Determinarea rutei optime de indrumare a vagoanelor

DETERMINAREA RUTEI OPTIME DE INDRUMARE A VAGOANELOR

1 PRINCIPII SI CRITERII DE OPTIMIZARE

O retea de cale ferata constituie un graf, ca cel din fig. 3, care reprezinta in mod simplificat reteaua cailor ferate romane. In acest caz, in sensul teoriei grafurior, sectiile de circulatie sunt reprezentate prin arce, iar nodurile feroviare prin noduri . In fig. 3, un vagon incarcat in Bucuresti si destinat statiei Craiova poate fi indrumat pe ruta Titu-Piatra Olt sau pe ruta Rosiori-Caracal. Aceste doua, rute sunt selectate din multimea drumurilor posibile pentru care statia Bucuresti constituie nodul de origine iar Craiova - nodul final. Acest aspect devine mai vizibil, daca se pune problema indrumarii unui vagon de la Medgidia la Satu Mare. Este interesant de aratat ca problema devine foarte complicata atunci cand se ia in consideratie o intreaga retea de cale ferata, cu fiecare statie deschisa traficului de marfuri si cand oricare dintre acestea poate expedia un transport, respectiv un vagon catre oricare dintre celelalte statii, alcatuindu-se astfel un numar foarte mare de relatii de transport, cu un numar ceva mai redus de rute de indrumare. Astfel, pentru o retea cu 1 500 statii sunt posibile 1 500 xl 409 = 2 248 500 relatii de transport.

Fig. 3

Indrumarea vagoanelor se poate face prin stabilirea unui criteriu care sa permita compararea rutelor intre ele rezultand ruta unica, optima din punctul de vedere considerat. Determinarea rutei optime din punct de vedere economic a avut in decursul timpului o evolutie care a inceput cu utilizarea drept criteriu unic a distantei (cea mai scurta dintre doua puncte), criteriu ramas si in prezent valabil la toate administratiile de cale ferata pentru taxarea transpor­turilor. Aceasta modalitate poate constitui un cniteriu, fara ca acesta sa fie complet edificator. Astfel, pentru indrumarea unui vagon de la Bucuresti la Arad prin Predea1-Brasov-Sibiu-Simeria, conditiile de transport (de exemplu, in acest caz trebuie 1uata in consideratie declivitatea de la Predeal pentru care costul este mare datorita multiplei tractiuni sau tonajului redus) sunt diferite fata de indrumarea aceluiasi vagon pe ruta Rosiori-Craiova-Caransebes-Timisoara, chiar daca distantele pe cele doua rute ar fi absolut egale. Din aceste consi­derente, problema criteriului a evoluat in sensul adaptarii drept criteriu unic costul transportului.

2 DETERMINAREA RUTEI OPTIME DE INDRUMARE PRIN

VIRTUALIZAREA DISTANTELOR REALE

Observandu-se caracterul poligonal al retelei CFR, a fost elaborata o metoda de calcul a rutelor optime de indrumare a vagoanelor bazata pe virtualizarea distantei reale, utilizand poli­goane de calcul. S-a constatat ca in cadrul oricarui poligon, cum este si poligonul ABCD din fig. 4, pentru fiecare statie a poligonului (a1,. . ., a5, b1,, b5 etc.), rotind, de exemplu, axa a1c1 pana la pozitia a5c5, exista in partea opusa a acestuia un echipunct, adica un punct, de regula situat intre doua statii, in care distantele pe cele doua sensuri posibile de parcurs sunt egale. De exemplu, numai din punct de vedere al distantei, considerind o axa a1c1, echipunctul statiei este c1 si inyers; deci transporturile din a1 pentru b5 vor fi indrumate prin B iar pentru c2 prin A - D. Echipunctul stabileste ruta de la oricare statie care include rutele punctului la toate staltiile poligonului. Tinand seama de costul indrumarii transporturilor, echipunctul corespunzator unei statii este dat de calculul economicitatii celor doua rute. Numarul mare de statii, care puteau da milioane de rute corespunzatoare relatiilor de transport, au fost concentrate in 130 de grupuri de statii reducindu-se numarul relatiilor de transport la 130 x

Fig. 4

129 = 16 770 numai intre grupurile de statii care alcatuiesc rozete sau, mai rar, segmente de retea. Grupurile din fig. 4 sunt grupuri in forma de rozeta.

Calculele privind determinarea costului rutei de indrumare au in vedere lungimea reala L a rutei, corectata pana la obtinerea lungimi virtuale L a rutei:

L= K. L= L,

in care K este coeficientul de virtualizare a rutei; c este costul unei tone nete km specific unei portiuni a retelei, iar este costul unei tone nete km in medie pe retea.

Tehnica de calcul pentru un poligon este urmatoarea:

a) Se ca1cu1eaza costul unei tone nete km specific unei sectii de circulatie, adica a unei laturi a poligonului care se determina cu relatia :

in care : este costul partial aferent cheltuielilor variabile, in lei/tone nete km, corespunzator unei sectii sau tronson;

- costul specific mediu pe tren km aferent unor cheltuieli variabile, privind activitatea de miscare, tractiune si intretinere a caii (inclusiv reparatiile de locomotive) in lei/tren km;

- costul specific mediu pe osie km aferent unor cheltuieli variabile privind serviciile de pregatire si intretinere ale vagoanelor (inclusiv reparatiile), in lei/osie km;

incarcatura dinamica pe osie, in tone nete/osie;

- tara medie a vagonului, in tone/osie;

z - coeficientul de parcurs gol al vagoanelor;

Q - tonajul brut pe tren in cazul simplei tractiuni;

n - numarul locomotivelor care remorca trenul;

consumul specific de combustibil, in kg combustibil conventional/suta tone brute km.

