/
Теги: техника средств транспорта транспорт
ISBN: 5-89035-082-Х
Текст
ВАГОННОЕ ХОЗЯЙСТВО
Под редакцией д-ра техн, наук, проф. П.А. Устина
Утверждено
Департаментом кадров и учебных заведений МПС России
е качестве учебника для студентов вузов
железнодорожного транспорта
Москва
УДК 629 44 + 656.223:629-42
ББК 39 24
В 12
BI2 Вагонное хозшство: Учебник для вузов Ж.-Д. транспорта /
П.А. Устич, И.И Хаба, В.А. Ивашов и лр.‘, Подрсд. П.А Усти-
ча — М.: Маршрут. 2003 — 560 с
ISBN 5-89035-082-Х
Рассмотрены основные составляющие инфраструктуры вагонного хозяйст-
ва. сложившиеся и перспективные формы эксплуатации подвижного состава
Особое внимание уделено критическому анализу основных функции вагонного
хозяйства и разработке рекомендаций к расчетному обоснованию параметров
организации их исполнения
Оригинальность учебника в разработке принципов и методов обос-
нования оптимальных параметров системы ремонта, нормативных сроков служ-
бы вагонов и в обобщении опыта применения теории к выбору моделей уп-
равления вагонным хозяйством и его предприятиями.
Предназначен для студентов вузов ж. -д. транспорта, может служить практи -
ческим пособием для инженерно-технических работников вагонного хозяйства,
проектных и конструкторских организаций, связанных С разработкой новых
конструкций вагонов и параметров организации их технической эксплуатации
Ил. 134. табл. 61, библиогр. 63 иазв.
УДК 629.44 + 656.223-629 42
ББК 39.24
Учебник написали В.А Ивашов и М В. Орлов — пп. 1.1, 1.3, 1.4,5 3,
5.5.5 6; П А. Устич и А. А. Иванов — разд. 3. п 10.7.4, разд. 22. 25,29; В А. Ива-
шов, П.А. Устич и И.И. Хаба — п. 11.4; А.А. Иванов пл. 1.2, 21.5. разд. 24,
И И. Хаба — пп. 2.1. 5.4, 11.5. П.А Устич — пп 2.2—2.4. разд. 4, пп. 5.1,5.2,
разд. 6—11 (кроме пп. 10 7.4.11.4 и 11 5). 12—23 (кроме п 21.5 и разд. 22), 26,27. 28
Рецензенты- СИ. Порядин — заместитель руководителя Департамента ва-
гонного хозяйства МПС России,
В Н. Котуранов — д-р техн. наук, заслуженный деятель науки
и техники РФ. проф. МИИТа;
К.А Сергеев — заведующий кафедрой «Вагоны и технология
конструкционных материалов» РГОТУПСа;
В.В Шмаков - ревизор по безопасности движения Москов-
ской железной дороги
ISBN 5-89035 082-Х
g Коллектив авторов, 2003
Издательство «Маршрут». 2003
Предисловие
Вагонному хозяйству отводится немаловажное место в органи-
зации перевозочного процесса. Это достаточно развитая подотрасль
железнодорожного транспорта, основные фонды которой состав-
ляют пятую часть основных фондов всего железнодорожного транс-
порта страны. На долю вагонного хозяйства, по данным МПС Рос-
сии, приходится до 20 % эксплуатационных расходов, свыше 15 %
контингента работников железных дорог, основная часть расхода
пиломатериалов, проката и других материалов Ежегодно на ре-
монт и техническое обслуживание вагонного парка расходуются
миллиарды рублей.
Важно не только научиться грамотно распоряжаться упомяну-
тыми фондами для получения максимальной прибыли при их экс-
плуатации, но и построить эффективную технологию обеспечения
безопасности эксплуатации вагонов на приемлемом уровне. Ре-
шать эти задачи надо так, чтобы это было одновременно выгодно
клиентуре, транспорту в целом, вагонному хозяйству и в том числе
работникам линейных предприятий.
За последние 40—50 лет издано немало учебников и учебных
пособий по вагонному хозяйству, в которых рассматриваются,
правда, разрозненно, практические, технические н научные осно-
вы решения указанных двух задач вагонного хозяйства. Особо
следует отметить вклад в подготовку учебных изданий А Л Бро
донского, Н.З. Криворучко, В.И. Гридюшко, В П Бугаева, А И. По-
пова, А.Н. Королева, Ф.А. Лапшина
Настоящий учебник следует рассматривать как некое допол-
нение и даже развитие представлений о целях, задачах вагонного
хозяйства и методах их решения, которые опубликованы в ранее
изданных учебниках и учебных пособиях.
Необходимость в упомянутом развитии обусловлена теми фун-
даментальными изменениями в экономике, обществе и государстве.
которые произошли после последнего издания учебника по вагон-
ному хозяйству в 1988 г. В результате этих событий;
— резко сократились объемы перевозочной работы;
— значительно возросли цены на подвижной состав, материа-
лы, запасные части, электроэнергию и другие ресурсы;
— государство прекратило финансовую помощь и субсидиро-
вание отрасли для поддержания и совершенствования ее инфра
структуры;
— подвижной состав и инфраструктура транспорта поделены
иа 15 частей, но господствует принцип совместного использова-
ния вагонного парка странами СНГ.
В результате вышеперечисленных обстоятельств подвижной
состав значительно постарел, ремонтные предприятия, обеспечи-
вающие безопасную эксплуатацию вагонов, работают в условиях
острого дефицита указанных выше ресурсов, что рано или поздно
может сказаться на уровне безопасности движения
Для полноты описания сложившегося положения дел отметим,
что обществом и государством с давних пор было возложено (и по-
ка еще не отменено) на железнодорожный транспорт выполнение
социальных (пассажирские перевозки), политических (целост-
ность государства) и специфических функций (оборона), которые
при отсутствии должной государственной финансовой поддержки
ложатся дополнительным бременем на экономику транспорта.
В этих условиях основная надежда возлагается на:
— внедрение на транспорте новых принципов и форм хозяйст-
вования, адекватных нынешней социально-экономической ситу
ации в стране;
— использование пока еше ие освоенного в полной мере един
ственно не подорожавшего ресурса — информации и знаний
Именно на разработку методов использования этого ресурса
в вагонном хозяйстве, в основном, и наиелен материал данного
учебника. Тем более, что для этого созрели технические предпо-
сылки — в последние годы на транспорт пришли новые информа
ционные технологии. Не стояла на месте и наука в области моде-
лей управления социально-экономическими системами, модели-
рования процессов функционирования отдельных объектов вагон-
ного хозяйства, оптимизации параметров системы ремонта
подвижного состава и т.п. Указанное понимание задач вагонного
хозяйства совпадает с основным требованием к любому учебнику
для вуза — освешать научные основы соответствующей учебной
дисциплины.
Направленность и содержание учебника в этом случае предпо-
лагаются такими, чтобы, предварительно изучив упомянутые ос-
новы, нормативно-техническую документацию и данные эксплу
атации вагонов, будущий специалист нашел подсказку для прак-
тической реализации своих знаний в нахождении приемлемого со-
ответствия между параметрами вагона и эксплуатационной среды.
Как минимум он должен освоить методику анализа приспособлен-
ности конструкции вагона к техническому обслуживанию и ре-
монту на этапе проектирования и конструирования новой техники
(разд. 7). Подспудно при этом преследуется еще одна цель: систе-
матизировать процесс использования существующей норматив-
но-технической документации (НТД) по вагонному хозяйству при
разработке новых конструкций. Последнее следует понимать как
попытку изменить отношение конструкторов к вагону как к
неремонтируемому изделию.
Будущий инженер ремонтного хозяйства должен, во-первых,
понять, почему система ремонта устроена и ведет себя именно так,
а не каким-либо иным образом, а также усвоить признаки эталон-
ной системы ремонта (разд. 6) и эталонной технологии исполне-
ния основных функций вагонного хозяйства (часть III). Во-вто-
рых, необходимо освоить методику оптимизации основных пара
метров системы ремонта и нормативного срока службы вагона
(часть IV). Это, возможно, будет способствовать выработке и на-
коплению запаса идей и предложений по совершенствованию ре-
монта и технического обслуживания подвижного состава.
Поэтому будущему специалисту необходимо следующее.
1. Ознакомиться с основными составляющими инфраструкту-
ры ремонта и технического обслуживания вагонов Изучить сло-
жившиеся формы организации работы по исполнению основных
функций вагонного хозяйства и многоурознего управления ре-
монтными предприятиями. Это тот объем знаний и понимания за-
дач, который соответствует практическим и техническим основам
данной учебной дисциплины (части I и II).
2. Освоить методологию критического анализа основных функ-
ций вагонного хозяйства, ознакомиться с критериями и методами
расчетного обоснования параметров организации исполнения ука-
занных функций (часть III). Изучить методику оптимизации сис-
темы ремонта и нормативного срока службы вагонов (часть IV).
3. Понять, что вагонное хозяйство — большая и сложная систе-
ма, элементами которой яаляются ремонтные предприятия, ваго-
ны, органы управления, технологии управления и ремонта и т.п.
Взаимосвязь и взаимозависимость этих элементов застааляют
подходить к совершенствованию работы вагонного хозяйства сис-
темно, т.к. улучшение работы одних его составляющих может при-
вести к ухудшению технических характеристик других. Возникает
необходимость в оптимизации параметров организации работы
вагонного хозяйства в целом, которые могут быть использованы
при рациональной организации работы отдельных элементов
вагонного хозяйства или выполнения основных его функций.
Основным средством практической реализации системного
подхода в инженерном деле является, как известно, исследование
модели реального объекта. Поэтому основная методическая цель
дисциплины «Вагонное хозяйство», а следовательно, и настоящего
учебника состоит в разработке математической модели функцио-
нирования вагонного хозяйства (часть V)
С помощью этой модели представляется возможным количест-
венно оценить влияние того или иного фактора (усовершенство-
вание конструкции, внедрение новой технологии технического
обслуживания и тл.) на глобальные показатели работы вагонного
хозяйства. Таким образом, можно получить инструмент упорядо-
чивания и классификации факторов, влияющих на работу под-
отрасли, а значит, повысить качество принимаемых управленче-
ских решений. И, наконец, поставить в практической плоскости
вопрос о том, какие инвестиции требуется вложить в вагонное хо-
зяйство для перевода его из нынешнего состояния в оптимальное
(разд. 29).
Введение
Вагонное хояйство в первом приближении можно определить
как специальным образом территориально рассредоточенную на
сети железных дорог совокупность производственных предприя-
тий, на которых, основываясь на единой отраслевой нормативно-
технической документации (НТД), с учетом местных условий
осуществляются контроль технического состояния, техническое
обслуживание и ремонт вагонов пассажирского и грузового
парков, а также контейнеров.
На эффективность функционирования вагонного хозяйства
влияет огромное количество факторов, которые упорядочены отно-
сительно показателя качества его работы Q (доля неисправных ваго-
нов), что показано на рисунке с помощью так называемой схемы
Исикавы.
Рисунок Структуризация факторов, влияюших на работу вагонного хозяйства
Как видно из этого рисунка, все факторы сгруппированы в
четыре так называемых суперфактора — надежность и безопас-
ность вагонов (НБВ), уровень развития ремонтной базы (УРБ), че-
ловеческий фактор (ЧФ) и добротность информационной базы
(ДИБ). Каждый из этих суперфакторов подразделяется на факто-
ры более конкретного содержания, а те, в свою очередь, на факто-
ры еще более конкретного содержания и т.д. В таблице приведены
наиболее существенные из них, степень детализации которых оп-
ределяется целью исследования.
При разработке упомянутой выше математической модели ва-
гонного хозяйства как минимум необходимо:
— формализовать приведенные в таблице факторы для их
«включения» в математическую модель вагонного хозяйства;
— уяснить важнейшие специфические особенности вагонного
хозяйства. Выделение объекта исследования среди других — важ-
ный рычаг для глубокого понимания существа вопроса.
Относительно первого требования укажем на особую труд-
ность формализации составляющих ЧФ — человеческого фактора
В разд. 27 приведены некоторые модели составляющих факторов
?7 и <?9 - интеллект, память, привычки, быстрота соображения,
консерватизм и другие свойства работников.
К сожалению, указанные психофизиологические свойства че-
ловека должным образом не включены нами в математическую
модель вагонного хозяйства (разд. 29). Однако в недалеком
будущем модели, учитывающие ЧФ, появятся, чему способствуют
два обстоятельства. Во-первых, уже существуют методы экспери-
ментальной оценки таких характеристик психики человека, как
быстрота реакции, память, сообразительность, консерватизм и т.п.
Во-вторых, психология включена в программы высшей школы по
всем специальностям.
Специфика вагонного хозяйства определяется прежде всего
двумя следующими обстоятельствами.
I. Через показатели использования вагонов выражаются пока-
затели работы транспорта в целом, о чем следует помнить при
выборе целевых функций к оптимизационным задачам.
2. Грузовые вагоны не приписаны к конкретным ремонтным
предприятиям — следствие обезличенной технической экплуата-
Таблица
Факторы, влияющие на качество работы вагонного хозяйства
ч, Обеспечение надежности и безопасности вагонов на стадии их про- ектирования и изготовления
«I । Генерирование новых конструктивных решений
4ц Современные методы расчетов
Ч2 Поддержание надежности и безопасности вагонов на сталии их экс- плуатации
4ц Модернизация конструкций
4ц Техническое обслуживание и ремонт вагонов
4ц Соблюдение правил эксплуатации вагонов
41 Разработка новых технологий ремонта и технического обслуживания
4t Механизация и автоматизация работ
4i Материально-техническое снабжение ремонтных предприятий
Чь Модернизация ремонтного оборудования
ч, Квалификация работников
4,1 Знания
4,1 Опыт
Чь Мотивация трудовой деятельности
Ч%Л Материал ьн ые стимулы
«8.2 Моральные стимулы
«9 Психофизиологические свойства личности работника
«9.1 Устойчивость внимания человека относительно его усталости
«9 2 Способность к оперативному принятию ответственных решений
«9.3 Упрямство, консерватизм, неспособность изменять технологию своей работы
«10 Источники первичной информации
«10 1 Учетные формы вагонного хозяйства типа ВУ
«10.2 Модели функционирования объектов
«10 1 Другие источники информации
«н Качество информации
«III Оперативность
«112 Точность и достоверность
«113 Доступность
«114 Полнота информации
ции; до недавнего времени это отрицательно сказывалось на каче-
стве ремонта. Отсутствие упомянутой приписки обусловлено при-
нятым в свое время в России правилом бесперегрузочного пере-
движения вагонов по сети, что позволяет работникам, организую-
щим использование подвижного состава по назначению, эффек-
тивно наладить свою работу. И, что самое главное, упомянутое
правило выгодно клиентуре железных дорог.
Возникает, по сути говоря, основной вопрос вагонного хозяй-
ства — каким образом согласовать (без нарушения интересов упо-
мянутых сторон) весьма эффективный обезличенный способ
использования грузовых вагонов по назначению со столь же мало-
эффективной обезличенной формой их ремонта и технического
обслуживания
До недавнего времени указанная постановка вопроса воспри-
нималась как известная дилемма — «...чтобы и овцы были целы, и
волки были сыты».
Благодаря отраслевой информационной системе ДИСПАРК
основной вопрос вагонного хозяйства получает свое положитель-
ное разрешение — появляется возможность обеспечивать ответст-
венность каждого работника любого депо за качество своей ра-
боты. Поэтому при разработке математической модели с целью
анализа работы вагонного хозяйства следует рассматривать его как
некое единое виртуальное многоканальное ремонтное предприя-
тие, к которому приписан весь парк вагонов; следовательно,
информационные технологии позволяют вводить в обиход отрас-
левых исследований качественно новые модели
Итак, в качестве объекта исследования вначале следует рассмат
ривать вагонное хозяйство в целом. Результаты указанного иссле-
дования далее рекомендуется использовать для расчетного обосно-
вания параметров организации ремонта и технического обслужи-
вания подвижного состава на дорожном и линейном уровнях
управления в рамках таких дисциплин, как «Технология ремонта
вагонов», «Организация производства на вагоноремонтных пред-
приятиях», «Проектирование вагонных депо и ремонтных заво-
дов» и т.п. Этим определяется место дисциплины «Вагонное хо-
зяйство» среди других специальных дисциплин в системе высшего
профессионального образования.
Часть I
Инфраструктура хозяйств грузовых
и пассажирских вагонов
Под инфраструктурой объекта (экономика страны, города,
вуза, вагонного хозяйства игл.) будем понимать комплекс
средств, обеспечиваюших процесс исполнения объектом своих
функций. Конкретное содержание упомянутых средств, как ви-
дим, зависит от типа объекта и его функций. Так, для экономики
страны — это дороги, каналы, порты, склады, мосты, связь, транс-
портное и энергетическое хозяйства, аэродромы, соответствующее
законодательство, образование, наука, здравоохранение и т.п. Для
вуза к комплексу средств, обеспечиваюших «производство» зна-
ний, подготовку специалистов, следует отнести профессорско-пре-
подавательский состав, лабораторную базу, библиотеку, общежития
и жилой фонд для сотрудников, системы общественного питания,
отопления, водоснабжения, аудиторный фонд и т.д. Для вагонного
хозяйства существует своя инфраструктура таких средств, которая
будет подробно рассмотрена ниже.
1. Материально-техническая база вагоииого хозяйства
1.1. Техническая база текущего содержания
грузовых вагонов и контейнеров
1.1.1. Вагонное депо
Основным производственным предприятием вагонного хозяй-
ства (ВХ) является вагонное депо. Самостоятельность производст-
венно-финансовой деятельности депо ограничена необходимостью
базусловного выполнения комплекса задач, определенных доро-
гой, в состав которой входит депо Среди них план по техниче-
скому обслуживанию (ТО) и ремонту вагонов при заданных разме
рах погрузки и выгрузки вагонов, движения поездов; обеспечение
безопасности движения и сохранности грузов; выполнение эконо-
мических требований, законов о труде н. т.д.
Стоимость работ по техническому обслуживанию и ремонту
вагонов должна соответствовать устанавливаемым тарифам на пе-
ревозки грузов, багажа, почты и пассажиров. Основные фонды де-
по являются федеральной собственностью, а депо, как и другие
предприятия железнодорожного транспорта, пользуются правом
экстерриториальности.
По количеству работающих вагонные депо являются пред-
приятиями средней величины (от нескольких сотен до 1—2 тыс.
человек). Структура депо — бесцеховая, т.е. в составе нет подраз-
делений самостоятельных в адмииистративио-хозяйственном от-
ношении (цехов). Структурные подразделеиия депо — производ-
ственные участки, отделения, пункты, базы и т.д. — непосредст-
венно и полностью подчинены руководству депо, бухгалтерии и
отделам — производственно-техническому, кадров, труда и тл.
Производственные подразделения депо подразделяют на три
основные группы:
— технического обслуживания вагонов (эксплуатационные);
— планового ремонта вагонов (ремонтные);
— вспомогательные (по обслуживанию основного производства).
Ремонтные и вспомогательные подразделения, как правило,
территориально объединены и расположены в главном корпусе
депо и примыкающих к нему зданиях, связанных общим произ-
водственным процессом. Эксплуатационные подразделения раз-
мещены на станциях или в парках крупиых станций, находящихся
на участках обслуживания депо, часто на значительном удалении
от помещения администрации.
Вагонные депо классифицируют по типу ремонтируемых и об-
служиваемых вагонов:
— Грузовые;
— пассажирские;
— рефрижераторные;
контейнерные.
Некоторые контейнерные депо выполняют также техническое
обслуживание вагонов на прикрепленных к ним участках, имеют в
своем составе эксплуатационные подразделения и участки по ре-
монту запасных частей вагонов.
В практике работы прошлых лет (до 1990 г.} сложилась также
специализации грузовых депо по характеру их работы:
— ремонтно-эксплуатационные (выполняющие ТО и плано-
вый ремонт вагонов);
— эксплуатационные (занятые только ТО);
— подготовки вагонов к перевозкам.
В состав некоторых депо входят вагоноколесные мастерские,
предназначенные для ремонта колесных пар со сменой элементов,
для себя и для других депо дороги. Есть пример комплексного де-
по («Тосно-2» Октябрьской дороги), в котором объединены в од-
ном корпусе ряд участков: планового ремонта вагонов; подготовки
вагонов к перевозкам и вагоноколесные мастерские. В последнее
время на некоторых промышленных предприятиях организованы
вагонные депо для ремонта собственных вагонов.
Грузовые депо частично специализированы на ремонте одного-
двух типов вагонов. Однако в некоторых депо ремонтируют три-
пять типов. Наблюдается тенденция к увеличению количества типов
ремонтируемых вагонов, а также к освоению капитального ремон-
та вагонов, в основном принадлежащих предприятию.
Появились новые формы кооперации, например организация
ремонта колесных пар со сменой элементов на вагоностроитель-
ном заводе. В результате потребовалась разработка системы транс-
портировки колесных пар на дороге между депо и заводом с ис-
пользованием специально оборудованных платформ.
Производственные подразделения депо, предназначенные для
технического обслуживания вагонов и контейнеров, представляют
основную часть структуры депо и обеспечивают до 80 % объема ра-
бот в денежном выражении. Ниже приведена характеристика этих
структурных подразделений.
1.1.2. Пункты технического обслуживания вагонов,
специализированные на подготовке вагонов к перевозкам
По указанию МПС России с 1991 г. в технической документа-
ции используют такое же название, как и название п. I 1.2.
До 1962 г. специальная подготовка вагонов к погрузке не про-
водилась. В период 1960—1962 гг. в МПС решалась проблема со-
крашения работ по техническому обслуживанию вагонов на сор-
тировочных станциях. Была реализована идея организации спеии
альной подготовки порожних вагонов под погрузку на специали-
зированных для этой цели пунктах технического обслуживания
(ПТО), размещаемых на станциях массовой погрузки или на стан-
циях, предшествующих погрузочным районам. Таким образом,
подготовка вагонов под погрузку является плановым профилакти-
ческим техническим обслуживанием, включающим частичное
восстановление (оздоровление) кузовов. На сети дорог действуют
крупные механизированные пункты, через которые вагоны прохо-
дят в среднем через три-четыре оборота. Для технического осна-
щения этих пунктов разработано специальное технологическое
оборудование: вагоноремонтные машины, автоматизированные
системы промывки котлов цистерн, комплексы устройств для очи-
стки и промывки крытых вагонов, технологическая оснастка для
ремонта крышек люков полувагонов, бортов платформ, дверей
крытых вагонов и т.д.
Разработаны типовые проекты пунктов, основное назначение
которых заключается в подготовке порожних вагонов под погрузку
и производстве текущего отцепочного ремонта порожних вагонов
(ТР-1). Установлена специализация пунктов по типам вагонов и
категории пунктов по их производственной мощности (таблица).
Таблица
Классификация ПТО вагонов, специализированных
на подготовке к перевозкам
Специализация Среднесуточная производительность 4-осных вагонов по категориям
1. Механизированные пункты подго- товки полувагонов и платформ Более 500 300-500 100 300
2. Пункты комплексной подготовки крытых и изотермических вагонов Более 100 50-100 до 50
3. Промывочно-пропарочные предприятия и пункты подготовки цистерн Более 500 300-500 до 300
В соответствии с Правилами технической эксплуатации (ПТЭ)
железных дорог РФ запрещается полача пол погрузку грузов или по-
садку пассажиров вагонов без предъявления их к техническому об-
служиванию На станциях, где нет пунктов технического об-
служивания, порожние вагоны, подаваемые под погрузку, должны
быть осмотрены, а в необходимых случаях отремонтированы на
ближайшем ПТО, расположенном перед станцией погрузки. Ана-
логично выполняют техническое обслуживание вагонов под сдво-
енные операции (выгрузка—погрузка)
Перечень пунктов, которые готовят вагоны для станций погру-
зочных районов, утверждается руководством дороги. Выбор стан-
ций для размещения пунктов технического обслуживания, готовя-
ших вагоны к перевозкам, и определение их специализации и ка-
тегорий производят в пределах каждой дороги из расчета обеспе-
чения установленного плана погрузки вагонов на дороге. При
выборе станций для размещения пунктов учитывают, что эконо-
мическая эффективность подготовки вагонов к перевозкам воз-
растает, а качество подготовки улучшается при концентрации под-
готовки на небольшом количестве сравнительно крупных пунктов
Пункты, размещенные на станциях массовой погрузки и крупных
узловых станциях, готовят, как правило, вагоны также для проме-
жуточных станций, прикрепленных к этому пункту
Пункты, размещенные на станции, предшествующей погрузоч-
ному району, готовят вагоны для промежуточных станций, при-
крепленных к этому пункту участков обслуживания. При этом
учитываются напрааления порожних вагонопотоков.
Схема размещения пунктов технического обслуживания, спе-
циализированных на подготовке вагонов к перевозкам, и участков
обслуживания, прикрепленных к этим пунктам, приведена на
рис. 1.1. Такая схема практически исключает подачу порожних ва-
гонов под погрузку без подготовки, за исключением сдвоенных
операций В этих случаях осмотр под погрузку выполняют выезд-
ные осмотрщики вагонов.
Количество путей, находящихся в распоряжении пункта, зави-
сит от суточной программы подготовки: 100—400 вагонов — 2 пу
ти; 400—1000 вагонов — 3 пути; 1000—1500 вагонов — 4 пути.
Рис. 1.1 Схема размещения пунктов, готовящих вагоны к перевозкам в грани-
цах участков обслуживания депо:
О — сортировочные станции, на которых размещены пункты;
о — промежуточные станции, производяшие погрузку,
----границы участков обслуживания, прикрепленных к пунктам,-
1,2,3. - условные номера пунктов,
VI, V 2 — вагонные депо;
----------границы участков вагонных депо
Исходя из особенностей типового технологического процесса
подготовки вагонов к перевозкам, пункты должны удовлетворять
основным требованиям, а именно, иметь:
— раздельные пути для технического обслуживания и текущего
ремонта;
— технические средства механизации для ремонта кузовов ва
гонов;
— технические средства для проверки и текущего ремонта хо-
довых частей, тормоза и автоснепного оборудования.
1,1.3. Механизированные пункты подготовки
к перевозкам полувагонов и платформ
К наиболее распространенным относятся крупные пункты
подготовки к перевозкам полувагонов и платформ. Например, иа
станции Трудоармейская в Кузбассе расчетная среднесуточная
программа подготовки включает 1500 четырехосных полувагонов.
Особенностью подготовки к перевозкам полувагонов является
поступление их с большим количеством повреждений стоек, об-
вязки и обшивки кузова. Поэтому пункты подготовки полуваго-
нов, как правило, оборудованы вагоноремонтными машинами
портального типа УСПМ-2 (универсальная самоходная правйль-
нвя машина), типов «Курган», «Донбасс», по проекту Т-339 ПКБ
ЦВ МПС и др.
Вагоны после выгрузки должны быть очищены от остатков
груза грузополучателем. Однако это требование часто нарушается,
поэтому следует предусматривать в составе пункта тупик или спе-
циальный путь для очистки вагонов Особенно высокие требова-
ния к очистке предъявляют при подготовке вагонов пол погрузку
грузов на экспорт. В связи с необходимостью очистки имеются
экологическая и техническая проблемы уборки и захоронения или
переработки мусора.
С целью ускорения подготовки вагонов регламентирован теку-
щий отцепочный ремонт порожних вагонов при подготовке ваго-
нов к перевозкам (ТР-1) Вагоны, требующие подъемки, напри-
мер, для смены колесных пар, а также при большом объеме ремон-
та кузова отцепляют от состава, поданного для подготовки, пере-
гоняют в нерабочий парк и ремонтируют на специально
оборудованном пути. В северных районах необходимо использо-
вать для ТР-1 крытые помещения. Имеется также опыт использо-
вания ангаров для подготовки полувагонов. Например, на станции
Трудоармейская используют ангар, рассчитанный на одноеремен
ное обслуживание трех составов по 60 четырехосных полувагонов
в каждом. Ангар разделен на шесть участков, каждый из которых
оснащен средствами механизации. На каждом участке может
работать отдельная бригада, так что техническое обслуживание
производится в нескольких частях состава одновременно.
На крупных пунктах предусмотрена сортировка полувагонов,
поступивших для подготовки, с пропуском через сортировочные
горки или полугорки. В этом случае вагоны при осмотре в парке
прибытия сортируют в три группы: требующие очистки, нуждаю-
щиеся в TP1 и пригодные для технического обслуживания и под
готовки. В процессе роспуска состава вагоны каждой группы на-
правляют на специализированный путь пункта.
Перечень неисправностей, при наличии которых вагоны по-
ступают в текущий отцепочный ремонт, устанавливают местным
технологическим процессом в зависимости от местных условий.
В последнее время наблюдается обшая тенденция к расширению
этого перечня, при отцепочном ремонте улучшаются условия тру-
да, повышаются производительность и качество за счет механиза-
ции производственных процессов.
Пункт подготовки первой категории (см. таблицу) представля-
ет парк станции, включающий пять-семь путей, специализирован-
ных по видам работ (рис. 1.2).
Как правило, тип парка сквозной, те. общее направление дви-
жения вагонов — в одну сторону.
Вагоны, требующие очистки, по схеме работы станции целесо-
образно после очистки возвращать в парк приема и затем распус-
кать через горку. На пункте имеется тупик или специальный путь
для хранения колесных пар и тележек. Вагоноремонтные машины
размещены в помещении для ТР-1, но могут располагаться и на
путях Подготовки. Для использования вагоноремонтных машин
необходимы широкие междупутья (6000 мм), т.к. эти машины пе-
редвигаются по собственной рельсовой колее шириной 4500 мм
Пути пункта, специализированные для подготовки вагонов соста-
вами или группами, оборудованы централизованной системой ог-
раждения, а со стороны горки должны иметь запорные брусья и
сбрасывающие башмаки.
В состав пункта входят служебно-бытовые помещения. На
крупных пунктах устроены ремонтные отделения (мастерские):
ремонта крышек люков, сварочное, кузнечное, слесарно-механи-
ческое. К крупным пунктам целесообразно также привязывать
специальные плошадки разделки вагонов в металлолом.
Пункты подготовки первой категории потребляют большое ко-
личество сжатого воздуха Поэтому в ряде случаев, в особенности
при большом удалении пункта от других подразделений вагонного
депо, целесообразно иметь собственную компрессорную станцию.
На крупных сортировочных станциях обычно имеются объединен-
ные компрессорные станции, обеспечивающие снабжение сжатым
воздухом горочные замедлители, устройства для очистки стрелок
от снега, эксплуатационные подразделения локомотивного и ва-
гонного хозяйств.
Рис. 1.2. Схема механизированного пункта первой категории для подготовки
полувагонов и платформ:
пути: I — парка приема, 2 — используемый совместно ПТО и станцией; 4— тех-
нического обслуживания; 5— узкоколейные для ремонтных агрегатов; 9— очист-
ки вагонов; 12 — козлового крана; 13 - разделки вагонов в металлолом; 14
вытяжки; 16 вагоноремонтных машин; /7— погрузки и выгрузки запасных час-
тей и материалов; 18 хранения колесных пар: 21 — TP 1; 22 — самоходного ре
монтного агрегата:
устройства: 4 — сигналы (светофоры) ограждения; 6 — переговорная колонка;
7— самоходный ремонтный агрегат; 8— воздухопровод с колонками централизо
ванного опробования тормозов; 9 — стационарный электродомкрат; 11 — козло-
вой кран; 13 — полугорка: 75 — мостовой кран: 19 домкраты; 20— вагоноре-
монтная машина:
здания: 10 — площадка разделки вагонов в металлолом; 23 ремонтные отделе-
ния: 24 — бытовые помещения. 25 помещение оператора, 26 ангар
Вагоны с повреждениями кузова, требующие сварочных работ,
лучше всего направлять для ремонта в крытое помещение, т.к. в
процессе ремонта на открытых путях не обеспечивается необходи-
мое качество работ. Поэтому в ангаре (см. рис. 1.2) размещают сва-
рочное оборудование и предусматривают сварочные линии вдоль
помещения по обе стороны ремонтных путей.
Помещение для текущего ремонта вагонов должно быть обору-
довано мостовым краном грузоподъемностью 5 т. Пути для хране-
ния колесных пар оборудуют козловым краном грузоподъемно-
стью 2 т, а площадку для разделки вагонов в металлолом — козло-
вым краном грузоподъемностью 5 т.
Пункты второй и третьей категорий включают два-три пути, в
том числе путь, участок пути или тупик для текущего ремонта ва-
гонов (рис. 1.3).
Пункты подготовки к перевозкам полувагонов и платформ, в
особенности размешенные на крупных узловых станциях вблизи
больших городов, должны готовить под погрузку вагоны других
типов, т.е. специализация пункта определяется по преобладающим
типам вагонов.
Модернизация полувагонов с заменой деревянной обшивки на
металлическую вносит существенные изменения в техническое ос-
нащение пунктов подготовки полувагонов к перевозкам Исклю-
Рис.1.3. Схема пункта третьей категории для подготовки к перевозкам полу-
вагонов и платформ
пути: I — совместно используемый со станцией; 2 — технического обслуживания
вагонов; 3 — узкоколейный для транспортировки запасных частей и материалов;
9— вагоноремонтной машины и козлового крана; 12 текущего отделочного ре-
монта вагонов; 13— хранения колесных пар;
устройства: 4 - самоходный агрегат; 5 переговорная колонка; 6 воздухопро-
воде разборными колонками; 8 — вагоноремонтная машина. 10— козловой кран;
II — стационарный электрический домкрат; 15 электросварочная линия; 16 —
сигналы ограждения;
здания: 7— компрессорная; 14— производственные и бытовые помещения
чается из технологического процесса большой объем работ по за-
мене неисправной и постановке недостающей обшивки. Практиче-
ски истребуется деревообрабатывающего оборудования и складов
лесоматериалов.
В связи с завершением перевода вагонов на роликовые под
шипники практически отпадает необходимость использования са-
моходных ремонтных агрегатов, передвигающихся по узкоколей-
ным дорожкам на междупутьях.
1.1.4. Пункты комплексной подготовки к перевозкам
крытых и изотермических вагонов
Пункты технического обслуживания и подготовки крытых ва-
гонов к перевозкам по принципу организации производства разде-
ляют на следующие виды:
депо или производственные участки депо, специализирован
ные на подготовке крытых вагонов;
— стационарные пункты;
— временные пункты (на период сезонных перевозок);
— передвижные пункты (промывочно-ремонтные поезда).
Депо по подготовке крытых вагонов к перевозкам является
самостоятельным специализированным предприятием, например
депо Березники-сортировочные Свердловской дороги. Главный
корпус депо включает производственный участок подготовки ва
гонов, размещенный в крытом помещении, участок текущего от-
делочного ремонта вагонов, участки и отделения: ремонтно-комп-
лектовочный, деревообделочный, колесных пар и др
Пункты подготовки крытых и изотермических вагонов должны
быть привязаны к дезинфекционно-промывочным станциям, ко-
торые находятся в ведении грузовой службы и предназначены для
дезинфекции вагонов после перевозки больных животных и жив-
сырья от больных животных
По характеру загрязнения вагонов перевозимые в них грузы
делят на группы: незагря зияющие (сахар, мука, текстиль итд),
строительные материалы (алебастр, известь, химикаты и т.д.), жи-
вотные и сырье животного происхождения. Последняя группа де-
лится на три категории: здоровые животные, больные нестойкими
возбудителями, больные споровыми возбудителями. Очистку ва-
гонов первой, второй и первой категорий третьей группы разреша-
ется производить на пунктах подготовки вагонов, второй и третьей
категорий — на дезинфекционно-промывочных станциях. Вид об-
работки определяет ветеринарно-санитарная транспортная служба,
которая выдает работникам станции назначения на обработку по
установленной форме в двух экземплярах.
Ветеринарная проверка и специальная обработка вагонов име-
ют исключительно важное значение, т.к. вагоны могут быть зара-
жены возбудителями чрезвычайно опасных болезней, например
сибирской язвы или чумы.
Схема привязки пункта подготовки крытых и изотермических
вагонов к дезинфекционно-промывочной станции построена в со
ответствии с перечнем и последовательностью операций подготов-
ки (рис. 1.4):
— наружная обмывка и проверка кузова на водонепроницаемость;
— осмотр и определение вида очистки и вида ремонта (безот-
иепочный или ТР-1);
- внутренняя сухая очистка;
— внутренняя промывка (для перевозки продуктов питания —
питьевой водой);
Рис. 1.4. Схема привязки дезинфекционно-промывочной станции к пункту
подготовки вагонов к перевозкам
зоны: а — дезинфекционно-промывочной станции, 6 — санитарно-зашитная; в —
пункта подготовки вагонов к перевозкам,
сооружения: / - санпропускник; 2 — служебные И бытовые помещения, 3 — на-
сосная станция; 4 — устройства для биологическоР очистки воды; 5 эстакады
для промывки вагонов. 6 — устройство для наружной обмывки вагонов
— сушка кузова внутри (для некоторых грузов, например саха-
ра, обязательна);
— текущий ремонт (безотиепочный или отцепочный).
В некоторых случаях дезпромстаниия и пункт подготовки ва-
гонов могут быть расположены на разных станциях.
Схема пункта первой категории приведена на рис. 1.5. Пункт
включает две поточные линии (два пути): сквозной, для про извод-
Рис 1.5. Схема пункта первой категории для комплексной подготовки кры-
тых И изотермических вагонов:
пути: 1 — отстоя колесных пар, 5 — текущего отделочного ремонта, IS — транс-
бордера; 20— технического обслуживания и безотцепочного ремонта;
сооружения: б — ангар; И — эстакады. 14- автомобильная дорога, 15 — ремонт-
ные отделения и служебно-бытовые помещения; 16 насосная станция и воло
очистные устройства; П— котельная и мусоросжигательная печь.
оборудование: 2 домкраты. 3- вагоноремонтная машина; 4 трансбордер, 7
устройство для сушки кузовов; 8 - машина для внутренней промывки кузовов;
9— мусоросборочная машина; 10 — устройства для открывания и замены дверей;
12 — установка наружной обмывки вагонов; 13 — сигналы ограждения; 19 при-
водная станция конвейера;
позиции поточной линии: ГП — наружной обмывки; П2 — осмотра, ПЗ замены
дверей; П4 — внутренней сухой очистки; П5 — внутренней промывки: Пб — суш-
ки. П7 — ремонта кузовов
ства технического обслуживания и безотцепочного ремонта ваго-
нов, и тупиковый — для ТР-1.
Вагоны перемешают по позициям поточных линий с помощью
шаговых конвейеров. Передача вагонов с основной поточной ли-
нии на линию TP-1 осуществляется с помощью напольного транс-
бордера.
Основная поточная линия имеет семь позиций. На первых
шести позициях производят наружную обмывку, очистку, промыв-
ку, сушку кузовов, замену неисправных дверей. На пункте предус-
мотрено сжигание мусора, накапливающегося при сухой очистке
вагонов. В зависимости от местных условий мусор можно утили
зировать или захоранивать по системе, действующей в городе раз-
мещения пункта. Предусмотрены устройства очистки воды:
отстойники, фильтры, баки для флотации н каогуляции.
Применяют замкнутый цикл использования технической во-
ды. Ил и примеси, удаляемые из воды при очистке, должны быть
утилизированы или захоронены в соответствии с действующими
правилами.
Вагонные депо, специализирующиеся на подготовке крытых
вагонов, имеют производственную мощность более 100 вагонов в
сутки. Представляет интерес депо, построенное на станции Тос-
но-2 Октябрьской железной дороги.
Депо состоит из комплекса основных производственных уча-
стков: деповского ремонта крытых вагонов (годовая программа
4500 вагонов); подготовки крытых вагонов к перевозкам (суточная
программа 500 вагонов); вагоноколесные мастерские (программа
ремонта колесных пар со сменой элементов — 10 тыс. в год). Все
эти участки, включая комплекс очистки воды, объединены в глав
ном корпусе. Использована простая технологическая схема подго-
товки вагонов к перевозкам, включающая три позиции внутри
здания производственного участка: сухой очистки; внутренней
промывки и сушки; текущего безотцепочного ремонта По проек-
ту депо Тосно-2 должно готовить крытые вагоны практически
для всей дороги, поэтому порожние вагоны, после выгрузки
на дороге и поступающие по регулировке порожняка, направляют
на эту станцию, а потом развозят по станциям дороги. Сухой му-
сор и ил нз устройства для очистки воды вывозят на общегород-
ские предприятия по утилизации и уничтожению отходов С.-Пе-
тербурга.
Пункты подготовки крытых вагонов к перевозкам осиашены,
в основном, нестандартным технологическим оборудованием.
1.1.5. Промывочно-пропарочные предприятия
Промывочно-пропарочные предприятия предназначены для
массовой подготовки цистерн к наливу нефтепродуктов н для про-
изводства их текущего ремонта, а также для подготовки цистерн к
плановому ремонту. Эти предприятия размещают в районах добы-
чи нефти, в местах расположения нефтеперерабатывающих пред-
приятий, в пунктах перевалки наливных грузов с трубопроводного
и водного транспорта на железнодорожный.
Большое количество различных типов цистерн для перевозки
грузов широкой номенклатуры (кислот, химических продуктов, пи-
щевых продуктов, сжатых и сжиженных газов) готовят под погруз-
ку предприятия-грузоотправителя. Основная масса специальных
цистерн является собственностью промышленных предприятий.
Промывочно-пропарочные предприятия МПС по форме орга-
низации производства разделяют на три вида: станции, пункты и
механизированные поезда
Пром ывочно-пропарочная станция (ППС) представляет собой
железнодорожную станцию, специализированную на подготовке
цистерн к перевозкам. Промывочно-пропарочный пункт занимает
один из парков или часть путей станции. Промывочно-пропароч-
ные поезда используют как временные предприятия.
Технология работы ППС достаточно сложна и требует взаимо-
действия работников ряда служб: перевозок, грузовой, вагонного
хозяйства, а также представителей грузоотправителя Поэтому ра
бота регламентирована единым (обшим) типовым технологиче-
ским процессом МПС.
Схема пункта подготовки цистерн построена с учетом выделе-
ния подготовки цистерн из-под этилированного бензина и битум-
ных вагонов в отдельные производственные участки Перечень
оборудования и его размещение определяются перечнем операций
по подготовке цистерн:
— зачистка — удаление остатков грузов;
— пропарка — обработка паром;
— промывка;
— дегазация и сушка;
— протирка;
— проверка на взрывобезопасность;
— заправка клапанов сливных приборов;
— наружная очистка котлов (при подготовке в плановый ремонт);
— текущий безотцепочный и отцепочный ремонт цистерн.
Оборудование ППС должно обеспечивать качественное вы-
полнение подготовки цистерн в соответствии с ГОСТ 1510—76
«Нефть и нефтепродукты» и очистку воды в соответствии с требо-
ваниями правил охраны окружающей среды. Схема ППС приведе-
на на рис. 1.6.
Рис. 1.6. Схема промывочно-пропарочной станции.
пути: I — для подготовки битумных полувагонов. 12 — обработки цистерн из-под
этилированного бензина; 13 наружной обмывки цистерн; 14 — текущего ре-
монта. /5 открытой эстакады; 16— закрытой эстакады;
сооружения и оборудование: 2 — камера тепловой обработки бункеров; 3 - козловые
краны; 4 — эстакады; 5 — помещение крытой эстакады. 6 - служебно-бытовые
помещения; 7 — компрессорная и вакуум-станиия: Ч — устройства очистки воды.
9—теплопункт; 10— насосная станция; // — ангар для наружной обмывки цистерн
Станция, на которой размещен пункт, должна иметь парки
приема, отправления и сортировочный или совмещенные парки.
Часть цистерн (30—35 %) не требуют подготовки, даже зачистки, и
после предварительного осмотра не полаются на ППС; 25—30 %
требуют холодной и 25—30 % горячей обработки, поэтому станция
должна быть приспособлена для выполнения большого объема ма-
невровых работ.
Основным оборудованием ППС являются эстакады, обычно
двухсторонние, открытые и крытые (в помещениях). Эстакада
представляет платформу, поднятую на высоту 3400 мм над уровнем
головок рельсов, с которой производят все операции по очистке,
промывке и пропарке котлов цистерн.
Промывочно-пропарочные станции имеют обширное и слож-
ное хозяйство для обеспечения технологических процессов подго-
товки цистерн под нвлив:
— теплопункты или котельные для производства пара и горячей
воды (расход на одну цистерну: пара от 50 до 480 кг, воды 12 №);
— компрессорные станции (расход воздуха в свободном объеме
для дегазации одной цистерны до 2400 м1);
— тепловые камеры для очистки битумных полувагонов;
— вакуумные станнин;
— устройства для очистки воды;
— камеры для наружной обмывки вагонов;
— площадки для ремонта бункеров битумных полувагонов;
— химические лаборатории;
— пути текущего отцепочного ремонта вагонов (TP-1).
1.1.6. Пункты технического обслуживания вагонов
на сортировочных станциях, механизированные пункты
и специализированные пути текущего ремонта вагонов
Пункты технического обслуживания вагонов (ПТО) размещают
на узловых сортировочных станциях, а гарантийные участки, на
которых ПТО несут ответственность за безаварийное проследова-
ние поездов, устанавливают между станциями размещения ПТО.
Схема ПТО связана со схемой сортировочной станции. Су-
ществуют следующие основные типы сортировочных станций:
— двухсторонние с раздельными парками приема, сортировоч
нымн, отправления и транзитными;
— двухсторонние с раздельными парками без транзитных парков;
— с совмещенными парками сортировочным и отправления,
— без раздельных парков.
На станциях с раздельными парками имеется обычно два ПТО
с четной и нечетной системами (рис 1.7).
Парки приема, отправления и транзитные оснащены оборудо-
ванием для технического обслуживания вагонов. Устройства ва-
гонного хозяйства в парках каждой системы входят в один пункт:
нечетный или четный, т.К. связаны общей технологией работы
сортировочной станции.
В парках приема, отправления и транзитных имеются помеще-
ния служебно-бытовые, операторов ПТО, отдыха и обогрева бри-
гад, а в парках отправления и транзитных — мастерские,
инструментальные отделения, включая помещения для зарядки
аккумуляторов фонарей и носимых радиостанций. Должны быть
предусмотрены помещения для приема пиши, гардеробные, су-
шилки, души, туалеты Поперек парков, обычно в горловинах,
устраивают служебные переходы с твердым покрытием.
Рис 1.7. Схема двухсторонней сортировочной станции с размещением пунк-
тов технического обслуживания вагонов:
парки: ПП — приема. ПС — сортировочные. По — отправления, ПТ — транзитные,
МГТРВ механизированный пункт текущего ремонта вагонов, ПТО — помеще-
ния пунктов технического обслуживания вагонов (цифрой 1 обозначены парки и
помещения ПТО нечетной системы, цифрой 2 — четной)
Техническое оснащение парка приема и парка отправления,
необходимое для технического обслуживания вагонов, приведено
на рис. 1.8 и 1.9 соответственно.
Практически все крупные ПТО осиащены централизованны
ми системами ограждения поездов и автоматизированными систе-
мами опробования тормозов. В парках отправления, транзитных и
объединенных сохранились устройства, потерявшие назначение
после перевода вагонов на роликовые подшипники: узкоколейные
дорожки с ремонтными агрегатами, маслопроводы с разборными
колонками, а также тоннели для транспортировки запасных
частей и материалов (сейчас транспортировка осуществляется с
помощью автодрезин и мотовозов).
