УК УК

В С В
150
300
450
600

Рис. 2.2. Ремонтная схема с равномерной расстановкой

промежуточных ремонтов

УК УК

В С В
200
350
475
600

Рис. 2.3. Ремонтная схема с учетом старения пути

По принятой ремонтной схеме и известной величине грузонапряженности определяются плановые сроки проведения ремонтных работ. Принятые нормы корректируются с учетом дополнительных местных условий эксплуатации и в случае, если изменяется по годам срока службы пути величина грузонапряженности.

При выполнении курсового проекта студентами разрабатываются ремонтные схемы, определяются сроки проведения и объемы работ. Если в результате расчета объемы работ по годам планового периода распределяются не равномерно, то их следует откорректировать. При назначении ремонта следует помнить, что суммарный тоннаж рассчитывается на 31 декабря каждого года, а работы носят сезонный характер. Поэтому допускается сдвижка срока на три месяца в большую или меньшую сторону. Расчет выполняется по форме прил. 2 табл. 4.

После определения потребного объема работ выполняется расчет необходимого количества производственных баз ПМС. К сожалению, в рамках курсового проекта при недостатке исходных данных этот вопрос решить сложно, т. к. объемы ремонтов по годам могут распределиться неравномерно. Поэтому задача решается по следующей условной схеме:

1) предполагается, что на рассматриваемом полигоне ремонтные работы должны быть выполнены за 10 лет в полном объеме;

2) определяется количество ПМС при условии их равномерной годовой загрузки в объеме 60–80 км;

3) в зависимости от конфигурации полигона намечаются места расположения производственных баз ПМС;

4) выполняется закрепление участков ремонта за исполнителями. Решается распределительная (транспортная) задача;

5) составляется ведомость годовой загрузки ПМС по участкам. Очередность проведения ремонтов по участкам выполняется с учетом грузонапряженности и результатов, полученных в табл. 4 прил. 2.

2.3. Планирование ремонтов пути по фактическому состоянию
Порядок назначения участков ремонтно-путевых работ и планово-предупредительной выправки:

а) по таблице 2 прил. 2 определяются участки пути, имеющие превышения на начало года ремонта нормативной наработки тоннажа или срока службы в годах;

б) на этих участках анализируется фактическое состояние пути по критериям, изложенным в таблицах 5–10;

в) выбираются участки со значением основного критерия не менее 80 % от нормируемого;

г) из выбранных участков оцениваются дополнительные критерии с определением произведения их долей от нормируемых значений;

(Например, на участке 1 класса наработка тоннажа составляет 110 % (1,1), количество дефектных рельсов – 4,4 шт/км (1,1 от нормативного), дефектных шпал – 14 % (0,93), скреплений –16 % (1,07), шпал с выплесками – 3 % (0,75). Среднее арифметическое составит 0,99.

д) в рамках нормативных объемов ремонтно-путевых работ, определенных при перспективном планировании, набираются участки пути в наибольшей степени отвечающие требованиям подпунктов а) – г) настоящего пункта. При этом среднее арифметическое долей дополнительных критериев от нормируемых не должно быть ниже, как правило, 0,8.

Процент негодных элементов скреплений определяется выборочным порядком путем детального обследования на каждом километре скреплений на двух 25-метровых звеньях (на бесстыковом пути - на двух отрезках пути длиной по 25 м), произвольно выбранных в начале и середине плети (вне уравнительных рельсов)

Если приведенные в таблице дополнительные критерии по количеству дефектных и негодных шпал и скреплений, выплесков окажутся меньше табличных на 1/3 и более, то вместо усиленного капитального ремонта пути может быть назначена сплошная смена рельсов, сопровождаемая сопутствующими работами в объеме подъемочного или среднего ремонта.

Участки пути, ограничение скорости на которых введено в приказ начальника дороги, имеют приоритеты на уровне основного критерия.

2.4. Подготовка проектной документации на ремонты пути
Проекты ремонтно-путевых работ разрабатываются для усиленного капитального, капитального, усиленного среднего ремонтов пути проектно-изыскательскими организациями (подрядчиком), имеющими лицензию на выполнение указанных работ. Для других видов ремонтов пути и планово-предупредительной выправки проектно-сметную документацию может составлять исполнитель ремонтных работ или другие предприятия, в т. ч. дистанция пути с утверждением в службе пути. Рабочие проекты ремонтно-путевых работ разрабатываются в соответствии с нормативно-техническими требованиями к ремонтам для заданного класса пути исполнителем ремонтных работ или по его заказу проектной организацией.

Основанием для выполнения работ является договор на составление проектно-сметной документации, заказчиком в котором является Управление дороги. Составной частью договора является задание на проектирование, которое разрабатывается службой пути совместно с подрядчиком проектных работ.

