МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ УССР

ДОНЕЦКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УГОЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Д о н У Г И

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛОВ С ПОМОЩЬЮ СЕТЕВЫХ ГРАФИКОВ

Донецк, 1971

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ УССР ДОНЕЦКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УГОЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Д о н У Г И

Утверждаю.

Заместитель министра

угольной промышленности Украинской ССР

В.ЧЕБАНОВ

26 марта 1971г.

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛОВ С ПОМОЩЬЮ СЕТЕВЫХ ГРАФИКОВ

Согласовано:

Начальник

Технического управления Министерства угольной промышленности УССР

Начальник отдела подземного транспорта и поверхности шахт МУН УССР

Донецк, 1971

Zcn*U,QLX+6y+CZ+-+Z » ^rf X,U,Z ~ ^{взайМН0}

независимые случайные величины; OLuC о " определенные величины, то дисперсия U определяется формулой

<*>

ГЛАВА П* МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ-ПО РАСЧЕТУ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛОВ С помощью СЕТЕВЫХ ГРАФИКОВ

§ I. Исходные данные для расчета

Основными исходными данными для расчета пропускной способности околоствольных дворов являются:

I* Схема рельсовых путей околоствольного двора с указанием длин отдельных ее участков*

2.    Схема маневров в околоствольном дворе (порядок движения и маневрирования)*

3.    Пооектный объем перевозок с отдельных крыльев шахты:

а)    горной массы (угля), т/сутки;

б)    породы, т/сутки;

в)    материалов и оборудования, составов/сутки.

4.    Длина состава, м (отдельно для угольного и породного)* 5* Число часов работы околоствольного двора в сутки, Т,

часу

Примечание: I* Пункты За и 36 могут быть представлены в составах/сутки.

2, При необходимости определения пропускной способности в т/сутки по углю дополнительно должна быть указано расчетная грузоподъемность угольного состава (т). Основными исходными данными для расчета пропускной способности основных приемных площадок (стационарных погрузочных пунктов) бремсбергов и уклонов, расположенных на основной

- II -

транспортной магистрали (рис.2)! являются:

1.    Схема рельсовых путей приемной площадки с указанием длин отдельных ев участков.

2.    Схема маневров в пределах приемной площадки (погрузочного пункта)*

3.    Проектный объем транзитных перевозок через приемную площадку в сторону околоствольного двора и объем грузов, непосредственно поступающих с данной приемной площадки (с погрузочного цункта конвейерного ходка, приемно-отправительной площадки вспомогательной наклонной выработки);

а)    горной массы, и/сутки;

б)    породы, т/сутки;

в)    материалов и оборудования, составов/сутки*

4.    Длина состава, м (угольных и породных).

5* Число часов работы откатки на данном горизонте шахты, Т, час.

Вес состава поезда и необходимое количество рейсов для вывоза заданного объема грузоперевозок определяется согласно

м.

§ 2. Объем сетевых графиков

При расчете пропускной способности транспортных узлов объем сетевых графиков зависит от возможных комбинаций в чередовании составов при поступлении в границы транспортного узла.

При расчетах учитываются следующие наиболее возможные варианты в чередовании составов.

а). Для околосгвольных дворов

I. Два угольных состава со стороны большего грузопотока.

2* Два угольных состава со стороны меньшего грузопотока*

3.    Угольные составы со стороны большего и меньшего грузопотоков.

4.    Угольные составы со стороны жившего и большего грузопотоков.

Аналогичный порядок чередования и для смешанных составов.

б). Для основных приемных площадок

(Стационарных погрузочных пунктов) бремсбергов и уклонов, расположенных на основной транспортной магистрали

I» Два состава, поступающих под погрузку на погрузочный пункт,

2,    Два порожняковых состава, проходящих транзитом через приемную площадку (погрузочный пункт),

3,    Два груженых состава, проходящих транзитом через приемную площадку в сторону околоствольного двора,

4,    Груженый состав, проходящий транзитом через приемную площадку, и порожняковый состав, подаваемый под погрузку на данный погрузочный пункт.

5,    Груженый состав, проходящий транзитом в сторону околоствольного двора,и порожняковый состав, проходящий транзитом в обратную сторону.

6,    Порожняковый состав,подаваемый под погрузочный пункт для обмена, и порожняковый состав, проходящий транзитом через приемную площадку (погрузочный пункт).

7,    Порожняковый и груженый составы, проходящие транзитом через приемную площадку (погрузочный пункт) в противоположном направлении.

8,    Порожняковый состав, проходящий транзитом, и порожняковый состав, подаваемый под погрузку.