Рис. I 8. Схема технического оснащен ия парка приема сортировочной станции:
1 — прожекторы; 2 — помещение осмотрщика для осмотра прибывающих поез-
дов; 3 - колонки переговорно-оповестительной связи; 4 - сигналы ограждения;
5 — помещения для бригад, 6 — помещение оператора
Из сортировочного
варка
От компрессорной
станции
Рис. 1.9. Схема технического оснащения парка отправления сортировочной
станции:
помещения: 2 — обогрева и отдыха бригад, 5 оператора, 6 — служебно-бытовые;
устройства: I - сигналы ограждения; 3 колонки автоматизированной системы
опробования тормозов, 4 — служебные переходы; 7 — колонки оповестительно-пе-
реговорной связи
В состав ПТО включены также посты диагностики (ПД). При
этом ГШ-1 с использованием системы ДИСК — БКВЦ размешает
ся на подходах к узловой станции (до 10 км), ПД-2 с использова-
нием СГД ПТО — в горловине парка приема. Эти посты связаны с
операторами парков приема непосредственно или через системы
ДИСК-Ц (Инфотекст, СТК ПС, РИСК-Т и др.). На станциях, обо-
рудованных АСУ ПТО, в состав ПТО входит система АСУ ПТО,
связывающая операторов ПТО с вычислительным центром
станции ( ВЦ СС).
Механизированные пункты текущего ремонта вагонов (МПРВ)
и специализированные пути текущего ремонта вагонов размещают
на внутренних путях сортировочных парков (см. рис. 1.7) в каждой
системе или в одной из систем В последнем случае передача ваго-
нов из системы в систему осуществляется угловыми потоками ва-
гонов МПРВ включает обычно один-два пути. Дополнительно
может быть специализированный путь, в основном, для ремонта
автосцепного оборудования. Схема МПРВ приведена на рис. 1.10.
Рис. 1 10. Схема механизированного пункта текущего ремонта вагонов:
пути 9 механизированного пункта; 7 - специализированный; 6 — хранения
колесных пар и тележек; 5 — козлового крана. 12 вагоноремонтной машины;
3 — ремонта тележек,
сооружения: 13 — крытое помещение для ремонта вагонов (ангар); 10 ремонт-
ные отделения и служебно-бытовые помещения;
оборудование: I — тяговая станция конвейера, 2 — домкраты. 4 — комовой кран;
8 — запорный брус и сбрасывающий башмак; 11 — вагоноремонтная машина;
14 — мостовой кран
Вагоны, требующие текущего ремонта (ТР-2), направляют на
пути МПРВ в одном направлении через сортировочную горку.
МПРВ обычно являются самостоятельными подразделениями ва-
гонного депо.
На небольших сортировочных станциях, где нет МПРВ, теку-
щий ремонт вагонов с подъемкой (ТР-2) производят, как правило,
на специальных путях на территории главного корпуса вагонного
депо, рядом с вагоносборочным участком, или на ремонтных пу-
тях перед вагоносборочным участком. На станции может быть вы-
делен дополнительно специализированный путь для производства
ТР-2 без подъемки.
1.1.7. Пункты контрольно-технического обслуживания
вагонов, посты опробования тормозов, контрольные посты
и пункты технической передачи вагонов
Пункты контрольно-технического обслуживания вагонов (ПКТО)
размещают на технических станциях (сортировочных и участко-
вых), гае производится смена локомотива, а также на станциях,
предшествующих затяжным спускам, где предусмотрена останов-
ка поездов по техническим причинам (по перечню, устанавливае-
мому начальником дороги). Основной задачей ПКТО является
выявление и устранение неисправностей, угрожающих безопас-
ности движения поездов, а на станциях перед затяжными спуска-
ми — полное опробование тормозов с выдержкой в заторможен
ном состоянии. В состав ПКТО включают путь или тупик, обору-
дованный для производства текущего ремонта вагонов (ТР-2).
Схема технического оснащения П КТО приведена на рис 1.11.
Некоторые ПКТО размещены на станциях, где имеется вагон
ное депо, поэтому их схема построена с учетом наличия на стан-
ции вагонного депо ПКТО обычно оснащены диагностическими
устройствами ДИСК— БКВЦ.
Посты опробования тормозов (ПОТ) размешены на участках
обращения локомотивов длиной более 600 км на одной из стан-
ций, где производится смена локомотивных бригад, но нет ПТО.
Назначение — полное опробование тормозов от локомотива и вы-
дача справки о тормозах ф. ВУ-45. Производится также контроль-
ный осмотр вагонов.
Рис 1 It. Схема технического оснащения пункта контрольно-технического
обслуживания вагонов
/ — стеллажи для запасных частей, 2 мание ПТО (служебно-бытовые помеще-
ния); 3 — домкраты; 4 — козловой кран; 5 — путь для хранения колесных пар;
6— тупик для ТР-2; 7- колонки переговорно-оповестительной связи; S про-
жекторы; 9— помещение для обогрева и отдыха бригад
Схема технического оснащения ПОТ аналогична схеме ПКТО.
Контрольные посты (КП) предназначены для выявления в дви-
жущихся поездах неисправностей вагонов, угрожающих безопас-
ности движения поездов. Контрольные посты размешены на про-
межуточных станциях грузе напряженных участков через 25—35 км
и оснашены аппаратурой ДИСК БКВЦ. После перевода вагонов
на роликовые подшипники роль, назначение и практика исполь-
зования КП существенно изменились. Большинство КП работает
в режиме ожидания редких событий, выявляя единичные случаи
появления опасных дефектов в течение года. Поэтому наблюдает-
ся тенденция объединения контрольных постов в автоматизиро-
ванные системы, используя возможности подсистемы ДИСК Ц
(системы РИСК-Т, АСК ПС, Инфотекст). В этих системах аппара-
тура КП соединена с центральным постом на узловой сортировоч-
ной станции, а на станциях размещения КП нет работников
вагонного хозяйства.
Пункты технической передачи вагонов (ПТП) размешают на
станциях примыкания подъездных путей крупных промышленных
предприятий. Основное их назначение — контроль за техническим
состоянием вагонов после погрузки и выгрузки для обеспечения
сохранности вагонного парка. По объему работы ПТП подразделя-
ют на четыре категории: 1-я — передача более 1000 вагонов в сутки;
2-я - от 500 до 1000; 3-я — от 300 до 500; 4 я — от 50 до 300
1.1.8. Пункты экипировки рефрижераторного
подвижного состава
Основные пункты экипировки рефрижераторного подвижного
состава (РПС) предназначены для обеспечения РПС всеми вида-
ми экипировочных материалов и размещаются в депо приписки
РПС и на узловых сортировочных станциях. Основной пункт дол
жен иметь два пути длиной 400—500 м (рис. 1.12).
Вспомогательные пункты экипировки РПС располагаются иа
сортировочных станциях через 2—2,5тыс км и обеспечивают реф-
рижераторные секции только дизельным топливом, смазочными
маслами и водой. На станциях РПС размещают на крайних (боко-
вых) путях парков отправления ияи транзитных. Схема пункта
аналогична схеме основных пунктов
Пункты технического обслуживания автономных рефрижера-
торных вагонов (АРВ) предназначены для технического обслужи
Рис. 1.12. Схема основного пункта экипировки РПС:
I — резервуары для дизельного топлива (марок ДЛ. ДЗ. ДС, ДА), 2 — сливной ту-
пик: 3 — баки для смазочных масел; 4 — служебно-бытовые помещения; 5 —
склад баллонов хладона. 6 склад угля и дров; 7 — колонки для дизельного топ-
лива и воды. 8— насосная станойл. О— экипировочные пути
Рис. 1.13. Схема контрольного ПТО АРВ:
1 — путь для обслуживания АРВ, 2 — склад баллонов с хладоном; 3 — гараж. 4
склад горючесмазочных материалов. 5 — служебные помещения и ремонтные
отделения; 6—эстакада; 7—дорожка с твердым покрытием
вания машинного оборудования АРВ. Различают пункты: основ
ные (производят все виды укрупненного технического обслужива-
ния — УТО и технического обслуживания — ТО); укрупненные
(УТО-1 и все виды ТО); контрольные (все виды ТО). ПТО АРв
размещаются в пределах полигона эксплуатации АРВ и находятся
в ведении ближайшего вагонного депо (рефрижераторного или
грузового).
Схема контрольного ПТО АРВ приведена на рис. 1 13.
Пункт размешен на крайнем (боковом) пути сортировочного
парка станции и включает эстакаду и порожку с твердым покрытием
на междупутьи для движения электрокаров и электропогрузчиков.
Укрупненные и основные ПТО АРВ оснащены козловыми
кранами для выемки из вагонов машинного оборудования. Для
технического обслуживания АРВ на прикрепленных к пункту
станциях, где производят погрузку или выгрузку. ПТО АРВ дол-
жен иметь автомашины-мастерские.
1.1.9. Пункты технического обслуживания контейнеров.
Пункты перестановки и обмена вагонов
Пункты технического обслуживания контейнеров размешают
на территории контейнерных терминалов и плошадок (рис. 1.14)
непосредственно в зоне обслуживания козлового или мостового
крана терминала. Осмотр контейнеров при подготовке к перевоз-
кам производят по месту предъявления, а контейнеры, требующие
Рис. 1.14. Схема размещения ПТО контейнеров на терминале-
7 — автомобильная дорога, 2 — пути терминала; 3 — служебные помещения и ре-
монтные отделения ПТО (слесарно-механическое, столярное, сварочное); 4 -
площадка текущего непланового ремонта контейнеров; 5 — площадка для контей-
неров; б — путь козлового крана; 7— козловой кран
текущего непланового ремонта, подают краном терминала на
специально оборудованное место.
Пункты перестановки и обмена вагонов размешены на погра-
ничных станциях сопредельных государств и предназначены для
перестановки вагонов на другую колею (1435 мм). Обменные
пункты на пограничных станциях с Монголией и Финляндией пе-
рестановки на другую колею не требуют.
Пункты перестановки имеют перестановочный путь (ширина
колеи 1508 мм) и путевое развитие для отстоя тележек с колесны-
ми парами для колеи 1435 и 1520 мм, а также оснащены домкрата-
ми для подъемки вагонов и мощными кранами.
1.2. Материальная база пассажирского
вагоииого хозяйства
Пассажирское вагонное хозяйство должно обеспечить пасса-
жирские перевозки достаточным количеством исправного подвиж-
ного состава, создать в пути комфортные условия пассажирам и
гарантировать их безопасность. Для этого, согласно действующим
инструкциям, выполняют работы по техническому обслуживанию
и ремонту (ТО и Р). В инфраструктуру пассажирского вагонного
хозяйства входят предприятия, производственные участки, желез-
нодорожные станции, а также железнодорожные пути и станцион-
ные парки, на которых выполняют работы по ТО и Р (по подготов-
ке составов в рейс, техническому обслуживанию, плановому и те-
кущему ремонту, экипировке и пр.). В инфраструктуру также вхо-
дят существующие средства механизации и автоматизации
производственных процессов, оборудование станций и линейных
предприятий, их персонал и технологии работ.
Можно выделить следующие наиболее крупные элементы
инфраструктуры пассажирского вагонного хозяйства:
— ремонтно-экипировочные депо и ремонтно-экипировочные
парки, на которых выполняют лишь основные работы по техниче-
скому обслуживанию;
— специализированные пункты единой технической равизии,
пункты технического обслуживания и текущего отцепочного ре-
монта;
— базы технического обслуживания резервных пассажирских
вагонов;
— вагонные депо по ремонту пассажирских вагонов;
— вагоноремонтные заводы;
- дирекция по обслуживанию пассажиров и т.д.
Все перечисленные предприятия вагонного хозяйства в соот-
ветствии с особенностями выполняемых работ, а также местными
условиями работы имеют определенную структуру, устройство,
персонал и технологии работ. Основные работы по ТО и Р выпол-
няются на пассажирских технических станциях или технических
путях пассажирской станции. Для экипировки, проведения ре-
монтных работ и санитарной обработки составов на станциях
необходимо иметь вагоноремонтные и экипировочные депо с ре-
монтными и заготовительными цехами, ПТО, стационарные или
передвижные вагономоечные машины, устройства для газовой
дезинфекции и дезинсекции вагонов, системы водоснабжения,
склады топлива, прачечный комбинат, цех обслуживания пасса-
жиров
Рассмотрим некоторые предприятия, образующие инфраструк-
туру пассажирского вагонного хозяйства.
1.2.1. Пассажирские технические станции
При перевозках собственник подвижного состава должен га-
рантировать безопасность пассажиров и создать необходимые ус-
ловия комфорта. Собственник может выполнять работы по подго-
товке вагонов к перевозкам своими силами или заказывать работы
другим предприятиям, даже не входящим в структуру МПС. Одна-
ко в любом случае для выполнения всего комплекса работ необхо-
димы специальные пути и устройства, расположенные вблизи пас-
сажирской станции.
Для комплексной подготовки пассажирских вагонов и соста-
вов в рейс предназначены пассажирские технические станнин,
которые должны иметь устройства н сооружения, необходимые
для обработки составов, а также выполнения технического обслу-
живания (осмотра, ремонта н экипировки). К операциям обработки
относятся формирование и переформирование поезда, прицепка
или отцепка вагонов.
Пассажирскими техническими станциями называют специаль-
ные одно- или многопарковые станции, оборудованные для под
готовки пассажирских составов в рейс. Существующие на сети же-
лезных дорог пассажирские технические станции должны обеспе-
чивать проведение следующих операций:
— беспрепятственный прием составов с пассажирской станции;
— формирование составов по утвержденным схемам;
— осмотр и ремонт вагонов (в рамках технического обслу-
живания), включая ходовые части, раму, кузов, тормозное обору-
дование, ударно-тяговые приборы, переходные площадки, внут-
реннее оборудование, электро-, радиооборудование, системы во
доснабжения, отопления, установки кондиционирования воздуха
и другое оборудование:
— экипировку вагонов водой, углем и тд.;
— внешнюю обмывку вагонов;
— отопление составов в зимнее время;
— подачу (своевременную) составов под посадку и др.
В зависимости от объемов работы пассажирские технические
станции делятся на крупные, средние и малые (так называемые
технические парки). Крупные станции (как правило, многопарко-
вые) обслуживают более 30 составов в сутки, из них 5 составов
своего формирования; средние (как правило, однопарковые) — от
10 до 30 составов в сутки, из которых до 5 составов своего форми-
рования; малые станции — до 10 составов в сутки, из которых
один состав своего формирования. На малых пассажирских стан-
циях, обслуживающих 5—6 составов в сутки, а также некоторых
крупных железнодорожных узлах, не имеющих пассажирских тех-
нических станций, подготовку составов в рейс выполняют в тех-
ническом парке.
Надо отметить, что на однопарковых технических станциях все
ремонтно-экипировочные работы выполняют в техническом пар-
ке, а в многопарковых, как правило, в ремонтно-экипировочном
депо (РЭД) или ремонтно-экипировочном парке.
Для многопарковых, пассажирских технических станций по
отношению к паркам приема и отправления существуют две прин-
ципиальные схемы ремонтно-экипировочных устройств с разме-
щением:
- последовательным (рис. 1.15);
— параллельным (рис. 1.16).
Схема с последовательным размещением экипировочных уст-
ройств является наиболее рациональной по сравнению с другими,
поскольку последовательное размещение парков обеспечивает
возможность поточной обработки составов (аналогично поточно-
конвейерным линиям) (рис. 1.17).
Надо отметить, что на пассажирской технической станции с
ремонтно-экипировочным депо обязательно должны выделяться
пути для санитарной уборки и снабжения составов водой и углем.
В ремонтно-экипировочном парке эти работы выполняют на од
них и тех же путях.
Технология работы технической станции тесно связана с рабо-
той пассажирской и зависит от взаимного расположения парков
Существует несколько вариантов размещения технической стан
ции (2) по отношению к пассажирской (/) (рис. 1.18):
— между главными путями (рис. 1.18. а);
— в стороне от главных путей (рис I 18, б);
— с внешней стороны, с путепроводной развязкой (рис 1.18, в);
Рис 1 15. Схемы последовательных многопарковых станций с последователь-
ным размещением ремонтно-экипировочных устройств по отношению к пар-
кам приема и отправления (о) и к парку отправления (б)
/ — парк отправления; 2— парк отстоя местных и пригородных составов и ретерв-
ных вагонов; 3 — технический парк с ремонтно-экипировочным депо; 4 — вагон-
ное депо; 5— парк прибытия; 6— цех обмывки вагонов (вагономоечная машина)
— с внешней стороны главных путей со стороны отправления
(прибытия) поездов (рис. 1.18, г);
— параллельно перронным путям (рис. 1.18, д).
Наиболее рациональной является схема, при которой пасса-
жирская техническая станция находится между главными путями
и имеет последовательное расположение ремонтно-экипировоч-
ных устройств по отношению к паркам приема и отправления
(рис. 1.19):
— пути отстоя пригородных поездов (/);
— пути (парк) отправления готовых составов на пассажирскую
станцию (2);
— пути (парк) отстоя резервных вагонов (5);
— пути (парк) приема составов с пассажирской станции (4);
— пути (парк) отстоя резервных составов и вагонов (5);
Рис 1.16 Схемы параллельных многопарковых станций с параллельным
размещением ремонтно-экипировочных устройств по отношению к паркам
прибытия и отправления (fl) и к парку отправления (6):
I — парк отправления, 2— парк отстоя местных и пригородных составов и резерв-
ных вагонов; J — технический парк с ремонтно-экипировочным депо; 4 — ваГви-
нее депо; 5— парк прибытия: 6 - цех обмывки вагонов (вагономоечная машина)
— пути формирования составов в соответствии с утвержденны
ми схемами (б);
— пути (пункт) технического обслуживания и экипировки поч
товых и багажных вагонов (7У,
— пути (пункт) технического обслуживания и экипировки ва
гонов-ресторанов (Я).
Кроме того, на пассажирской технической станции располага-
ются следующие сооружения (см. рис. 1.19):
— пункт дезинфекционной обработки вагонов (9);
— канализационный приемник (10)-,
Рис. 1.17. Схема последовательности обработки составов на пассажирской
технической станции:
/ — парк отстоя готовых поездов; 2 — дезинфекционный ангар; 3 — ремонтное де-
по для выполнения плановых ремонтов. 4 — экипировочное депо, 5 — вагоно-
моечная машина; 6 — парк приема (штя наружного и внутреннего технического
осмотра, санитарной уборки, снабжения состава топливом>; 7 — склад; 8 — парк
приема и отправления
— вагономоечная машина с сушильной камерой (1Г);
— ремонтно-экипировочное депо (12);
— производственно-административное и бытовые помеще-
ния (13);
— цех текущего отцепочного ремонта, домкраты, склад дета-
лей (14);
— участок механизированной загрузки угля (15);
— угольный склад (16);
— мусоросборники (17);
— рампы для выгрузки постельных принадлежностей (18);
— прачечная (19).
Для выполнения всего комплекса работ по ТО пассажирских
составов на станции увеличены расстояния между осями путей:
— в парке приема — 8,6 и 5,3 м (поочередно);
— в парке технического обслуживания — 8,8 м;
— в парке отстоя резервных вагонов — 5,3 м;
— на путях обмывки вагонов при стационарных установках —
7,0 м, передвижных — 7,5 м.
Рис. 1.18. Схемы взаимного расположения пассажирской и технической
станций
Рис. 1.19. Базовая схема пассажирской технической станции
Работа пассажирской технической станции осуществляется в
соответствии с разработанным и утвержденным графиком, который
должен быть согласован с графиком движения поездов и работой
на пассажирской станции и ежегодно корректируется. Дежурный
по станции или маневровый диспетчер организует работу маневро-
вых локомотивов, обеспечивает исполнение графика работы пасса
жирской технической станции, ритмичную работу экипировочных
участков и ремонтных цехов. В работах по формированию поездов
участвуют машинисты маневровых локомотивов, составители по-
ездов (работающие в паре с машинистом), дежурные по стрелоч-
ным постам, дежурные по паркам. Упрощенный график работы
пассажирской технической станции представлен на рис. 1.20.
На большинстве зарубежных пассажирских технических стан
ииях все ремонтные и экипировочные работы сосредоточены
водном парке. Экипировочные работы выполняются на открытых
путях; при этом междупутья, как правило, бетонируют. Это во мно-
гом объясняется меньшей длиной обращающихся поездов С раз-
витием сети высокоскоростных сообщений изменяются техноло-
гии технического обслуживания. Прежде всего, это связано с по-
вышенными требованиями к безопасности при высоких скоростях
движения. Подготовка высокоскоростных поездов происходит в
специальных депо (цехах) на конечных станциях Поезда практи-
чески не нуждаются в осмотре технического состояния, поскольку
в конструкции вагонов предусмотрена бортовая сеть диагностики
технического состояния всех узлов и агрегатов, от колесных пар и
буксовых узлов до систем освещения. Бортовой компьютер фик-
сирует все сбои в системах жизнеобеспечения и безопасности,
анализирует и лает рекомендации машинисту по управлению дви-
жением поезда и передает необходимую информацию в лепо стан-
ции назначения о возникших неисправностях. При этом до при-
бытия поезда на станцию обслуживающий персонал и ремонтные
бригады информированы о необходимом объеме ремонтных работ
и имеют четкий график их проведения. Несомненно, такая систе-
ма ТО позволяет снизить затраты времени на подготовку состава к
перевозкам, уменьшить простои и повысить эффективность ис-
пользования подвижного состава. Такая технология работы «с ко-
лес» не требует парков приема и отправления поездов.
На отечественных железных дорогах наметился переход на по-
добные технологии проведения ТО- Однако на небольших стан-
циях, как правило, основные работы сосредоточены на ремонтно-
экипировочных путях пассажирской станции или в ремонтноэки
пировочиом парке пассажирской технической станции; на круп-
ных станциях — в ремонтно-экипировочных парках или в ремонт-
но-экипировочных депо.
1.2.2. Ремонтно-экипировочные парки
Для выполнения комплекса ремонтных и экипировочных ра-
бот, а также для размещения необходимого оборудования на путях
пассажирских технических станций и технических парков выделяют
специальные парки. Можно сказать, что парки приема и отправле-
ния поездов на пассажирских технических станциях предназначены
для сглаживания неравномерности прибытия (отправления) поез-
дов и являются своего рода буфером для планомерной (нормаль-
ной, равномерной) работы ремонтных и экипировочных бригад.
Основные работы по техническому обслуживанию сосредоточены
в ремонтно-экипировочных парках, ремонтно-экипировочных де-
по или на ремонтно-экипировочных путях пассажирской станции.
Строение путей и оборудование ремонтно-экипировочных парков
пассажирских технических станций практически не отличаются от
ремонтно-экипировочных путей пассажирских станций Здесь со-
средоточены основные работы по осмотру, выявлению неисправ-
ностей, текущему ремонту, выполняемому без отцепки вагонов от
состава, осмотру внутреннего и подвагонного оборудования, а также
заправка водой, топливом, проверка действия автоматических
тормозов в составе.
Устройство парков или депо должно обеспечить безопасную ра-
боту обслуживающего персонала, размещение устройств и оборудо-
вания, необходимых для ремонта и экипировки, а также свободное
передвижение транспортных средста. Для этого в парке необходимо
проложить специальные коммуникации, предусмотреть большее
расстояние междупутъев, их асфальтовое или другое покрытие, ос-
вещение в темное время суток. Количество ремонтно-экипировоч-
ных путей должно быть достаточным для размещения составов,
проходящих техническое обслуживание, и соответствовать возмож-
ностям ремонтных и экипировочных бригад. Кроме того, необходи-
мо учесть, что для постановки вагона в плановый илн текущий отце
почный ремонт, сокращения времени простоя отцепленного вагона
и своевременного возвращения его в состав рядом с ремонтно эки
пировочными путями должны быть расположены стойла текущего
отцепочного ремонта и вагонные депо.
Схема расположения путей и основных экипировочных уст-
ройств в ремонтно-экипировочном парке пассажирской техниче-
ской стан ции представлена на рис 1.21.
Рис. 1.21 Схема расположения путей и основных экипировочных устройств
ремонтно-экипировочного парка:
1 — мачта освещения: 2 — водоразборные колонки и сеть заправки водой (горячей
и холодной); 3 - тупик для газовой обработки вагонов, 4 — склад топлива, 5 — ва-
гономоечкая машина; б мусоросжигательная печь; 7 — прачечный комбинат;
8 — контора обслуживания пассажиров; 9 — бытовые помещения для персонала;
10 — пункт технического осмотра; 11 — электроремонткый цех; 12 — пневмосеть
для опробования тормозов. 13 — тупик для колесных пар; 14 — электросварочная
линия; 15 — путь электронеха, 16 — путь для подзарядки аккумуляторных батарей
вагонов-ресторанов, 17— путь для текущего отцепочного ремонта с домкратами;
18 — эяектроэарядная сеть (подзарядка аккумуляторных батарей); 19— компрес-
сорная (подача воздуха для проверки тормозов поезда). 20 - вагонное дело
Для проведения работ по осмотру и ремонту оборудования и
ходовых частей междупутья парка, как правило, необходимо иметь
асфальтовое покрытие. Кроме того, парк должен быть оборудован
системами ночного освещения, громкоговорящей и радиосвязью.
Для обеспечения безопасности при работах на некоторых станин
ях используется система автоматического ограждения составов,
исключающая возможность заезда маневрового локомотива на
путь, на котором проводятся ремонтные работы. Кроме того, на
междупутьях расположены небольшие ящики склады для разме-
щения запасных сменных элементов, прежде всего, необходимых
для ремонта ходовых частей, а также детали тормозного и
автосиепного оборудования и пр.
Для экипировки вагонов постельными и прочими принадлеж-
ностями каждое второе междупутье имеет ширину, достаточную
для разворота машин или тракторов. С этих же проездов специаль-
ные машины выполняют опорожнение сливных баков туалетов
замкнутого типа. Для экипировки водой предусмотрена сеть водо-
проводов и водоразборных колонок, расположенных на между-
путьях, не предназначенных для проезда механизированной
техники и машин.
Для проверки действия тормозного оборудования в парке пре-
дусмотрена система воздуховодов и колонок, оборудованных кра-
ном управления (краном машиниста), манометрами, отстойника-
ми для слива конденсата из системы, устройствами опробования
электропневматических тормозов с источником электропитания.
Склады для снабжения пассажирских вагонов топливом распо-
лагаются вблизи пунктов снабжения. Площадка имеет ограждение
и асфальтовое покрытие.
Газовая дезинфекция и дезинсекция вагонов выполняются на
специализированных путях или в ангарах с асфальтированными
междупутьями. Тупики оборудуют наружным освещением. Для пре-
дотвращения отравления персонала эти подразделения располагают
с подветренной стороны с учетом преобладающего направления
ветра. Удаление от других путей должно составлять не менее 25 м,
от служебных помещений 50 м, от жилых зданий — 100 м.
Стирку постельных принадлежностей выполняют на прачечном
комбинате, расположенном вблизи ремонтно экипировочных путей-
Система проездов должна связывать в единую сеть склад топ-
лива. прачечный комбинат, электроремонтный цех, контору об-
служивания пассажиров, склады депо и пункта текущего ремонта,
междупутья для проезда техники.
Пути, проезды, междупутья открытых ремонтно-экипировоч-
ных путей зимой необходимо очищать от снега и льда, периодиче
ски ремонтировать, при этом одновременно следует проводить ра-
боты по обслуживанию поздов в соответствии с графиком. В свя
зи с этим необходимо иметь подразделения по обслуживанию пар-
ка и выделять соответствующие средства на его содержание.
Кроме того, при наличии асфальтового покрытия междупутьев су-
щественно усложняется работа по периодическому ремонту и за-
мене пути и балласта.
Несмотря на наличие специальных устройств, достаточно
удобной планировки ремонтно-экипировочных парков и путей,
открытые плошадки имеют определенные недостатки, которые
оказывают непосредственное влияние на стоимость и качество
выполняемых работ. Поэтому перспективным направлением со-
вершенствования инфраструктуры (предприятий по подготовке
составов в рейс) является создание крытых ремонтно-экипировоч-
ных путей, которые называются ремонтно-экипировочными депо.
На некоторых отечественных железных дорогах уже существуют
подобные предприятия, разрабатываются и совершенствуются
технические задания
1.2.3. Ремонтно-экипировочные депо
Основные работы по текущему обслуживанию — это проверка
технического состояния и исправности действия узлов и агрегатов
оборудования вагона. К качеству выполнения работ предъяаляют-
ся высокие требования, поскольку они обеспечивают не только
безотказность оборудования (комфорт поездки), небезопасность
пассажиров в пути следования На отечественных железных доро-
гах пока недостаточно средств автоматической диагностики тех-
нического состояния оборудования. Основной метод контроля
технического состояния узлов и элементов конструкции, оборудо-
вания ит.д. яаляется органолептический (визуальный). При этом
большую роль играют органы зрения, слуха и т.д. специалистов.
а также доступность и контролепригодность оборудования ваго-
нов, которые резко ухудшаются зимой из-за налипания снега на
подвижной состав и оборудование, образования сугробов в между-
путьях. Поэтому при работе на открытых путях на качество осмот-
ра влияет плохое освешеиие в ночное время, слишком яркое —
в ясные солнечные дни, низкие температуры зимой, высокие —
летом, неблагоприятные метеорологические условия (перепад дав-
ления, осадки и т.д.), шум работающей на станции техники. Нега-
тивное влияние этих факторов снижается при выполнении работ
по осмотру и ремонту вагонов на крытых путях, появляется воз-
можность использовать сложное диагностическое оборудование
(в том числе, требуюшее зашиты от атмосферных осадков).
Создавая нормальные условия для работы осмотршиков, ре-
монтных и экипировочных бригад (температурный режим, осве-
щение, акустику, укомплектованность стационарным диагности-
ческим оборудованием, сооружение смотровых канав для осмотр-
шиков-пролазчиков), можно существенно повысить производи-
тельность и качество выполняемых работ.
Поэтому в последнее время большой интерес представляет
проектирование и создание ремонтно-экипировочных депо. Эти
предприятия имеют высокий уровень автоматизации и механиза-
ции ремонтных, экипировочных и диагностических работ.
Для проведения технического обслуживания в холодных клима-
тических зонах ремонтно-экипировочные устройства размешают в
крытых цехах (депо) пассажирских технических станций. Ремонт-
но-экипировочное депо (рис. 1.22) представляет собой здание, кото-
рое имеет стойловую часть — цех экипировки и ремонта вагонов,
производственные мастерские и служебно-бытовые помещения.
При выборе места иа станции для ремонтно-экипировочного
депо стремятся расположить его так, чтобы максимально сокра-
тить затраты времени на маневровые операции, подачу вагонов в
депо и уборку их после ремонта. Длину экипировочного цеха
(стойловой части) определяют по количеству вагонов в наиболее
длинном из обслуживаемых составов. При определении длины де
по необходимо предусмотреть пятиметровое расстояние от хвосто-
вого вагона состава до торцевых стен депо и десятиметровое — на
растяжку состава для удобства транспортных работ в средней части
План второго этажа
Гшл
План первого этажа
LZUU1JLI
Д. AVAAAAA /* А А А
1 F г О- 1'1’1 ГЬШ'ГЮ ' -Ж ' 4= ' 1 : “
4200 X 5400
цеха. В типовых проектах предусмотрены цеха длиной 420 и 542 м,
вметающие 16 и 20 вагонов соответственно, а также длиной 260 м
для размещения одного состава на двух путях. Длина стойловой
части депо позволяет разместить основные и вспомогательные
цеха и дополнительные устройства вдоль экипировочных путей.
Такое размещение является лучшим объемно-планировочным ре-
шением.
Ширина ремонтно-экипировочного депо определяется коли-
чеством путей и объемами выполняемых работ; для двух путей она
составляет 18 м, при этом расстояние между осями путей состав-
ляет 8 м, от крайних путей до стен — 5 м. В зависимости от объемов
работы по обслуживанию пассажирских поездов депо бывают од-
но- и двухпролетными (на два и четыре пути соответственно).
Высота экипировочного цеха устанавливается с учетом воз-
можности подъема кузова вагона для выкатки тележек, а также
проведения работ на крыше вагона. При наличии мостового крана
грузоподъемностью 10 т высота цеха должна составлять 10,8 м
Согласно типовому проекту ремонтно-экипировочного депо
предусмотрены отдельные помещения (цеха), в которых размеше-
ны кузнечное, сварочное, столярное, стекольное, электроремонт-
ное, аккумуляторное, малярное отделения, а также отделение ре-
—
Рис. 1.22. Схема ремонтно-экипировочного депо с четырьмя путями и отде-
лением текущего ремонта:
I — экипировочный uex; II цех текущего ремонта. / — помещение по обслужи-
ванию вагонов-ресторанов со складскими помещениями; 2 — лаборатория и бой-
лерная; 3 — компрессорная; 4 — помещение для экипировочных бригад, 5 — по-
мещение для чистки ковровых покрытий, 6 — кладовая ковровых покрытий и
жесткого инвентаря. 7 — отделение дезинфекционной обработки белья в камере.
8 — отделение для стирки и отбеливания постельных принадлежностей; 9 — кла-
довая и раздаточная постельных принадлежностей; 10 — кладовая и раздаточная
белья; II — отделение для фасовки, укладки и ремонта белья, 12 — сушильное от-
деление, 13 — прачечное отделение. 14 — помещение для разборки грязного
белья. /5 и 16 — отделения по ремонту щелочных и кислотных аккумуляторов;
17— электроремонтный цех. 18 — отделение по ремонту фильтров: 19 — отделение
по ремонту радиоаппаратуры, установок кондиционирования воздуха и холодиль-
ных машин; 20 — столярно-стекольное и малярное отделения; 21 — инструмен-
тальное отделение: 22— слесарно-механическое отделение; 23 — кладовая запас-
ных частей; 24— кузнечно-сварочное и жестяницкое отделения, 25— домкраты;
26 — мостовой кран; 27—смотровая канава. 28 платформа
монта воздушных фильтров, радиоаппаратуры, холодильников,
кондиционеров и пр. Здесь же размешаются подразделения по
подготовке инвентаря, продуктов, склады оборудования, прачеч
ные, ремонтные мастерские, склады баллонов с хладоном, колон-
ки для заправки вагонов водой, вагонов-ресторанов — дизельным
топливом и т.д. Все отделения имеют необходимые грузоподъем-
ные механизмы (электрифицированные кран-балки). Ремонтные
позиции экипировочного депо оборудуются трубопроводами для
холодной и горячей воды, воздухопроводом, электросварочной
линией, низковольтной линией для освещения вагонов, кана-
лизацией. Для удобства осмотра зон с низкой контролепригодно
стью, как правило, ходовых частей пути имеют высокие железобе-
тонные платформы и смотровые канавы. По концам н в середине
платформ предусмотрены съезды и выезды (пандусы) для передви
жения электрокаров и другой техники. В нншах стен смотровых
канав расположены прожектора для освещения осматриваемых
зон под вагоном.
При отиепочном ремонте для смены колесных пар, рессорного
подвешивания, букс и других трудоемких работ предусмотрены
специальные пути, оборудованные мостовым краном или домкра-
тами. На этих путях можно выполнять не только текущий отце-
почный ремонт, но и единую техническую ревизию пассажирских
вагонов.
Заправка вагонов водой проводится от водоразборных колонок
водоразводяшей сети. Для предотвращения перелива воды при за-
правке необходимо иметь специальные устройства контроля уров-
ня воды в баках, соединенные с колонками. Для отвода случайно
пролитой воды по обеим сторонам путей, а также на дне канав
расположены водостоки, закрытые решетками.
Одним из самых новых и крупных является ремонтно экипи-
ровочное депо станции Москва-пассажирская-Киевская, построен-
ное в 2000 г. (рис. 1.23). Цех имеет длину 500 м, ширину 50 м. Депо
может одновременно обслуживать шесть пассажирских составов
по 18 вагонов каждый
1.2.4. Пункты текущего отцепочного ремонта
Пункты текущего ремонта представляют собой специально вы
деленные и оборудованные пути для выполнения текущего ремон-
та пассажирских вагонов с отцепкой вагонов от поездов или соста-
вов. Такие пункты оборудованы как на станциях формирования и
оборота, так и на крупных промежуточных станциях. Пункты те-
кущего отцепочного ремонта входят в состав пунктов техническо-
го обслуживания вагонов. .
Специализированные пути могут быть расположены в ремонт-
но-экипировочном парке пассажирской технической станции, от-
делении текущего ремонта ремонтно-экипировочного депо На
пассажирских однопарковых станциях специализированные пути
пункта текущего ремонта выделяют непосредственно в пределах
пассажирской станции.
Для уменьшения простоя вагонов в ремонте работа на таких
пунктах проводится по агрегатному принципу: неисправные дета-
ли заменяют новыми или заранее отремонтированными. При та-
кой организации ремонта необходимо иметь достаточное количе-
ство запасных частей, а также рационально организовать работу
склада и использование складских помещений. Складское хозяй-
ство предназначено, прежде всего, для обеспечения ритмичной
работы. Если пункты текущего ремонта примыкают к пассажир-
ским вагонным депо, го в этом случае могут использоваться склад
ские помещения депо. Вид хранящихся деталей и их количество
определяют разработанная номенклатура запасных частей и разлнч-
ные инструкции. Методика определения необходимого запаса де-
талей для пунктов текущего ремонта будет приведена в соответ-
ствующем разделе учебника — 10.7.1.
В пунктах формирования поездов на специализированных пу-
тях текущего отцепочного ремонта выполняют также единую тех-
ническую ревизию.
Специализированные ремонтные пути должны иметь: стаци-
онарные электро или гидравлические домкраты; козловой кран;
электросеть для электродуговой сварки; электроколонки с напря
жением 50. 22 и 380 В; воздуховод с колонками и краном маши-
ниста для опробования тормозов; системы освещения, связи с на
пальником или оператором пункта технического обслуживания;
ограждения мест работы (автоматические или с помощью пере-
носных сигналов) для обеспечения безопасности и исключения
захода локомотивов на ремонтные позиции во время выполнения
ремонта. Кроме того, возможна установка стенда-автомата для от-
кручивания шпинтониых гаек и стенда балансировки редукторных
Рис 124 Схема пункта отцепочного ремонта (на два стойла):
I — козловой кран: 2 — путь козлового крана: J — путь для резервных колесных
пар с запасом исправных. 4 — освещение; 5 — электросварочная колонка; 6 —
электросварочная сеть. 7— контейнер для негодных деталей; 8 — колонка с кра-
ном машиниста для опробования тормозов: 9~ воздуховод: 10- злектроразда-
точная колонка (50. 220, 380В): П — пех со стендом балансировки редукторных
колесных пар; /2— бытовые помещения
колесных пар. Схема пункта текущего отцепочного ремонта при-
ведена на рис. 1.24.
Системы освещения, электроснабжения и воздуховоды, как
правило, подсоединены к системам вагонного депо, вагонного
участка или пассажирской станции
1.2.5. Пункты технического обслуживания
Техническое обслуживание пассажирских вагонов проводится
в пунктах технического обслуживания (ПТО). Персонал ПТО не-
сет ответственность за безаварийное движение и следование без
отцепок вагонов от поезда на гарантийном плече. Таким плечом
для пунктов формирования является полный рейс вагона (рас-
стояние до пункта оборота и обратно), для пункта оборота — рас-
стояние до пункта формирования (в один конец), для промежу-
точных станций — расстояние до следующей станции, имеющей
ПТО (на гарантийном плече ПТО). В пунктах формирования пер-
сонал ПТО выполняет техническое обслуживание ТО-1, ТО-2,
ТО-3, а на промежуточных станциях — работы в рамках ТО-1. Ра-
ботники ПТО непосредственно отвечают за безопасность движе
ния. Специалисты должны своевременно выявлять все отказы и
повреждения, возникшие во время движения поезда, и принимать
меры по их устранению Они несут ответственность за техниче-
ское состояние наиболее важных узлов и деталей вагона. К таким
элементам конструкции относятся, прежде всего, ходовые части,
автосцепное и тормозное оборудование и др. Ремонт внутреннего,
электро- и другого оборудования пассажирских вагонов в пути
следования ПТО промежуточных станций выполняет только по
заявке начальника поезда.
ПТО размешают на пассажирских технических или крупных
пассажирских станциях. Все работы должны быть согласованы с
графиком движения поездов. Осмотр и безотцепочный ремонт
должны быть выполнены за время стоянки поезда на промежуточ-
ной станции (в пути следования поезда) или согласно графику
подготовки составов в рейс на экипировочных путях пассажир-
ских, технических станций или в ремонтно-экипировочном депо
Для этого ПТО имеет необходимый расчетно-обоснованный штат
осмотрщиков-приемщиков поездов с ходу, осмотрщиков-ходовиков
(по боковому осмотру), осмотрщиков-пролазчиков, осмотрщи
ков-автоматчиков, осмотрщиков-ремонтников, слесарей по ре-
монту ходовых частей, слесарей по обслуживанию редуктор-
но-карданных приводов генераторов. Для выполнения текущего
ремонта с отцепкой вагона от состава или поезда в составе ПТО
существует пункт отцепочного ремонта, оборудование которого
было рассмотрено в предыдущем разделе.
Для выполнения технического обслуживания пассажирских
поездов в пути следования промежуточные станции имеют твердое
покрытие междупутьев, с которых выполняют осмотр, ремонт и
экипировку вагонов в поездах. Перед началом пассажирских плат-
форм на междупутьях должны быть намечены места расположения
осмотрщиков для приема состава и его осмотра с ходу, а также мес-
та размещения прожекторов, освещения подвагонного оборудова-
ния прибывающего или отправляющегося поезда в ночное время
Здесь же должен быть оборудован пункт обогрева работников
ПТО, ожидающих прибытия поездов. Для безопасной работы ос-
мотрщиков, слесарей и экипировочных бригад станционные пути
имеют увеличенное межосевое расстояние и размеченные служеб-
ные проходы от служебных и бытовых помещений.
Непосредственно на междупутьях вдоль станционных путей
размешают запасы тормозных колодок, контейнеры для неисправ-
ных деталей, а также ящики с запасными частями. Перечень хра-
нящихся запасных частей и их количество установлены в норма-
тивной документации. Прежде всего, это пневматические и элек-
тровоздухораспределители, авторегуляторы тормозной рычажной
передачи, концевые краны, тормозные рукава, противогазные дат-
чики И Т.Д.
1.2.6. Устройства механизации и автоматизации
пассажирского вагонного хозяйства
К устройствам механизации и автоматизации технического об-
служивания и ремонта пассажирских вагонов относится все обору-
дование, имеющееся на вагоноремонтных предприятиях, пунктах
технического обслуживания, в ремонтно-экипировочных депо, ре-
монтно-экипировочных парках и тл. Оборудование, станки, сред-
ства диагностики, дефектоскопы, подъемно-транспортные и гру-
зоподъемные механизмы пассажирского вагонного хозяйства для
планового и текущего ремонта пассажирских вагонов аналогичны
используемым в грузовом вагонном хозяйстве. Более подробно
оборудование рассматривают в учебниках по технологии ремонта
и изготовления вагонов. Системы постов обнаружения нагретых
букс и других систем автоматизированного контроля технического
состояния подвижного состава приводятся в учебниках по диаг-
ностике подвижного состава. В данном разделе рассмотрим сред-
ства механизации наиболее трудоемкой операции подготовки пасса-
жирских вагонов — наружную обмывку вагонов (обмывку боковых
стен, окон, крыши и тележек).
Вагоиолюечная машина. При обмывке пассажирских составов
применяют самоходные и стационарные вагономоечные машины.
Самоходные машины предназначены для обмывки боковых стен
вагонов в теплый период года. Для работы такой машины требует-
ся широкое междупутье с твердым покрытием с двух сторон от со-
става, предназначенное для сбора и удаления сточных вод по всей
длине состава.
На некоторых станциях применяются самоходные вагономо-
ечные машины портального типа (рис. 1.25). Машина представля-
Рис 1 25 Передвижная вагономоечная машина портального типа.
/ — тележка; 2— обмывочные барабаны. 3 — баки для волы; 4 — рама
ет собой металлический каркас, установленный на четырех тележ-
ках. Приводной механизм передвигает машину вдоль состава по
рельсам, уложенным с обеих сторон железнодорожного пути. Ско-
рость обмывки составляет 9,5 м/мин, а максимальная скорость пе-
ремещения машины — 34 м/мин. Подобная машина имеет неболь-
шую стоимость и простую конструкцию. Основными недостатка-
ми передвижных вагономоечных машин являются мвлая произво-
дительность и более низкое качество обмывки вагонов по
сравнению со стационарными.
В настоящее время широко используются стационарные авто-
матизированные моечные машины. Обмывка вагонов происходит
при медленном продвижении состава через машину (со скоростью
0,6—0,8 км/ч). Принципиальная схема стационарной вагономоеч-
ной машины с автоматическим управлением представлена на
рис. 1.26.
Рис. I 26 Принципиальная схема стационарной вагономоечной машины
с автоматическим управлением:
/ — поворотные шетки для повторной обработки окон с ополаскивающей рамкой.
2 — тоже боковых стен; 3 — рамка для споласкивания горячей водой; 4 — пово-
ротные шетки для первичной обработки окон; 5— рамки подачи теплой воды для
первичной обработки стен. 6 — поворотные шетки для первичной обработки
стен; 7— рамка Для подачи мокшего раствора; 8 поворотные шетки для расти-
рания растворителя; 9 — рвмки для подачи горячей воды и подготовки поверхно-
сти к обработке. 10— трубопровод подачи моющего раствора. 11— насосная уста-
новка для подачи растворителя; 12 — трехходовой кран; 13 реакторы раствори-
теля; 14 — насосная установка для подачи горячей воды; 15 — трубопровод горя-
чей воды; 16 - насосная установка теплой воды; 17 — водопровод теплой воды
Мойка имеет две позиции. Разбрызгиватель раствора первой по-
зиции и вертикальные щетки наносят моющий состав (раствори-
тель). Первые ряды щеток второй позиции непосредственно удаля^-
ют растворенную грязь с поверхности кузовов вагонов. Перед окон-
чанием обмывки разбрызгиватель на второй позиции и последние
ряды щеток смывают остатки растворителя. Стационарные вагоно
моечные машины снабжаются растворителем и горячей водой от рас-
положенной в отдельном здании насосной станции и котельной.
На крупных станциях может быть сооружен закрытый цех для
обмывки вагонов с двумя вагономоечными машинами типов 178М
или 0116М.
Стационарные вагономоечные машины имеют высокую про-
изводительность и хорошее качество обмывки, а машины в закры
тых цехах, кроме того, позволяют проводить обмывку вагонов
круглогодично.
Применяемые для обмывки моющие составы не должны
разъедать и разрушать лакокрасочное покрытие вагонов, деревян
ных рам и оконных стекол.
Действующие моечные установки расходуют около 2 м3 волы на
вагон. Напор воды составляет 1—1,65 МПа, температура 80—85 °C.
Используются моющие растворы следующих составов:
— 0,5 % моющего средства «Прогресс», 4 % щавелевой кисло-
ты, 95,5 % воды;
— 4 % стирального порошка «Новость», 4 % щавелевой кисло-
ты, 92 % воды;
— 2,5 % сульфанола НП-3,4 % щавелевой кислоты, 93,5 % воды.
