Обоснование целесообразности сооружения обходов железнодорожных узлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.08, кандидат технических наук Куклев, Денис Николаевич

• Куклев, Денис Николаевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Куклев, Денис Николаевич

Введение.

1. Краткий исторический обзор теории и практики сооружения обходов железнодорожных узлов.

1.1. Основные сведения о возникновении железнодорожных узлов в дореволюционный период (до 1917).

1.2. Развитие железнодорожных узлов в период 1917 -2000 гг.

1.3. Краткие сведения о развитии железнодорожных узлов на зарубежных железных дорогах.

1.4. Анализ теоретических работ и нормативных документов, посвященных обходам железнодорожных узлов

1.5. Выводы по главе.

2. Анализ факторов, определяющих целесообразность сооружения обходов железнодорожных узлов.

2.1. Общая характеристика факторов.

2.2. Влияние размеров и неравномерности пассажирского движения на пропуск поездопотоков через узел.

2.3. Влияние размеров и неравномерности грузового движения на задержки поездов на подходе к узлам.

2.4. Выводы по главе.

3. Разработка имитационной модели работы железнодорожного узла.

3.1. Общие положения.

3.2. Формализация процессов в системе «железнодорожный узел».

3.3. Определение исходных данных для моделирования.

3.3.1. Характеристика входящих потоков.

3.3.2. Расчетные значения времени на выполнение технологических операций с поездами.

3.4. Математическая схема моделирования системы «железнодорожный узел».

3.5. Моделирующий алгоритм в среде GPSS World.

3.6. Анализ результатов моделирования.

3.7. Выводы по главе.

4. Метод обоснования экономической эффективности сооружения обходов железнодорожных узлов.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Определение капитальных затрат по вариантам.

4.3. Определение эксплуатационных расходов.

4.4. Выводы по главе.

5. Обоснование условий и границ целесообразности сооружения обходов железнодорожных узлов.

5.1. Исходные положения.

5.2. Характеристика возможных вариантов соотношения капитальных вложений и эксплуатационных расходов при строительстве обхода и усилении внутриузлового хода.

5.3. Обоснование срока целесообразности сооружения обхода железнодорожного узла методом динамического программирования.

5.4. Результаты расчетов по определению условий и границ целесообразности сооружения обходов в узле.

5.5. Проверка эффективности обходов в Санкт-Петербургском узле.

5.6. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование целесообразности сооружения обходов железнодорожных узлов»

Эффективная работа железнодорожного транспорта во многом определяется беспрепятственным прохождением вагонопотоков через узлы, что зависит от технического состояния, а следовательно, и пропускной способности станций узла и внутриузловых ходов. С ростом размеров работы узла возрастает загрузка станций и межстанционных перегонов, что со временем приводит к возникновению затруднений в работе узла, выражающихся в появлении задержек поездов по неприему, непроизводительным простоям в ожидании выполнения операций на станциях и в конечном итоге к увеличению оборота вагона.

Одним из эффективных способов повышения пропускной способности узлов и ликвидации затруднений в их работе является сооружение разгружающих обходов для пропуска транзитных поездов. Эта мера позволяет существенно разгрузить внутриузловые ходы и сортировочные станции и отодвинуть сроки необходимости их усиления.

На сети железных дорог России обходы построены в большинстве крупных и крупнейших узлов - Московском, Петербургском, Свердловском, Ростовском и их наличие обеспечивает возможность изменения направления вагонопотоков в зависимости от складывающейся оперативной обстановки.

Особую важную роль обходы узлов сыграли в период Великой Отечественной войны 1941 - 1945 гг., обеспечивая их живучесть и гибкость в пропуске воинских грузов. В послевоенный период наличие обходов узлов, дублирующих основной внутриузловой ход, существенно облегчало проведение восстановительных работ.

