МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАЧИ №1
ВВЕДЕНИЕ
Во введении кратко охарактеризовать роль железнодорожного транспорта при перевозках пассажиров в дальнем, местном и пригородном сообщениях. Дать характеристику подвижного состава для пассажирских перевозок, показать роль графика движения пассажирских и пригородных поездов.
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПЕРЕВОЗОК
В ДАЛЬНЕМ И МЕСТНОМ СООБЩЕНИИ
1.1.Определение густот движения пассажиров
по участкам заданного полигона
Исходные данные для расчета густоты движения пассажиров получают на основе прогнозирования их размеров на перспективу в зависимости от различных факторов или путем моделирования перевозочного процесса.
Густота движения пассажиров по участкам рассчитывается на основе отдельных струй пассажиропотоков, заданных в графической или табличной форме.
Результирующие данные после соответствующей обработки представляются в виде диаграммы, и приводятся в таблице для расчета оптимального плана формирования пассажирских поездов.
Густота движения пассажиров определяется простым сложением величин струй пассажиропотоков по каждому участку. Так, например, для пассажиропотока, приведенного в табл.9, результирующая густота движения по каждому участку составит величины, записанные в табл.10.
Таблица 9 - Исходные данные к расчету плана формирования пассажирских поездов
Сообщения
|
Пассажиропоток, тыс. чел.
|
Расчетная вместимость, тыс. чел
|
Оценка поезда
|
Условное обозначение
|
А – Д
А - Г
А - В
А - Б
Б - Д
Б - Г
Б - В
В - Д
В - Г
Г - Д
|
6,0
3,0
4,3
2,1
5,2
4,2
2,0
5,0
1,8
2,8
|
0,8
1,0
1,0
1,3
0,9
0,7
1,3
1,1
1,3
1,2
|
5,4
4,0
3,2
2,2
3,5
2,1
1,1
3,9
2,2
1,2
|
х1
х2
х3
х4
х5
х6
х7
х8
х9
х10
|
Таблица 10 - Густота пассажиропотоков по участкам, тыс.чел.
А - Б
|
Б - В
|
В - Г
|
Г - Д
|
15,4
|
24,7
|
25,2
|
19,0
|
1.2.Расчет плана формирования пассажирских поездов
Известно несколько способов расчета плана формирования пассажирских поездов:
по условиям освоения пассажиропотока;
при случайном характере пассажиропотоков;
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 задаче №1 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.
Вместимость 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.
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)
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.
Дальнейшее решение задачи по расчету плана формирования пассажирских поездов выполняется с помощью стандартного пакета Microsoft Excel 2010.
Студенту следует внести исходные данные для расчета плана формирования в таблицу 11 самостоятельно. Порядок расчета плана формирования пассажирских поездов на направлении с использованием пакета «Поиска решений» в MS Excel приведен ниже.
Порядок расчета плана формирования пассажирских поездов на направлении с использованием пакета «Поиска решений» в MS Excel
Студент формирует самостоятельно таблицу указанной ниже формы.
Таблица 11 – Форма таблицы для расчета плана формирования пассажирских поездов
В колонке «A» указывают наименования всех возможных назначений пассажирских поездов, которые могут быть сформированы на рассматриваемом полигоне железных дорог. Перечень возможных назначений определяется «шахматкой» корреспонденций пассажиропотоков.
В колонке «B» указывают мощности соответствующих пассажиропотоков. В столбцах «C», «D», «E», «F» указывается количество вагонов каждого типа СВ, купированных, плацкартных, общих в композиции данного поезда (эти данные принимаются на основе задания на проектирование).
В колонке «G» указывается расчетная вместимость поезда в тыс. человек, определяемая по формуле «=(C3*18+D3*36+E3*54+F3*81)/1000», где 18 – количество мест в вагоне СВ, 36 – в купированном вагоне, 54 – в плацкартном вагоне, 81 – в общем вагоне соответственно. Данная формула копируется во все ячейки данного столбца с использованием стандартных функций пакета MS Excel (необходимо сместить курсор мыши в нижний правый угол ячейки «G3» – появится крестик, прижав левую кнопку «мыши» необходимо протащить его до ячейки «G12» включительно).