Сроки выдачи задания на проектирование:

– на разработку проектов ремонтно-путевых работ – не позднее апреля (исходные данные для составления сметно-финансового расчета - не позднее сентября) года, предшествующего году выполнения ремонтных работ;

– на разработку проектов ремонтно-путевых работ на участках, где требуется разработка раздела по организации движения поездов на время производства путевых работ – за 1,5 года до начала путевых работ;

– на разработку проектов ремонтно-путевых работ на участках, где требуется разработка разделов по усилению основания пути для повышения скоростей движения пассажирских и (или) грузовых поездов, индивидуальному проектированию противодеформационных сооружений земляного полотна и переустройству искусственных сооружений – за

2 года до начала путевых работ.

При внесении изменений в планы производства путевых работ, задание на проектирование может быть выдано на участки без деформирующегося земляного полотна не позднее трех месяцев до начала ремонта.

Задание на проектирование должно быть утверждено заместителем начальника дороги по пути (начальником службы пути).

При разработке рабочих проектов ремонтно-путевых работ подрядчик проектных работ выполняет:

– предпроектные работы – натурное обследование участка проектирования, обследование земляного полотна и искусственных сооружений, участвует в составлении задания на проектирование и договора;

– инженерные изыскания;

– проектирование ремонтно-путевых работ производится с использованием данных ВПС ЦНИИ-4 в виде выходных форм ФП и ФПР, в соответствии с Техническим руководством по использованию результатов измерений путеобследовательских станций ЦНИИ-4 в качестве предпроектной документации по ремонту железнодорожного пути и оценки соответствия отремонтированного пути проекту (ЦПТ-55/28).

– авторский надзор за производством ремонтно-путевых работ (по отдельному заданию и договору).

Заказчик проектных работ:

– представляет подрядчику технические условия и исходные данные, в том числе данные проходов ВПС ЦНИИ-4;

– обеспечивает до начала изыскательских работ установку реперов;

– выполняет сравнение стоимости, расхода материалов и трудоемкости выполнения принятых решений со среднесетевыми нормами;

– согласовывает проект (с участием проектной организации);

– производит приемку, экспертизу и утверждение рабочих проектов в установленном на железной дороге порядке.

Утверждаемыми документами рабочего проекта ремонта пути являются:

– сводная калькуляция сметной стоимости ремонтных путевых работ;

– утрированный продольный профиль.

Утвержденные рабочие проекты передаются заказчику в 4 экземплярах в срок, предусмотренный договором, не позднее трех месяцев до начала ремонта; на участках с деформирующимся земляным полотном - за один год до начала ремонта.

3. МОДЕЛЬ ПЛАНИРОВАНИЯ РЕМОНТОВ ПУТИ¹
В настоящее время планирование ремонтов пу­ти регламентировано в Технических условиях (ТУ) на работы по ремонту и планово-предупредитель­ной выправке пути [1]. В ТУ установлены виды ремонтно-путевых работ и нормативная периодич­ность их выполнения для среднесетевых условий, по которым определяется ежегодная общая потреб­ность в путевых работах. Конкретные сроки и мес­та проведения путевых работ в рамках норматив­ных объемов устанавливаются по фактическому состоянию пути. Для каждого вида ремонтных ра­бот предложен определенный состав показателей состояния пути и их пороговых значений, на осно­вании которых принимается решение о назначе­нии ремонтов. Однако в ТУ не разделены две принципиально разные задачи, решаемые при управлении техническим состоянием железнодорожного пути: определение потребности в ремонтах; назначение ремонтов пути. По существу, в ТУ представлены методы определения потребности в ремонтах пути, хотя они и называются «критериями назначения ремонтов».

Задача планирования ремонтов пути. Назначение ремонтов пути представляет собой процесс принятия решения на основе информации о состоянии объекта (железнодорожного пути) и имеющихся финансовых, материальных и людских ресурсах.

Таким образом, планирование ремонтов можно отождествлять с процессом принятия решений по управлению техническим состоянием железнодо­рожного пути, который включает следующие основ­ные этапы:

1. 
   прием, селекция, хранение, расчет и представ­ление информации о фактическом состоянии пути;
   
2. 
   комплексная оценка состояния пути, предназ­наченная для определения потребности в ремонтно-путевых работах;
   
3. 
   назначение ремонтов пути (принятие ре­шения).
   

Определение потребности в ремонтах пути, т. е. выдача рекомендаций по виду, срокам и границам участков проведения работ, производится обработ­кой совокупности показателей с целью комплексной оценки текущего и прогнозируемого состояния пути. Поэтому качество получаемых решений в пер­вую очередь зависит от состава используемых пока­зателей состояния пути, их достоверности и методов обработки. Задача назначения ремонтов решается на основании данных о потребности проведения опре­деленного вида ремонтно-путевых работ и информа­ции об имеющихся материальных, технических и людских ресурсах.

