Теоретические исследования и практика доказали преимущества определения наличной пропускной способности с учетом всего множества значимых факторов методом имитационного моделирования процессов перевозок [1–6]. Использование данного метода является весьма актуальным, в условиях расширения области применения имитационного моделирования для решения различных транспортных задач [7–25].
Моделирование условий пропуска поездов в программном комплексе имитационного моделирования процессов перевозок (рис. 1) иллюстрируют фрагменты графика движения и карты состояний участка, оборудованного трехзначной автоблокировкой с защитными участками и локомотивной сигнализацией.
Длительности горения на локомотивном светофоре красного огня обозначены на карте состояний черным цветом, красного с желтым — наполовину штриховкой и черным, желтого огня — штриховкой, а зеленого огня — отсутствием этих обозначений.
В соответствии с правилами тяговых расчетов линия хода поезда на графике движения (нитка графика) строится для центра тяжести поезда. Красный огонь на проходном светофоре горит с момента вступления головы поезда на ограждаемый этим светофором блок-участок (б/у) до момента освобождения хвостом поезда защитного участка, расположенного за следующим проходным светофором. В этот момент красный огонь на светофоре меняется на желтый, а при освобождении хвостом поезда следующего (б/у) — на зеленый. Поэтому для построения карты состояний нитки графика дополняются линиями хода головы и хвоста каждого поезда. Эти линии соответствуют длительностям проследования поездом расстояний, равных половинам его длины, определяемых тяговым расчетом.
На карте состояний отображаются изменения показаний локомотивного светофора на локомотиве поезда, движущегося за впереди идущим поездом, в зависимости от его сближения с впереди идущим. Движение головы поезда по блок-участкам соответствует перемещению по карте состояний левой грани прямоугольников черного цвета. Так, поезд 2012 сначала занимает (б/у) 16, затем одновременно 16 и14, только 14, 14 и 12 и т. д.
При освобождении хвостом поезда 2012 (б/у) 16 навстречу идущему за ним поезду 64 в рельсовую цепь начинает поступать код красно-желтого огня, и, в случае вступления поезда 64 на этот б/у, на локомотивном светофоре загорелся бы красно-желтый огонь. При вступлении поезда 64 на предыдущий б/у (18) на его локомотивном светофоре загорелся бы желтый огнь, и при вступлении на б/у (20) — зеленый.
Карта состояния показывает, что при занятии поездом 64 б/у 10 на локомотивном светофоре загорелся бы желтый огнь, что означает недопустимое сближение с поездом 2012, одновременно занимающим блок-участки 6 и 4, и потребовалось бы снижения скорости поезда 64 (штриховая линия на графике). Поэтому поезд 2012 в этом интервале не пропускается (штриховая линия) и обгоняется поездом 64.
На б/у 10 (см. рис.1) поезд-скороход 2014 нагоняет поезд-тихоход 2012 и поэтому два б/у следует на желтые огни светофоров со скоростью не более 60 км/ч. До занятия поездом 2014 б/у 6 поезд 2012 успевает остановиться на боковом пути станции А для обгона. Готовится маршрут, и открываются входной и выходной светофоры на станции А для безостановочного пропуска поезда 2014. На впереди расположенном проходном светофоре 6 этому поезду загорается зеленый огонь, поэтому далее он следует с установленной скоростью.
Рис. 1. Отображение пропуска поездов на графике движения и карте состояний
При необходимости первоочередного пропуска поезда 2014, например, по причине малого оставшегося времени работы локомотивной бригады, поезд 2012 потребуется обогнать на станции Б.
Моделирование учитывает, что при выполнении ремонтных работ поезд задерживается на начальной станции, а при наличии свободного пути останавливается на промежуточной станции до окончания «окна». При этом учитывается необходимость сокращенного опробования тормозов, в случае стоянки поезда более установленного времени.
Для линий с высоким значением коэффициента использования пропускной способности в имитационной модели предусмотрена возможность использования безобгонного движения поездов.
После моделирования пропуска поездов за статистически достаточное количество суток определяется закон распределения пропускной способности, математическое ожидание и дисперсия которого позволяют оценить с заданной доверительной вероятностью статистически обоснованную наличную пропускную способность железнодорожной линии и риск ее недостижения.
Наличная пропускная и провозная способности сравниваются с потребными, и делается вывод о возможности освоения заданных объемов перевозок при рассматриваемом варианте развития инфраструктуры и организации движения с учетом ежегодного предоставления «окон». Потребность в «окнах» определяется программным блоком «Окна», учитывающим пропущенный тоннаж по ремонтируемому участку на длительную перспективу.
Рассчитываются суммарное время задержек поездов предоставлением «окон», а также количество поездов, которые должны быть отклонены на параллельные железнодорожные линии. Определяются участковые, технические и маршрутные скорости поездов разных категорий, массы перевезенных грузов, провозная способность и другие показатели процессов перевозок.
Заключение
Содержанием статьи является описание карты состояний программного комплекса имитационного моделирования процессов перевозок.
Литература:
1. Белый О. В. Инновационные проблемы развития транспорта // Бюллетень объединенного ученого совета ОАО РЖД. — 2010. — № 4. — С. 97–100.