В столбец «H» заносят оценку поездов в соответствии с заданием на проектировании в условных денежных единицах (в соответствии с заданием).
Столбец «J» содержит количество поездов каждого назначения, формируемых и отправляемых за сутки. Предварительно до поиска решения здесь должны быть занесены значения «1». После выполнения операции «поиск решения» в клетках данного столбца будут значения количества поездов каждого назначения.
Столбцы «I», «L» представляют собой ограничения по мощности пассажиропотока для расчета плана формирования для данного железнодорожного полигона.
В ячейку «I6» заносим формулу «=СУММ(B3:B6)» – суммарная мощность пассажиропотоков, проходящих по участку А–Б (струи А–Д, А–Г, А–В, А–Б). В ячейку «I9» заносим формулу «=СУММ(B3:B5;B7:B9)» – суммарная мощность пассажиропотоков, проходящих по участку Б–В (струи А–Д, А–Г, А–В, Б–Д, Б–Г, Б–В). В ячейку «I11» заносим формулу «=СУММ(B3:B4;B7:B8;B10:B11)» – суммарная мощность пассажиропотоков, проходящих по участку В–Г (струи А–Д, А–Г, Б–Д, Б–Г, В–Д, В–Г). В ячейку «I12» заносим формулу «=СУММ(B3;B7;B10;B12)» – суммарная мощность пассажиропотоков, проходящих по участку Г–Д (струи А–Д, Б–Д, В–Д, Г–Д).
Остальные ячейки данной колонки оставляем незаполненными.
В ячейку «L6» заносим формулу «=J3*G3+J4*G4+J5*G5+J6*G6» – сумма произведений количества поездов данного назначения на их вместимость, проходящих по участку А–Б (учитываем возможные назначения А–Д, А–Г, А–В, А–Б). В ячейку «L9» заносим формулу «=J3*G3+J4*G4+J5*G5+J7*G7+J8*G8+J9*G9» – максимальная вместимость поездов по участку Б–В (в расчет принимаются назначения поездов А–Д, А–Г, А–В, Б–Д, Б–Г, Б–В). В ячейку «L11» заносим формулу «=J3*G3+J4*G4+J7*G7+J8*G8+J10*G10+J11*G11» – максимальная вместимость поездов по участку В–Г (назначения поездов А–Д, А–Г, Б–Д, Б–Г, В–Д, В–Г). В ячейку «L12» заносим формулу «=J3*G3+J7*G7+J10*G10+J12*G12» – максимальная вместимость поездов по участку Г–Д (возможные назначения поездов А–Д, Б–Д, В–Д, Г–Д).
Ячейка «K3» содержит формулу «=J3*H3» – произведение количества поездов на их стоимостную оценку. Далее формула копируется стандартными средствами MS Excel во все ячейки данного столбца.
В ячейку «K13» заносят итоговое значение по данному столбцу «=СУММ(K3:K12)» – это и будет значением целевой функции при оптимизации плана формирования пассажирских поездов.
Порядок подключения модуля «Поиск решения» в MS Excel 2010 следующий: на ленте находим вкладку «Файл» – в выпадающем меню «Параметры» (см. рисунок 3). Далее в модальном окне (см. рисунок 4) пункт меню «Надстройки», в нижней части модального окна Управление: Надстройки Excel – кнопка «Перейти» (см. рисунок 5).
Рисунок 3 – Выпадающее меню вкладки «Файл»
Рисунок 4 – Модальное окно «Параметры Excel»
Рисунок 5 – Модальное окно «Параметры Excel» – Управление: Надстройки Excel – «Перейти»
В появившемся окне отметить «галочкой» пункт «Поиск решения» и нажать кнопку «Ок» (см. рисунок 6).
Рисунок 6 – Модальное окно «Надстройки»
На вкладке «Данные» должна появиться панель «Поиск решения» (см. рисунок 5 в правой части рисунка).
Рисунок 7 – Вкладка «Данные» и панель «Поиск решения»
Нажимаем на панель «Поиск решения» – появляется окно «Параметры поиска решения» (см. рисунок 8).
