Разработка сортировочных комплексов, специализированных для многогруппной сортировки вагонов, на основе имитационного моделирования



В статье рассматриваются методологические аспекты рациональной переработки местного вагонопотока на основе проектирования специализированных сортировочных комплексов для глубокой переработки местного вагонопотока с использованием технологии многогруппной сортировки. Предлагаются критерии оптимальности, анализируется номенклатура расходов, которые должны учитываться при расчете приведенных расходов. Основой технологического процесса работы специализированных комплексов является многовариантная технология сортировки, зависящая от структуры состава и конструктивных параметров сортировочного комплекса.

Ключевые слова: вспомогательные сортировочные устройства, многогруппная сортировка, глубокая подборка вагонов, моделирование сортировки, гибкая технология сортировки

Логистический принцип доставки грузов «от двери до двери», а также потребность повышения конкурентоспособности перевозок грузов железнодорожным транспортом требует улучшения условий обслуживания клиентов, что невозможно без реализации новых методологических подходов к организации перевозочного процесса. Одним из них может стать глубокая переработка местного вагонопотока, приближенная к местам выполнения грузовых операций [1, 2, 4].

Эффективная организация переработки местных вагонопотоков тесно связана с технологией использования путевого развития, имеющегося на грузовых и технических станциях. Особую актуальность приобретают вопросы реконструкции станций с целью повышения качества выполнения местной работы.

Наличие избыточного путевого развития, не соответствующего текущим и перспективным объемам и технологии работы станции приводит к неоправданному росту эксплуатационных расходов, связанных с содержанием путей и других сопутствующих технических устройств. Любые мероприятия по усилению путевого развития станций связаны со значительными капитальными затратами. Очевидно, что в таких условиях необходим системный подход к решению задач реконструкции станций, основанный на приведении параметров путевого развития в соответствие, как с объемами работы, так и с технологией ее выполнения.

Организация многогруппной сортировки вагонов с подборкой по грузовым фронтам и клиентам возможна на основе рассредоточения сортировочной работы [3]. Это позволит решить несколько задач. В частности, будет обеспечено сокращение оборота местных вагонов за счет ускорения поступления вагонов на фронты погрузки-выгрузки и ликвидации малопроизводительной маневровой работы на путях необщего пользования. В результате станет возможным уменьшить величину потребного вагонного парка и за счет этого снизить нагрузку на инфраструктуру и повысить наличную пропускную способность железнодорожных станций, узлов и направлений. Помимо этого, существенно улучшатся условия обслуживания клиентов за счет сокращения времени ожидания подачи вагонов, повысится привлекательность грузовых перевозок.

В связи с проблемой интенсификации местной работы возникают задачи разработки новых технологий местной работы [5, 6]. Они должны реализовываться на базе технических средств и устройств (в частности, путевого развития), обеспечивающих наиболее эффективное выполнение местной работы, возможность сокращения оборота местного вагона, эксплуатационных расходов. При этом должен достигаться разумный баланс между объемами капитальных вложений в совершенствование путевого развития станций, с одной стороны, и сокращением расходов на местную работу при использовании перспективных технологий переработки местных вагонопотоков, с другой стороны.

Технология многогруппной сортировки местного вагонопотока имеет специфические отличия от переработки транзитного вагонопотока на технических станциях [1, 6]. В частности, многогруппная сортировка предполагает наличие в каждом составе до нескольких десятков различных назначений. При этом мощность каждого из них незначительна.

Путевое развитие существующих технических станций в настоящее время мало приспособлено к выполнению работы по многогруппной сортировке, поскольку эти станции изначально предназначались, прежде всего, для переработки в больших объемах транзитного вагонопотока с формированием одно-двухгруппных поездов. При этом мощность таких транзитных назначений позволяла выделять для их накопления в сортировочном парке от одного до нескольких путей. В результате каждый состав достаточно было пропустить через сортировочную горку один раз.

В последнее время, в связи с концентрацией сортировочной работы на крупных, хорошо технически оснащенных станциях, во многих узлах переработка местного вагонопотока также передана на эти станции.

Следует отметить, что вместо ускорения оборота вагона во многих случаях такая технология приводит к обратному эффекту — значительному увеличению объема повторной сортировки и существенным потерям перерабатывающей способности крупных станций (например, на станции Новокузнецк-Восточный объем повторной сортировки составляет порядка 50 % от общего объема переработки). Это, конечно, не единственная, но весьма важная причина сложившейся ситуации.

Одним из существующих вариантов решения проблемы формирования многогруппных составов является проектирование вспомогательных сортировочных устройств на технических станциях. Однако физические возможности их устройства на территории существующих крупных станций весьма ограничены по причине высокой плотности имеющегося путевого развития, зданий и сооружений, коммуникаций, городской застройки. Поэтому чаще всего такие вспомогательные сортировочные устройства представляют собой дополнительную горку малой мощности, надвижной путь которой присоединяется к существующим путям надвига основной горки, а спускные — к крайнему пучку основного сортировочного парка. Такое решение не всегда оказывается оптимальным.