Для приемных площадок бремсбергов и уклонов строятся дополнительно сетевые графики, определяющие время увеличения такта работы площадки по угольным составам от задержек выполнения ими маневровых операций при поступлении породных, материальных и составов с оборудованием на ветвь ппиемно-отнрави-ильной площадки наклонной вспомогательной выработки и выходе из нее.

Такими дополнительными сетевыми графиками являются:

I). Сетевой график маневрирования специализированного

13 -

породного (с материалами) состава в границах приемной площадки в комплекса с угольными составами, поступающими на погрузочный пункт конвейерного ходка для обмена,

2* Сетевой график маневрирования специализированного породного состава в границах приемной площадки в комплексе с транзитными гружеными составами, движущимися в сторону около-ствольного двора.

3. Сетевой график маневрирования специализированного породного состава в границах приемной площадки в комплексе о транзитными порожняковыми составами, движущимися со стороны околоствольного двора.

§ 3. Подготовка к построению сетевых графиков-

Перед построением сетевых графиков выполняются следующие подготовительные работы:

1,    Разбивка схеш рельсовых путей транспортного узла на отдельные участки с присвоением им соответствующей нумерации,

В пределах участка, как правило, возможна работа одного локомотива.

2.    Разбивка всего комплекса маневровых операций, (схемы маневров) составов в пределах границ транспортного узла на ряд "работ" и "событий".

Принятые обозначения событий и работ заяооятоя в таблицу следующей--формы (табл.З),

Таблица 3

Обозначение событий и работ

Наименование |    %

события I события

_ j

Для приемной площадки (погрузочного пункта)табяица заполняется для составов, поступающих в следующей очередности:

1.    Порожняковый ОООТЧВ, поступающий на погрузочный пункт ирииыний площадки для замены на гружошгй.

2.    То же,

3.    Порожняковый состав, проходящий транзитом приемную площадку (погрузочный пункт) со стороны ОКОЛОСТВОЛЬНОГО *■

двора,

*U То же,

5.    Груженый состав, проходящий транзитом в сторону око-лостволыюги двора,

6.    То же,

7.    Порожняковый состав, поступающий на погрузочный пункт приемной площадки для замены на груженый.

8.    Груженый состав, проходящий транзитом в сторону око-лоотвольного двора,

9.    Порожняковый состав, проходящий транзитом со стороны околоствольного двора,

10, Порожняковый состав, поступающий на погрузочный пункт для замены по груженый.

Для околоствольного двора табл.З заполняется для составов, поступающих в следующей очередности:

1,    Груженый состав со стороны большего грузопотока.

2,    То же,

3,    Груженый состав со стороны меиыпего грузопотока.

То же.

5, Груженый состав со отороны большего грузопотока.

В другую таблицу аналогичной формы заносятся наименования работ и событий при маневрировании смешанных составов или опоциолиоировашшх породных в пределах околпствольного двора.

Для приемной площадки (погрузочного пункта) в таблицу заносятся работы и события при движении специализированного (породного, материального, о оборудованием) состава и следующих за ним угольных составов, поступающих на данную приемную площадку для обмена до выхода этого специализированного породного состава о границ уэла*

-IS

IS следующие такие таблицы заносятся работы и события породных и транзитных составов аналогично предыдущему.

В каждой таблице нумерация событий и работ приводится сначала.

3. Определение характеристик “работ".

а) * Для всех работ, входящих в вышеуказанные таблицы, определяется количество и последовательность отдельных маневровых операций, составляющих собственно эти работы, например, проезд электровозом стрелки, отцепка и прицепка к составу, движение от стрелки до стрелки и т.д*

б) . Определяется средняя продолжительность каждой операции, входящей в работу.

в) . Определяется среднеквадратическое отклонение продолжительности маневровой операции.

Расчеты ведутся в соответствии с указаниями § 2 главы I.

Результаты расчета заносятся в таблицу следующей формы (табл.4).