Переход к рыночной экономике и появление крупных компаний-операторов, занятых перевозками массовых грузов, создают благоприятные условия для роста отправительской маршрутизации, что вместе с совершенствованием плана формирования технических маршрутов способствует повышению транзитное™ вагонопотоков. Эти обстоятельства, а также увеличение участков обращения локомотивов и гарантийных участков пропуска вагонов без технического обслуживания ведут к росту доли вагонопотока, которая может быть пропущена в обход основных станций узла.

Вместе с тем сооружение обхода узла - мероприятие, требующее больших капиталовложений и дополнительных эксплуатационных расходов по содержанию устройств и сооружений обхода и возможному увеличению пробега подвижного состава. Это свидетельствует о необходимости тщательных технико-экономических обоснований такого решения при том, что в теоретическом плане эти вопросы исследованы недостаточно.

Изложенное свидетельствует о том, что проблема обоснования эффективности сооружения обходов железнодорожных узлов актуальна как для теории, так и для практики управления перевозочным процессом и развития сети железных дорог России.

Исходя из изложенного, целью диссертации является разработка метода обоснования условий и границ целесообразности сооружения обходов железнодорожных узлов.

В рамках поставленной цели потребовалось решить следующие основные задачи:

- дать исторический обзор развития железнодорожных узлов в России и за рубежом и появления в их схемах обходов;

- провести анализ основных факторов, определяющих необходимость и целесообразность сооружения обходов узлов;

- разработать имитационную модель работы железнодорожного узла, позволяющую определять время пропуска транзитного поездопотока через узел при отсутствии и наличии обхода;

- определить условия и границы эффективности сооружения обходов в узлах на основе предлагаемой методики.

Анализируя предложенные к настоящему времени классификации узлов, можно выделить три основных вида обходов:

- глубокие, проектируемые на расстоянии 30 - 50 км от основного внутриузлового хода и связывающие между собой примыкающие подходы, обеспечивая возможность пропуска поездов без захода в узел;

- параллельные ходы, предназначенные для пропуска поездов в обход основных станций в узлах с последовательным их расположением;

- местные, устраиваемые для пропуска поездов без захода на отдельные станции узла или в обход отдельных парков и устройств.

Основное внимание в диссертации уделено обходам узлов второго вида.

Для решения поставленных задач в диссертации использованы методы теории вероятностей и математической статистики, имитационного моделирования на базе языка СР8Б, методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте.

Материалами для исследования послужили схемы и технология работы реальных узлов на железных дорогах России и зарубежных стран, литературные источники, содержащие результаты исследований по обходам железнодорожных узлов, проекты развития узлов, выполненные в проектно-изыскательских институтах ОАО «Ленгипротранс» и ОАО «Дальгипротранс».

Заключение диссертации по теме «Управление процессами перевозок», Куклев, Денис Николаевич

Основные выводы по диссертации

1. В условиях роста объемов перевозок одним из эффективных способов повышения пропускной способности железнодорожных узлов и ускорения продвижения вагонопотоков является сооружение обходов для пропуска транзитных грузовых поездов.

2. Анализ развития железнодорожных узлов в России и за рубежом показал, что обходы узлов появились в конце XIX века и сооружались с целыо разделения пассажирского и грузового движения, сокращения расстояния и времени проследования узла, разгрузки и отдаления сроков усиления внутриузлового хода, повышения живучести узла и улучшения условий обслуживания промышленных предприятий.

3. Основные факторы, определяющие целесообразность сооружения обходов железнодорожных узлов, могут быть подразделены на эксплуатационные, экономические, экологические, градостроительные и специальные. При этом определяющими являются эксплуатационные факторы, включающие размеры, структуру поездопотоков и неравномерность движения поездов, которые в свою очередь определяют время нахождения в узле транзитных грузовых поездов. Схема узла определяет пробеги транзитных поездов, которые в зависимости от местных условий с сооружением обхода могут как увеличиваться, так и уменьшаться.

