Исследование процессов взаимодействия на сортировочной станции

Сортировочная станция состоит из взаимодействующих элементов, подсистем и представляет собой сложную систему. Сложность системы проявляется через сложность процессов взаимодействия между подсистемами и с внешней средой. Проблема построения правильного взаимодействия затрагивает структуру и технологию работы сортировочной станции. Рациональный набор технических средств, бригад по обработке поездов и вагонов и интенсивная технология должны обеспечить бесперебойное расформирование и формирование поездов, беспрепятственный их прием и отправление, непрерывность обработки составов и вагонов при технически и технологически оправданном уровне межоперационных интервалов.

Теория взаимодействия в работе основных подсистем и элементов сортировочной станции между собой и с прилегающими участками впервые разработана в трудах докторов технических наук А.И. Платонова и И.Г. Тихомирова.

Взаимодействие в системе характеризуют условия равномерности, ритмичности, поточности, непрерывности и взаимозависимости процессов.

Равномерным называют процесс, когда события наступают через одина­ковые или близкие промежутки времени. Равномерные прием, формирование и отправление поездов обеспечивают и равномерную загрузку различных устройств станции, наилучшее их использование, минимальную потребность в устройствах и бригадах для выполнения заданного объема работы. Нарушение равномерности в работе требует ввода в эксплуатацию излишних мощностей, которые будут загружены только в периоды сгущенной работы.

Ритмичной называют работу, при которой моменты наступления событий согласованы по времени с их обслуживанием, т.е. отсутству­ет время ожидания очередной операции. Ритмичность, например, предусматривает согласование интервалов между поездами определенной категории с технологическими интервалами станции и обеспечивает отсутствие дополнительных межоперационных простоев поездов и вагонов.

Поточность обработки поездов и вагонов характеризуется отсут­ствием или низким уровнем повторности операций с поездами и вагонами, а также возвратности их передвижений.

Непрерывность в работе станции является одним из основных принципов построения ее технологического процесса. Он предусматривает отсутствие перерывов между окончанием одной операции и началом следующей. Непрерывность в выполнении технологических операций требует согласования их во времени между всеми элементами станции.

Взаимозависимость всех процессов на станции вытекает из того, что в какой бы фазе переработки вагонопотока они не выполнялись, конечным итогом является формирование и отправление поездов.

Чем ближе происходящие на станции процессы к равномерным, ритмичным и поточным, тем лучшие условия создаются для взаи­модействия всех элементов и обеспечения устойчивой работы стан­ции. При этом обеспечиваются условия для более рационального использования технических средств и подвижного состава. Отпа­дает необходимость в содержании резервных мощ­ностей, создаваемых для погашения неравномерности.

Для проверки правильности условий взаимодействия важное значение имеют два основных понятия: технологический интервал и темп.

Технологический интервал — это время t, затрачиваемое на выпол­нение одной операции, или интервал J времени между двумя одно­родными событиями. Так, в технологической цепочке по переработке вагонопотоков на сортировочной станции можно выделить следующие технологические интервалы, определяемые в минутах:

- J _пр , J_н, J _от — средний интервал времени между моментами, соответ­ственно, прибытия на станцию поездов в расформирование, окон­чания накопления составов и отправления поездов своего форми­рования;

- t _пр , t _ф , t _от — среднее время на выполнение технологичес­ких операций, соответственно, по прибытию, на формирование состава и по отправлению поезда;

- t _г — горочный технологический интервал — среднее время занятия сортировочной горки расформи­рованием одного состава.

Темп — это число операций, выполняемых в единицу времени, т.е. величина, обратная технологическому интервалу.

В сортировочной системе можно выделить три подсистемы и, соответствующие им три фазы переработки вагонов:

I. прибытие, подготовка к расформированию и расформирование;

II. накопление, формирование и перестановка составов в парк отправления;

III. подготовка к отправлению, обеспечение локомотивами и отправление поездов.

Каждой фазе присущи свои показатели и условия взаимодействия.

В первой фазе (прибытие и расформирование) взаимодействуют при­легающие участки, парк приема и сортировочная горка. Для обеспечения устойчивой работы станции в этой фазе должны соблюдаться следующие условия.

Темп обработки поездов   в парке приема должен быть не ниже темпа их прибытия в расформирование:

                               (3.1)

где Б_пр  ­- число бригад обработки, одновременно работающих по операции,  

            определяющей время на обработку состава по прибытию t_пр;

- расчетный интервал прибытия поездов в расформирование,  

     принимаемый равным полусуме среднего и минимального интервалов   

     прибытия поездов.