Costul total al unei rute formate din mai multe sectii sau laturi de poligoane se determina cu relatia

1

in care: este costul mediu ponderat, aferent cheltuielilor pentru intreaga ruta (alcatuita din n sectii);

costul aferent cheltuielilor variabile corespunzatoare unei sectii sau tronson al rutei;

tonajul brut pe tren corespunzator sectiei;

lungimea sectiilor care formeaza ruta;

f(d) =

Coeficientii acestei functii au fost stabiliti astfel, incat la distanta d = 0 costul specific pe tona transportata sa fie egal cu cheltuielile de pregatire a transportului, iar la distanta medie de transport a retelei costul sa fie egal cu costul mediu al intregii retele.

Rezultatele obtinute au fost comparate cu rezultatele unui calcul efectuat cu relatia

C= (2)

in care: C este costul total al rutei in lei/tona bruta;

- costul pentru remorearea unui tren cu o locomotiva in lei/tona bruta

- costul pentru remorcarea cu locomotive suplimentare in sistem de multipla tractiune in lei/tona bruta

- costul circulatiei locomotivelor izolate in lei/tona bruta

costul datorat duratei de parcurs a rutei in lei/tona bruta;

unde si   reprezinta costurile unitare pentru remorcarea trenurilor

si - costurile unitare pentru remorcarea trenurilor cu multipla tractiune;

D - distanta reala a rutei;

- distanta virtuala a rutei;

- distanta reala parcursa de locomotivele suplimentare in sistem de multipla tractiune ;

distanta reala parcursa de locomotivele suplimentare in mod izolat;

distanta virtuala parcursa de locomotivele suplimentare in mod izolat;

T - durata de parcurs in ore;

N -    numarul de osii admis pe tren;

Q - tonajul trenului in tone.

Costurile partiale si se ca1culeaza cu relatiile :

in care:

- este costul in lei/locomotiva km;

- costul in lei/kg combustibil conventional;

- costul in lei/tren km;

- costul in lei/tona bruta km;

- costul in lei/osie ora;

m- kg combustibil conventional/tona virtuala;

G- greutatea totala a locomotivei in tone;

d- rezistenta virtuala a liniei;

- rezistenta locomotivei in kgf.

De mentionat ca relatia (1) este recomandabila pentru portiuni de poligoane cu importanta secundara, unde conditiile de exploatare au o constana mare in timp.

Relatia (2) este recomandabila in special pentru poligoanole care cuprind portiuni ale retelei din care fac parte linii magistrale pentru care, datorita evolutiei continue a conditiilor de exploatare, se impune utilizarea unor date cu o stabilitate statistica mai mare.

b) Se calculeaza coeficientii virtuali.

c) Se calculeaza (distantele virtuale intre statii1e intermediare ale sectiilor si intregului poligon.

d) Se calculeaza echidistantele si echipunctele pentru fiecare statie a poligonului.

In acest fel, se poate cunoaste ruta in cadrul fiecarui poligon de la o statie la oricare alta si deci in fiecare poligon al retelei. Veci­natatea poligoanelor da posibilitatea ca trecerea unui vagon dintr-un poligon A in altul B sa se faca pe baza unei concluzii simple: statia de iesire din poligonul A, respeetiv de intrare in poligonul B, se com­porta ca o statie intermediara a poligonului B pe care trebuie sa-l parcurga in raport cu echipamentul ei, total sau partial, iar statia de iesire din poligonul B este statia de intrare in poligonul urmator. In acest fel se poate contura orice ruta optima, dintre doua puncte ale retelei de cale ferata. De mentionat ca metoda nu tine seama de stationarea vagoanelor in tranzit cu sau fara prelucrare care se pro­duce datorita planului de formare si nici de capacitatile de circulatie sau prelucrare ale statiilor si sectiilor.

DETERMINAREA RUTEI OPTIME DE INDRUMARE A VAGOANELOR PRIN VIRTUALIZAREA IN RAPORT CU TIMPUL A DISTANTELOR REALE

In afara costului se poate utiliza drept criteriu distanta reala virtualizata in raport cu durata de parcurs a vagonului, inclusiv stationarea pentru prelucrare. In acest caz este necesara fundamen­tarea economica a unei functii f (t) in care cheltuielile de indrumare cresc intr-o anumita proportie cu timpul. Durata de parcurs se im­parte in acest caz la durata efectiva de parcurs si durata de statio­nare in statii, adica in tranzit cu sau fara prelucrare. Durata efectiva de parcurs este data de duratele medii de parcurs ale sectiilor de catre trenurile de marfa, cel mai adesea aceleasi cu laturile poli­goanelor, obtinuta din graficele de circulatie sau din realizari statis­tice. Durata de stationare in tranzit cu si fara prelucrare se poate obtine din realizari statistice.

Adaugand la distanta reala durata de parcurs se obtine o dis­tanta virtuala care, in cazul in care doua rute au distantele reale egale, pot fi departajate de conditiile reale de circulatie exprimate prin durata de parcurs si numarul de prelucrari ale vagonului.

Metoda nu tine seama de capacitatile de circulatie si prelucrare ale statiilor si sectiilor.