CC BY
9
УДК 656.223.2
КОЗАЧЕНКО Д.М., к.т.н., доцент, начальник НДЧ (ДНУЗТ); ГЕРМАНЮК Ю.М., аспiрант (ДНУЗТ).
Методи дослiдження вагонопотоюв у мiжнародному залiзничному сполученнi
Вступ
Транспортна система Украши, являе собою складний комплекс взаемо-пов'язаних елементсв, якi розташованi на значнiй територп. Основним елементом транспортно'1 системи, що забезпечуе пе-ревезення вантажiв у мiжнародному спо-лученнi е вагонний парк рiзноi форми власностi: швентарш вагони залiзничних адмiнiстрацiй та власш вагони промисло-вих пiдприемств.
Залiзнична iнфраструктура держав-учасниць Спiвдружностi формувалась i розвивалась в умовах експлуатацп зне-особленого парку вантажних вагошв. Наведена технологiя мае ряд суттевих пере-ваг. Так вантажонапружешсть залiзниць СРСР перевищувала вантажонапруже-нiсть залiзниць США, Канади та захщно-европейських краш бшьш нiж у три рази. У той же час, роздшення швентарного парку МШС СРСР мiж залiзничними адмшь страцiями держав-учасниць Ствдружнос-■п, суттеве збiльшення долi парку приват-них вагонiв викликае розрiзнення умов експлуатацп вагонних паркiв рiзноi форми власностi. Наслiдком цього е попршення використання iнфраструктури, тягового рухомого складу i навантажувальних ре-сурав. Змiна умов виконання перевезень у мiждержавному сполученнi вимагае по-стшного удосконалення нормативно-правово'1' бази щодо 1'х забезпечення. При цьому актуальною е задача розробки ме-тодiв та iнструментальних програмних засобiв для ощнки впливу змiн у нормати-внiй базi на експлуатацiйнi та економiчнi показники дiяльностi залiзниць Украши.
Виршення щс' проблеми дозволить зме-ншити вплив суб'ективних факторiв та тдвищити якiсть управлiнських рiшень.
Вихщш дан1 для анал1зу експлуатацп вагошв у м1ждержавному сполученн1
У зв'язку з тим, що змша норматив-но-правово'1' бази викликае змiну умов виконання лише окремих елементсв перевiз-ного процесу, то отримати адекватну тех-нiко-експлуатацiйну i економiчну ощнку наслiдкiв таких рiшень на пiдставi аналiзу даних державно'1' та галузево'1' статистики у бiльшостi випадкiв е неможливим. Тому вихiдними даними для аналiзу змiн умов виконання вантажних перевезень у мiжде-ржавному сполучанш можуть слугувати данi архiву вагонно'1' та по'1зно1 моделi ав-томатизовано'1' системи керування вантаж-ними перевезеннями Укрзалiзницi (АСК ВП УЗ). При цьому задача полягае у отри-маннi тих чи шших показникiв на 1'х основi з достатньою точнiстю та за прийнятний час. Враховуючи, що аналiз умов пропуску вагонопотокiв пов'язаний з обробкою ш-формацп з баз даних, то в якост основних методiв дослiдження обранi реляцiйна алгебра [1] i математична статистика [2].
