где - суточный пробег порожних вагонов.
Отношение называют коэффициентом порожнего пробега. Тогда
.
Коэффициент порожнего пробега снижает динамическую нагрузку вагонов рабочего парка. Для его сокращения должна практиковаться загрузка порожних вагонов в попутном направлении их следования.
Производительность вагона - количество ткм нетто, которое приходится в среднем на вагон рабочего парка в сутки.
ткм нетто/вагон,
где - рабочий парк вагонов (сети, дороги, отделения).
Среднесуточный пробег одного вагона может быть определен из выражения
, км отсюда .
Для увеличения производительности вагонов необходимо сокращать их простои, увеличивать скорости движения поездов, улучшать использование грузоподъемности вагонов.
Качество использования грузовых вагонов во времени оценивается таким показателем как оборот вагона. Оборот вагона представляет время от момента начала погрузки вагона до начала следующей погрузки того же вагона.
Рис.
На схеме П1 и П2 - станции соответственно первой и следующей погрузки, В - станция выгрузки вагона, Т1, Т2, Т3 и т.д. - технические станции (сортировочные и участковые).
Расстояние, проходимое вагоном за время оборота, называется рейсом вагона. Рейс вагона складывается из груженного рейса и порожнего рейса . Если вагон после выгрузки будет подан под погрузку на той же станции, то .
Для определения оборота вагона точку начала отсчета времени можно выбрать по разным схемам: «конец погрузки - конец следующей погрузки», «начало выгрузки - начало следующей выгрузки», «момент прибытия на станцию погрузки - момент прибытия на станцию следующей погрузки» и т.д.
Время оборота вагона можно представить в виде суммы трех слагаемых
,
где - время нахождения вагона на железнодорожных участках в поездах;
- время нахождения вагона на технических станциях;
- время нахождения вагона на станциях погрузки и выгрузки.
Для определения необходимо знать скорости движения поездов по участкам.
Различают несколько видов скоростей. В общем виде скорость движения поездов, км/ч:
.
Средняя ходовая скорость на железнодорожной линии, км/ч, представляет собой скорость, определенную только с учетом «чистого» времени хода поезда по железнодорожным участкам (без учета времени на разгон и замедление):
,
где - длина железнодорожной линии, км;
- время хода поезда по линии (без разгонов, замедлений и стоянок), ч.
Средняя техническая скорость - скорость движения поезда с учетом времени хода, времени на разгоны и замедления, но без учета времени стоянок, км/ч.
,
где - сумма времени на разгоны и замедления.
Средняя участковая скорость - скорость движения поезда по железнодорожному участку, учитывает время хода, время разгона и замедления и время стоянок на промежуточных станциях участков
,
где - среднее время стоянок на промежуточных станциях.
Маршрутная скорость - средняя скорость поезда на всем пути следования от станции его формирования, до станции расформирования с учетом стоянок на участковых и сортировочных станциях
км/ч.
Определим теперь время нахождения вагона за время оборота на железнодорожных участках в поездах
ч,
где
.
Если известна не участковая, а техническая скорость, тогда
Время нахождения вагона на технических станциях за время оборота
Ттех = Ктех tтех,
где - средний простой вагона на одной технической станции, ч;
- среднее число технических станций, которые проходит вагон за время оборота.
,
- среднее расстояние между техническими станциями (вагонное плечо), км.
Время нахождения вагона на станциях погрузки и выгрузки
,
где - среднее время простоя вагона на станции в расчете на одну грузовую операцию. Оно включает не только время на погрузку или выгрузку, но и на другие операции технологического процесса (технические, коммерческие, маневровые) и их ожидание.
Так как оборот вагона определяется не только для сети в целом, но и для дорог и отделений, по которым проходят вагоны, погруженные или выгруженные на других подразделениях, то для них количество грузовых операций, в расчете на один оборот вагона будет не 2, а меньше. Это количество грузовых операций называется коэффициентом местной работы
,
где
- работа подразделения.
Тогда
.
Оборот вагона определяется обычно в сутках
.
