Отечественный опыт организации вагонопотоков

Отечественный опыт организации вагонопотоков

На железных дорогах России погрузка и отправление вагонов адресатам, расположенным как в нашей стране, так и за рубежом, осуществляются более чем на 3090 станциях, между которыми образуются значительные груженые и порожние вагонопотоки. Обработка последних производится на сортировочных, участковых, грузовых и промежуточных станциях по определенным технологиям, которые формировались годами.

Уже в конце XIX в. дая организации железнодорожных перевозок на каждой дороге были разработаны рекомендации. Так, формирование составов осуществлялось с учетом общего направления следования. В состав поездов входило от 25 до 50 двухосных вагонов, которые принадлежали разным дорогам. Много времени уходило на их перегрузку на передаточных станциях, что снижало скорость перевозок и увеличивало их стоимость. Потери возникали также из-за неиспользования порожних вагонов, принадлежащих другим дорогам-собственникам.

Рост размеров движения привел к созданию сети товарных и сортировочных станций и к изменениям в организации движения поездов. В конце 1880-х гг. возникла специализация грузовых поездов по назначению, роду груза и срочности доставки. Стали выделять сквозные поезда

В 1901 г. русский ученый А.Н. Фролов разработал теорию обоснования формирования прямых товарных поездов без переработки на попутных технических станциях.

В 1906 г. было принято решено пропускать поезда дальнего следования на отдельных направлениях. К 1914 г. воинские и товарные поезда стали подразделяться на ускоренные, транзитные, участковые, сборные дневного и ночного обращения.

В период первой мировой войны возникли «маршрутные поезда» — аналоги воинских эшелонов. Так стали называться одногруппные прямые поезда, проходящие через несколько дорог без переработки.

В 20-е гг. прошлого века ученые А.Н. Фролов, В.Н. Белелюбский, И.И. Васильев, В.Н. Образцов, Б.Д. Воскресенский, В.А. Сокович, П.Я. Гордеенко изучают вопросы графика движения, пропускной способности, маневровой работы, планирования и регулирования перевозок, а также специализации и маршрутизации вагонопотоков.

В 1921 г. академик В.Н. Образцов предложил схему развития и размещения сортировочных станций с учетом характера вагонопотоков, которая в дальнейшем была частично реализована. Тем самым он заложил научные основы теории организации вагонопотоков в увязке с развитием инфраструктуры.

Профессор И.И. Васильев разработал методику расчета выгодности специализации поездов по назначениям в соответствии с грузовыми потоками. В ней выполняется сопоставление затрат вагоно-часов на станциях формирования с экономией вагоно-часов, получаемой при проследовании поездов без переработки через попутные технические станции («План формирования поездов является связующим звеном между системой планирования перевозок грузов, т.е. организацией грузопотоков, и организацией самого процесса перевозок в области как работы станций, так и графика движения поездов»), В 1927 г. И.И. Васильев разработал также методику аналитического расчета плана формирования поездов (ПФП), в которой для выделения струй нужной специализации используются два основных положения, названных необходимым и достаточным условиями.

В 1932 г. В.Т. Осипов обосновал ступенчатую маршрутизацию вагонопотоков на промежуточных станциях.

Теория организации вагонопотоков решала задачи определения размеров груженых и порожних вагонопотоков, составления плана маршрутизации перевозок с мест погрузки, формирования грузовых поездов всех категорий на технических станциях, оперативного регулирования вагонопотоков.

В 1944 г. профессор А.П. Петров предложил метод абсолютного расчета показателей всех возможных вариантов ПФП на участке прямолинейной конфигурации с числом станций не более пяти-шести (из-за ограничений в возможностях вычислительной техники).

Инструктивными указаниями по составлению ПФП 1952 г. рекомендовано применять для расчета ПФП также методы аналитических сопоставлений для направлений с семью и более расчетными опорными сортировочными станциями и сильно разветвленных направлений.

Существуют различные модификации аналитических методов, которые составляют группу приближенных методов расчета (П.С. Соколов, К.А. Бернгард, B.C. Ларионов, А.К. Угрюмов, Л.П. Тулупов, В.М. Акулиничев), а также различные модификации метода абсолютного расчета, которые считаются более точными (В.П. Черенин, А.И. Попов, В.Г. Саенко и Б. Дел Рио, А.Т. Осьминин и П.В. Раев).

В 1948 г. В.П. Черенин предложил метод последовательных расчетов, суть которого состояла в применении метода абсолютного расчета к последовательному исключению большого числа невыгодных вариантов до тех пор, пока не будут рассмотрены все группы вариантов с одинаковым числом назначений поездов, в которых может находиться оптимальный вариант.

В это же время профессор К.А. Бернгард развил метод аналитических сопоставлений, предложив метод совмещенных аналитических сопоставлений, по которому осуществлялся последовательный отбор наиболее выгодных назначений поездов из всех возможных назначений сквозных поездов, проходящих без переработки не менее одной технической станции.

В 1950 г. В.П. Черенин по заказу Главного управления движения МПС СССР составил эскизный проект счетной машины для составления ПФП для шести и менее станций, находящихся на одном прямолинейном (неразветвленном) направлении. В 1954 г. он описывает возможность решения задачи расчета ПФП с использованием табулятора Т-5.

