Густота пассажиропотоков по участкам, тыс.чел.

А - Б	Б - В	В - Г	Г - Д
19.5	23.6	22.7	15.7

 

1.2.Расчет плана формирования пассажирских поездов

 

Известно несколько способов расчета плана формирования пассажирских поездов:

q по условиям освоения пассажиропотока;

q при случайном характере пассажиропотоков;

q по условию минимизации пробега свободных мест.

При этом в расчеты могут быть заложены дополнительные условия и ограничения: по загрузке станции, по пропускной способности железнодорожных линий, с учетом пересадок пассажиров или обеспечения заданного уровня беспересадочных сообщений и др.

В курсовом проекте расчет плана формирования производится по наиболее распространенной методике - по условиям освоения пассажиропотока с использованием симплекс-метода.

Для расчета, помимо данных о густоте движения пассажиров, требуется информация о населенности поездов различных назначений, а также сведения об удельных затратах, приходящихся на один поезд каждого назначения. Последние необходимы для экономической оценки вариантов плана формирования поездов.

Населенность поезда рассчитывается по формуле:

,                 (1.1)

где  - число категорий вагонов;

 - количество вагонов -й категории в составе пассажирского поезда;

 - число мест в вагоне -й категории.

Например, при наличии в составе пассажирского поезда 2 вагонов СВ, 7 купейных, 8 плацкартных и 2 общих вагонов населенность поезда:

 тыс.чел.

В курсовом проекте расчет населенности пассажирских поездов следует производить с точностью до «второго знака после запятой».

Рассмотрим пример расчета плана формирования пассажирских поездов для исходных данных, приведенных в табл.1.1.

Для освоения рассчитанной густоты пассажиропотока (табл.1.2) необходимо выполнение следующих ограничений:

.     (1.2)

Существует значительное число вариантов плана формирования, при которых обеспечивается освоение расчетных пассажиропотоков. Например, 30 поездов (23,6/0,8) сообщения А-Д обеспечивают освоение расчетного пассажиропотока, однако при этом имеет место пробег свободных мест на участке А-Б в количестве 5 единиц (поездов без пассажиров), а на участке Г-Д - 10 единиц.

Наиболее универсальным критерием для выбора оптимального варианта плана формирования пассажирских поездов является суммарный уровень затрат на перевозки. В этом случае целевая функция будет иметь вид:

 

.    (1.3)

 

Сформулированная задача может быть решена любым из известных методов линейного программирования. При решении задачи симплекс-методом установлен следующий порядок действий:

1. Выбрать свободные неизвестные, положив их равными нулю и найти соответствующее базисное решение. Если оно окажется недопустимым (отрицательные значения неизвестных), следует найти другой набор свободных неизвестных.

Исходя из сущности задачи ясно, что освоение пассажиропотока возможно при обращении поездов только между соседними станциями, поэтому этот вариант может рассматриваться как базисное решение, которому соответствует следующий набор неизвестных: .

2. Базисные неизвестные и минимизируемую функцию цели необходимо записать в виде разности, в которой уменьшаемое - свободный член. Для условий задачи:

 

.   (1.4)

После арифметических преобразований:

 

.  (1.5)

 

Целевая функция:

 

.

После арифметических преобразований:

 

. (1.6)

 

Следовательно, если осваивать пассажиропоток поездами, обращающимися между соседними станциями, их число будет строго соответствовать густоте пассажиропотока по каждому участку, а суммарные затраты на выполнение перевозок могут быть оценены в 205,2 стоимостную единицу. Однако этот вариант может быть улучшен.

Дальнейшие решения целесообразно выполнять в симплекс-таблицах (табл.1.3-1.6).

При этом, в базисном решении свободные неизвестные следует расположить по вертикали таблицы (их количество совместно с целевой функцией соответствует числу строк таблицы), а остальные неизвестные - по горизонтали таблицы ().

3. Внести коэффициенты при неизвестных в уравнениях и целевой функции в верхние ячейки клеток табл.1.3 (исходный план).

4. Выбрать генеральный элемент. Для этого:

· найти в верхней строке симплекс-таблицы максимальный положительный элемент (4,04). Если в верхней строке симплекс-таблицы нет положительных элементов, то записанное в данной симплекс-таблице базисное решение будет оптимальным, т.е. уменьшить значение целевой функции при переходе от одного допустимого базисного решения к другому не представляется возможным;

· составить отношение свободных членов (первый столбец табл.1.3) к положительным коэффициентам выбранного столбца. В задаче: 23,60/1,20=19,67; 18,92/1,00=18,92; 12,08/0,92=13,13;

· выбрать среди найденных отношений наименьшее (13,13). Если наименьшее отношение достигается при нескольких значениях, то можно выбрать любое. Элемент выбранного столбца, которому соответствует наименьшее отношение, - генеральный элемент (в табл.1.3 клетка выделена жирной линией).