Таблица 4

Расчет параметров работ

Работа Ш

Продолжительность работы №

Дисперсия

Работа №

§ 4, Построение сетевых графиков

Построение сетевого графика ведется в соответствии с основными правилами, изложенными в § I главы I, При построении графика необходимо выдержать следующие требования: локомотив не должен стоять на путях транспортного узла, ожидая, когда освободятся участки пути, занятые предыдущим локомотивом* и занимать эти участки раньше, чем гас освободит прады-дущзлй локомотив* Локомотивы должны поступать в границы транспортного узла без задержек*

На графике над каждой работой приводится ее временная характеристика:

продолжительность работы - ^ и ее дисперсия -    *

§.5* Определение значения минимальных интервалов между поступлениями в транспортный узел составов с различных направлений

По графику каждой пары следующих друг за другом составов определяются промежутки времени между их возможными поступлениями на каждый из участков транспортного узла*

Эти интервалы определяются как разность путей, сходящихся к событию, означающему момент входа следующего по очередности состава на рассматриваемый участок транспортного узла* Длительность интервала определяется разностью продолжительности этих путай, а дисперсия интервала - суммой дисперсий путай*

За минимальный интервал между поступлением рассматриваемой пары составов в транспортный узел принимается наибольший из промежутков времени между их прибытиями на отдельные участки, поскольку только в этом случае может быть обеспечено обслуживание последующего состава в транспортном узле без простоев "•о на каком-либо из участков*

Для околсствольныл дворов определяются минимальные интервалы между’ поступлением составов, прибывающих с углем соответственно

17 ~

а)    со стороны большого грузопотока;

б)    большего и меньшого грузопотока;

в)    меньшего грузопотока;

г)    меньшего ь оольшего грузопоток.о

Аналогичные интервалы определяются и для смешанных или специализированных составов с породой, оборудованием и т.д*

(в зависимости от принятой организации работ).

Для приемных площадок наклонных выработок (погрузочных пунктов), расположенных на основной транспортной магистрали* определяются следующие интервалы:

а)    минимальный интервал между поступлением двух составов на исследуемый (проектируемый) транспортный узел под погрузку (обмен порожнякового состава на груженый);

б)    минимальные возможные интервалы между поступлением составов на данный транспортный узел и проходящих транзитом со стороны околоствольного двора;

в)    минимальный интервал между входом в границы узл * двух транзитных составов, движущихся со стороны ОКОЛОСТВОЛЬНОГО двора;

г)    минимальный интервал между входом в границы узла порожнякового и груженого транзитных составов, движущихся з противоположных направлениях;

д)    минимальный интервал между входом в границы узла ТраНЭИТНЫХ Груженых СОСУаВОВ, ДВИЖУЩИХСЯ В CTOpOHV окслостволь-него двора;

е)    минимальный интервал между входом в границы узла груженого транзитного соотава и поступлением состава яа данный погрузочный пункт;

ж)    минимальный интервал между входом в границы узла груженого и порожнякового транзитных составов, движущихся в противоположных направлениях;

з)    минимальный интервал между входом в границы узла транзитного порожнякового состава и поступлением состава на данный . огрузочный пункт*

Для этого типа приемных площадок определяются также минимальные интервалы между входами в границы транспортного увла

- 18 -

специализированного (породного, материального, с оборудованием) состава и соответственно

а)    угольного состава, поступающего на погрузочный пункт;

б)    груженого транзитного состава;

в)    дорожи совета транзитного состава.

Для приемных площадок (погрузочных пунктов), изолированных в известной степени от других пунктов погрузки, т.е. при отсутствии транзитных составов, определяется:

а)    минимальный интервал между обменом угольных составов и

б)    минимальный интервал между входом в границы узла специализированного состава, поступающего на вспомогательную грузовую н .лонную выработку, и угольным составом, поступающим на данный погрузочный пункт.

§ 6. Определение такта работы околоствольного двора

Величина такта определяется как среднее значение минимальных интервалов между поступлением составов в транспортный

Для определения такта работы необходимо*

1.    Определить количество составов с углем, прибывающих в течении сутик со стороны билынего (А) и меньшего (В) грузопотоков.

2.    Определить отношение грузопотоков, поступающих с разных направлений

(6)

3. Определить отношение количества смешанных составов к общему количеству составов, прибывающих в окплоствольный двор    у которое определяется организацией откатки и объемом

перевозимых вспомогательных грузов.

4* Определить по сетевым графикам (см. § 5 гл.П) минимальные интервалы между поступлением составов со стороны большего грузопотока,, большего и меньшего грузопотока, меньшего

АННОТАЦИЯ

В работ- изложена методика расчета пропускной способности сложных узлов транспортных систем угольных шахт* Основные ее положения иллюстрируются примерами конкретных расчетов.

Методика предназначена для работников подземного транспорта шахт, проектных и научио-иппяедпватеяьсннх институтов угольной промышленности.

Работа выполнена канд.техн.наук Белоусовым К.Ю., инженером Дунаевым Г,А* под руководством доктора технических наук, профессора Пономаренко В.А.

