Пермикин Вадим Юрьевич
Методология макромоделирования железнодорожных станций и узлов
Учебно-методическое пособие для слушателей ИДПО
Согласовано
______________________
(должность)
_________ _________________
(подпись) (ФИО)
«___» ______________ 201 г.
Екатеринбург
Содержание
Стр.
Проблемы расчета железнодорожных узлов…………………………………… 3
Особенности моделирования железнодорожных узлов ………………………. 4
Технология моделирования горловин……………………………………………6
Технология моделирования парков путей……………………………………… 10
Макромоделирование технологического процесса……………..……………… 12
Формирование модели на принципах макромоделирования ….……………… 17
Вопросы для самоконтроля………………………….……………………………21
Список использованной литературы…………………………………………… 23
Проблемы расчета железнодорожных узлов
Железнодорожным узлом н азывается пункт пересечения или примыкания нескольких линий, объединяющих ряд связанных соединительными ходами станций и раздельных пунктов, работающих по единой технологии (во взаимодействии). На сегодняшний день это классическое определение железнодорожного узла в транспортной науке. Железнодорожные узлы классифицируются по характеру эксплуатационной работы, географическому расположению, численности населения, характеру производительных сил, по схеме размещения основных устройств (геометрическому очертанию) и системе управления (всего выделено 15 признаков классификации узлов).
Проблемы развития железнодорожных узлов изучались многими авторами. Рассматривались вопросы эффективной организации транспортного производства и управления в железнодорожных узлах, оптимизации работы отдельных станций и категорий поездов. В тоже время следует отметить, что вопросам расчета железнодорожного узла как системы не уделялось должного внимания. Производились только расчеты отдельных станций, чаще всего аналитическим, реже - графо-аналитическим методами. Такие расчеты существенно искажают реальную картину. В работах не рассматривается взаимное влияние одной станции узла на другую станцию. Иными словами, не учитываются условия взаимодействия между станциями.
Любой железнодорожный узел состоит из отдельных станций. Очевидно, что при расчете перерабатывающей способности узла нужно построить имитационные модели отдельных станций, входящих в него. Если провести расчеты по перерабатывающей способности каждой отдельной станции, то это не всегда покажет точную переработку узла в целом.
Станции в узлах могут оказывать различное влияние друг на друга. В том случае, если станции специализированы, каждая из них занимается своей работой, а общей технологией является лишь пропуск транзита, влияние станций друг на друга будет минимально. И, наоборот, если одни и те же вагоны обрабатываются на нескольких станциях, активно развито передаточное движение в узле, то станции будут заметно влиять на работу соседних. В этом случае расчет перерабатывающей способности станции отдельно от соседних даст завышенный результат.
Опыт показывает, что транспортные системы в состоянии высокой загрузки не являются линейными и к ним нельзя применять элементарные аналитические зависимости.
Анализ выполненных исследований, работ по данной теме говорит о том, что в настоящее время завершенной методологии расчета железнодорожных узлов нет. «Необходимо проводить глубокие исследования существующих железнодорожных узлов и выявлять у них системные признаки, характеризующие одновременно и образующие их элементы, и интегрированную форму» [1].
Недоработки в исследовании комплексных проблем транспорта, включая проблему железнодорожных узлов, могут привести и подчас приводят к тому, что инвестиции затрачиваются недостаточно эффективно, а деятельность проектировщиков и транспортных предприятий, связанных с решением конкретных практических задач, оказывается нескоординированной.
Особенность выбора параметров железнодорожных станций в узле состоит в том, что необходимо учитывать их тесную структурную и технологическую связность. Перерабатывающая способность и другие количественные и качественные показатели узла зависят от степени согласованности параметров входящих в него станций. Теория транспортных узлов не была достаточно разработана еще и потому, что не существовало аппарата для проверки теоретических предположений.
Особенности моделирования железнодорожных узлов
Имитационное моделирование обычно предполагает детальное описание структуры транспортного объекта. Это вполне объяснимо по трем причинам.
Первая – моделировались не очень крупные объекты. На железнодорожном транспорте это, обычно, станции. Там в структуре несколько десятков путей и две-три сотни стрелок.
Вторая – сложное взаимодействие структуры и потоков не поддается строгому математическому описанию, поэтому укрупнять элементы структуры опасно.
Третья – задачи моделирования. Обычно это оценка проектируемой станции. И проектанту нужно дать детальную оценку проекта, вплоть до каждой стрелки.
При моделировании крупных транспортных узлов, включающих два и более десятков станций, морские терминалы, перегрузочные склады и т.п. эти три причины исчезают. При моделировании узла важно оценить, насколько гармонично структура узла соответствует распределению работы и принятой технологии. Однако важно учитывать вместимость парков путей и складов, пропускную способность горловин и перерабатывающую способность терминалов.
Для моделирования транспортных узлов необходим соответствующий аппарат и методология. В макромоделировании при представлении в модели объекта применяется вместо структурного подхода функциональный. Описывается не собственно структура горловин, парков, станций, а их функциональные возможности.
Рисунок 1 – Функциональное представление транспортного объекта
Рассмотрим некоторые вопросы функционального подхода более подробно.