5. Найти значение, обратное генеральному элементу, внести его в правый угол клетки, содержащей генеральный элемент (1/0,92=1,09).

6. Все коэффициенты из верхних отделений строки, где расположен генеральный элемент, умножить на значение, обратное генеральному элементу, и поместить полученные произведения в соответствующие правые углы клеток той же строки (12,08´1,09=13,13; 0,62´1,09=0,67 и т.д.).

7. Умножить на значение, обратное генеральному элементу, со знаком «-» все коэффициенты (кроме генерального элемента) из левых углов клеток столбца, где расположен генеральный элемент, и поместить полученные произведения в соответствующие правые углы клеток этого же столбца (4,04´1,09= -4,39; 1,20´1,09= -1,30 и т.д.).

8. Выделить числа, находящиеся в левых углах клеток строки, где расположен генеральный элемент, и в правых углах клеток столбца, в котором содержится генеральный элемент.

9. Заполнить оставшиеся правые углы клеток числами, полученными перемножением соответствующих выделенных чисел (-4,39´12,08= -53,03; -4,39´0,62= -2,72;.....-1,30´12,08= -15,70 и т.д.).

10. Перейти к новому набору свободных неизвестных. Для этого:

ü из правых углов клеток строки и столбца, на пересечении которых находится генеральный элемент, перенести все числа в левые углы соответствующей строки и столбца последующей таблицы (первая итерация - табл.1.4);

ü в левые углы остальных клеток последующей таблицы записать числа, равные алгебраической сумме чисел из левого и правого углов соответствующей клетки предыдущей таблицы (-53,03+205,20=152,17;  -2,72+1,91= -0,81;...…. –15,70+23,60=7,90 и т.д.);

ü поменять местами переменные на пересечении строки и столбца, где расположен генеральный элемент (х ₅ и х ₁₀).

11. Если в верхней строке новой таблицы все коэффициенты при свободных неизвестных отрицательны, то полученный результат является оптимальным, план не подлежит улучшению, а целевая функция принимает свое наименьшее значение. В противном случае решение задачи следует продолжить для чего необходимо вновь перейти к п.4.

При решении задачи оптимальный план формирования пассажирских поездов был получен после второй итерации (табл.1.6). Он предусматривает следующие назначения:

Ø А-Г (х ₂) - 8 поездов;

Ø А-В (х ₃) - 1 поезд;

Ø А-Б (х ₄) - 9 поездов;

Ø Б-Д (х ₅) - 13 поездов.

Таблица 1.3

Базисное решение

			-x1		-x2		-x3		-x5		-x6		-x8
F	205,2		1,91		2,12		1,29		4,04		2,10		1,32
	-53,03		-2,72		0		0			-4,39	0		-4,39
x4	15,00		0,62		0,69		0,77		0		0		0
	0		0		0		0			0	0		0
x7	23,60		0,80		0,90		1,00		1,20		1,10		0
	-15,70		-0,81		0		0			-1,30	0		-1,30
x9	18,92		0,67		0,75		0		1,00		0,92		1,08
	-13,18		-0,68		0		0			-1,09	0		-1,09
x10	12,08		0,62		0		0		0,92		0		1,00
	13,13		0,67		0		0		1,09		0		1,09

 

Таблица 1.4

Первая итерация

			-x1		-x2			-x3		-x10		-x6		-x8
F	152,17		-0,81		2,12			1,29		-4,39		2,10		3,07
	-16,47		0,03			-2,87		0		3,13		2,64		0,03
x4	15,00		0,62		0,69			0,77		0		0		0
	-5,28		0,01			-0,92		0		1,00		-0,85		0,01
x7	7,90		0,80		0,90			1,00		-1,30		1,10		-1,30
	-6,89		0,01			1,20		0		1,30		-1,10		0,01
x9	5,74		-0,01		0,75			0		-1,09		0,92		-0,01
	7,65		-0,01		1,33			0		-1,45		1,23		-0,01
x5	13,13		0,67		0			0		1,09		0		1,09
	0		0				0	0		0		0		0

 

