Оптимизация развития и размещения устройств вагонного хозяйства на сортировочных станциях

ч В В Е Д Е Н И Е «Основными направленишли экономического и сопдального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года», утвержденных ХлУ1 съездом М С С предусматривается дальнейшее укрепление материально-технической базы нелазнодорояного транспорта, увеличение провозной и пропускной способности делезных дорог, наращивание моищостей железнодорожных стаьщш и узлов, более эфсоект1шное использование локомотивного и вагонного парка. Валаш1т условием эюфекттгоной работы железно до ролсного транспорта является дальнейшее развитие станций и улучшение их работы. За период с I960 г. по 1983 г. перерабоиса вагонов на станилях увеличилась вдвое, а развернутая дяина станп. ионных путей пршлерно на ЪЪ%, Поэтому планом коьшлексного развития лселезнодоролсного транспорта к 1990 год:/ предусматривается увеличение протяженности станпдонных путей в 1,2 раза, в результате чего их длина дост]-п:нет 64/S от общей эксплуатационной дл1шы железных дорог. За последние годы значительно возросла загрузка сортировоч1ши стшщий, что вызвало затруднещш в пропуске вагонопотоков на решающих направлениях сети. Е?1сегодные потери, связанные только с задерйжшли поездов по неприек, составляют более 25 млн руб. Резерв повышения эффектршности работы сортировочных станци11 заложен в у1"1еньшении потерь от задержек поездов по неприему за счет сшшения объема повторно перерабатываемых вагонов на горках. Е-кесуточно на сети повторно перерабатывается около 50 тыс. вагонов, что приводит к годовытл расхода1Л в размере 25−30 ьшн. рублей. Значительно растет на станциях повторная переработха вагонов, поступатсщих на ремонтные пути. iUianns показал, что на гшогих станциях рост объема переработки вагонов на горке опере: кает увеличение размеров транзитного грузового дв|Есения с переработкой. Интенсиалшация использования ПОДВИЕНОГО состава и значительный рост объема переработки вагонов на сортировочных станциях требует дальнейшего соответствующего когшлексного развития станщ ш и устройств вагошюго хозяйства (BI) на станпиях, более эффективного взашодействия станций и вагоноремонтьшх устройств. За счет рационального развития устройств ВХ на станциях, увеличения еглкости путей дал отстоя вагонов, поступарэщих в ремонт, утленьшается объем повторной переработки вагонов на ropicax и сшшаются потери от задерсек поездов по нeпpиeщ Ш станции Горький-сортировочный транзит с/п увеличился на 200 вагонов в сутки, однако за счет увелргчения ег-жости путей устройств ВХ переработка на горке возросла всего на 120 вагонов. Анализом установлено, что проблема освоения возрастающих объемов плановых ввдов ремонта грузовых вагонов, сокращения простоя неисправных вагонов на станилях решается путем коьщентрацин ремонта вагонов в депо и специавдзаили вагоноремонтных предприятшх, совершенствования системы тегсущего содерлсания грузовых вагонов. За счет внедрения новой техншси и технологии коллективы гшогих предприятий добились эфсТзективного использования вагоноремонтной базы, сократили время пахоздения вагонов в неисправном состоянии, значительно увеличили выпуск вагонов из ремонта. 11а развитие станщш и вагоноремонтной базы выделяются крупные капиталовложения, ©-легодные 1сапиталыше влоления в объекты ВХ составляют более 50 гмн. руб., в том числе свыше ЗЪ% средств выделяется для ремонта грузовых вагонов. Исшпочительно большое значение в планировании капитальных влолсений на развитие станщ ш и устройств BI, размещаемых на станилях, тлеет выбор наиболее экономичных направлений затрат. При развитии на станпдп ваго1Шого депо и увелшения его мощности без соответствующего наращ1-шанш ешсости станцио1-шых путей для отстоя вагонов деповского ремонта наблюдаются потери в перерабатывающей способности станции валедствие повторной сортировки вагонов, поступающих в деповской ремонт. Возрастают расходы на маневровую работу, увелич1ша1отся задеряжи поездов по неприему и простой составов, поступающих в расформирование. 1иелезнодоро7Шые стшщии и вагоноремонише предприятия находдтся в определенном производственной зависш/юсти, поэтог. вопросы развития станций и устройств ВХ, расположенных на станциях, необходгшо решать комплексно, В настоящее время из 415 вагошшх депо, расположенных на станциях, более чегл в 100 осуществляется ремонт вагонов и их узлов на потоке. Поточный метод ремонта вагонов в депо является одншя из главных направлени! технического прогресса в вагонном хозяйстве. Учитывая вышеизлогешюе, в диссертационном работе выполнены исследования по выбору оптшальной егшости станционных путей для накопления и отстоя вагонов, поступающих в деповской ремонт при организации их ремонта в депо на потоке, рап, ионального размещения путей на территории сортировочных станцш и получены кошеретные рекомевдацип по улучшению взашлодействия станщш и вагонных .депо. Б диссертации вопросы развития и размещэнвд устройств ВХ pia территории сортировочных станцш решаются с учетом неопределенности перспективной интенсивности поступления вагонов в деповской ремонт, что позволило открыть новые возмомсности в планировании оптимального путевого развития устройств ВХ на станидах.I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ I.I. Краткий анализ исследований по концентрации, специализации и развития вагонных депо на станциях и в ж.