Для аналiзу вагонопотокiв з архiву АСК ВП УЗ отримуються наступнi данi: таблиця даних про приналежшсть вагонiв Тс; таблиця даних про вагони, як просль дували мiждержавнi пункти передачi Тв; таблиця даних про по!зди, якi прослщува-ли мiждержавнi пункти передачi Тп. Таблиця даних про приналежшсть вагошв Тс мiстить наступнi поля: швентарний номер вагона 51; код адмшютраци приписки 52;
код приналежносп вагона до iнвентарного або приватного парку Б3. Таблиця даних про вагони, яю прослiдували мiждержавнi пункти передачi Тв мiстить наступш поля: - iнвентарний номер вагона У1; щентифь катор по'1'зда У2; маса вантажу У3; код ва-нтажу У4; станцiя призначення вагона У5. Таблиця даних про по'зди Тп мiстить на-ступнi поля: щентифшатор по'1'зда А\, код ЕСР станцп виконання операцп з по!здом А2; код операцп з по'здом А3; дата та час виконання операцп А4; код залiзницi зда-вання по'1'зда А5; код залiзницi прийому по'1'зда А6; номер по'1'зда А7; код ЕСР станцп формування по'1'зда А8; порядковий номер формування по'1'зда А9; код ЕСР станцп призначення по'1'зда Аю
Наведенi таблицi доповнюються да-ними довiдково-нормативного характеру: таблиця залiзничних станцiй Тст; таблиця залiзниць краш-учасниць Спiвдружностi Тд; таблиця типiв вагошв Тт. Таблиця заль зничних станцш Тст мiстить наступнi поля: код ЕСР станцп Б\; назва станцп В2; код залiзницi станцп Б3. Таблиця залiз-ниць Тд мiстить наступнi поля: код залiз-ницi С\; код залiзничноi адмЫстрацп С2; назва залiзницi С3. таблиця титв вагонiв Тт мiстить наступш поля: код типу вагона Т\; мшмальне значення iнвентарного номера Т2; максимальне значення швентар-ного номера Т3.
Аналiз наведених таблиць методами реляцшно'1 алгебри дозволяе отримати ш-формацiю щодо обсягiв передачi вагонiв мiж Укрзалiзницею та сумiжними адмшь страцiями по типам вагошв, власносп та iншим характеристикам, а також видшити вагонопотоки, що прослщували Укра'1'ну транзитом на iншi адмшютрацп.
Аналiз обсягiв передачi вагонiв. З метою аналiзу обсягiв прийому i здачi ва-гонiв рiзноi форми власносп, були вста-новленi станцп i моменти прийому та зда-чi на територiю Украши. Така шформащя отримуеться на пiдставi з'еднання таблиць Тс, Тп i Тв по еквiвалентностi:
К,*з (Тс )) X ТС Я1 =Тв.^ Ф
* (У«,У (Тв ))Х Тв.^2 = 1^ ^
(Тп ))
,(1)
У результат отримана таблиця Тпер, що дозволяе iдентифiкувати час i мiсце передачi вагонiв мiж адмшютращями, 1х приналежнiсть i стан - завантажений або порожнш. На основi даних таблиць Тпер i Тп сформованi таблицi здачi Тзд i прийому вагонiв Тпр.
Основними напрямками слщування вагонопотокiв е: ввiз, вивiз i транзит зава-нтажених та порожшх вагонiв. Для аналь зу напрямюв перемiщення вагонопотокiв проведене 1'х угрупування за типами та пунктами передачi вагонiв:
А2,Т1,Б31 соипОД)
(У3>0 (Я53,К1,К3,А2 (Тпр)
X
прийом вантажних вагонiв:
Тпр У >Тт.Т2 лТпр у <Тт.Тз
((Т1 (Т т
- прийом порожшх вагошв: г,Тъ Б з рсоипВД ( =0 ((ЗДУз, А2 (Тпр) >< Тпр У > Т т Т2 л Т, У < Т т Т, ( (Т т )))) .
здача завантажених вагошв:
А2,71, Б
1,Б3 рсоип1(У!)(У3>0(("Бзу,у,А2 (тсд)
><Т У >Т т Т 2 л Тпр У <Т т Тз
( (Т т
здача порожшх вагонiв:
A2,T\,
1,^3 ^соип^х) ( = 0Л2 (Тсд ) ><Тпр V
(> Т т Т 2 л Тпр .VI <Т т Тз
( (Т т ))
Суттевою проблемою при оргашза-цп мiждержавних перевезень е значш об-сяги порожнiх пробiгiв. У зв'язку з цим за допомогою розроблених методiв виконано аналiз використання шовагошв для наван-таження у зворотному напрямку. Причинами утворення потоюв порожнiх вагонiв е вщсутшсть вантажiв для зворотного за-вантаження, зацiкавленiсть залiзничних адмiнiстрацiй в подачi пiд навантаження власних iнвентарних вагошв (при '1х над-лишку), необхщшсть узгодження навантаження з власником приватних вагонiв тощо. В результат проведених досль джень виявлено, що найбiльшi зустрiчнi потоки порожнiх вагонопотоюв спостерь гаються по станцiях Зернове, Тополi i Ус-пенська. При цьому частка зустрiчного потоку може досягати значно'1 величини. Так по станцп Зерново у 2009 рощ у зу-стрiчних напрямках прослщувала 21 тис. порожнiх пiввагонiв.
