Технология составления и оптимизация суточных планов-графиков при разработке единых технологических процессов работы подъездных путей и станций примыкания и оперативном планировании с помощью комплекса компьютерных программ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.20, кандидат технических наук Коротаев, Валерий Валентинович

• Коротаев, Валерий Валентинович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Коротаев, Валерий Валентинович

Введение (актуальность, цель,научная новизна, практическая ценность ).

1. Основные методические положения по составлению суточных планов - графиков и расчету параметров ЕТП по автоматизированной технологии

1.1 Методические положения по автоматизированной технологии расчета параметров ЕТП.

1.2 Методические положения по автоматизированной технологии расчета суточных планов-графиков^^работы станции МПС и подъездного пути.

1.3 Методические положения по автоматизированной технологии расчета суточных планов-графиков оперативного планирования.

2. Принципы формирования информационного обеспечения. База данных. Система управления базой данных ( СУБД ).

2.1 Анализ форм первичной учетной документации по хозяйствам движения, грузовой и коммерческой работы подъездных путей промышленных предприятий и станций МПС, используемых в информационном обеспечении.

2.2 Состав информационной базы САПР-ЕТП.

2.3 Структура формирования информации для составления планов-графиков оперативного планирования.

3. Статистическая обработка грузовых и вагонных потоков. Расчет времени оборота вагонов и его элементов автоматизированным способом. Поиск «узких мест» в процессе оборота вагонов.

3.1 Статистическая обработка грузовых и вагонных потоков.

3.2 Расчет времени оборота вагонов и его элементов автоматизированным способом.

3.3 Получение результата расчетов оборота вагонов с 1-ой, 2 -мя грузо выми операциями, маршрутов, арендованных и собственных вагонов, специализированных вагонов.

3.4 Поиск «узких мест» в процессе обработки вагонов.

4. Постановка задачи математическая модель составления и оптимизации суточных планов-графиков.

5. Особенности составления и оптимизации суточных планов - графиков оперативного планирования работы подъездных путей промышленных предприятий.

5.1 Шаговая оптимизационная модель.

5.2 Программно-технологическое обеспечение задачи составления планов-графиков оперативного планирования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология составления и оптимизация суточных планов-графиков при разработке единых технологических процессов работы подъездных путей и станций примыкания и оперативном планировании с помощью комплекса компьютерных программ»

Актуальность проблемы. При разработке единых технологических процессов работы подъездных путей и станций примыкания (ЕТП) составляют суточные планы-графики транспортно-перегрузочного процесса. Расчет параметров технологического процесса и построение чертежа суточного плана-графика является задачей инженера-технолога, занимающегося разработкой ЕТП. Разрабатывают ЕТП в службах грузовой и коммерческой работы управлений железных дорог МПС в дортехлабораториях, а на подъездных путях промышленных предприятий в желдорцехах и УЖДТ. На транспортных предприятиях, где нет возможности содержать достаточное количество таких специалистов, заказывают разработку ЕТП в различных организациях. Разработка ЕТП, составление оптимального ( а в случае «ручного» составления можно говорить только лишь о «хорошей» или «плохой» его реализации) достаточно трудоемкий процесс, требующий большого количества исходной и промежуточной информации. Кроме того, полученный результат - нормы времени оборота вагонов, как правило, являются предметом спора между представителями железных дорог МПС с одной стороны и подъездных путей промышленных предприятий с другой. Поэтому, высокий уровень объективности , которая обеспечивается многовариантностью и оптимизацией проводимых расчетов, можно по праву считать весьма актуальной задачей. При этом, обработать огромное количество информации можно только при применении компьютерной техники, а точнее комплекса компьютерных программ. На основе проведенных в данной работе исследований и созданы алгоритмы явившиеся основой для разработки такого комплекса компьютерных программ (САПР-ЕТП ).

При оперативном планировании (суточном или сменно-суточном) на подъездных путях промышленных предприятий или предприятиях промышленного железнодорожного транспорта строятся оперативные планы-графики проведения транспортно-перегрузочного процесса. Руководитель работ или маневровый диспетчер вводит информацию о прибытии вагонов на станцию примыкания, которую получает от работников станции МПС, или ожидаемом прибытии вагонов и грузов, которая поступает из информационно-вычислительного центра (ИВЦ) дороги по специальному запросу «Прогноз прибытия грузов».

Компьютерные программы производят обработку этих данных и на их основе составляется план-график работы подвижного состава и средств погрузки-выгрузки вагонов на смену или сутки. Оптимизация такого процесса является актуальной задачей.

Цель исследования. Разработать алгоритмы и компьютерные программы для реализации процессов расчетов параметров ЕТП с оптимизацией составления суточных планов-графиков работы подъездных путей и станций примыкания и объединить их в единую систему автоматизированного проектирования САПР-ЕТП.

