Методика расчета приведенных годовых затрат

Епр= Э + К*Ен. (2.1)

Расчет эксплуатационных расходов по всей станции

Э = Енп + Ен пп + Ен рф +Енак + Ен ф + Е н по +

+ Ебр пп + Ебр по + Егл +Е мл + Е пл + Е доп пер +

+ Есод г + Есод пп + Есод сп + Е сод по + Есод вф + Е прочие. (2.2)

1) Затраты, связанные с задержкой поезда по неприему:

Енп = 365*Nрф* tнп /60*е п-ч + 365 * Nрф *Рнп * е ост, (2.3)

где Nрф – число поездов, прибывающих в расформирование за сутки;

е п-ч – стоимость простоя поезда по неприему в течении часа,

е п-ч =1003 руб.;

е ост - стоимость остановки поезда, е ост= 160 руб.;

Рнп - вероятность задержки поезда по неприему;

tнп - среднее время задержки каждого поезда по неприему, мин.

2) Затраты, связанные с простоем вагонов в парке приема:

Ен пп = 365 * Nрф * m рф * tн пп /60* е в-ч, (2.4)

где m рф – число вагонов в разборке;

tн пп – простой вагона в парке приема, мин;

ев-ч – стоимость простоя вагона в течении часа, ев-ч = 8 руб.

t н пп = t^пп ож осм + tосм пп+ tож рф, (2.5)

где t^пп ож осм – простой состава в ожидании технического осмотра;

tосм пп – время технического осмотра одного состава;

tож рф - простой состава в ожидании расформирования.

Если задача решается на уровне отдельного элемента станции (например бригады ПТО в парке приема), то при определении затрат используются только те формулы, которые соответствуют рассматриваемому элементу станции.

Для бригад ПТО:

Ен пто = 365 * Nрф * m рф * (t осм пп+t^пп ож осм) * е в-ч, (2.6)

Для горки:

Еож рф = 365 * Nрф * m рф * tож рф * е в-ч, (2.7)

3) Затраты, связанные с простоем вагонов в процессе расформирования:

Ен рф = 365* (tнад + tросп)/60 * Nрф * m рф *ев-ч, (2.8)

где tнад, tросп – время надвига и роспуска состава, мин.

4) Затраты, связанные с простоем вагонов в системе формирования:

Ен ф = 365 * Nф *m ф * tн ф/60 * е в-ч, (2.9)

где Nф – число составов своего формирования;

m ф – число вагонов в составе своего формирования;

tн ф – простой вагонов в системе формирования, мин.

tн ф = tож ф + tф + tож выст + tвыст, (2.10)

где tож ф, tож выст – время ожидания формирования состава и выставки состава в парк отправления соответственно.

Если задача решается на уровне отдельного элемента станции, например маневровых локомотивов (вытяжек формирования), то следует определять только затраты, связанные с простоем вагонов в ожидании прицепки маневрового локомотива (в ожидании свободности вытяжек формирования):

Ен мл = 365 * Nф *m ф * tож мл /60* е в-ч, (2.11)

или

Ен вф = 365 * Nф *m ф * tож вф/60 * е в-ч, (2.12)

где tож мл, tож вф – время ожидания составом маневрового локомотива и свободности вытяжного пути соответственно, мин.

5) Затраты, связанные с простоем вагонов в парке отправления:

Ен по = 365 * (Nф + Nтр)* m * tн по/60 *е в-ч, (2.13)

где tн по – простой вагонов в парке отправления, мин;

m – среднее число вагонов в составе своего формирования и транзитном поезде.

tн по = t^поож осм + tосм пп+ tож пл + tприц пл + tож отпр, (2.14)

где t^поож осм, tож пл, tож отпр - время ожидания начала технического осмотра, прицепки поездного локомотива и отправления, мин.

Если задача решается на уровне элемента, бригады ПТО в парке отправления, то следует определять только затраты, связанные с простоем вагонов в процессе осмотра и в ожидании осмотра:

Ен пто = 365 * (Nф + Nтр)* m * (tосм по+t^по ож осм)/60 *ев-ч, (2.15)

Если задача решается на уровне элемента - выходных участков, то следует определять только затраты, связанные с простоем вагонов в ожидании отправления:

Ен отпр = 365 * (Nф + Nтр)* m * tож отпр/60 *ев-ч, (2.16)

5) Затраты, связанные с оплатой труда бригад ПТО в парках приема и отправления:

Ебр пп(по) = 12*4.5* Nбр пп(по) *Nгр пп(по) * е мес гр пп(по), (2.17)

где 4.5 - учитывает число смен и резерв работников по причине болезней и отпусков;

е мес гр пп(по) – месячная заработная плата одной группы вагонников (емес гр пп = 21000 руб., е мес гр по=28000 руб.);

Nбр пп(по) – число бригад ПТО, осматривающих составы в парке приема (отправления);

Nгр пп(по) – число групп в бригаде.

7) Затраты, связанные с использованием горочных локомотивов и локомотивов, работающих в хвосте сортировочного парка:

Егл(мл) = 365 * 24* Nгл * е л-ч мл, (2.18)

где е л-ч мл - стоимость одного часа использования МЛ, е л-ч мл = 504 руб.