4. Наибольшую сложность при определении эффективности сооружения обходов железнодорожных узлов представляет определение среднего времени нахождения в узле транзитных грузовых поездов при отсутствии и наличии обхода. Это обусловлено влиянием на этот показатель сезонной, суточной и внутрисуточной неравномерностей движения поездов, учесть которую можно лишь методом имитационного моделирования работы узла.

5. С достаточной степенью точности время нахождения в узле транзитных грузовых поездов при наличии и отсутствии обхода можно определить, используя разработанную в диссертации имитационную модель работы узла на базе системы моделирования GPSS World, в которой узел рассматривается как многофазная многоканальная система массового обслуживания.

6. Анализ результатов моделирования работы узла показал, что сооружение обхода существенно сокращает время нахождения транзитных поездов в узле, что подтверждает правомерность постановки проблемы целесообразности сооружения обходов железнодорожных узлов.

7. Для определения эффективности сооружения обходов железнодорожных узлов целесообразно использовать предлагаемую в диссертации методику, в которой определен общий порядок технико-экономических расчетов и необходимых для этого отличающихся элементов капиталовложений и эксплуатационных расходов при наличии и отсутствии обхода узла.

8. Если длина обхода меньше или равна длине внутриузлового хода, сооружение обхода всегда целесообразно в сроки, определяемые по предлагаемому методу. При длине обхода, превышающего до 40 % длину внутриузлового хода затраты в варианте строительства обхода будут больше затрат на усиление внутриузлового хода до 5 % и в этом случае с учетом градостроительных, экологических и специальных требований следует сооружать обходы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Куклев, Денис Николаевич, 2007 год

1. Архангельский Е.В.Уровни загрузки и потребная мощность устройств сортировочных станций. Труды ЦНИИ МПС, выпуск 544. М.: Транспорт, 1975. 128 с.

2. Бадах В.И. Специализация сортировочных путей на горочных станциях большой мощности: автореф. дисс . канд. техн. наук. JI.,1967.-28 с.

3. Баранов A.M., Козлов В.Е., Чертогов А.Д. Рациональная загрузка железнодорожных линий. Труды ЦНИИ МПС, выи. 361. М.: Транспорт,1968.-207 с.

4. Барков II.II. Сезонная и внутринедельная неравномерность грузовых перевозок на железных дорогах. Труды ЦНИИ, выпуск 249 М.: Трансжелдориздат, 1963. - 95 с.

5. Бартенев П.В. Железнодорожные станции и узлы. Учебник для вузов железнодорожного транспорта. М.: Трансжелдориздат, 1953. 504 с.

6. Беленький М.Н. Экономика пассажирских перевозок. М.: Транспорт, 1974. 272 с.

7. Белозеров А.И. Методические рекомендации по проектированию сооружению и эксплуатации обходов барьерных мест при строительстве железных дорог. Новосибирск: Изд-во СГУПСа (НИИЖТа), 1999. 166 с.

8. Боев В.Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World: Учеб. пособие. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 368 с.

9. Бузанов С.П. К проблеме железнодорожных узлов СССР. Труды МИИТа, 1933, выпуск 36.-116 с.

10. Бураков В.А. Методика определения экономической эффективности развития головных участков железнодорожных узлов / Вопросы развития и эксплуатации транспортных узлов. Труды ЦНИИ МПС, выпуск 66. М: ИКТП, 1977. С. 44 - 60.

11. Великий интендант. Штрихи к портрету генерала Андрея Хрулева. Гудок № 61. 2004 г. - С. 7.

12. Вопросы развития транспортных узлов. Труды ИКТП, выпуск 5. М.: Транспорт, 1967. - 99 с.

13. Все флаги в гости будут к нам. Развитие петербургского железнодорожного узла. Строительство и городское хозяйство в СПб и ЛО. №61.-2003 г.

14. Высокоскоростной обход Парижа. Железные дороги мира, №4, 1990.-С. 45 -47.

15. Грунтов П.С. Влияние неравномерности движения на технологию работы сортировочной станции. Вестник ЦНИИ. Вып. 6, 1966.-С. 51 -54.