З метою визначення ефективносп використання рухомого складу рiзноi фо-рми власносп для завантаження порожнiх вагонiв, що прямують у зворотному напрямку по сумiжних адмiнiстрацiях, роз-раховаш коефiцiенти:
т - кiлькiсть сумiжних адмшютра-
Цiй.
2% (( + ^^ )
коп =
_ г=1
оп т
+ ^)
(2)
де N^>i, ^зда" - вiдповiдно, кшьюсть
вагонiв прийнятих з г-о'! сумiжноi адмшю-трацп i зданих на не'1 в завантаженому станi;
Nпрi, Nздi - вiдповiдно, загальна кь
лькiсть вагонiв прийнятих з г-о'! сумiжноi адмшютрацп i зданих на не'1;
Значення коефiцiента коп рiвне 2 означае, що передача вагошв даного типу мiж залiзничними адмiнiстрацiями вщбу-ваеться лише у завантаженому сташ. Значення коп рiвне 1 означае, що передача вагошв даного в одному iз напрямюв здшс-нюеться в порожньому сташ.
Аналiз отриманих результат показав, що потреба у вагонах рiзних типiв юто-тно вiдрiзняеться. Найбiльшим попитом ко-ристуються пiввагони та критi вагони з ш-вентарною нумерацiею. Так у 2009 рощ з значення коп для швентарних пiввагонiв досягало 1,49, а для критих - 1,36. У той же час завантаження цистерн, спещального рухомого складу та приватних вагошв з ну-меращею на 5 у зворотному напрямку практично не проводиться i вщповщний коефь цiент (2) приймае значення близьке до 1.
Анашз часу знаходження iновагонiв на територи залiзничноi адмЫстраци. Важли-вим показником для анашзу, що дозволяе оцiнити ефективнiсть використання вагон-них парюв на територи iнших держав, е час знаходження шовагошв на територи зашз-нично'1 адмЫстраци. Для забезпечення такого аналiзу було розроблено спещальне про-грамне забезпечення, яке дозволяе хроноло-пчно щентиф^вати вхщ та вихiд конкретного вагона на територш (з територи) залiз-нично!' адмЫстраци. У результат! й ди на пiдставi даних таблицi Тпер отриманi таблицi прийому i здачi iновагонiв на Укрзалiзницю Тди, i здачi та прийому швентарних вагошв Укрзалiзницi i власних вагошв шдприемств Украiнi на сумiжнi адмшютраци Тду.
Приклад аналiзу руху окремого вагона у мiждержавному сполученнi представлено у таблищ 1.