Разработать оптимизационные алгоритмы для автоматизации процесса составления оперативных планов-графиков работы подвижного состава и средств погрузки-выгрузки на подъездных путях промышленных предприятий (или ППЖТ).

Методика исследования. Теоретическими и методологическими основами являются принципы системного анализа, моделирование транспортных систем, теория расписаний, теория графов, метод динамического программирования, технологические процессы работы подъездных путей промышленных предприятий и станций МПС.

Для решения поставленных задач были использованы результаты анализа технологических процессов работы подъездного пути завода ЗИЛ и станции примыкания Кожухово в г. Москва, станции Обловка Юго-Восточной ж. д. и примыкающего к ней подъездного пути Уваровского химзавода, а также подъездных путей примыкающих к станции Асса ( бывшей Алма-Атинской ж. д.)

Исследование оперативной работы диспетчера одного из маневровых районов предприятия промышленного железнодорожного транспорта производилось на СЗГП «Промжелдортранс» Октябрьской ж.д. на станции Нева И ЛОЖТХ на станции Рига-Пречу2 (бывшей Прибалтийской ж.д.).

В диссертационной работе приняты методы представления алгоритмов как в виде описаний, так и в виде графических блок-схем, имеющих высокую степень наглядности. Реализация разработанных алгоритмов предусматривается в виде компьютерных программ.

Научная новизна. Впервые в качестве метода оптимизации суточных планов-графиков применен метод динамического програмирования. В данной диссертационной работе приведен процесс выбора метода оптимизации, а также описаны преимущества и недостатки выбранного метода. Работа содержит постановку задачи и математическую модель оптимизации суточных планов-графиков, в том числе и в терминах динамического программирования.

Для составления и оптимизации сменно-суточных планов- графиков оперативного планирования создана новая "шаговая" модель.

Практическая ценность. В диссертации представлены алгоритмы, позволившие, создать компьютерные программы расчета параметров ЕТП и автоматизировать процесс составления и оптимизации суточных планов-графиков. В результате получена система автоматизированного проектирования ЕТП, с помощью которой можно произвести расчеты многих вариантов технологических процессов и создать целый архив суточных планов-графиков по каждому подъездному пути.

На основе разработанных алгоритмов по автоматизации составления и оптимизации сменно-суточных планов-графиков оперативного планирования создана компьютерная программа, которая дает возможность производить транспорно-перегрузочный процесс оптимальным образом.

Апробация работы. Основные положения исследования были доложены на заседании кафедры «Промышленный транспорт и автоматизация производственных процессов» ЛИИЖТа (Санкт-Петербург, 1990 г.), в Главном упра-лении контейнерных перевозок и коммерческой работы МПС (Москва, 1991 г.), в СЗГП «Промжелдортранс» ( Санкт-Петербург, 1998 год) .

Реализация работы. На основе проведенных исследований и реализации разработанных алгоритмов создана система автоматизированного проектирования единых технологических процессов работы подъездных путей и станций примыкания ( САПР-ЕТП ). САПР-ЕТП - это программный пакет состоящий из пяти основных функциональных блоков : «Информационная база», «Статистическая обработка грузовых и вагонных потоков», «Операции с вагонами», «Грузовые фронты», «Расчет оборота вагонов». В САПР-ЕТП реализованы как аналитический, так и графический метод расчета времени оборота вагонов.

На рис.1 представлено «Главное меню» САПР-ЕТП, основные функциональные блоки и состав их программного обеспечения.

Первая версия программного пакета САПР-ЕТП принята в эксплуатацию комиссией МПС ( Главное управление контейнерных перевозок и коммерческой работы ) в 1992 году. В 1995 году вышла вторая версия этой системы. В конце 1999 года программный пакет САПР-ЕТП был доработан с целью снятия проблемы 2000 года. Готовится выпуск САПР-ЕТП версии 3.1.

ГЛАВНОЕ МЕНЮ САПР-ЕТП

Информационная база

МАССИВЫ ИНФОРМАЦИОН

НОЙ БАЗЫ Классификаторы:

-станций примыкания; -подъездных путей; -промышленных станций и маневровых районов; -грузовых фронтов; -локомотивов; -родов вагонов; -родов грузов.

Характеристики:

-путей между фронтами, станцией примыкания и подъездным путем; -весовых и дозировочных устройств;

-погрузочно-разгрузгрузоч, механизмов; -грузовых фронтов; -дополните.!, промстанций; -спецификации путей; -горловин промстанций; -годового грузооборота; -натурных листов.