8) Годовые затраты, связанные с содержанием дополнительно укладываемых путей в парках приема, отправления и сортировочном:

Есод пп(по, сп) = DNпп(по, сп) * е сод пп(по, сп), (2.19)

где D Nпп(по, сп) – количество дополнительно укладываемых путей;

есод пп(по, сп) – годовая стоимость содержания пути в парках приема, отправления и сортировочном, (е сод пп = 80 000 руб; е сод по = 85 000 руб;

е сод сп = 85 000 руб.)

9) Годовые затраты, связанные с содержанием дополнительно укладываемых вытяжек формирования:

Е сод вф = Nвф * е сод вф, (2.20)

где е сод вф = 50 000 руб.

10) Годовые затраты на содержание горки:

Есод г- задаются в зависимости от типа горки (автоматизированная, механизированная, немеханизированная),

Есод г авт.= 200000 руб.

Есод г мех.= 150000 руб.

Есод.г.немех.= 100000 руб.

Расчет капитальных затрат на сооружение станционных путей:

К пп(сп, по, вф) = Δ Nпп(сп, по, вф) * е пп(сп, по, вф), (2.21)

где е пп(сп, по, вф)– стоимость укладки пути, (е пп = 1500 000 руб., е по = 1800 000 руб., е сп = 2000 000 руб., е вф = 2500 000 руб).

Для расчета перечисленных составляющих затрат необходимо знать простой вагонов в ожидании выполнения станционных операций и по неприему (tнп, tож осм пп, tож осм по, tож рф, tож вф, tож мл, tож пл, tож отпр). Перечисленные ожидания определяются путем построения математической модели работы сортировочной станции(либо отдельной ее подсистемы или элемента).

Математическая модель – есть группа формул, позволяющая определять межоперационные простои вагонов на станции (в отдельной ее подсистеме или около отдельного ее элемента).

3. Основные положения теории массового обслуживания

В данном разделе приводятся формулы, позволяющие определять межоперационные простои вагонов на станции /1, 5/. Формулы получены на основе математического аппарата теории массового обслуживания.

Теория массового обслуживания рассматривает системы, которые работают по принципу – «пришла заявка, обслужилась и покинула систему». Такие системы называются кратко СМО. Структура СМО представлена на рис.1.

Входящий СМО Выходящий

поток поток требований

требований Yсмо

tобсл смо

N, l вх, Vвх Vобсл смо lвых=lвх, Vвых ¹ Vвх

n

tож

Рис.1. Структура СМО

Элементами СМО являются:

1) Входящий поток требований на обслуживание, например, поток поездов. Он характеризуется двумя параметрами:

- интенсивностью поступления требований на обслуживание (lвх);

- коэффициентом вариации интервалов между моментами поступления требований на обслуживание (Vвх).

Интенсивность есть число требований, которое поступает на обслуживание в течение часа. Для транспортных систем:

треб./ч. (3.1)

где N - число требований, поступающих на СМО за сутки.

Требования на обслуживание могут поступать через равные и неравные промежутки времени, т.е. процесс поступления требований является неравномерным (случайным). Коэффициент вариации показывает степень неравномер­ности интервалов поступления требований на обслуживание. Чем выше коэффициент вариации, тем выше степень неравномерности случайной величины. Если V=0, то интервалы поступления требований на обслуживание не являются случайными.

Входящий поток может получаться путем слияния двух и более потоков. Тогда коэффициент вариации входящего потока определяется по формуле:

(3.2)

где - количество требований, поступающих на обслуживание в первом и во втором потоках;

- коэффициенты вариации интервалов поступле­ния требований в первом и во втором потоках.

2) Выходящий поток требований после обслуживания.

Он характеризуется двумя параметрами:

- интенсивностью выходящего потока (lвых). В транспортных системах интенсивность выходящего потока требований равна интенсивности входящего потока, поскольку транспортные системы работают без потерь;

- коэффициентом вариации интервалов между моментами выхода требований из СМО (Vвых). Он изменяется по сравнению с коэффициентом вариации входящего потока.

, (3.3)

3) Очередь, которая образуется в связи с ожиданием заявками начала обслуживания, например, очередь составов, ожи­дающих начала технического осмотра.

4) Обслуживающее устройство. Обслуживающими устройствами на сортировочной станции являются, например, бригады ПТО, горка, вытяжки формирования, маневровые локомотивы, поездные локомотивы, выходные участки.

Параметры обслуживающего устройства:

- продолжительность обслуживания (tобсл.);

- коэффициен вариации продолжительности обслуживания (Vобсл.), определяющий степень неравномерности времени обслуживания;

- коэффициен загрузки (y_СМО), который показывает, какую часть времени от суточного бюджета СМО обслуживает требования. В общем виде загрузка определяется по следующей формуле:

(3.4)

где - выражено в мин;

n - число аппаратов обслуживания.

Загрузка СМО не должна превышать 1, в противном случае не все требования будут обслужены за сутки. При n=1 СМО называется одноканальной, при n> 1 - многоканальной.