16. Грунтов П.С. Исследование неравномерности движения грузовых поездов и определение расчетных интервалов между ними. В кн.: Вопросы эксплуатации железных дорог. М.: Транспорт, 1965. С. 49 - 59.

17. Губарь М.В., Кособокова E.H. Разработка имитационной модели работы пограничной передаточной станции // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: Сборник научных трудов. Под ред. Ю.И. Ефименко. Вып. 6. - СПб.: ПГУПС, 2006. - С.58 - 65.

18. Ефименко Ю.И. Проектирование горловин с учетом этапности развития станций // Совершенствование эксплуатационной работы в транспортных узлах: Тр. ЛИИЖТа. J1. - 1981. - С. 98 - 107.

19. Ефименко Ю.И. Обоснование этапности развития железнодорожных станций и узлов: Дис. . д-ра техн. наук, СПб, 1992. -394 с.

20. Железнодорожные станции и узлы / Ю.И. Ефименко, С.И. Логинов, В.Е. Павлов, B.C. Суходоев, М.М. Уздин: Учеб. пособие. СПб: ПГУПС, 1996. - 202 с.

21. Железнодорожные станции и узлы: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / В.Г. Шубко, Н.В. Правдин, Е.В. Архангельский, В.Я. Болотный, В.А. Бураков, С.П. Вакуленко, В.А. Персианов; под ред. В.Г. Шубко и I I.В. Правдина. М.: УМК МПС России, 2002. - 368 с.

22. Железнодорожный транспорт в СССР и за рубежом. ЦНИИТЭИ МПС, 1974. Обзор. Выпуск 5. 272 с.

23. Железные дороги мира №12, 1992. С. 65.

24. Железные дороги мира №12, 1995. С. 48 - 49.

25. Земблинов C.B. Обходы в узлах. Ж. д. тр-т, №7, 1942. С. 35 - 41.

26. Земблинов C.B. Развитие станций и узлов за годы сталинских пятилеток. Железнодорожный транспорт №11. С. 52 - 60.

27. Земблинов C.B., Герасимов A.C., Тышкевич Н.И. Восстановление станций и узлов. М.: Трансжелдориздат, 1944. 232 с.

28. Зензинов H.A. Железнодорожники в Великой Отечественной войне. Железнодорожный транспорт 2000, №4. С. 2 - 20.

29. Инструкция по проектированию станций и узлов на железных дорогах общей сети Союза ССР: ВСН 56 78/ Минтрансстрой СССР, МПС СССР. - М.: Транспорт, 1978. - 66 с.

30. История железнодорожного транспорта. Т. 1:1839-1917 гг. СПб, 1994.-336 с.

31. История железнодорожного транспорта России и Советского Союза. Т. 2:1917-1945 гг. СПб, 1997. - 416 с.

32. Кантор И.И., Воробьев Э.В., Зензинов H.A. Строительно -путейское дело России XX века. М., 2001. 275 с.

33. Ковалев И.В. Транспорт в Великой Отечественной войне (19411945 гг.) / Ин-т истории СССР (АН СССР). М.: Наука, 1981.-480 с.

34. Кособокова E.H. Параметры железнодорожных комплексов морских паромных переправ: дисс. . канд. техн. наук. СПб., 2005. -206 с.

35. Кочней Ф.П. Комплексное повышение скоростей движения поездов. М: Транспорт, 1989. - 176 с.

36. Краткие сведения о развитии отечественных железных дорог с 1838 по 1990 г. ЦНТБ железнодорожного транспорта России. М., 1996. -223 с.

37. Лебедева Т.П., Ломакина H.H., Садиков П.П., Сотников Е.А. Расчет времени нахождения вагонов на сортировочных и участковых станциях. Труды ЦНИИ МПС, выпуск 481. М.: Транспорт, 1973.- 184 с.