- 20 -

0>- среднеквадратическое отклонение - мера раесвиванин значений такта, как случайной величины, около ее математического ожидания (среднего такта ^Сср )*

§7* Определение такта работы приемной площадки (погрузочного пункта), расположенной на главной магистрали

Для приемных площадок наклонных выработок и стационарных погрузочных пунктов, расположенных на основной транспортной магистрали, такт работы определяется как среднее значение минимальных интервалов между выходом груженых составов из границ транспортного узла в сторону околоствольного двора*

Для определения такта работы необходимо:

I. Определить количество составов с углем, уходящих в течение суток из транспортного узла в сторону околоствольного двора, нагружаемых на данном погрузочном пункте (А) и проходящих транзитом через него (В).

2« Определить количество специализированных породных, материальных и составов о оборудованием, уходящих в течение суток из транспортного узла в сторону околоствольного двора,постулающих с данной наклонной выработки (А*) и проходящих транзитом черев узел (В¹).

3* Определить отношение количества специализированных породных (материальных) составов, поступающих с приаыно-отпра-вительной площадки наклонной выработки (или прибывающих для обмена) данного транспортного узла к количеству угольных составов этого узла

(Хг~Г'    (12)

4. Определить отношение количества породных и материальных специализированных составов, проходящих транзитом через исследуемый транспортный узел,к количеству транзитных угольных соста-

ВВЕДЕНИЕ

Правильное определение пропускной способности транспортных систем еще на стадии проектирования имеет большое значение для обеспечения нормальной работы систем подземного транспорта в процессе их эксплуатации,

В связи с этим большое внимание продолжает уде ться совершенствованию методов расчета пропускноГч способности звеньев И узлов транспортных систем* Особенно это относится к системам с локомотивным транспортом, который по-прежнему остается основным средством перевозки грузов по горизонтальным выработкам угольных шахт.

Существующие методы расчета пропускной способности транспортных узлов основаны на детерминированной оценке продолжительности выполнения .отдельных маневровых операций в узла. В действительности продолжительность каждой маневровой операции в силу ряда причин обладает некоторой неопределенностью и не поддается достаточно точному определению. Вследствие этого на практике редко удается выдержать расчетное время обслуживания составов в том или ином узла.

Определение пропускной способности транспортных узлов целесообразно производить, учитывая случайный характер величин, определяющих длительность операций, для чего могут быть эффективно использованы расчетные методы, основанные на применении сетевых графиков.

*^тоимвнение сетевых графиков позволяет учитывать действительней случайный характер продолжительности технологических операций при обслуживании электровозных составов в узлах транспортной системы. При этом можно произвести оценку колебаний пропускной способности, оценить качество охам сложных узлов транспортных систем.

- * -

ГЛАВА I. ОСНОВУ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ РАБОТЫ ЛОКОМОТИВОВ В ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛАХ

§ I. Основный правила построения сотовых ыодолой

Предлагаемый метод основан на использовании сетевых графиков в качестве модели, отображающей процесс работы электровозов в транспортном узле.

Исходя из схемы путевого развития транспортный узел разбивается на участки, в пределах которых возможна работа одного электровоза. Комплекс всех маневровых операций на каждом участке ооставляат содержание понятия "работа”. Результат выполнения работы обозначен термином "событие".

Сетевая модель отображает логическую взаимосвязь и параметры всех событий и работ. Графически она изображается в виде графика, состоящего из стрелок и кружков. Пример сетевого графика показан на рис.1.

Г.ФГЮТГТ/стМ та оотм    лт^гпт

"работа" используется в широком смысле и может иметь следующие значения:

а)    действительная работа или просто работа, представляющая всю совокупность маневровых операций на отдельном участка узла (обычно несколько элементов маневрирования) и требующая затрат времени;

б)    фиктивная работа (зависимость) - изображение логической связи между работами. Фиктивная работа не связана с расходом времени. Фиктивная работа изображается пунктирной стрелкой (рис.1, работа 5-8, 10-16, II—17 и др.)

Кружками в сети изображаются события. Понятие "событие" может иметь следующие значения:

а)    исходное событие - начало выполнения маневроо в предела.^' транспортного узла. Исходное событие не имеет предшествующих работ, поэтому на сетевом графике к нему не подходит ни одной стрелки (например, событие I на рис,1);

б)    завершающее событие - достижение конечной цели. Завершаю-

- 5 -

©—н©-©—-ф-z^Q)—-ф

Рис.1. Пример сетевого графика

ОкшстВшиь -dii.	мдбоо \	А ш -	ТЪанзитные состаВы 1 -JL.
	_Z_0		_________/
			к___/
	__ Гранича приемной площадки (узел!) ^

Рис,2. Схема приемной площадки, расположенной на основной транспортной магистрали

~ 6 ~

Ш09 событие не имеет следующих за ним работ, поэтому в сети из пего не выходит ни одной стрелки (например, событие А, на РисЛ);

в) промежуточное событие или просто событие - результат одной или еиникучыИ результат нескольких работ, представляющий возможность начать одну или насколько непосредственно следующих работ.