Вновь проектируемые вагономоечные машины оборудуются
отделением для сушки вагонов после обмывки На выходе из цеха
обмывки специальное отделение для сушки должно иметь уста-
новку для усиленного отопления и вентиляции.
1.3. Материальная база деповского ремонта
1.3.1. Производственная структура вагонных депо
Производственная структура (состав) вагонных депо вклю-
чает подразделения: эксплуатационные и ремонтные. Ремонтные
подразделения (производственные участки и отделения) спеии
ализированы для планового ремонта вагонов и их запасных час-
тей, связаны обшей технологией и объединены в главном корпусе
депо.
По характеру производства участки и отделения подразделяют
на три вида.
1. Основные (основное производство, выпускающее товарную
продукцию): вагоносборочные, подготовки вагонов к ремонту, ма-
лярные, ремонта тележек вагонов, колесные, роликовых подшип-
ников, ремонтно-комплектовочные с отделениями ремонта авто-
сцепки, кузнечным слесарно-механическим, сварочным. В депо
по ремонту грузовых и, в особенности, рефрижераторных и пасса-
жирских вагонов, к основным участкам относят также участки и
отделения, ремонтирующие специальное оборудование: крышки
люков, борты платформ, двери крытых вагонов, дизель-генервто-
ры, холодильное и электрооборудование, системы отопления, вен
тиляпии, водоснабжения вагонов и т.д
2. Вспомогательные подразделения, обслуживающие основное
производство: ремонтно-механические, ремонта электрооборудо-
вания, инструментальные, ремонтно-хозяйственные и т.д
3. Транспортное и складское хозяйства.
Тип главного корпуса определяется типом депо и классифици-
руется по типу ремонтируемых вагонов:
— пассажирские;
— грузовые;
рефрижераторные;
— контейнерные.
Вновь строящиеся депо должны иметь производственную мощ-
ность: грузовые — от 6 до !2 тыс. вагонов, отремонтированных де-
повским ремонтом, в год (в физическом исчислении); пассажир-
ские — 0,8—1,2 тыс. в год. Старые грузовые вагонные депо, в зави-
симости от характера реконструкции, имеют, в основном, неболь-
шую производственную мощность — 2.5—4,5 тыс. вагонов в год;
отдельные немногие депо — до 10 тыс. вагонов в год.
План главного корпуса определяется также схемой вагоносбо-
рочного участка:
— сквозного типа (рис 1.27, а\,
— тупиковые (рис 1.27, <5);
— двухсекционные (рис 1.27, в);
— двухпролетные (рис 1.27, г).
Обычно имеются два-три ремонтных пути,
но может быть и четыре (двухпролетные поме-
щения).
К вагоносборочному участку привязаны
основные производственные участки, сфор-
мированные по принципу узлового метода
ремонта, т.е. ремонта узлов, снятых с вагона:
тележек, колесных пар, автосцепного обору-
дования ит.д. Основной принцип постро-
ения схемы главного корпуса — кратчайшие
пути и возможность механизации транспор-
тировки узлов из сборочного участка в спе-
циализированные участки по ремонту узлов.
В депо с поточным методом ремонта вагонов
специализация ремонтных позиций должна
соответствовать размещению специализиро-
ванных участков ремонта узлов.
Большая часть существующих депо по-
строена в 1933—1935 гг.« подвергалась мно-
гократной реконструкции (перестройке) в
связи с изменением конструкции вагонов и
Рис 1.27 Схемы ваго-
носборочного участка:
/ — вагоносборочный
участок в одном поме-
щении; 2 — секции; 3 -
пролеты, I — ремонт-
ные пути
появлением вагонов новых типов, а также
в результате изменения специализации (переход на ремонт ваго-
нов других типов). Наблюдается также тенденция ввода участков
подготовки вагонов к ремонту, а в случае освоения капитального
ремонта в грузовых депо — малярных отделений. Эти участки и от-
деления обычно размещают в отдельных зданиях, построенных в
процессе реконструкции или в зданиях, пристроенных к суще-
ствующему помещению вагоносборочного участка (рис. 1.28). Со-
храняется принцип размещения специализированных участков по
ремонту узлов вагона - с обеих сторон (рис. I.28, а) или с одной
стороны (рис. 1.28, б) вагоносборочного участка, а также в ряде де-
по — размещение участка текущего ремонта вагонов.
На каждой дороге в двух-трех депо имеются вагоноколесные
мастерские (ВКМ). специализированные для ремонта колесных
Рис.1 28. Схемы размещения вагоносборочного участка, участков ремонта
узлов вагона, подготовки вагонов к ремонту и малярного:
/ — вагоносборочный участок; 2 участок (отделение) подготовки вагонов к ре-
монту; 3 малярное отделение, 4 — блок производственных участков основного
производства; 5 — шлюзовый тамбур; /— путь текущего ремонта вагонов
пар со сменой элементов. В остальных лепо дороги этот вид ре-
монта не производят, а колесные пары, требующие ремонта со
сменой элементов, направляют в ВКМ по указанию службы вагон-
ного хозяйства.
Вагоноколесные мастерские размещают в отдельных зданиях,
большая часть которых постройки 1933—1935 гг. Практика показа-
ла, что при наличии ВКМ в лепо целесообразно иметь колес-
но-роликовый участок для производства полного и обыкновенно-
го освидетельствования колесных пар, разгружая ВКМ лаже от де-
монтажа и монтажа букс.
В некоторых депо на территории вблизи главного корпуса раз-
мещены участки разделки в металлолом исключенных из инвента
ря вагонов.
1.3.2. Структура депо и основных производственных участков
для ремонта грузовых вагонов
На рис. 1.29 приведена схема (план) главного корпуса депо для
ремонта грузовых вагонов (полувагонов). Вагоносборочный учас-
ток расположен посередине. С обеих сторон от него размешены
специализированные участки ремонта узлов. Ниже рассмотрены
схемы основных производственных участков грузового вагонного
депо.
Ваганосборочный участок предназначен для проведения разбо-
рочных, ремонтно-сборочных и малярных работ на вагоне. Ваго-
ны подают в ремонт после очистки и промывки (в зимнее время
необходимо перед постановкой в ремонт очистить вагоны от сне-
га). В некоторых грузовых депо имеются установки (камеры) для
обмывки вагонов (как правило, промывка грузовых вагонов не
производится). Цистерны промывают и дегазируют котлы на про-
мывочно-пропарочных станциях.
Рис. I 29. Схема (план) главного производственного корпуса депо для ремонта
грузовых вагонов (полувагонов):
пути: /— ремонтные; II— колесного парка;
помещения производственных участков и отделений: 1 — вагоносборочный, 2 -
тележечный, 3 - колесный; 4 —роликовых подшипников; 5 — служебно-бытовые
помещения; 6 — деревообделочное; 7— инструментальная; 8 — обменная кладо-
вая, 9 — механическое; 10 — контрольный пункт автосиепки: 11 — сварочное;
кузнечное; 13— ремонта крышек люков
Специальные цистерны промывают на предприятиях — собст-
венниках цистерн.
Вагоносборочные участки оснашены мостовыми кранами,
электрогазосварочным оборудованием, а в некоторых депо — ва-
гоноремонтными машинами, кантователями кузова, подъемными
площадками, качающимися стационарными опорами
В случае поточного способа ремонта вагонов в состав вагоно-
сборочного участка включается приводная станция конвейера и
станция холостого хода конвейера.
Участок ремонта тележек (рис. 1.30) состоит из двух поточ-
но-конвейерных линий, каждая из которых имеет 4 позиции: об-
мывки, разборки, проверки технического состояния несущих де-
талей тележки (боковых рам н надрессорных балок); сборки.
В случае стационарного способа ремонта вагонов на участке
предусмотрены позиции для накопления отремонтированных те-
лежек без колесных пар. Участок ремонта тележек, выполненный
по этой схеме, предназначен для использования при поточном
способе ремонта вагонов с тактом конвейера вагоносборочного
участка 1,5—2 ч.
Рис 1.30. Схема (план) участка ремонта тележек трутовых вагонов’
1 — машины для обмылки колесных пар: 2 — то же тележек; J стена ремонта
и испытания триангслеп и проверки деталей рычажных передач. 4 позиинн
накопления отремонтированных тележек без колесных пар: 5— кабины для свар-
ки и наплавки деталей. ГН—П4 — полтин поточио-конвейерной линии ремонта
тележек
Участок ремонта колесных пар предназначен для ремонта ко-
лесных пар без смены элементов: полное и обыкновенное освиде
тельстзование, обточка колес. Техническое оснашение участка:
два-три колесно-токарных станка, дефектоскопы и кран балки.
Участок ремонта колесных пар имеет колесный парк, вклю-
чающий рабочий и запасной парки, парк хранения отремонтиро-
ванных колесных пар и площадку для хранения стружки.
На участке ремонта колесных пар целесообразно размещать
поточную линию обыкновенного освидетельствования колесных
пар, включающую пять позиций, в том числе стенд для виброакус-
тической диагностики подшипников.
Участок ремонта букс служит для производства полной ревизии
букс и включает три-четыре отделения: демонтажное; ремонтно-
комплектовочное (или комплектовочное и ремонта подшипни-
ков); монтажное На этом участке может быть также размешена
поточная линия или стенд промежуточной ревизии букс (обыкно-
венного освидетельствования колесных пар). В связи с тем что поч-
ти все вагонные депо были построены до перевода вагонов на роли-
ковые подшипники, участки ремонта букс с роликовыми подшип-
никами размешены в приспособленных для этой пели помещени-
ях или в помещениях, построенных в процессе реконструкции
депо. Поэтому используются различные схемы размещения отде-
Рис. 1.31. Схема размещения отделений участка ремонта букс:
отделения: I — демонтажное; 2 — ремонта подшипников. 3 — комплектовочное;
4 — монтажное;
стенды: I— демонтажа; //— монтажа
£ Вагонное хозяйство
65
лений этого участка. На рис. 1.31 приведена схема, удачно реали-
зующая принятую технологию полной ревизии букс.
В случае размещения отделений по приведенной схеме произ-
водят демонтаж букс поточным методом, монтаж же возможен как
стационарным, так и поточным методом. Для оснащения участка
используют типовое оборудование. Демонтажный и монтажный
стенды подняты над уровнем пола на 0,4 м
Ремонтно-комплектовочный участок предназначен для ре-
монта деталей вагонов, комплектования и проверки узлов с целью
обеспечения ремонта вагонов по принципу замены неисправных
узлов заранее отремонтированными. В состав рем о нтно-комплек-
товочного участка входят отделения: ремонта автосцепного обору-
дования; электросварочное; слесарно-механическое; кузнечно-
пружинное; ремонта крышек люков полувагонов.
Ниже рассмотрены основные отделения, входящие в состав ре-
монтно-комплектовочного участка.
Контрольный пункт (отделение) автосцепки (КПА). Используется
несколько видов организации производства, определяющих план
помещения, выбор и размещение технологического оборудования:
— стационарный метол ремонта с применением кассет для
корпусов;
- метод с применением подвижных кассет для корпусов;
— поточный метод с транспортировкой корпусов по подвесному
монорельсу;
- поточно-конвейерная линия кольцевого типа (тележки, пе-
ремещающиеся по рельсам);
— стенды карусельного типа для ремонта корпусов и тяговых
хомутов.
Схемы размещения оборудования и планы КПА приведены в
литературе по технологии ремонта вагонов и по автосцепному уст-
ройству.
На рис. 1.32. показана схема КПА с использованием стендов
карусельного типа.
Отделение для ремонта крышек люков полувагонов связано
с вагоносборочным участком и при поточной организации произ-
водства должно быть размещено вблизи соответстауюшей пози-
ции поточной линии (рис. 1.33).
Рис. I 32. Схема (план) контрольного пункта (отделения) автосцепки с ис
пользованием стендов карусельного типа:
помещения: I — правки корпусов автосцепки и предохранителей: II — сварочная
кабина;
оборудование: 7 — стол ДЛЯ проверки клиньев и упорных плит; 2 оборудование
для проверки поглошаюших аппаратов, 3 манипулятор с дефектоскопом; 4 —
консольно-поворотные краны, 5 транспортеры, б - стенд для наплавки корпу-
сов, 7 — установка для наплавки контура зацепления, 8 станки для механиче-
ской обработки деталей; 9 стенд для сборки: 10 — стенд карусельного типа для
разборки корпусов; 11 — моечная маслина
Рис. 1.33 Схема (план) отделения по ремонту крышек люков полувагонов:
1, 7 — места складирования неисправных и исправных крышек; 2 — пресс для
правки крышек люков, 3 — транспортер (рольганг); 4 — стенд для сварочных ра
бот; 5 — стенд приклепки петель; 6 — стенд для проверки отремонтированных
крышек; 8— кран-балка
Транспортировка крышек из сборочного участка и обратно
осуществляется с пом ошью электрокаров и электропогрузчиков.
По аналогичной схеме может быть оборудовано отделение для
ремонта бортов платформ или крышек люков хопперов.
Участок ремонта и изготовления деталей из пиломатериалов
служит для сушки и обработки пиломатериалов для нужддепо. Ре-
монт и сборку деревянных конструкций производят в помещении
этого участка или непосредственно на кузове вагона. Склад пило-
материалов размещают у транспортных путей с соблюдением тре-
бований противопожарной безопасности. Для сушки используют
высокотемпературные камеры. Подогрев осуществляется паром.
Для обработки пиломатериалов используют стандартное де-
ревообрабатывающее оборудование.
1.3.3. Структура депо для ремонта рефрижераторных
и пассажирских вагонов
На рис. 1.34 приведена схема (план) депо для ремонта пятива-
гонных секций. В отдельные помещения выделены участки: ваго-
носборочный, малярный и текущего ремонта.
Рис 1.34. Схема (план) главного производственного корпуса депо для ремон-
та пятивагонных рефрижераторных секций*
но чещения участков: I — производственных, 2 — текущего ремонта вагонов; У —
малярного; 4 — вагоносборочного; 5—основных производственных;
I — ремонтные пути
В депо по приведенной схеме каждый ремонтируемый путь яв-
ляется одновременно позицией потока. Секцию перемешают с оп
ределенным тактом с первого пути на второй, затем на третий и
четвертый, после чего отремонтированные вагоны направляют в
малярный участок для окраски.
В состав депо для ремонта рефрижераторных вагонов входят
производственные участки: вагоносборочный, ремонта тележек,
колесно-роликовый, ремонта автосцепки, слесарно-механиче-
ский, сварочный, а также специальные — дизельный, электрообо
рудова ния, аккумуляторный
На рис 1.35 приведена схема (план) депо для ремонта пасса
жирских вагонов. Основные принципы размещения участков и от-
делений те же, что и для грузового вагонного депо.
Схема депо, приведенная на рис. 1.35, пригодна как для стацио-
нарной, так и для поточной формы организации ремонта вагонов
В соответствии с особенностями конструкции пассажирских
вагонов депо имеет ряд дополнительных производственных участ-
ков и отделений и оснащено соответствующим технологическим
оборудованием.
О © О 0
©
® [ ®
©
Рис. I 35. Схема (план) главного производственного корпуса депо для ремон-
та пассажирских вагонов
пути: / — ремонтные; II парка тележек и колесных пар;
помещения участков и отделений: / — ремонта автосцепки. 2 — ремонта электро-
оборудования; J — ремонта холодильного оборудования; 4 — ремонта тормозного
оборудования; 5 блок отделений по ремонту специального оборудования пасса-
жирских вагонов, 6 — вагоносборочный; 7 — малярный; 8 — кузнечно-пружин-
ный; 9- роликовых подшипников; 10— тележечно-колесный
Рис. 1.36. Схема (план) участка ремонта тележек пассажирских вагонов:
помещения: I — разборки и сборки тележек; П — ремонта и испытания траверс и
рычажных передач, деталей люлечнего подвешивания, комплектования пружин,
ПI — Пб — позиции ремонта тележек;
оборудование: I — камеры для окраски и сушки тележек; 2— стенд для постановки
тележки на колесные пары, 3 — стенд для сборки тележки; 4. 5 кантователи ра-
мы и надрессорной балки тележки; б — стенд разборки рамы тележки, включая
пресс для сжатия центрального рессорного подвешивания; 7 — стенд для снятия
рамы тележки с колесных пар; <8 моечная машина; 9— стенд для предваритель-
ной разборки и окончательной сборки, включая гайковерт для гаек шпинтонов
На рис. 1.36 приведена схема тележечного участка депо для ремон-
та пассажирских вагонов. План размещения оборудования позволяет
использовать поточную форму организации ремонта тележек.
Колесно-роликовый участок и отделение ремонта автоснепного
оборудования выполнены по схемам, аналогичным схемам для гру-
зового депо.
Схемы и план размещения оборудования в отделениях ремонта
специального оборудования пассажирских вагонов подробно рас-
сматриваются в дисциплине «Технология вагоностроения и ре-
монта вагонов» и специальных дисциплинах.
1.3.4, Вагоноколесные мастерские, депо для ремонта
контейнеров, участки по разделке вагонов в металлолом
Вагоноколесные мастерские (ВКМ) являются подразделением
депо. Как правило, ВКМ размещены в грузовых, а в отдельных
случаях в пассажирских депо. Большая часть ВКМ построена
в 1933—1935 гг. и реконструирована сначала после перехода с бан-
дажных колес на цельнокатаные и второй раз после перевода ваго-
нов на роликовые подшипники Как правило, ВКМ специали-
зированы только на ремонте колесных пар со сменой элементов
В этих случаях в депо имеется производственный участок ремонта
колесных пар (без смены элементов). Колесные пары из колесного
участка депо и из других депо дороги должны поступать в ВКМ с
демонтированными буксами. При такой организации производст-
ва в ВКМ предусматривается отделение для съема и постановки
внутренних колец подшипников иа горячей посадке.
Практика показала, что ВКМ, выполняющие также полное и
обыкновенное освидетельствование колесных пар, имеют худшие
показатели: низкое качество ремонта, высокую себестоимость. Это
связано с усложнением производства: увеличением числа техноло-
гических потоков и увеличением общего количества колесных пар,
проходящих через ВКМ. Поэтому депо, в состав которых входят
ВКМ, но нет участков ремонта колесных пар, должны быть рекон-
Рис. 1.37 План (схема) вагоноколесных мастерских:
помещения отделений: 1 — очистки и обмывки колесных пар; 2— наплавочное;
3 — роликовых подшипников; 4 — прессовое; 5— колесно-токарное; 6 прием-
ки колесных пар; 7—ремонтно-механическое; <?- инструментальное;
участки колесного парка: о — рабочий; б — запасной; в — готовой продукции; г —
плсшадка для хранения элементов колесных пар — колес и осей;
пути: I — погрузки и выгрузки; II — ремонтный; ///—транспортировки элемен-
тов, IV— подкрановой эстакады; И— хранения колесных пар:
оборудование: VI — тележка
струированы (введены участки ремонта колесных пар). Схема (план)
ВКМ постройки 1933—1935 гг., специализированных только на ре-
монте колесных пар со сменой элементов, приведена на рис. 1.37.
Оборудование ВКМ включает станки: универсальные токарно
винторезные и токарно-накатные; токарно-карусельные; колесно-
токарные; гидравлические прессы; устройства для наплавки греб-
ней колес и резьбовой части осей РУ1; моечные машины; стенды
для дефектоскопии элементов и для окраски колесных пар. Для
внутрицеховой транспортировки используют кран-балки при
управлении с пола
Колесный парк размешается обычно на открытой площадке и
включает парки: рабочий; запасной; для отремонтированных ко-
лесных пар, а также плошадки для хранения новых н старогодных
элементов колесных пар, металлолома и стружки. В парке уклады-
вают сдвоенные рельсовые пути, вмещающие одну колесную пару
на 0,66 м длины пути.
В депо, имеющем ВКМ, обычно есть один колесный парк, об-
щий для ВКМ и для колесного участка депо. В середине 90-х гг
появилась новая форма кооперации по ремонту колесных пар со
сменой элемента. Например, Уралвагонзавод ремонтировал для
Свердловской железной дороги по договору свыше 15 тыс. колес-
ных пар со сменой элементов в год. Договором были предус-
мотрены правила подготовки колесных пар в ремонт: демонтаж
букс, дефектоскопия осей, составление ведомостей с технически-
ми характеристиками колесных пар, направляемых в ремонт. По
дороге курсировало 30 платформ, специально предназначенных
для перевозки колесных пар и оборудованных ложементами для
двухъярусной погрузки.
Депо для ремонта контейнеров размешены, в основном, в при-
способленных помещениях, поэтому схемы (планы) этих депо мо-
гут быть существен но различны. В контейнерных депо используют
поточный метод организации ремонта. На рис. 1.38 приведена схе-
ма депо для капитального ремонта контейнеров массой брутто 20 т.
Поточно-конвейерная линия включает 8 позиций по три кон-
тейнера на каждой.
Контейнеры устанавливают на специальные транспортные
тележки. Транспортировку контейнеров с первой на вторую лн-
Рис. 1.38. Схема (план) депо для капитального ремонта металлических
контейнеров.
почещекия: I сборочный участок.- U — отделение ремонта и изготовления досок
пола; 111 — участок заготовки крыш и металлических элементов, IV — кладовая
узлов; V— отделение ремонта дверей, КГ—слесарно-сварочное отделение;
оборудование: 1 — эстакада; 2 тележки для установки контейнеров; J — стенды и
устройства для ремонта контейнеров; 4 — камера для проверки на водонепрони-
цаемость; 5 — камера для сушки; б — камера для окраски;
П1—П8 — позиции поточной линии
нию П образного конвейера осуществляют по рельсовой дорожке
на специальной тележке. Контейнеры подаются в ремонт с плат
формы при помощи мостового крана. Отремонтированные кон-
тейнеры грузят на платформу под эстакадой.
Механизированные участки по разделке вагонов в металлолом
размещают на пунктах, специализированных для подготовки ваго-
нов к перевозкам, или вблизи главного производственного корпу-
са депо, или на отдельной станции (парке станции), специализи-
рованной для этой цели. Схема механизированного участка раз-
делки вагонов приведена на рис 1.39.
Для размещения пункта необходимы два три пути, один из ко-
торых используют для отстоя вагонов, ожидающих разделки, а также
в период оформления актов на исключение из инвентаря Для
механизации демонтажа вагонов и погрузки металлолома при
Рис. 1.39 Схема механизированного участка по разделке вагонов в ме-
таллолом:
пути: 1 — накопления вагонов; 5 — накопления колесных лар; 13 — узкоколей-
ные; 14 — козлового крана; IS демонтажа вагонок;
оборудование: 2 — контейнеры для металлолома; 3 плошалка, 4 козловой кран;
6 — приводная станция конвейера; 7 — склад кислородных баллонов; S — пло
щадка для демонтажа вагонов; 9 — служебно-бытовые помещения; 10, 11. 12 —
отделения ремонта съемных деталей кузова, автосиепного и тормозного оборудо-
вания; 16 — хранилище керосина
меняют козловой кран, а для передвижки вагонов на позицию де
монтажа тросовый (канатный) конвейер. Резка элементов вагона про-
изводится керосинорезами, поэтому предусматриваются хранилище
керосина и склад кислородных баллонов.
Одной из главных задач участка является получение узлов и де
талей вагонов, пригодных для дальнейшего использования. Все
детали, снятые с вагонов, сортируют, выделяя исправные и тре-
бующие ремонта для дальнейшего использования.
1.4. Проектирование и реконструкция объектов
вагонного хозяйства
1.4.1. Основные понятия
Вагонные депо в полном составе подразделений проектируют в
процессе строительства новых железных дорог. На действующих
дорогах имеется вагонное хозяйство, поэтому обычно планируется
ввод новых или реконструкция существующих отдельных объектов:
главного производственного корпуса депо; ремонтно-экипировоч-
ных пассажирских депо; пунктов технического обслуживания ваго-
нов; пунктов экипировки рефрижераторного подвижного состава;
помещений отдельных производственных участков и отделений.
Как правило, используют типовые проекты зданий и сооруже-
ний, при этом производится привязка будущего объекта к выде-
ленному земельному участку: ориентация на местности, проекти-
рование и подключение коммуникаций, учет экологических тре-
бований (очистка воды, утилизация и захоронение отходов н т.д.).
Проектирование, привязку типовых проектов и разработку ре-
конструкции осуществляют проектные организации МТС, МПС
России (институты Гипротранс и Желдорпроект) по заданиям же-
лезных дорог.
В состав задания включают основные данные будущего (рекон-
струируемого) предприятия: наименование (депо, ПТО и т.д.), осно-
вание для проектирования, место строительства, номенклатура (на
звание) продукции, годовая программа (объем выпускаемой про-
дукции), типы и вид ремонта ремонтируемых или обслуживаемых
вагонов, специализация н кооперирование с другими предприятия-
ми, источники снабжения энергоресурсами: электроэнергией, теп
лом, газом, а также водой, объем сброса сточных вод и требования к
их очистке, стоимость строительства, эффективность капвложений.
Проектирование новых депо или крупных подразделений депо
осуществляют в два этапа (стадии): первый — разработка техниче-
ского проекта с расчетом сметы расходов; второй — рабочая тех-
ническая документация
Технический проект состоит из следующих частей: общей, тех-
нологической, архитектурно-строительной, санитарно-техниче-
ской, организационной и сметной.
Рабочая документация состоит из рабочих чертежей, смет, за-
казных спецификаций и задания ПКБ ЦБ МПС на разработку не-
стандартного оборудования.
Выполненный проект согласовывают с заказчиком (дорогой) и
подрядчиком (строительной организацией). Для организации стро-
ительства или реконструкции депо вносят в титульный список
объектов капитального строительства для финансирования.
Работа над проектом начинается с составления генерального
плана или внесения изменений в существующий план. Под гене-
ральным планом понимают план территории депо, ориентирован-
ный по сторонам света, с обозначением рельефа и формы площад-
ки, с размещением всех существующих и проектируемых зданий,
сооружений и коммуникаций, включая рельсовые дороги и при-
мыкание к железнодорожной станции, а также зеленых насажде-
ний и ограждений (заборов).
Чертеж генерального плана выполняют в масштабе 1:500 или
1:1000 в условных графических изображениях и обозначениях по
ГОСТ 21.108-78.
В процессе разработки генерального плана депо предусматри-
вают следующие основные требования:
— взаимное расположение производственных зданий и поме-
щений в зданиях и объединение их в блоки должно обеспечивать
поточность производства и кратчайшие пути транспортировки
объектов производства;
— размещение зданий и сооружений по отношению к сторо-
нам света и направлению преобладающего ветра должно соответ-
ствовать их лучшему естественному освещению и аэрации;
— должна быть обеспечена наименьшая протяженность энер-
гетических коммуникаций,
— должны строго выполняться правила и нормы пожарной
безопасности, санитарно-технических условий, охраны окружаю-
щей среды;
— необходимо максимально использовать территорию депо
под застройку (коэффициент плотности застройки не менее 0,4,
коэффициент использования площади равен 0,7 — 0,8);
должна быть обеспечена удобная подача вагонов в ремонт и
уборка после ремонта без пересечения главных путей и без угло-
вых потоков;
— следует предусмотреть возможность реконструкции депо в
будущем за счет увеличения площади застройки
Разработка проекта начинается с выполнения технологической
схемы производства (технологической части), на основании кото-
рой составляются план главного корпуса и общий план основного
производства. Размеры и плошади производственных помещений
принимают в соответствии с нормами технологического проекти-
рования депо на заданную программу ремонта и технического об-
служивания вагонов. Помещения подразделений основного произ-
водства: вагоносборочный, тележечный, колесно-роликовый,
ремонтно-комплектовочный — размешают в главном корпусе депо
в соответствии с разработанной ранее технологической схемой про-
изводства, Предусматриваются производственные площадки для
складирования и хранения материалов, запасных частей, металло-
лома, стружки, а также колесный парк. На территории депо должны
быть автомобильные дороги шириной: для одностороннего движе-
ния — 4,5 м и лля двухстороннего — 6 м, а также пешеходные до-
рожки шириной 0,75 м. Путевое развитие депо должно обеспечи-
вать возможность маневровых работ по подаче и уборке отремон-
тированных вагонов. На территории депо может быть котельная
или теплопункт, трансформаторная подстанция энергоснабжения,
компрессорная, а также устройства для очистки сточных вод про-
изводства. Схема генерального плана депо приведена на рис. 1.40.
Рис 1.40. Схема генерального плана депо для ремонта грузовых вагонов:
железнодорожные пути: 6 — хранения колесных пар; 10 ремонтные, II — трак-
ционные; 13— парка станции;
дороги: 3 — шоссейная; 7- автомобильные внутренние,
здания; 1 — склад лесоматериала: 2 — гараж; 4 — административный корпус; 5 -
водоочистные сооружения; 6 — котельная; 9 — трансформаторная подстанция.
12 — столовая: 14 — склад горючесмазочных материалов; 15— механизированный
участок по разделке вагонов в металлолом; 16— кладовая запчастей; 17 — глав-
ный производственный корпус
Генеральный план, план главного производственного корпуса
депо, планы помещений производственных участков с размеще-
нием в них оборудования должны разрабатывать специалисты-
проектировщики, хорошо знающие технологию ремонта, техниче-
ского обслуживания вагонов и организацию вагоноремонтного
производства. В процессе разработки технологической части тех-
нического проекта и затем рабочей документации следует также
учитывать требования строительных норм и правил (СНиП).
1.4.2. Требования к размещению производственных
участков и отделений депо
Основными условиями размещения производственных участков
и отделений в главном корпусе являются технологические требова-
ния и оптимизация транспортной схемы между участками. Исходя
из этого, сложились следующие основные требования к планировке:
вагоносборочный участок должен быть выполнен по схеме
сквозного типа (см. рис. 1.27, д);
— при поточной организации работы вагоносборочиого участ-
ка тележечный участок должен находиться вблизи позиций выкат-
ки и подкатки тележек, а при стационарной следует предусмотреть
прокатку тележек под поднятыми кузовами до поперечного пути
транспортировки тележек в тележечный участок;
— помещения участков: тележечного, колесного и роликовых
подшипников должны составлять единый комплекс помещений,
связанных рельсовыми путями для технологических потоков теле-
жек и колесных пар;
— такие отделения, как монтажное и ремонтно-комплектовоч-
ное роликовых участков; аккумуляторное и пропиточное участков
ремонта электрооборудования, должны размещаться в изолиро-
ванных помещениях;
— отделения ремонтно-комплектовочного участка, в которых
производится термическая обработка деталей и сварка (кузнечно-
прессовое, ремонта крышек люков и автосцепки, сварочное), раз-
мещают одной группой;
— в пассажирских депо должно быть предусмотрено малярное
отделение вагоиосборочного участка, которое размещают, как
правило, в отдельном здании;
— подготовку вагонов к ремонту целесообразно размещать в
отдельном здании;
— вагоносборочные участки проектируют, в основном, на два
или три ремонтных пути, что позволяет обеспечить годовую про-
грамму деповского ремонта грузовых вагонов от 6 до 12 тыс. и пас-
сажирских от 0,8 до 1,2 тыс. вагонов.
1.4.3. Требования к архитектурно-строительной части,
санитарно-технические, экологические
и противопожарные
Требования к архитектурно-строительной части. Производст-
венные здания вагонных депо выполняют одноэтажными, прямо-
угольными, каркасного типа Железобетонный каркас (колоииы,
балки и фермы) воспринимают нагрузки, а стены являются ограж-
дениями. Шаг колонн (расстояние между осями колонн) прини-
мают 6 или 12 м; ширину пролета: на два пути — 18 м, на три —
24 м. Для размещения подкрановых путей используют железобе-
тонные колонны с кронштейнами.
Наружные стены имеют толщину 200—300 мм, а в северных
районах — ДО 500 мм.
Внутренние перегородки могут быть ограждающими (на всю
высоту помещения) или огораживающими (высотой 2,5—3 м).
Несущие перекрытия выполняют из железобетонных балок
и ферм. В перекрытиях большой ширины могут быть использова-
ны световые фонари для улучшения естественного освещения и
аэрации.
При высоте стен до 10 м ширина оконных проемов должна
быть до 4,5 м, высота — до 6 м. Расстояние от пола до оконного
проема — 1,2 м. Размеры ворот в свету для ввода подвижного со-
става 4,8 х 5.6 м. Целесообразно применять подъемные ворота с ме
ханическим приводом. Размеры ворот для безрельсового транспор-
та: высота не менее 2,4 м и должна превышать габариты транспорта
по высоте — на 0,2 м, по ширине — на 0,6 м. Двери в производ-
ственных помещениях для транспортировки деталей и материалов
могут быть шириной 1; ] .5 и 2 м. высотой — не менее 2,4 м.
Полы в вагоносборочных, тележечных и колесно-роликовых
участках выполняют бетонными или нз мозаичных плит.
Санитарно-технические, экологические и противопожарные
требования. Вагонные лепо являются источниками загрязнения
окружающей среды (газ, дым, пыль, залах, шум итд). Поэтому их
отделяют от жилых застроек санитарно-зашитной зоной. По ха-
рактеру загрязнений предприятия делят на пять классов. Вагон-
ные депо относят к пятому классу, который требует минимального
разрыва от жилищной застройки — 50 м.
Системы внутренней канализации должны обеспечивать отвод
бытовых сточных вод в общую (районную) сеть канализации. Про-
изводственные сточные воды должны проходить через специаль
ные очистные устройства
В процессе обмывки вагонов и их узлов (тележек, колесных пар,
букс) в моечных устройствах смывается большое количество загряз
нений: частиц грунта и путевого балласта, старой краски и нефте-
продуктов. Кроме того, в моечных установках в воду добавляют
растворители: каустическую соду (едкий натр), кальцинирован-
ную соду, щавелевую кислоту, поверхностно-активные вещества.
Хорошие результаты по очистке воды, после обмывки вагонов
и их узлов, получают при замкнутой системе использования воды.
В этом случае применяют отстойники (может быть использован ко-
тел цистерны, поставленный торцом вверх). Использованная при
обмывке узлов вагонов вода направляется в отстойник и после от-
стоя используется снова. Добавка свежей воды составляет 10—15%
за цикл. Отстоявшийся ил периодически удаляют и вывозят в ав-
томобилях-самосвалах к местам захоронения. При наличии в воде
большого количества нефтепродуктов используют систему очист-
ки, включающую нефтеловушки, флотационные и коагуляцион-
ные установки для выделения растворенных или взвешенных за-
грязнений в осадок или в виде пены.
При проектировании депо предусматривают противопожарные
требования в соответствии с действующими нормами. Здания и
сооружения депо относят к зданиям пятой степени огнестойкости,
у которых все части здания, кроме брандмауеров, могут быть сго-
раемыми. Каждая степень огнестойкости здания обусловлена ка-
тегорией производства по взрывопожарной безопасности, разде-
ляемой на шесть категорий: А. Б. В, Г, Д, Е. К категории А относят
малярные и краскозаготовительные отделения, аккумуляторные и
пропиточные отделения, гараж электрокаров и электропогрузчи-
ков; к категории Б — склад легковоспламеняющихся жидкостей и
лакокрасочных материалов, участок ремонта цистерн; к категории
В — деревообрабатывающие отделения; Г — кузнечно-прессовое и
сварочное отделения; Д — сборочный, тележечный, колесно-роли-
ковый участки, слесарне-механическое, инструментально-разда-
точное; склад запасных частей и металлов. Малярные отделения,
находящиеся в главном корпусе, должны быть отделены от вагоно-
сборочного участка тамбур-шлюзами. Подразделения с производ-
ством категорий А, Б, В, размещаемые в помещениях зданий 1 -й и
2-й степени огнестойкости, отделяют от других помещений несго-
раемыми перегородками с пределом огнестойкости 0,75 ч. Во всех
производственных помещениях должны быть эвакуационные вы-
ходы наружу.
Ко всем зданиям депо должен быть подъезд пожарных автомо-
билей, при ширине здания более 18 м с двух сторон. Здания и
открытые склады должны быть расположены от склада легковос-
пламеняющихся материалов на расстоянии не менее 50 м, от склада
лесоматериалов — 20 м, склада жидкого топлива — не менее 30 м.
1.4.4. Особенности реконструкции вагонных депо
Различают следующие основные цели реконструкции депо:
— увеличение производственной мощности;
— ввод новых подразделений депо в связи с появлением вагонов
новых типов и с существенным изменением конструкции вагонов;
— переход на поточную форму организации ремонта вагонов;
— переход на новый вид продукции;
— улучшение условий труда.
Реконструкция существующих депо выполнялась в течение по-
следних 35—40 лет, в связи с постепенной заменой двухосных ва-
гонов четырехосными, с оборудованием вагонов автосцепкой и
роликовыми подшипниками, а также в связи с появлением теле-
жек новых типов.
Используют многочисленные варианты реконструкции в за-
висимости от местных условий (рис 1.41). строительство нового
здания вагоносборочного участка (ВСУ), по новым нормам
(рис. 1.41, а, г); удлинение существующего здания ВСУ или строи
, I®I ,
, h’TK
и
I :
©
<3> ~l
Рис. 1.41. Варианты реконструкции де-
по, построенных по старым нормам:
/ вагоносборочный участок в здании,
построенном при реконструкции. 2 —
здание вагоносоорочного участка до
реконструкции, 3 — помещения про-
изводственных участков ремонта узлов
до реконструкции: 4 дополнитель-
ные помещения участков ремонта уз-
лов, введенные при реконструкции;
5— здание участка подготовки вагонов
к ремонту
Рефрижераторные и контейнерные депо часто размешены в при-
способленных помещениях. Большинство вагоноколесных мастер-
тельство здания участка подго-
товки вагонов (рис. 1.41,6, в).
В первом случае здание старо-
го ВСУ используют для увеличе-
ния производственной площади
основных участков: тележечного
и колесно-роликового. Увеличе-
ние производственной площади
депо за счет ввода участков ре-
монта тележек, букс с роликовы
ми подшипниками и автосцеп
ного оборудования было необхо-
димо во всех случаях при пере-
ходе на четырехосные вагоны,
оборудовании вагонов автосцеп-
кой и роликовыми подшипни-
ками. До сих пор остается часть
депо постройки 1933—1935 гг. с
ВСУ, выполненными по старым
нормам (ширина помещения на
два пути 15 м), хотя высота зда-
ний увеличена и установлены
мостовые краны с подкрановыми
путями на металлических колон-
нах. Проблема реконструкции
старых депо окончательно не
решена, и необходимы типовые
решения, т.к. в депо, построен-
ных по старым нормам, невоз-
можно использовать современ-
ные технологии и не соблюда-
ются требования охраны труда и
техники безопасности.
ских, находящихся в старых зданиях, не соответствует современным
требованиям. Во многих депо в результате многократной реконст-
рукции в разное время и без общего плана получились сложные и
запутанные схемы размещения подразделений. Нуждается в уточ-
нении схема размещения депо на дорогах, т.к. существенно изме-
нились хозяйственные связи и соответствующие им вагонопотоки.
1.4.5. Составляющие задачи проектирования
и реконструкции вагонных депо
В процессе разработки технологической части проекта специалис-
тами вагонного хозяйства или с их участием выполняются расчеты:
— размеров и площади производственных участков и отделений;
— численности рабочих;
— параметров поточного производства;
— потребности в оборудовании, включая подъемно-транспорт
ные средства;
— потребности в запасных частях и материалах на ремонт вагонов;
— потребности в энергоносителях: электроэнергии, телле, газе,
сжатом воздухе, а также потребности в воде н объеме загрузки очи-
стных сооружений и канализации.
Численные значения основных характеристик депо с произ-
водственной мощностью грузовых вагонов — от 6 до 12 тыс. в год,
пассажирских — от 0,8 до 1,2 тыс. в год приводятся в нормах тех-
нологического проектирования депо [I]:
— трудоемкость деповского ремонта вагонов и доля участия
профессий в ремонте;
— потребность в деповском ремонте вагонов в процентах от
среднегодового наличного парка вагонов на дороге;
— размеры и площадь производственных участков и отделений
депо;
— нормы площадей на единицу оборудования;
— нормы площадей вспомогательных участков, кладовых и
складов;
— нормы агрегато-часов на ремонт вагонов;
— нормы водопотребления и водоотвода на ремонт вагонов;
— расход пара, сжатого воздуха, газа и электроэнергии на ре
монт вагонов;
— распределение себестоимости ремонта вагонов по элемен
там затрат.
Методики расчетов указанных выше характеристик депо и па-
раметров произведенных процессов приводятся в рамках дисцип-
лин: «Организация производства на вагоноремонтных предприя
тиях*, «Проектирование вагонных депо и ремонтных заводов»
и «Технология вагоностроения и ремонта вагонов».
2. Система материально-технического снабжения
предприятий аагоиного хозяйства
2.1. Общая характеристика системы МТС МПС России
На качество и своевременность ремонта и технического обслу-
живания подвижного состава влияет целый ряд факторов, наибо-
лее значимым из которых является, пожалуй, уровень организа-
ции материально-технического снабжения (МТС) предприятий
вагонного хозяйства- Отсюда возникает потребность в понимании
обших механизмов функционирования системы МТС транспорта,
ее целей и задач, функций, их распределения между работниками
и тп Это поможет работникам вагонного хозяйства грамотнее ре-
шать вопросы обеспечения ремонтного производства материалами
и запасными частями.
Номенклатура используемых на железнодорожном транспорте
материалов, машин, механизмов, запасных частей и другой про-
дукции производственно-технического назначения насчитывает
около 80 тысяч наименований. Затраты на их приобретение со-
ставляют 25—35% от себестоимости продукции транспорта.
Поставки материальных ресурсов осуществляют около 300 за-
водов и фабрик страны более чем 12 отраслей народного хозяйст-
ва. Кроме того, сами предприятия железнодорожного транспорта
в значительном ассортименте изготовляют запасные части, детали
и др. И всю эту продукцию нужно не только получить, но и подго-
товить для производственного потребления: рассортировать, упа-
ковать, разгрузить, принять, разместить на складах, организовать
учет, хранение и отпуск потребителям, общее чисяо которых на
каждой дороге не менее трехсот. Выполнение этой работы возло-
жено на отраслевую систему материально-технического снабже-
ния. Главная цель системы МТС состоит в полном удовлетворе-
нии потребностей предприятий и организаций отрасли в матери-
альных ресурсах за счет:
организации транзитного снабжения;
— запаса, находящегося в ней, для пополнения которого сис-
тема организует поставки от внешнего поставщика;
— рационального использования материальных ресурсов.
Причем удовлетворение спроса потребителей должно осуще-
ствляться не любой ценой, а при минимальных затратах трудовых,
материальных и финансовых ресурсов, приходящихся на единицу
объема снабженческо-сбытовой деятельности При этом должны
быть обеспечены минимальные потери от порчи продукции в про-
цессе ее хранения.
2.2. Основные стадии процесса
материально-технического снабжения
Процесс материально-технического снабжения (МТС) состоит
из следующих последовательно связанных между собой стадий.
1. Определение потребности в сырье, материалах, оборудовании
и запасных частях На этой сталии органы снабжения выявляют по-
требителей, определяют выполняемый ими объем работы, устанав-
ливают номенклатуру материалов, необходимых для каждого по-
требителя; производят расчет потребности. На основе этого расчета
составляются планы потребности в материалах и запасных частях,
которые подаются затем на соответствующие уровни системы мате-
риально-технического снабжения МПС России для согласования.
2. Осуществление операций, связанных с заготовкой материаль-
ных ресурсов; заключение договоров с поставщиками, организа-
ция поставки по назначению.
3. Организация хранения материальных ресурсов на складах. На
этой стадии органы снабжения устанавливают размеры запасов ма-
териалов на складах, обеспечивают правильное их размещение и
хранение. В случае необходимости органы снабжения производят
регулировку запасов, доводя их до установленных норм и способ-
ствуя тем самым ускорению оборачиваемости оборотных средств.
4. Отпуск материальных ресурсов потребителям и все связан-
ные с ним операции. На этой стадии разрабатываются календар-
ные планы снабжения потребителей, являющиеся основой пра-
вильного и своевременного отпуска материалов, устанавливается
порядок их отпуска потребителям.
Перечисленные стадии не полностью характеризуют работу
органов снабжения. Сюда надо отнести еше и мероприятия по мо-
билизации внутренних ресурсов, экономии материалов на измери
тель работы, снижению издержек обращения и др.
2.3. Организационная структура
системы МТС МПС России.
Функции основных ее составляющих
Проясним для себя следующие вопросы: каким образом, где, в
каком порядке, с помощью каких средств и методов выпояняется
означенный выше объем работ по обеспечению материальными
ресурсами предприятий транспорта
Главное — надо располагать (и МПС России располагает) со-
ответствующей системой МТС, под которой будем понимать сово-
купность органов управления и подчиненных им складских комп-
лексов (элементный состав системы), а также административ
но-производственные связи между ними (структура системы).
Элементами системы МТС МПС России яаляются:
— государственное предприятие «Росжелдорснаб», состоящее
из аппарата управления и шести территориальных филиалов;
— государственное предприятие по МТС дороги, состоящее из
аппарата управления (служба снабжения дороги — НХ), главного
материального склада дороги (НХГ) и филиальных кладовых НХГ
(НХГФ);
— государственное предприятие по МТС отделения дороги,
состоящее из аппарата управления НОДХ — отдела снабжения от-
деления дороги, филиальных кладовых НОДХ (НОДХСМ).
Для каждого из указанных элементов системы МТС МПС Рос-
сии уместно выделить две сферы деятельности: управление и про-
изводственно-хозяйственные работы. Управление на любом уров-
не направлено на реализацию стратегических и организацион-
но-координируюших функций
Стратегические функции состоят в формировании целей и
нормативно-плановых заданий для органов управления подчинен-
ного уровня. К числу указанных заданий можно отнести планиро-
вание МТС, нормирование расхода материвльных ресурсов и др.
Организационно-координируюшие функции состоят в подго-
товке нормативно-плановых заданий для объектов складского хо-
зяйства того же уровня управления и в организации их работы с
учетом поставленных перед органом управления текущих и перс-
пективных задач. Сюда можно отнести задачи нормирования запа-
са материальных ресурсов, разработку разнарядок и др.
Рассмотрим теперь более детально строение и функции каждо-
го из упомянутых элементов системы МТС МПС России.
«Росжелдорснаб» является государственным предприятием,
относящимся к федеральной собственности и входящим в струк-
туру МПС России. Данное государственное предприятие (ГП) —
самостоятельный хозяйственный субъект с правами юридического
лица, имеющий самостоятельный баланс, обособленное имущест-
во, расчетный, валютный и иные счета в банках и осуществля
юший свою деятельность на основе полного хозяйственного рас-
чета и самофинансирования.
Состав центрального аппарата ГП показан на рисунке.
4 Управление снабжения запасными частями
| Управление материальных ресурсов
-I Топливно-теплотехническое управление
Руководство
ГП «Росжелдорснаб»
—| Планово-производственный отдел
—I Транспортный отдел
—| Отдел легкой промышленности'
—j Отдел нормирования МТР
Юридическое бюро
Главная бухгалтерия
От дет планирования, организации сбора
и отгрузки металлолома
—| Общий отдел ~
—1 Отдел информации и рекламы
Рис. 2 I. Центральный аппарат ГП «Росжелдорснаб.