д. узлах Постоянный рост грузооборота на железных дорогах и увеличение парка грузовых вагонов требует соответствущего комплексного развития станций и устройств вагонного хозяйства на станциях. В настоящее время совершенствуются схемы станций, а вагоноремонтная база получает свое дальнейшее развитие путем строительства новых вагонных депо и реконструкции существующих вагоноремонтных предприятий. Вопросы развития и размещения устройств вагонного хозяйства на станциях, взаимодействия станций и вагоноремонтных устройств нашяи отражение в научных трудах Образцова В. Н., Бузанова С П Грунтова П С Земблинова С В Никитина В. Д., Правдина Н. В., Скалова К. Ю., Савченко И. Е., Чернова В. Н. и др. Академиком Образцовым В. Н., д.т.н., профессором Бузановым СЛ. проанализировано размещение вагоноремонтных устройств на станциях и сформулированы основные принципы их размещения[/9йХ Результаты научных исследований ученых нашей страны по вопросу размещения вагоноремонтных устройств на станциях обобщены в Инструкции по проектированию станций и узлов на железных дорогах Союза ССР 8 Наиболее массовым плановым видом ремонта вагонов является деповской ремонт, поэтому в данной диссертации рассматриваются актуальные вопросы улучшения взаимодействия станций и вагонных депо. Сложность организации планирования деповского ремонта грузовых вагонов заключается в том, что поступление вагонов, требующих планового ремонта, носит вероятностный характер. Исследованию этого вопроса в последние годы уделяется много внимания. В диссертации В. П. Бугаева исследована суточная неравномерность поступления грузовых вагонов, требующих планового ремонта и ее влияние на обеспеченность депо объектами ремонта [/7j .в диссертации приведена методика определения необходимой величины запаса вагонов и ожидания ремонта, нормы времени простоя вагонов в ожидании деповского ремонта, оптимальная суточная программа ремонта по типам вагонов и др. Вместе с тем следует отметить, что в данной диссертации исследования по вопросу размещения и выбора оптимальной емкости станционных путей для отстоя вагонов деповского ремонта не проводились. Растущий объем перевозок на железнодорожном транспорте, развитие и наращивание мощностей железнодорожных станций, увеличение вагонного парка, перевод многих вагонных депо на поточный метод ремонта привело к концентрации на станциях деповского ремонта вагонов в крупных, хорошо оснащенных вагонных депо (ВРД), а также их специализации на ремонте одного-двух типов вагонов. Влияние концентрации и специализации ВРД на рост производительности труда и улучшения использования основных фондов вагоноремонтных предприятий железных дорог СССР рассмотрено в диссертации А. П. Ккновской В результате выполненных исследований А. П. Ккновской, а также в работах делается вывод о необходимости сосредоточения ремонта вагонов в 1фупных, технически оснащенных предприятиях. Исследование проблем концентрации и специализации ремонта вагонов на станциях имеет большое практическое и теоретическое значение, так как при этом можно наиболее эффективно использовать выделяемые капитальные вложения на развитие вагоноремонтной базы, значительно снизить себестоимость ремонта вагонов, повысить производительность труда. За последние годы появилось ряд актуальных исследований, в которых авторы предлагают методики решения вопросов оптимального развития вагоноремонтной базы в крупных железнодорожных узлах, а также на железных дорогах, обслуживающие экономические районы IG гЧ 85 юЗ] Впервые вопросы размещения и развития устройств по ремонту грузовых вагонов в крупных железнодорожных узлах исследованы в работе В. Н. Чернова 1105]. Дяя оценки эффективности концентрации и специализации деповского ремонта вагонов В. Н. Чернов предлагаетминшфс приведенной себестоимости ремонта одного вагона где /V искомая оптимальная программа деповского ремонтаQ (Nj себестоимость деповского ремонта одного вагона в зависимости от размеров производстваобъем капитальных затрат, необходимых для создания оптимальнЁК размеров предприятияЕй нормативный коэффицент эффективности капиталовложений в отрасль. Суммарные транспортные расходы, связанные с передачей вагонов при концентрации их ремонта Z (Ay предлагается определять методом линейного программирования Ограничения: С= 1,2,…, — 14j J 1.2.-. Z, la где Qi количество вагонов, отцепленных в ремонт на 6 й станцииь: программа ремонта вагонов в депо на станциис7 приведенные расходы на один передаваемый вагон, учитывающие простой вагонов в ожидании отправления на на с Z й станции и транспортировку ваго6 й станции на J юой количество вагонов, передаваемых в ремонт с 6 Й станции наю. Рассматривая каздый элемент критерия в отдельности, автор установил, что себестоимость ремонта вагонов имеет гиперболическую зависимость и при увеличении программы ремонта себестоимость ремонта снижается, а темп снижения себестоимости уменьшается. На основании выполненных исследований в диссертационной работе В. Н. Чернова получен важный практический вывод о рациональности создания в крупных железнодорожных узлах мощных вагонных депо с программой ремонта 8000−10 000 вагонов в год. К.э.н. А. А. Сафронова в своей диссертации рассмотрела вопросы оптимизации развития, размещения и специализации 6РД на примере дорог Сибири и Казахстана [SJ Анализируя статистические данные себестоимости, зависящие от объема деповского ремонта вагонов по типам, А. А. Сафронова также получила гиперболическую зависимость себестоимости от объемов ремонта. А. А. Сафронова отмечает, что капитальные вложения, вьщеляемые на развитие ВРД, не являются линейно-зависимыми от программы ремонта вагонов. По исследованию А. А. Сафроновой, зависимость удельных капитальных вложений на оборудование ВРД от его мощности имеет вид:

