Моделирование транспортных систем

 

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет путей сообщения

                                                                                                                       

Кафедра «УЭР»

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

по дисциплине «Моделирование транспортных систем»

 

 

 

 

 

 

 

          Проверил                                                           Выполнил

          преподаватель                                                   студент гр. Ду-410

          Пермикин В.Ю.                                                 № зач. кн. 10-Ду-616

                                                                            Фролова Н.Д.

                                                                            

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2014

 

1. Алгоритм выбора рационального варианта технической структуры станции на имитационных моделях.

Расчет критериев производится в строгой последовательности, так как значение одного критерия влияет на значение другого. В файл постоянных исходных данных записаны признаки 37 принципиальных схем, поэтому переход к другому номеру схемы станции производится после рассмотрения на каждой станции обеих систем расформирования. После расчета критериев по каждой станции их назначения вносятся в оптимизационную матрицу, которая формируется по окончании перебора всех вариантов схем станций.

Непосредственно автоматизированный выбор рациональных схем станций осуществляется при работе с оптимизационной матрицей. Задав вектор концепций  схем станции, получают рациональную для данного вектора предпочтений схему станции. Изменяя  приоритеты критериев, определяют некоторое множество схем станций и принимают какую - либо из них к проектированию. Если требуется изменить исходные данные (наиболее часто это суточный вагонопоток или число грузовых фронтов на станции при исследовании динамики роста перевозок), то необходимо вновь сформировать оптимизационную матрицу и перейти к процессу оптимизации по Парето.

Перед расчетом критериев предусмотрено определение числа передаточных поездов, прибывающих на станцию, и числа вагонов и отцепов в составах передаточных поездов, так как значения этих величин являются одинаковыми для всех схем станций.

 

На рисунке 1 представлена упрощенная блок - схема автоматизированного выбора рациональных схем грузовых станций общего пользования. 
 

 

2. Аналитические методы и программы, реализующие алгоритм.

Так как передаточные поезда между сортировочной и грузовой станциями обращаются с переменным числом вагонов в составе, то расчет размеров движения производится через длину оптимального состава. Расчет оптимального числа вагонов в составе производится с учетом минимальных расходов на локомотиво - и вагоно - часы в передаточном движении и внутримесячной неравномерности вагонопотока.

Число вагонов в составе передаточного поезда может приниматься равным значению среднего состава при проектировании новых грузовых станций.

В системе автоматизированного проектирования предусматривается расчет путевого развития сортировочных парков грузовых станций общего пользования на основе методики, разработанной профессором Сологубом Н.К.При этом, принципиально не изменяя методику, в схеме станции при расчете оптимального числа сортировочных путей учитывается взаимное расположение станционных элементов. Достигается это за счет того, что при расчете требуемого числа локомотивов учитывается разное время обслуживания грузового двора с учетом подачи и уборки групп вагонов, а при определении времени расформирования составов передаточных поездов – вид взаимного расположения приемоотправочного и сортировочного парков.

Произведенные расчеты для среднесетевых условий позволяют установить оптимальное число сортировочных путей (с принятой длиной 200 м) в зависимости от суточной вагонопереработки и числа фронтов погрузки-выгрузки.

Первая версия программного обеспечения выбора рациональных схем станций была реализована с использованием алгоритмического языка Бейсик на ЭВМ СМ-1800, следующая на IBM совместимых компьютерах.

Основная программа осуществляет расчеты критериев и оптимизационной матрицы, а также вывод на печать исходных данных, необходимых для проектирования, и результатов расчетов.

Процедуру анализа по Парето реализует самостоятельная программа, которая выдает варианты рациональных схем станции для заданного вектора концепции.

Задав вектор концепций и определив рациональную схему грузовой станции, ее параметры «штрафуют» путем увеличения на порядок их значений. После этого повторяется процесс оптимизации.

3. Анализ расчетов критериев станций.

Для исходных данных, близких к среднесетевым, и величины вагонопотока с сортировочной на грузовую станцию, были рассчитаны значения критериев для каждой станции и сформированы оптимизационные матрицы. 

При этом общее число грузовых фронтов на грузовой станции принято равным двадцати, а разложение вагонопотоков моделировалось по нормальному закону распределения.

Полученные расчетные значения числа вагонов, назначений и отцепов в составах передаточных поездов одинаковы для всех вариантов схем станций.

На основании этих расчетов строятся графики, выражающие зависимость принятых критериев от объема вагонопереработки на грузовой станции общего пользования.

4. Процедура выбора рациональных схем грузовых станций общего пользования.

Процесс выбора рациональных по Парето схем станций путем перебора достаточного числа векторов был произведен для каждой сформированной оптимизационной матрицы, соответствующей определенному вагонопотоку, поступающему на грузовую станцию.

Анализ показал, что наибольшая степень зависимости схем станций от критериев наблюдается по стоимостному показателю, сравнительному времени нахождения местного вагона на станции и сравнительному пробегу вагона, поэтому при назначении векторов концепций схем станции приоритет отдается вышеназванным критериям.

Чтобы найти точку Парето при определенном , не назначался сразу другой вектор, а процесс оптимизации повторялся уже с назначенным вектором, только параметры рациональной по Парето станции «штрафовались». Такой прием позволил выявить близкие к рациональным схемы станции и установить сферы их применения.