Обычно выделяют семь следующих направлений в работе
Центрального аппарата ГП «Росжелдорснаба».
I Планирование потребности отрасли в материал ьнотехниче
ских ресурсах (МТР) и разработка планов материально-техниче-
ского снабжения железных дорог
2 Оперативное управление материально-техническим снабже-
нием отрасли.
3. Ведение статистической отчетности с помощью составления
отчета типа МО-3 для выявления наличия и контроля движения
определенных групп МТР по отрасли.
4. Нормирование расхода МТР на железнодорожном транспорте.
5. Управление производственными запасами в отрасли.
6. Маркетинговая деятельность
7. Управление вторичными материальными ресурсами (BMP).
Дадим некоторые пояснения к упомянутым направлениям
работы.
В рамках первого направления потребность в МТР определяет-
ся раздельно для тех материалов, нормы расхода которых разрабо-
таны и не разработаны с последующим составлением сводных
данных. При этом учитываются сведения об остатках МТР в тер-
риториальных филиалах ГП «Росжелдорснаб». Затем составляется
план поставок МТР на железнодорожный транспорт, в котором
определяются поставщики продукции, номенклатура и объем по-
ставок во временном разрезе (по кварталам). После этого форми-
руется план материально-технического снабжения подразделений
железнодорожного транспорта, в котором осуществляется при-
крепление поставщиков МТР к потребителям с учетом складских
(через ТФ) и транзитных (по прямым связям) поставок.
Разработанный план рассылается на дороги, а также террито-
риальным филиалам (ТФ) ГП «Росжелдорснаб».
Важным элементом второго направления в работе центрально-
го аппарата ГП «Росжелдорснаб» является составление так назы
ваемых разнарядок, которые являются директивным документом
для ТФ В них определено: какому потребителю, в какие сроки,
какие номенклатурные позиции и в каком объеме отгрузить. Вто-
рым элементом рассматриваемого направления в работе ГП явля-
ется контроль за выполнением планов поставок МТР и планов
снабжения МТР.
В рамках четвертого направления в работе ГП «Росжелдорснаб»
осуществляется нормирование расхода материальных ресурсов на
ремонт подвижного состава и в производстве
По пятому направлению работы ГП деятельность ведется в
двух разрезах:
— выявление объектов, имеющих сверхнормативный запас;
— накопление статистических сведений о динамике уровня за
пасов в подразделениях железнодорожного транспорта с целью
грамотного управления запасами.
В рамках шестого направления в работе ГП желательно виде
лить следующие функции:
— налаживание коммерческих связей между предприятиями и
организациями железнодорожного транспорта в части перерас-
пределения сверхнормативных запасов и неликвидов;
— обеспечение информацией потребителей МТР о поставщи
ках с минимальной ценой на конкретный вид продукции;
— оптимальное (с точки зрения минимума транспортных рас-
ходов) прикрепление поставщиков к потребителям продукции в
части децентрализованных поставок.
ГП «Росжелдорснаб» имеет шесть территориальных филиалов:
«Центржелдорметроснаб», «Спеижелдорснаб», «Приволжжелдор-
снаб», «Севзапжелдорснаб», «Сибжелдорснаб» и «Уралжелдорс-
наб».
Территориальные филиалы по характеру своей деятельности
являются объектами складского хозяйства, которые обеспечивают
своевременное и качественное снабжение железных дорог, пред-
приятий и организаций отрасли МТР, осуществляя необходимые
нетранэитные поставки
Получая от производителей продукцию в виде оптовых заку-
пок, ТФ (принято второе название — база) отгружают ее потреби-
телям после расфасовки в нетранзитных количествах, укомплекто-
вывая из различных видов продукции общую партию груза, соот-
ветствующую транспортной норме.
Деятельность ТФ строится на принципах самоокупаемости.
Управление основной производственной деятельностью осу-
ществляют коммерческий, транспортный, оперативный и тамо-
женный отделы, а также бухгалтерия.
Функции коммерческого отдела:
— подготовка плана поставок;
— заключение договоров с поставщиками;
— контроль правильности счетов поставщиков и выполнения
договоров;
— составление претензий при нарушении договорных обяза-
тельств;
— подготовка обращений в Арбитражный суд при необходи-
мости, если поставщик отказался от выполнения претензий.
Функции оперативного отдела:
— прием на склады продукции от поставщиков и составление
приемного акта;
— контроль за правильным размещением и хранением матери-
альных ценностей;
— формирование плана снабжения, отгрузки МТР потребителям;
— выявление сверхнормативных запасов;
— учет выполнения плана снабжения.
Организация формирования финансово-расчетной документа-
ции, проведение и контроль финансовых операций возложены на
бухгалтерию
Транспортный отдел занимается организацией отгрузки и
транспортировки грузов, а склады (кладовые) оформляют прием и
отпуск товаров, учет и их хранение
2.4. Организация материально-технического
снабжения вагонного депо
Материвльно-техническое снабжение вагонного депо обеспе-
чивают отдел снабжения, кладовые и бухгалтерия. Кроме того,
в работе отдела снабжения участвуют плановый и технический от-
делы.
Отдел снабжения совместно с плановым и техническим отде-
лами обеспечивают: заказ и закупку ресурсов; контроль наличия и
состояния хранящихся ресурсов; контроль использования ресур-
сов; формирование статистической отчетности; управление вто-
ричными ресурсами.
Кладовые обеспечивают: прием материалов и хранение их; от-
пуск материалов. Количество и степень разделения кладовых по
видам материальных ресурсов (запасные части, топливо, спец-
одежда, детали своего производства и старогодные, малоценные и
быстроизнашиваюшиеся предметы и тд.) могут быть различны.
Количество кладовых в депо меняется от одной до восьми.
Бухгалтерия выполняет следующие операции: учет наличия и
движения материальных ресурсов (МР); расчеты за приобретен-
ные МР; учет основных средств, малоценных и быстроизнаши-
ваюшихся предметов; учет труда и заработной платы персонала;
учет денежных средств и финансовых результатов деятельности
предприятия.
Технический отдел разрабатывает нормативы, методики, инст-
рукции, оценочные показатели, позволяющие определять потреб-
ность в ресурсах, лимиты их расхода и запаса, а также регламенти-
ровать, анализировать и контролировать работу МТС депо.
Отдел кадров отслеживает укомплектованность предприятия
кадрами; текучесть кадров иа предприятии.
Группой сотрудников МИИТа под руководством канд. экон,
наук Е.А. Хибрикова разработана «Типовая автоматизированная
система управления (АСУ) материально-технического снабжения
(МТС) линейного предприятия >>. В рамках этой системы выделе-
ны следующие функции снабжения.
1. Планирование заказа на материальные ресурсы.
2. Оперативное управление снабжением
3. Формирование статистической отчетности.
4. Нормирование расхода материальных ресурсов
5. Управление производственными запасами.
6. Управление вторичными материальными ресурсами (BMP)
7. Бухгалтерский учет.
8. Управление комплектованием кадров.
АСУ снабжением линейного предприятия (депо) должна быть
разработана иа основе так называемых автоматизированных рабо-
чих мест (АРМов), подробный список и функции которых пред-
ставлены в таблице.
Автоматизированные рабочие места по снабжению вагонного депо
Наименова- ние АРМа Функции Примечание
АРМ инженера отдела снабжения 1.1. Формирование заявок на получе- ние МР со складов НОДХ 1.2. Контроль поступления МР в депо 1.3 Формирование плана на отпуск М Р в производство 1.4. Контроль наличия и движения номенклатуры МР в кладовых и складах депо 1.5. Оперативное управление сбором, сдачей и использованием BMP 1.6. Контроль за номенклатурой не- ликвидных и сверхнормативных запасов МР 1.7. Формирование статистической отчетности 1.8. Оценка результатов снабженче- ской деятельности Использование ф.М-1, М 10 ФМУ№17и№20 Анализ форм М-12 и М-13 По форме МО-3
2 АРМ главного бухгалтера 2.1. Управление поступлением и ис- пользованием финансовых средств, оценка финансовых результатов деятельности депо Отчет в форме 6
3 АРМ бухгалтера по учету наличия и движения материалов 3 1. Учет наличия МР на фиксиро ванную дату 3.2 Учет получения МР за истекший период (сутки, месяц) 3.3 . Учет расчетов с НОДХ и другими поставщиками МР 3.4 Учет отпуска МР в производство 3.5 . Инвентарный учет 3.6 . Учет списания и выбытия из эксплуатации МБП
№ п/п Наименова- ние АРМа Функции Примечание
Л АРМ бухгал тера по уче- ту основных средств 4.1. Учет основных средств 4 2- Амортизация основных фондов
$ АРМ бухгал- тера по уче- ту труда и заработной платы 5.1. Учет труда 5.2. Расчеты по начислению зарплаты Готовится форма отчетности ПТО 1
6 АРМ кла- довщика 6 1. Регистрация поступления ресур- сов 6 2 Регистрация отпуска МР в производство 6 3 Корректировка приходно-расход- ных документов с учетом фактиче- ских данных 6.4 Составление и ведение карточек складского учета Журнал учета по- ступающих грузов поф М-1 Ведутся лимитно- заборные формы М-8иМ-9а Форма М-17
7 АРМ инже- нера-техно- техническо- го отдела Создание нормативной базы по расхо- ду и запасам ресурсов, осуществляя' 7.1. Расчет норм расхода МР по но мен клатуре ресурсов, видам ремонта. Типам ремонтируемых деталей вагона 7 2 Расчет норм запаса материалов и запасных частей по номенклатуре ма- териальных ресурсов 7 1 Расчет лимитов для выполнения месячной программы депо по но менклатуре материальных ресурсов и производственным участкам депо В разд. 10 дан строгий расчет норм запаса
АРМ инс- пектора по Кадрам 8.1 Управление комплектованием кадров
3. Информационная база вагонного хозяйства
Применительно к ВХ информация нужна, во-первых, для уп-
равления работой подотрасли; во-вторых, для организации техно-
логических процессов ремонта и технического обслуживания ва-
гонов. В-третьих, информация может в так называемом сыром ви-
де предлагаться в качестве услуг клиентуре по грузовым перевоз-
кам. Кроме того, как будет показано, она нужна для эффективной
организации работы других служб отрасли.
Традиционно управление ВХ основывается на так называемом
ручном сборе и обработке данных эксплуатации. Для этого на
транспорте в 30-х гг. была создана четкая система протоколирова-
ния (в виде учетных форм, представленных в таблице) обнаружен-
ных изменений в техническом состоянии подвижного состава и
других событий Тем самым было налажено, можно сказать, фаб-
ричное производство первичной информации об изменении тех-
нического состояния каждого вагона, о работе каждого предприя-
тия ВХ и т.п. В данном порядке производства первичной инфор-
мации уже тогда был заложен зародыш современных информаци-
онных технологий.
Однако из-за того, что не существовало технических средств
постоянной и своевременной транспортировки (по горизонтали и
вертикали) огромных массивов эксплуатационной информации ее
потребителям, собранные в лепо данные (см. таблицу) в лучшем
случае использовались для собственных нужд. Кроме того, она иг-
рала большую дисциплинирующую роль: в случае аварии следст-
венные органы без особого труда могли по данным учетных форм
найти конкретного виновника. Последнее в то время было связано
с весьма суровым наказанием. Однако эффективность управления
транспортом должна держаться не на банальном страхе, а на конт-
роле и обоюдной выгоде работников транспорта и потребителей
результатов их труда (пассажиры, грузоотправители). Для реализа-
ции этого принципа необходимо было располагать множеством
вариантов получения первичной информации и в том числе тех,
которые были бы более оперативными и ориентированными на
соответствующие функции вагонного хозяйства.
Носители первичной информации
№ Форма Содержание документа
1 ВУ-) Акт о технической приемке нового грузового вагона
2 ВУ-2 Книга учета новых вагонов
3 ВУ-4М Технический паспорт грузового вагона
4 ВУ-10М Акт на исключение из инвентаря грузового вагона
5 ВУ-11 Книга учета вагонов, исключенных из инвентарного парка
б ВУ-22 Дефектная ведомость
7 ВУ-23М Уведомление на ремонт грузового вагона
8 ВУ-25М Акт о повреждении вагона
9 ВУ-26 Сопроводительный листок на пересылку вагона
1С ВУ-36М Уведомление о приемке вагона из ремонта
К ВУ-41 Акт регламентация на вагоны, не выдержавшие гарантий- ного срока после ремонта
12 ВУ-12 Акт о перенумеровании грузового вагона
13 ВУ-13 Ведомость на передачу заводом новых вагонов железнодо- рожной станции
14 ВУ 14 Книга предъявления вагонов грузового парка техническому обслуживанию
15 ВУ-15 Книга натурного осмотра вагонов на пунктах технической передачи
16 ВУ-16 Книга учета вагонов парка МПС, поврежденных и отремон- тированных промышленными предприятиями
17 ВУ-17 Книга номерного учета цистерн, обработанных на промы- вочно-пропарочных станциях
№ Форма учета Содержание документа
18 ВУ-18 Книга натурного осмотра цистерн на путях стан ими и пода- чи их под налив или обработку
19 ВУ-191 ВУ-201 Акт о годности цистерн для ремонта
20 ВУ-20а Акт о годности цистерн под налив
21 ВУ-31 Книга непомерного учета наличия и ремонта неисправных вагонов грузового парка
22 ВУ-47 Книга учета ремонта воздухораспределителей
23 ВУ-48 Акт о выполнении работ по модернизации вагона
24 ВУ-50 Пересылочная ведомость на отправку колесных пар из ре- монта
2S ВУ-51 Натурный колесный листок
26 ВУ-53 Журнал ремонта и оборота колесных пар
27 ВУ-68 Книга учета ремонта и ревизии тормозов вагона
28 ВУ-70 Акт передачи-приемки на баланс вагона
29 ВУ-71 Приемо-сдаточная ведомость на передачу грузовых вагонов для ремонта на завод
30 ВУ-89 Акт на исключение из инвентаря колесных пар вагонов
31 ВУ-90 Журнал монтажа букс с роликовыми подшипниками
32 ВУ-92 Журнал промежуточной ревизии букс с роликовыми подшипниками
33 ВУ 99 Книга учета работы пункта комплексной подготовки ва- гонов
34 ВУ-100 Журнал учета показаний аппаратуры для бесконтактного обнаружения перегретых букс в поезде (ПОНАБ)
С помощью рис. 3.1 рассмотрим появившиеся с течением вре-
мени упомянутые варианты.
Получению первичной эксплуатационной информации, соглас-
но данным учетных форм (см. таблицу), соответствует шифр 1—3—
5—9 (см. рис. 3.1). Поскольку этот вариант не мог обеспечить тре-
буемую эффективность управления, то в начале 70-х гг. созрело ре-
Рис. ЭЛ. Источники первичной информации
шение о создании в вагонном хозяйстве системы сбора информа-
ции о техническом состоянии подвижного состава с помощью так
называемой службы надежности. Были выделены 60—80 решаю-
щих станций (через них осуществлялось до 80 % грузооборота), на
которых решено было собирать информацию.
В результате к 1976 г. на сети было организовано более 40 групп
надежности. В методическом отношении они подчиняются отделу
надежности проектно-конструкторского бюро Департамента вагон-
ного хозяйства (ПКБ ЦВ), однако входят в штаты соответствую-
щих вагонных депо.
Оценка надежности вагонных конструкций — такова изна-
чально была цель созданной централизованной ручной системы
сбора данных. Для этого по специальным заданиям отдела надеж-
ности ПКБ ЦВ МПС России группы надежности собирали данные
о техническом состоянии соответствующих типов вагонов и отсы-
лали их в указанный отпел в установленном объеме. Там их обраба-
тывали и анализировали, а по результатам готовили рекомендации
для ЦВ МПС России, вагоностроительным заводам и в адрес дру-
гих заинтересованных сторон Этой схеме получения первичной
информации согласно рис. 3.1 соответствует вариант 1—2—5—9
Однако сбор первичной информации по этому варианту не со-
ответствует стандартным планам испытания на надежность [5].
Другими словами, поставленная цель в части оценки количествен-
ных показателей надежности не достигалась службами надежнос-
ти вагонного хозяйства. Тем не менее созданная служба оправдала
себя на так называемой рекламационной работе: собранная инфор-
мация обрабатывалась и совместно с заводами-изготовителями
разрабатыввлись мероприятия по совершенствованию конструк-
ции тех или иных узлов вагонов.
Для устранения указанного недостатка в свое время предлага-
лось размещать пункты сбора данных не на так называемых ре-
шающих станциях, а сфокусировать усилия на съеме и накопле-
нии информации относительно вагонов, которые эксплуатируются
в замкнутых маршрутах (имеющих среднесуточные пробеги в 2 раза
выше среднесетевых). Этой схеме получения первичной информа-
ции соответствует согласно рис. 3.1 вариант 1—2—5—7—10. В дан-
ном случае представляется возможным наладить сбор данных
согласно стандартному плану испытаний на надежность. Получен
ные по этим данным показатели надежности следует пересчиты-
вать на среднесетевые условия по методике, изложенной в |5|.
Первичную информацию о прочностных характеристиках кон
струкций получают с помощью: стендовых испытаний согласно ва-
риантам 1—3-6- 7 11 и 1—3—6—8—11; ударных испытаний на
Продольные маневровые соударения согласно вариантам 1—3—б—7
и I—3-6-8.
Первичную информацию о нагруженности несущих элементов
конструкции в условиях эксплуатационных динамических нагрузок
получают с помощью проведения поездных ходовых испытаний
согласно вариантам 1—3—5—7—10; I—3—6—8—10; 1—3—6—7—10.
Однако для получения первичной информации согласно шиф-
рам вариантов, на второй позиции которых стоит тройка, требуют-
ся большие затраты средств и времени. К тому же не все интере-
сующие данные можно получить в результате натуральных испы-
таний И особенно в части данных, характеризующих предельные
режимы эксплуатации вагонных конструкций, что имеет прямое
отношение к безопасности движения.
В этом случае в транспортной науке первичную информацию
принято получать с помошью моделирования (как правило, элек-
тронного — на ЭВМ) процессов эксплуатации вагонных конструк-
ций согласно варианту 1—4 (см рис. 3.1) Так, в МИИТе группой
сотрудников под руководством В Н. Котуранова и В.Н. Хусидова
разработано множество программных комплексов, моделирующих
процесс эксплуатации отдельных узлов, вагона и даже поезда.
Аналогичные комплексы разработаны в других организациях от-
расли. В результате анализа получаемой первичной информации
представляется возможным прогнозировать аварийные ситуации
при эксплуатации вагонов. Правда, эта и другая постоянно произ-
водимая различными организациями транспорта согласно рас-
смотренным вариантам первичная информация (см. рис. 3.1) не
накапливается и не систематизируется в доступном для потребите-
лей месте. Не было ясности в том, как использовать огромные
массивы информации в технологии упрааления транспортом. Бо-
лее того, до появления ЭВМ по указанной выше причине не было
никакой возможности на полную мощность использовать самую
важную для управления вагонным хозяйством первичную ин-
формацию, ту, которую получают по схеме 1—3—5—9
С появлением ЭВМ начались работы по информатизации про-
мышленности и транспорта и осуществлялось это под флагом
АСУ — автоматизированных систем управления. Несколько деся-
тилетий разрабатывались и внедрялись элементы и подсистемы
АСУ железнодорожного транспорта (АСУЖТ). Однако эта систе
ма так и не стала действительно системой управления сетевого,
комплексного характера. Практически с самого начала она стро-
илась по принципу отдельных локальных систем, не связанных
между собой [4]. Так, существующие на отдельных дорогах АРМы
на предприятиях ВХ разрабатывались, в основном, для собствен-
ных нужд без учета информационного взаимодействия с дорожны-
ми и сетевыми системами [3]. Последнее было обусловлено как
субъективными, так и объективными причинами. С одной стороны,
не было должной востребованности в информатизации, а с другой —
отсутствовала соответствующая информационная среда, которая,
как известно, характеризуется кадрами, каналами информацион-
ной связи и уровнем развития компьютерной техники. Упомяну-
тая же востребованность является функцией таких обстоятельств,
как цены на материальные и энергетические ресурсы, тип господ
ствуюшей экономики в стране, наличие методов оптимизации па-
раметров транспортной системы, ориентированных на использо-
вание огромных массивов эксплуатационной информации и т.п.
К концу прошлого века многие из названных препятствий на
пути глубокой информатизации отрасли отпали сами собой. Жизнь
заставила осознать, что информатизация и знания являются стерж-
нем технической политики, благодаря которой существует возмож-
ность не только выжить железнодорожному транспорту в новых
для страны рыночных условиях, но и наладить эффективное функ-
ционирование отрасли. Появилась новая современная компью-
терная техника, налаживаются информационные каналы связи.
Особенность нового этапа информатизации заключается в том.
что начата разработка собственно управляющих автоматизирован-
ных систем. Информатизация структур управления отраслью, по
замыслу специалистов, должна быть реализована благодаря четы-
рем взаимосвязанным комплексам:
1) управление перевозочным процессом;
2) управление маркетингом, экономикой и финансами;
3) управление инфраструктурой железнодорожного транспорта;
4) управление непроизводственной сферой.
Первый комплекс информационных технологий должен обес-
печить возможность перехода к так называемым гибким техноло-
гиям организации перевозок и на их основе обеспечить улучшение
таких качественных показателей железных дорог, как участковая и
техническая скорости, оборот вагона. Для реализации этих техно-
логий создаются единые диспетчерские центры управления дви-
жением. При этом в рыночных условиях функции управления ус-
ложнились. Если раньше основная задача железных дорог форму-
лировалась как «перевозки», то теперь — «транспортное обслужи-
вание», а это, по мнению специалистов, экономически разные
категории. Отсюда вытекает очередная задача — перейти от цент-
ров управления движения к центрам управления транспортным
обслуживанием, в том числе к сетевому центру.
С переходом к функции управления перевозками возрастает
значение второго комплекса информационных технологий- Одним
из важнейших звеньев этого комплекса является система фирмен-
ного транспортного обслуживания (СФТО). Она призвана реали-
зовать маркетинговую политику в отрасли и на ее основе обеспе-
чить как удовлетворение платежеспособного спроса на перевозки,
так и привлечение дополнительных объемов перевозок, в том чис-
ле и за счет гибкой тарифной политики. Кроме того, за СФТО
остается организация расчетов с клиентурой за услуги, оказывае-
мые железной дорогой, и контроль прохождения оплаты.
Эффективное управление перевозками, экономикой и финан-
сами железных дорог невозможно без достоверной так называемой
вагонной модели (номер, состояние, координаты расположения
вагона), работающей в режиме реального времени. Такая модель со-
здана на основе автоматизированной системы пономерного учета,
контроля дислокации, регулирования вагонного парка (ДИСПАРК).
С использованием этой системы разработана принципиально новая
технология управления парком вагонов. Все изменения состояния
вагона (погрузка, выгрузка, сдача в ремонт или в запас и т.п.) фик-
сируются в памяти ЭВМ по каждому номеру вагона. Совокупность
сведений о вагонах объединена в базе данных с помощью элек-
тронной картотеки вагонов (АБД ПВ) и в оперативной вагонной
модели (ВМ). АБД ПВ, первичной информацией которой являют
ся формы типа ВУ (см. таблицу), отражает изменения техническо-
го состояния вагона, а ВМ — его использование и дислокацию.
Первичной информацией для ВМ являются перевозочные доку-
менты, систематизированные в так называемой электронной сис-
теме ЕК ИОДВ, работающей в режиме реального времени.
Такой подход качественно меняет существующую систему уче-
та и формирования отчетности, предусмотренную в хозяйствах уп-
равления перевозками, вагонном, грузовом и органах отраслевой
статистики.
Таким образом, состояние информационной базы ВХ напря-
мую влияет на степень эффективной организации работы и других
служб отрасли.
Устойчивая и безопасная работа железнодорожного транспор-
та в значительной мере зависит от уровня технического состояния
и эффективного использования подвижного состава, своевремен-
ного и качественного его ремонта и обслуживания, бесперебойного
функционирования вагонного, локомотивного и других хозяйств.
Оптимизировать работу этих служб в их взаимосвязи предлагается
с помощью третьего комплекса информационных технологий
«Управление инфраструктурой железнодорожного транспорта».
В рамках этого комплекса должны решаться проблемы ВХ соглас-
но методам, которые будут рассмотрены в настоящем учебнике.
В связи с этим задача заключается в том. чтобы с помощью инфор-
мационных технологий, которые должны входить в рассматривае-
мый комплекс, заработал механизм своевременной обработки и
доставки первичной информации (см. таблицу) ее потребителям —
руководителям различного уровня, специвлистам и научным ра-
ботникам, а также в органы отраслевой статистики.
Важнейшей информационной технологией, играющей упомя-
нутую роль механизма, является отраслевая система иономерного
централизованного учета грузовых вагонов. Дадим схематичное
представление о ее структуре и схеме функционирования.
В 1995 г. МПС России выпустило Указания по переходу на
централизованный учет парка грузовых вагонов России. Цель —
вести автоматизированные учет и контроль состояния инвентар-
ного парка грузовых вагонов, для чего потребовалось создать авто-
матизированную базу данных сетевого уровня при ГВЦ МПС Рос-
сии, куда сводится вся информация, собираемая вычислительны-
ми центрами каждой из дорог.
Для ведения централизованного учета вагонов на сетевом
уровне (при ГВЦ) созданы информационные базы данных. Для
формирования массивов информации необходимо:
— собирать (считывать, формировать) информацию, которая
непосредственно зарождается на линейных предприятиях желез-
ных дорог, вагоностроительных и вагоноремонтных заводах;
— наладить передачу информации по каналам связи;
— обеспечить хранение этой информации в течение необходи-
мого срока;
— проводить обработку, группировку и представление выход-
ных информационных таблиц для МПС России
Информация о вагоне формируется, считывается и заносится
в компьютеры автоматизированных рабочих мест операторов, дис-
петчеров и т.Д. на уровне линейных предприятий железных дорог
(рис. 3.2). Затем по канвлам связи в режиме реального времени ин-
формация передается на более высокий уровень — в информа-
ционно-вычислительные центры (ИВЦ) соответствующих дорог.
Из ИВЦ каждой дороги информация поступает в режиме реально-
го времени в ГВЦ, который в соответствии с разработанными пра-
вилами периодически представляет в МПС России поступившую
информацию.
Рис 3.2. Структура системы централизованного учета грузовых вагонов
Поскольку централизованный учет предполагает работу с боль-
шим объемом информации, вся система ориентирована на ис-
пользование современных достижений в области вычислительной
техники и систем связи.
На линейном предприятии необходимая информация о вагоне
вводится в АРМ либо автоматически, либо вручную. АРМ упроща-
ет ведение стандартных форм отчетности, автоматически согласу-
ет информацию в этих формах. Для предприятий, не имеющих
АРМов, предусмотрен ручной ввод информации с персонального
компьютера или телетайпа по выписанным формам (заполненным
учетным бланкам). АРМы линейных предприятий связаны с ИВЦ
соответствующей дороги, а также между собой в пределах станции
Передаваемые в ИВЦ информационные сообщения по содержа-
нию и объему соответствуют формам отчетности (ВУ. ДУ. ДО
и пр.)
В ИВЦ дороги после проверки и предварительной обработки
информация передается в ГВЦ, в котором полученная информа-
ция анализируется, систематизируется и после предварительного
контроля заносится в соответствующую автоматизированную базу
данных учета вагонов. Информация в базах данных накапливает-
ся, группируется по специальным программам и подается в тре-
буемом виде для МПС России согласно разработанным правилам
Для функционирования системы централизованного учета
грузовых вагонов разработан и утвержден порядок документально-
го оформления операций с вагонами:
— поступление новых вагонов;
— исключение вагонов из инвентаря;
- передача (продажа), прием (покупка) грузовых вагонов;
— ремонт и модернизация вагонов.
Для каждой операции разработаны правила передачи, обработ-
ки, хранения информации, автоматизированы формы передачи
данных о вагоне.
Часть II
Общие вопросы эксплуатации вагонов
Эксплуатация есть процесс непрерывного существования из-
делия, при котором оно используется по назначению, ремонтиру-
ется и технически обслуживается. Поэтому в ближайшем разделе
’хотя бы фрагментарно опишем методы использования грузового
вагонного парка по назначению. Именно под технологию исполь-
зования вагонов по назначению следует приспосабливать пара
метры организации нх ремонта и технического обслуживания.
4. Механизм использования грузовых вагонов
по назначению
Удобнее всего его представить с помощью рассмотрения:
— технического нормирования эксплуатационной работы;
— управления потоками;
— оперативного управления перевозочным процессом.
4.1. Техническое нормирование
эксплуатационной работы
Производственным планом железных дорог являются техниче-
ские нормы эксплуатационной работы, которые устанавливают
ежемесячно на основе плана перевозок.
На основе технических норм устанавливают плановые задания
на погрузку и выгрузку грузов, передачу вагонов, а также поездов
по стыковым пунктам дорог и отделений, содержание локомотив-
ного и вагонного парков, а также на качественные показатели ис-
пользования подвижного состава.
Эти задания разрабатываются из условия обеспечения равно-
мерного выполнения плана перевозок в целом, по родам грузов и
дорогам назначения Между тем погрузка грузов осуществляется
неравномерно в течение суток, недели и декады как по количеству
погруженных вагонов, так и по назначениям. Поэтому грузовые
потоки имеют значительные отклонения от плановых размеров по
объему и направлениям.
В связи с этим появляется необходимость в регулировочных
мероприятиях с целью выполнения плана перевозок в конкретных
условиях эксплуатационной работы (рис. 4.1).
Стержнем технического нормирования является регулирова-
ние подвижного состава, т.е. такого его распределения между до-
рогами, при котором вагоны своевременно и в нужном количестве
перемещались бы из районов, где они в избытке, туда, где сущест-
вует их недостаток.
Рис. 4 I Классификация регулировочных мероприятий'
1 — регулирование вагоиопотоков, 2 регулирование парка локомотивов. 3 — ре-
гулирование перерабатывающей способностью станций, пропускной и провозной
способностью лини й; 4 ре купирование погрузкой, 5 создание резерва порож-
них вагонов; 6 — регулирование движением поездов; 7 перераспределение ваго-
нопотоков по параллельным ходам, S — изменение порядка подвода поездов к уз-
ловым станциям; 9— введение нового типа графика; /О пропуск сдвоенных по-
ездов 11 — предупредительный; /2 — аварийный; 13 — оперативный. 14 — сете-
вой, 15 региональный; 16 — дорожный; 17 — виутриотделенческий
В основе регулирования подвижного состава лежит регулиро-
вание парка порожних вагонов. Можно представить ситуацию: на
станцию поступает под выгрузку столько вагонов (по различным
типам), сколько требуется для погрузки. Тогда задача решалась бы
простым передвижением вагонов внутри станции. В этом случае
вагоны проходили бы сдвоенные грузовые операции и отсутство-
вал бы порожний пробег.
Фактически коэффициент сдвоенных операций на сети желез-
ных дорог составляет порядка 20 %, и погрузка свыше 75 % грузов
осуществляется за счет подсылки порожних вагонов.
Порожний пробег вагонов возникает вследствие неравномер-
ности размещения пунктов производства и потребления, прежде
всего топливных и рудно-металлических грузов, леса и зерна. Их
погрузка сосредоточена на сравнительно небольшом числе стан-
ций, а выгрузка осуществляется практически на всех станциях.
Нормы передачи порожних вагонов с дороги на дорогу уста-
навливаются с помошью так называемых регулировочных заданий,
которые составляются на основе плана перевозок грузов.
Порядок «ручной» разработки регулировочного задания таков.
За девять-десять дней до начала планируемого месяца управления
дорог подготавливают для МПС России данные о планируемых
размерах погрузки по типам вагонов и дорогам назначения. Там
эти данные анализируются и составляются так называемые меж-
дудорожные корреспонденции погрузки, еще называемые шахматка-
ми, по каждому типу вагонов в отдельности
Далее разрабатываются по типам вагонов предварительная
схема передачи порожних вагонов по стыковым пунктам дорог,
а затем — схемы движения порожних вагонов, назначение кото-
рых найти оптимальный вариант прикрепления станций, где не-
достает порожних вагонов, к станциям, где их в избытке
Вследстаие неизбежных колебаний объема предъявляемых к пе-
ревозкам грузов появляется так называемый избыточный рабочий
парк. При этом не только замедляется оборот вагона — важнейший
показатель работы сети, но и снижается маневренность станций и
грузовых пунктов, а также увеличивается потребность в маневро-
вых средствах.
Для того чтобы как-то смягчить последствия указанных коле-
баний объема предъявляемых к перевозкам грузов, часть вагонов
ставят в резерв.
Различают следующие виды резервов вагонов:
— вагоны запаса специального назначения;
— нормальный резерв;
— оперативный резерв, сосредоточение и использование кото-
рого производится по указаниям МПС;
— технологический резерв, находящийся в распоряжении дорог.
Все вагоны резерва числятся в нерабочем парке, и их использо-
вание регламентируется специальными инструкциями.
4.2. Управление потоками
Существуют три типа потоков — вагонопотоки, поездопотоки и
грузопотоки. Как отмечено в разд. 3, основной задачей железных
дорог яаляются не «перевозки»>, а «транспортное обслуживание».
Поэтому в рыночных условиях на первое место выходит проблема
управления грузопотоками Тем не менее остановимся на органи-
зации вагонопотоков и поездопотоков, которая заключается в на
значении маршрута следования и составлении порядка включения
вагонов различного назначения в поезда на технических станциях
Организация вагонопотоков и поездопотоков регламентирова-
на планом формирования, согласно которому каждому поезду ус-
танавливаются станции расформирования или выгрузки и до ко-
торых эти поезда должны следовать.
При этом важно учитывать классификацию поездов (рис. 4.2).
На основе плана формирования поездов сроком на год разраба-
тывается график движения — графическое изображение следова-
ния поездов по участкам и направлениям в координатах «время —
расстояние». Затем уже составляется расписание движения.
4.3. Оперативное управление
перевозочным процессом
Для этого существует многоуровневый механизм оперативного
планирования и текущего руководства поездной и грузовой работами.
Рис. 4.2. Классификация грузовых поездов:
/ — маршруты формируются на месте погрузки, 2— поезд формируется на техни-
ческой станции, 3 — все вагоны поезда загружены одним отправителем — отпра-
вительский маршрут, 4 — ступенчатые, 5 — все вагоны следуют на одну станцию
выгрузки; б — выгрузка на нескольких станциях; 7 — скорые и ускоренные; 8 —
сквозные, проходящие без переработки хотя бы через одну станцию, 9 — участко-
вые, следующие без переформирования по одному участку; 10 — сборные, от ко-
торых отцепляют и к которым прицепляют вагоны; II вывозные, которые
используются для подачи вагонов с участковых и сортировочных станций на одну
или несколько промежуточных станций и обратно. 12 передаточные, 13 —
одногрупповые; 14 — групповые
Основными исходными данными для оперативного управле-
ния служат, месячный, суточный и сменные планы — задания пе-
ревозок грузов; график движения и план формирования поездов;
месячные технические нормативы работы железнодорожных под-
разделений.
Структура оперативно-распорядительного аппарата на различ-
ных уровнях управления отраслью представлена на рис. 4.3—4.5.
Таким образом, перевозочным процессом руководят работни
ки службы движения. Они осуществляют функции по использова-
нию вагонного и локомотивного парков по назначению. Грузовые
вагоны используются по назначению обезличенным образом, что
вытекает из правила бесперегрузочного передвижения вагонов по
различным дорогам сети.
Замечание 4.1. Транспорт связывает поставщика и потребителя. Как уже
отмечалось выше, в общем случае они работают в разных ритмах, и обеспече-
ние надежной транспортной связи требует резерва вагонов в обороте. Это за-
медляет оборот вагона, и в результате последний находится в движении толь-
ко пятую часть времени
Во время стоянок выполняются и технологические операции —
погрузка, выгрузка, накопление н формирование составов. Тем не
менее существует много и межоперационных простоев Управление
грузопотоками позволяет в значительной степени заменить факти
ческие (или, как говорят, статические) резервы динамическими,
которые по функциям заменяют первые, но дополнительных ваго-
Рис 4.3. Оперативное управление на уровне отделения дороги:
/ — обшее руководство; 2 — разработка суточного плана поездной и грузовой рабо-
ты отделения; 3 — планирование и координация местной работы и работы станций
по формированию поездов. 4 осуществление текущего планирования работы
отделения; 5 — корректировка плана отправления поездов; 6 руководство экс-
плуатационной работой в пределах диспетчерского круга, обеспечение выполне-
ния графика движения; 7 — оперативное руководство работой крупных узлов. S—
организация погрузки н разгрузки, выполнение регулировочных работ по сдаче
порожних вагонов; 9— контроль и организация использования локомотивов
нов при этом не требуется. Это обстоятельство надо учитывать при
планировании потребности транспорта в подвижном составе, при-
обретение которого является функцией вагонного хозяйства.
Итак, эффективное управление потоками порожняка, поездов
и грузов уменьшает время простоя вагонов, что. в свою очередь.
Рис. 4.4. Оперативное управление на уровне дороги
/ — разработка суточных и сменных планов эксплуатационной работы дороги н
отделений, их корректировка и контроль выполнения; 2 — анализ оперативной
отчетности и складывающейся эксплуатационной обстановки. 3 — ежедневный
разбор выполненной работы с участием старших диспетчеров отделений, 4 —
контроль за разбором и передачей местного груза в отделениях, за работой стыко-
вых пунктов дороги и отделений; 5 — отставлеиие вагонов в резерв МПС России;
б — составление диспетчерского доклада о работе дороги. 7 — контроль за ходом
выполнения суточного н сменного планов поездной и грузовой работы дороги
Центральный распорядительный аппарат МПС России
Рис 4.5. Структура центрального распорядительного аппарата МПС России
влияет на снижение потребного количества вагонов для перевозки
грузов. Однако задачи оптимизации управления потоками сами по
себе сложны. Тем более они резко усложнились в настоящее время.
Во первых, теперь есть вагоны «свои» и «чужие», т.е. других стран
СНГ. Во-вторых, вагоны подразделяются по степени годности под
тот или иной груз. В-третьих, транспортное обслуживание предпо-
лагает подвод требуемых вагонов в заданном ритме. Именно по-
лагаясь на поездное качество транспортного обслуживания, ЦФТО
(разд. 3) стремится заключать договора на обслуживание по вы-
бранному классу качества. Чем выше класс качества, тем больше
снижаются стыковые потери, тем дороже платит клиент. Поэтому
в последние годы идет постепенное внедрение управляющих авто-
матизированных систем, с помощью которых рассмотренный выше
диспетчерский аппарат за счет гибких технологий осуществляет
необходимые перевозки с минимальными резервами. И вагонной
службе подлежит со временем найти свое место в процессе мини-
мизации издержек на перевозки грузов. Этому, собственно, дол-
жен способствовать материал разд. 4
4.4. Операции, совершаемые над поездами
иа технических станциях
На сети бывшего СССР насчитывалось более 10 тыс. железно-
дорожных станций, из них примерно 7 тыс. были открыты для вы-
полнения грузовых операций. Классификация этих станций при-
ведена на рис. 4.6.
Как отмечалось выше, около 80 % общего времени оборота ва-
гон находится на станциях, в том числе примерно 34 % — на участ-
Классификация станций
По статусу
По операциям
Рис. 4 6. Классификация станций и их функций:
/ — промежуточные; 2 участковые; 3 — сортировочные; 4 — грузовые. 5 — пас-
сажирские; 6 — технические пассажирские, 7— прием, пропуск, отправление по
ездов. скрещивание и обгон, маневры по формированию и расформированию по
ездов. подача вагонов к грузовым пунктам, смена локомотивов и локомотивных
бригад, технический осмотр и ремонт вагонов, экипировка, промывка, дезинфек-
ция вагонов; 8 — погрузка, выгрузка, перегрузка, сортировка мелких отправок и
контейнеров. 9—осмотр состава, прием, выдача, хранение и взвешивание грузов,
оформление перевозочных документов, расчеты с клиентурой, пломбирование
вагонов; 10— посадка и высадка пассажиров, прием и выдача ручной клали
В Вагонное хоэяйсгео 113
ковых и сортировочных; 36 % - на станциях погрузки и выгрузки;
10 % — на промежуточных. На промежуточных станциях осу-
ществляют прием, отправление, пропуск, обгон, скрещивание, а
также маневровые операции со сборными поездами и обслужива-
ние грузовых вагонов, выполняются пассажирские операции.
На участковых станциях обслуживают транзитные поезда,
производят коммерческий и технический осмотры, беэотцепоч-
ный текущий ремонт вагонов, проводят грузовые, коммерческие и
пассажирские операции, меняют локомотивные бригады, форми-
руют и расформировывают участковые и сборные, а также сквоз-
ные грузовые поезда.
В табл. 4.1 и 4.2 приведена технология обработки состава на
участковой станции.
Сортировочные станции предназначены в основном для рас-
формирования и формирования поездов. Общая схема процесса
переработки составов на сортировочной станции приведена на
рис. 4.7
Таблица 4.1
График обработки состава в парке прибытия
Операции До при- поезда Время, мин Исполнители
0 5 10 15
Получение и разметка телеграммы-натурного листа Оператор техниче- ской конторы
Получение с соседней станции извещения об отправлении поезда и сто номере, времени прибытия и пути приема Дежурный по станиии (ДС). оператор техни- ческой конторы
Выход к пути приема поезда Работники ПТО, приемщики поезда
Отцепка магистрального локомотива » отпуск автотормозов Локомотивная бригада, работ- ники ПТО
Технический и коммерческий осмотры, разьединение и под- вешивание тормозных рукавов Работники ПТО.
Получение грузовых докумен- тов и натурного листа от локо- мотивной бригады, проверка состава и Документов Работники технической конторы
Рис. 4.7. Схема переработки составов на сортировочной станции
1 —прибытие поезда; 2 подготовка состава к роспуску; 3 — надвиг и роспуск
маневровым локомотивом. 4 — пропуск магистрального локомотива в депо. 5 —
скатывание сцепов с горки, б — накопление составов; 7— окончание формирова-
ния; S— следование магистрального локомотива из депо, 9 — вывод составов
в парк отправления; !С подготовка составов к отправлению; Н —отправление
поезда, 12— пункт отделочного ремонта (ПОР). Г — горка
Таблица 4 2
График обработки поезда своего формирования перед отправлением
Операции До начала подго- Подготовка состава к отправлению, мин 0 5 10 15 20 25 30 Исполнители
Списывание состава и подготовка документов ДС, оператор тех- нической конторы
Предъявление состава к тех- ническому и коммерте СКОМУ осмотрам ДС. оператор
Технический и коммерче- ский осмотры, устранение повреждений Работники ПТО, приемосдатчики
Проверка состава,оконча- ние оформления натурного листа, конвертирование документов Оператор технической конторы
Прицепка поездного локо- мотива, опробование тормо зов. получение пакета с гру- зовыми документами, отправление Локомотивная бригада, работники ПТО
График обработки состава в парке отправления
Операции До лере- становкп отправления После пересганоаки, мин 0 5 10 15 20 25 30 Исполнители
Согласование пути перестановки состава ДС. маневро- вый диспетчер
Перестановка состава в парк отправления Локомотивная бригада
Подготовка натурного листа и других документов Оператор технической конторы
Контрольная проверка состава с натуры Оператор технической конторы
Конвертирование и пересылка документов в парк отправления — Оператор технической конторы
Технический осмотр и ремонт вагонов Работники ПТО
Коммерческий осмотр и устранение неисправ- ностей Приемщики поездов и рабочие
Вручение документов машинисту 3 Оператор при дс
Прицепка локомотива, опробование тормозов, отправление поема Локомотивная бригада, работ- ники ПТО
Технология обработки составов на сортировочной станции по-
казана в табл 4.3 и 4.4.
На грузовых станциях доминируют погрузка, выгрузка или пе-
регрузка на другой вид транспорта. На пассажирских станциях об-
служивают пассажиров, выполняют почтово-багажные операции.
Технические пассажирские станции предназначены для расфор-
мирования и формирования пассажирских составов и их экипировки.
График переработки поездов в парке прибытия
Операции До Операции по прибытки. Исполнители
тия OS 10 >5 20
Получение, разметка и пере- сылка телсграммы-нату риого листа маневровому диспетчеру, я объединенную техническую контору и на ПТО Оператор информацион- ного центра
Составление сортировочного листка Оператор техни- ческой конторы
Сообщение работникам объединенной технической конторы и на ПТО времени и пути приема поезда 1-| дс
Контрольная проверка состава во входной горловине Работники ПТО и технической конторы
Пересылка грузовых документов в объединенную техническую контору Работники ПТО и технической конторы
Проверка телеграммы-натур- ного листа и грузовых докумен- тов, штемпелевание их Работники ПТО и технической конторы
Технический осмотр состава, разъединение тормозных рукавов Работники ПТО
Коммерческий осмотр состава Приемщики поездов
5. Ремонт и техническое обслуживание вагонов
5.1. Термины н определения
Под технологией в широком смысле понимают правило соедине-
ния научных и технических знаний с практическим действием.
Технология в узком смысле понимается как порядок операций,
направленных на достижение определенных целей (изготовление,
ремонт, контроль технического состояния и т.п.).
Под организацией будем понимать процесс синхронизации
действий работников и обстоятельств, направленных на выполне-
ние поставленной задачи. Ниже, в п. 26.3, данное понятие будет
уточнено и увязано с таким понятием, как управление объектом.
Эксплуатация объекта есть процесс его непрерывного су-
шествования, при котором этот объект используется по назначе
нию, ремонтируется и технически обслуживается.
Техническое обслуживание (ТО) — комплекс операций или опе-
рация по поддержанию работоспособного или исправного состоя
ния в процессе использования изделия по назначению.
Ремонт изделия — комплекс операций или операция по восста-
новлению его неисправности или работоспособности, или ресурса
Капитальный ремонт (КР) — ремонт, выполняемый для
восстановления работоспособности, исправности и полного или
близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой
или восстановлением составных частей, включая базовые.
Средний ремонт — ремонт, выполняемый для восстановления
работоспособности, исправности или частичного восстановления
ресурса изделия с заменой или восстановлением составных частей
ограниченной номенклатуры.
Текущий ремонт (ТР) ремонт, выполняемый для обеспече-
ния или восстановления работоспособности изделия и состоящий
в замене или восстановлении отдельных частей.
Под операцией понимают законченную часть ремонта или тех-
нического обслуживания, которая выполняется на одном рабочем
месте исполнителем определенной специальности.
Ресурс изделия — заложенная при его изготовлении способ-
ность сопротивляться неизбежным процессам деградации. Изме-
ряется наработкой до предельного состояния изделия. Таким
образом, показателем долговечности является ресурс, если она из-
меряется в единицах наработки, или срок службы, если измерять
ее по календарю.
Процесс старения изделий зависит не только отего свойств, но
поддается еще и управлению в виде профилактических ремонтов и
обслуживаний.
Набор распределенных во времени управлений такого рода,
чередующихся с периодами использования изделия по назначе-
нию, иногда называют стратегией.
Уточним этот термин. Следует иметь в виду применение этого
термина по отношению к конкретному типу ремонта или различ-
ным типам ремонтов в одной пространственно-временной систе-
ме координат.
Приведенная выше трактовка термина стратегия соответству-
ет второму случаю.
