воно полягає в тому, що із призначень, що були запропоновані за вихідні виділяються струмені, що дали найбільшу економію, а подальші розрахунки проводяться без участі цих струменів.

6. Корегування проводиться до тих пір, поки струмені дають чисту економію.

7. Будуємо схему оптимального варіанту ПФП, а наскрізні струмені, що нікуди не увійшли включаються до дільничних призначень як початкової станції струменю, так і на попутних станціях.

Приклад. Схеми струменів на напрямку наведені на рисунку 8.1

Рисунок 8.1 – Можливі варіанти схем пропуску струменів на напрямку

Вказаний алгоритм розглянемо для напрямку А – Д.

Рисунок 8.2 – Вихідні дані для розробки плану формування

Перевіряємо струмінь N₁ на ЗДУ:

150 · 4.0 > 500, 600 > 500, умова виконується, значить N₁ виділяється в оптимальний варіант плану формування.

Складаємо графік залишкових наскрізних призначень та розраховуємо показники можливих схем прямування потоків (рисунок 8.3):

Рисунок 8.3 – Графік вихідних призначень після корегування та сопоставлення схем

Найбільшу економію дає струмінь Б–Г. Перевіримо більш дальні струмені N₂ та N₅ по станціях уступу на НУ (відповідно по станціях Б та Г).

N₂: 100 · 4.0 > 500, умова не виконується;

N₅: 80 · 4.5 > 500, умова не виконується, тобто із подальших розрахунків виключаємо струмінь Б – Г, що містить в себе струмені N₂, N₅ та N₆. Крім того, струмінь N₈ економію не дає. Здійснюється подальше корегування (рис. 8.4)

Рисунок 8.4 – Перше і останнє корегування графіку вихідних призначень

Рисунок 8.5 – Оптимальний план формування поїздів на напрямку

Спосіб розрахунку плану формування одногрупних поїздів, сутність якого міститься у послідовному посиленні струменів вагонопотоків до перетворення їх у поїзні призначення, запропоновував д.т.н., професор С-ПТУПС Кудрявцев В.А. З метою зазначеного перетворення проводиться ряд послідовних посилень струменів, кожне з яких дає максимально можливу економію вагоно – годин до тих пір, доки вона є.

Для співставлення з іншими методами розглянемо алгоритм розрахунків без урахування обмежень по переробній спроможності технічних станцій та кількості колій для накопичення вагонів. Вихідними даними при цьому є схема напрямку, поструменевий графік вагонопотоків (або шахматка вагонопотоків), нормативи витрат вагоно – годин на накопичення вагонів ст та економії вагоно–годин (або приведених вагоно – годин) від прослідування технічних станцій без переробки (t_ек) для всіх станцій, що формують поїзди. Порядок розрахунків наведено у вигляді структурної схеми на рис. 8.1 з виконанням наступних кроків:

1. Введення та обробка вихідної інформації, побудова струменевого графіку вагонопотоків. У графіку виділяються всі наскрізні струмені, що задовольняють загальній достатній умові, а також, дільничні, що забезпечені вагонопотоком, і закріплюються у вигляді поїзних призначень (відображаються потовщеною лінією – стрілкою). Потім починається розгляд струменів, що не виділені. (п. 2)

2. Перевірка: чи є у графіку нерозглянуті невиділені струмені вагонопотоків? Так – перехід в п. 3, ні – кінець розрахунку (п. 17).

3. Вибір самого дальнього струменю вагонопотоків з числа тих, що не виділені. Якщо таких струменів більше ніж один, то обирається той, що найбільший. Потім встановлюється самий вигідний за економією вагоно-годин варіант пропуску струменю. З цією метою проводимо наступне (перехід у п. 4).

4. Знаходимо безперервний ланцюг з виділених призначень, по яких розглянутий струмінь може бути пропущений з мінімальними витратами на переробку. У кращому випадку це буде пара виділений призначень. Тоді струмінь величиною N, що розглядається, буде мати одну переробку на стиковій станції цих призначень. В гіршому випадку виникає ланцюг з дільничих призначень, тобто струмінь, що розглядається, буде перероблятися на всіх попутних технічних станціях. Якщо цього ланцюга не виникає, то переходимо у п. 12. Якщо виникає – у п. 5.

5. За обраним варіантом визначаємо економію вагоно-годин від пропуску цього струменю за призначеннями ланцюга: , де с – витрати на накопичення вагонів цього струменю на початковій станції, вагоно-годин; N_р – розмір струменю, що розглядається, вагонів; - сумарні витрати на переробку на попутних технічних станціях цієї струї, год. Далі перехід в п. 6.

6. Перевірка: Е_р > 0. Так – перехід у п. 7, ні – у п. 12.

7. Обирається безперервний ланцюг будь-яких струменів та призначень, по яких даний струмінь може бути пропущений таким чином, щоб виконувалася умова ≤ , де – сумарні витрати вагоно-годин на переробку даного струменю при пропусканні його по ланцюгу будь-яких призначень; - тож, по ланцюгу виділених призначень; , - економія годин від проходження вагоном даної струї технічної станції без переробки відповідно по ланцюгу будь-яких виділених призначень.