Таблица 1.5

Вторая итерация

			-x1		-x9		-x3			-x10		-x6		-x8
F	135,70		-0,78		-2,87		1,29			-1,26		-0,54		-3,04
	-1,30		-1,04		1,55			-1,29		0		0		1,66
x4	9,72		0,63		-0,92		0,77			1,00		-0,85		0,01
	-0,78		-0,63		0,92			-0,77		0		0		0,99
x7	1,01		0,81		-1,25		1,00			0		0		-1,29
	1,01		0,81		-1,27		1,00			0		0		-1,29
x2	7,65		-0,01		1,33		0			-1,45		1,23		-0,01
	0		0		0				0	0		0		0
x5	13,13		0,67		0		0			1,09		0		1,09
	0		0		0				0	0		0		0

 

При этом целевая функция уменьшится на 70,8 и составит 134,4 стоимостных единицы.

 

Таблица 14

Оптимальный план формирования пассажирских поездов

		-x1	-x9	-x7	-x10	-x6	-x8
F	134,40	-1,82	-1,32	-1,29	-1,26	-0,54	-1,38
x4	8,94	0	0	-0,77	1,00	0,85	1,00
x3	1,01	0,81	-1,20	1,00	0	0	-1,29
x2	7,65	-0,01	1,33	0	1,45	1,23	-0,01
x5	13,13	0,67	0	0	1,09	0	1,09

 

Дробную часть результирующего числа пассажирских поездов следует округлять по правилу:

· до 0,2 - отбросить;

· от 0,2 до 0,7 - округлить до 0,5 и предусмотреть назначение дополнительного пассажирского поезда с режимом движения «через день»;

· более 0,7 - округлить до 1.

На заключительной стадии следует проверить выполнение неравенств (1.2). Если они соблюдаются, то задача решена верно.

Анализ полученных результатов показывает отсутствие прямых поездов назначением А-Д. Следовательно, пассажиры, следующие из А до Д будут вынуждены делать пересадку на одной из попутных станций: Б, В или Г. Пассажиры других маршрутов перемещаются в беспересадочном сообщении.

 

1.3.Определение потребного числа составов поездов и парка пассажирских вагонов

 

После расчета оптимального плана формирования пассажирских поездов необходимо перейти к определению потребного их числа для каждого назначения и в целом для рассматриваемого полигона.

Нахождение потребного числа составов может производиться графическим или аналитическим путем.

В первом случае производится построение графика следования пассажирских поездов (отдельно каждого назначения) и их оборота на головной и конечной станциях. При этом, период, на который строится график, принимается не менее длительности оборота одного состава. Затем по графику подсчитывается потребное число составов «в обороте».

В курсовом проекте следует отдать предпочтение аналитическому методу. В этом случае потребное число составов пассажирских поездов каждого назначения может быть рассчитано по формуле (с округлением до целого большего):

,                    (1.7)

 

где  - потребное число составов пассажирских поездов -го назначения;

 - продолжительность оборота пассажирского поезда -го назначения;

 - расчетный интервал отправления пассажирских поездов -го назначения с головной станции, равный:

 

,                   (1.8)

где  - число пассажирских поездов -го назначения, рассчитанное в соответствии с оптимальным планом их формирования.

Продолжительность оборота состава пассажирского поезда:

 

,   (1.9)

 

где  - минимальное время нахождения пассажирского состава соответственно на головной станции и на станции его оборота, ч;

 - время хода пассажирского поезда -го назначения соответственно в четном и нечетном направлениях,ч;

- суммарное время стоянок пассажирского поезда -го назначения на попутных станциях за один оборот (при следовании его в четном и нечетном направлениях), ч;

 - количество попутных станций, на которых пассажирский поезд -го назначения имеет остановки за полное время его оборота;

 - время на разгон и замедление пассажирского поезда, ч.

Так, например, если принять время хода пассажирских поездов по участкам: Б-В – 4 ч, В-Г – 4.5 ч, А-Б: в четном направлении – 3,4 ч, а в нечетном – 3,6 ч; время на разгон и замедление – по 1 мин (в сумме – 0,03 ч); продолжительность стоянки пассажирского поезда на попутной станции 12 мин (0,2 ч); время нахождения состава «по обороту» на станции А – 6 ч и на станции Г – 4 ч, то суммарное время оборота состава пассажирского поезда, следующего назначением А-Г:

 

 ч.

 

Расчетный интервал следования поездов данного назначения:

 ч.