Дадим строгое определение этого термина применительно к
первому случаю. Под стратегией понимают план действий в зави-
симости от развития ситуации.
Под стратегией ремонта будем понимать правило, согласно
которому изделие ставится в ремонт.
Возможны три правила постановки в ремонт — либо после от-
каза изделия, либо по достижению предельно допустимого состоя-
ния, либо после заранее установленной наработки изделием.
При организации технической эксплуатации сколько-нибудь
сложных машин и конструкций прибегают к комбинации указан-
ных трех стратегий. Достигается это благодаря использованию не-
скольких типов ремонта и технического обслуживания. Правила
взаимодействия стратегий соответствующих ремонтов во времени,
по месту проведения ремонтных работ, по коммерческому состо-
янию вагона и т.п. составляют стратегию системы технического
обслуживания и ремонта (ТОР).
В табл. 5.1 приведена классификация видов ремонта.
Аналогичную классификацию можно привести и для техниче-
ского обслуживания
Если ремонт происходит в заранее назначенный момент
времени, то он является плановым. И наоборот.
Если объем ремонтных работ заранее установлен, то такой
ремонт называется регламентированным, т.е. плановым по объ-
емам восстановительных работ.
С помощью табл. 5.1 не удается в достаточной мере классифи-
цировать виды ремонтов. Дополним ее следующими пояснениями
(рис 5.1)
Возможны две политики в поведении работников вагонного
хозяйства.
А. Пассивная — ждать появления отказа, а затем восстанавли-
вать работоспособность. Данный ремонт называют непланово-ава-
Классификация видов ремонта
№ Признак классификации Вид ремонта
1 Степень восстановления работоспособности изделия I 1 Капитальный
1 2. Средний
1 3. Текущий
2 Планирование во времени 2 1. Плановый
2 2. Неплановый
3 Планирование объемов восстановительных работ 3.1. Регламентированный
3.2. Нерегламентированный
4 По техническому сос- той нию на момент поста- новки изделия в ремонт 4.1. Аварийный
4.2. Предупредительный
5 По сохранению принял- лежности к вагону отре- монтированных частей 5.1. Обезличенный
5 2. Необезличенный
6 По форме организации ремонта 6 1. Агрегатный
6.2. Поточный
6.3. Ремонт эксплуатирующей организацией
6.4. Ремонт заводом-изготовителем
рийным (НАР), который может, в свою очередь, быть регламенти-
рованным (НАР-Р) или нерегламентированным (НАР-Н).
Б. Активная — не дожидаясь выхода из строя вагона, прекра-
щать на время использование его по назначению и проводить час-
тичный или полный ремонт
Если момент времени постановки вагона в ремонт заранее за-
планирован, то последующий ремонт называют, как отмечено вы-
ше, плановым во времени, который может быть либо предупреди-
тельным (ППР), либо аварийным (ПАР)
Возможны случаи, когда моменты постановки вагонов в ре-
монт определяются по каким-либо косвенным признакам прибли-
Рис. 5.1. Дополнение к классификации ремонта
жения его к отказу. Упомянутое приближение можно уловить по
значению определяющего параметра — температура, зазор, звук,
цвет, химический состав выхлопных газов и т.п.
При этом следует иметь в виду два случая. Если оценка техни-
ческого состояния конструкции происходит в заранее запланиро-
ванные моменты времени (через определенный пробег вагона), то
последующий ремонт называют планово-диагностическим (ПДР).
Если идентификация технического состояния конструкции
происходит по показаниям встроенной диагностической аппара-
туры, то последующий ремонт называют непланово-профилактиче-
ским (НПР).
Под системой ТОР изделия в широком смысле понимают
комплекс технической документации, работников и технологиче-
ского оборудования.
Под системой ТОР изделия в узком смысле понимают типы
предусмотренных технической документацией ремонтов, техниче-
ских осмотров и обслуживании, которые взаимоувязаны страте-
гиями и объемами работ по их осуществлению.
Таким образом, система ТОР изделия характеризуется, как и
любая другая система, элементным составом (типами ремонтов и
их технического обслуживания) и структурой, те. правилом взаи-
мосвязи между элементами и между элементом и системой Ука-
занные связи задаются с помощью стратегий каждой компоненты
и их упорядочивания во времени, пространстве и по затраченным
ресурсам.
Как будет показано ниже, с помощью подбора соответствую-
щих стратегий представляется возможным осуществлять управле
нне процессом старения конструкций и машин.
Относительно любой компоненты системы ТОР изделия суще-
ствуют три проблемы — сроков, организации и поиска эффектив-
ных технологических процессов ее реализацин.
Под межремонтным пробегом (периодом) будем понимать
пробег между двумя соседними ДР или ДР и КР
Под ремонтным циклом понимают пробег (период) либо между
соседними КР, либо между постройкой вагона и пераым его КР,
либо между последним КР и исключением из инвентарного парка.
Под структурой ремонтного цикла вагона понимают коли-
чество ДР в пределах ремонтного цикла.
Под структурой системы ремонта будем понимать количество
ремонтных циклов за срок службы вагона и структуру каждого из них.
Мощность предприятия (депо) — максимально возможная его
производительность, те число отремонтированных вагонов в еди-
ницу времени.
Программа предприятия (депо) - степень участия предприятия в
создании общественно необходимой продукции в единицу времени.
Под глубокой диагностикой вагона будем понимать диагностику
в том объеме, который реализуется обычно при деповском ремонте.
Моральным износом называется уменьшение стоимости машины
под влиянием технического прогресса.
Модернизация элементов вагона является важным средством
устранения его морального износа
Под нормативным сроком службы (НСС) вагона будем
понимать тот срок его службы, исходя из которого назначается
процент амортизационных отчислений-
5.2. Эволюция методов расчетного обоснования
сроков службы н системы ремонта техники.
Отражение их в инструкциях н приказах МПС России
Первые работы по данной тематике появились в 20-х гг. В них
авторы ставили вопрос об оптимизации срока службы техники.
Намного позже, в 70-х гг., пришли к пониманию, что проблема
сроков службы для техники долговременного использования тесно
связана с задачей обоснования системы ремонта.
Нетрудно предположить причины указанной запоздалости в
понимании данного вопроса: первые исследователи этой пробле-
мы выступали как экономисты, хотя они, как правило, по образо-
ванию были инженерами и их интересовала такая разновидность
срока службы техники, как нормативный срок — тот срок службы,
исходя из которого формируется процент амортизационных отчис-
лений, необходимый источник финансирования капитальных ремон-
тов и замены техники по техническому или моральному износу.
Именно через правила формирования указанного процента
строится техническая политика любого индустриального общест-
ва. Поэтому задачу определения нормативных сроков службы
(НСС) машин и конструкций на научном уровне начали решать
экономисты и критерии у них были часто экономические, что вид-
но из хронологически выдержанной табл. 5.2.
Желательно прояснить для себя вопрос: в какой мере рас-
смотренные выше разработки в области оптимизации системы ре-
монта проникали на железнодорожный транспорт и реализовы
вались в виде приказов, согласно которым производился ремонт
вагонов
Для ответа на этот вопрос желательно провести ретроспектив-
ный обзор систем ремонта, которые использовались на транспорте
Спрессуем собранный материал в виде табл. 5.3, в которой каждая
система ремонта карактериэуется своими компонентами, страте-
гиями их осуществления и. если это уместно, сроками проведения
Таблица 5.2
Анализ методов оптимизации сроков службы и систем ремонта техники
Автор, год публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы () методики
Тейлор Дж С. 1923 г., США [7] Находится то предельное состоя* ние машины, до наступлений ко- торого целесообразно мириться с процессом старения и после ко- торого ее замена экономически оправдана Минимум затрат на приобретение, ремонт и техническое обслужива- ние за срок службы машины (идет): Srd-Pl'-O,- -»min где 5,— цена новой машины а год начала ее эксплуатации, 0, — остаточная иена машины к концу я-го года ее эксплуатации; Яп,— затраты на техническое об- служивание и ремонты п /-Й год эксплуатации; Г,—наработка машины в /-Й год ее эксплуатации; р — процент на капитал; и —искомая целочисленная вели- чина, г (-) Целевая функция дис- кретна, в ней счет време- ни ведется в целых годах (-) Учитывается лишь те- кущий аварийный ремонт машины (+) К потерям автор отно- сит не только прямые за- траты средств на приоб- ретение машины и ее экс- плуатацию. но и процент с капитала, который был на эти цели израсходован. (+) Остаточная стоимость машины есть функция продолжительности ее эксплуатации (+) Знаменатель целевой функции есть результат формализации истины, время — деньги
Автор, гол публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы (•) методики
Готеллинг Г, !925 г. США 18] Критерий минимума удельных затрат, например, в виде [7], никак не стимулирует рост производст- ва продукции, пробега или нара- ботки, Цель эксплуатации маши- ны отходит на второй план. Ма- шина рассматривается как некая необходимая обуза, и мы стре- мимся сделать ее менее обреме- нительной Если машина при мгновенном значении эксплуатационных за- трат Э(г) обладает мгновенной производительностью Л(/) и если цена единицы продукции состав- ляет (♦'денежных едини и, то пол- ный чистый эффект за Глет экс- плуатации составляет содержание целевой функции/Т) /Г)«£[#' Х(0-Э(П] е‘'-Л + + 5(7) max, где е-*-непрерывный аналог фор- мулы СЛОЖНЫХ процентов, с по- мощью которой все затраты и дохо- ды приводятся к одному, в данном случае начальному моменту време- ни; 5(7)— продажная цена машины; 6 = 1п(1 +/», р — процент на капитал Для обеспечения максимума f(T) должно выполняться условие: ^<0 <УГ2 ( - ) Необходимо знать це- ну И'единицы продукции. (+) Критерий стимулиру ет рост производства про- дукции (-) Имеется в виду неуп- равляемость процесса ста- рения машины, те лицо, принимающее решение (ЛПР). не имеет никаких с посевов влиять ни на ход изменения эксплуатаци- онных затрат, ни на вели- чину остаточной стоимос- ти машины, ни на профи- лактические замены Под инструментом управ- ления наиболее часто пони- мают планово-предупреди- тельную систему ремонта
Васильев В.О., 1925 г, СССР |9| (на примере паровоза) Подмечено, что с увеличением срока службы паровоза возраста- ют расходы иа различные ремон- ты, но уменьшаются удельные амортизационные отчисления Задача: найти тот срок службы паровоза, при котором сумма указанных расходов н отчислений минимальна К, +У,-» min, где (/, — расходы на ремонты паро- воза за срок его службы; —амор- тизационные отчисления за срок службы паровоза (+) Впервые в СССР пред- ложена методика оптими- зации НСС. правда, лишь э графическом диде
Айтор, год публикации и ИСТОЧНИК Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы (-) методики
Буйнов А И , 1939 г., СССР [10| (на примере комбайна) Полагаясь на данные эксплуа- тации парка комбайнов рас- сматриваемого типа, автор по- строил график зависимости «срок службы себестоимость обработ- ки гектара». Задача: найти тот срок службы, при котором себестоимость обра- ботки земли минимальна У-» min, где U — себестоимость обработки одного гектара земли Задача также решена лишь графически
Кабенин Н Г, 1953 г. СССР [11] (на примере паровоза) Сущность та же У, + min, где Ц — среднегодовые затраты на ремонт; У, — амортизационные отчисления Впервые получено в СССР решение в анали- тическом виде: где А — цена паровоза; D — затраты на ремонт
Автор, год публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы (-) методики
Пренрейх Г, 1957 п. США 112| Методика оптимизации срока службы одной и только одной ма- шины по экономическому крите- рию не свободна от логических недостатков. В самом деле, оптимальный срок службы в данном случае достига- ется тогда, когда наступает со- стояние баланса между затратами и получаемой отдачей от эксплу- атации машин Так, при оптими- зации срока службы относитель- но максимума эффекта [8] имеем ситуацию, когда п момент / вало- вый доход с учетом реализации стоимости машины становится равным издержкам эксплуатации. При этом не учитывается, что за- мена машины возможна н ранее момента / (вмомент Т(Т<1). т.к. прибыль, приносимаи за период (Г, 0 вновь приобретенной ма- шиной, может превзойти анало- гичную прибыль от эксплуатации старой Аналогичная ситуация складывается в задачах оптимиза- ции сроков службы относительно минимума затрат. Следовательно, сталкиваемся с необходимостью Л<7>2 l‘‘’ * -с -»max, где Т — продолжительность экс- плуатации машины (искомая вели чина), к — номер никла эксплуа- тации рассматриваемой совокуп- ности машин, ЙО = WX(t) - 9(f) - мгнояенный чистый доход, прино- симый машиной в момент /, Q, - первоначальные затраты на приоб рстение машины Оптимальный срок службы машины находится из решения уравнения: dMT) -7Г-° ИЛИ V(T> S Wjf-W-O (-) Необходимо распола- гать функциями ИО и 5(0, где 1 — возраст маши- ны (-) В состав эксплуата- ционных затрат 3(0 вхо- дят только затраты на те- кущие аварийные ремон- ты (+) Устраняется логиче- ское недоразумение, воз- никающее при оптимиза- ции срока службы изоли- рованной машины, (-) Рассматриваемая мо- дель, как и ранее приве- денные, относится к моде- лям с неуправляемым про- цессом старения В этом случае предполагается, что машина почти не содер- жит сменяемых деталей
Автор, гад публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы (-) методики
определять срок службы не изо- лированной машины, а совокуп- ности сменяющих одна другую машин, имеется в виду беско- нечный процесс эксплуатации. Целевая функция Д7) есть выра- жение полного дохода при беско- нечном числе циклов эксплуата- ции однотипных машин
Селиванов А И , 1964 г. 113| (на примере сельхозтехники) Принимается тот срок службы изделия, при котором удельные затрать! потребителя техники до- стигают минимального значения. При этом эти затраты складыва- ются из разовых (цена машины А), пропорциональных времени экс- плуатации (Bl) и прогрессирующих (cl") Здесь В, п, с - постоянные, определяемые опытным путем - + вг +пищ л/(л-1)-с (+) Автор предложил уни- версальную, с его точки зрения, формулу затрат потребителя ( - ) Этой модели прису- ши вышеуказанные недо- статки (+)Дана интерпретация управляемого процесса старения машин
Бронштейн Л А , Лейдерман С R, 1961 г 1141 (на примере автомобиля) Авторы исходят ИЗ ТОГО, ЧТО эксплуатация автомобиля целе- сообразна до тех пор, пока сумма амортизационных отчислений и затрат на ремонты, отнесенная к общему пробегу, не превышает таких же затрат за первый цикл нового автомобиля Баланс упомянутых затрат для ста- рой и новой машин (+) Поставлен вопрос о выделении затрат на КР из состава эксплуатаци- онных (+) Впервые высказана мысль о прерывной зави- симости «срои службы - эксплуатационные рас- ходы»
Автор, год публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы (•) методики
Массе П.. 1962 г (15| Методика вполне подобна мето- дике решения, наложенной в (8], с той разницей, что в произволь- ный момент времени г, преду- сматривается возможность про- вести ремонт (модернизацию) по- стоянного объема стоимостью Л. Такие дополнительные вложения позволяют получить дополнитель- ный эффект (доход) от ремонта G(t, it) как функцию двух иско- мых переменных Целевая функция + А-Я- е '* + + ^7,0^’- Имеется в виду случай однократно- го ремонта фиксированного объема (+) Решена задача совме- стного определения опти- мального срока службы и оптимальных периодов между ремонтами (+) Некоторые авторы считают, что в этой работе определена оптимальная стратегия ремонта. Под стратегией понимают ППР как инструмент управле- ний процессом старения машин Оптимальная стра- тегия, по их мнению, есть оптимальная периодич- ность ремонта
Токарев Г.Г 1962 г [16| (на примере автомобиля) Принимается тот срок службы, при котором обеспечивается ми- нимальное значение затрат на единицу пробега автомобиля за весь период его эксплуатации. Это только необходимое (но ие достаточное) условие для при- нятия решения об изменении сроков службы машин согласно критерию оптимизации у + bL + Со-> min, где С, — цена автомобиля, Сп эксплуатационные затраты, b — интенсивность роста затрат на ремонты по мере старения машины; L — срок эксплуатации (+) Автор ИСХОДИТ из ТО- ГО, что изменение срока службы машин влечет за собой необходимость ка- питальных вложений в сопряженные отрасли машиностроение, метал лургию итп (+) Предложена методика учета морального износа
Автор, год публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы () методики
Артемиев Ю Н , 1964 г. |17| Межремонтные периоды зависят от срока службы машины,тк. чем дольше работает она, тем в сред- нем больше износ. С другой сто- роны. при выборе межремонтных периодов машины надо учитывать их кратность срокам службы ее составных частей Затраты лей при c-S где Т— детали ремонтн Срок СЛ II. II- скобках чивать шего цел связанные с зам ремонте машин ь еной дета- •. (+) Исследовалась про- блема использования бывших в употреблении деталей. (+) Изучена зависимость стоимости ремонта от кратности сроков службы деталей сроку службы ма- шины
й] рок службы мац юк службы и СТО «ответственно; ый пробег маш ужбы до первой частные, стояш надо уменьшат оответственно ого числа ei' ины; имость у'-й т_— меж- ины; Т| - ремонта; не в этих и увели - о ближай-
Гальперин А, С., 1966 г [18]; Михлин В М., 1964 г [19J Идея работы та же. что и в |17|, но проблема сформулирована бо- лее точно и конкретно. По мне- нию авторов, маневрирование при ремонте расходом запасных частей и определение допустимой доли бывших в употреблении де- Под иелевой функцией понимают удельные затраты на ремонт: (+) Уточнена целевая функция (-) Неясно, какие типы ремонта учитываются
талей, используемых при ремон- тах, составляют наряду с выбором срока службы машины и ее меж- ремонтных пробегов суть всей стратегии ремонта т где D затраты на ремонт без уче- та стоимости запасных частей; Дти) эксплуатационные затраты
Автор, гоя публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы () методики
Ергенсон Д В и др . 1967 г. 1211 С увеличением износа агрегата ма- шины издержки ее эксплуатации возрастают, а выгода от ее исполь- зования уменьшается. Замена агре- гата машины связана как с капи- тальными затратами на приобрете- ние нового агрегата, так и с затра- тами на монтажные работы, Час- тично компенсируются эти затраты ликвидной стоимостью агрегата, Требуется определить периодич- ность замены Т агрегата. В каче- стве целевой функции использует- ся дисконтированный выигрыш от эксплуатации машины на беско- нечном интервале времени (0,“) Целевая функция: j*exp(-£/) ехр(-ЛЛ с(Л (-) Неопределенность с определением Иг) (+) Постановка задачи полезна применительно к рефрижераторным вагонам
1 - ехр[-6( 7-т,)] где V(i) — доход в единицу времени при эксплуатации агоегата, имею- щего возраст г, с(1} — затраты на замену ооорудова- ния возраста г, т, п родолжител ьность зам е ны а г- регата
Петухов РМ., 1965 г |20) По мнению автора, следует при- нимать тот срок службы машины, при котором удовлетворение по- требностей народного хозяйства за данный плановый период обес- печивалось бы при минимальных приведенных затратах, те. прихо- дящихся на единицу выполнен- ной работы U— min, где U — приведеиные народнохо- зяйственные затраты за данный планируемый период (+) Предложена методика расчета степени мораль- ного износа первого и второго типов Предложе- на формула для расчета общего износа и остаточ- ной стоимости машины- (+) При определении ра- циональных сроком служ- бы рекомендуется псе про- цессы рассматривать в ди- намике, Т.е. с учетом изме-
Аитор, год публикации и источник Сущность методики Критерий Плюсы (+) и минусы (•) методики
нения объемов работ, воз- растного состава парка. (-) Достижен ие получен ных результатов за данный плановый период не мо- жет служить критерием оп- тимизации срока службы. Действительно, улучше- ние результатов в указан- ном периоде может вы- звать ухудшение результа- тов в будущем
Райкин А.Л , 1978 г. [22] Рассмотрена, как и п [20], модель замены агрегата машины, но в предположении случайности мо- ментов его отказов. Также исполь- зуется понятие дисконтированно- го выигрыша и издержек ст эксплу- атации на отрезке времени. Но вместо мгновенного дохода в еди- ницу времени И7) при эксплуата- ции оборудования возраста t ис- пользована двухзначная целочис- ленная функция tp(/, <f) со значе- ниями 1 или 0 в зависимости от того, исправно или неисправно где = limb • ГЛ(<й; rh(rf) = М • |рхр( - а/)чр(Г, d)tf| - переоцененное время исправного состояния за (0, ®); C(d) = Jimo6 Сд<«7; C*(rf) = М jp*P( - М dC(t. rf)j (+) Впервые в модели кор- ректным образом учтена случайность моментов от- каза. (-) В работе невнятно пояснена сущность поня- тия стратегии замены rf
Окончание табл. 5.2
Автор, гол публикации И источник Сущность метлики Критерий Плюсы (*) и минусы (-) методики
оборудование в момент времени I при использовании стратегии за- мены d. Предполагается извест- ной функция надежности смен- ной детали “(»)= ₽)§>/). где —наработка до отказа. Искомым является стратегия заме- ны tl сменной единицы оборудо- вания ожидаемые переоцененные из- держки в связи с заменой сменной единицы оборудования
Колегаев Р.Н , 1980 г |23] Срок службы изделия рассматри- вается как сумма продолжитель- ностей межремонтных пробегов, Поиск оптимального НСС ищет- ся посредством оптимизации па- раметров системы ремонта У-» min, где U — себестоимость единицы продукции, производимой с ПО- МОЩЬЮ машины за срок ее службы Учтены многие недостат- ки представленных мето- дов оптимизации сроков службы
Горский А В , Воробьев А.А.. 1994 г (24] (на примере электровоза) В работе предлагается методика оптимизации межремонтных про- бегов. Оптимальной считается система ремонта, которая обеспе- чивает в эксплуатации наимень- шие приведенные суммарные удельные затраты на выполнение плановых и неплановых ремон- тов При этом использован прин- цип кратности межремонтных пробегов составных частей локо- мотивов. Тем самым оптимизи- рован объем ремонтных работ Критерий оптимизации- IV „ Lv Lfii = S -* nun и ограничения ОС Здесь: L, периодичность ремонта (•го узла (искомая величина); С( - стоимость восстановления /•го узла; /,. - гамма-проиентный ресурс (•го узла (+) Решение оптимиза- ционной задачи сведено к стандартной процедуре метода динамического программирования (-) При выборе критерия оптимизации сделан шаг назад по сравнению с 117). (-) Не решается вопрос о сроке службы электровоза
Ретроэналиэ систем ремонта вагонов
Таблица 53
Номер, лата выхода и наименова- ние приказа МПС РФ Тип вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
№ 1J57 от 01 02.1920 г, Товарные вагоны Конвенцион- ный осмотр По наработке 5 лет Название при- каза не уста- новлено
№ 1745 от 25 11.1920 г. «Четырехлетний срок осмотра товарных вагонов» Конвенцион- ный осмотр Ревизия букс 4 года 2 года
№3870 от 19 10 1922 г. *0 восстановлении денежных расчетов между дорогами эа производство кон» пениионного осмотра вагонов и об установлении периодичности конвенционных осмотров» Конвенцион- ный осмотр Ревизия букс 3 года 1.5 года Отменен при- каз № 1745 от25.II. 1920 г.
Номер, лата лыхоаа и наименова- ние приказа МПС РФ Тип яагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
Текущий без- отиепочный ремонт Текущий отиепочный ремонт Случайный ремонт Конвенцион- ный осмотр По состоянию По наработке 3 года Номер и лата приказа не установлены Приведенные сведения взя- ты из |25]
Пассажирские вагоны Текущий ремонт Конвенцион- ный осмотр Средний ремонт Капитальный ремонт По состоянию По наработке 1 год 3—4 года Не указана
№ 489 Ц от 13 12.1933 г. «О производстве КР, СР и годичного ремонта специаль- ных вагонов товар- ного парка на лоро- гах-собстпенни цах» Специальные вагоны (цистер- ны. хопперы, изотерм.) КР СР Годичный — Не указана 1 год Описан меха- низм взаимо- действия раз- личных дорог в части обеспе- чения ремонта специальных вагонов
Номер, дата выхода и наименова- ние приказа МПС РФ Тип вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
1934 г Правила капиталь- ного ремонта вагонов товарного парка Товарные вагоны КР По наработке Для 4-осных вагонов через 8 лет, а для 2-осных через 6 лет Обнаружена только ссылка на этот доку- мент Содер- жание правил в брошюре В/470от 1934 с
СР Для 4-осных вагонов через 4 года после КР, Для 2-ос- ных через 3 года после КР
№68 U от 16 05 1936 г «О ликвидации об- менных пунктов и изменении систе- мы ремонта товар- ных вагонов* Тоже В данном при- казе сформули- рованы новые принципы тех- нического со- держания гру- зовых вагонов. Квинтэссен- ция приказа контроль плюс финансовое стимулирова- ние железных дорог за качест- венную работу
Номер, дата выхода и наименова- ние приказа МПС РФ Тип вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
1946 г. КР СР По техническо- му состоянию Номер прика- за и его на- именование в архиве не об- наружены
№ 1240Цот 30.12.1949 г «0 введении я дей- ствие правил капи- тального ремонта грузовых на гонов» Грузовые вагоны Взамен отме- ненных пра- вил образца 1934 г
№ 4 ЦЧ от 06 01,1955 г. «О введении новых межремонтных сроков для грузо- вых вагонов» Тоже КР СР Годовой По наработке Через 10 лет после построй- ки и через 5 лет после СР (кроме специальных вагонов) 5 лет 1 гоп, кроме вагонов новой постройки н специальных вагонов Ничего ие го- ворится 0 тех- ническом об- служивании И текущем ремон- те Этим при- казом отме- нены ДРи КР по состоянию
№ 32 Ц от 03.08 1960 г. «О мерах по даль- нейшему улучше- нию текущего со- держания вагонов и усилению работы ПТО» Обнаружена только ссылка на этот приказ
Номер, дата выхода и наименова- ние приказа МПС РФ Тип вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
№ 40 Ц от 29 07.1961 г. «О мерах по улучшению организации ремонта вагонов» Крытые, цистерны, платформы П*-пагоны Ледники рефрижератор- ные вагоны Пассажирские вагоны ЗР ДР По наработке ДР после ЗР В приказе при- веден перечень технологиче- ского оборудо- вания, которое обязаны были изготовить вПКБ ЦВ и ЦТВР в 1961-1962 гг.
постр. ДР ЗР
2 2 2 2 2 2 2 10 7 6 d
N? 36 Ц. 13.08.1971 г «О дальнейшем совершенствова- нии ремонта и тех* иического содержа- П-вагоиы Безотцепочные Отцепочные По состоянию 2 1 2 7 Первые четы- ре компонен- ты системы ремонта при- суши всем ти- пам вагонов.
Крытые цистер- ны, платформы Технический осмотр По наработке 2 1 2 10
ния вагонов» Ревизия Впервые после 1955 г. разре- шен ДР пасс и РПС по состо- янию
Номер, дата выхода и наименова- ние приказа МЛС РФ Тип вагона Компоненты системы ТОР Стратегии Периодичность, год Примечание
РПС ЗР-1 ЗР-2 ДР По состоянию Через 8 лет после постройки или ЗР-2
Через 6 лет после ЗР-
Пассажирские с кондицио- нерами ЗР-1 ЗР-2 ДР По наработке По состоянию Через 4 года после постройки или ЗР-2 Через 16 лет после постройки или ЗР-2
№ 32 Ц, от 22.09 1980 г. •О введении новой системы техниче- ского обслужива- ния и ремонта гру- зовых оа гонов» Крытые с объемом кузова 120 м1 Зерновые П-вагоны, построенные после 1973 г. Цистерны 4-осные, построенные после 1964 г, Цистери ы 8-осные ТО ТР-1 ТР-2 ДР КР По наработке 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 12 to 10 10 10
Номер, дата выхода и наименова- ние приказа МПС РФ Тип вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
№8Ц, от 19.03 1982 г. «О введении новой системы техниче- ского обслужива- ния и ремонта пассажирских вагонов» ЦВМ постройки после 1965 г. Мягкие Вагоны- рестораны ЦВМ построй- ки ЛО 1965 г Мягкие, га- барита РИЦ ТО-1 ТО-2 ТО-3 ТР Др КР-1 КР-2 По наработке ДР КР Поручено ВНИИЖТуло 0J 05.1983 г переработать руководства по ДР и КР.Дано поручение раз-
в депо ВРЗ или депо на ВРЗ
КР-! КР-2
1 - 5 20
- 1 5 20
- 1 4 16 работать нор- мы расхода материалов и
1 - 4 20 запасных час- тей на все виды рам опта и тех-
- 1 4 20 нического об- служивания Отказ от стра- тегии ДР по состоянию
Номер, дата выхода и наименовя ние приказа М ПС РФ Тип вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, гол Примечание
ДР КР-1 Кр-2 после КР-1
№ WU от 18 07.1985 г «О системе техни- ческого обслужива- ния и ремонта реф- рижераторных вагонов» АРВ постройки после 1977 г. ТО-1 ТО-2 ТО-3 УТО-1 УТО-2 - •- 1.5 10 7 Первые пять компонентов относятся к системе ТОР AP0
Постройка до 1976 г 1.5 8 7
Групповой ПОД- ВИЖНОЙ состав ТР ДР По состоянию По наработке
5-БМЗ, постройка до I97S г. КР-1 1,5 8 7
Постройка после 1976 г КР-2 1.5 10 7
Номер, дата выхода и наименова- ние приказа МПС РФ вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
№4 Ц, от 19 01 1990 г «О введении новой периодичности плановых видов ремонта грузовых вагонов» Крытые, объем кузова 120 м1, постройка после J98S г. П-ва гоны до 1974 п вып. Постройка с 1974 ло 1985 ге Постройка с 1985 г. Цистерны до 1974 г вып. Постройка с 1974 по 1985 гп до t-го КР После 1-го КР Постройка с 1985 г. ТО TP-J ТР-2 ДР КР По состоянию По состоянию По наработке ДР после КР после Руководству вагонного де- по разрешено производить
постр. Др КР постр. КР
3 2 2 13 12
1 2 8 отсрочку не более чем на 6 мес, плане- вых видов ре- монта вагонов.
- 1 2 10 8
3 2 2 11 ших по своему техническому
- 1 2 - 8 состоянию безопасность движения
- 2 10 -
- 2 2 - 8
3 2 2 13 12
Номер, лета выхода и наименова- ние приказа МПС РФ вагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
ДР после К Р после
лостр. ДР КР лостр. КР
№7 ЦЗ от 18 12 1995 г. «Об изменении периодичности планопых лидов ремонта грузовых вагонов колеи 1520 мм» Крытые уни- вере., построй- ки до 1985 г. до 1-го КР, кузов металл ТО ТР-1 ТР-2 По состоянию 2 12 Вновь уста- новлен ДР по наработке Данные о произведен- ном ДР по каждому ваго-
После 1-го КР ДР КР По наряботке — 1 2 — 10
Крытые уни- вере .постройки после 1985 г. 3 2 2 13 12 ну предписано ежесуточно направлять в установлен-
Платф, универе. 3 2 2 15 12 в Главный вы-
П-вагоны универе до 1985 г. выл. — 1 2 — 8 числительный центр (ГВЦ) МПС России. Приказано
С 1985 г выл. 3 I 2 11 — ни один случай отказа вагона
Цистерны не<|пебензин. вып. до 1985 г - 1 2 — 8 в период га- рантии КР и ДР не остав- лять без рас-
С 1985 г пыл. 3 1 2 13 12 следования и принятия мер
Восьмиосные 2 1 2 11 II
Номер, дата выхода и наименова- ние при ката МПС РФ Тип погона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
№9Ц от 04 04 1997 г «О введении новой системы техниче- ского обслужива- ния и ремонта пассажирских ва- гонов поездов» ЦВМ межобласт. купейные» не купейные Габарита РИЦ, мягкие Вагоны- рестораны Вагоны ско- ростных поездов Багажные вагоны спе- циального контингента ТО-1 ТО-2 ТО-3 (ЕТР) ГР ДР КР-1 КР-2 По наработке По состоянию По наработке то-з Д1> КР-1 КР-2 КВР Поручено ВНИИЖТудо 01.01 1998 г. разработать единую систе- му учета пробега ваго- нов и внести необходимые изменения
хм мгс, км Нолес
150 тыс 6 300 тыс 2 5 20 20 лет
150 6 300 2 лет 20 20
- 6 । гола 16 16
- 5 - 0.5 гола 16 20 в инструкцию по произвол ству ЕТР
— ь — 1 5 20
Номер, лата выхода и наименова ние приказа МПС РФ Тип йагона Компоненты системы ТОР Стратегия Периодичность, год Примечание
Вагоны для перевозки выс- ших должност- ных л иц госу- дарства Вагоны узкой колеи, постр. до 1980 п КВР - J2 - 1 лет года мес гад 6 6 20 - Предписано приказом осу- ществить пере- вод вагонов на ремонт по пробегу (по наработке) после ввода п эксплуатацию новых вагонов
Постройка с 1981 г. -6-2 мес. гола 8 20 или отремон- тированных плановыми видами ремон- та и начала учета их про- бега. Разрешена постановка в ЕТР и ДР с пе- репробегом не более 10 % от норматива
П -вагоны — полувагоны.
Как видно из табл. 5 3. система ремонта вагонов подвергалась
достаточно частому изменению, шел непрерывный поиск новых
форм и методов организации ремонта и технического обслужива-
ния. Этот поиск продолжается до сих пор и обусловлен совершен-
ствованием вагонных конструкций и тяги поездов, появлением
новых средств технической диагностики и внедрением новых
информационных технологий, погружением транспортного хо-
зяйства в новые господствующие в стране экономические отноше-
ния, появлением новых знаний и более подготовленных в профес-
сиональном отношении работников и т.п
Кроме указанных объективных факторов, на эволюцию систе-
мы ремонта вагонов влияли и будут влиять так называемые субъ-
ективные факторы — ошибки в кадровой политике, проводимой в
отрасли, политический заказ, отсутствие должной конкуренции
предлагаемых идей, технологий и методов и т.п
Для усвоения представленного в табл. 5.3 материала, удобно
весь период эксплуатации вагониого парка разбить на три этапа,
начиная с начала 20-х гг. Точка отсчета объясняется тем, что в эти
годы пришлось начинать почти с нуля — отсутствие квалифициро-
ванных кадров, изношенный подвижной состав и слабая инфраст-
руктура транспорта.
Первый период продолжался до 1933 г., когда по приказу МПС
№ 340 И произошло выделение вагонного хозяйства в самостоя-
тельную подотрасль. Этот период характеризовался восстановле-
нием вагонного хозяйства и ремонтной базы до уровня 1914 г. На-
блюдался небольшой грузооборот, ощущалась острая нехватка
квалифицированных инженерно-технических кадров и почти
полностью отсутствовали научно-технические разработки, касаю-
щиеся организации ремонта подвижного состава.
Второй этап продолжался с 1933 до 1955 г. и совпадает с нача-
лом экономического подъема в годы первых пятилеток.
Грузооборот возрос, и техническое состояние вагонов стало
узким местом в работе транспорта. С помощью приказа МПС РФ
№340 Ц была поднята роль вагонного хозяйства (ВХ), активно
строились новые вагонные депо и модернизировались старые,
учебные заведения стали готовить инженеров и техников вагонно-
го профиля. В эти годы также активно разрабатывались правила
ремонта вагонов, система ремонта грузовых вагонов пополнилась
такими компонентами, как капитальный и средний ремонты. Вве-
денные в то время формы организации ремонта и технического
обслуживания во многом сохранились до наших дней.
Вагонный парк обновлялся более сложными для ремонта четы-
рехосными вагонами и, в том числе, цельнометаллическими пас-
сажирскими и изотермическими, оборудованными автоматиче-
скими тормозами и автосцепными устройствами.
Именно в этот период были заложены материальные и Органи-
зационные основы работы ВХ, позволившие обеспечивать требуе-
мый грузооборот исправными вагонами и в годы индустриализа-
ции, и в годы войны.
Третий период развития ВХ берет начало с 1955 г и продолжа-
ется по настяшее время. К началу этого периода уровень развития
ВХ превысил довоенный и его дальнейшее развитие во многом оп-
ределилось переходом на новые виды тяги, внедрением букс на
подшипниках качения, завершением перехода на автосцепку, на-
сыщением парка большегрузными вагонами, специализацией
подвижного состава, появлением рефрижераторных и современ
ных пассажирских вагонов с установками кондиционирования
воздуха и комбинированного отопления.
В этот период приблизительно через каждые 10 лет обноаля-
лась система ремонта, межремонтные периоды назначались в за-
висимости от предшествующего ремонта, типа и модернизации
вагона.
Перед тем как перейти к общему анализу документов, которые
регламентировали параметры организации ремонта и технического
обслуживания вагонов, заметим следующее. Как видно из табл. 5.3,
никакой из приведенных в этой таблице приказ МПС не представ-
лял в полной мере систему ТОР вагонов. Для того чтобы убедиться
в этом, достаточно вспомнить определение системы ремонта в уз-
ком смысле, которое дано в разд. 5.1. На самом деле, параметры
системы ТОР регламентировались одновременно несколькими от-
раслевыми документами — приказами МПС, инструкциями, прави-
лами ремонта и т.п., которые выпускались, как правило, не одно-
временно и независимо, несогласованно готовились различными
коллективами ученых и специалистов.
Так, например, в 1962 с система ТОР грузовых вагонов регла-
ментировалась как минимум:
— приказом МПС № 32 Ц от 03,07,1960 г. «О мерах по дальней-
шему улучшению текущего содержания вагонов и усилению рабо-
ты ПТО»;
— приказом МПС № 40 Ц от 29,07.1961 г. «О мерах по улучше-
нию организации и качества ремонта вагонов»;
— Правилами деповского и капитального ремонтов.
И второе общее замечание. Приказами МПС регламентирова-
лись системы ремонта вагона в целом. Данные, касающиеся пара-
метров организации ремонта, технического обслуживания и реви-
зии основных агрегатов вагонов, растворены в инструкциях по
эксплуатации, а также в документации заводов-изготовителей.
Имеются в виду автотормозное оборудование, буксовый узел,
ударно-тяговые приборы, энергохолодильное и электрическое
оборудование пассажирских и рефрижераторных вагонов. Этим
объясняется наблюдаемая, порой, нестыковка параметров систе-
мы ремонта вагона и его составных частей.
Для более или менее подробного рассмотрения выделим наи-
более значимые приказы МПС: № 68 от 01.05.1936 г., № 4 ЦЗ
от 06.01.1955 г., № 36 Ц от 13 07 1971 г.» № 32 Ц от 22.09.1980 г. и
№ 4Цот 19.01 1990г.
С 1869 г. в России было введено бесперегрузочное сообщение
между дорогами, что всегда затрудняло организацию качествен-
ного технического обслуживания и ремонта вагонов. На транспор-
те еше в те времена использовались различные способы при-
уменьшения негативного влияния указанной формы эксплуата-
ции вагонов на качество их технического содержания. Например,
в период 1869—1889 гг. действовал ежегодный периодический ре-
монт товарных вагонов. В том же, 1869 г. для пассажирских ваго-
нов было принято два вида ремонта; большой и малый, а начиная
с 1893 и вплоть до 1917 г. система ремонта этих вагонов была усо-
вершенствована — установлены капитальный, средний и годовой
ремонты. И в советское время принимались соответствующие ме-
ры в этом направлении. Так, до 1936 г. существовали обменные
пункты по технической приемке и сдаче товарных вагонов между
дорогами.
Приказом МПС № 68 Ц 1936 г. эти пункты были ликвидирова-
ны, т.к., по мнению руководства транспорта, значительная часть
работников пунктов вместо борьбы за ремонт вагонов, как говори-
лось в приказе, старались «спихнуть» больные вагоны на другие
дороги.
Был устранен обменный осмотр и браковка вагонов в коммер-
ческом отношении. Указанную работу предписывалось произво-
дить в порядке, установленном для внутридорожных пунктов при
приемке и сдаче поездов главным кондуктором. При этом сохра-
нялся учет перехода вагонов с дороги на дорогу. Для обеспечения
передачи вагонов на другие дороги в исправном состоянии на-
чальникам дорог приказывалось выделять станции, где можно ор-
ганизовать тщательный технический осмотр вагонов. Воспреща-
лось передавать на другую дорогу вагоны с повреждениями, пере-
численными в Инструкции для осмотрщиков вагонов.
Этим приказом введен новый институт инспекторов цент-
рального управления вагонного хозяйства (ЦВ) в количестве 76 че-
ловек для контроля вагонных служб дорог в части правильности
«технологии ухода» за товарными вагонами. Этот институт сохра-
нился до наших дней и называется ревизорским аппаратом по без-
опасности движения ЦВ МПС РФ.
Далее, этим приказом впервые предусматривалась финансовая
ответственность за недостаточный ремонт вагонов и поощрение
тех дорог, на которых выполнялись большие объемы ремонта. По-
следнее рекомендовалось осуществлять путем периодического пе-
рераспределения кредитов между дорогами. Штрафы, получаемые
от клиентуры за поврежденные ими вагоны, предписывалось пере-
давать вагонным службам для ремонта
Также этим приказом был введен институт поездных вагонных
мастеров. На них была возложена «не только смазка вагонов, но и
наблюдение за состоянием вагонов в целом, особенно за ходовы-
ми частями, ударно-тяговыми приборами, автотормозом, произ-
водство в пути необходимого текущего мелкого ремонта» и т.п.
Большое внимание в рассматриваемом приказе уделено орга-
низации безотиепочного ремонта на станциях массовой погрузки
и выгрузки, на крупных сортировочных станциях. На этих стании
ях предписывалось выделять постоянные пути для осмотра и без-
отцепочного ремонта, оборудовать их необходимыми средствами
механизации, снабжать материалами и запасными частями. Почти
через 40 лет аналогичное предложение было сделано канд. техн,
наук И.И Хабой, но по отношению к отцепочному ремонту, что,
конечно, правильнее.
В приложении к приказу приведен перечень повреждений, по
которым вагоны следует отправлять в отцепочный ремонт. Пред-
писывалось устранять не только эти повреждения, но и вновь об-
наруженные при отделочном ремонте, который предлагалось ор-
ганизовывать по принципу замены поврежденных деталей на но-
вые или ранее отремонтированные. В настоящее время такую фор-
му организации ремонта называют агрегатным методом ремонта.
Как видим, вто время задачи понимали вполне здраво.
Рассматриваемым приказом МПС с 1 июля 1936 г. были введе-
ны периодическое годовое освидетельствование и ремонт товар-
ных вагонов в вагонных депо. До этого годовой ремонт по приказу
МПСЬТе 489 Ц от 13.12.1933 г. имели лишь специальные вагоны.
Приказом МПС № 68 Ц 1936 г. был установлен перечень работ
при годовом ремонте универсальных товарных вагонов: осмотр и
ремонт ходовых частей с выкаткой и освидетельствованием колес-
ных пар, ревизия букс, испытания на прессе упряжных приборов
и, в необходимых случаях, их ремонт, а также ремонт ударных при-
боров, кузова и крыши, осмотр и ремонт автотормозных приборов
и воздушной магистрали, постановка недостающих болтов и частей.
Видим, что по объемам работ и по своему назначению этот вил
ремонта сохранился до наших дней, но с 1961 г. называется депов-
ским. Главное его назначение — прежде всего, контрольно-про-
филактическое по отношению к тем ответственным деталям, кото-
рые в эксплуатации имеют ограниченную или пылевую контроле-
пригодность и отказ которых может привести к крушению поезда.
Деповский ремонт не является тестированным понятием и при-
меняется только в вагонном хозяйстве
Далее, объемы введенного в 1936 г. годового ремонта были за-
ранее фиксированы. В настоящее время такие ремонты называют
регламентированными (п. 5.1).
В целях повышения качества годового и текущего отцепочного
ремонтов в рассматриваемом приказе №68 Ц предписываются еще
два новшества. Первое — вводится еше один, третий институт
приемщиков вагонов, которые обязаны принимать отремонтиро-
ванные вагоны в депо. Второе — при выпуске вагонов из ремонта
предписывалась постановка на них трафарета с указанием места и
даты ремонта.
Приказ МПС № 4 ЦЗ от 06.01.1955 г. замечателен тем, что в
нем четко указана периодичность трех плановых ремонтов и ого
ворен механизм постановки вагонов в эти ремонты. Объективно
говоря, введенную этим приказом систему ремонта можно расце-
нивать как шаг назад по сравнению с ранее введенной (в 1946 г.)
системой ремонта, т.е. ремонта по техническому состоянию. Одна-
ко в организационном плане переход на ремонт по наработке был
в то время оправдан (см. ниже)
Отметим теперь особенности системы ремонта, введенной
приказом МПС № 40 Ц от 29.07.1961 г. Вместо трех плановых ре-
монтов оставлено два, при этом капитальный ремонт стали назы-
вать заводским, а годовой деповским. Отказались от среднего ре-
монта без каких бы то ни было пояснений.
В отличие от предыдущего приказа в рассматриваемом уста-
новлена периодичность заводского (ЗР) и деповского (ДР) ремон-
тов изотермических и пассажирских вагонов.
Качественно новой особенностью приказа МПС № 36 Ц от
13.08.1971 г. является то, что впервые разрешается ДР по техниче-
скому состоянию пассажирских и рефрижераторных вагонов.
Кроме того, в этом приказе впервые для этих типов вагонов преду-
смотрен ЗР двух объемов, а именно ЗР-1 и ЗР-2. В приказе впер-
вые за много лет названы другие компоненты системы ТОР — те-
кущий безотцепочный, текущий отцепочный, технический осмотр,
техническая ревизия.
Приказ МПС Ns 32 Ц от 22.09.1980 г. также является в опреде
ленном смысле этапным для ВХ. Во-первых, впервые с 1936 г. в
наименовании приказа появилось словосочетание «система ре-
монта». Во-вторых, известен авторский коллектив разработчиков
системы ремонта. Более того, в отраслевой литературе (26] указан
критерий, относительно которого следует, по мнению авторов,
оптимизировать периодичность ремонтов.
Приказом МПС Ns 4 Ц от 19.01.1990 г. введена система ремон
та, согласно которой деповской ремонт грузовых вагонов разреша-
лось производить по техническому состоянию. Правда, в прило-
жении к нему приведена строго фиксируемая периодичность ДР.
Через пять лет эта стратегия деповского ремонта приказом МПС
№ 7 ЦЗ отменена в пользу ДР по наработке.
Параметры действующей в настоящее время системы ремонта
грузовых вагонов пояснены в п. 21.2.
5.3. Техническое обслуживание и экипировка
пассажирских вагонов
5.3.1. Вады и периодичность технического обслуживания
и санитарной обработки пассажирских вагонов
Нормативно-технической документацией МПС предусмотре-
ны три вида технического обслуживания пассажирских вагонов:
ТО-1 в пунктах формирования и оборота пассажирских со-
ставов и в пути следования;
ТО-2 — сезонное, при подготовке к работе в зимних и летних
условиях,
ТО-3 (едииая техническая ревизия) — через 6 месяцев после
планового ремонта
Техническое обслуживание ТО-1 в пунктах формирования по-
ездов, имеющих оборот до трех суток, и вагонов пригородного со-
общения должно производиться не менее, чем через шесть суток,
по графику. Техническое обслуживание ТО-1 вагонов выполняют
также после прибытия с вагоностроительных и вагоноремонтных
заводов и длительного отстоя.