38. Левшин И. К., Шапкин И. Н., Щелоков А. И. Прогрессивная технология на железных дорогах. М.: Транспорт, 1993. 190 с.

39. Лиха беда начала. Гудок № 213 2005 г. - С. 3.

40. Логинов С.И., Ефименко Ю.И., Олейникова Л.А. Определение ориентировочной стоимости строительства железнодорожных станций и узлов по укрупненным показателям. Методические рекомендации. СПб: ПГУПС, 2006. 22 с.

41. Логинов С.И., Уздин М.М. Образование и развитие Петербургского железнодорожного узла (1851 1917 гг.) // Интенсификация эксплуатационной работы на железных дорогах: Сборник трудов ЛИИЖТа. Л., 1988. - С. 93 - 104.

42. Макарочкин A.M., Дьяков Ю.В. Использование и развитие пропускной способности железных дорог. М.: Транспорт, 1981. 287 с.

43. Методика технико-экономических расчетов при развитии транспортных узлов. Под ред. К.Ю. Скалова, Э.Е. Островской, Г.С. Молярчук. М.: Транспорт, 1972. 568 с.

44. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте. Приложение к указанию МПС России от 31 августа 1998 г. № В-1024у. 123 с.

45. Методические указания по определению сметной стоимости строительства объектов железнодорожного транспорта /МПС России/. Москва, 2003 г. 35 с.

46. Методические указания по расчету норм времени на маневровые работы, выполняемые на железнодорожном транспорте. М., 1998. 84 с.

47. Методические указания по сравнению вариантов проектных решений железнодорожных линий, узлов и станций. М., 1962. - 304 с.

48. Методические указания по сравнению вариантов проектных решений железнодорожных линий, узлов и станций. М., 1973. - 440 с.

49. Методические указания по сравнению вариантов проектных решений железнодорожных линий, узлов и станций. М., ВПТИТРАНССТРОЙ, 1988.-468 с.

50. Мироновская Н.И. К вопросу развития железнодорожных узлов. -В кн.: Проблемы проектирования станций и узлов: Межвузовский сборник научных статей / Под. ред. П.В. Правдина. Гомель: БелИИЖТ, 1984. -С. 54-57.

51. Мироновская Н.И. К вопросу усиления перерабатывающей способности сортировочной станции. В кн.: Проблемы перспективного развития железнодорожных станций и узлов: Межвузовский сборник научных статей. Гомель: БелИИЖТ, 1982. с. 74 - 77.

52. Наставление по восстановлению станций и узлов. М.: Трансжелдориздат, 1943. 67 с.

53. Некрашевич В.И., Чернюгов А.Д., Родькина Д.Ю. Влияние закрытия ириемоотправочных путей сортировочных и участковых станций на работу прилегающих участков. Труды ВНИИЖТ, 1982. - Выпуск 641. -С. 63 -84.

54. Основы построения транспортных узлов / ИКТП. Под общ. ред. C.B. Земблинова. М.: Трансжелдориздат, 1959. - 448 с.

55. Отраслевые технически обоснованные нормы времени на ремонтные работы по смене стрелочных переводов и переводных брусьев / ОАО «РЖД». М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 136 с.

56. Персианов В.А, Милославская C.B. Нынешние проблемы станций и узлов. Железнодорожный транспорт, 1994, №9. С. 2 - 15.

57. Персианов В.А., Усков U.C., Ежикова И.Е. Системотехнический расчет пропускной способности станций и узлов методом моделирования. М.: ИКТП, 1967.-48 с.

58. Правдин Н.В., Дыкашок М.Л., Негрей В.Я. Прогнозирование грузовых потоков. (Методика, расчеты, примеры). М.: Транспорт, 1987. -247 с.

59. Правдин Н.В. и др. Проектирование железнодорожных станций и узлов. Ч. 1. (учебное пособие для трансп. вузов) / Н. В. Правдин, Т.С. Банек, В.Я. Негрей; Под общ. ред. Н.В. Правдина. 2-е изд., перераб. и доп. - Ми.: Выш. шк, 1984. - 288 с.

