Выбор оптимального варианта взаимодействия горки и вытяжных путей

5  Выбор оптимального варианта взаимодействия горки и

     вытяжных путей.

5.1 Составление расчетного графа вариантов и его анализ.

Рассмотрим вариант расчётов, когда устанавливается оптимальное распределение сортировочной работы между горкой и вытяжками при различном числе локомотивов, возможной конструкции горки, вытяжных путей и укладки дополнительных путей. Расчетный          граф вариантов в этом случае будет иметь 5 осей. Нулевая ось предназначена для исходного состояния, первая - для вариантов окончания формирования, вторая - для вариантов состояния горки, третья и четвертая - для количества локомотивов на горке и вытяжных путях. Число вершин на каждой оси зависит от вариантов технического оснащения и технологии станции.

Для реконструированной горки применение одного горочного локомотива не может считаться конкурентоспособным вариантом, как и при исходном состоянии горки. Такой вариант не должен рассматриваться, так как в нем не обеспечивается отдача от вложенных на реконструкцию горки средств.

Проверяем варианты на конкурентно способность по выполнению условий

t_r^max = (1440 - T_пост) / N_рф,                                                          ( 12 )

где T_пост – перерывы в использовании горки для профилактического осмотра и ремонта средств автоматики и механизации. T_пост = 60..90 мин;

N_рф – расчетное число расформировываемых с горки составов.

Для дальнейших расчетов следует оставить только конкурентоспособные варианты, для которых выполняет:

t _r = t_r^max.                                                        ( 13 )

На технический интервал вытяжных путей также накладывается аналогичное ограждение

I_в <= I^max_в = (1440 - T_пост) / N_ф,                               ( 14 )

где T_пост – время занятия вытяжных путей операциями, не связанными с окончанием формирования. T_пост = 60 мин;

N_ф – расчетный объем по формированию поездов.

По формуле (12) определяем:                    

t_r^max = (1440 - 60) / 52,6 = 26,24 мин,

По формуле (13) определяем:

I^max_в = (1440 - 60) / 52,6 = 26,24 мин.

5.2 Разработка целевой функции для технико-экономического сравнения вариантов.

Для определения целевой функции необходимо знать простой вагонов в парках приёма и сортировочном и потребное путевое развитие.

Средний простой в подсистеме можно определить по формуле

t_ср = а * t_max + б * t_min = а * ((r * Т_к + 3 * d - 1) * t_г - Т_к + t_техн) + б * t_техн,        ( 15 )

где t_max,t_min - максимальный и минимальный простои составов в подсистеме;

а и б - коэффициенты, значения которых можно принимать равными соответственно  0.3..0.7;

r – среднечасовая интенсивность потока поступающих в подсистему поездов;

Т_к – расчетный период, в течении которого простои в подсистеме достигают максимального значения;

d - среднеквадратическое отклонение числа поездов за период Т_к;

t_техн – технологический  простой состава в подсистеме.

Коэффициент загрузки выходного канала:

для горки              g_г = r * t_г,

Пример для варианта 4422.

Число расформировываемых и формируемых составов равно 52,6; найдем среднечасовую интенсивность:

R = 52.6 / 24 = 2.2 поезд/ч.

и коэффициент загрузки:

g_г = 2.2 * 21.9 / 60 = 0.803;

По таблице 5.1 и 5.2 [3,с.32-33] находим Т_к^п, d^п, Т_к^с, d^с.

Т_к^п = 2.35, d^п = 1.89, Т_к^с = 0.28, d^с = 0.69.

Подставим эти значения в формулу (15) получаем:

t_ср^пп = 0.3 * ((2.2 * 2.35 + 3 * 1.89 - 1) * 19.1 / 60 - 2.35 + 0.25) + 0.7 * 0.25 = 0,462 ч.

t_ср^сп = 0.3 * ((2.1 * 0.28 + 3 * 0.69 - 1) * 10.5 / 60 - 0.28 + 0.085) + 0.7 * 0.085 = 0,088 ч.

Вагоно-часы простоя за сутки в подсистемах по варианту 4222:

В_пп = 0.462 * 2704 = 1249,3 ваг-час;

В_сп= 0.088 * 2704 = 237,95 ваг-час.

Потребное число путей в парках приёма и сортировачном находят по формулам:

П_пп = r * Т_к^п + 3 * d^п – 1 - Т_к^п / t_г + r * Т_зп + П_д,                 ( 16 )

П_сп = К_н + r * Т_к^с + 3 * d^с – 1 - Т_к^с / I_в + К_м + К_спец,           ( 17 )

где         Т_зп - технологическое время занятия пути ПП от момента начала приготовления маршрута до полного освобождения пути после надвига, 0.5 ч;

П_д - дополнительное число путей,

П_д = f – 1 + П_х,

f – число подходов к ПП с размерами движения свыше 15 поедов/сутки;

П_х – число ходовых путей в ПП;

К_н – потребное число путей для накопления вагонов;

К_м – число путей для местных назначений;

К_спец – число путей для специальных целей (ремонта вагонов).

По формулам ( 16, 17) получаем:

П_пп = 2.1 * 2.35 + 3 * 1.89 – 1 - 2.35 / 0.32 + 2.1 * 0.5 + (2 – 1 + 1) = 6 путей,

П_сп = 17 + 2.1 * 0.28 + 3 * 0.69 – 1 - 0.28 / 0.175 + 2 + 4 = 24 пути.

Дополнительных путей в парках не требуется.

Сравнение вариантов распределения сортировочной работы между горкой и вытяжкой удобнее производить на основе сопоставления расходов, приведенных к одному году. Тогда целевая функция будет иметь вид:

Ц = 365 ((В_пп + В_сп) * l_в.ч. + Л * l_л.с.) + SК / t_ок + SЭ + SЕ_общ,              ( 18 )

где     l_в.ч. – стоимость одного вагоно-часа;

l_л.с. – стоимость локомотива-суток;

Л – число локомотивов на горке и вытяжных путях по варианту;

SК – суммарные капитальные затраты по варианту на реконструкцию и автоматизацию горки, путевое развитие в ПП;

t_ок – нормативный срок окупаемости капитальных вложений;

SЭ – годовые эксплуатационные расходы по содержанию всех новых обустройств;

SЕ_общ – приведенные затраты по каналам ПТО, ПКО, СТЦ. Так как во всех вариантах мощность указанных каналов остаётся постоянной, то SЕ_общ = 0.

По формуле (18) получаем:

Ц = 365 * ((1249,3 + 237,95) * 0.33 + 4 * 6.5 * 24) + 200 / 10 + 5 = 429 тыс. руб.

В связи со значительной трудоёмкостью определения всех параметров целевой функции расчеты выполняем на ЭВМ.