8. Розраховується величина економії вагоно-годин від пропуску даного струменю по ланцюгу будь-яких призначень з урахуванням можливості виділення посилених струменів по загальній достатній умові в поїзні призначення: , де - економія вагоно-годин від прослідування вагонами посилених струменів попутньої технічної станції з мінімальним значенням t_ек; N_y – вагонопотік посиленого струменю (максимально можливий) без урахування поєднання до нього вагонопотоку струменя N_р; - економія від прослідування вагоном посиленого струменя N попутньої технічної станції з мінімальною величиною t_ек без переробки; cm – витрати на накопичення вагонів посиленого струменя на початковій станції у разі виділення її в самостійне призначення; - витрати вагоно-годин на переробку цього струменю на технічних станціях відповідно до обраного варіанту (ланцюга призначень).

Якщо є варіанти будь-яких струменів, то по кожному з них підраховується величина Е_о та до розгляду приймається варіант, що забезпечує її максимальне значення. Далі переходимо до п. 9.

9. Перевірка: Е_о > 0. Так – перехід до п. 10, ні – до п. 11.

10. Перевірка: Е_в ≥ Е_о. Так – перехід до п. 11, ні – до п. 15.

11. Приймаємо варіант пропуску даного струменя по ланцюгу виділених призначень з відповідним їх збільшенням на N та позначенням станцій переробки струменів на графіку вагонопотоків. Після цього повертаємося до п. 2 для продовження чи закінчення розрахунків.

12. Обирається безперервний ланцюг будь-яких струменів (як виділених й невиділених, так й тільки невиділених), по яких даний струмінь може бути пропущений з виконанням умови > 0. При наявності таких ланцюгів (одного чи багатьох) переходимо до п. 13, при відсутності – до п. 16.

13. Розраховується величина економії вагоно-годин від пропуску даного струменя по встановленим ланцюгам Е_о. За виразом п. 8 й по його максимальному значенню обираємо варіант пропуску струменя. Далі переходимо до п. 14.

14. Перевірка: Е_о > 0. Так – перехід до п. 15, ні – до п. 16.

15. Приймається варіант пропуску даного струменю за обраним ланцюгом будь-яких струменів з посиленням їх на величину N та виділенням посилених струменів по загальній достатній умові в поїзні призначення. На графіку вагонопотоків відмічається посилення струменів та призначень, струмені виділяються за загальною достатньою умовою з позначенням переробки даного струменя на відповідних станціях. Після цього – повернення до п. 2.

16. Даний струмінь виділяється у поїзне призначення, що відображається на графіку вагонопотоків. Далі – повернення до п. 2.

17. Кінець розрахунків, видача результатів.

У пропонуємий алгоритм розрахунків можна ввести обмеження по переробній спроможності станцій та наявності колій для накопичення вагонів. За мірою вичерпування ресурсів переробної спроможності й кількості колій відповідні станції виключаються з розгляду, однак для забезпечення їх найбільш ефективного використання такі станції можуть брати участь у перерозподілі роботи. Розроблений метод дозволяє реалізувати цей процес наглядно та з найменшими втратами.

Простота алгоритму підтверждується його блок-схемою (рис. 8.6), з якої видно, що виконання простіших дій потрібно всього у дев’яти блоках (1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 12, 13), причому розрахунок у блоках 8 та 13 виконується за одним і тим же виразом (можливі лише різні вихідні дані).

-

+

-

+

-

+

-

+

	8 Розрахунок Ео

13 Розрахунок Е_о

+ -

-

+ -

-

+

+

Рисунок 8.6 – Структурна схема розрахунку ПФП

Чотири блока (4, 6, 9, 10) є чисто управляючими. Вони направляють розрахунок по тому чи іншому шляху в залежності від отриманих результатів. Чотири блока першої групи (2, 4, 7, 12) є одночасно і змістовними, і управляючими. Три блоки (11, 15, 16) фіксують кінцевий варіант пропуску струменя вагонопотоків, що розглядається по напрямку і один (17) фіксує закінчення розрахунків та проводить видачу результатів. По кожному струменю проводиться один цикл розрахунків.

Приклад: Для наглядності кожен цикл розрахунків будемо ілюструвати окремим рисунком, хоча такий спосіб передбачає проведення всіх розрахунків саме на поструменевому графіку вагонопотоків. На рис. 8.7 наведено схему, напрямки та поструменевий графік вагонопотоків з виявленими по загальній достатній умові призначеннями, а також, наведено значення вагонопотоків, величини ст і t_ек. Вихідні дані взяті з прикладу, що наведений у підручнику для технікумів залізничного транспорту (Д.П. Заглядимова и др. «Организация движения на железнодорожном транспорте». – М.: Транспорт, 1978, 244 с.) Це дозволяє порівняти запропонований метод із методом сумісних аналітичних порівнянь, що наведений у книзі.