 

Тогда потребное число составов пассажирских поездов, следующих назначением А-Г:

 

 составов.

 

В дальнейшем, зная композицию каждого состава и их количество определяется потребность в парке пассажирских вагонов: купейных, плацкартных и др.:

,               (1.10)

 

где - число назначений пассажирских поездов в оптимальном плане их формирования;

 - рассчитанное число пассажирских составов -го назначения «в обороте»;

 - количество вагонов данного типа в составах поездов -го назначения.

 

1.4.Расчет показателей пассажирских перевозок в дальнем и местном сообщениях

 

Для оценки объема выполненной работы и качества использования подвижного состава применяется система количественных и качественных показателей по дальнему и местному пассажирскому движению.

К количественным показателям относятся:

1). Количество отправленных пассажиров:

,                     (1.11)

 

где - число струй пассажиропотоков (в курсовом проекте );

 - величина -й струи пассажиропотока.

2). Пассажирооборот (пасс-км):

,                (1.12)

где  - количество участков на рассматриваемом полигоне (в курсовом проекте );

 - густота движения пассажиров на -м участке полигона, чел.;

 - протяженность -го участка, км.

3). Пробег поездов (поездо-км):

 

,               (1.13)

 

где  - расстояние пробега пассажирского поезда -го назначения (расстояние между головной и станцией оборота пассажирского поезда -го назначения), км.

4). Пробег вагонов (вагоно-км):

 

,            (1.14)

 

где  - число вагонов в составах пассажирских поездов -го назначения.

5). Вагоно-осе-км:

 

.            (1.15)

 

6). Средняя дальность поездки пассажиров (км):

 

.                 (1.16)

 

7). Средний состав пассажирского поезда в вагонах:

 

                  (1.17)

и в осях:

.                 (1.18)

Качественные показатели пассажирских перевозок определяются по формулам:

1). Среднее время оборота составов (ч):

 

.               (1.19)

 

Здесь  рассчитывается по формуле (1.9) для каждого назначения пассажирских поездов в оптимальном плане их формирования.

2). Среднесуточный пробег состава пассажирского поезда (км):

 

.               (1.20)

 

3). Средняя населенность (пассаж.) состава:

 

;                  (1.21)

вагона:

.                  (1.22)

 

4). Коэффициент использования вместимости составов:

 

,                  (1.23)

 

где  - средневзвешенное число посадочных мест в составах пассажирских поездов, рассчитываемое по формуле:

 

,               (1.24)

где  - число посадочных мест в пассажирском поезде -го назначения, определяемое по формуле (1.1).

5). Ходовая скорость движения пассажирских поездов (км/ч):

 

.             (1.25)

 

6). Техническая скорость движения пассажирских поездов (км/ч):

 

.        (1.26)

 

7) Участковая скорость движения пассажирских поездов (км/ч):

 

.     (1.27)

 

В формулах (1.25)¸(1.27) обозначения слагаемых в знаменателе идентичны приведенным к формуле (1.1).

 

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПЕРЕВОЗОК В ПРИГОРОДНОМ СООБЩЕНИИ

 

2.1.Определение количества и расположения зонных станций

 

Особенность пригородных перевозок состоит в том, что при расчетах с достаточной степенью точности можно принять идентичными пассажиропотоки четного и нечетного направлений.

Определяют корреспонденции пригородных пассажиропотоков последовательной обработкой отчетных данных о продаже разовых и абонементных билетов в пригородном сообщении на участке. При существующей системе учета перевозок пассажиров в пригородном сообщении первоисточниками учета являются: отчет о продаже пассажирских билетов местного и пригородного сообщений (форма ФО-1); отчет о продаже абонементных билетов (форма ФО-1-АБ).

На основании разработанных корреспонденций пассажиропотоков строят диаграмму, отражающую густоту перевозок пассажиров на каждом перегоне пригородного участка.

В курсовом проекте густота пассажиропотоков по перегонам пригородного участка принимается из исходных данных задания.

Оптимальное число зон на пригородном участке может быть рассчитано по формуле (с округлением до целого большего):

 

,              (2.1)

 

где  - пассажиропоток, отправляемый с головной станции (в курсовом проекте – со станции А, что соответствует густоте пассажиропотока на перегоне А-а), чел.;

 - длина пригородного участка, км;

 - соответственно участковая и ходовая скорости движения пригородных поездов, км/ч;

 - период движения пригородных поездов (в курсовом проекте принять  ч);

 - расчетная вместимость пригородного поезда, равная произведению числа сидячих мест в вагоне на количество вагонов в его составе, чел.