В пути следования состава техническое обслуживание электро-
оборудования, включая комбинированное и электрическое ото-
пление, выполняет поездиой электромеханик, а также проводники
вагонов.
Экипировка заключается в обеспечении вагонов топливом, во-
дой, инвентарем для обслуживания пассажиров. Ее производят в
пунктах формирования и оборота пассажирских составов, а также
на крупных пассажирских станциях через 400 — 600 км пути.
Обслуживание ТО-1 иа пунктах формирования пассажирских
поездов дальнего следования существенно отличается от ТО-1 в
пути следования, в основном, проверкой и контролем специаль-
яого оборудования. На пунктах формирования, а также на некото-
рых пунктах оборота пассажирских составов выполняется весь пе-
речень работ, регламентированный инструкцией по ТО пассажир-
ских вагонов. Поэтому фактически на этих пунктах производят
подготовку пассажирских составов в рейс. На ПТО пассажирских
вагонов в пути следования осществляют контроль технического
состояния ходовых частей, автосцепного и автотормозного обору-
дования с целью выявления неисправностей, угрожающих без-
опасности движения поездов.
Обслуживание ТО-2 (летнее и зимнее обслуживание) свлзапо
со временем года и не зависит от наработки или срока службы ва-
гона (рис. 5.2.).
Обслуживание ТО-3 включено в общий цикл планового ре-
монта и технического обслуживания вагона.
Наиболее часто выполняемое ТО-I определяется наработкой
вагона (вагоио-км) и ограничено на пунктах формирования для
Рис. 5.2. Схема периодичности технического обслуживания пассажирского
вагона за период между плановыми ремонтами:
ДР — деповской ремонт; Л. 3 — соответственно летнее и зимнее ТО-2; ПФ
пункт формирования. ПО — пункт оборота пассажирского состава; СО — сани-
тарная обработка (дезинсекция). НО — наружная обмывка; Э — экипировка ваго-
нов; Тс — время оборота состава (оборот)
ПО
। поз i пф i поз 1
ПФ
TO-I
Рис 5 3. Схема участков (а) и графики оборотов (ff), (в) и ТО-1 (г)
ПФ — пункт формирования поемов; ПО1. ПО2, ПОЗ пункты оборота, L,, Lt;
£3—длина участков следования поемов; 1, 2, 3 , — ПТО пассажирских поездов в
пути следования; Tt— время оборота состава r-го поезда
поездов, имеющих оборот до трех суток, и вагонов пригородного
сообщения — сроком до шести суток, т.е. подготовку проводят не
перед каждым рейсом. Таким образом, выравнивается количество
случаев ТО-I за оборот состава в поездах дальнего следования и
местных (рис 5.3).
Обеспечение безопасности движения поездов в интервалах меж
ду ТО-1 на пунктах формирования достигается контрольным осмот-
ром и текущим безотцепочным ремонтом на ПТО, размещенных в
пути следования. Оборот пассажирского состава (на г-м участке)
7-=—,
°' К,
где J', — маршрутная скорость состава.
Наработка, приходящаяся на каждый ТО-1 иа ПТО в пути,
составит:
где л,- — количество пассажирских ПТО в пути следования состава по i-му
участку.
Текущий отцепочный ремонт пассажирских вагонов производят
в тех случаях, когда неисправность вагона невозможно устранить
безотцепочным ремонтом в процессе технического обслуживания,
например смена колесной пары. Существуют две формы организа-
ции текущего отцепочного ремонта пассажирских вагонов:
1) при подготовке составов в рейс в пунктах формирования и
оборота на специальном пути вагонного депо или ремонтно-эки-
пировочиого депо;
2) в пути следования на крупных пассажирских станциях,
с временной отцепкой вагона без высадки пассажиров и подачей
на специальный механизированный пункт текущего ремонта ва-
гонов.
Для пассажирских вагонов предусмотрена также санитарная
обработка:
— дезинфекция — с целью уничтожения бактерий;
— дезинсекция — для уничтожения насекомых;
— дератизация — для уничтожения мышей и крыс
Санитарную обработку вагонов производит санитарная служба
по графику
В пунктах формирования и оборота после высадки пассажиров
производят мойку полов, протирку несъемного оборудования и
чистку мягкого инвентаря, а в пути следования — влажную уборку
и обработку пылесосом мягкого съемного инвентаря.
Периодически, по графику, производят наружную обмывку ва-
гонов в пунктах формирования и оборота.
Техническое обслуживание вагонов в пассажирских составах
осложняется также переформированием состава в пунктах форми-
рования и оборота в соответствии с установленной схемой.
Для технического обслуживания составов с электрическим и
комбинированным отоплением необходимо, чтобы электромеха-
ники и электрослесари имели допуск к работе с высоковольтным
оборудованием.
Техническое обслуживание пассажирских вагонов осложняется
вследствие большого числа типов вагонов, отличающихся, в основ-
ном, конструкцией отопления, электрооборудования, тормозов,
буферами и переходными площадками- Особенности техниче-
ского обслуживания специального оборудования рассматриваются
в специальных дисциплинах и в настоящем курсе подробно не
приводятся.
5-3.2. Технология технического обслуживания вагонов
Техническое обслуживание ТО-1. Обслуживание вагонов про-
изводят на ремонтно-экипировочных путях пассажирской техни-
ческой станции, ремонтно-экипировочного депо или техническо-
го парка бригадами пункта технического обслуживания, включаю-
щими осмотрщиков и слесарей.
Обычно ходовые и наружные части вагонов проверяет группа
из двух осмотрщиков вагонов (с обеих сторон состава) и двух ос-
мотршиков-пролазчиков. Пролазчики проверяют состояние осей
колесных пар, колес, автосцепки, клиньев тяговых хомутов, ры-
чажных передач, крепления деталей и предохранительных уст-
ройств, подвески генератора, аккумуляторных ящиков и других
подвагонных частей-
Группа осмотрщиков по автотормозам контролирует состоя-
ние автоматических и ручных тормозов, производит проверку тор-
мозов от станционной воздухопроводной сети. Обнаруженные не-
исправности осмотрщики вагонов заносят в натурные книжки для
последующей проверки и устранения
Ходовые и наружные части вагонов обычно ремонтируют две
бригады слесарей, а автоматические и ручные тормоза — ремонт
ная группа по тормозам.
Бригада слесарей-электриков проверяет состояние электриче-
ского и холодильного оборудования и устройств для кондициони-
рования воздуха.
Ремонт внутреннего оборудования выполняет специализиро-
ванная ремонтная бригада, в которую входят группы слесарей и
столяров: они устраняют все неисправности внутреннего оборудо-
вания (дверей, оконных рам, форточек, диванов, багажных полок,
отопления, водопровода и вентиляции, оборудования туалетных
помещений и т.д,).
Радиооборудование проверяет и ремонтирует бригада электро
монтеров по радиоустановкам. Слесари-электрики по ремонту
подвагонного оборудования и аккумуляторщики работают под ру-
ководством осмотрщика вагонов по электрооборудованию. На ва
гоны с электроотоплением и комбинированным отоплением вы
деляют группу слесарей-электриков, имеющих допуск на ремонт
высоковольтного оборудования напряжением свыше I 000 В.
На крупных станциях, где предусмотрена стоянка пассажир-
ских поездов 20—30 мин, производят наружный осмотр состава,
экипировку и опробование тормозов бригады пункта технического
обслуживания.
В процессе ТО 1 проверяют техническое состояние колесных
пар, рам тележек, надрессорных балок, поддонов, надбуксового
рессорного подвешивания, буксовых узлов, центрального подве-
шивания, зазоры между скользунами, детали люлечного подвеши
вання, предохранительные скобы, пятник и подпятник, гидрав-
лические гасители колебаний. Контролируют также высоту осей
автосцепок и состояние автосцепного оборудования, тщательно
осматривают все детали автоматического и ручного тормоза, про-
веряют действие автотормозов в соответствии с действуюшей ин-
струкцией, контролируют действие ручного тормоза.
При подготовке вагона в рейс производят наружный осмотр
приводов генераторов. Неисправности устраняют. Техническое
обслуживание электрооборудования, холодильного оборудования,
радиооборудования, внутрипоездной телефонной связи произво-
дят в соответствии с действуюшей инструкцией по техническому
обслуживанию оборудования пассажирских вагонов.
Осмотршики по внутреннему оборудованию проверяют состоя-
ние умывальных чаш. унитазов, педального механизма клапана,
кранов и вентилей, водяных баков, труб, кипятильника. В системе
водяного отопления проверяют техническое состояние котла, вен-
тилей, кранов, насосов, разделок дымовых труб.
Осматривают также состояние дверей, шарниров и роликов,
замков, рам, форточек и их запоров. Снаружи вагона проверяют
состояние откидных площадок, поручней, решеток, переходных
площадок.
Все обнаруженные неисправности записывают в книгу натур-
ного осмотра и переносят в журнал ремонта, находяшийся у на-
чальника поезда.
Техническое обслуживание ТО-2 (сезонное). Обслуживание
яаляется подготовкой вагона к работе в зимних или летних усло-
виях. Зимнее техническое обслуживание вагонов, работающих в
районах с низкими температурами, заканчивают к 1 октября,
остальных вагонов — к 15 октября. Летнее обслуживание заканчи-
вают к 15 мая. Перечень мероприятий по ТО-2 включает работы
по подготовке системы отопления: водяного, комбинированного
или электрического; системы водоснабжения, вентиляции, конди-
ционирования воздуха, а также доведение до требуемой величины
плотности электролита аккумуляторных батарей. Выполняют так-
же работы, предусмотренные при ТО-1. При совпадении сроков
ТО-2 и ТО-3 производится ТО-3, те единая техническая ревизия
(ЕТР) вагона с выполнением дополнительных работ, требуемых
сезонным обслуживанием.
При подготовке к работе в зимних или летних условиях систе-
му вентиляции переводят на соответствующий режим. Производят
корректировку плотности электролита в аккумуляторной батарее.
Проверяют электродвигатели водяных насосов и принудительной
вентиляции. Консервируют или расконсервируют системы ото-
пления и установки кондиционирования воздуха. При подготовке
к работе в зимних условиях проверяют во включенном состоянии
работу электрических печей отопления, электрокалориферов и во-
донагревателей кипятильников, контролируют наличие заземле-
ний. У пассажирских вагонов с электроотоплением проверяют
целостность электрических цепей и сопротивление изоляции вы-
соковольтного оборудования. Сопротивление изоляции должно
соответствовать установленным нормам.
При подготовке к работе в зимних условиях внутреннего обо-
рудования пассажирских вагонов особенное внимание уделяют
состоянию окон и дверей. Внутренние рамы окон и форточек от-
крывают и очищают. Оконные стекла протирают Оконные рамы
уплотняют и закрывают на запоры. При осмотре боковых и
торцевых входных (из тамбура) дверей проверяют их прилегание,
имеющиеся зазоры устраняют постановкой дополнительных уп-
лотнений из резины, войлока или сукна
В умывальных раковинах прочищают сточные трубы. Водяные
обогреватели для предохранения наливных труб от замерзания
проверяют в рабочем состоянии.
При зимнем техническом обслуживании предусмотрена про-
мывка котла, калорифера, труб отопления, бака для запаса воды,
подогревателя наливных труб.
Допускается до измерения сопротивления изоляции предвари-
тельно нагревать комбинированные котлы отопления и водопо-
догреватели углем до температуры 60—70 *С.
В вагонах, прошедших плановый ремонт, с октября по апрель
продувают вентиляционную установку и воздушный канал.
Если вагоны направляют на специализированные базы отстоя,
то с них снимают и сдают на хранение в склад радиоаппаратуру,
пенные огнетушители и инвентарь. Углекислотные огнетушители
не снимают.
Ходовые части вагонов, отправляемых в отстой, должны отве-
чать эксплуатационным требованиям. На базах отстоя тормозные
рукава должны быть соединены и иметь резиновые кольца.
Вагоны, предназначенные для дополнительных перевозок, при
постановке в отстой готовят как для работы в зимний период.
При подготовке вагонов к работе в летний период особенное
внимание уделяют состоянию аккумуляторных батарей и проверке
герметизации системы кондиционирования воздуха Заменяют
фильтры в системе вентиляции. Тщательно проверяют системы
контроля нагрева букс, состояние изоляции проводов этих систем,
электрическое сопротивление их цепей. ТО-2 производят в пунк-
тах формирования без отцепки вагонов от состава
Для выполнения работ по зимнему и летнему техническому
обслуживанию вагонов выделяют специализированную комплекс-
ную бригаду. По окончании ТО-2 наносят трафарет на торцевой
стенке ватона по образцу: 3.0.15.09.97 ВЧД-3 Сверял, или
Л.0.13.04.97 ВЧД-3 Сверял.
Вагоны, прошедшие ТО-2, принимает комиссия в составе пред-
ставителей депо, санитарно-эпидемиологической службы, аппара-
та ревизоров по безопасности движения.
Техническое обслуживание ТО-3 (ЕТР). Техническое обслужи-
вание ТО-3 (единая техническая ревизия) пассажирских вагонов
предназначена для поддержания вагонов в исправном техниче-
ском состоянии в период между плановыми ремонтами. Ревизию
осуществляют на специально выделенных путях или в вагонных
депо через шесть месяцев после постройки, планового ремонта
или предыдущей ревизии с отцепкой вагона от состава поезда
в пунктах формирования пассажирских поездов. Служебные, слу-
жебно-технические и другие вагоны специального назначения
подлежат ревизии через один год после постройки, планового ре-
монта или предыдущей ревизии На все вагоны, проходящие реви-
зию, выдаются уведомления на отцепку формы ВУ-23.
Указанные периодичности ТО-3 должны быть расчетным
образом обоснованы ввиду особой важности рассматриваемого
типа технического обслуживания для обеспечения безопасности
пассажиров. В разд. 20 и 21 приведены методы упомянутых
расчетов, для чего введен так называемый параметр безопасности
вагона.
Организация и технологический процесс выполнения единой
технической ревизии разрабатывается в каждом пункте формиро-
вания (депо) применительно к местным условиям. Для выполне-
ния ТО-3 создаются специальные комплексные бригады, числен-
ный состав которых определяется на основании действующих
норм в каждом конкретном случае. Обычно оборудуется специ-
ализированный пункт ТО-3, оснащенный техническими средства-
ми, а также неснижаемым оборотным запасом необходимых за-
пасных частей и материалов.
Основная часть вагонов подвергается единой технической ре-
визии подъемки и без выкатки тележек. Выкатка тележек произво-
дится в следующих случаях.
1) для вагонов, предназначенных для движения со скоростью
140 км/ч и выше;
2) для вагонов международного сообщения (исключая страны
СНГ);
3) для вагонов с приводом генератора от средней части оси, от
торца шейки оси и с текстропно-редукторно-кардаииым приво-
дом (ТРКП);
4) в случае смены колесной пары по прокату колес;
5) при неисправности вагона, требующей подъемки.
В процессе единой технической ревизии производят следую-
щие работы:
I) проверку размеров колесной пары и соответствия их требо-
ваниям действующей инструкции по осмотру, освидетельствова-
нию, ремонту и формированию колесных пар;
2) промежуточную ревизию букс в соответствии с инструктив-
ными указаниями по эксплуатации и ремонту букс;
3) ревизию (со съемкой) гидравлических гасителей колебаний
по техническим условиям ПКБ ЦВ МПС;
4) ревизию тормозного оборудования;
5) ревизию автосцепногоустройства;
6) проверку ударных приборов и переходных площадок;
7) регулировочные операции на тележках (проверку и регули-
ровку зазоров между скользунами);
8) ТО аентиляции с заменой фильтров;
9) ТО внутреннего оборудования, систем отопления и водо-
снабжения;
10) ТО электро- и радиооборудования;
11) осмотр и ремонт холодильного оборудования.
В процессе ТО-3 с тележек снимают и отправляют для провер-
ки в специализированные подразделения гидравлические гасители
колебаний, термодатчики нагрева букс, датчики противогазных
регуляторов, скоростные регуляторы нажатия тормозных колодок
Колесные пары с редуктором от средней части оси, с редуктором
от торца оси и с ведущим шкивом ТРКП выкатывают и подают в
специализированные участки.
Регулировочные работы на тележках производят под тарой
вагона на специальном участке пути, на котором допускается пре-
вышение одной рельсовой нити по отношению к другой не более
0,5 мм и уклон пути не более 4 мм на длине 30 м.
При ревизии тормозов воздухораспределители, переключа-
тельные клапаны и соединительные рукава снимают с вагонов и
направляют в контрольный пункт автотормозов. Воздухопровод,
запасные и дополнительные резервуары обстукивают и продувают.
Тормозные цилиндры разбирают, осматривают и смазывают.
11 Ввтонное хозяйстве
161
При ревизии автосиепного оборудования автосцепку снимают
с вагона, разбирают механизм. Единой технической ревизии под-
вергают все виды привода генератора. В процессе проверки внут-
реннего оборудования особенное внимание обращают на состоя-
ние замков, роликов, дверей купе, оконных рам, форточек, их
запоров, механизмов подъема и опускания рам, полок, вешалок
и т.д. Панели стен туалета при необходимости окрашивают. Лино-
леум пола обновляют. Металлическую обшивку стен, пола и кры-
ши осматривают, пробоины заделывают.
Производится осмотр и ремонт переходных площадок и бу-
ферных комплектов.
По окончании ТР-3 вагоны должны быть приняты приемщи-
ком вагонов по предъявлению заместителя начальника депо. Учет
вагонов, которым произведено ТО-3, ведется в специальном жур-
нале. О производстве ревизии на ториевых стенах вагона под тра-
фаретом периодического ремонта ставят трафарет: ЕТР, дата и
номер депо, например: ЕТР 21.05.97 ВЧД-3, Сверял.
Текущий отделочный ремонт Основной причиной поступления
в текущий отцепочный ремонт пассажирских вагонов в пунктах их
приписки является предельный прокат колес по кругу катания.
С конца 80-х гг. существенно увеличилось поступление вагонов
с предельно допустимой тол шиной гребней колесных пар. Другие
неисправности, являющиеся причинами отцепки, проявляются
сравнительно редко
Текущий отцепочный ремонт пассажирских вагонов на пунк-
тах приписки (формирования) организуют на специально выде-
ленных путях специализированного ремонтного пункта. Вагоны,
подаваемые на эти пути, как правило, должны быть отремонтиро-
ваны за время простоя своих составов на технической станции или
в техническом парке с тем, чтобы после ремонта они могли быть
включены в те же составы. Текущий отцепочный ремонт выполни
ет специальная комплексная бригада.
В процессе текущего ремонта для смены колесных пар первы-
ми операциями являются удаление шкворня и отвертывание гаек
шпинтонов. Гайковерт для отвертывания гаек и домкраты для
подъемки вагона находятся на разных участках ремонтного пути,
поэтому после отвертывания гаек вагон передвигают на позицию
подъемки. Для выемки шкворня открывают специальный люк
внутри вагона, после чего специальным приспособлением выни-
мают планку замкового шкворня и половинки шкворня. Колесные
пары подбирают по диаметру колес. Разница диаметров по кругу
катания должна быть не более: 20 мм — у двух тележек, 10 мм —
в одной тележке.
Каждый вагон, вышедший из текущего отцепочного ремонта,
принимает начальник, заместитель начальника или старший мастер
ПТО. Выпуск вагона из ремонта оформляют уведомлением формы
ВУ-36 и записью в книге учета ремонта вагонов формы ВУ-31. На
торцевой стенке вагона наносят трафарет текущего ремонта.
5.3.3. Экипировка, уборка и санитарная обработка
пассажирских вагонов
Экипировка. Основные операции экипировки заключаются в
обеспечении вагонов топливом, водой и постельными принадлеж-
ностями пассажиров. Экипировку производят в пунктах формиро-
вания составов пассажирских поездов при подготовке в рейс, а
также, частично, в пунктах оборота и в пути следования.
На складе топлива ПТО пассажирских вагонов хранятся ка-
менный уголь, дрова для отопления, а также торфяные брикеты и
древесный уголь для комбинированных кипятильников.
Уголь от склада к вагонам перевозят в калиброванной таре
(20 кг) на тракторных прицепах, автомобилях, электрокарах и т.д.
няи в специально оборудованных вагонах
На пунктах формирования и оборота в зимнее время вагоны в
поездах дальнего следования должны снабжаться углем до полной
вместимости угольных яшиков. Пассажирские поезда, имеющие
оборот не более двух суток, снабжаются топливом на весь рейс в
пункте формирования. Порядок снабжения топливом пригород-
ных и местных поездов устанавливается начальником дороги.
Топливо выдается по нормам, установленным на 1 вагоно-сут.,
в зависимости от температуры наружного воздуха и группы топли-
ва. Пассажирские вагоны отапливают при понижении температу-
ры наружного воздуха до +10 *С.
В переходное время года при температуре наружного воздуха
от +10 °C до 0 °C пассажирские вагоны, имеющие установки для
кондиционирования воздуха, могут отапливаться с помощью
электрического калорифера и приборов дополнительного элект-
рического отопления.
Вагоны, отставленные в резерв, обеспечивают топливом из
расчета 70 % нормы на сутки простоя.
Установленная температура в вагонах при отоплении состав-
ляет (20±2) “С. При нахождении в отстое в вагонах с комбиниро-
ванным и электрическим отоплением поддерживается температу
ра +8 ‘С.
Водой пассажирские вагоны снабжают от водоразборных ко-
лонок, подключенных к системе железнодорожного водоснабже-
ния на экипировочных путях пунктов формирования и оборота
пассажирских составов, а также на приемо-отправочных путях
пассажирских станций в сроки, указанные в книжках расписаний.
В летний период могут быть оборудованы временные водопровод-
ные линии.
Снабжение водой предусматривается из расчета действующих
санитарных норм расхода воды: на каждого пассажира 25 л в сут-
ки. С учетом того, что объем водяных баков вагона составляет
1000—1200 л, вагоны заправляют водой, как правило, через каж-
дые 12 ч хода поезда. Количество водоразборных колонок вдоль
путей и количество работников экипировочных бригад определя-
ется из такого расчета, чтобы обеспечивать возможность снабже-
ния водой за время, предусмотренное технологическим процес-
сом, а в пути следования на пассажирских станциях — не более де
сяти минут.
Вода для снабжения пассажирских вагонов должна удовлетво
рять санитарно-гигиеническим требованиям. Давление в водо-
проводной сети должно быть 0,2—0,4 МПа. длина водоналивных
рукавов не более 25 м. Применяют водоналивные рукава, оборудо-
ванные такими же соединительными головками, как в рукавах
воздушной тормозной магистрали. Рукава необходимо хранить на
стеллажах, а в зимнее время — в отапливаемом помещении
Водоразборные колонки размещают в водопроводных ко-
лодцах пунктов заправки водой пассажирских вагонов. Обслу-
живание водоразборных колонок осуществляют работники вагон-
ного хозяйства.
Обеспечение вагонов постельным бельем при подготовке в
рейс производится в соответствии с установленным технологиче-
ским процессом. Постельное белье и съемный инвентарь выдается
в соответствии с действующими нормами. Порядок приемки ис-
пользованного белья и выдачи свежего разрабатывается, исходя из
местных условий.
Для поддержания в исправном состоянии постельных принад-
лежностей, съемного оборудования и подготовки его для выдачи
экипировочные подразделения ДОП должны иметь:
— мастерские по ремонту белья и мягкого инвентаря;
— дезинфекционную камеру для санитарной обработки одеял,
подушек, матрацев и др.;
— механизированную установку для очистки от пыли мягких
предметов;
— механизированную прачечную;
— транспортные средства.
Стирка белья, как правило, производится на фабриках-прачеч-
ных, в состав которых входят производственные цеха: стиральный;
сушильно-гладильный, комплектовки, а также вспомогательные:
электромеханический, паросиловой, хозяйственный и лаборато-
рия. Расход моющих средств, последовательность и продолжи-
тельность операций стирки, сушки, глажения устанавливаются
технологическим процессом. Используют также высокопроизво-
дительные поточные линии непрерывной обработки белья, напри-
мер типа КП-704.
Уборка и санитарная обработка. В пунктах формирования и
оборота пассажирских составов внутренние помещения пассажир-
ских вагонов должны быть промыты и провентилированы.
При внутренней уборке вагонов используют пылесосы, пере-
носные лестницы, специальные щетки для мойки полов.
Для обмывки потолков, стен и панелей вагона применяют
моющие растворы последующим рецептам:
— сода кальцинированная — I %, моющее средство «Про-
гресс* — 2 %, вода — 97 %;
— сода кальцинированная — 2 %, мыло хозяйственное -
0,5%, вода-97 %;
— дезинфицирующее средство «Лизол* — I %, вода 99 %.
Для наружной обмывки кузовов вагонов пункты формирова-
ния и оборота оснащены стационарными моечными машинами.
На обмывку одного вагона расходуется около 2 м3 воды при темпе-
ратуре 80—85 "С. Напор воды, подаваемой для промывки, — от 1
до 1,65 МПа.
Для наружной обмывки кузовов применяют моющие растворы
по рецептам:
— моющее средство «Прогресс» — 0,5 %, щавелевая кислота —
4 %, вода — 95,5 %;
— стиральный порошок «Новость» — 4 %, щавелевая кислота -
4 %, вода — 92 %\
— сульфанол НП-3 — 2,5 %, щавелевая кислота — 4 %, вода —
93,5 %, а также другие, аналогичные растворы.
Норма расхода моюших средств приводится в технологических
процессах. Запрещается применять для обмывки кузовов пасса-
жирских вагонов каустическую соду и серную кислоту.
Следует также иметь в виду, что щавелевая кислота хорошо
растворяется только в горячей воде (не менее 60 °C).
Технология обмывки кузовов должна включать операции сма-
чивания обмываемых поверхностей раствором, выдержки для раз-
мягчения загрязнений и обмывки чистой горячей водой. В моечных
машинах, работающих по заданной программе, например в маши-
не типа Т557 ПКБ ЦВ МПС, обмывка производится при непрерыв-
ном движении состава вагонов со скоростью 0,6—0,8 км/ч. При
этом в первом портале машины производится смачивание кузова
вагона моющим раствором и растирание его по кузову щетками.
Во время движения вагона от первого до второго портала происхо-
дит размягчение загрязнений. Во втором портале производится
обмывка чистой водой и в третьем — ополаскивание.
Состав пропускают через машину маневровым локомотивом,
который может находиться впереди или позади состава. Серьезной
проблемой является очистка сточных вод после обмывки вагонов.
Наиболее эффективным способом считается очистка методом
пенной флотации и использование оборотного водоснабжения.
Вагоны периодически, независимо от санитарного состояния,
подвергаются профилактической дезинфекции, которую выпол-
няют экипировочные бригады, а в пути следования — проводники
вагонов. Профилактическая дезинфекция производится не менее
одного раза в сутки обработкой дезинфицирующими чистящими
порошками: сульфохлорантин - 0,1 %, хлорамин — I %, раствор
хлорной извести — 0,5 %, хлорбензин — I % и др. Для дезинфек
ции служебной посуды используют пищевую соду.
Необходимость специальной дезинфекции или дезинсекции
устанавливается работниками СЭС. Наиболее перспективным
является аэрозольный метод дезинфекции — распыление дезин-
фектанта с помощью распыляющих насадок. Температура воздуха
в вагоне в процессе дезинфекции должна быть выше О *С, влаж-
ность — более 50 %; время обработки — 60 мин. В качестве дезин
фектантов используют перекись водорода или надуксусную кис-
лоту. После дезинфекции вагон должен проветриваться ие менее
часа. Дезинсекцию вагонов производят по результатам осмотра ра-
ботниками СЭС или по графику на специальном пути обычно па-
рами синильной кислоты. Перед обработкой вагон герметизируют
путем проклейки щелей. Синильная кислота чрезвычайно ядови-
та, поэтому после полной дегазации любые работы внутри вагона
разрешается проводить через два часа.
Дератизацию (истребление мышей и крыс) выполняют по мере
необходимости с помощью работников санитарно-контрольного
пункта или СЭС. Сбор мусора из вагона должен производиться в
парках прибытия, где для этого устанавливают специальные кон-
тейнеры, из которых мусор отгружается на железнодорожных
платформах или автомобилях на отвалы или перерабатывающие
предприятия.
5.3.4. Организация технического обслуживания
и экипировки вагонов на пассажирских технических станциях
и в технических парках
Назначение пассажирских технических станций — комплекс-
ная и своевременная подготовка пассажирских составов в рейс.
При этом для всех примыкающих к железнодорожному узлу на-
правлений, как правило, имеется одна объединенная пассажир-
ская техническая станция.
Важное зиачеиие в организации работы пассажирской техни-
ческой станции имеет взаимное расположение пассажирских и
пассажирских технических станций. Большинство пассажирских и
связанных с ними пассажирских технических станций строилось
разновременно. В результате в ряде крупных городов пассажир-
ские технические станции удалены от пассажирских. Большое уда-
ление очень невыгодно и может быть рекомендовано в исключи-
тельных случаях. В то же время в случае отсутствия пассажирской
технической станции возникает много проблем, в частности, про-
блема отстоя пассажирских составов от прибытия до отправления.
Для отстоя составы вывозят на пункты отстоя и технического об-
служивания резервных вагонов и на промежуточные станции
вблизи железнодорожного узла, что вносит осложнения в работу
отделений дорог и узлов.
Пассажирские технические станции — одно- или многопарко-
вые — могут быть размешены параллельно или последовательно
относительно пассажирской станции (рис. 5.4).
В технических условиях по проектированию станций и узлов
рекомендуется размещать технические станции или парки, как
Правило, между главными путями для обеспечения минимального
количества пересечений и безопасности движения поездов
Рис. 5.4. Схемы взаимного размещения пассажирской и пассажирской тех-
нической станций
последовательное расположение (с) и параллельное расположение (б),
ПС — пассажирская станция; ПТС — пассажирская техническая станция: ПЗ —
пассажирское здание
Технология подготовки пассажирских составов в рейс включа-
ет дне группы работ, выполняющиеся параллельно:
— техническое обслуживание и ремонт вагонов;
— уборка, обмывка, санобработка и экипировка.
Техническое обслуживание вагонов начинается в парке при-
бытия — осмотр с ходу — и производится в ремонтно-экипировоч-
ном депо, а при его отсутствии — на путях парка формирования
или на приемо-отправочных путях технического парка
Операции уборки начинают в парке прибытия и заканчивают в
парке отправления. Примерный технологический процесс подго-
товки состава пассажирского поезда в рейс на технической стан-
ции приведен в табл. 5.4.
Таблица 5.4
Технологический процесс подготовки пассажирского
состава на технической станции (20 вагонов)
Участок производства, перечень операций Исполнители Количе- испол- нителей ролол житель-
1. Парк прибытия 1.1. Технический осмотр поезда с ходу Осмотршик вагонов 2 5
1 2 Выгрузка мусора и шлака Проводник 20 17
1 3. Сдача Белья из вагонов 20 20
2. Подача состава в парк формирования Работники станции 5
3. Парк формирования 3.1 Сухая уборка состава Проводники 20 20
3 2 Технический осмотр: — ходовых частей, ударно- тяговых приборов, автотор- мозного оборудования Осмотрщики вагонов 2 30
— электрооборудования Осмотрщики по э лектрооборудован ию 1 40
— внутреннего оборудования Осмотршики по внутрен- нему оборудованию 1 40
4 Формирование состава Работники станции 40
169
Окончание табл. 5 4
Участок производства, перечень операций Исполнители Количе- ство испол- нителей Продол- житель-
5. Подача состава в ваго- номоечный участок 5
6. Вагономоечный участок Прохождение состава через ва- гономоечную машину Машинист вагономоеч- ной машины < 40
7. Подача состава в ремонт- но-экипировочное депо Работники станции 5
8 Ремонтно-экипировочное дела 8.1 Технический осмотр и ремонт состава: — ходовых частей, автотор- мозного оборудования, автос- цепок Осмотршики вагонов Слесари 8 30 75
электрооборудования Осмотршики Слесари-электрики 2 9 60 50
— внутреннего оборудования Осмотршики Слесари по внутреннему оборудованию Столяры 10 7 20 55 53
— аккумуляторных батарей Слесари по аккумуля- торным батареям 4 30
8.2. Проверка выполненного ремонта Мастер 1 60
8.3 Внутренняя мойка вагонов Мойшииы 20 40
8.4. Снабжение состава водой Рабочий 3 24
8.5. Снабжение вагонов бельем Водитель электрокара 10 40
9. Подача состава в парк отправления Работники станции 5
10 Парк отправления 10 1 Снабжение вагонов углем Водитель электрокара 3 15
10 2. Приемка вагонов проводниками Проводники 25
10.3. Приемка состава поезда Начальником поезда и посто- янно действующей комиссией Начальник поезда 60
Организация труда в пунктах формирования и оборота пасса
жирских поездов заключается в распределении обязанностей меж-
ду работниками ПТО, соблюдении последовательности операций
по техническому обслуживанию и экипировке вагонов и макси-
мальном совмещении операций.
Режим и планирование работы РЭД, вагономоечного участка и
других подразделений пассажирской технической станции on ре
деляются графиком прибытия пассажирских поездов на пассажир-
скую станцию и оборота составов
Простой составов пассажирских поездов для технического об-
служивания и экипировки установлен приказом МПС России:
— в пунктах формирования для поездов дальнего следования
8—10 ч, для местных — 6 ч;
— в пунктах оборота для поездов дальнего следования — 4—8 ч;
для местных — 3 ч.
Работа пассажирской технической станции организуется по
общему для всех подразделений станции технологическому про-
цессу. При этом разрабатывается график прохождения составов по
паркам и устройствам станции (рис. 5 5).
Явочную численность производственных рабочих в экипиро-
вочных бригадах пунктов формирования рассчитывают по трудо-
емкости работ на один расчетный состав (для главных направле-
ний 24 вагона, для остальных — 18 вагонов):
(5„
где л,— количество вагонов 7-го типа в составе (СВ, мягких, купейных,
некупейных, багажных, ресторанов и т.д,); Н, средняя трудоемкость ра-
бот экипировщиков на вагоне 7-го типа; Фнр — номинальный годовой
фонд времени одного рабочего; — среднегодовое количество экипи-
руемых пассажирских составов.
Средняя трудоемкость работ составляет (по типам вагонов),
человеко-час: багажный 1,7; почтовый 2,4; вагон-ресторан —
4,3; СВ или мягкий — 8,4; жесткий купейный — 7,6; жесткий неку-
пейный — 6,8.
Потребная явочная численность рабочих, занятых на текущем
безотцепочном ремонте:
(5.2)
где Nc — среднегодовое количество обслуживаемых пассажирских соста-
вов; Нс — трудоемкость обработки одного расчетного состава
Полученное по расчету количество рабочих распределяется,
следующим образом, %:
— слесари по ходовым частям, ударно-упряжным приборам и
наружным частям кузова — 20;
— слесари по автотормозам 10;
— слесари по внутреннему оборудованию — 8;
— слесари по отоплению и водоснабжению — 8;
— столяры и обойщики — 4;
— электрослесари по электрооборудованию и освещению — 14;
— электрослесари по радиооборудованию и аппаратуре 8 ;
— электрослесари по вентиляционным установкам и устройст-
вам кондициониро вания воздуха 12;
— электрослесари по холодильным установкам — 10;
— аккумуляторщики — 6.
5.3.5. Определение потребного парка вагонов
и организация работы поездных бригад
Инвентарный парк вагонов для конкретного пассажирского
депо определяется по формуле:
^и = \(’+₽1 + ₽1). <5.3)
где Np — рабочий парк; 3, — коэффициент, учитывающий вагоны
в ремонте; р2~ коэффициент, учитывающий спецвагоны.
В расчетах принимают р, =0,04*0,06; р? =0,01 *0,02.
Рабочий парк вагонов
\= 2 2^(1+а), (5.4)
где Nj.— количество вагонов (по типам), находящихся в составах для каж-
дой пары поездов; а — коэффициент, учитывающий резерв вагонов; р —
количество типов вагонов; 5— количество пар поездов
Далее
ty,= »/(</Ve,). (5.5)
где п-— количество вагонов т-го типа в/ -м составе; Nci— потребное коли-
чество составов для одной пары поездов,
Nc~ КЛ,ОП,., (5.6)
где A'I|f — коэффициент регулярности отправления поездов i-ro назначе-
ния (при ежедневном — Кп = I, через день — Кп = 0,5); Оп;— время обо-
рота поезда »-го назначения.
Оборот пассажирского состава, сут.,
вп|=й(>Й +Й+<°’ + <ф)’ <5'7’
где — — коэффициент пересчета часов в сутки; 7 — расстояние от пунк-
та отправления (пункта формирования) до пункта назначения (оборота);
УМ|, *М2— маршрутные скорости следования поезда в нечетном и четном
направлениях поезда соответственно; , г&— время нахождения состава
в пункте оборота и формирования соответственно.
Потребное количество бригад (явочное) для каждой пары
поездов
где — количество календарных дней в году; Кв — коэффициент регу-
лярности отправления поезда; Тр — средняя продолжительность работы
проводника за рейс; F* — номинальный фонд рабочего времени;
Здесь, кроме обозначений, приведенных выше: ас — норма обслуживания
(количество проводников на 1 вагон); /ог, /пр — средняя норма времени на
приемку и подготовку вагона в рейс в пункте формирования и на сдачу по
окончании рейса соответственно
Потребное количество проводников для одного поезда (явочное)
е,=дл. <з.10>
где Ро — количество проводников для одного состава;
Ро = а^п,. (5.11)
где л,- — количество вагонов j-го типа
Списочное количество проводников
/’С = Л^. (5-12)
где ап — коэффициент приведения; ап = 1,09 + 1,11.
Количество начальников поездов и поездных электромехани-
ков принимают по расчетному количеству бригад.
Потребное количество поездных бригад и проводников ваго-
нов может быть определено графическим способом с использова-
нием графиков работы бригад по обороту составов, учитывая спо-
соб обслуживания поездов.
Существуют два способа обслуживания пассажирских поездов:
работа постоянно закрепленных за определенными составами по-
ездов бригад проводников или неприкрепленных (сменных) бри-
гад, работающих по скользящему графику.
Прикрепление бригад к определенному составу создает лучшие
условия для обслуживания и сохранения вагонов в исправном сос-
тоянии.
Однако при этом способе трудно регулировать месячную норму
выработки прикрепленными бригадами, т.к. им приходится ожи-
дать в пунктах формирования прикрепленные составы. Использо-
вание бригады в этот период является сложным.
При обслуживании сменными (неприкрепленными) бригадами
достигается полное использование рабочего времени проводим
ков. Примерный график обслуживания поездов сменными брига-
дами приведен на рис. 5.6, из которого следует, что обслуживание
шести поездов дальнего следован ня при ежедневном отправлении
осуществляется II сменными бригадами, вместо 12, при прикреп-
лении двух бригад к одному составу.
Ситуация меняется в случае использования новых форм орга-
низации обслуживания составов, например при обслуживании
тремя проводниками двух вагонов в поездах, отправляющихся
три-четыре раза в неделю. В таких случаях специально регулируют
Номер бригады Дни месяца
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
1 <1 CI L < h С6 < '>
I
2 С2 Cl L Гб
1
3 С2 CI L < б
1
4 Г1 L С2 С1 L
S CJ С2 < 1
6 С.4 С.1 С2
I
7 С4 С1 L
I
£ С5 L С4 С1
I
9 CS |_ С4
I
10 С6 CS L
I I
II L
1
Рис. 5.6. График обслуживания составов пассажирских поездов сменными
бригадами проводников
график работы бригад с учетом необходимости выработки ус-
тановленной нормы часов при соблюдении требуемого времени
отдыха
5.3.6. Особенности технического обслуживания вагонов
с электрическим и комбинированным отоплением
В соответствии с правилами Международного союза по пасса-
жирским и багажным вагонам для электрического отопления ваго-
нов могут применяться переменный ток напряжением 1500 В часто-
той 16 2/3 или 50 Гц и постоянный ток напряжением 1500 и 3000 В.
На отечественных дорогах электроотопление работает на напряжении
3000 В постоянного или переменного однофазного тока частотой
50 Гц. При работе на постоянном токе электроотопление получает
ток без преобразования с электровоза через междувагонные элект-
рические высоковольтные соединения и подвагонную магистраль.
При работе на переменном токе напряжением 25 кВ частотой
50 Гц переменный ток в главном трансформаторе электровоза пре-
образуется в переменный напряжением 3000 В частотой 50 Ги. Для
высоковольтного оборудования вагонов род тока значения не имеет
Для передачи электрической энергии на отопление на каждом
вагоне устаноалены межвагонные электрические соединения, вклю-
чающие штепсель, гнездо-розетку и холостой приемник (глухую
розетку). Штепсель и розетка служат соединительными элемента-
ми высоковольтной поездной магистрали. Отверстие для штепселя
в розетке закрыто крышкой, которая запирается блокировочным
замком. Открыть крышку и вставить штепсель в гнездо можно
только после открытия замка ключом отопления. При открытой
крышке ключ из розетки не вынимается. Аналогично с помощью
ключа открывают и запирают холостой приемник штепселя.
Сроки отопления состава от электровоза (подключения соста-
ва к электровозу) установлены МПС России для большей части
дорог с 5 сентября по 15 мая
Проверка комплектности и исправности электрооборудова-
ния вагонов и электровозов при подготовке к зимним перевозкам
должна заканчиваться за 20 дней до отопительного сезона.
В отопительный период при ТО-1 осматривают заземляющие
шунты Штепсели головного и хвостового вагона вынимают из хо-
лостого приемника и осматривают. Механизмы запоров проверя-
ют ключом отопления.
Межвагонные соединения других вагонов проверяют без
разъединения. Открывают ящики с электрооборудованием и ос-
матривают электрические аппараты. Проверяют состояние види-
мых заземляющих шунтов на котлах комбинированного отопле-
ния и на защитных кожухах электрических печей. Системы элект-
рического или комбинированного отопления проверяют на функ-
ционирование аппаратов управления и сигнализации. Проводят
измерение сопротивления изоляции магистрали: сопротивление
одного вагона должно быть не менее 20 МОм, состава до 24 ваго-
нов — не менее 1,2 МОм.
За I ч до отправления поезда с технической станции состав
подключают для отопления к стационарной установке или элек-
тровозу. Во время отопления проверяют работоспособность элек
троотопления по температурному режиму в вагонах. Температура
воздуха в вагонах должна быть 18 — 22 "С.
В пунктах оборота контролируют состояние межвагонного со-
единения головного вагона, осматривают электрооборудование и
проверяют систему электрического или комбинированного ото-
пления на функционирование.
Техническое обслуживание электрооборудования высокого
напряжения поездов с оборотом до трех суток производят в пункте
формирования через 6 суток. Электрооборудование отопительных
установок вагонов в эксплуатации должно работать только в авто-
матическом режиме управления.
На каждом пассажирском поезде, сформированном из вагонов
с высоковольтным комбинированным или электрическим отопле-
нием, должен быть только один из клю-
чей отопления (рис. 5 7). Для проверки
устройств отопления поезда на электро-
возах в депо их приписки должны быть
ремонтные ключи, выдача которых с
электровозом под поезд запрещена.
На ключе отопления должны быть
Рис. 5.7. Ключ отопления
поезда
нанесены код дороги, условный номер
депо и порядковый номер ключа. Для
2 Вагонное вазвйс«ео
177
учета ключей в депо ведется книга их выдачи и получения. Запре-
щается лицам, обслуживающим высоковольтное отопление, и ло-
комотивным бригадам иметь и применять другие ключи и приспо-
собления для открывания межвагонных соединений и ящиков с
аппаратурой.
Соединяет и разъединяет отопительную магистраль головного
вагона и электровоза поездной электромеханик в присутствии
машиниста ключом от электрических цепей управления электро-
возом. При этом на электровозе должны быть опушены токопри-
емники. После присоединения отопительной магистрали поезда
к электровозу поездной электромеханик передает ключ машинис-
ту, а после отсоединения ключ остается у поездного электроме-
ханика.
Если в составе не больше двадцати вагонов, отопительная ма-
гистраль соединяется одним межвагонным соединением, а при
большем количестве вагонов — двумя. Все операции по соедине-
нию и разъединению головного вагона с электровозом электроме-
ханик производит в резиновых перчатках
Соединяют и разъединяют отопительную магистраль состава
поезда в межпоездном отстое от стационарного пункта отопления
работники вагонного депо, допущенные к обслуживанию электро-
оборудования высокого напряжения, вместе с поездным электро-
механиком или начальником поезда.
Во время отопления состава поезда от стационарного пункта
электроотопления проводники находятся в вагонах.
Запрещается подключать к электровозу на отопление больше
установленного числа вагонов, указанного на кузове электровоза.
В маршруте машиниста поездной электромеханик указывает
фактическое количество отапливаемых вагонов в составе поезда.
На подготовленный в рейс состав пассажирского поезда должна
быть дана готовность к подаче на него высокого напряжения от-
ветственным за его подготовку работником. После присоединения
отопительной магистрали состава машинист поднимает токопри-
емник, вставляет отопительный ключ в гнездо на пульте управле-
ния и поворачивает. На передней панели распределительного шка-
фа загорается сигнальная лампа, указывающая, что состав нахо-
дится под напряжением 3000 В.
Снятие напряжения и отсоединение отопительной магистрали
состава производится в обратном порядке.
После подключения состава к электровозу переменного тока
машинист должен произвести пуск вспомогательных машин, а за-
тем включить отопление поезда. После подключения отопительной
магистрали проводники должны установить переключатель пульта
управления на автоматический режим отопления. Перед отсоеди-
нением отопительной магистрали от источника энергоснабжения
необходимо отключить отопительные устройства вагонов.
При наличии напряжения в составе поезда запрещается выпол-
нять работы по техническому обслуживанию электрооборудования
и мыть полы при наличии высокого напряжения на электрических
печах. Разрешается влажная протирка при выключенных печах.
На вагонах с комбинированным отоплением разрешается влажная
уборка полов, кроме котельного отделения, без отключения элект-
рических пепей комбинированного котла отопления.
На электрифицированных участках пути работникам поездной
бригады запрешается алезать на крышу вагона для каких-либо ра-
бот. Лестница для подъема на крышу должна быть заперта на ключ
и опломбирована.
При срабатывании элементов зашиты отопительной системы
машинисту разрешается один раз произвести включение. В случае
повторного срабатывания защиты последующее включение необ-
ходимо производить после выявления и устранения причины сра-
батывания.
В случае повреждения отопительной магистрали одного из ва-
гонов в поезде с электрическим отоплением в оставшуюся часть
рейса — более 4 ч вагон на ближайшей станции с продолжительно-
стью остановки более 10 мин должен быть переставлен в хвост по-
езда и на элекгроотопление не подключаться.
В случае повреждения отопительной магистрали поезда с ком-
бинированным отоплением, в зависимости от места повреждения,
состав или группа вагонов переводится на угольное отопление.
При разрыве поезда в пути машинист электровоза должен
снять напряжение с отопительной магистрали и вместе с поезд-
ным электромехаником обеспечить отключение отопительной ма-
гистрали от электровоза.