Виділенням призначень завершується розрахунок по п. 1 алгоритму.

Відповідно до п. 2 алгоритму обираємо самий довший з числа невиділених струмінь вагонопотоків – АД (180 вагонів), так як він найбільший по потужності, ніж струмінь АЕ (20 вагонів). Підбираємо (п. 3) ланцюг виділених призначень АБ – БГ – ГД, за яким струмінь АД можна пропустити з мінімальними витратами на переробку по станціях Б (t_ек =3 год.) та Г (t_ек =3 год.). Інші варіанти потребують значних витрат на переробку. Оскільки такий ланцюг є, то у відповідності до п. 4 переходимо до п. 5 – визначаємо значення економії від пропуску струменя АД за обраним виділеним призначенням:

Е_о =600-180∙6=-480 вагоно-годин.

У відповідності до п. 6 ( <0) переходимо до п. 12. Розглядаємо ланцюги будь-яких струменів, по яких можливо пропустити струмінь АД і перевіряємо їх на умову >0. Ланцюги з однією станцією переробки струменя АД: АГ – ГД 600-180∙3=60>0, АВ – ВД 600-180∙4=-120<0; АБ – БД 600-180∙3>0.

Перевіряти ланцюги з двома станціями переробки не доцільно, тому що при цьому дана умова заздалегідь не буде виконуватися. Для подальшого співставлення залишаються ланцюги АГ – ГД та АБ – БД.

Переходимо до п. 13. Рахуємо економію вагоно-годин від пропуску струменя АД за обраним ланцюгом призначень: АГ – ГД =600+140∙3-600-180∙3=-120 вагоно-годин; АБ – БД =60+80∙3-600-180∙3=-300 вагоно-годин. Оскільки максимальна економія -120<0, то відповідно до п. 16 струмінь АД закріплюємо в якості поїзного призначення, виділяємо його в графіку вагонопотоків (рис. 8.8) та звертаємося до п. 2. Наступний найбільш дальній струмінь АЕ (20 вагонів) приймається до розгляду (п. 3). Ланцюг виділених призначень, за яким розглядаємий струмінь можливо пропустити з мінімальними витратами на переробку буде АБ – БГ – ГЕ (п. 4). Величина економії за цим варіантом (п. 5) =600-20∙(3+3)=480 вагоно-годин.

У зв’язку з тим, що має невід’ємне значення (п. 6), шукаємо ланцюг будь-яких значень для пропуску струменю АЕ, що задовольняє умові ≤ (п. 7). Таких ланцюгів буде три і для кожного з них визначаємо економію вагоно-годин (п. 8): АБ – БЕ =600+30∙3-700-20∙3=-70 вагоно-годин; АВ – БЕ =600+140∙3-600-20∙3=360 вагоно-годин.

Оскільки у третьому варіанті отримано невід’ємну неономію (п. 9), порівнюємо її у (п. 10). Так як =420> =360, приймаємо варіант пропуску струменя АЕ за виділеним призначенням АБ – БГ – ГЕ (п. 11). Посилюємо на графіку ці призначення на величину N = 20 вагонів та позначаємо хрестиками на цьому струмені її переробку на станціях Б та Г (рис. 8.9).

Знову вертаємось до п. 2. Із нерозглянутих найбільш дальніх струменів АГ, БЕ і БД обираємо найбільший за потужністю АГ (140 вагонів) та розраховуємо економію вагоно-годин від пропуску її по ланцюгу виділених призначень, що забезпечує мінімум витрат на переробку (п.п. 3-5): АЬ – БГ =600-140∙3=180 вагоно-годин.

Оскільки значення економії є невід’ємним, а ланцюг будь-яких призначень відсутній, то приймаємо варіант пропуску даного струменя за обраним виділенням АБ та БГ (п.п. 6, 7, 11) з відповідним корегуванням графіку вагонопотоків (рис. 8.10).

Розглядання наступного струменю БД (80 вагонів) показує, що максимальну економію (360 вагоно-годин) дає пропуск її за виділеним призначенням БГ та ГД. Струмінь БЕ (30 вагонів) доцільно пропустити за виділеним призаченням БГ та ГЕ (економія 610 вагоно-годин). Струмені ВД (190 вагонів) та ВЕ (16 вагонів) пропускаємо по парам відповідних дільничих призначень. Оскільки нерозглянутих наскрізних струменів більш немає, розрахунок закінчуємо та наприкінці графік ваногопотоків приймає вигляд, що наведений на рис. 8.11. Виділені призначення складають оптимальний план формування.

Запропонований засіб розрахунку плану формування одногрупних поїздів методом послідовного укрупнення струменів вагонопотоків, як і метод аналітичних співставлень є наближеним, але не поступається останньому у точності наближення до оптимального плану, але більш простий та наглядний.

Е

А Б В Г Д

	20
	180
	140
	200
		30
		80
		180
			16
			190
			64
				80

Рисунок 8.7 – Поструменевий графік вагонопотоків (вихідні дані для розрахунків)

Дата добавления: 2014-11-29