г=1
Таблиця 1. - Аналiз руху вагона 61406310 у мiждержавному сполученнi
Прийом Здача Час у ру^ Знаходження
Час Станщя Станщя Час У третш крахи В СНД
13.04.09 16:58 Зерново Батево 16.04.09 11:40 2,78 2,09
18.04.09 13:55 Батево Горинь 24.04.09 15:09 6,05 21,54
16.05.09 04:11 Тополi Тополi 22.05.09 00:00 5,83 3,21
25.05.09 04:59 Тополi Зерново 01.06.09 16:52 7,50 82,73
23.08.09 10:25 Тополi Козача Лопань 28.08.09 16:03 5,23 6,32
03.09.09 23:42 Зерново Батево 06.09.09 06:50 2,30 2,30
08.09.09 14:05 Батево Зерново 11.09.09 16:30 3,10 3,65
15.09.09 08:05 Зерново Батево 18.09.09 04:00 2,83 4,14
22.09.09 07:20 Батево Зерново 27.09.09 15:23 5,34 6,04
03.10.09 16:23 Козача Лопань Ужго-род 06.10.09 22:40 3,26 1,63
08.10.09 13:50 Ужгород Зерново 11.10.09 16:03 3,09 73,43
24.12.09 02:26 Зерново Батево 27.12.09 04:55 3,10
Для аналiзу впливу зворотного нава- отримана таблиця Тук часу знаходження нтаження на затримку вагошв на територп iнвентарних iновагонiв на залiзничнiй ме-Укрзалiзницi методом реляцшно1 алгебри реж залiзниць Украши:
ЯдАА,Д,,Ц,В9 (стТ1=6(<ТСз =22(Тд) ><1Гд.С2 =Тс1.Бз Тст ><ТС1.В1=ТДИ.В5 ( (Тди) ><ТД,.В1>Т1 Т2лТд,.В1<Т1.Тз (Т (Тт
Середнiй час затримки вагона, пов'язаний iз завантаженням у зворотно-му напрямку визначено за формулою:
т к
т к / \
II"» ( - И
1гр
/=1 ]=1
тк
II"
/=1 ] =1
Ч
де п» - вагонопоток мiж I-ою станць ею передачi та »-ою станцiею призначен-ня;
1у3ав, 1уПор - середнiй час знаходження
на територп Украши вагона, що здаеться, вщповщно в завантаженому i в порож-ньому станi.
Вихiднi данi для розрахунюв отри-манi з таблиц Тди:
- для вагошв завантажених у зворотному напрямку:
D4,D5 Fcount(Dj),avg(D3)(cD1,D3,D4,D5 (tD9>0,D2 ="ИИ"(Тди)))
-для вагошв вщправлених у зворотному напрямку в порожньому сташ:
D4 D Favg (D3 ) ,D4,D5 (tD9 >0,D2 ="ИИ " (тди ^ Розрахунки показали, що середня величина затримки iнвентарних пiввагонiв власностi шоземних держав при виконан-нi роботи з ïx завантаження у зворотному
напрямку складае = 2,73 доби.
Середнiй час перебування швентарних вагошв Укрзалiзницi на територи ш-ших держав, якi були завантажеш у зворотному напрямку, вщповщно до типу вагону i станцiею здачi визначенi в результат обчислення запиту:
D4 Favg(D3) (я£>з,D4, (tD9>0,D2 ="УИ" (тди ))) Виконанi дослiдження показали, що середня величина затримки швентарних шввагошв при виконанш 'хнього завантаження у зворотному напрямку стано-вить р. = 2,40 доби, що достатньо близькi
з часом знаходження швентарних шовагошв на залiзничнiй мережi залiзниць Укра'ни.
Висновки
У xодi виконання роботи розроблеш методи та iнструментальнi програмнi за-соби для оцiнки впливу змш у норматив-нiй базi на експлуатацшш показники дiя-
льностi залiзниць Украши. Розробленi методи дозволяють iдентифiкувати час i мю-це передачi вагошв мiж адмiнiстрацiями, ïx приналежшсть i стан. Розвиток метoдiв aнaлiзу даних apxiBy АСК ВП УЗ, розроб-ка на ïx n^craBi програмних кoмплексiв дозволить суттево пiдвищити якicть аналь зу впливу змши нормативно'1' бази на умо-ви роботи Укрзaлiзницi в OTCTeMi забезпе-чення мiжнaрoдниx зaлiзничниx переве-зень.
Список лггератури
1. Конноли Т. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика, 2-е из.: Пер с англ.: уч. пос./ Конноли Т., Бегг К., Страчан А.- М.: Издательский дом «Вильямс», 2000 - 1120 с.
2. Шторм Р. Теория вероятностей, математическая статистика, статистический контроль качества. - М.: Мир, 1970. - 368 с.
Анотацн:
В статл представлено методи техшко-експлуатацшного анал1зу роботи вагошв р1зно1 власносп в м1жнародному сполученш.
В статье представлены методы технико-эксплуатационного анализа работы вагонов различной собственности в международном сообщении.
Methods of technical and operational analysis of various property cars operation in international communication