Рисунок 8 – Окно «Параметры поиск решения»
В данной форме указывают ячейку с целевой функцией «K13», варьируемые ячейки – диапазон «$J$3:$J$12», а также ограничения, которые вносятся посредством кнопки «Добавить». Выбрать метод решения – симплек-метод. Затем нажать кнопку «Найти решение». Появится окно «Результаты поиска решения» (см. рисунок 9). Отметить пункт «Сохранить найденное решение» и нажать кнопку «Ok».
Рисунок 9 – Окно «Результаты поиска решения»
Таблица 12 - Расчет оптимального плана формирования пассажирских поездов
При решении задачи оптимальный план формирования пассажирских поездов был получен на основе расчетов выполненных в программе Microsoft Excel 2010. Из столбца «Число поездов» таблицы 12 принимаем следующие назначения с округлением в большую сторону до целого числа:
А-Г (х2) - 16поездов;
Б-В (х7) - 7 поезд;
В-Г (х9) - 8 поездов;
Г-Д (х10) - 16 поездов.
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.
Полученный результат оборота состава пассажирского поезда следует округлить до целых суток, кратным 24 часам.
Расчетный интервал следования поездов данного назначения:
 ч.
Тогда потребное число составов пассажирских поездов, следующих назначением А-Г:
 состава.
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.
Данные расчетов привести в таблице 13.
Таблица13 - Сводная таблица потребного количества парка пассажирских вагонов
Назначение
|
СВ
|
К
|
Пл
|
О
|
ВР
|
Б
|
П
|
Итого
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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) Средняя дальность поездки пассажиров (км):
 . (1.15)
6). Средний состав пассажирского поезда в вагонах:
 (1.16)
Качественные показатели пассажирских перевозок определяются по формулам:
1). Среднее время оборота составов (ч):
 . (1.17)
Здесь  рассчитывается по формуле (1.9) для каждого назначения пассажирских поездов в оптимальном плане их формирования. Значение может быть дробным, согласно полученных расчетов по формуле (1.9).
2). Среднесуточный пробег состава пассажирского поезда (км):
 . (1.18)
3). Средняя населенность (пассаж.) состава:
 ; (1.19)
вагона:
 . (1.20)
4). Коэффициент использования вместимости составов:
 , (1.21)
где  - средневзвешенное число посадочных мест в составах пассажирских поездов, рассчитываемое по формуле:
 , (1.22)
где  - число посадочных мест в пассажирском поезде  -го назначения, определяемое по формуле (1.1).
5) Маршрутная скорость движения пассажирских поездов (км/ч):
 (1.23)
Результаты выполненных расчетов свести в таблицу 14.
Таблица 14 - Сводная таблица рассчитанных показателей пассажирских перевозок в дальнем и местном сообщении
Наименование показателя
|
Единица измерения
|
Показатель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАЧИ №2
ВВЕДЕНИЕ
Во введении кратко охарактеризовать роль железнодорожного транспорта при перевозках пассажиров в пригородном сообщении.
Организацию пригородных перевозок в своем регионе.
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.
На основании разработанных корреспонденций пассажиропотоков строят диаграмму, отражающую густоту перевозок пассажиров на каждом перегоне пригородного участка.
В контрольной работе 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 – 119 мин (1.98 ч), а в нечетном – 123мин (2,05 ч), то:
 км/ч;
 км/ч;
 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.10 приведена диаграмма густоты пассажиропотоков из которой следует, что в качестве зонных станций целесообразно иметь остановочные пункты г (спад пассажиропотока составляет 6,7 тыс.чел.) и з (спад пассажиропотока – 7,8 тыс.чел.). Таким образом, пригородный участок А-Б «разбивается» на три зоны: А-г, г-з, з-Б.
г
Б
а
б
в
д
е
ж
з
и
к
А
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2700
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1500
|
9800
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-7800
|
12500
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1200
|
14000
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2500
|
21800
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1300
|
23000
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-6700
|
25500
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1500
|
26800
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2000
|
33500
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-3000
|
35000
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37000
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40000
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