В целом задача планирования ремонтов относится к классу сложных многокритериальных задач принятия решений, которые могут быть решены только приближенными, эвристическими методами и алгоритмами.

Принцип управления и состав показателей состоя­ния пути. Состав показателей, на основании которо­го производится оценка состояния пути и его соответствия условиям эксплуатации, определяет принцип управления: по ресурсу, по уровню надежности или по состоянию.

При управлении по ресурсу характеристикой предотказного состояния элементов пути – рельсов, шпал, скреплений и т. п. – является величина про­пущенного тоннажа, в зависимости от которой установлены нормативы межремонтных сроков на осно­ве анализа многолетнего опыта эксплуатации. Управление по уровню надежности предусматривает, что элементы пути должны эксплуатироваться до тех пор, пока интенсивность (частота) отказов не пре­высит установленный уровень. Параметрами управ­ления служат интенсивность отказов элементов пу­ти. При управлении по состоянию элементы пути и путь в целом должны эксплуатироваться до тех пор, пока соответствующие параметры (показатели со­стояния) находятся в пределах установленных до­пусков.

На практике при эксплуатации сложных техниче­ских объектов, к которым относится и железнодо­рожный путь, применяется смешанный принцип управления, когда оценка фактического состояния определяется по всей совокупности ресурсных пока­зателей и показателей со­стояния элементов пути.

Для решения задачу планирования следует де­композировать на три взаимосвязанные подзадачи:

– определение потребности в ремонте на основа­нии нескольких показателей фактического состоя­ния пути;

– определение максимально возможной длины от­резков пути, требующих проведения ремонта данно­го вида на основании имеющихся ресурсов;

– назначение отрезков пути по видам ремонтов с указанием приоритета выполнения работ.

Задача определения потребности в ремонтах пути. Предлагаемая формализованная методика планиро­вания ремонтов пути основывается на вычислении с использованием метода парных сравнений [14] для
каждого отрезка пути (километра) относительных индексов качества. Индексы качества характеризуют состояние элементов пути: рельсов, шпал, скреплений, балласта, геометрии рельсовой колеи и косвенного состояния пути, определяемого по ресурсным показателям: пропущенному тоннажу и времени укладки элементов в путь. Частные индексы сводятся в комплексные индексы качества суммированием с заданными весовыми коэффициентами. По комплексным индексам определяются участки пути, требующие проведения ремонта данного вида и приоритет (очередность) его выполнения.

Постановка задачи и методика решения.

В пределах дороги (или направления) задана совокупность из отрезков пути (километров). Фактическое состояние каждого элемента пути характеризуется набором из показателей . Для каждого показателя состояния в зависимости от класса, группы и категории пути регламентированы пороговые значения и установлен коэффициент важности.

Отрезки пути попарно сравниваются друг с дру­гом последовательно по всем показателям состояния. При сравнении для отрезка определяется коэффици­ент предпочтения :

(3.1)
где и – значение -го показателя состояния соответственно -го и -го отрезка пути; – коэффициент безразличия сравнения двух отрезков пути по -му показателю состояния.

Для -го показателя вычисляется индекс качества по каждому

-му отрезку пути как сумма коэффициентов предпочтения :
. (3.2)
Для каждого -го отрезка пути вычисляется ком­плексный индекс качества как взвешенная (с уче­том коэффициентов важности) сумма индексов ка­чества:
. (3.3)
Таким образом, формируются множества отрез­ков пути, требующих:

– ремонта согласно ресурсным показателям ;

– ремонта рельсов ;

– ремонта шпал ;

– ремонта скреплений .

– оздоровления балластной призмы ;

• 
  исправления геометрии рельсовой колеи .
  

Каждое множество включает только те отрезки, для которых комплексный индекс качества не равен нулю.

При определении потребности в ремонтах показатели состояния и их пороговые значения, с одной стороны, должны удовлетворять требуемым услови­ям эксплуатации элементов пути, с другой – соответствовать существующей системе ремонтов пути. В частности, действующие ТУ на ремонты и плано­во-предупредительную выправку пути в зависимости от вида ремонта для ряда показателей состояния элементов пути – шпал, скреплений, балласта – регла­ментируют несколько пороговых значений. Кроме того, состояние балласта для усиленного среднего ремонта, среднего и подъемочного ремонта пути определяется по различному составу показателей. Поэтому множества и разбиваются на несколько множеств, которые формируются в зависимости от вида ремонта пути.

Например, для усиленного среднего ремонта пути общее состояние балластной призмы определяется по ширине обочины, наличию пучин, загрязненности щебня и количества шпал с выплесками; для среднего и подъемочного ремонта – по загрязненности щебня и количеству шпал с выплесками.

Потребность в проведении на отрезке пути данного вида ремонтно-путевых работ определяется исходя из полученным множеств.

