6.3. Формы организации транспортных потоков

Наряду с величиной и структурой транспортных потоков важ­ными качественными характеристиками, влияющими на управ­ление перевозками, являются формы организации транспортных потоков, позволяющие пропускать и обрабатывать их наиболее эффективным способом. На железнодорожном транспорте к ос­новным формам организации транспортных потоков относят: специализацию, план формирования и график движения поез­дов. На других видах транспорта организация потоков проявляет­ся в аналогичных формах, хотя и имеет свои особенности.

Специализация поездов. Возникновение специализации поез­дов в России относится к концу 80-х и началу 90-х гг. XX в. Деление поездов на пассажирские и товарные возникло значительно рань­ше. Преимущества такого деления были сразу же оценены прак­тикой, так как при этом значительно ускоряется оборот вагона, что приводит к эффективному использованию вагонного парка — этот вывод был четко сформулирован в журнале «Инженер» уже в 1894 г. Появилось стремление обосновать специализацию тео­ретически. В 1901 г. профессор А. Н.Фролов провел исследование и разработал правила простоя вагонов в сортировочном парке в зависимости от схемы специализации поездов. В 1910 г. эти прави­ла применялись уже на 24-х дорогах. Однако на одних дорогах спе­циализация не внедрялась из-за малых вагонопотоков, а на других ей препятствовала неразвитость станций. Специализация поездов способствовала ускорению специализации железнодорожных стан­ций, а возникшие на сети первые сортировочные станции, в свою очередь, влияли на дальнейшую специализацию товарных поездов.

План формирования поездов. Этот вид планирования имеет не­посредственное отношение к специализации поездов. Первона­чально она развивалась в направлении многогруппных поездов, но впоследствии преобладающим становится тип одногруппного поезда. Важной причиной этого поворота было недостаточное пу­тевое развитие станций, не позволяющее специализировать сор­тировочные пути применительно к требованиям групповой под­борки вагонов и затруднявшее маневры. Повлияли также и другие факторы, в том числе и организационного характера, а также не­достаток сортировочных путей.

В период первой мировой войны впервые возникает термин «мар­шрутный поезд», которым стали именовать одногруппные прямые поезда, проходящие через две дороги и более.

Организации потоков уделялось большое внимание и в после­революционный период. Отыскиваются все более совершенные организационные формы, в частности маршрутизация поездов, направляемых в адреса распределительных баз (с начала 1920 г.), показавшая реальность применения так называемой отправитель­ской маршрутизации. У истоков ее внедрения стоит специальное постановление Совета Труда и Обороны от 3 сентября 1920 г.

Положением о маневренной работе (1921) официально пред­лагалось округам и районным комитетам приступить к составле­нию плана сортировочной работы станций. К этому периоду от­носится начало фактического внедрения идеи планирования по­токов в условиях нового подхода к транспорту. Однако проблема создания сетевого плана формирования долгое время оставалась нерешенной. Междудорожный план перевозок — основа для со­ставления сетевого плана формирования — стал разрабатываться только с 1939 г.

Организация вагонопотоков в поезда производится по плану формирования, который устанавливает, в какие пункты назначе­ния должна формировать поезда каждая в отдельности станция. Он определяет также объем и содержание сортировочной работы станции, т.е. является планом распределения сортировочной ра­боты между станциями. План формирования должен обеспечивать наибольшее ускорение оборота вагонов на основе правильного распределения сортировочной работы между станциями (в соот­ветствии с их технической мощностью), наибольшей маршрути­зации перевозок и максимального сокращения времени на на­копление вагонов.

План формирования разрабатывается на основании плана пе­ревозок, данных о вагонопотоках (позволяющих установить число и назначение вагонов, проходящих через каждую станцию), о тех­ническом развитии и пропускной способности станций (необхо­димых для решения вопроса о возможности возложить на стан­цию ту или иную работу по формированию поездов), данных о массовых нормах поездов и т.д.

План формирования должен быть разработан так, чтобы коли­чество перерабатываемых на каждой станции вагонов по направ­лениям соответствовало пропускной способности сортировочных устройств (горок и вытяжек) на данной станции, а количество сортировочных путей на станции было достаточно для накопле­ния вагонов и формирования предусмотренных планом поездов (назначений специализации).

Для того чтобы сократить сортировочную работу на сети, не­обходимо стремиться к наибольшей маршрутизации вагонопотоков, не допуская при этом больших простоев вагонов под на­коплением.

Первым и основным способом решения этой задачи является максимальное развертывание отправительской маршрутизации и других форм организации вагонопотоков с мест погрузки. Та же часть вагонопотока, которая остается не охваченной маршрутны­ми и групповыми поездами с мест погрузки или охвачена отпра­вительскими маршрутами не до станций выгрузки, а до станций распыления, должна быть организована в специализированные поезда на технических станциях.