Практически на дорогах и отделениях оборот вагона определяют через рабочий парк и работу .
.
Следовательно, чем меньше время оборота вагона, тем больше грузов можно перевезти в том же рабочем парке вагонов, или тем меньше надо приобретать вагонов для перевозки одного и того же количества грузов.
2.10 Показатели использования локомотивов
Полный оборот локомотива - это время, затрачиваемое локомотивом на обслуживание одной пары поездов на тяговом плече . Оно включает:
1. время нахождения локомотива в движении на тяговом плече в обоих направлениях, равное , ч;
2. время нахождения на станциях смены бригад и участковых станциях ,
где - количество таких стоянок на тяговом плече в обоих направлениях;
- среднее время нахождения на одной станции смены бригад или участковой станции;
3. время нахождения локомотива на станции основного депо, , ч;
4. время нахождения локомотива на станции оборотного депо, , ч;
Итак
.
Начиная с момента выхода локомотива на контрольный пост станции основного депо и до момента проследования этого поста по возвращении его на станции того же депо, локомотив находится в распоряжении службы перевозок. Это время соответствует эксплуатационному обороту локомотива
,
где - время нахождения локомотива непосредственно в основном депо.
Среднесуточный пробег локомотивов, км/сут
,
где - пробег за сутки всех локомотивов, локомотиво-км,
м - рабочий парк локомотивов, занятый на всех видах поездной работы, в том числе локомотивы резервного пробега, занятые в подталкивании поездов и др.
,
где - размеры движения на тяговом участке в парах поездов;
- оперативный резерв локомотивов, связанный с неравномерностью движения.
Величину называют коэффициентом потребности локомотивов на пару поездов.
Производительность локомотива - - количество ткм брутто, приходящееся на один локомотив в сутки.
или
,
, - количество поездов соответственно в нечетном и четном направлении;
,,- средняя масса поездов соответственно общая, в нечетном и четном направлениях.
.
3. Новые принципы управления эксплуатационной работой железных дорог
3.1 Основные требования к организации перевозочного процесса
Соблюдение безопасности движения поездов и маневров - важнейшее требование к организации перевозочного процесса. Нарушение этого требования может привести к крушениям поездов или авариям, в результате которых железные дороги несут не только материальный ущерб, но и жертвы среди людей. Строгое соблюдение безопасности движения достигается в первую очередь точным выполнением Правил технической эксплуатации железных дорог, а также инструкций по сигнализации и по движению поездов и маневровой работе.
Должна обеспечиваться сохранность перевозимых грузов. Железные дороги несут материальную ответственность перед грузовладельцами за сохранность грузов от момента принятия их к перевозке до момента передачи получателю.
Сроки доставки грузов и перевозки пассажиров должны быть минимальными. Это позволит ускорить оборот подвижного состава и тем самым сократить потребность в вагонах и локомотивах, сократить эксплуатационные расходы железных дорог.
Сокращение сроков доставки грузов может достигаться при ускорении переработки поездов и вагонов на станциях. Для этого необходимо стремиться к тому, чтобы продолжительность операций была как можно меньше, работники разных служб по возможности одновременно выполняли свои операции (параллельность операций), а время ожидания операций, то есть межоперационные простои, были минимальны.
На железнодорожных участках необходимо стремиться к реализации высоких скоростей движения поездов. Важным фактором, направленным на сокращение эксплуатационных расходов, является повышение массы поездов. При этом уменьшается потребность в поездных локомотивах и локомотивных бригадах, так как количество поездов уменьшается. Увеличиваются резервы пропускной способности железнодорожных линий, и создаются лучшие условия для уменьшения взаимного влияния поездов в пути следования и повышения надежности их пропуска.
В условиях рыночной экономики железные дороги несут материальную ответственность перед грузовладельцами за превышение установленных сроков доставки грузов. Суммы штрафов, выплачиваемых железными дорогами грузовладельцам по этой причине, часто бывают значительными.
