Мониторинг работы путей необщего пользования (ПНП) металлургических предприятий за последние пять лет показал, что в условиях усложнения транспортных потоков, вызванных появлением различных собственников подвижного состава, значительной неравномерности поступающих грузов и отправляемой готовой продукции, постоянной реконструкции путевого развития необходимо разрабатывать новые методики управления вагонопотоками на путях необщего пользования.
Данные задачи рассматривались учеными Кочневым Ф.П., Сотниковым И.Б., Козловым П.А., Александровым А.Э. и многими другими. Исследования данных ученых направлены на разработку рациональных планов формирования поездов, графиков движения поездов по всей сети железных дорог.
Предлагается время оборота вагонов на ПНП сократить за счет оптимизации маршрутов следования. Определение маршрутов следования возможно проводить с помощью методов математического моделирования [1]. При разной степени загруженности станций транспортной сети пропускная способность маршрута, пролегающего через несколько станций, будет определяться пропускной способностью одного из элементов. В процессе оптимизации маршрутов под точкой транспортной сети принимаем железнодорожную станцию, имеющую свои особенности путевого развития, технологии персонала, руководящего движением и т.д. Все особенности текущего состояния станции можно описать с помощью интегральной оценки степени загруженности станции, которая более подробно рассмотрена в [3]. Традиционно потоковая транспортная задача производит поиск оптимального маршрута по стоимости перемещения или по времени движения между точками сети. Предлагается в потоковой транспортной задаче установить изменяющиеся оценки дуг, которые будут зависеть от степени загруженности станции.
Целевой функцией потоковой транспортной задачи является минимум общих затрат на пропуск всех маршрутов по ПНП:
(1)
при основных ограничениях:
(2)
(3)
где xil – количество составов за интервал планирования;
di – сумма всех отправленных составов с i-той станции до всех связанных с ней станций;
ni – число станций, связанных с i-той станцией;
– наличная пропускная способность перегона за интервал планирования;
– общие затраты на пропуск r-го состава по транспортной сети ПНП:
(5)
где P – затраты на переработку каждого r-го состава:
(6)
где mk – количество вагонов k-ой формы собственности;
– плата за пользование вагонами k-ой формы собственности, руб./ч.;
nл – количество локомотивов, закрепленных за составом;
Сл – плата за пользование локомотивом, руб./ч.;
– оперативная оценка затрат времени на движение по дуге (i-l) транспортной сети, ч.:
(7)
где til – время движения по дуге (i-l), ч.
– интегральная оценка загруженности станций определяется на основе теории нечетких множеств. Подробное описание приведено в [2];
Тi – время нахождения на каждой станции маршрута (i
) r-го состава, ч.:
(8)
где 
– коэффициент, отражающий оперативную загруженность i-той (i
) станции маршрута:
(9)
– соответственно для i-той станции – нормативное время на прием, расформирование-формирование, грузовые операции, ожидание и отправление с r-м составом, ч.
– нормативная загруженность станции. В расчетах принимается 0,85-0,9.
В зависимости от оперативной ситуации на ПНП на выбор оптимального маршрута, полученного в результате решения ТЗ, влияют дополнительные ограничения:
1. Не превышение нормативного срока оборота вагонов на ПНП:
(10)
где tоб – нормативный срок оборота вагонов, ч.
2. Минимальная загруженность станций, входящих в маршрут следования:
(11)
3. Максимальное выполнение транспортных операций с вагонами на промежуточных станциях маршрута:
, (12)
где 
– количество транспортных операций, выполняемых на промежуточных станциях маршрута с целью распределения работы среди станций ПНП. К транспортным операциям относят: транзит, обработку документов, восстановление сыпучести, осмотр в техническом и коммерческом отношении, выгрузку, погрузку, весовой контроль, оборудование вагонов и крепление груза, очистку, профилактику коммерческой сохранности груза.
Таким образом, для дополненной потоковой транспортной задачи в сетевой постановке с изменяющимися оценками дуг (ТЗ) исходными данными являются: плата за пользование вагонами и локомотивами всех форм собственности; станции зарождения и погашения вагонопотоков на ПНП; расчетная схема транспортной сети (рисунок 1); время движения по перегонам ПНП; интегральная оценка загруженности станций ПНП.
Рисунок 1 – Фрагмент расчетной схемы транспортной сети (номерами обозначены станции, на перегонах выставлены оценки дуг формула (5) при движении в прямом и обратном направлении).
Обозначим через Мr маршрут следования r-го состава, Str – станции, входящие в r-й маршрут следования, Dr – дуги транспортной сети, входящие в r-й маршрут следования. Соответственно, маршрут следования запишется как множество станций и дуг транспортной сети, входящих в маршрут: Мr = (Str, Dr).
Полученное решение ТЗ в сетевой постановке позволяет определять оптимальный маршрут движения вагонов с учетом фактической стоимости переработки вагонопотоков и оперативной загруженности станции. Расчет маршрутов следования для каждого следующего интервала планирования производится аналогично на основе скорректированной загруженности станций после принятия к исполнению разработанного графика движения поездов.
Рецензенты:
Андреев Ю.А., д.т.н., профессор, Красноярский институт железнодорожного транспорта – филиал ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения», г.Красноярск.
Терсков В.А., д.т.н., профессор, Красноярский институт железнодорожного транспорта – филиал ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения», г.Красноярск.