В январе 1959 г. Научно-технический совет МПС рассмотрел проблемы применения кибернетики на железнодорожном транспорте. На пленуме постановили, что в «области эксплуатации железных дорог вычислительная техника должна быть использована при планировании перевозок, для создания единой системы информации о грузовых и вагонных потоках и регулирования груженых и порожних вагонопотоков, для разработки и оперативной корректировки графика и плана формирования поездов и др.».

В 1959 г. В.П. Черенин разработал алгоритм, по которому была составлена программа для автоматизированного расчета плана формирования на машине «Стрела» в случае неразветвлениых направлений и числа станций не более шести с использованием метода последовательных расчетов.

С 1960 г. сетевой план формирования составляется уже с применением ЭЦВМ. Коллектив ЦНИИ МПС разработал для ЭЦВМ «Урал-1» программы расчета плана формирования одногруппных и групповых поездов методом абсолютного расчета и одногруппных поездов методом совмещенных аналитических сопоставлений. В вычислительном центре Академии наук СССР была подготовлена программа для составления ПФП на ЭЦВМ «Стрела» (позднее для БЭСМ-2) методом последовательных расчетов. В ХабИИЖТе разработана программа расчета плана формирования приближенным аналитическим методом. В 1967 г. А.И. Попов (гражданин Болгарии) предложил алгоритм расчета плана формирования на ЭВМ методом направленного перебора вариантов для направления с 24 опорными станциями.

В 60-е гг. прошлого века на железнодорожном транспорте начинает широко применяться вычислительная техника. На базе фабрик механизированного счета появляются дорожные вычислительные центры.

В 1970-е гг. в ГВЦ МПС появляются разработки в рамках системы АСОВ (автоматизированная система организации вагонопотоков) и прежде всего программа расчета плана формирования одногруппных поездов по методике профессора С.В. Дуваляна.

В 1976 г. в ГВЦ разрабатывается «Нормативно-справочная база транспортной сети», описывающая участковую модель сети железных дорог, которая используется как НСИ (нормативно-справочная информация) при расчете ПФП и при решении других эксплуатационных задач.

В 1990-х гг. в ГВЦ МПС создаются программные комплексы: оперативная корректировка и контроль за нарушениями плана формирования поездов; отправительская маршрутизация; программный комплекс для инженера-разработчика плана формирования поездов (дорожный и сетевой уровни) «Ведение сетевой книги ПФП»; комплекс программ формирования электронного макета книг плана формирования (дорожный и сетевые уровни) и др.

В настоящее время на сети железных дорог России внедрена автоматизированная система по расчету плана формирования поездов (АС РПФП). В ее основе — теоретические положения, разработанные профессором ПГУПСа А.Т. Осьмининым, и алгоритмические решения И.И. Осьмининой.

ПФП разрабатывается один раз в год (так называемый «базовый» план) и издается в виде книги, состоящей из трех частей.

Первая часть книги ПФП содержит план формирования поездов по важнейшим сортировочным станциям в виде текстового описания (рис. 1.1.1), а также в кодах единой сетевой разметки (ЕСР) (рис. 1.1.2). Вторая часть содержит информацию о поездах, которые передаются по междудорожным и межгосударственным стыковым пунктам, и перечни маршрутных поездов. В третьей части приведена информация о направлениях вагонопотоков в межгосударственном сообщении по пунктам перехода.

Электронный вид описания ГТФГТ получают с помощью автоматизированной системы КБПФ (корпоративная база плана формирования), разработанной ГВЦ ОАО «РЖД» и установленной на рабочих местах инженеров по ПФП на железных дорогах и в ОАО «РЖД». Экранная форма приведена на рис. 1.1.3.

Решение о формируемых назначениях поездов на станциях принимается специалистами — экспертами по организации вагонопотоков (инженерами по ПФП и руководящим составом дирекций управления движением) на основе отчетов ДО-17 (об исполненных вагонопотоках), ДО-1 (о передаче вагонов по междудорожным стыковым пунктам) и других отчетов, а также на базе АС «СИРИУС», АС РПФП и других систем.

Выработанные решения о назначениях поездов вносятся инженерами по ПФП в АС КБПФ.

Кроме программных комплексов КБПФ, АС РПФП, в настоящее время в рамках АСОВ на сети железных дорог России функционирует программный комплекс «Расчет технико-экономических нормативов по станциям и участкам» («Сеть-3»)и другие комплексы (разработки ОАО «НИИАС» и МИИТа).

Сейчас, благодаря развитию информационной среды, создаются новые средства вычислительной техники, возрастают объемы перевозочной работы и в практику активно внедряются новые теоретические подходы к организации вагонопотоков, разрабатываемые учеными.

Суть этих методов заключается в составлении множества вариантов ПФП, которые затем оцениваются по нескольким критериям для выбора оптимальных (рациональных по Парето) вариантов. Алгоритмы позволяют составлять и оценивать взаимоувязку вариантов ПФП как для отдельных дорог, так и для сети в целом. Исходные для расчета вагонопотоки формируются в перманентном режиме на базе АСОУП и Отправочной модели дороги.

Известные методы, реализованные на практике, приведены в табл. 1.1.1.