2. Кокурин И. М., Тимченко В. С. Оценка методом имитационного моделирования возможности освоения прогнозируемых объемов перевозок грузов по железнодорожной линии, обслуживающей морской порт // Вестник транспорта Поволжья. — 2014. — № 6. — С. 39–44
3. Кокурин И. М., Тимченко В. С. Методы определения «узких мест», ограничивающих пропускную способность железнодорожных направлений // Известия Петербургского университета путей сообщения. — 2013. — № 1. — С. 15–22.
4. Тимченко В. С. Алгоритмизация процессов оценки пропускной способности железнодорожных участков в условиях предоставления окон // Транспорт Российской Федерации. — 2013. — № 5 (48). — С. 34–37.
5. Тимченко В. С. Алгоритмы расчета графиков проведения ремонтных работ железнодорожного пути на перспективу// Интернет-журнал «Науковедение». — 2014. — № 3. — С. 127.
6. Тимченко В. С. Оценка перспективной пропускной способности участков железнодорожной сети с учетом предоставления «окон», на основе применения имитационного моделирования процессов перевозок // Молодой ученый. — 2014. — № 2. — С. 199–204.
7. Козлов П. А. Теоретические основы, организационные формы, методы оптимизации гибкой технологии транспортного обслуживания заводов черной металлургии: дис. … д-ра техн. Наук / П. А. Козлов. — Липецк: ЛПИ, 1986.
8. Владимирская И. П. Взаимодействие отправителей и получателей грузов при случайном разбросе в доставке и потреблении // Научный вестник МГТУ ГА. — 2009. — № 147. — С. 166–168
9. Осокин О.В Интеллектуальное сопровождение производственных процессов на железнодорожном транспорте: Дисс. … докт. техн. наук. Ек.: УрГУПС. — 2014. — 355 с.
10. Тимухина Е. Н., Окулов Н. Е. Повышение устойчивости взаимодействия производства и транспорта // Транспорт Урала. — 2014. — № 2. — С. 7–11
11. Кайгородцев А. А., Рахмангулов А. Н. Применение имитационного моделирования в предпроектной оценке варианта размещения распределительного центра продукции промышленного предприятия // Имитационное моделирование. Теория и практика: Сборник докладов четвертой всероссийской научно-практической конференции ИММОД-2009. Том 2. СПб.: ОАО «ЦТСС». 2009. — c. 90–95.
12. Лаврушина Е. Г., Гаевой С. С. Построение имитационной модели оптимизации количества сотрудников склада при отгрузке готовой продукции птицефабрики // Науковедение. — 2014. — № 3. — С. 46
13. Рожков М. И. Разработка имитационных моделей управления запасами в цепях поставок: моногр. М.: Национальный Исследовательский Университет — Высшая Школа, 2011. С. 116.
14. Кузнецов А. Л. Генезис агентного имитационного моделирования в ходе развития методов технологического проектирования портов и терминалов // Эксплуатация морского транспорта. — 2009. — № 4. — С. 3–7.
15. Китиков А. Н., Кузнецов А. Л., Русинов И. А. Ограничения при расчёте морского фронта методами теории массового обслуживания // // Эксплуатация морского транспорта. — 2013. — № 1. — С. 3–6
16. Устинов В. В., Попов В. В. Имитационная модель техносферы порта // Транспортное дело России. — 2012. — № 3. — С. 75–82
17. Кайгородцев А. А., Рахмангулов А. Н. Система методов выбора места размещения логистического распределительного центра//Современные проблемы транспортного комплекса России: Межвуз. сб. науч. тр. -Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2012. -№ 2. -С. 23–37.
18. Фу Ф. Г., Казаков А. Л. Имитационное моделирование работы грузовых транспортных терминалов // Вестник ИрГТУ. — 2013. — № 9. — С. 37–43.
19. Эглит Я. Я., Николаев А. В. Моделирование работы специализированного терминала // Эксплуатация морского транспорта. — 2007. — № 4. — С. 16–22
20. Югова Д. И., Сизый С. В., Сай В. М. Имитационная модель контейнрерного терминала — элемента региональной транспоротно-логистической сети // Транспорт Урала. — 2011. — № 2. — С. 31–37.
21. Тимченко В. С. Оценка перерабатывающей способности грузового фронта методом имитационного моделирования // Молодой ученый. — 2015. — № 5. — С. 189–192.
22. Тимченко В. С. Перспективы применения имитационного моделирования, при оценке мероприятий по развитию транспортного комплекса Арктической зоны РФ // Мир науки. — 2015. — № 1. — С. 2.
23. Тимченко В. С. Перспективы применения отечественного опыта расчёта железнодорожных станций, участков и транспортных узлов методом имитационного моделирования при развитии железнодорожной инфраструктуры Крымского полуострова // Мир науки. — 2014. — № 4. С. 17.
24. Галкина Ю. Е., Ковалев К. Е., Тимченко В. С. Учет загруженности оперативного персонала при оценке пропускной способности железнодорожных направлений // Наука и современность. — 2014. — № 30. — С. 131–136.
25. Ковалев К. Е., Тимченко В. С. Оценка мероприятий по развитию инфраструктуры в масштабе железнодорожных направлений с учетом загруженности оперативного персонала технических станций // Молодой ученый. — 2014. — № 3. — С. 298–302.