Ходовая скорость движения пригородных поездов ориентировочно может быть определена из выражения:

 

,                (2.2)

 

где  - количество перегонов на пригородном участке ();

 - время хода пригородного поезда по -му перегону соответственно в четном и нечетном направлении, ч.

Сумма значений  и  составляет общее «чистое» время хода пригородного поезда по участку А-Б соответственно в четном и нечетном направлениях.

Величина участковой скорости является функцией количества остановок поездов на раздельных пунктах пригородного участка. Поскольку их число зависит от типа применяемого графика и заранее неизвестно для ориентировочных расчетов по определению числа зон можно предположить, что пригородные поезда имеют остановки на всех раздельных пунктах. В этом случае участковая скорость движения пригородных поездов может быть рассчитана по формуле:

 

,       (2.3)

 

где  - общее количество остановочных пунктов на участке пригородной зоны ();

- соответственно время на разгон, замедление и стоянку пригородного поезда на остановочном пункте, ч.

Например, если  чел.,  км, , время хода пригородного поезда в четном направлении – 150 мин (2,5 ч), а в нечетном – 180 мин (3,0 ч), то:

q ходовая скорость:

 

 км/ч;

 

q участковая скорость:

 

 км/ч;

 

q число зон:

 

 зоны.

 

Число зонных станций оборота пригородных поездов, исключая последнюю станцию участка (в курсовом проекте – станция Б):

 

.                   (2.4)

 

В общем случае место расположения зонных станций (станций оборота пригородного подвижного состава) зависит от величины падения или возрастания густоты пассажиропотока. Поэтому для нахождения раздельных пунктов, которым следует придать статус зонных станций, целесообразно построить диаграмму густоты пассажиропотоков по каждому перегону, указав на ней размеры падения или возрастания числа перевозимых пассажиров. Те остановочные пункты, где такое падение или возрастание будут максимальными, и следует переустроить в зонные станции, имеющие соответствующее путевое развитие и техническое оснащение.

На рис.2.1 приведена диаграмма густоты пассажиропотоков из которой следует, что в качестве зонных станций целесообразно иметь остановочные пункты и (спад пассажиропотока составляет 12 тыс.чел.) и г (спад пассажиропотока – 7.5 тыс.чел.). Таким образом, пригородный участок А-Б «разбивается» на три зоны: А-г, г-и, и-Б.

 

2.2.Расчет размеров движения пригородных поездов

 

Для обеспечения освоения пригородного пассажиропотока необходимо установление потребного числа поездов. Размеры движения пригородных поездов зависят от пассажиропотока и вместимости подвижного состава. При расчете размеров движения пригородных поездов учитываются особенности пригородных перевозок, их массовость, неравномерность распределения по зонам, временам года, дням недели и часам суток.

При увеличении размеров движения пригородных поездов снижается пропускная способность участка, требуется больший парк подвижного состава, большее число поездных бригад, увеличиваются расходы на ремонт и содержание вагонов. Чрезмерное уменьшение размеров движения может привести к ухудшению обслуживания пассажиров, так как при этом увеличивается время ожидания ими поездов, а сами поезда будут следовать переполненными.

Число пригородных поездов существенно зависит от типа графика, по которому организованы перевозки /2,3/. В интенсивные часы пригородных перевозок должны максимально использоваться наличная пропускная способность пригородного участка и расчетная вместимость подвижного состава. Поэтому в эти периоды целесообразно применение зонного параллельного графика движения пригородных поездов, при котором поезда имеют остановки на всех остановочных пунктах и зонных станциях участка.

В периоды спада пассажиропотока возможно применение классического зонного непараллельного графика, обеспечивающего наибольшую скорость продвижения поездов на участке, при котором каждый поезд имеет остановки лишь на промежуточных пунктах своей зоны и на соответствующей зонной станции. В эти периоды возможно также применение и зонного непараллельного графика с остановками поездов на зонных станциях маршрута следования поезда и остановочных пунктах соответствующей зоны или зонного непараллельного графика с остановками поездов на зонных станциях, остановочных пунктах своей зоны и некоторых

 

 

Время хода				Рассто-яние	0      1      2      3       4
груз.		пасс.
ч	г в б а А н	ч	н
13	15	10	11	8
17	16	13	12	11
20	21	15	16	15
15	13	11	10	12
10	11	д 7	8	9
11	12	е 8	9	8
15	13	Б 12 Поделиться: Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...