Огляд методики оптимізації поздовжнього профілю залізничних станцій для підвищення ефективності їх експлуатації; методів й інструментальних засобів автоматизованого проектування їх земляного полотна: побудова функціональних моделей залізничних станцій.
При низкой оригинальности работы "Підвищення ефективності роботи залізничних станцій на основі оптимізації поздовжнього профілю станційних колій", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Значні кошти, що вкладають в спорудження і реконструкцію земляного полотна залізничних станцій, витрати, повязані з закріпленням рухомого складу, необхідність зменшення простою вагонів і ефективного використання локомотивів вимагають аналізу і вибору оптимальних параметрів поздовжнього профіля станційних колій. Особливо гостро це питання встало після переведення рухомого складу на роликові підшипники, коли поздовжній профіль багатьох існуючих станцій перестав відповідати новим експлуатаційним вимогам. Поставлена мета досягається в результаті розвязання наступних задач: побудова функціональних моделей залізничних станцій і дослідження залежностей між параметрами поздовжнього профіля колій і показниками експлуатаційної роботи; розробка геометричних моделей для автоматизації проектування земляного полотна і розрахунку обєму земляних робіт; формалізація задачі оптимізації поздовжнього профіля станційних колій і її розвязання з використанням сучасних оптимізаційних алгоритмів; практична реалізація розроблених методик у вигляді програмного забезпечення АРМ проектувальника. Наукова новизна отриманих результатів полягає в розвязанні наступних задач: Вперше на основі імітаційного моделювання технологічних процесів виконано кількісну оцінку впливу поздовжнього профіля станційних колій на міжопераційні простої в очікуванні обробки составів, що дозволяє удосконалити методику визначення експлуатаційних витрат залізничних станцій. Запропоновано удосконалені моделі поперечного профіля земляного полотна залізничних станцій на базі асоціативних списків та полігональних сіток, що дозволяє використовувати більш ефективні методики автоматизованого проектування земляного полотна.Аналіз станційних процесів показує, що поздовжній профіль впливає на енергетичні витрати, повязані з поїзними і маневровими пересуваннями, а також на час виконання цих операцій і операцій по закріпленню рухомого складу на станційних коліях. 1) поздовжній профіль впливає на операції перестановки составів із сортувального парку в парк відправлення, закріплення рухомого складу на станційних коліях і відправлення поїздів зі станції. Отже, поздовжній профіль впливає на інтенсивність обслуговування формуємих составів і, згідно з теорією масового обслуговування, також впливає на простої в очікуванні обслуговування (очікування закінчення формування і перестановки составу із сортувального парку в парк відправлення, див. рис. В загальному вигляді експлуатаційні витрати при деякому поздовжньому профілі можуть бути представлені як (1) де Ni - добова кількість поїздів i-ї категорії; n - кількість категорій поїздів, що обробляються на станції; Спі - енергетичні витрати на переміщення поїзда; Смі - енергетичні витрати на переміщення состава при маневровій роботі; Cti-витрати, повязані з часом перебування поїзда на станції; Сд - додаткові витрати, повязані з затримками прийому поїздів станцією, повторним сортуванням вагонів і т.п. Ідентифікація моделі включає наступні етапи: аналіз технології станції для визначення переліку елементарних робіт і звязків між ними; одержання моделей елементарних робіт, необхідних для побудови ІМ станції в цілому; побудова ІМ станції; постановка факторних експериментів з ІМ і розрахунок коефіцієнтів статистичної моделі Э(I).Основні наукові результати, висновки і практичні рекомендації дисертаційної роботи полягають у наступному: Існуючі методи проектування поздовжнього профіля залізничних станцій основані на варіантних розрахунках і використовують спрощені моделі, що не гарантує отримання рішення, яке б забезпечило мінімум будівельно-експлуатаційних витрат. Застосування нових інформаційних технологій у проектуванні поздовжнього профіля станційних колій дозволить підвищити якість проектних рішень і ефективність експлуатаційної роботи станцій. Вперше показано, що поздовжній профіль впливає на загальне завантаження технічних засобів станції і тим самим на простої поїздів в очікуванні обслуговування. Отримані результати свідчать про необхідність оптимізації поздовжнього профілю станційних колій. Ця методика дозволяє на підставі обмеженої кількості дослідів з імітаційною моделлю одержувати залежності експлуатаційних витрат від ухилів поздовжнього профіля, які враховують технічне оснащення станцій, технологію та обсяги їх роботи і можуть бути використані в оптимізаційних процедурах.Автоматизация проектирования поперечных профилей земляного полотна железнодорожных станций. Влияние автоматизированных устройств закрепления подвижного состава на показатели работы железнодорожных станций// Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
В дисертації вирішена наукова задача оптимізації поздовжнього профіля станційних колій для підвищення ефективності роботи залізничних станцій.