Вагоны, отправляемые каждой станцией, могут быть органи­зованы в поезда (по назначениям) в разных вариантах.

Если рассматривать несколько станций, расположенных на од­ном направлении, то оказывается, что число возможных вариан­тов специализации может быть очень большим, причем каждому из этих вариантов соответствует разное число перерабатываемых вагонов по станциям и в целом по направлению, а также и разное число назначений специализации.

Вагонопотоки между станциями А, Б, В и Г (рис. 6.7) можно организовать по одному из показанных на схеме четырех вариантов (фактически число вариантов может быть значительно больше).

Стрелками показаны станции, на которых из вагонов формируют поезда. Так, например, стрелка , между станциями А и Б (вари­ант I) означает, что вагонопоток отправляется со станции А в пункт назначения Б. По I варианту перерабатываемых транзитных вагонов нет, так как все вагоны со станций зарождения вагонопотоков включены в транзитные поезда, следующие до станций на­значения. По варианту II потоки N₂ и объединяются на стан­ции А и отправляются вместе в поездах до станции В. Здесь поток перерабатывается и вместе с потоком N₆ отправляется на стан­цию Г и т.д.

Выделение каждого нового назначения специализации связано с известной затратой времени на накопление вагонов этого на­значения. Рассматривая с этой точки зрения показатели по вари­антам, приходим к следующему заключению.

1. Вариант I, давая минимум переработки транзитных вагонов, имеет наибольшее число назначений специализации. Следователь­но, есть основание предполагать, что он даст наибольшую затра­ту вагоночасов на накопление.

2. По варианту II в «переработку» попадает вагонов, но зато число назначений специализации на одно меньше. Так как этот процесс также требует затрат вагоночасов, то для решения вопроса о том, какому из этих вариантов следует отдать пред­почтение (по затрате вагоночасов), надо, очевидно, сравнить зат­рату времени на переработку вагонов с экономией вагоноча­сов, полученной в результате снятия одного назначения специа­лизации.

3. Вариант III в сравнении с вариантом I увеличивает перера­боткуN₂ + вагонов, но предусматривает выделение только че­тырех назначений специализации вместо шести.

Кроме того, каждому из этих вариантов соответствует различ­ная загрузка станции назначения. Так, в варианте II по сравне­нию с вариантом I дополнительная переработка N₃ вагонов воз­лагается на станцию В, в варианте III N₂ + вагонов перерабаты­вается на станции Б и т.д.

Выбрать оптимальный план формирования поездов — значит найти такой вариант организации вагонопотоков, который с уче­том ограничений пропускной способности сортировочных стан­ций давал бы наименьшую затрату вагоночасов на накопление Bнак и переработку В_пер вагонов, т. е. обеспечивал бы быстрейший оборот вагонов:

(6.20)

где i = 1, 2, ..., п — все сортировочные станции направления; j= 1, 2, ..., m — все корреспонденции (струи) вагонопотоков.

Затраты вагоночасов на накопление вагонов в поезде одного назначения В_нак равны:

В_нак = ст, (6.21)

где с — параметр накопления вагонов (изменяется от 6 —7 до 10— 11); т — число вагонов в составе поезда.

Затраты вагоночасов в связи с переработкой вагонопотока равны:

(6.22)

где t_эк — экономия времени от проследования вагоном станции без переработки, N — расчетный суточный вагонопоток, ваго­нов в сутки; k — коэффициент, учитывающий дополнительные затраты на переработку.

При расчетах учитывается то обстоятельство, что вагоночас простоя вагона под накоплением, с точки зрения затрат, не рав­ноценен вагоночасу нахождения вагона в переработке, когда с ним производятся маневры и другие операции. Подсчитано, что дополнительные затраты, связанные с переработкой 1 вагона, эк­вивалентны по стоимости до 1,5 вагоночаса накопления.

Этот коэффициент должен учитываться при расчетах, особен­но в тех случаях, когда варианты не имеют резкой разницы по затрате вагоночасов.

Пример. На станции перерабатывается 400 вагонов с затратой време­ни 2 ч на вагон (исключая накопление).

Фактическая затрата вагоночасов под переработкой 2 • 400 = 800. Кро­ме того, дополнительные затраты, связанные с переработкой вагонов, эквивалентны 1,5 • 400 = 600 вагоночасов. Таким образом, общие затраты по переработке эквивалентны 800 + 600 = 1400 вагоночасов накопления.

Исходным материалом для составления плана формирования являются данные о числе и назначениях вагонов, отправляемых каждой станцией, т.е. данные о вагонопотоках. Параметр накоп­ления вагонов с определяется характером подхода групп вагонов на сортировочные станции, качеством управления перевозками и другими факторами.

Данные о плановых вагонопотоках разрабатываются в виде таб­лиц корреспонденций вагонопотока между сортировочными (тех­ническими) станциями, расположенными на направлении, для которого разрабатывается план формирования.