Предлагается: создание специализированных сортировочных комплексов для глубокой переработки местного вагонопотока на основе многогруппной сортировки. Комплекс должен представлять собой транспортно-технологическую систему с конструктивными параметрами, наилучшим образом соответствующими используемой технологии сортировки. Работа комплекса реализуется на основе специально разработанной системы поддержки принятия решений — автоматизированного программного обеспечения, обеспечивающего выбор оптимальной индивидуально-ориентированной технологии выполнения сортировки каждого состава в оперативных условиях при обеспечении контрольных значений установленных критериев (времени, себестоимости переработки).

Специализированные сортировочные комплексы для многогруппной сортировки вагонов должны размещаться на грузовых станциях с большим объемом местной работы, обслуживающих широкую клиентскую сеть. Возможен и вариант их размещения (при наличии соответствующих конструктивных решений) на технических станциях.

Разработка предлагаемой методики и программного обеспечения позволит рассчитывать оптимальные параметры путевого развития для выполнения детальной подборки местных вагонов (количество сортировочных и группировочных путей, необходимую вместимость путей для сортировки местных вагонов).

Критерием оптимальности должны являться приведенные расходы, учитывающие капитальные вложения в реконструкцию путевого развития, эксплуатационные расходы на сортировочную и другую маневровую работу по формированию многогруппных составов и расходы на содержание путевого развития.

Возможны и другие критерии. В частности, оптимальные параметры путевого развития могут быть рассчитаны, исходя из условия обеспечения минимальных затрат времени на формирование (или необходимой и достаточной перерабатывающей способности) при использовании определенного варианта технологии подборки вагонов.

Экономический эффект от разработки будет заключаться:

а) в экономии капитальных затрат при сооружении специализированных сортировочных комплексов для многогруппной сортировки вагонов за счет сокращения, в частности:

1) объемов земляных и балластировочных работ;

2) объема укладки верхнего строения пути;

3) количества укладываемых стрелочных переводов;

4) затрат по устройствам СЦБ и автоматики.

б) в экономии эксплуатационных расходов, связанных, как с содержанием постоянных устройств, так и меняющихся пропорционально объемам работы:

1) расходы на выполнение маневровой работы при выполнении сортировки;

2) расходы, связанные увеличением оборота вагона при отсутствии глубокой переработки местного вагонопотока.

Несмотря на отсутствие в номенклатуре расходов ОАО «РЖД» измерителя «вагоно-часы», ускорение оборота вагона при прочих равных условиях повышает уровень мобильности грузовых железнодорожных перевозок, способствует интенсификации перевозочного процесса и создает предпосылки для сокращения потребного вагонного парка для выполнения известного объема перевозок, что благоприятно сказывается на занятости инфраструктуры неиспользуемыми для перевозок вагонами.

С учетом того, что положительный экономический эффект будет проявляться не только по предлагаемому объекту (специализированному сортировочному комплексу для многогруппной сортировки вагонов), но также на ряде смежных объектов полигона, и будет иметь мультипликативный характер, оценить его точно на данном этапе разработки можно лишь частично.

Дополнительная прибыль ОАО «РЖД» может быть также получена за счет включения услуги по детальной подборке вагонов на инфраструктуре компании в перечень возмездных услуг, оказываемых клиентам.

Литература:

1. Гренкевич О. О. Разработка методики выбора оптимального способа формирования многогруппных составов по критерию эксплуатационных расходов на маневровую работу. Дисс …. канд. техн. наук / Новосибирск, 2004.
2. Григорьев В. В. Интенсификация сортировочной работы с местными вагонами при использовании вспомогательных сортировочных устройств [Текст]: Автореф. Дис, … канд. техн. наук. — Москва., 1987. — 24с
3. Карасев С. В., Сивицкий Д. А. Распределение сортировочной работы на полигоне методом динамического программирования. В сборнике: Совершенствование технологии перевозочного процесса к 80-летию факультета «Управление процессами перевозок»: сборник научных трудов. Новосибирск, 2015. С. 94–99.
4. Riko Jacob, Peter Marton, Jens Maue, Marc Nunkesser. Multistage Methods for Freight Train Classification // NETWORKS — 2011 — DOl 10.1002/net. P. 88–105.
5. Бобровский, В.И., Сковрон И. Я. Совершенствование технологии формирования многогруппных составов // Вiсник Днiпропетр. нац. ун-ту залiзн. трансп. iм. ак. В. Лазаряна. — Днiпропетровськ: ДНУЗТ, 2007. — Вип. 10 — С.88–93.
6. Сивицкий Д. А. Анализ отечественного и зарубежного опыта разработки и использования моделей технологии многогруппной сортировки вагонов. Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2016. № 1 (29). С. 106–115.