В случае пожара бригада, обслуживающая вагоны, и машинист
электровоза должны действовать согласно Инструкции по обеспе-
чению пожарной безопасности в вагонах пассажирских поездов и
Инструкции по обеспечению пожарной безопасности на локомо-
тивах и моторвагонном подвижном составе-
5.4. Организация технического обслуживания
автотормозов и автосцепиого оборудования
5.4.1. Техническое обслуживание автотормозного
оборудования
Обслуживание и ремонт тормозного оборудования осуществ-
ляется в соответствии с Инструкцией по эксплуатации тормозов
подвижного состава железных дорог.
Тормоза пассажирских вагонов обслуживают, в основном, в
пунктах формирования составов, кроме того, на ПТО станций, где
предусмотрена стоянка не менее 10 мин для смены локомотива и
других технических операций, а также в пунктах оборота составов,
где устраняют неисправности, появившиеся в пути следования.
Текущий ремонт автотормозов грузовых вагонов выполняют
при необходимости в рамках TP-1 и ТР-2.
Текущий ремонт тормозов пассажирских вагонов также в слу-
чае необходимости производят при каждом поступлении их в ре-
монт. При этом очищают, осматривают и проверяют оборудование
пневматической и электрической частей тормоза. Снимают и за-
меняют только те части тормоза, которые неисправны или по-
вреждены
При выполнении единой технической ревизии (ЕТР) пасса-
жирских вагонов, которая проводится через 6 месяцев после пост-
ройки или планового ремонта, тщательно проверяют состояние и
работоспособность оборудования со снятием приборов с вагона
Снимают для осмотра и очистки пылеулавливающие сетки, а для
продувки — пробки с запасных резервуаров. Тормозные цилиндры
осматривают, очищают и смазывают, для чего переднюю крышку
вместе с поршнем и пружиной снимают. Ручной тормоз проверяют
торможением, винт очишают от грязи, шарниры рычажной пере-
дачи смазываютосевым маслом. Неисправные и изношенные тор-
мозные колодки заменяют. Электрическую часть тормоза ремон-
тируют со снятием с вагона приборов.
При деповском ремонте грузовых и пассажирских вагонов
снимают и отправляют в контрольные пункты автотормозов
(АКП) воздухораспределители, концевые краны, соединительные
рукава, авторежимы, авторегуляторы, разобщительные краны и
другую арматуру.
При многогрупповом методе обслуживания поездов на ПТО
слесари автоматчики (по ремонту тормозов) обеспечивают вклю-
чение всех тормозных систем вагонов состава, соединение рукавов
и открытие концевых кранов (кроме крана хвостового вагона),
правильность включения режимов воздухораспределителей. Кро-
ме того, на ПТО проверяется плотность тормозной магистрали со-
става, чувствительность тормозов к торможению и отпуску, пра-
вильность регулировки тормозной рычажной передачи и действие
авторегуляторов, а также выход штока тормозных цилиндров. При
этом должна быть обеспечена установленная норма тормозного
нажатия.
Основные работы по обеспечению исправности тормозного
оборудования вагонов заключаются в замене изношенных тормоз-
ных колодок, неисправных воздухораспределителей и авторежи-
мов, тормозных башмаков, триангелей, воздухоподводящих тру-
бок, в постановке недостающих и замене нетиповых шайб и
шплинтов, регулировке рычажной передачи. При большом объеме
работ вагоны отцепляют и подают на специально выделенные пу-
ти, где имеется необходимое оборудование
После устранения выявленных неисправностей дальнейшее
обслуживание автотормозов производится в следующем порядке:
заряжают тормозную сеть состава сжатым воздухом, проверяют
соответствие режимов работы тормозов, опробуют автотормоза от
стационарных устройств, поддерживают установленное давление в
тормозной магистрали до подхода поездного локомотива, опробуют
тормоза от локомотива с составлением справки о тормозах формы
ВУ-45 и вручением ее машинисту, контролируют исправность тор-
мозного оборудования при отправлении поезда со станции.
Установлены два вида опробования тормозов: полное и сокра-
щенное. При полном опробовании тормозов проверяют состояние
тормозной магистрали, плотность тормозной сети, действие тор-
мозов у всех вагонов, оценивают действительную силу нажатия
тормозных колодок. При сокращенном опробовании исправное
состояние тормозов контролируют по действию тормоза хвостово-
го вагона.
Полное опробование электропневматических тормозов произ-
водится в пунктах формирования и оборота пассажирских поездов
от станционных устройств или локомотивов.
Опробование автотормозов в парках отправления сортировоч-
ных станций производится при помощи кранов машиниста или
установки ЦПА-1М, которая разработана на основе крана ма-
шиниста № 326 с дистанционным электрическим управлением.
В проектно-конструкторском бюро ЦВ МПС РФ разработана бо-
лее совершенная установка для централизованного опробования
автотормозов в грузовых составах (УСОТ), которая состоит из ис-
полнительных пневматических блоков, электронных блоков уп-
равления, блока питания и блока проверки плотности тормозной
системы состава.
Установка УСОТ обеспечивает выполнение следующих операций.
1. Дистанционно устанавливает и поддерживает в тормозной
магистрали состава зарядное давление
— 0,18 МПа — продувка тормозной магистрали;
— 0,53 МПа — грузовой состав;
— 0,5 МПа — грузовой состав с включенными в него пасса-
жирскими вагонами,
— 0,45 МПа — длинносоставный грузовой состав из порожних
вагонов.
2. Способствует ускоренной зарядке тормозной системы соста
ва давлением 0,61-^0,63 МПа с автоматическим переходом на за
рядное давление темпом, не приводящим к срабатыванию возду-
хорас пределителе й.
3 Дистанционно снижает давление в тормозной магистрали
состава на 0,06; 0,08; 0,13 МПа темпом служебного торможения
с последующим поддержанием установившегося давления.
4. Проверяется не только плотность тормозной пневматиче-
ской части тормозной системы состава путем контроля давления
в резервуаре определенной вместимости, но и способность тор-
мозкой системы к восполнению утечек воздуха из тормозной ма-
гистрали на 0,05 МПа за время, зависящее от количества осей в
составе
Технология опробования автотормозов состава с помощью
устройства УСОТ сводится к следующему. Сначала присоединяют
шланг воздухоразборной колонки к тормозной магистрали перво-
го вагона, соединяют тормозные рукава в огражденном сигналами
составе и продувают магистраль. Затем перекрывают концевой
кран последнего вагона и по команде осмотрщика оператор ПТО
включает ускоренную прямую зарядку, повышая зарядное давле-
ние в тормозной сети до 0,63 МПа с последующей ликвидацией
сверхзарядного давления темпом, не приводящим к срабатыванию
воздухораспределителей. Осмотршики-автоматчики в это время,
следуя одновременно с головы и хвоста к середине состава, осмат-
ривают воздухораспределители и тормозную магистраль, а слесарь
устраняет выявленные осмотрщиками неисправности. По оконча-
нии этих операций осмотрщик дает указание оператору ПТО при-
ступить к полному опробованию автотормозов. Упомянутый опера-
тор проверяет тормозную магистраль на плотность, наблюдая за по-
казаниями электросекундомера. Если утечки в составе превышают
допустимые нормы, то оператор сообщает об этом осмотрщикам,
которые приступают к их поиску и устранению.
После того как плотность магистрали приведена к норме и вос-
станоалено зарядное дааление, оператор ПТО по указанию ос-
мотрщика переключает тумбаер и снижает дааление в магистрали
на 0,06+0,07 МПа. Осмотрщики, проходя вдоль состава, проверя-
ют автотормоза на чувствительность торможения путем подсчиты-
вания тормозного нажатия. После получения сообщения от ос-
мотрщика хвостовой части состава о том, что тормоза отпущены,
осмотрщик головной части заполняет справку о тормозах формы
ВУ-45 с указанием номера хвостового вагона и количества компо-
зиционных колодок в поезде. На этом полное опробование авто-
тормозов заканчивается, и оператор ПТО после получения сооб-
щения от всех осмотрщиков об окончании технического обслужи-
вания вагонов выключает сигналы ограждения состава и инфор-
мирует работников станции о готовности состава к отправлению.
После прицепки локомотива и соединения тормозных рукавов
между локомотивом и первым вагоном состава производится со-
кращенное опробование тормозов.
Для опробования тормозов в пассажирских поездах применя-
ют устройства ЦПА-П или УЗОТ-П-ЭПТ, обеспечивающие про-
верку действия и опробование тормозов как при пневматическом,
так и при электрическом управлении.
Организация ремонта тормозного оборудования вагонов в
контрольных пунктах автотормозов депо, расчет потребности в
сжатом воздухе и параметров станционной воздухопроводной сети
подробно рассмотрены в [6].
5.4.2. Техническое обслуживание ударно-тяговых приборов
Повреждения и отказы этих приборов в процессе эксплуата-
ции могут привести к саморасцепу или излому. Саморасцепы ав-
тосцепок могут происходить вследствие отклонений в длине цепи
распепного привода от установленной в ту или иную сторону, из-
носа деталей контура зацепления, изгиба или излома предохрани
теля, превышения допускаемой разницы высоты между продоль-
ными осями автосцепок и по некоторым другим причинам.
Порядок осмотра ударно тяговых приборов на ПТО состоит в
следующем. Сначала проверяют действия предохранителя от само
расцепа с помощью специального ломика, а у несцепленных ваго-
нов — с помощью шаблона. Проверяют наличие в деталях трешин,
правильность крепления валика подъемника, состояние расцепного
привода, в том числе положение рукоятки рычага и длину цепи,
крепление кронштейна и державки к раме, а также цепи к рычи1у
и валику подъемника, состояние ударно-иентрируюшего прибора
(ударная розетка, маятниковые подвески и центрирующая балоч
ка), упряжного устройства (тяговый хомут, клин, упорная плита,
два болта с запорными шайбами, удерживающими клин), крепле-
ние упорных угольников, контролируют разницу в высоте между
продольными осями соседних автосцепок она не должна превы
шать 100 мм, а между первым вагоном и локомотивом — 110 мм
В пассажирских поездах, следующих со скоростью до 120 км/ч,
эта разница должна быть не более 70 мм, а в поездах со скоростью
движения свыше 120 км/ч — не более 5С мм, между локомотивом и
первым вагоном — не более 100 мм.
Высота продольной оси автосцепки над уровнем головок рель-
сов должна быть не менее 950 мм для грузовых груженых, не менее
980 мм для пассажирских вагонов с людьми. Наибольшая допус-
каемая высота продольной оси автосцепки для порожних вагонов
составляет 1080 мм.
В пунктах формирования и оборота пассажирских поездов до-
полнительно контролируют износ элементов контура зацепления
автосцепок ломиком при растянутых вагонах. Исправность работы
несцепленных автосцепок проверяют шаблоном № 873. Толщину
замка, действие предохранителя от саморасцепа, надежность удер-
жания механизма в расцепленном состоянии, а также разность
между продольными осями двух сцепляемых автосцепок проверя-
ют тем же шаблоном.
При осмотре автосцепки обращают особое внимание на креп-
ление валика подъемника, кронштейна и державки расиепного
рычага. Расстояние от упора головки автосцепки до ближайшей
выступающей части розетки должно быть в пределах 60^ 100 мм,
при аппарате с полным ходом — 70 мм. Поддерживающая планка
должна иметь типовое крепление.
Особое внимание обращают на состояние клина тягового хо-
мута и его крепление, которое должно быть только типовым. При
натянутых автосцепках признаком излома клина является его на-
клонное положение.
5.5. Организация работы основных подразделений
грузового вагонного депо
Подразделения основного производства в депо включают про-
изводственные участки:
— вагоносборочный (точнее - вагоноремонтный);
— тележечный (ремонта тележек вагонов);
— колесный (ремонта и освидетельствования колесных пар ва-
гонов);
— роликовых подшипников, разделенный на отделения: де-
монтажное, монтажное, ремонтное и комплектовочное;
— автосцепного оборудования (контрольный пункт автосцепки);
— ремонтно-комплектовочный со специализированными от-
делениями по ремонту элементов кузова вагона.
Эти участки связаны обшей технологией, причем предусмот-
рен необезличенный ремонт тележек вагонов, т.е. тележки после
ремонта должны быть подкачены под кузов, из-под которого были
выкачены (на боковых рамах тележек нанесен номер вагона). Ко-
лесные пары, автосцепное, автотормозное оборудование и
съемные элементы кузова обезличены.
Необходимость подкатки под кузов необезличенных тележек
существенно осложняет работу депо, т.к. традиционные технологии
деповского ремонта не всегда позволяют обеспечивать синхронность
в работе колесного, тележечного и сборочного участков. Узким мес-
том является колесный участок, который не успевает обеспечивать
необходимый оборотный запас колесных пар, т.к. работы по их
освидетельствованию и ремонту начинаются значительно позднее,
чем соответствующие работы на двух других указанных участках.
Между тем подготовка колесных пар для подкатки под отремон-
тированные тележки должна быть закончена значительно раньше
окончания времени смены в вагоносборочном участке.
Контрольные пункты автотормозов традиционно размещены
вблизи пунктов технического обслуживания вагонов. В этих слу-
чаях замена снятых с вагонов деталей тормозного оборудования,
за исключением деталей рычажных передач, осуществляется через
обменную кладовую
Перечисленные выше участки основного производства, а также
обменную кладовую обычно размешают в главном корпусе депо.
Ремонт вагонов в депо, за исключением отдельных случаев,
выполняют стационарным методом. В депо, используюших поточ-
ный метод, вагоносборочный участок имеет конвейер сквозного
типа, например депо Брянск Московской дороги и депо Тосно-2
Октябрьской дороги, или П-образного типа, например депо Люб-
лино Московской дороги (рис. 5.8).
Перемещение вагонов по позициям поточной линии через сбо-
рочный участок сквозного типа производят обычно с помощью ша-
гового канатного конвейера с приводными станциями тягового и
холостого ходов В качестве рабочего органа такого конвейера ис-
пользуют стальной трос со специальными тележками-толкателями.
В депо Тосно-2 кузова вагонов перемещают по позициям по-
точной линии специальным мостовым краном.
Рис. 5.8. Схемы поточно-конвейерных линий в сборочном участке вагонного
депо сквозного типа (о) и П образная (6):
I. 2— приводные станции конвейера соответственно холостого хода и тяговая;
3— трансбордер
В депо Люблино кузова вагонов перемешают по позициям по
точной линии на специальных конвейерных (инвентарных) тележ-
ках по эстакаде, а передачу с одного ремонтного пути на другой —
с помошью напольного трансбордера (см. рис. 5.8, б).
В депо, ремонтирующих вагоны стационарным методом, стой-
ла (рабочие позицнн ремонта вагонов) обычно оборудуют стаци-
онарными качающимися опорами (рис. 5.9).
Каждое стойло имеет четыре опоры, размещенные по длине
пути на расстоянии между шкворневыми балками вагона (база
вагона). При постановке вагонов в ремонт опоры откинуты (поло-
жение, показанное на рис. 5.9 штрихпунктирными линиями).
В процессе подъемки вагона качающиеся стойки поворачивают в
рабочее положение и поднятый кузов опирают иа кронштейны
стоек. В неподвижных стойках предусмотрены винтовые прижи-
мы, закрепляющие качающуюся стойку в крайних положениях. На
кронштейне стойки также имеется механизм крепления кронш-
тейна к шкворневой балке рамы.
I
Рис. 5.9 Схема ста-
ционарных качаю-
щихся опор.
I — неподвижная
стойка; 2 — качаю-
щаяся стойка
В тех случаях, когда депо специализировано на ремонте ваго-
нов нескольких типов или разных моделей, использование стаци-
онарных опор становится невозможным вследствие разной базы
вагонов. Тогда используют переносные опоры (ставлюги), что ос-
ложняет работу, требует затрат тяжелого ручного труда и не обес-
печивает технику безопасности при установке кузова. Поэтому
выгодна спепивлизапия депо на ремонте вагонов одного-двух ти-
пов. Возможна также специализация ремонтных путей или даже
части ремонтных путей по типам вагонов.
При освоении в депо капитального ремонта вагонов возникает
проблема, связанная с различным простоем вагонов в деповском и
капитальном ремонтах. В этом случае спеиивлизируют ремонтные
пути по видам ремонта или, в депо тупикового типа, вагоны в ка-
питальный ремонт стааят в тупиковую часть помещения сбо-
рочного участка, где они могут оставаться две три смены подряд.
В это же время вагоны деповского ремонта со стороны въезда в по-
мещение можно ставить на одну смену.
Подъемка вагонов в сборочном участке осуществляется кра-
ном. В старых депо, оборудованных кранами грузоподъемностью
5 т, для подъемки кузова используют приспособление, представ-
ляющее станину (стойку), в которой перемещается в вертикаль-
ном направлении каретка, подвешенная на подвижном блоке.
Грузоподъемный трос, перекинутый через подвижный блок, од
ним конном закреплен на станине, на втором конце имеется петля
для удержания на крюке крана. Для подъемки кузова станина уста-
навливается краном с торца вагона. Польем производится карет
кой за ударную розетку автосцепки.
Тележки со сборочного участка транспортируют краном на по-
перечный путь, ведущий в тележечный участок (масса тележки
4,8 т). В ряде депо используется также частичная прокатка тележек
под поднятыми вагонами
В некоторых депо для ремонта полувагонов используют канто-
ватели кузова, с помощью которых последний переворачивают н
затем устанавливают в яму или на пол В таком положении облег-
чается осмотр и ремонт рамы и крышек люков вагона Перевора-
чивание кузова полувагона осуществляют двумя кранами с по-
мощью подвесных устройств — кантователей. Один из них имеет
электропривод, включаемый из кабины крана или с пола; второй —
без привода. Рабочий орган кантователя — закладка по форме
хвостовика автосцепки закладывается взамен корпуса автосцепки
и крепится клином. Затем кузов синхронно, двумя кранами, под-
нимают и включают привод поворота кантователя. Ось, проходящая
через центр тяжести кузова, отстоит на 440 мм от продольной оси
автосцепок. Поэтому закладки размешены эксцентрично относи-
тельно оси вращения на эту величину. Вращение кузова произво-
дится с частотой, соответствующей повороту на 180‘ за 30 с. Ши-
рокого распространения в депо кантователи кузова ие получили.
Способы передвижения узлов и деталей вагона внутри основ-
ных производственных участков рассмотрены ниже. Передвижение
технологических потоков между участками осуществляется с по
мощью таких транспортных средств, как:
— трансбордеры (устройства для перемещения тележек ваго-
нов или колесных пар поперек осей ремонтных путей);
— рельсовые пути с уклоном, толкатели, тормозные устройст
ва, поворотные устройства и подъемники;
— конвейеры: напольные, размещенные под полом или под-
весные монорельсы с электротельферами;
— рольганги;
— электрокары, электропогрузчики.
Передвижение деталей и узлов вагонов в технологических по-
токах по производственным участкам выполняют с помощью
подъемно-транспортных и транспортных средств.
В вагонных депо используют напольные, т.е не заглубленные
трансбордеры для перевозки вагонов и тележек грузовых вагонов.
Имеется проект ПКБ ЦВ МПС трансбордера для перевозки грузо-
вых вагонов.
Трансбордер по этому проекту имеет габариты 17170 х 3300 х
х 370 мм, передвигается по четырехрельсовому пути с колеей
наружных путей 12 125 мм со скоростью 20 м/мин. Перед пере-
мещением вагон поднимается на платформе трансбордера гид-
равлическим подъемником грузоподъемностью 35 т. Для перевоз-
ки пассажирских вагонов трансбордер по проекту ПКТБ ЦТВР
15—1790 имеет грузоподъемность 70 т, габаритные размеры
24960 x 6350 x 400 мм.
Трансбордеры для перевозки тележек грузовых вагонов изго-
товляют по нескольким проектам, наиболее распространенный и
наиболее совершенный из нихТ 446.10 ПКБ ЦВ. Трансбордерная
тележка имеет колею 1520 мм, т.е. может передвигаться по рельсо-
вым путям колеи 1520 мм. Рама тележки имеет в плане размеры
3300 х 1250 мм. На ней размещен подъемник тележки с гидропри-
водом и механизм передвижения — электродвигатель с редуктором.
Подвод электроэнергии осуществляется с помощью кабеля. Для пе-
ревозки тележки вагона трансбордер подводят под тележку вагона,
стоящую на пути, приподнимают гидравлическим подъемником,
в таком положении транспортируют и опускают на другой путь.
Возможно использование трансбордерной тележки по проекту
ПКБ ЦВ МПС для транспортировки колесных пар.
Широкого распространения в депо трансбордеры для транс
портировки вагонов, тележек и колесных пар не получили.
Транспортировка тележек и колесных пар между участками
производится также с помощью толкателей с пневмоприводом, на-
пример, для тележек — по проекту Т 1041 ПКБ ЦВ, для колесных
пар по проекту 468418 института Гипрозаводтранс. Используют
также специальные конвейеры. Чаще всего транспортировку ко-
лесных пар выполняют по рельсовому пути с уклоном 6—10 %о-
Рольганги (гравитационные конвейеры) используют для пере-
дачи и накопления небольших узлов, например корпусов букс.
Транспортировка деталей автотормозного оборудования в об-
менную кладовую и обратно, деталей в ремонтно-заготовительный
участок, деталей автосцепного устройства в контрольный пункт
автосцепки и обратно осуществляется с помощью электрокаров
ЭК-2.
Погрузку и разгрузку электрокара производят в сборочном
участке мостовыми кранами, а на других участках — кран-балка-
ми, консольно-поворотными кранами и тельферами монорельсов.
Перевозку автотормозного оборудования в ремонт в автоконт
рольный пункт и обратно выполняют автомобильным транспортом.
Перевозку колесных пар и запасных частей вагонов на пункты
технического обслуживания вагонов осуществляют, в основном,
средствами рельсового транспорта с помощью дрезин с кранами
(типа ДГКу и др ) и прицепной платформой. В отдельных случаях
перевозку производят автотранспортом. В депо должна быть пред-
усмотрена площадка для погрузки и выгрузки запасных частей.
Колесные пары грузят и выгружают в колесном парке депо.
Транспортировка узлов и деталей вагонов в технологических
потоках на участках осуществляется в соответствии с типовыми
технологическими процессами.
В тележечных участках всех депо используют поточно-конвей-
ерные линии, имеющие от трех до восьми позиций, включая пози-
ции съема каркаса тележки с колесных пар и промывки в моечной
машине. Транспортировка каркасов тележек по позициям поточ-
ной линии производится различными способами:
— с помощью мостового крана;
— напольным конвейером с электроприводом перемещения и
пневмоподъемниками (проект Т446.01 М ПКБ ЦВ);
— конвейером с тележкам и-подъемникам и, заглубленными в
тоннель под полом, с электроприводом перемещения и пневмо-
подъемниками.
Используют конвейеры шагового типа, т.е. перемещающие
каркасы тележек одновременно за время рабочего хода с предыду-
щей позиции на следующую (шаг). Затем конвейер возвращается в
исходное положение (обратный
холостой ход — обратный шаг)
Наиболее удобны для монтажа
и эксплуатации напольные
конвейеры
Принцип действия шагово-
го конвейера для передвижки
каркасов тележек заключается в
следующем. Конвейер включает
тележки, связанные цепью меж-
ду собой и с электроприводом.
Количество тележек на единицу
меньше количества позиций. На
каждой позиции установлены
пневмоподъемники. В процессе
рабочего хода каркасы опираются
на тележки конвейера (рис. 5.10).
Рис 5.10. Схема напольного шагово-
го конвейера поточной линии ремон-
та тележек (поперечное сечение)
! — гележка конвейера, 2 — направ-
ляющие гележек конвейера, 3 цель
привода для передвижения тележек.
4— пневмоподьемник
Для обратного хода все каркасы поднимают и тележки конвейера
возвращают в исходное положение.
На участке ремонта колесных пар перемещение колесных пар в
технологических потоках осуществляется с помощью подвесных
кранов (кран-балок), управляемых с пола. После окончания пере-
вода вагонов на роликовые подшипники возникла необходимость
организаций поточных линий обыкновенного освидетельствова-
ния колесных пар и промежуточной ревизии букс, т. к. при депов-
ском ремонте вагонов количество колесных пар, требующих про-
межуточной ревизии букс, достигает 80 %. Такие линии организо-
ваны в некоторых депо, обычно на участке ремонта колесных пар.
Схема поточной линии приведена на рис. 5.11.
Передвижение колесных пар по линии осуществляется по
рельсовому пути с помощью накопителей-толкателей, позволяю-
щих выкатывать колесные пары с накопительной на рабочую по-
зицию по одной. Линия работаете нерегламентированным тактом
Рис 5.11. Схема поточной линии обыкновенного освидетельствования колес-
ных пар и промежуточной ревизии букс:
позиции: ГТI виброакустической диагностики подшипников, П2 — дефектоско-
пии средней части оси; ПЗ — измерения и осмотра; П4 — вскрытия смотровых
крышек букс; ПН- накопительные;
потоки: I — из тележечного участка: 2 — в парк (ремонт со сменой элементов):
J на полную ревизию букс; 4 на обточку колес (и обратно); 5 — в тележечный
участок.
участки: I - ремонта колесных пар; II — тележечный; ММ машина для обмыв-
ки колесных пар.
К поточным линиям такого вида предъявляются дополнительные
требования:
— между позициями (рабочими) должны быть накопительные
позиции, вмещающие достаточное количество объектов ремонта,
для обеспечения безостановочной работы на позициях;
—должна быть предусмотрена возможность съема объекта ремон
та, в рассматриваемом случае — колесной пары, с любой позиции.
Последнее требование связано с тем, что при проверке колес-
ных пар на позициях возникает необходимость направить колес-
ную пару на обточку колес, или на полную ревизию букс, или в ре-
монт со сменой элементов. На поточной линии должно быть двое
рабочих: диагностик-дефектоскопист и слесарь. Осмотр, измере-
ния и заполнение приходно-расходных листков формы ВУ-51 вы-
полняет мастер или освобожденный бригадир. Дефектоскопист
загружен меньше, чем слесарь, поэтому ему поручают работу на
других рабочих позициях колесного участка, например операции
дефектоскопии при полной ревизии букс. Технология промежу-
точной ревизии букс с использованием стендов устарела, не обес-
печивает высокой производительности труда и существенно ос-
ложняет работу.
Монтаж букс практически во всех депо выполняют стационар-
ным методом на стендах, вмещающих от 10 до 30 колесных пар.
Транспортировку деталей буксового узла — корпусов букс и под-
шипников — обычно осуществляют с помощью кран-балки. Есть
вариант с использованием монорельса с тельфером, на котором
установлены пневмоподъемники и пневмозахваты. С помощью
этой системы транспортируют корпуса букс, подшипники и
производят монтаж букс.
В демонтажных отделениях участков роликовых подшипников
работа организована по поточному методу, чаще всего на двух по-
зициях, которые размещены близко одна от другой, и при неболь-
шой программе ремонта на них достаточно одного рабочего. Не-
обходимость иметь две позиции обусловлена требованием разме-
щения оборудования с одной стороны поточной линии — со сто-
роны рабочего. Поэтому на позициях размещают устройства
поворота колесных пар на 180°. На первой позиции производят от-
вертывание болтов крепления крепительных крышек, тарельчатых
шайб и стопорных планок, а также — торцевых гаек, съем этих де-
талей и удаление смазки. На второй — съем букс, выпрессовку
подшипников и установку корпусов букс и подшипников на
транспортные устройства моечных машин. Для транспортировки
корпусов букс используют обычно цепные конвейеры с непрерыв-
ным движением или шаговые. Для накопления корпусов после
промывки в монтажном отделении используют рольганти (грави-
тационные конвейеры).
Колесные пары после демонтажа букс обычно поступают на
обмывку в моечные машины. Для вкатывания в машину и выкаты
вания колесных пар должны быть установлены толкатели.
Способ промывки колесных пар до демонтажа с последующей
обмывкой шеек осей после демонтажа букс не получил распрост-
ранения. Управление оборудованием на позициях демонтажа букс
обычно рассредоточено, т.к. при управлении с пульта рабочему по-
стоянно придется ходить к пульту.
На участках ремонта автосцепки (контрольных пунктах авто-
сцепки) перемещение деталей автосцепки идет по трем поточным
линиям: корпусов автосцепки; тяговых хомутов и поглощающих
аппаратов. Основная, наиболее загруженнвл линия, — это линия
проверки и ремонта корпусов. Технологический поток ремонта
корпусов разделяется на ряд потоков деталей механизма по видам
ремонта: правка, наплавка, механическая обработка и т.д. Для та-
ких условий, при большой программе ремонта, целесообразна
транспортировка основного потока с помощью монорельса с элек-
тротельфером по периметру рабочей площади и кран-балки, уп-
равляемой с пола, по всей площади помещения. В случае исполь-
зования конвейеров карусельного типа их дополняют консольно-
поворотными кранами для передачи ремонтируемых объектов на
соседние позиции поточных линий проверки и ремонта детвлей.
В специализированных отделениях ремонтно-комплектовоч-
ного участка: ремонта крышек люков, бортов платформ, дверей
крытых вагонов для транспортировки объектов ремонта использу-
ют подвесные кран-балки, управляемые с пола, или монорельс с
электротельфером по периметру помещения отделения.
В контрольных пунктах автотормозов, выполненных по типо-
вому проекту, предусмотрен цепной роликовый конвейер для транс-
портировки отремонтированных приборов из кладовой на выдачу.
В помещении ремонта воздухораспределителей и авторежимов
применяют ленточный конвейер с нерегламентированным тактом.
Существенное значение в процессе планового ремонта вагонов
имеет очистка элементов вагона от загрязнений. При капитальном
ремонте производится сплошная окраска вагонов для защиты ме-
талла от коррозии, поэтому очистка должна быть сделана до ме-
талла, т.е. с удалением загрязнений и краски. При деповском ре-
монте предусмотрена частичная окраска (отремонтированных
мест), поэтому предусмотрена очистка деталей от загрязнений без
удаления слоя краски. В вагонных депо сложилась система очист-
ки узлов в моечных машинах с автоматизированным управлением.
Разработано и используется большое количество типов узкоспеци-
ализированных машин для обмывки тележек, колесных пар, дета-
лей буксовых узлов, тормозных приборов.
Серьезной проблемой является очистка воды из моечных ма-
шин и захоронение грязи. Наблюдается тенденция использования
в моечных машинах воды по замкнутому циклу (без сбросов в ка-
нализацию) и централизация системы очистки. В условиях депо
для централизованной очистки воды выгодно использовать
центральный отстойный резервуар большой емкости. Обычно ис-
пользуют котел цистерны, поставленный вертикально. Предус
матривается периодическая очистка такого отстойника путем спу-
ска грязи через специальную задвижку' с электроприводом в кузов
автомобиля-самосвала для вывозки и захоронения.
Проблематичной остается очистка кузовов вагонов от остатков
грузов, а в зимнее время — от снега перед постановкой в ремонт.
Очистку вагонов от остатка грузов должна выполнять клиентура,
т.е. грузополучатели, поэтому решение проблемы — в организации
приемки вагонов железной дорогой после выгрузки только в
очищенном виде.
Остановимся теперь на некоторых вопросах совершенствова-
ния планового ремонта в вагонном депо.
В связи с непрерывным совершенствованием конструкции ва-
гонов, в особенности вагонов грузового парка, происходят изме-
нения требований к системе планового ремонта вагонов. С начала
постройки первых отечественных железных дорог и до 60-х гп XX в.
использовались двухосные вагоны с деревянным кузовом и эле-
ментами рамы. Кузов являлся наименее долговечным, и требова-
лась сравнительно частая замена деревянных элементов, а также
крыш из кровельного железа. При переходе к использованию
четырехосных вагонов с металлическим каркасом кузова надеж-
ность кузовов существенно повысилась, хотя оставались слабые
элементы: деревянная обшивка, деревянные полы, борты плат
форм, крыши нз кровельного железа, а у полувагонов — наличие
торцевых и боковых дверей и т.д. К концу 80-х гг. парк вагонов
полностью переведен на металлическую обшивку, крыши крытых
вагонов изготовляют из толстой листовой стали, у полувагонов нет
боковых и торцевых дверей, борты платформ — металлические.
Усилены сечения стоек каркасов, подобраны оптимальные формы
сеченнй и конструкции заделкн элементов кузова Все эти ме-
роприятия привели к существенному уменьшению поврежда-
емости кузовов и к коренному изменению технологии планового
ремонта вагонов В 60—70 гг. существовало направление меха-
низации работ по ремонту кузовов путем создания мошных,
сложных, узкоспециализированных вагоноремонтных машин.
К концу 90-х гг. необходимость в вагоноремонтных машинах
почти отпала.
Вторая существенная модернизация вагонов замена старо-
типных тележек, в особенности, поясных, и перевод вагонов на
роликовые осевые подшипники. Значительную роль в изменении
организации планового ремонта играет увеличение парка специ-
ализированных вагонов и вагонов собственности предприятий.
Специализированные вагоны меньше повреждаются при погрузке
и выгрузке, так же как и вагоны, находящиеся в собственности
предприятий.
В результате всех этих изменений принципиально изменияась
структура, функция и формы организации планового ремонта ва-
гонов. Существенно увеличена периодичность капитального ремон-
та и немного периодичность деповского. Получили широкое рас-
пространение поточно-конвейерные и поточные (без конвейеров)
линии ремонта и освидетельствования узлов и деталей. Сложились
способы очистки узлов и деталей перед ремонтом и разработано
совершенное оборудование для очистки.
Однако поточный способ ремонта вагонов не получил распро-
странения, несмотря на усилия МПС по внедрению этого способа.
Нормы технологического проектирования депо для ремонта грузо-
вых и пассажирских вагонов на перспективу предусматривают но-
вое строительство крупных депо. Для грузовых депо предусмотре-
на производственная мощность от 6 до 12 тыс. ваг в год, для пасса-
жирских от 0,8 до 1,2 тыс. в год. Практика показала, что очень
крупные депо трудно обеспечивать объектами ремонта. В депо с
большой производственной мощностью сложно организовать весь
производственный процесс, обеспечение запасными частями ва-
гонов и материалами. Для крупных предприятий нужна другая
структура, включающая цеха как самостоятельные в администра-
тивно-хозяйственном отношении подразделения.
В период перехода к рыночной экономике существенно сокра-
тились размеры перевозок по железным дорогам, потребный рабо-
чий парк вагонов уменьшился и часть существующих депо оказа-
лась незагруженной. Поэтому в перспективе оптимальная произ-
водственная мощность депо по плановому ремонту грузовых ваго-
нов остается в пределах существующей — 3500—5000 вагонов в год
В процессе реформ изменилась также структура парка: увели-
чилось относительное количество цистерн, специализированных
вагонов, сократилось количество платформ. Изменение структуры
парка вагонов требует изменения специализации депо, что легко
достигается его реконструкцией без существенных капвложений
(инвестиций).
Многократное увеличение интенсивности износа гребней ко-
лес привело к сокращению срока службы и увеличению потреб-
ности в ремонте колесных пар со сменой элементов. В связи с
этим появилась тенденция увеличения количества вагоноколес-
ных мастерских или реконструкции участков ремонта колесных
пар с целью освоения ремонта со сменой элементов. Для органи-
зации ремонта колесных пар со сменой элементов требуется до-
полнительная производственная площадь 300—400 м2 и дорого-
стоящее оборудование: станки для обработки осей, ступиц колес и
прессы, те. большие инвестиции. Другой путь увеличения объема
ремонта колесных пар со сменой элементов — кооперирование до-
рог с вагоностроительными и вагоноремонтными заводами. При
этом без дополнительного вложения средств будут использованы
производственные мощности этих предприятий, однако потребу-
ются дополнительные перевозки по железной дороге.
Давно предложена принципиально новая технология и новые
формы организации вагоноремонтного производства. По этой тех-
нологии кузов вагона считается одним из узлов вагона и ремонти-
руется на отдельной поточной линии. Предусматриваются поточ-
ные линии: разборки вагона, сборки вагона и ремонта узлов (час-
тей или основных элементов) вагона: автосцепки, тормоза, кузова,
тележки, колесных пар, буксе роликовыми подшипниками.
Технологическая схема приведена на рис. 5.12. В соответствии
с этой схемой может быть сформирован главный корпус вагоноре-
монтного предприятия.
На схеме стрелками показаны направления технологических
потоков.
В пролете разборки вагона выполняют операции: съем авто-
сцепного и автотормозного оборудования; выкатку тележек и ко-
лесных пар. Сборку вагона производят в пролете сборки в обрат-
ной последовательности. Ремонт сборочных единиц вагона, вклю-
Рис. 5 12. Технологическая схема и план главного корпуса вагоноремонтного
предприятия на перспективу-
/ — пролет сборки вагона; 4— пролет разборки вагона, помещения производствен-
ных участков (цехов). 2 окраски и сушки вагонов; J — очистки вагонов; 5 — ре-
монта автосцепного оборудования; 6 — ремонта тормозного оборудования, 7 — ре-
монта кузова; 8-- ремонтно-комплектовочный; 9 — ремонта тележек: 10- ремонта
колесных пар; 11 — ремонта буксовых узлов; 12 — колесно-тележечный парк
чая кузов, выполняют на участках, расположенных между проле-
тами разборки и сборки.
Технологическая схема, приведенная на рис. 5-12, обеспечива-
ет минимальные пути меж- и внутрицеховой транспортировки
объектов ремонта и возможность использования конвейеров. Ме-
ры по внутритактной синхронизации процессов возможны созда-
нием уравнительных (дополнительных) позиций в отдельных про-
летах ремонта сборочных единиц вагона или, например, подачей
на сборку заранее отремонтированных объектов со стороны, про-
тивоположной пролетам ремонта сборочных единиц
Остается нерешенной проблема обеспечения депо технологи-
ческим оборудованием.
До 80 % технологического оборудования (по количеству единиц)
в настояшее время изготовляют сами депо, или в дорожных экспе-
риментальных мастерских, или, частично, на заводах по ремонту
подвижного состава и производству запасных частей. Разработку
технологического оборудования осуществляют ПКБ ЦВ МПС, от-
дельные проектные институты и дорожные конструкторско-тех-
нологические бюро (ДКТБ) с учетом возможности изготовления
этого оборудования в депо или дорожных мастерских Качество
проектов н изготовления находится на самом низком уровне. Ха-
рактеристики надежности оборудования: долговечность, безотказ-
ность обычно неизвестны и очень низкие, стоимость изготовления
высокая, экономические показатели использования неудовлетво-
рительные. Часто не обеспечивается необходимое качество выпол-
нения технологических операций
В перспективе изготовлением технологической оснастки долж-
ны заниматься специализированные машиностроительные пред
приятия, оснащенные современными технологиями. Разработку
оборудования должны выполнять специализированные проект-
ные организации под конкретную технологию изготовления, ис-
пользуя НИР и ОКР.
5.6. Организация подготовки вагонов к перевозкам
В соответствии с правилами технической эксплуатации желез-
ных дорог запрещается подача вагонов под погрузку грузов без
предъявления их к техническому обслуживанию. Предъявление
вагонов для технического обслуживания под погрузку производят
дежурные по станциям или дежурные по паркам с оформлением
заявки в книге формы ВУ-14 О проведении технического обслу-
живания, текущего безотцепочного ремонта и готовности вагона
под погрузку осмотрщики расписываются в книге ВУ-14. Пункт,
готовивший вагон к перевозкам, в соответствии с типовым техно-
логическим процессом технического обслуживания грузовых ваго-
нов, обязан обеспечить проследование вагонов без отцепки от по-
ездов по гарантийным участкам и сохранность грузов до места
назначения.
В историческом плане пункты технического обслуживания ва-
гонов, специализированные на подготовке вагонов к перевозкам
(до 1991 г. — пункты подготовки вагонов к перевозкам), были ор-
ганизованы в 1962 г. с целью перенесения основного технического
обслуживания вагонов с сортировочных станций на грузовые (мас-
совой погрузки грузов). Поэтому пункты подготовки размешали, в
основном, не на крупных узловых сортировочных станциях, глав-
ной задачей которых является переформирование транзитных со-
ставов. Пункты подготовки были разделены на четыре группы,
специализируемые на ремонте и подготовке к перевозкам вагонов:
крытых и изотермических; полувагонов и платформ; цистерн и ва-
гонов для перевозки нефтебитума. Пункты подготовки рефриже-
раторных вагонов стали определять как основные пункты экипи-
ровки этих вагонов. Пункты подготовки подразделяют также по
производительности (производственной мощности).
Техническое обслуживание вагонов при подготовке к перевоз-
кам должно выполняться в соответствии с типовыми технологиче-
скими процессами работы ПТО и действующими указаниями
МПС России Конкретная организация работы каждого пункта
регламентируется приказом начальника отделения дороги и тех-
нико-распорядительным актом станции. Устанавливается порядок
подачи вагонов на пункт, составами или группами, а также время
обслуживания.
Техническое обслуживание должно производиться на специаль-
но выделенных путях. Необходимо предусмотреть очистку вагонов
от остатков груза, а в зимнее время — от снега. Для этой цели вы-
деляют специальный путь. На некоторых пунктах производят раз-
делку в металлолом вагонов, исключенных из инвентаря, для чего
предусматривается специальный путь.
Основными параметрами пункта, специализированного на
подготовке вагонов к перевозкам, являются количество вагонов в
группе, подаваемой для подготовки, и время простоя этой группы.
Во многих случаях порожние вагоны приходят на станцию, где
размещен пункт, мелкими группами. Эти вагоны предварительно
накапливают и затем группами подают на пункт для подготовки.
Для таких станций предложены методы оптимизации количества
вагонов в группе и времени ее простоя относительно критерия —
минимума эксплуатационных затрат на подачу и вывод вагонов,
времени накрпления на станции, времени на техническое обслу-
живание вагонов, включая простой бригады во время подачи и вы
водки группы вагонов Оптимальное количество вагонов в группе
и оптимальное время простоя рассчитывают нахождением мини-
мума величины обобщенного показателя эффективности работы
пункта по обшетранспортным затратам [6]:
Со= + С2 + С3 + С4 m*n. (5-1
где С, и С} — затраты, связанные с простоем вагонов в процессе подготов-
ки и в ожидании накопления на станции соответственно; Сг — стоимость
трудозатрат на подготовку вагонов к перевозкам; С4 - расходы, связан
ные с маневровыми работами; /„и п„ — время обслуживания группы ваго
нов и количество вагонов в группе соответственно; R — число рабочих в
ремонтной бригаде
Выражение (5.13) для регулярного потока заявок (групп ваго-
нов) представляют в виде:
+ ^2+ e,tn + ,
(5.14)
где N — план подготовки вагонов за смену; 1е — продолжительность сме-
ны; /н — параметр накопления вагонов; /, — время работы маневрового
локомотива при подаче и уборке одной группы вагонов; q — трудоемкость
подготовки одного вагона; е,, е2, — расходные ставки на 1 вагоно-час,
на 1 человеко-час 1 локомоти во-час соответственно
Целевая функция (5.14) имеет слагаемые, которые при увели-
чении /н и возрастают, и убывают — признак существования ее
экстремума.
Графическая интерпретация такой функции приведена на
рис. 5.13.
Из условия минимизации затрат
—/е5 = 0, (5.15)
Откуда _________
<5,6)
я,, = ^. (5.17)
Численный состав бригады (явочный)
(5.18)
где /j— простой бригады во время подачи и уборки вагонов
В случае нерегулярного потока заявок:
(5.19)
где пя;И — величины i-й группы вагонов и времени ее обслуживания
соответственно; к — количество групп, подаваемых на пункт в течение
смены.
Для нерегулярного потока
^,=е|Х"„7„ + |н+ Х(и,т„-л„,)ргг+М, (5.20)
где ляпмх— наибольшее количество вагонов в группе.
Численный состав бригады
я; >Я, (5.21)
На особо крупных пунктах вагоны поступают с регулировоч-
ными порожняковыми составами и подготовка вагонов может
производиться составами.
Во всех случаях на пунктах с большим объемом работы техниче-
ское обслуживание вагонов осуществляется по обшей технологии:
— осмотр вагонов в парках прибытия, разметка вагонов, тре-
бующих очистки, и вагонов, требуюших текущего отцепочного ре-
монта (ТР-1);
— сортировка вагонов по перечисленным назначениям: очист-
ка, текущий ремонт и техническое обслуживание;
— подача вагонов на специализированные пути для техниче-
ского обслуживания и текущего ремонта;
— ТО и текущий отцепочный ремонт (ТР-1) вагонов по прави-
лам, установленным для каждого конкретного типа вагонов;
— выводка подготовленных к перевозкам вагонов группами.
По указаниям ЦВ МПС РФ на пунктах подготовки вагонов к
перевозкам техническое обслуживаиие порожних вагонов может
быть организовано по одному из двух вариантов:
— непосредственно на путях приема в составах, за исключени-
ем вагонов, требуюших отцепочного ремонта, которые полают на
специализированный ремонтный путь;
— с отцепкой от составов и подачей на специализированные
пути подготовки к перевозкам (вагоны, требующие TP-1. подают
на специализированный путь).
При подготовке вагонов к перевозкам производится замена не-
исправных деталей ходовых частей, автотормоза, автосцепки.
Кроме того, в зависимости от типа вагона, должны производиться:
— у полунагонов замена неисправных и постановка недос-
тающих запорных механизмов крышек разгрузочных люков, уст-
ранение повреждений обшивки;
— у платформ — ремонт неисправных боковых и торцевых
бортов и их запоров, досок пола, скоб для установки лесных стоек;
— у крытых вагонов — замена неисправных и постановка от-
сутствующих досок пола, уплотнение пола; устранение неисправ
ностей дверей, крышек люков и их запоров, дверных закидок;
— у цистерн — ремонт неисправных и постановка отсутствую-
щих штанг, заглушек, скоб, крышек люка, постановка уплотняю-
щих прокладок крышек люка.
На электрифицированных участках осмотр верхней части кот
лов цистерн и крыш крытых вагонов должен быть исключен или
следует предварительно отключать контактную сеть по правилам,
установленным местным технологическим процессом
При наличии вагоноремонтных машин на путях пункта под-
готовки вагонов к перевозкам в составах выполняются работы: за-
мена и ремонт сваркой боковых и торцевых бортов платформ;
крышек люков полувагона (и их правка), верхних поясов кузова;
стоек, раскосов; устранение уширения кузова полувагона; замена
неисправных дверей, ремонт крыш, деталей несъемного оборудо-
вания крытых вагонов; замена неисправных и постановка недос-
тающих досок пола, а также замена неисправных автосцепок.
При отсутствии вагоноремонтных машин вагоны, имеюшие
перечисленные неисправности, должны быть отцеплены отсоста
ва для ремонта на специализированных путях.
Здесь же производят замену неисправных колесных пар, тяго-
вых хомутов, надрессорных балок, поглощаюших аппаратов, ре-
монт котлов цистерн, предварительно пропаренных и дегазиро-
ванных (при наличии акта формы ВУ-19), бункеров вагонов для
нефтебитума.
При выполнении текущего отцепочного ремонта должны уст-
раняться все неисправности, обнаруженные при осмотре, а не
только те, из-за которых произведена отцепка вагона.
Перед началом ремонта (ТР-1) вагон осматривает мастер или
бригадир, который наносит меловые разметки неисправностей,
подлежащих устранению.