В таблице корреспонденции помещаются данные о среднесу­точной величине вагонопотоков. Однако при разработке должна быть установлена также наименьшая и наибольшая величина каж­дой струи вагонопотока.

График движения поездов. На отечественных дорогах эта форма организации транспортных потоков появилась значительно рань­ше специализации поездов. Вагонопотоки столетие назад, как и сейчас, не были стабильными. Поэтому график составлялся обыч­но на максимальное, среднее и минимальное движение. Это был конкретный способ подчинения динамичности потока требова­ниям организации.

Поезда делились на постоянные, в которые включались пас­сажирские и часть товарных, и дополнительные. Вариантные графики оборота паровозов составлялись на разные размеры дви­жения.

Был период, когда на некоторых дорогах пытались пропус­кать товарные поезда, кроме ускоренных, без графика. Введение движения поездов несрочного обращения без расписания пред­ставляется целесообразным повсеместно, за исключением силь­но загруженных участков, — к такому выводу пришел съезд ра­ботников службы движения в 1903 г. Но уже через 6 лет XVIII Совещательный съезд вновь признал безусловно необходимым составление графика движения поездов.

В послереволюционные годы отношение к графику неодно­кратно менялось. Однако к концу 30-х гг. учеными и практиками график движения поездов был единодушно признан непрелож­ным законом транспорта. Такое отношение к графику сохрани­лось до середины 50-х гг. XX в. В последующее десятилетие в силу ряда субъективных и объективных причин график постепенно утрачивал свою организующую роль. Об этом свидетельствуют многочисленные жалобы пассажиров, нарекания со стороны кли­ентуры, упреки машинистов локомотивов, которым с каждым го­дом становилось все труднее и труднее использовать на полную мощность тяговую технику. Дело дошло до того, что на страницах печати обсуждался вопрос о том, нужен ли график движения гру­зовых поездов вообще.

Переход от строго детерминистских воззрений на воззрения вероятностные, гибкие, свободные происходил не только на транспорте, но и в народнохозяйственном планировании, мате­риальном стимулировании, ценообразовании, обеспечении пред­приятий кадрами и т.п. Это — общее явление, сопряженное с глубокими изменениями в нашей экономике. В силу ряда причин в 30 —40-х гг. прошлого века оказался неизбежным крен в сторону производства потребительной стоимости с вытекающими отсюда последствиями, в том числе и с господством жестко детерминист­ских воззрений. Как и всякий (даже объективно обусловленный) •фен, он привел к ряду отрицательных явлений в экономике. В порядке выправления сложившегося положения в 50-х гг. был взят курс в сторону производства стоимости, что было связано с развитием товаро-денежных отношений и распространением ве­роятностных воззрений и методов. Это привело к частичному уст­ранению старых недостатков, однако вызвало и отрицательные последствия.

Устранению этих двух кренов положила начало экономическая реформа середины 60-х гг. В новых условиях от железных дорог больше, чем когда-либо, потребовался не только «вал», но и ка­чество, снижение себестоимости перевозок. В условиях недостатка пропускной способности линий, чтобы справиться с непрерывно растущими перевозками и «протолкнуть» поток, пришлось отка­заться от лишних связей, дать простор диспетчерскому маневру.

Рис. 6.8. Фрагменты графиков движения поездов:

а – однопутный параллельный график; б – двухпутный нормальный график;

в – двухпутный параллельный график

Немалое значение в снижении роли графика сыграл формальный подход к его показателям.

В последние годы роль графика вновь повышается. Выбор в поль­зу графика сделан самой жизнью. Эффективность перевозочного процесса и управление работой транспорта во многом зависят от _того, как построен график движения поездов, судов, самолетов и других транспортных единиц.

Теория графика наиболее развита на железнодорожном транс­порте. В отличие от других видов транспорта железные дороги при интенсивном движении не могут работать без графика. Поэтому еше в дореволюционный период в нашей стране были выполнены фундаментальные исследования по методам построения графи­ков (например, труды профессора В.Н.Шегловитова), получив­шие дальнейшее развитие при советской власти (труды И. И. Васи­льева, В.А.Соколоча и др.). Проблема формирования ЕТС (еди­ной транспортной системы) потребовала совершенствования взаимодействия разных видов транспорта на основе разработки так называемых контрактных графиков (труды А.В.Комарова, В. С. Кравченко и др.).

В зависимости от характера технического оборудования уча­стка, наличия в обращении поездов разных скоростей и соотно­шения числа поездов в грузовом и обратном направлениях поря­док движения поездов на участках может быть различным. Соот­ветственно различаются и графики движения поездов. Основным типом графика является коммерческий (нормальный непараллельный) график, приведенный на рис. 6.8, б. Нормальный график характе­ризуется наличием поездов разных скоростей и категорий.