60. Правдин Н.В., Шелеляев А.И., Банек Т.С. Определение годового экономического эффекта от осуществления реконструктивных мероприятий по станциям и узлам. Гомель: БелИИЖТ, 1985. 39 с.

61. Правила и технические нормы проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм. М.: Техинформ, 2001. - 256 с.

62. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. М., МПС РФ, 2000. 190 с.

63. Руководство пользователя по GPSS World. / Перевод с английского/. Казань: изд-во «Мастер Лайн», 2002. - 384 с.

64. Савченко И.Е. Развитие станций и узлов. Железнодорожный транспорт №4. С. 10 - 16.

65. Савченко И.Е. Устройства для пассажирского движения на железнодорожном транспорте (расчеты и проектирование). М.: Транспорт, 1979.-272 с.

66. Савченко И.Е., Земблинов C.B., Страковский И.И. Железнодорожные станции и узлы. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980.-470 с.

67. Скалов К.Ю., Попов Н.Ф., Кравченко Э.И. Методика определения мощности устройств в транспортных узлах / Транспортные узлы: определение мощности устройств. М., 1985. С. 4 - 23.

68. Скалов К.Ю., Савченко И.Е., Ветухов Е.А., Литвиновский Г.А., Нечаева Е.И. Развитие и реконструкция станций и узлов. М.: Транспорт, 1972.-286 с.

69. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов по спец. «Автоматизир. системы обработки информ. и упр.». 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1998. - 319 с.

70. Станции и узлы. Образцов В.II, Никитин В.Д., Шаульский Ф.И., Бузанов С.П. М.: Трансжелдориздат, 1949. - 540 с.

71. СНиП 2.07.01 89 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений М., 1989. - 56 с.

72. СТН Ц-01-95 Железные дороги колеи 1520 мм / МПС РФ М.: МПС, 1995.-86 с.

73. Технические указания но проектированию станций и узлов на железных дорогах нормальной колеи. М.: Трансжелдориздат, 1954. 150 с.

74. Технические указания по проектированию станций и узлов на железных дорогах общей сети Союза ССР: ВСН / Минтрансстрой СССР. М: Трансжелдориздат, 1948. - 124 с.

75. Технические указания по проектированию станций и узлов на железных дорогах общей сети Союза ССР: ВСН 56 61/ Минтрансстрой СССР. - М.: Трансжелдориздат, 1961.- 151 с.

76. Технические условия проектирования станций. М.: Трансжелдориздат, 1933. - 28 с.

77. Транспортные узлы / ИКТП Под ред. К. Ю. Скалова. М.: Транспорт, 1966. - 508 с.

78. Транспортные узлы капиталистических стран / ИКТП. М.: АН СССР, 1962.-319 с.

79. Угрюмов А.К. Неравномерность движения поездов. М.: Транспорт, 1968. 112 с.

80. Угрюмов А.К., Романов А.П., Тимофеев И.Ф. Исследование надежности графика движения передаточных поездов / Резервы улучшения эксплуатационной работы. Сб. трудов ЛИИЖТа, выпуск 364. Л., 1973. -С. 91 108.

81. Хвощев С.В. Железнодорожный транспорт в Великой Отечественной войне (1941-1945 гг.). Железнодорожный транспорт 1970, №5.-С.З- 10.

82. Чернюгов А.Д., Яновский П.А. Влияние порядка пропуска пассажирских и транзитных поездов на работу сортировочных станций. Вестник ЦНИИ. Выпуск 6, 1978. С. 6 - 9.

83. Шальнат А. Новая сортировочная станция Машен // Железные дороги мира. 1977. - № 5. - С. 33 -37.

84. Штанге Б.Д. Обходы железнодорожных узлов. Техника железных дорог, №3, ЦНИИНКПС. Трансжелдориздат, 1945. С. 24 - 27.