Организация вагонопотоков на сети железных дорог

1.

Организация вагонопотоков на сети железных
дорог
Дипломант студент
Данилова Юлия Валерьевна
Дипломант студент Данилова Юлия Валерьевна

2.

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОРГАНИЗАЦИИ ВАГОНОПОТОКОВ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ
На железных дорогах России погрузка и отправление вагонов адресатам, расположенным как в нашей стране, так и за
рубежом, осуществляются более чем на 3090 станциях, между которыми образуются значительные груженые и порожние
вагонопотоки. Обработка последних производится на сортировочных, участковых, грузовых и промежуточных станциях по
определенным технологиям, которые формировались годами.
Уже в конце XIX в. для организации железнодорожных перевозок на каждой дороге были разработаны рекомендации. Так,
формирование составов осуществлялось с учетом общего направления следования. В состав поездов входило от 25 до 50
двухосных вагонов, которые принадлежали разным дорогам. Много времени уходило на их перегрузку на передаточных
станциях, что снижало скорость перевозок и увеличивало их стоимость. Потери возникали также из-за неиспользования
порожних вагонов, принадлежащих другим дорогам-собственникам.
Рост размеров движения привел к созданию сети товарных и сортировочных станций и к изменениям в организации движения
поездов. В конце 1880-х гг. возникла специализация грузовых поездов по назначению, роду груза и срочности доставки. Стали
выделять сквозные поезда
В 1901 г. русский ученый А.Н. Фролов разработал теорию обоснования формирования прямых товарных поездов без
переработки на попутных технических станциях.
В 1906 г. было принято решено пропускать поезда дальнего следования на отдельных направлениях. К 1914 г. воинские и
товарные поезда стали подразделяться на ускоренные, транзитные, участковые, сборные дневного и ночного обращения.
В период первой мировой войны возникли «маршрутные поезда» — аналоги воинских эшелонов. Так стали называться
одногруппные прямые поезда, проходящие через несколько дорог без переработки.
В 20-е гг. прошлого века ученые А.Н. Фролов, В.Н. Белелюбский, И.И. Васильев, В.Н. Образцов, Б.Д. Воскресенский, В.А. Сокович,
П.Я. Гордеенко изучают вопросы графика движения, пропускной способности, маневровой работы, планирования и
регулирования перевозок, а также специализации и маршрутизации вагонопотоков.
В 1921 г. академик В.Н. Образцов предложил схему развития и размещения сортировочных станций с учетом характера
вагонопотоков, которая в дальнейшем была частично реализована. Тем самым он заложил научные основы теории организации
вагонопотоков в увязке с развитием инфраструктуры.

3.

В 1932 г. В.Т. Осипов обосновал ступенчатую маршрутизацию вагонопотоков на промежуточных станциях.
Теория организации вагонопотоков решала задачи определения размеров груженых и порожних вагонопотоков, составления
плана маршрутизации перевозок с мест погрузки, формирования грузовых поездов всех категорий на технических станциях,
оперативного регулирования вагонопотоков.
В 1944 г. профессор А.П. Петров предложил метод абсолютного расчета показателей всех возможных вариантов ПФП на
участке прямолинейной конфигурации с числом станций не более пяти-шести (из-за ограничений в возможностях
вычислительной техники).
Инструктивными указаниями по составлению ПФП 1952 г. рекомендовано применять для расчета ПФП также методы
аналитических сопоставлений для направлений с семью и более расчетными опорными сортировочными станциями и сильно
разветвленных направлений.
В 1948 г. В.П. Черенин предложил метод последовательных расчетов, суть которого состояла в применении метода
абсолютного расчета к последовательному исключению большого числа невыгодных вариантов до тех пор, пока не будут
рассмотрены все группы вариантов с одинаковым числом назначений поездов, в которых может находиться оптимальный
вариант.
В 1950 г. В.П. Черенин по заказу Главного управления движения МПС СССР составил эскизный проект счетной машины для
составления ПФП для шести и менее станций, находящихся на одном прямолинейном (неразветвленном) направлении. В 1954 г.
он описывает возможность решения задачи расчета ПФП с использованием табулятора Т-5.
В январе 1959 г. Научно-технический совет МПС рассмотрел проблемы применения кибернетики на железнодорожном
транспорте. На пленуме постановили, что в «области эксплуатации железных дорог вычислительная техника должна быть
использована при планировании перевозок, для создания единой системы информации о грузовых и вагонных потоках и
регулирования груженых и порожних вагонопотоков, для разработки и оперативной корректировки графика и плана
формирования поездов и др.».
В 1959 г. В.П. Черенин разработал алгоритм, по которому была составлена программа для автоматизированного расчета плана
формирования на машине «Стрела» в случае неразветвлениых направлений и числа станций не более шести с использованием
метода последовательных расчетов.
С 1960 г. сетевой план формирования составляется уже с применением ЭЦВМ. Коллектив ЦНИИ МПС разработал для ЭЦВМ
«Урал-1» программы расчета плана формирования одногруппных и групповых поездов методом абсолютного расчета и
одногруппных поездов методом совмещенных аналитических сопоставлений. В вычислительном центре Академии наук СССР
была подготовлена программа для составления ПФП на ЭЦВМ «Стрела» (позднее для БЭСМ-2) методом последовательных
расчетов. В ХабИИЖТе разработана программа расчета плана формирования приближенным аналитическим методом. В 1967 г.
А.И. Попов (гражданин Болгарии) предложил алгоритм расчета плана формирования на ЭВМ методом направленного перебора
вариантов для направления с 24 опорными станциями.