4.4. Выводы.

1. При развитии на станциях деповской вагоноремонтной базы, улучшении путевого развития для накопления и отстоя вагонов деповского ремонта в расчетах следует учитывать неопределенность исходной информации и увязывать процесс проектирования путевого развития устройств вагонного хозяйства с проблемами прогнозирования.

2. Выбор емкости станционных путей для накопления и отстоя вагонов деповского ремонта целесообразно проводить по методике, разработанной в диссертационной работе, использующей методы теории игр.

3. Расчеты по указанной методике показали, что с увеличением относительной ошибки прогноза наблюдается быстрый рост расходов, связанных с ожиданием постановки вагонов на ремонтные пути и увеличением размеров дополнительной сортировки вагонов. Поэтому с ростом неопределенности прогнозируемой потребности в ремонте вагонов целесообразно предусматривать увеличение производственной мощности депо.

4. Анализ показал, что с ростом неопределенности планируемого годового поступления вагонов в деповской ремонт растет эффективность от увеличения сменности работы депо. При программе ремонта до 5000−5200 вагонов в год переход с двухсменного на трехсменный режим работы депо дает экономию приведенных расходов в размере 3−6 тыс. рублей в год на каждую станцию, где размещено ВРД.

5. ОБЩИЕ ШВОДЫ.

1. Непрерывный рост перевозок грузов на сети железных дорог СССР требует дальнейшего развития станций и размещаемых на них устройств ВХ. Планом комплексного развития железнодорожного транспорта предусматривается увеличение протяженности станционных путей в 1,2 раза, в результате чего их длина к 1990 году достигнет 64/о от общей эксплуатационной длины железных дорог. Поэтому важной задачей является повышение эффективности капитальных вложений, направляемых на путевое развитие станций. Для обеспечения эффективноеэй эксплуатации вагонного парка дальнейшее укрепление получит вагоноремонтная база, при этом ежегодные капитальные вложения в объекты ВХ составят более 50 млн. рублей.

2. Проведенный анализ показал, что проблема освоения возрастающих объемов деповских ремонтов грузовых вагонов решается путем создания на сети мощных вагонных депо с программой ремонта до 12 тыс. вагонов в год, а также специализации ВРД для ремонта определенных типов вагонов. При концентрации ремонта вагонов необходимо предусматривать соответствующее путевое развитие. Главным направлением технического прогресса в вагонном депо является поточный метод ремонта вагонов, переход на который способствует концентрация и специализация в вагоноремонтном производстве.

3. Одним из важных условий повышения эффективности капитальных вложений в развитие устройств ВХ является совершенствование размещения этих устройств на территории сортировочных станций. Анализ показал, что при существующих вариантах размещения путей для накопления и отстоя вагонов деповского ремонта возникают значительные пробеги вагонов и маневровых локомотивов. В диссертации разработан рациональный вариант расположения этих путей, что позволяет сократить пробеги вагонов по территории сортировочных станций на 1,3 — 2,2 км и получить экономию приведенных расходов в размере 3,5 — 7,5 тыс. рублей по каждому депо.