Если условие (3.1) не выполняется, то прибывающие поезда ста­вят в очередь на обработку, пути парка приема заполняют этими по­ездами и прием поездов на станцию оказывается невозможным. Такая ситуация и приближение к ней может быть определено на суточном плане-графике по высокому уровню межоперационных простоев составов в парке приема в ожидании освобождения бригад по обработке составов.

Чтобы не допустить такие последствия, необходимо повы­сить темп обработки составов в парке приема. Это достигается добавлением целой бригады или дополнительной группы осмотрщиков в действующие бригады. Указанные мероприятия будут эффективны тогда, когда следствием их будет существенное уменьшение очереди составов в ожидании обработки по прибытию, снижение уровня межоперационных простоев при сохранении рациональной загрузки бригад. 

Темп расформирования составов должен быть не ниже темпа их обработки в парке приема.

При расформировании составов на горке это условие представляется выражением

                                               (3.2)

 - горочный технологический интервал, мин.

Невыполнение условия (3.2) приводит образованию очереди готовых к роспуску составов в парке приема. Это так же может привести к переполнению парка приема и задержкам поездов на походах к станции. Если составы в основном простаивают в ожидании заезда горочного локомотива, то исправить ситуацию можно, добавив дополнительный горочный локомотив или передав часть работы локомотивам в районе формирования. Передача части работы происходит заменой операции осаживания операцией подтягивания составов со стороны вытяжек формирования.

Во второй фазе (накопление вагонов и формирование поездов) должны соблюдаться следующие условия взаимодействия.

Темп формирования составов должен быть не ниже темпа их накопления:

                              (3.3)

где - число маневровых локомотивов, одновременно работающих на   формировании поездов;

- средняя продолжительность формирования состава и перестановки его в парк отправления;

- расчетный интервал накопления составов, принимаемый равным полусумме среднего и минимального интервалов между моментами окончания накопления составов на путях сотировочного парка.

Несоблюдение условия (3.3) ведет к излишним простоям вагонов в сортировочном парке в ожидании начала операции окончания формирования составов. В ре­зультате сортировочные пути заполняются накопленными состава­ми, что может привести к прекращению роспуска составов с горки.

Для выполнения условия (3.3) необходимо повысить темп фор­мирования поездов. Это может быть достигнуто посредством ввода на формирование дополни­тельного маневрового локомотива (увеличение ).

Темп обработки поездов в парке отправления должен быть не ниже темпа их формирования:

                                (3.4)

где  - число бригад, одновременно работающих по операции, определяющей время;

  - на обработку состава в парке отправления.

При невыполнении условия (3.4) составы поездов будут занимать пути парка отправления в ожидании обработки и переставлять сфор­мированные составы из сортировочного парка будет некуда. Пре­кратится формирование поездов, а в итоге — и роспуск составов с горки. Такая ситуация на суточном плане-графике, в первую очередь, определяется по наличию продолжительных межоперационных простоев в ожидании обработки поездов в парке отправления и в сортировочном парке в ожидании освобождения пути парка отправления для перестановки сформированного состава. Для повышения темпа обработки поездов в парке отправле­ния может быть увеличено число групп в бригадах, что приведет к сокращению времени  на обработку поездов, или потребуется до­полнительная бригада работников по операции, определяющей про­должительность обработки.

В третьей фазе переработки вагонопотоков (обработка и отправ­ление поездов) взаимодействуют парк отправления и прилегающие участки. Условия взаимодействия здесь определяются с учетом уста­новленного порядка вывоза поездов со станции.

Если поезда отправляют со станции по мере их готовности, то должно соблюдаться следующее условие: темп отправления поездов своего формирования должен быть не ниже темпа их обработки бри­гадами:

                              (3.5)

где  - расчетный интервал отправления поездов своего формирования, определяемый по формуле:

 ,                        (3.6)

где  - резерв ниток графика, обеспеченных локомотивами (в среднем );

- число отправляемых поездов за расчетный период.

Так как определение некоторых технологических интервалов и темпа обработки составов на разных стадиях технологического процесса может быть затруднительно, то при наличии разработанного варианта суточного плана-графика следует провести анализ межоперационных простоев. Уровень и локализация межоперационных простоев вместе с данными о загрузке технических средств должны стать основанием для разработки рекомендаций по совершенствованию технической структуры станции и технологии ее работы.