Например, множество отрезков пути, требующих проведения усиленного капитального или капитального ремонта () пути, определяется как объединение множеств т. е. . Так же определяется отрезков пути, требующих сплошной смены рельсов , т.е. определяются отрезки, имеющие нулевые индексы качества по всем показателям, кроме показателя состояния рельсов, и множество отрезков пути, требующих сплошной смены скреплений .

Весовые коэффициенты могут быть выбраны в следующих пределах:  = 0,2–0,35; = 0,35–0,45; = 0,1–0,2; = 0,1–0,2, так чтобы в сумме они составляли единицу. Значения коэффициентов безраз­личия , сравнения двух километров следует задавать в пределах от 0,05 до 0,1, т. е. в пределах от 5 до 10 % величины порогового значения.

Определение на множестве заданной совокуп­ности отрезков пути, для которых требуется выявить потребность в проведении ремонтно-путевых работ, проводится последовательно – в порядке от сложных и дорогих видов ремонта к более простым и дешевым.

Вначале определяются множества , и , затем множества и . Определение множества по­требности в усиленном среднем ремонте пути осуществляет­ся путем исключения из первона­чального множества отрезков пути, для которых выявлена потребность в проведении уси­ленного капитального ремонта или сплошной смены рельсов. Подъемочный ремонт определяется на множестве, из которого исключены отрезки, тре­бующие проведения усиленного среднего ремонта пути, и, наконец, потребность в планово-предупре­дительной выправке определяется на оставшемся множестве отрезков пути.

Понятно, что при этом должны учитываться виды путевых работ, назначаемых по классификации пу­тей в соответствии с действующим Положением о системе ведения путевого хозяйства.

Задача назначения ремонта пути. Задача назначе­ния ремонтов решается на основании полученных данных о потребности проведения определенного вида ремонтно-путевых работ и информации об имеющихся материальных, технических и людских ресурсах, т. е. задача носит технико-экономический характер и может иметь несколько постановок и математических формулировок.

Наиболее полная постановка задачи предусмат­ривает не только формирование плана ремонтов, но и мероприятий (плана) снижения интенсивности расстройств пути, для чего может потребоваться понижение скорости движения поездов на участках, не попавших в план ремонтных работ. При этом алгоритм поиска решения задачи должен включать математическую модель расчета финансовых потерь, вызванных ограничением скорости движения поездов.

Решение задачи планирования носит итераци­онный характер. При недостатке ремонтных ресур­сов могут варьироваться либо виды ремонтов в сторону назначения относительно более дешевых ра­бот, либо скорости движения поездов. Таким обра­зом, ищется оптимальное соотношение между за­тратами, связанными с ликвидацией прогнозируе­мых расстройств пути и в рамках текущего содержа­ния, и затратами, необходимыми на ремонт и обновление пути, а так же общими эксплуатационными затратами. В настоящее время отсутствует мате­матическая постановка подобной задачи и алго­ритм ее решения. Однако в практике эксплуатации железных дорог можно ограничиться решением бо­лее простой распределительной задачи, когда из­вестны ресурсы, выделяемые для проведения каж­дого вида ремонта пути.

Постановка задачи и методика решения. Для лю­бого вида ремонта задача решается однотипно. Пусть имеется множество отрезков пути, тре­бующих проведения определенного вида ремонта. Пусть имеется ограничение , на общую длину уча­стков пути, которые могут быть подвергнуты данно­му виду ремонта исходя из наличия всех видов ре­сурсов.

Требуется решить оптимизационную задачу:

(3.4)

при ограничениях

, (3.5)

, (3.6)
где – мощность множества ; – булева пере­менная, принимающая значение 0 или 1; – ком­плексный индекс качества -го отрезка пути, полу­ченный в результате решения задачи определения потребности в ремонте.

Ограничение (3.6) означает, что для данного вида ремонта должны быть назначены непрерывные от­резки пути обшей длиной не менее и не более , что определяется технологией проведения дан­ного вида ремонта и экономической целесообраз­ностью.

Алгоритм решения заключается в направленном переборе отрезков пути в порядке уменьшения зна­чения комплексного индекса качества. На каждом шаге алгоритма при формировании объединенного участка пути проверяется условие (3.6). Формирова­ние плана заканчивается либо при выполнении условия (3.5), либо при исчерпании множества . Для назначенных участков пути вычисляются сред­ние значения комплексных индексов качества, кото­рые определяют приоритет выполнения ремонтных работ.

Данная формализованная методика пла­нирования ремонтов обладает рядом существенных достоинств по сравнению с ранее предлагаемыми подходами в решении оптимизационной задачи со­держания пути, полностью вписывается в существую­щую систему ведения путевого хозяйства и основана на показателях фактического состояния пути.

<предыдущая страница | следующая страница>