4. В диссертации разработана и обоснована методика выбора оптимальной емкости станционных путей для накопления и отстоя вагонов деповского ремонта. Установлено, что для исключения дополнительной сортировки вагонов деповского ремонта требуется иметь такую емкость путей, которая в 3,5 раза превышает среднюю длину очереди. При учете в расчетах емкости путей одного среднего квадратического отклонения среднего числа вагонов, находящихся в накопителе, надежность его работы не превышает 84% при всех режимах работы депо. Переход с двухсменного на 12 ч режим работы депо увеличивает надежность работы накопителя на 1−8%, Увеличение сменности работы депо и переход с двухсменного на трехсменный режим работы повышает надежность работы накопителя на 3−6%, что уменьшает годовые потери, связанные с дополнительной сортировкой вагонов деповского ремонта, на 1−2 тыс. рублей.

Для обеспечения высокой надежности работы накопителя (9197%) в расчетах емкости путей необходимо учитывать два средних квадратических отклонении среднего числа вагонов, находящихся на путях отстоя.

5. При ремонте вагонов на потоке и программе ремонта 4,0 -4,5 тыс. вагонов в год требуется предусматривать вместимость отстойных путей на 18−22 вагона при всех режимах работы депо и уровне его загрузки до 90%. При уровне загрузки ВРД на 95% необходимо проектировать емкость путей на 30−35 вагонов при режиме работы депо в две смены или по 12 ч ежесуточно, а при режиме работы депо в три смены — на 25−31 вагон.

При программе ремонта 6,0 — 6,2 тыс. вагонов в год и загрузке депо порядка 98% вместимость отстойных путей должна составлять 22−25 вагонов. Увеличение уровня загрузки депо на 5 $ требует увеличения емкости путей на 20−25 вагонов при режиме его работы в две смены или по 12 ч ежесуточно, а при трехсменной работе депо — на 10−12 вагонов.

6. Расчет времени исключения вагонов деповского ремонта из рабочего парка должен проводиться по разработанной в диссертационной работе методике. В диссертации установлено, что при выборе ритма потока необходимо учитывать такой важный фактор, как время простоя вагонов в ожидании деповского ремонта. Проведенные исследования показали, что концентрация ремонта вагонов в депо приводит к снижению влияния неравномерности поступления вагонов на время их исключения из рабочего парка, а также повышает ритмичность работы ВРД. Этот важный практический вывод необходимо учитывать при оценке варианта, связанного со строительством нового ВРД или при концентрации деповского ремонта в меньшем числе депо.

7. Наиболее существенное влияние на простой вагонов деповского ремонта оказывает загрузка ВРД, режим его работы и неравномерность поступления вагонов в ремонт. При среднесуточном поступлении в деповской ремонт более 10 вагонов вероятность ремонта вагонов без ожидания при загрузке ВРД на 95 $ не превышает 0,02. Вероятность простоя вагонов в ожидании деповского ремонта менее норматива 36 час. при загрузке депо более 95 $ не превышает 0,01 при всех режимах работы. При указанной загрузке размещение ВРД на территории станции не оказывает существенного влияния на простой вагонов в неисправном состоянии.

8. Сокращение простоя неисправных вагонов на станциях, уменьшение влияния неравномерности поступления вагонов в деповской ремонт достигается за счет увеличения сменности работы ВРД. Переход с режима работы депо в две смены на режим работы по.

12 ч ежесуточно позволяет уменьшать простой неисправных вагонов на станциях на 1−5 ч. Переход с двухсменного на трехсменный режим работы депо позволяет сникать простой неисправных вагонов на станциях на 5−18 часов.

9. При совершенствовании путевого развития станций с сооружением путей для отстоя вагонов деповского ремонта в расчетах следует учитывать неопределенность исходной информации и увязывать проектирование путевого развития устройств ВХ с прогнозом изменения объемов работы ВРД. В диссертации разработана методика выбора емкости путей на перспективу, использующая методы теории игр.

10. При проектировании путевого развития для вагонов, поступающих в деповской ремонт, необходимо учитывать, что увеличение относительной ошибки прогноза приводит к росту расходов, связанных с ожиданием постановки вагонов на ремонтные пути и увеличением размеров дополнительной сортировки вагонов. С ростом неопределенности прогнозируемой потребности в ремонте вагонов целесообразно предусматривать увеличение мощности депо.

11. Анализ показал, что с ростом неопределенности планируемого годового поступления вагонов в деповской ремонт растет эффективность от увеличения сменности работы депо. При программе ремонта в 5−5,2 тыс. вагонов в год переход с двухсменного на трехсменный режим работы ВРД дает экономию приведенных расходов в размере 3−6 тыс. рублей в год на каждое ВРД. При концентрации ремонта вагонов, доведения годовых программ до 12 тыс. вагонов в год и ростом неопределенности растет эффективность от увеличения сменности работы депо.