Всякая работа сетевого графика соединяет два события: непосредственно предшествующее данной работе (являющееся для нее начальным событием) и следующее за ней (являющееся для нее конечным событием). Всем событиям присваивается определенный номер (тигровой код). Таким образом, всякая работа сети может быть закодирована номерами ее начального и конечного событий. Например, на риоД работы обозначаются кок (1,2), (2,3), (3,4), (*,3), (5,6) И т.д.

Продолжительность выполнения работы измеряется в единицах времени: секундах, минутах. В отличие от работы событие не является процессом и не имеет продолжительности. Наступление события соответствует моменту скончания последней из работ, непосредственно предшествующей данному событию. Событие не может наступить, пока не закончатся все предшествующие ему работы.

Если какие-либо работы в сети могут быть начаты до полного окончания непосредственно предшествующей им работы, то эта последняя может быть*представлена как сумма таких последовательно выполняемых работ, результаты которых необходимы и достаточны для начала следующих за ними работ (на рисД работа 8-9, разбивается на 8-9¹ и 9-9).

Любая последовательность работ в сети, в которой конечное событие каждой работы совпадает о начальным событием следующей за ней работы, называется путам. Возможность в наглядной форме представить ту последовательность работ, которая определяет интервал входа составов в границы узла, выгодно отличает применение сетевых графиков от графиков других типов.

§ 2. Временные характеристики (параметры) сети

Продолжительность работ* а следовательно* и моменты наступления событий рассматриваются как случайные величины, в связи с чем наиболее важными временными характеристиками рассматриваемых сетевых моделей являются параметры законов распределения продолжительности отдельных элементов маневрирования и маневровых операций.

Параметры законов распределения длительности эл . тентов маневрирования, установленные в результате , сработки данных хрономатражныу наблюдений за работой электровозной откатки, приведены в табл Л.

Определение среднеквадратического отклонения продолжительности такпй маневровой операции, как проезд электровозом участка, при известных параметрах закона распределения скорости движения на этом участка (Ч^и ©л ^производится С-1 помощью определения момента функции = '--у- ^{й 00} распределения Шарлье.    V

<17, И(ЧЛ ’	(I)
	fO\
Ь =L~4r1	(3)
6«=L'6#.	(4)

Случайная величина ^ имеет приближенно нормальное рас-* пределение, ее, математическое ожидание обратно математическому ожиданию *\J _% а коэффициент вариации такой же, как у ₉ Сделав числовые расчеты по формулам (I-Л) для различных скоростей движения электровоза, указанных в табл.1, получим следующие зависимости (табл_#2).

Среднеквадратическое отклонение продолжительности работы или комплекса работ определяется по теореме слежения дис-порси (обобщенной для алгебраической суммы несксльких слагаемых).

Таблица I

^рвмегры законов распределения длительности элементов маневрирования

■- i Единила Закон распределения длительности элементов маневрирования Параметры закона распределения Элементы маневоитвания 1 измерения математическое ожидание, 1 т I среднеквадрати-!ческое отклонение, ! '6 Скорость движения электровоза в хвосте состава (при заталкивании) м/сек. нормальный 1,0 0,2 Скорость движения электровоза в голове груженого состава м/езк. 1,25 0,2 Скорость движеьия электровоза в голове состава с порожняком м/сек. 1,5 0,25 Скорость движения электровоза резервом м/сек. _и_ 2,0 0,5 Бремя проезда электровозом стрелок, съездов сек. 20,0 5,0 Пуск электровоза сек. 20,0 5,0 Перемена хода движения электровоза сек. 10,0 3,0 1 Продолжительность прицепки (отцепки) электровоза к составу сек. 10,0 а - о ю

- 9

Таблица 2

Среднеквалратическиа отклонения продолжительности проездов участков

Скорость движения электровоза		Среднеквадратическо! отклонение продолжительности проезда участка длиной LР Qt; сек. i
Математическое | ожидание (среднее значение) г1&, «/сек.	[среднеквадратическое отклонение, а,, и/сек.
1,0	0,20	0,20-L
1,25	0,20	0,I28‘L
1,50	0,25	0,112-L
2,0	0,5	0,125-L