Статистическая обработка грузовых и вагонных потоков

ПРОГРАММЫ БЛОКА

-неравномерность поступления грузов, вычисление коэффициента неравномерности; -среднесуточный грузооборот с учетом неравномерности; -баланс подвижного состава по каждому грузовому фронту и в целом по п/пути; -среднесуточный вагонооборот; -разложение передач по прибытию и отправлению;

Операции с вагонами

Рис. 1 I

ПРОГРАММЫ БЛОКА -приемо-сдаточные операции;

-подача вагонов п/путь; -расформирование передаточного поезда; -подача вагонов на грузовые фронты; -выгрузка вагонов; -перестановка из-под выгрузки под погрузку; -погрузка вагонов; подача вагонов на фронты взвешивания; -взвешивание грузов; -уборка вагонов с грузовых фронтов; -накопление на состав передаточного поезда; -формирование состава; -возврат вагонов на станцию примыкания; -ожидание подачи; -ожидание уборки.

Грузовые фронты

ПРОГРАММЫ БЛОКА

-информация о грузовых фронтах;

-вычисление максимальной среднесуточной перерабатывающей способности грузовых фронтов, фронтов взвешивания, дозировки грузов.

Расчет среднесуточного оборота вагонов

ПРОГРАММЫ БЛОКА

-рачет среднесуточного оборота вагонов аналитическим и графическим способом; с 1-ой, 2-мя грузовыми операциями, маршрутизированных, арендованных и собственных, специализированных вагонов;

-расчет дифференциальных норм оборота вагонов на летний и зимний период; расчет минимальных интервалов прибытия вагонов на п/путь; -поиск «узких» мест в процессе обработки вагонов.

Заключение диссертации по теме «Транспортные системы городов и промышленных центров», Коротаев, Валерий Валентинович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении диссертационной работы можно сделать следующие выводы:

1. Проведенные исследования позволили создать алгоритмы автоматизации процессов расчета параметров ЕТП, составления и оптимизации суточных планов-графиков работы подъездных путей промышленных предприятий и станций примыкания МПС.

2. Разработанные алгоритмы были реализованы в компьютерные программы, которые удалось объединить в единую систему - программный пакет САПР-ЕТП, предоставляющего возможность производить расчеты параметров ЕТП, составлять и оптимизировать планы-графики по автоматизированной технологии.

3. В результате исследований созданы алгоритмы составления и оптимизации планов-графиков оперативного планирования работы подвижного состава и средств погрузки - выгрузки вагонов на подъездных путях промышленных предприятий или предприятий промышленного железнодорожного траспорта (ППЖТ).

4. На основе разработанных алгоритмов создана компьютерная программа "Составление и оптимизация планов-графиков оперативного сменно-суточного планирования работы подъездных путей промышленных предприятий".

5. Произведена математическая постановка задачи и разработана математическая модель задачи оптимизации суточных планов-графиков методом динамического программирования.

6. Сделана постановка задачи в терминах динамического программирования.

7. Разработанный в результате проведенных исследований программный пакет САПР-ЕТП принят МПС РФ в промышленную эксплуатацию Одля использования по всей сети железных дорог, а также на подъездных путях промышленных предприятий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коротаев, Валерий Валентинович, 2000 год

1. Временные указания по разработке единых технологических процессов работы подъездных путей и станций примыкания. М.: Транспорт, 1985.

2. Р. Беллман. Динамическое программирование. Пер.с англ.- М.: Мир,1960.

3. Р. Беллман, С.Дрейфус. Прикладные задачи динамического программирования. Пер. с англ. М.: Мир, 1965.

4. В.Танаев , В. Шкурба. Введение в теорию расписаний. М.: Мир, 1975.

5. В, Акулиничев. Организация перевозок на промтранспорте. М., 1975.6 .С.Лабадин, М. Шмулевич. Организация перевозок и управление ж.д. транспортом металлургических заводов. М.: Транспорт, 1975.

6. В. Дегтяренко. Транспортные узлы промышленных районов. М.: Транспорт, 1981.

7. М. Шмулевич, Е. Юшкевич. Информационное взаимодействие ж.д. транспорта и предприятий. М.: Транспорт, 1976.

8. М. Шмулевич. АСУ промышленного транспорта. М.: Транспорт, 1976.

9. М. Шмулевич, В. Зиненко. Информационные системы на промтранспорте. М.: Транспорт, 1977.

10. Н. Дэниэл. Применение статистики в промышленном эксперименте. М.: Мир, 1979.

11. В.Ф. Григорюк. Оптимизация взаимодействия пунктов погрузки и выгрузки вагонов. М.: Транспорт, 1986.

12. В.И. Лукьянов, Промышленные районы городов. М.: Стройиздат, 1972.

13. М. В. Паньков, В.А. Рыгалов. Промышленные узлы. М.: Стройиздат, 1974.

14. В.А. Дмитриев, В.И. Зеленков, В.В. Клисман, А.Д. Шишков. Экономика промышленного железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1981.

15. Ежи Лещинский. Имитационное моделирование на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1977.

16. К.Ю. Рихтер. Транспортная эконометрия. М.: Транспорт, 1981.

17. О.Б. Маликов. Проектирование автоматизированных складов штучных грузов. М.: Машиностроение, 1981.