Основні наукові результати, висновки і практичні рекомендації дисертаційної роботи полягають у наступному: Існуючі методи проектування поздовжнього профіля залізничних станцій основані на варіантних розрахунках і використовують спрощені моделі, що не гарантує отримання рішення, яке б забезпечило мінімум будівельно-експлуатаційних витрат. Застосування нових інформаційних технологій у проектуванні поздовжнього профіля станційних колій дозволить підвищити якість проектних рішень і ефективність експлуатаційної роботи станцій.
На основі імітаційного моделювання технологічних процесів залізничних станцій встановлено, що поздовжній профіль колій істотно впливає на показники експлуатаційної роботи. Так, в системі відправлення сортувальної станції варіювання ухилів поздовжнього профіля в допустимих межах викликає зміну в витратах до 800 грн. за добу. Вперше показано, що поздовжній профіль впливає на загальне завантаження технічних засобів станції і тим самим на простої поїздів в очікуванні обслуговування. Наприклад, додатковий простій составів в сортувальному парку в очікуванні виставки при варіюванні поздовжнього профіля досягає 6 составо•год за добу і більше. Отримані результати свідчать про необхідність оптимізації поздовжнього профілю станційних колій.
Встановлено, що для адекватної оцінки впливу поздовжнього профіля станцій на показники їх роботи потрібно використовувати імітаційне моделювання. Проте, безпосереднє застосування імітаційних моделей в оптимізаційних процедурах неефективне і тому розроблена методика отримання статистичних моделей експлуатаційних витрат. Ця методика дозволяє на підставі обмеженої кількості дослідів з імітаційною моделлю одержувати залежності експлуатаційних витрат від ухилів поздовжнього профіля, які враховують технічне оснащення станцій, технологію та обсяги їх роботи і можуть бути використані в оптимізаційних процедурах.
Вирішена задача автоматизації проектування поперечних профілів земляного полотна з використанням удосконалених моделей. З цією метою запропоновано на етапі розробки використовувати асоціативні списки, а на етапі розрахунку площ - полігональні сітки. Ці моделі дозволяють проектувати поперечний профіль як в інтерактивному, так і в автоматичному режимах, а також виконувати автоматичний розрахунок площ з розбивкою по типах ґрунтів і баластних матеріалів.
Встановлено, що при оптимізації поздовжнього профіля залізничних станцій для визначення обємів земляних робіт необхідно використовувати каркасну модель земляного полотна, яка забезпечує високу швидкість і точність розрахунків. Так, при 5% точності каркасна модель забезпечує в 4,7 рази більшу швидкість обчислень, ніж рецепторна. Розроблено структуру каркасної моделі земляного полотна та методику її автоматизованої побудови.
Задача оптимізації поздовжнього профіля залізничних станцій являє собою задачу нелінійного програмування з лінійними обмеженнями. Для оптимізації поздовжнього профіля запропоновано використовувати двоетапний метод, оснований на локальному лінійному моделюванні поверхні відгуку і застосуванні до отриманої моделі методу проекцій градієнта. Розроблена методика оптимізації при проектуванні поздовжнього профіля станційних колій дозволяє одержувати рішення, що забезпечують мінімум приведених витрат в системі обмежень, прийнятих проектувальником. Ця методика дозволяє в якості критеріїв оптимальності використовувати і інші показники: мінімум експлуатаційних витрат чи капітальних вкладень, строк окупності та ін. Встановлено, що додаткові 405 тис. грн. капітальних вкладень на оптимізацію профіля системи відправлення розглянутої сортувальної станції забезпечують економію експлуатаційних витрат 102 тис. грн. щорічно.
Список литературы
Бобровский В.И. Козаченко Д.Н. Информационные технологии в проектировании железнодорожных станций и узлов // Залізничний транспорт України. -1999.№6(15).-с.6-10
Бобровский В.И., Козаченко Д.Н. Расчет эксплуатационных расходов в задачах оптимизации продольного профиля железнодорожных станций. // Информац.-управл. системы на ж.д. транспорте. - 2000. - №2(23) - c.14-19