4.

В 60-е гг. прошлого века на железнодорожном транспорте начинает широко применяться вычислительная техника. На базе фабрик
механизированного счета появляются дорожные вычислительные центры.
В 1970-е гг. в ГВЦ МПС появляются разработки в рамках системы АСОВ (автоматизированная система организации вагонопотоков) и прежде
всего программа расчета плана формирования одногруппных поездов по методике профессора С.В. Дуваляна.
В 1976 г. в ГВЦ разрабатывается «Нормативно-справочная база транспортной сети», описывающая участковую модель сети железных дорог,
которая используется как НСИ (нормативно-справочная информация) при расчете ПФП и при решении других эксплуатационных задач.
В 1990-х гг. в ГВЦ МПС создаются программные комплексы: оперативная корректировка и контроль за нарушениями плана формирования
поездов; отправительская маршрутизация; программный комплекс для инженера-разработчика плана формирования поездов (дорожный и
сетевой уровни) «Ведение сетевой книги ПФП»; комплекс программ формирования электронного макета книг плана формирования (дорожный
и сетевые уровни) и др.
В настоящее время на сети железных дорог России внедрена автоматизированная система по расчету плана формирования поездов (АС
РПФП). В ее основе — теоретические положения, разработанные профессором ПГУПСа А.Т. Осьмининым, и алгоритмические решения И.И.
Осьмининой.
ПФП разрабатывается один раз в год (так называемый «базовый» план) и издается в виде книги, состоящей из трех частей.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Общий подход к задаче выбора рациональной организации вагонопотоков в рамках действующих на
железнодорожном транспорте информационных систем.
1.
Определяется вагонопоток, подлежащий маршрутизации, решается задача по поиску
экономически эффективных направлений передвижения вагонопотоков, устанавливаются станции и
пункты перехода в междорожном и межгосударственном сообщениях.
2.
Составляется шахматка груженых и порожних вагонопотоков (за исключением охваченных
маршрутизацией) на основе данных архивов ЕК ИОДВ и динамической вагонной модели в рамках
АСОУП.
3.
Определяются критерии, которые всесторонне характеризуют различные варианты
организации вагонопотоков. При этом они взаимно противоречивы и однозначно не могут быть
приведены к стоимостному показателю.
4.
Разрабатывается аналитическая модель, адекватно оценивающая все назначенные критерии
на множестве вариантов организации вагонопотоков. При этом различные варианты организации
вагонопотоков выступают как функция, определяющая зависимость принятых критериев от
входящих в систему исходных данных (объемов вагонокорреспонденций, их структуры).
5.
Осуществляется поиск эффективных (компромиссных или рациональных по Парето) решений
по организации вагонопотоков в интерактивном режиме работы с ЭВМ в условиях предпочтения
тех или иных критериев.
6.
Для окончательного выбора решения ЛПР предлагается воспользоваться анализом
финансовой безубыточности на ранее изложенных принципах, изложенных в первом разделе. При
этом предполагается выдача прогнозного изменения всех эксплуатационных показателей, по
которым оценивается работа сети железных дорог.

21.

выводы
В дипломном проекте предложены критерии оценки вариантов организации
вагонопотоков. Это неформальная процедура решения поставленной задачи.
При формировании критериев к ним предъявлись следующие требования:
чувствительность к изменениям в организации вагонопотоков; независимость друг
от друга; максимально возможная простота; объединение, по возможности, всех
мелких критериев в более крупные; учет натуральных, стоимостных и
качественных параметров.
При этом наряду с общепринятыми критериями оценки эксплуатационной работы
сети железных дорог могут быть рассмотрены агрегированные критерии,
созданные на основе общепринятых.