Примером одноканальной СМО на станции являются -бригада ПТО в парке приема, если она одна, горка при последовательном роспуске составов, вытяжки формирования (каждая из вытяжка есть одноканальная СМО, поскольку за ней закреплены определенные пути сортировочного парка), система обеспечения составов поездными локомотивами, выходные участки (каждый выходной участок – есть одноканальная СМО, поскольку подготовленные к отправлению поезда следуют только на свой выходной участок).

Примерами многоканальной СМО являются - бригады ПТО, если их несколько, маневровые локомотивы, работающие в хвосте сортировочного парка, если их несколько.

Рассмотрим, как определяется загрузка отдельных станционных элементов.

Загрузка бригад ПТО, осматривающих составы в парках приема и отправления сортировочной станции:

(3.5)

(3.6)

где - число разборок, прибывающих на станцию за сутки;

-число вагонов в разборочном поезде;

t- среднее время осмотра одного вагона в парке приема (t=1.5 мин.);

- число групп в бригаде ПТО, осматривающей составы поездов в парке приема.

(3.7)

(3.8)

где - среднее число вагонов в составе своего формирования и транзитном поезде.

t -среднее время осмотра, ремонта одного вагона в парке отправления (t=2.5 мин.);

- число групп в бригаде ПТО, осматривающей составы поездов в парке отправления.

Загрузка горки:

(3.9)

где - горочный технологический интервал, мин.;

время занятия горки постоянными операциями (содержание горочных устройств, требующих прекращение роспуска, роспуск групп вагонов с путей ремонта, роспуск местных вагонов, убранных с грузовых фронтов и др.). В контрольной работе можно принять =120 мин.

Загрузка маневровых локомотивов, работающих в хвосте сортировочного парка:

(3.10)

где число составов своего формирования;

- число маневровых локомотивов, работающих в хвосте сортировочного парка;

время занятия маневрового локомотива формированием состава, выставкой его из сортировочного парка в парк отправления и возвращением в сортировочный парк после выставки:

, (3.11)

суммарное за сутки время занятия маневрового локомотива прочими операциями, не связанными с формированием и выставкой состава (занятие подачей/уборкой вагонов на пункты местной работы, выполнением маневров по отцепке/прицепке вагонов в парке отправления и др.).В контрольной работе можно принять =200 мин.

Загрузка вытяжек формирования:

(3.12)

где число вытяжек формирования;

время занятия вытяжек формирования формированием состава, выставкой его из сортировочного парка в парк отправления и возвращением маневрового локомотива в сортировочный парк после выставки:

, (3.13)

Загрузка выходных участков:

(3.14)

где число ниток в графике отправления.

4. Законы распределения интервалов ПОСТУПЛЕНИЯ Потока ЗАЯВОК на обслуживание и Времени обслуживания

Как уже отмечалось, процесс поступления требований на обслуживание является случайным, аналогично случайным является процесс обслуживания заявок. Случайность не означает, что в них отсутствует какая-либо закономерность. Например, некоторые интервалы прибытия поездов в общем потоке встречаются чаще других, т.е. для этих процессов характерны определенные вероятностные закономерности, называемые законом распределения. Закон распределения - это всякое соотношение, устанавливающее связь между возможными значениями случайной величины и соответствующими вероятностями.

На сортировочных станциях случайные величины чаще всего распределяются по законам:

- нормальному (как правило, продолжительности выполнения станционных операций);

- эрланговскому (как правило, интервалы между поступлениями требований на обслуживание, а также продолжительности некоторых станционных операций);

- показательному (интервалы между поступлением требований на обслуживание).

Характеристиками закона распределения являются:

- среднее значение случайной величины, вокруг которой группируются все возможные ее значения M;

- среднеквадратической отклонение, которое характеризует рассеивание случайной величины относительно ее среднего значения (δ);

- коэффициент вариации, характеризующий степень неравномерности случайной величины (V):

, (4.1)

Исследования, выполненные рядом ученых /1/, позволили установить средние значения коэффициентов вариации:

1) для интервалов между моментами прибытия разборочных поездов на станцию Vвх=0.7-1;

2) для продолжительности технического осмотра составов в парке приема

Vосм пп=0.2-0.3;

3) для продолжительности технического осмотра составов в парке отправления

Vосм по=0.3-0.4;

4) для продолжительности роспуска состава (и для горочного интервала) Vг=0.35 - 0.4;

5) для интервалов между моментами завершения технического осмотра составов в парке приема Vвх г=0.6-0.8;

6) для продолжительности формирования составов Vф=0.4 – 0.45

(Vзан мл=Vф; Vзан вф=Vф);

7) для интервалов между моментами окончания накопления составов в сортировочном парке Vвых сп=0.7-1;

8) для интервалов между моментами появления составов своего формирования и транзитных поездов в парке отправления Vвх по=0.7-1;

9) для интервалов между моментами готовности поездов к отправлению на участок Vуч=0.7-0.1;

10) для интервалов между нитками в графике отправления поездов Vобсл уч=0.5÷ 0.7.

Перечисленные значения коэффициентов вариации следует использовать при выполнении контрольной работы.