В условиях рыночной экономики особенно важно так организовать перевозочный процесс, чтобы себестоимость перевозок была минимальна. Вместе с тем при наличии конкуренции с другими видами транспорта надо повышать конкурентоспособность железных дорог и их транспортную привлекательность для клиентов. Помимо обеспечения сохранности грузов и доставки их точно в срок это достигается предоставлением клиентам возможности выбора скорости доставки грузов, маршрута их следования и предоставлением ряда новых услуг. Поставленным целям служит используемый железными дорогами маркетинг. Он предусматривает научное и практическое изучение рынка транспортных услуг, сферы тяготения к конкретным железнодорожным линиям, составление паспортов возможных перевозчиков грузов, разработку мер по привлечению клиентов, средств рекламы и др. Одним из важнейших принципов маркетинга является учет конъюнктуры рынка, гибкое реагирование на ее изменение, приспособление к запросам рынка.
Федеральным законом, регламентирующим взаимоотношения железных дорог с другими видами транспорта, с пассажирами, грузоотправителями и грузополучателями является «Транспортный устав железных дорог Российской Федерации».
3.2 Основные критерии выбора оптимальных решений в эксплуатационной работе
Должностным лицам, занятым управлением перевозочным процессом, как и другим управленцам в процессе своей деятельности, приходится принимать решения, а затем организовать их выполнение и выполнять самим. Обычно бывает не один вариант, а несколько или много вариантов возможных решений. В таких случаях приходится выбирать одно решение из множества возможных, выбирать лучшее решение, то есть оптимальное.
Оптимальный вариант управленческого решения выбирают по какому-то критерию. Критериев может быть несколько.
В управлении движением поездов и маневровой работой на станциях одним из важнейших критериев является уровень безопасности движения. Естественно, любой вариант управленческого решения должен отвечать требованиям безопасности движения, но уровни безопасности для разных вариантов могут быть разными: более высокими или более низкими. Уровень обеспечения безопасности движения может быть оценен разными показателями, например, при специализации путей на станциях количеством пересекающихся маршрутов принимаемых поездов и маневровых передвижений, пересекающихся маршрутах движения поездов для разных железнодорожных линий и т.д. Как видно из представленного в качестве примера рисунка, по уровню безопасности движения (сплошная линия) наиболее оптимальным является четвертый вариант.
Одним из важнейших критериев выбора оптимальных решений в эксплуатационной работе, особенно в условиях рыночной экономики, является сумма денежных затрат. Например, при решении вопроса о развитии транспортной системы это будет величина капитальных затрат. При выборе варианта организации перевозочного процесса могут ориентироваться на величину годовых эксплуатационных расходов. Например, на вышеприведенном рисунке оптимальным вариантом по сумме годовых эксплуатационных расходов (показаны пунктиром) является третий вариант.
Рис.
В управлении перевозочным процессом занято значительное число должностных лиц на станциях, в отделениях и управлениях железных дорог. В оперативной обстановке им часто приходится принимать решения за короткие промежутки времени, исчисляемые порой минутами и секундами. В подобных условиях нет возможности оценить варианты управленческих решений по уровню денежных затрат, и варианты оценивают по затратам времени. Это объясняется тем, что в перевозочном процессе на железных дорогах эксплуатационные расходы пропорциональны времени выполнения операций (Т), т.е. больше времени - выше затраты.
Не следует, однако, временной критерий по сравнению с денежным рассматривать, как менее важный, к которому прибегают лишь тогда, когда нет возможности посчитать денежные затраты. В классической экономике известен закон: всякая экономия в обществе сводится в итоге к экономии времени. Отметим, что это справедливо не только для общества в целом, но и для каждого человека в отдельности. Особенно применим этот закон на транспорте, так как перевозочный процесс протекает во времени.
Помимо перечисленных могут использоваться и другие критерии. Например, выполнение графика движения поездов (процент выполнения), уровень участковой скорости и другие.
Оптимальный вариант управления перевозочным процессом часто бывает найти не просто, так как ряд факторов может усложнять поиск оптимального варианта. Одним из таких факторов является неравномерность транспортного процесса.