При параллельном графике поезда, движущиеся на участке, име­ют одинаковую скорость (рис. 6.8, а ив). В зависимости от числа главных путей на участке графики подразделяются на однопутные (двухсторонние) и двухпутные (односторонние). На многопутных участках пути могут быть использованы как по принципу одно­путного, так и по принципу двухпутного движения. Возможна также комбинация этих способов (например, два пути предназначения для одностороннего движения и один — для двухстороннего).

В зависимости от соотношения размеров движения в грузовом и обратном направлениях графики подразделяются на парные и непарные (рис. 6.9). Парным называется график, на котором про­ложено одинаковое число поездов как в грузовом, так и обратном направлении. При разном числе поездов по направлениям график называется непарным.

В зависимости от порядка следования попутных поездов графи­ки подразделяются на пачечные (рис. 6.10) и пакетные (рис. 6.11). При пачечном расположении поездов на графике они отправля­ются один за другим с разграничением их межстанционным пере­гоном. При этом попутные поезда прокладываются на графике

так, что между ними нельзя проложить ни одного поезда встреч­ного направления.

Пакетный график предусматривает движение попутных поез­дов с разграничением их межпостовыми перегонами или блок- участками. При пакетном графике на межстанционном перегоне в один и тот же момент может находиться несколько поездов. Па­кетный график применяется при наличии постов на межстанци­онном перегоне или при автоблокировке. Пакетное движение мо­жет быть в исключительных случаях осуществлено при отправле­нии поездов вслед с разграничением временем. Как пакетный, так и пачечный графики могут быть применены как на однопут­ных, так и двухпутных линиях.

Показателями качества выполнения графика являются отправ­ление и проследование транспортных средств по расписанию (в процентах). Первый из них характеризует качество работы пун­ктов отправления, второй — качество работы транспортных средств на участках и маршрутах. Процент отправления и проследования транспортных средств по расписанию у определяется по формуле

(6.23)

где N_пр. — количество отправлений (проследований) по расписа­нию за сутки; N₀ — общее количество отправлений (проследова­ний) за тот же период.

Обычно считают, что оптимальный график отыскивается с по­мощью расчетов по принятому критерию. Однако такой подход воз­можен до тех пор, пока в основу графика закладывается какой- нибудь один критерий. Реальный график конкретного участка или направления должен складываться с учетом различных факторов, _ибо каждый участок или маршрут движения обслуживает вполне определенный экономический район, с определенным укладом про­изводства, размещением населенных пунктов и ритмом жизни лю­дей. Чтобы разработать график для такого участка, надо знать не только количество тонн производимой продукции и численность перевозимых пассажиров, но и изменение в течение суток и года требований потребителей к транспорту. Знание всех особенностей каждого участка приобретается длительным практическим опытом.

Допустим, что неопытный графист (вручную или с помощью ЭВМ) сконструировал график, по которому пошли поезда. Через определенное время обнаруживается, что некоторые нитки про­ложены неудачно. Приступая к разработке нового графика, мы будем располагать несколько большей информацией и на базе ста­рого построим более совершенный новый график. Через 2 — 3 года методом последовательных приближений (а не путем коренной ломки старого) сложится реальный, действительно оптималь­ный график. Этот график не будет абсолютно жестким и также потребует улучшения. Но в нем уже выделятся две части: так называемая инвариантная (устойчивая) и переменная (подвиж­ная). Улучшать, а не строить заново, максимально учитывать нуж­ды потребителей, а не искать неустойчивый и отвлеченный опти­мум — это прежде всего должно пониматься под процессом скла­дывания графика.

Жизнь направляет транспорт именно по этому пути. Опыт пе­редовых предприятий транспорта, закладывающих в основу своей работы график, открывает широкие возможности в повышении эффективности перевозок. Большое внимание должно быть уделе­но управлению местной работой, ускорению начально-конечных операций. Решающую роль в гармонизации местных дорожных и сетевых интересов играет и будет играть график.

Интересам пропорционального развития и эксплуатации транс­порта соответствует график с необходимыми резервами. Доста­точные хозяйственные резервы являются предпосылкой высоких темпов экономического развития, бесперебойной работы пред­приятий, непрерывного роста качества жизни людей.

При отсутствии резервов сбой в ритме какого-либо одного зве­на не локализуется и приводит к сбою во многих звеньях системы. Эффективность того или иного способа закладки резервов зависит от особенностей видов транспорта и конкретных условий их эксп­луатации. На железнодорожном транспорте, например, закладыва­ются резервы в станционных интервалах, во временах хода поездов по перегонам резервными нитками. Эффективность применена того или иного способа определяется конкретными условиям, перевозок, размерами движения и их колебаниями в течение суток, структурой поездопотока, профилем пути и другими факторами.