3.3 Неравномерность транспортных процессов и характеризующие её параметры
Неравномерность транспортного процесса проявляется в том, сто суточное количество грузовых поездов, вагонов, грузов, пассажиров, поступающих в транспортные системы в единицу времени (сутки, смену, час) является величиной переменной, колеблющейся в широких пределах. Переменны интервалы между моментами поступления поездов в транспортную систему. Переменно время выполнения производственных операций в перевозочном процессе.
Колебания суточного или сменного потока грузовых вагонов, поступающего на станцию, в отдельные парки станций или в другую транспортную систему, являются результатом воздействия большого числа различных факторов. В их числе могут быть названы неравномерность выпуска продукции предприятиями, неравномерность ее предъявления к перевозке, погрузка и выгрузка вагонов многими грузовладельцами только в рабочие дни недели, а также в дневное время суток. Некоторые особенности работы железнодорожного транспорта также способствуют колебаниям вагонопотоков. Так с целью маршрутизации сгущают погрузку массовых грузов в некоторых пунктах в одни дни недели и уменьшают размеры погрузки в другие дни. Определенное влияние оказывают предоставления «окон» для ремонта пути и сооружений, а также пассажирское и пригородное движение. График движения дальних пассажирских поездов строят так, чтобы поезда в основном отправлялись с конечных станций в вечернее время, а прибывали в пункты назначения в утреннее время. Пригородное движение увеличивается в начале и конце дня, в середине оно резко снижается, а к середине ночи затухает совсем.
Время выполнения производственной операции также зависит от влияния большого числа факторов. Если в качестве примера взять такую часто повторяющуюся операцию, как подача вагонов со станции на какой-то пункт выгрузки, то время подачи одного и того же числа вагонов каждый раз будет различным. Это время будет определяться скоростью маневрового передвижения, которая каждый раз будет зависеть от времени суток, условий видимости, положения стрелочных переводов, наличия или отсутствия людей на путях, состояния пути, состояния двигателя локомотива, квалификации машиниста, даже его настроения и других факторов. В результате фактическая скорость маневрового передвижения может отклоняться от своего среднего значения намного, например в полтора - два раза.
Ограничиваться для практических целей только средними значениями переменных величин во многих случаях нельзя. Например, если хотят оценить годовые эксплуатационные расходы производственного объекта, то достаточно взять среднесуточные расходы и умножить на 365. В то же время производительность производственного объекта устанавливать равной среднесуточному поступлению вагонов или тонн груза нельзя, так как примерно в половине суток фактическое число вагонов будет превышать их среднее значение. В таких случаях необходим учет колебаний переменных величин.
Для количественной оценки степени неравномерности транспортного процесса воспользуемся математическим аппаратом теории вероятностей и математической статистики. В частности для оценки отклонения отдельных значений от их среднего значения могут быть использованы следующие параметры:
Дисперсия:
,
где - фактические значения переменной величины;
- среднее значение переменной величины, равное
;
- частота (статистическая вероятность) появления значений .
Дисперсия является квадратичной величиной, поэтому часто пользуются другим параметром - средним квадратическим отклонением, являющимся величиной линейной
.
Используется и такой параметр, как коэффициент вариации
.
Обычно , при этом чем ближе коэффициент вариации к единице, тем больше степень отклонения отдельных значений от их среднего и наоборот.
Более детально колебания переменной величины характеризует закон ее распределения. Под законом распределения переменной величины подразумевается всякое соотношение между отдельными значениями переменной величины и соответствующими им вероятностями.
В технических расчетах наиболее распространен закон Гаусса или нормальный закон распределения. Это объясняется свойствами этого закона, которому подчиняются те переменные величины, численные значения которых формируются под влиянием большого числа независимых случайных факторов, действие каждого из которых невелико и равновероятно по знаку. В перевозочном процессе на размеры суточных и сменных вагонопотоков и грузопотоков, на продолжительность выполнения отдельных производственных операций также влияет большое число факторов, поэтому их распределение также во многих случаях будет соответствовать нормальному закону. Для этого закона распределения график плотности вероятностей