После окончания ремонта бригадир или мастер принимает от-
ремонтированный вагон от ремонтной бригады и в количестве,
предусмотренном указаниями МПС России, сдает начальнику депо
или его заместителю для последующей сдачи приемщику вагонов.
На отцепляемые в текущий ремонт вагоны (ТР-1) осмотрщики
парка прибытия, а при необходимости, мастер или бригадир, вы-
писывают уведомление на отцепку вагона формы ВУ-23 и переда-
ют в техническую контору станции и диспетчеру вагонного депо
для перечисления вагона в нерабочий парк и для учета отремонти-
рованных вагонов (книга формы ВУ-31). По окончании TP I мас-
тер выписывает уведомление об окончании ремонта вагона формы
ВУ-36.
Время простоя вагонов в TP I устанавливает служба вагонного
хозяйства дороги (на специализированных путях — 3,5 ч, на меха-
низированных пунктах текущего ремонта — до 3 ч). При подготов-
ке вагонов составами время обслуживания 1,8—2,2 ч на состав.
Местными технологическими процессами может быть предус-
мотрена оценка технического состояния груженых вагонов при
подаче под сдвоенные операции: выгрузку и погрузку. В этом слу-
чае вагон с исправным техническим состоянием разрешается по-
грузить после выгрузки без подготовки. Запись о предъявлении
для технического обслуживания производится в книгу формы
ВУ-14. Местными технологическими процессами может быть
также предусмотрен осмотр вагонов для оценки их технического
состояния и пригодности под погрузку с выездом осмотрщиков
вагонов основного ПТО на промежуточные станции. В том случае,
если предъявленные для ТО вагоны исправны, осмотрщик вагонов
удостоверяет это росписью в книге формы ВУ-14. В случае необхо-
димости устранения неисправностей, не угрожающих безопаснос-
ти движения, осмотрщик выдает уведомление на отцепку формы
ВУ-23 и делает запись о необходимости отправки вагона в ремонт
на ближайший ПТО. Пересылка вагонов в ремонт производится в
соответствии с порядком, установленным начальником отделения
дороги с включением в сборные, вывозные и передаточные поезда
и только по приказу начальника отделения дороги. На поврежден-
ные вагоны осмотрщик составляет акты формы ВУ-25, которые
прикладываются к пересылочным документам.
Категорически, лол личную ответственность начальников
станций, запрещается пересылка неисправных вагонов (с повреж-
денными кузовами, не угрожающими безопасности движения, но
не пригодными по состоянию кузова под погрузку). В случае вы-
явления пересылки таких вагонов делается отметка в книге формы
ВУ-14, а счет за убытки, связанные с пересылкой неисправных ва-
гонов, предъявляется вагонному депо, обслуживающему станцию,
где производилось последнее техническое обслуживание вагонов.
Основные требования, предъявляемые к ремонту узлов н дета-
лей вагонов, должны соответствовать нормативно-технической до-
кументации по техническому обслуживанию и ремонту вагонов.
Перед заваркой трещнн и изломов или устранением дефектов свар-
ных швов деформированные детали должны быть выправлены.
Сварку производят на деталях, с которых сняты нагрузки. Свароч-
ная цепь не должна проходить через части вагона, т.е. обратный
провод следует присоединять к вагону как можно ближе от мест
сварки, не допускается проверять наличие сварочной пути касанием
электрода к любой части вагона, не подвергающейся сварке.
При сварочных работах запрещается использовать рельс в ка-
честве сварочного провода
Для правильной организации сварочных работ рекомендуется
вдоль фронта работ прокладывать двухпроводную сварочную линию.
Не допускаются дефекты сварочных швов:
— увеличение размера швов более 2 мм;
уменьшение размеров швов;
— волнистость швов более 2 мм;
— трещины или наплавления по кромкам, прожоги и кратеры;
— подрезы в сварных соединениях несущих элементов вагонов.
Сварные швы, имеющие дефекты, должны быть удалены и за-
варены вновь. Места сварки оторванных элементов кузова должны
быть зачищены, кромки разделаны и соединения плотно прижаты.
При подготовке вагонов к перевозкам запрещены следующие
сварочные работы:
— заварка трещин в надрессорных балках, балансирах и боко-
винах трехосных тележек;
— заварка трещин в надрессорных балках и литых боковых ра-
мах двухосных тележек;
— в тяговых хомутах, корпусах автосцепки, центрирующих ба-
лочках и упорных плитах;
в деталях фрикционных гасителей колебаний
При температуре воздуха ниже 10 "С следует применять элект-
роды с фтористо-кальциевым покрытием типа Э42А-Ф; Э46А-Ф;
Э50А-Ф. Допускается применение электродов с руги ловим по-
крытием Э42-Т, Э46-Т.
У вагонов проверяют соответствие размеров и износов элемен-
тов колесных пар установленным нормам.
Допускается в процессе ремонта зачищать навар металла на
поверхности катания колес типовой пневмошлифовальной ма-
шинкой или другим способом, не допускающим образования
поперечных рисок.
Колесные пары, подкатываемые под вагоны, подвергают
обыкновенному освидетельствованию (и промежуточной ревизии
букс), кроме колесных пар, не бывших в эксплуатации после по-
следнего полного или обыкновенного освидетельствования.
Автосцепка проверяется комбинированным шаблоном 940 Не
допускается выпуск из ремонта вагонов с такими неисправностя-
ми автосцепки, как:
— трещины в деталях;
— высота продольной оси более 1080 мм или менее 980 мм;
— разница по высоте автосцепок по обоим концам вагона бо-
лее 25 мм;
— короткая или длинная цепь расцепного привода;
— отсутствие сигнального отростка замка.
У тормозов проверяют работу воздухораспределителей и заме-
няют неисправные; крепят детали; очищают пылеулавливающие
сетки; регулируют рычажную передачу, устанавливают предохра
нительные устройства взамен неисправных или отсутствующих.
У тележек после подкатки проверяют среднее значение разнос-
ти уровней фрикционных клиньев и надрессорной балки. Обезли-
ченная подкатка тележек допускается в случае необходимости за-
мены тележки. При этом продолжительность эксплуатации тележек
после постройки должна совпадать со временем работы кузова
Подготовка полувагонов и платформ. Открытый подвижной со-
став: полувагоны, платформы, о катыше возы и другие открытые
хопперы в 1980—1990 гг. составляли около 55 % парка грузовых ва-
гонов. Поэтому наибольшее количество ПТО, специализирован-
ных на подготовке вагонов к перевозкам, — это пункты по подго-
товке полувагонов и платформ, наиболее крупные и хорошо осна-
щенные
Организация работы пункта зависит от расположения его от-
носительно вагонного депо, в состав которого он входит, и усло-
вий работы станции, на которой он размещен.
В основу организации работы пунктов закладывают следую-
щие требования.
производство технического обслуживания и ремонта ваго
нов комплексными бригадами;
замена неисправных узлов и деталей заранее отремонтиро-
ванными,
— максимальное использование средств механизации;
разделение процессов технического обслуживания и текущего
отцепочного ремонта с использованием для них различных путей
При расформировании составов, прибывающих в парк приема,
вагоны, требующие ТО или ТР-1, накапливаются на соответствую-
щих путях до количества, установленного технологическим про-
цессом и ТРА станции По окончании накопления маневровый
диспетчер (дежурный по станции) предъявляет вагоны для ТО-
Оператор ПТО ограждает путь включением централизованного ог-
раждения и информирует ремонтно-смотровую бригаду о количе-
стве вагонов, включенных в группу после ТР-1- У этих вагонов
производится только опробование тормозов совместно с вагона-
ми, поступившими из парка прибытия.
Контроль технического состояния вагонов и текущий безотце-
почный ремонт вагонов производят по технологическому процес-
су, аналогичному процессу для парка отправления сортировочной
станции. Особенностью ТО яаляется ремонт кузовов, технология
которого связана с наличием вагоноремонтных машин (ВРМ).
При наличии этих машин основной перечень операций по ремон-
ту кузова выполняют на путях ТО в соответствии с приведенным
выше перечнем. При отсутствии ВРМ большую часть работ этого
перечня выполняют на пути TP-1, чтс регламентируется техноло-
гическим процессом работы пункта.
Технология TP-1 соответствует технологии ТР-2. Отличием яв-
ляется ремонт кузовов, который для груженых вагонов (при ТР-2),
как правило, не производится.
Для передвижки вагонов при TP- I на крупных пунктах исполь-
зуют тяговые конвейеры или лебедки с тросами, зацепляемыми за
специальные захваты на вагоне
Для обеспечения безопасности ремонтных бригад пути ТО и
ТР-1 ограждают, кроме сигналов, спаренными башмаками. Ре-
монтно-заготовительные подразделения пунктов могут включать
отделения крышек люков, бортов платформ, сварочное, слесар-
но-механическое, кузнечное.
На некоторых пунктах подготовки полувагонов и платформ
размешены механизированные участки по разделке в металлолом
вагонов, исключенных из инвентаря.
Вагоны, требующие по техническому состоянию исключения
из инвентаря, подают на отдельные пути для накопления, оформ-
ления документов на исключение из инвентаря и ожидание ут-
верждения исключения. После этого производится разделка ваго-
нов, отгрузка металлолома, а также материалов, деталей и узлов,
пригодных для дальнейшего использования.
Разделку полувагонов в металлолом осуществляют с использо-
ванием мостового крана, керосинорезами в соответствии с инст-
руктивными указаниями ЦВ МПС России по разделке грузовых
вагонов в металлолом.
С вагона снимают все съемные детали и узлы. Кузов для раздел-
ки устанавливают краном в удобное для резки положение и подвеши-
вают отделяемые части Снимаемые детали сортируют на группы:
— годные для использования без ремонта;
— подлежащие ремонту в условиях вагонного депо;
— подлежащие сдаче в металлолом.
Кроме того, из рам и элементов кузова вырезают заготовки для
деталей вагонов.
Подготовка крытых вагонов. Производство технического об-
служивания и текущего отцепочного ремонта разделено и произ-
водится на различных ремонтных путях. Передача вагонов, тре-
бующих TP-1, с пути для производства ТО в типовом проекте ПП В
предусмотрена с помошью трансбордера. На пути ТО имеется по-
точная форма производства на семи позициях. Передвижку ваго-
нов по путям ТО и ТР-1 выполняют с помощью конвейера,
а также тросового конвейера с тяговой станцией и станцией обрат-
ного хода.
Специализация позиций поточной линии подготовки вагонов
рассчитана на подготовку крытых вагонов. При необходимости
подготовки крытых хопперов возможно использовать эту же ли-
нию без подборки вагонов по группам
На первой позиции производят проверку водонепроницаемос-
ти кузова, протягивая вагон через обмывочную рампу со скоро-
стью 1,2 м/с. Вода подается холодная под давлением до 0,1 МПа.
При необходимости наружной обмывки подают горячую воду
(60—80 °C) под более высоким давлением — 0,4—0,6 МПа.
На второй позиции осматривают вагоны и устанавливают вид
и объем ремонта (безотцепбчный или отцепочный).
На третьей позиции выполняют замену неисправных дверей.
Двери, требующие ремонта, снимают с помощью тельфера на мо-
норельсе и напрааяяют для ремонта в мастерскую. Взамен из мас-
терской доставляют и устанавливают на место отремонтированные
двери.
На четвертой позиции производят сухую очистку внутри ваго
на. На крупных пунктах для этой цели используют специальную
очистную машину.
На пятой позиции делают внутреннюю промывку кузова с по-
мошью машин ВММ-ЗМ или ММД; на шестой — сушку вагона
внутри только для вагонов под грузы, требующие просушки (са-
хар, мука) Для сушки используют сушильные агрегаты типа
МП-300 илиТПЖ-500.
После прохождения шестой позиции вагоны, требующие теку-
щего отцепочного ремонта, направляют на линию ТР-1 с по-
мощью трансбордера. Возможны и другие варианты организации
производства TP-1
На седьмой позиции выполняют текущий безотцепочный ре-
монт кузова. Такт поточной линии устанавливают в зависимости
от местн ых условий.
В отделении текущего отцепочною ремонта может быть ис-
пользована вагоноремонтная машина для ремонта кузовов с боль-
шим объемом ремонта. Там же производится подъемка вагонов
для смены колесных пар.
У крытых хопперов должны быть проверены механизм разгруз-
ки, положение фиксаторов, переход рычагов через мертвую точку.
Подготовка цистерн и битумных вагонов. Технология работы
промывочно-пропарочных предприятий достаточно сложна, тре-
бует взаимодействия служб: перевозок, грузовой и вагонного хо-
зяйства и поэтому регламентирована общим типовым технологи-
ческим процессом.
Требования, предъявляемые при подготовке цистерн под на-
лив, зависят от продукта, который был слит из цистерны, и наиме-
нования продукта, подлежащего наливу. Для возможных комбина-
ций слитого и наливаемого продукта необходимо выполнять сле-
дующие технологические операции по очистке котлов
1. Зачистка — удаление остатков слитого продукта. Для цис-
терн с нижним сливом — слив, для цистерн без нижнего слива —
отсос с помощью вакуум-насосов или пароэжекторных установок.
При удалении из котлов остатков продуктов с высокой вязкостью
(гудрон, полугудрон, битумы жидкие) для придания им большей
текучести производят предварительно пропарку котлов (подогрев
паром).
2. Пропарка — обработка котла внутри паром под давлением
0,08—0,1 МПа для очистки внутренней поверхности от остатков
слитого продукта, с периодическим удалением конденсата и остат-
ков груза
3 Промывка — обработка внутренней поверхности котла во-
дой температурой 80—90 “С под давлением до 2 МПа для очистки
от остатков слитого продукта. Добавляют растворители: керосин,
бензин, газойль (0,2—0,3 %) и поверхностно-активные вешества,
например МЛ-2 (0,3—0,5 %).
4 Дегазация и сушка котлов — удаление из котла паров пере-
возимого продукта и остатков воды после промывки.
5. Протирка безворсовым материалом (хлопчатобумажная
ткань), удаленнее внутренней поверхности котла остатков груза и
воды
б Проверка на взрывобезопасность (анализ проб воздуха из
котла на содержание паров, образующих взрывчатые смеси).
7. Заправка клапанов сливных приборов — проверка исправ-
ности и плотности прилегания клапанов.
8. Наружная очистка котлов перед плановым ремонтом.
В процессе наружной обмывки выполняют следующие операции:
— предварительная обмывка водой температурой 60—70 *С,
давлением 0,3—0,4 МПа в течение 1—2 мин;
обмывка 6 8 %-ным раствором каустической соды (темпе-
ратура 60—70°С, давление 0,4 МПа);
— обмывка 1—2 %-ным раствором ортофосфорной кислоты
при температуре 30—40 °C.
При очистке бункерных вагонов для перевозки твердого биту-
ма впускают пар в паровую рубашку. В случае повреждения внут-
ренней обшивки бункера и заполнения паровой рубашки битумом
разрешается вырезать отверстие для слива и приварить штуцер для
паропровода или разогрев снятого бункера производят в камере
тепловой обработки.
В соответствии с ГОСТ 1510—76 «Нефть и нефтепродукты» в
зависимости от наименования слитого продукта и наименования
продукта, который будут наливать, установлено семь видов
(групп) подготовки, обозначаемых цифрами: 0 — налив запрещен,
например, из-под гудрона под бензин; 1 — удалить остаток, про-
мыть или пропарить и просушить, например, из-под дизельного
топлива под бензин; 2 — удалить остаток и просушить или проте-
реть, например, из-под дизельного топлива под автомобильный
бензин; 3 — удалить остаток, например, из-под бензина авиацион-
ного этилированного под такой же бензин; 4 и 5 — зачистка не
требуется, например, из-под гудрона под мазут или нефть; 6 —
удалить остаток, промыть или пропарить и протереть, например,
из-под нафтила под керосин. Приведено 28 наименований
нефтепродуктов.
Для очистки бункерных битумных полувагонов выделяются
отдельные пути, т.к. используется способ очистки, отличный от
очистки цистерн. Выделяются отдельные пути лая подготовки
цистерн из-под этилированного бензина ввиду того, что продукт
ядовит.
На ППС цистерны прибывают в парк приема или на пути
приема. На этих путях работники ПТО производят осмотр их тех-
нического состояния, текущий безотцепочный ремонт, определя-
ют цистерны, требующие текущего отцепочного ремонта, просро-
ченные плановым ремонтом. Одновременно работники промы
вочно пропарочного предприятия осматривают внутреннюю по-
верхность котла и при этом определяют необходимость и вид
обработки:
— не требующие обработки (группы 4 и 5);
— требующие холодной обработки (группы 2 и 3);
— требуюшие горячей обработки на промывочно-пропароч
ном предприятии и вид обработки;
— цистерны с остатком груза, в том числе требуюшие лабора-
торного анализа для определения рода ранее перевозимого груза
(без документа о наименовании слитого продукта цистерны подго-
товке к наливу авиационного топлива и масел не подлежат).
Цистерны, не требуюшие обработки, направляют под погрузку.
Цистерны, требуюшие только слива остатка груза (зачистки), на-
правляют для выполнения этой операции как самостоятельной.
У этих групп цистерн производят проверку и заправку клапанов
сливных приборов. Из цистерн, требуюших лабораторного анали-
за остатка груза, берут пробы остатка и после анализа в лаборато-
рии решают вопрос об очистке.
Для подачи под обработку котлов цистерны подбирают труп
пами по видам обработки:
— из-под темных нефтепродуктов под светлые — удаление ос-
татка груза, промывка горячей водой или пропарка, дегазация
(группа I);
— из-под светлых под светлые и авиационный керосин про-
парка или протирка, дегазация (группы 1 и 6);
— из-под темных пол темные пропарка, дегазация;
— для подготовки к ремонту — удаление остатка, пропарка,
промывка, дегазация, анализ воздуха в котле
Подборка вагонов группами существенно увеличивает объем
сортировочной работы, но, в целом, ускоряет процесс подготовки
вследствие одинаковой технологии обработки для каждой группы.
В среднем по сети дорог под налив без зачистки поступает
30—35 %, требуют холодной обработки 25—30 % и горячей обра-
ботки около 40 % цистерн.
На промывочных эстакадах установлены монорельсы с элек-
троталями для подъема и опускания в котел механизированного
промывочного прибора. К промывочному прибору с помощью
шлангов подведены пар, горячая вода и сжатый воздух. Имеются
автоматизированные системы промывки, работающие по трем ва
риантам:
— пропарка — промывка — дегазация;
— пропарка — дегазация;
— промывка — дегазация.
Установку режима производят на пульте управления.
В цистерны с верхним сливом для удаления остатка груза и
конденсата опускают вакуумные рукава.
После пропарки и промывки горячей водой котел цистерны
должен быть охлажден и дегазирован с открытой крышкой люка.
При несоблюдении этого требования после конденсации паров
котел может быть смят атмосферным давлением. Нормы времени
на обработку цистерн устанавливают по группам дорог. Группа I:
Свердловская и далее, все дороги на восток от Свердловской,
а также отделения дорог Ижевское и Казанское Горьковской;
Башкирское н Ульяновское Самарской; Сосногорское Северной.
Группа 2: Октябрьская, Московская, Приволжская, Юго-Восточ-
ная, а также Горьковская и Самарская, исключая отделения, отне-
сенные и к группе 1. Нормы простоя приведены в табл. 5.5.
Таблица 5.5
Нормы простоя вагонов
Вил обработки Время по периодам, мин
летний зимний по группам дорог
' 1 >
ГОРЯЧАЯ
из-под темных продуктов под светлые 190 230 220
из-под светлых продуктов под светлые 100 125 115
из-под этилированного бензина НО 135 125
ХОЛОДНАЯ 30 45 40
В табл. 5.6 приведены графики подготовки котлов цистерн при
различных вилах обработки на эстакадах.
Камера для наружной очистки длиной 39 м имеет три-четыре
зоны, в каждой из которых установлена П-образная рампа из тру-
бы с насадками для подачи раствора на цистерну по описанной
выше технологии. Время на очистку 30—50 мин в зависимости от
загрязнения, расход воды около 60 м3 и пара около 1500 кг на одну
цистерну.
При подготовке цистерн к ремонту проверяется взрывоопас
ность газовоздушной среды в котле. Для этого осматривают внут-
Таблица 5.6
Обработка котлов цистерн
Наименование операций Время по видам обработки, мин
1 2 3
40 80 120 40 40 80
Подача цистерны к эстакаде
Открытие клапанов - - -
Разжижение груза (пропарка) и разгрузка
Удаление механических загрязнений через клапан -
Промывка горячей водой и слив —
Протирка
Сушка
Заправка клапанов — — -
Вывод цистерны — -
Всего 160 110 70
Примечания: 1 — из-под темных продуктов под светлые; 2 — из-под
темных продуктов под темные; 3 — из-под светлых продуктов под светлые.
реннюю поверхность котла. При обнаружении неочишенных мест
их протирают. Берут пробы воздуха в четырех точках у днищ (ввер-
ху и внизу) и проверяют газоанализаторами или индикатором.
Предельно допустимые концентрации взрывоопасных вешеств
установлены санитарными нормами (СН-245—76), мг/м3: бен-
зин — до 300; бензин этилированный в пересчете на тетраэтилсви-
нец — до 0,005; керосин, уайтспирит и легроин — до 300; бензол —
до 5; толуол и ксилол — до 50.
Для проверки используют переносной индикатор взрывоопас-
ности ИВП-1 У1.1 периодического действия или газоанализаторы:
УГ-2 (универсальный), ПГФ-2М-ИЗГ «ЭФИР» и др.
Большинство наливных грузов огнеопасно, токсично, их пары
с воздухом образуют взрывоопасные смеси, поэтому охране труда
на ППС уделяют большое внимание. Крытые эстакады оборудуют
системой отопления н приточно-вытяжной вентиляцией. Промы-
вальщиков-пропаршиков цистерн и слесарей по ремонту и заправке
клапанов сливных приборов обеспечивают спецодеждой и средст-
вами индивидуальной защиты. Им выдают брезентовые костюмы,
специальные кожаные и резиновые сапоги, рукавицы, резиновые
перчатки, шланговые дыхательные приборы (ШДП), взрывобезо
пасные аккумуляторные фонари, инструменты из искронеобра-
зуюшего сплава.
Электрооборудование и вентиляционные установки применяют
во взрывобезопасном исполнении. Для отвода статического элект-
ричества эстакады, резервуары, трубопроводы и другие металличе-
ские конструкции ППС, а также котлы обрабатываемых цистерн
надежно заземляют.
Работа промывальшиков-пропаршнков внутри котла допуска-
ется при температуре до 35 °C, а при использовании пневмокостю-
мов — до 60 °C. Перед спуском в котел для работы рабочий наде-
вает ШДП и 2—3 мин проверяет его действие, свободный конец
спасательной веревки привязывает к перилам наружной лестницы.
С момента спуска в котел у люка котла безотлучно должен нахо-
диться второй промывальщик Для подачи воздуха в ШДП по эста-
каде прокладывают отдельный трубопровод, оборудованный фильт-
рами и редукционными клапанами. Давление воздуха перед поступ-
лением в ШДП не более0,01 МПа , температура — от 14 до 25 ‘С.
Электросварку на котле и в котле можно производить только
после его проверки на взрывобезопасность. Электросварщик в кот-
ле должен работать при открытом сливном приборе и открытой
крышке, в пневмокостюме и использовать электроизолирующий
коврик и диэлектрические галоши.
На каждую цистерну, подготовленную к ремонту (пропарен
ную, промытую и дегазированную), составляют акт формы ВУ-]9.
Оператор ППС ведет книгу нумерного учета формы ВУ-17
цистерн, обработанных на предприятии.
На станции ведется книга формы ВУ-18 натурного осмотра
цистерн на путях станции и подачи их под налив или обработку на
ППС, в которую заносят результаты осмотра прибывших порож-
них цистерн.
О годности одной цистерны под налив определенного продук-
та составляют акт формы ВУ-20, а группы цистерн — акт формы
ВУ-20а. Акты подписывают мастер ППС, приемосдатчик станции
и представитель отправителя груза.
Пропускную способность эстакады в смену в четырехосных
цистернах определяют по формуле:
(5.22)
где т — количество приэстакадных путей (один или два); гс — продолжи-
тельность смены; /э — длина эстакады; к — коэффициент, учитывающий
перерывы в работе эстакады {к -0,85—0,95); г,— время занятости путей
одной подачей цистерн; /ц — длина цистерны (между осями сцепления
автосцепок)
Численность рабочих на эстакаде
. (523)
где Хг, — продолжительность операций, выполняемых одним рабочим на
цистерне
Перспективы использования пунктов, специализированных на
подготовке вагонов к перевозкам. Развитие пунктов подготовки ва-
гонов к перевозкам как самостоятельных крупных подразделений
вагонного хозяйства происходило активно в 60—70-х гг. Это было
связано нс только с реализацией предложений перенести работы
по техническому обслуживанию вагонов с узловых сортировочных
станций на станции массовой погрузки или предшествующие по-
грузочным районам, но и со сложным положением в вагонном хо-
зяйстве, характеризующимся следующими обстоятельствами:
— наиболее массовым типом вагонов были полувагоны и плат
формы (55 % парка), часто повреждавшиеся при погрузке и вы-
грузке вследствие низких показателей надежности кузова и несо-
ответствия его условиям эксплуатации;
— полувагоны, крытые вагоны и платформы имели деревян-
ную обшивку и борта, часто повреждавшиеся при погрузке и вы-
грузке;
— буксовый узел с подшипником скольжения требовал больших
затрат труда, материалов и времени на техническое обслуживание.
По этим причинам в ремонт часто поступали груженые вагоны
с поврежденными кузовами, из которых нужно было перегружать
грузы. На неспециализированных пунктах невозможно было орга-
низовать качественный ремонт кузовов и механизировать работы
по ремонту вагонов. В связи с этим создание специализированных
пунктов подготовки вагонов к перевозкам было обоснованно.
В процессе развития пунктов получили широкое распростра-
нение разработка и использование специальных вагоноремонтных
машин.
Потребность в качественной подготовке крытых вагонов, осо-
бенно в районах погрузки зерна, минеральных удобрений и в
крупных городах, вызвала необходимость создавать депо, специ-
ализированные на подготовке крытых вагонов к перевозкам (Бе-
резники Свердловской железной дороги, Тосно-2 Октябрьской
железной дороги). Вагонное депо Тосно-2 включает комплекс
подразделений: производственный участок планового ремонта
крытых вагонов, участок подготовки крытых вагонов к перевозкам
производственной мощностью 500 вагонов в сутки и вагоноколес-
ные мастерские. Депо готовит к перевозкам крытые вагоны для
всей Октябрьской дороги.
Основным недостатком существующих пунктов подготовки
вагонов к перевозкам являлась недостаточная подготовка ходовых
частей, автосцепки и тормоза, т.к. внимание сосредоточивалось на
подготовке кузова. Это отмечалось в 70-х гг. при анализе поступле-
ния груженых вагонов в текущий ремонт.
В дальнейшем, в связи с изменением конструкции вагонов
(усилением кузовов полувагонов, переходом на металлическую об-
шивку кузова полувагонов и крытых, использованием металличе-
ских бортов платформ, оборудованием вагонов роликовыми под-
шипниками) роль пунктов подготовки существенно снизилась и
уже в 80-е гг. отмечалось, что они не выполняют своего назначе
ния. Большое значение также имело внедрение специальных ваго-
нов, в особенности — крытых хопперов для перевозки зерна, цемен-
та и минеральных удобрений. Сократилась потребность, а в ряде
случаев отпала необходимость использования вагоноремонтных
машин. Вагоноремонтные машины, изготовленные ранее, пришли
в негодность, т.к. их проектирование и изготовление выполнялось
неспециализированными предприятиями
В связи с переходом к рыночной экономике значение пунктов
подготовки вагонов к перевозкам еше более уменьшилось. Коли-
чество полувагонов и платформ в парке вагонов существенно со
кратилось. Изменилась номенклатура грузов, перевозимых в уни-
версальных крытых вагонах и полувагонах Увеличился парк
цистерн и объем перевозок нефтепродуктов. Поэтому в ближай-
шей перспективе пункты подготовки полувагонов и платформ,
а также универсальных крытых вагонов, очевидно, в большинстве
потеряют свое значение. Пункты подготовки будут работать как
обычные ПТО (ПКТО, ПБ). Вагоны перед погрузкой должны под-
вергаться техническому обслуживанию, аналогичному обслужива-
нию в транзитных парках сортировочных станций, т.к. специаль
ный ремонт кузова исключается.
Промывочно-пропарочные предприятия, напротив, должны по-
лучить развитие. Так, например, оборудуется крупный комплекс
по подготовке цистерн к наливу и к плановому ремонту на стан-
ции Новокуйбышевская в Самаре. Планируемая производствен-
ная мощность и виды производственных процессов.
— внутренняя промывка котлов — 500 вагонов в сутки;
— наружная обмывка — 100 вагонов в сутки;
— пескоструйная обработка и окраска — 4 вагона в сутки;
— слив цистерн с большим остатком грузов;
— погрузка и разгрузка цистерн.
При проектировании этого комплекса решены экологические
проблемы, в особенности такие важные, как очистка воды и ути-
лизация отходов с использованием очистных сооружений нефте-
перерабатывающего завода.
6. Признаки эталонной системы
технического обслуживания н ремонта вагонов
Эталонная (илн идеальная) система технического обслужива-
ния и ремонта (ТОР) вагонов практически в обозримом будущем,
скорее всего, не может быть реализованной, однако к ней следует
постоянно стремиться.
Система ремонта может быть эталонной и в смысле затрат вре-
мени, и в смысле затрат трудовых и материальных ресурсов, и в
смысле качества ремонта и технического обслуживания. Идеальна
в смысле затрат времени та система ТОР, которая для своей реали-
зации не требует дополнительного времени и осуществляется в
рамках технологии использования вагонов по назначению — сто-
янка поезда на станции по расписанию, при погрузке-разгрузке,
при нахождении в резерве и т.п. Для этого необходимо понимание
механизма использования вагонного парка (разд. 4).
Идеальна в смысле материальных и трудовых ресурсов та сис-
тема ТОР, при которой:
— полностью господствует агрегатный метод ремонта;
— автоматизирован процесс обнаружения повреждения наибо
лее ответственных элементов конструкции вагонов как в условиях
эксплуатации, так и в условиях ремонтов крупного объема;
— уровень механизации производственных процессов в депо и
ПТО сопоставим с тем, который имеет место в вагоностроении;
отношение тонно-километровой работы вагона за срок га-
рантии ДР или КР к стоимости израсходованных на его ремонт
материалов и запасных частей минимально.
Идеальна в смысле качества ремонта та система ТОР, при кото-
рой частота отказов за срок гарантии ремонтов крупного объема
(КР, ДР) сопоставима с частотой отказов вагонов в период гаран-
тии завода-изготовителя.
Для практического продвижения в сторону реализации сфор-
мулированных признаков эталонной системы ТОР необходимо
следующее.
1. Перейти на новый уровень культуры материально-техниче-
ского обеспечения ремонтных предприятий-
1.1. Определять общую потребность в материалах и запасных
частях в расчете, скажем, на календарный год. Исходная информа-
ция результаты обработки данных об отказах и повреждениях ва-
гонов соответствующих типов. Выходной результат данной задачи
можно представить в следующем виде: на этапе оформления карточ-
ки заявки на новую модификацию вагона заказчик должен знать,
какое количество запасных частей ему потребуется для нормаль-
ной эксплуатации вагона в течение нормативного срока службы.
1.2. Применительно к новым условиям функционирования же-
лезнодорожного транспорта разработать организационную структуру
для рационального распределения и устойчивого снабжения пред-
приятий запасными частями и материалами
1.3 Расчетным путем о л ределе лить неснижаемый оборотный
фонд запасных частей (по номенклатуре) на складе депо.
1.4. Наладить компьютерный учет использованных (в т.ч. вто-
рично) запасных частей на различных уровнях управления ВХ.
2. Совершенствовать отраслевую систему централизованного
иономерного учета вагонов их основных узлов
3. Основные объемы работ по текущему ремонту перенести на
специализированные и механизированные пункты отцепочного
ремонта вагонов.
4. Перейти на новую стратегию деповского ремонта по факти-
ческому техническому состоянию. Это означает отход от планиро-
вания (календарное или пробеговое) постановки в этот ремонт за
счет внедрения жесткого планирования периодичности глубоких
диагностик.
5. Научно обосновать и отразить в отраслевых НТД критерии
(признаки) отказов и повреждений наиболее ответственных узлов
конструкции вагона.
На реализацию подчас противоречивых признаков и предло-
жений, направленных на продвижение в сторону эталонной систе-
мы ТОР, нужны время и финансовые ресурсы. Поэтому возникает
задача приоритетов, т.е, установления меры и очередности затрат
по каждому направлению совершенствования системы ремонта.
Эта задача достаточно строго решается, в основном, в IV части на
стоящего учебника.
7. Анализ вагонной конструкции
как объекта ремонта и технического обслуживания
В предыдущем разделе продвижение к эталонной системе ТОР
предлагалось осуществлять в основном за счет совершенствования
элементов инфраструктуры вагонного хозяйства (ВХ). Однако
наиболее эффективным путем решения этой задачи является улуч-
шение таких свойств вагонных конструкций, как контролепригод-
ность, доступность, легкосъемность и расчленяемость, которые в
совокупности отражают такое свойство надежности, как ремонто-
пригодность. С помощью этого свойства осуществляется, как мы
виднм, связь конструкции с параметрами существующей ннфраст
руктуры ВХ.
Указанные выше свойства вагонных конструкций необходимо
закладывать на этапе их проектирования Для этого конструктор
должен располагать понятной и наглядной технологией анализа
ремонтопригодности ва гоно в- а налоге в
С помощью специального шифра фиксируется:
— существующий уровень ремонтопригодности узла-аналога;
— эталонный (наивысший) уровень ремонтопригодности этого
узла.
Благодаря выявлению дистанции между существующим и эта-
лонным уровнями ремонтопригодности и наиболее значимыми
причинами этой дистанции представляется возможным на стадии
проектирования конструкции вагона разрабатывать наиболее эф-
фективные мероприятия по минимизации указанной дистанции.
Главное — четко формулируется задача для конструктора в части
приспособленности его продукции к условиям ее эксплуатации в
течение 30—35 лет.
Технологию анализа ремонтопригодности вагона целесооб-
разно представить в виде двух блок-схем (27), представленных на
рис. 7.1 и 7.2.
Рис. 7.1. Блок-схема анализа ремонтопригодности рассматриваемого элемента
конструкции применительно к техническому обслуживанию или текущему
ремонту
Рис. 7.2. Блок-схема анализа ремонтопригодности рассматриваемого элемента
конструкции применительно к деповскому ремонту
В каждую шестиугольную фигуру (логический блок) вписан
вопрос, на который надо отвечать либо «да», либо «нет». В прямо-
угольной фигуре дается сообщение о следствии, вытекающем из
того или иного ответа на поставленный вопрос.
С помощью ЭТОЙ схемы рассматриваемая конструкция подвер-
гается тестированию, в ходе которого исследователь, полагаясь на
свои знания, опыт и интуицию, должен отвечать в форме «да —
нет» на ряд расположенных в определенной последовательности
вопросов. Другими словами, конструкция должна пройти как бы
«скаозь строй» через определенные логические блоки. Последова-
тельность номеров таких блоков составляет шифр, характеризующий
ремонтопригодность рассматриваемой конструкции. Для придания
конкретности данной технологии анализа приведем пример анаяиза
ремонтопригодности восьмиосной цистерны На рис. 7.3—7.11 про-
иллюстрированы основные элементы конструкции этого вагона,
а в табл. 7.1 приведены необходимые пояснения к ним.
Котел (см. рис. 7.3). В эксплуатации иногда обнаруживаются
трещины (как правило, несквозные) по сварному шву приварки
шпангоута (111 и 112) к котлу (160). Зафиксированы трещины соб-
ственно шпангоута по сварному шву, а также трещины в местах,
отмеченных позицией 150.
Рис. 7.3. Котел
С точки зрения упомянутых трещин котел восьмиосной цис-
терны в смысле контролепригодности можно отнести ко второму
типу Приспособленность котла к обнаружению и текущему ре-
монту, характеризуемая шифром (см. рис. 7.1):
1-2-4-5-7-10, (7.1)
почти не отличается от эталонной:
1-2 — 5-7-10. (7.2)
Остается лишь научно обосновать критические размеры тре-
щин и отразить это в отраслевых нормативно-технических
документах (НТД).
Приспособлеииость котла к ДР отражена с помощью шифра
(см. рис- 7.2):
1-2 — 3-5— 7 — 8 — 11 — 13—14—16— 18. (7.3)
Она также маяо отличается от эталонной:
1— 3 — 5-7-8-9-11-14-16-18. (74)
И здесь стоит проблема обоснования критических размеров
трещин, но они должны отличаться от критических размеров, ори-
ентированных на ТР
В любом случае окончательная рекомендация записана в прямо
угольнике под номером 18 (см, рис. 7.2). В связи с этим в табл. 7.2
приведена технологическая карта ДР грузовых вагонов.
Полурама (см. рис. 7.4). Наиболее частыми повреждениями это-
го агрегата конструкции цистерны являются: большие остаточные
деформации концевой и боковой балок; трещины, местоположения
которых помечены позициями 213, 234,252. По степени контроле-
пригодности в условиях эксплуатации полураму следует отнести к
третьему типу В целом же, приспособленность агрегата следует оце-
нивать по отношению к наиболее опасному повреждению — гре-
щине (помечена позицией 234). Упомянутая приспособленность
полурамы к ТР и техническому осмотру оценивается шифром:
12—4-5-9-10. (7.5)
Шифр эталонной ремонтопригодности:
1-2-5-7-10. (7.6)
Отсюда видно направление работ по повышению ремонтопри
годности полурамы.
Шкворневой узел (см. рис. 7.5). В эксплуатации этот узел ока-
зался самым ненадежным элементом конструкции восьмиосной
цистерны. Речь идет, прежде всего, о трещинах фланцевой зоны
пятника в местах его прикрепления к полураме (позиции 241 и
243). Иногда наблюдаются случаи ослабления заклепок 243 и из-
носи цилиндрической части пятника 242. По отношению к
трещинам этот узел следует отнести к первому типу в смысле
контролепригодности (см. примечание к табл. 7.1), а в целом отно-
сительно ослабления заклепок ремонтопригодность применитель-
но к ТР характеризуется шифром (см. рис. 7.1):
1-2-4-5-9-11. (7.7)
Эталонный уровень ремонтопригодности характеризуется
шифром:
1-2-5-7-10. (7.8)
Отсюда видно, что максимальное приближение к эталонной
ремонтопригодности рассматриваемого узла будет обеспечено при
отказе от заклепочного крепления пятника в пользу болтового.
Тележка (см. рис. 7.6). Разрушение оси, боковой и надрессорной
балок тележки чревато крушением поезда, поэтому заложенные
запасы прочности позволяют их отнести к высоконадежным изде
лиям. Этим, видимо, можно объяснить то, что в отраслевых НТД
отражены, в основном, вопросы планового ремонта — допустимые
износи и размеры трещин (табл. 7.3), технология ремонта и т.п.
Тем самым предполагается, что упомянутые детали тележки смогут
безотказно проработать от одного планового ремонта до другого.
Однако изредка осмотрщики обнаруживают трещины упомя-
нутых балок тележки — наиболее часто в зимнее время. Случают-
ся, к сожалению, и крушения из-за разрушения перечисленных
деталей тележки. Нередки случаи отцепок вагонов по износу по-
верхности катания колес, обрыва фрикционных планок и износа
фрикционных клиньев и т.п Местоположение указанных повреж-
дений отмечены позициями 3/2, 3/3, 314, 332, 342, 323 и 355.
Для оценки ремонтопригодности тележки в целом необходимо
выделить наиболее ее опасный потенциальный отказ. Наиболее
опасны трешины боковины (312) и шейки оси (355), причем вто-
рая визуально в эксплуатации не выявляется. Однако частой при-
чиной возникновения трешины является поломка подшипника,
которая обычно сопровождается повышением температуры, фик-
сируемым ПОНАБом.
Ремонтопригодность тележки относительно трещины шейкн
оси в условиях эксплуатации характеризуется шифром’
1-3-2-4-5-9-11, (7.9)
а эталонная ремонтопригодность:
1-2 — 5-7-10. (7.10)
Шифр ремонтопригодности тележки относительно трешины
боковины:
1-3-6-12, (7.11)
а по отношению к ДР (см. рис. 7.2):
I-3-5-7-9 11-14-15-16—18. (7.12)
Рис. 7.6. Двухосная тележка
Эталонный уровень приспособленности к ДР:
1-2-5-7-9-11-14-16 18 (7 13)
Таким образом, существующий уровень ремонтопригодности
(относительно трещины боковины) в условиях ДР близок к опти-
мальному.
Соединительная балка (см. рис, 7.7). С началом массовой экс-
плуатации восьмиосных цистерн на дорогах Сибири и Дальнего
Востока зафиксированы трещины, местоположение которых от-
мечено позициями 411, 412 и 420. Правда, опыт эксплуатации и
стендовые испытания указывают на большую живучесть балок.
Наблюдались также случаи обрыва колпаков скользунов (440). От-
носительно наиболее опасных отказов соединительная балка (СБ)
принадлежит к третьему типу контролепригодности (см. примеча-
ние к табл. 7.1). Ее приспособленность к текущему содержанию
(см, рис. 7.1) характеризуется с помощью шифра:
1-2 -4 — 5 — 9—11, (7.14)
а эталонная;
1-2-5-7-10. (7.15)
Рычажная передача четырехосной тележки (см. рис. 7.8). Этот
агрегат доставляет немало хлопот в эксплуатации Перечислим
наиболее значимые из них. Клиновый износ колодок, ио он легко
обнаруживается и устраняется Изгиб большой обходной тяги 511
Причина одна — упущение в организации технического обслужи-
вания автотормозов в эксплуатации, а именно, несоблюдение ре-
жима своевременных ручных регулировок тормозной рычажной
передачи (ТРП). Обнаружить это повреждение в эксплуатации
легко, но устраняется оно только при ДР. Далее завал больших об
ходных рычагов 513 на соединительную балку (СБ), в результате
которого происходит выключение тормоза одной из тележек.
В эксплуатации это повреждение легко выявляется и устраняется
ручной регулировкой ТРП.
Ослабление крепления тормозных башмаков происходит из-за
неудачной конструкции узла крепления. Обнаружить данное по-
вреждение в условиях эксплуатации нетрудно, но в случае среза
резьбы триангеля 517 устранение неисправности в условиях ПТО
затруднительно, и особенно это касается внутренних триангелей
Рис. 7.8. Рычажная передача четырехосной тележки
четырехосной тележки. Качественный ремонт возможен только в
рамках деповского ремонта вагона. Итак, конструкция узла
крепления тормозных башмаков нуждается в доработке с точки зре-
ния его ремонтопригодности, тем более что сползание тормозных
башмаков обнаружено у 25 % обследованных восьмиосных цистерн.
Известны случаи изломов триангеля, подвесок, разрушения
или потери резиновых втулок 5/6 в подвесках триангеля. Конт-
ролепригодность триангеля в эксплуатации нулевая.
Для оценки приспособленности ТРП четырехосной тележки
цистерны необходимо, как всегда, определиться с отказом, относи-
тельно которого составляется искомая цепочка цифр. Наиболее опас-
ным для безопасности движения является сползание тормозных
башмаков. Существующий уровень ремонтопригодности ТРП те-
лежки относительно этого отказа оценивается с помощью шифра:
1-2-5-9-11, (7.16)
а эталонный:
1-2-4-5-7- 10 (7.17)
Благодаря сравнению этих шифров видны направления совер-
шенствования ремонтопригодности рассматриваемого агрегата
Воздушная и силовая части автотормозов (см. рис. 7.9). Для дан-
ного агрегата характерны следующие повреждения. Обрыв и ос-
лабление узлов крепления магистрального труборопровода на ло-
бовой балке 542, у тройника 543 и промежуточных креплений 544;
трещины в местах соединения магистральной трубы с тройником,
изломы трубок, подводя шнх воздух из магистрали в воздухорас-
пределители; обрывы предохранительных скоб 530.
По отношению к рассматриваемым повреждениям воздушную
и силовую части с определенной натяжкой можно отнести ко вто-
рому типу изделий в смысле контролепригодности (см. при
мечание к табл. 7.1). Существующий уровень приспособленности
к текущему техническому содержанию оценивается шифром (см.
рис. 7.1):
1 2-4-5- 8 10, (7.18)
который почти совпадает с эталонным уровнем:
Рис. 7.9. Воздушная и силовая части автотормоза, стояночный тормоз
Ударно-тяговые приборы (см. рис. 7 10). Типичные поврежде-
ния — трешины корпуса автосцепки, выпучивание вертикальной
стенки головки автосцепки со стороны малого зуба, вмятины
ударной розетки, остаточные деформации пружин маятниковой
подвески, изноем центрирующей балочки 633, крепления тор-
сиона 643, 642 и рычага 621, утеря валика механизма автосцепки.
Детали с указанными повреждениями в эксплуатации полно-
стью контролепригодны Тяговый хомут 652, передние и задние
упоры 661, 662, поглошаюший аппарат 670, торец хвостовика
корпуса автосцепки, поддерживающая планка 653, валик 651
имеют почти нулевую контролепригодность в условиях экс-
плуатации.
Разрушение почти каждой из этих деталей может привести к
тяжелой аварии. Приспособленность к организации текущего со-
Рис. 7.10. Ударно-тяговые приборы
Рис. 7.11. Обустройства, обеспечивающие безопасность и удобство
обслуживания цистерны
держания вагонов также почти одинакова относительно любой из
указанных деталей:
1-3-6-11. (7.20)
От деталей автосцепного оборудования, имеющих почти нуле-
вую контролепригодность, исходит неконтролируемая осмотрщи-
ками опасность крушения. Исключить эту опасность позволит ка-
чественная диагностика и восстановление работоспособности в
рамках деповского ремонта вагона. Приспособленность к нему ха-
рактеризуется шифром (см. рис. 7.2):
1-3-5-6-7-9-11-14—15—16-18, (7.21)
которая достаточно высока и близка к реально достижимой.
Напротив, приспособленность автосцепного оборудования к
текущему техническому обслуживанию (7.20) крайне низка и мо-
жет быть повышена в будущем благодаря весьма высокотехноло-
гичным и наукоемким «ноу-хау» как на уровне конструкции, так и
на уровне автоматических систем непрерывного контроля техни-
ческого состояния деталей рассматриваемого оборудования.
В заключение заметим следующее. Каждому мероприятию по
изменению ремонтопригодности конструкции можно сопоставить
определенные затраты на его осуществление и выгоду, которая мо-
жет быть получена в ходе эксплуатации. Это позволяет ставить за-
дачу по выбору наилучшего варианта совершенствования ремон-
топригодности. Более того, эго говорит нам о существовании не-
кого, неизвестного пока нам функционвла, с помощью которого
каждому шифру ремонтопригодности конструкции можно, в
принципе, сопоставить количественную меру приспособленности
ее к техническому обслуживанию и ремонту.
Построение и анвлиз функционалов данного типа означало бы
зарождение теоретических основ оптимизации ремонтопригод-
ности техники. К сожалению, вряд ли в обозримом будущем мате-
матически строго будут построены подобные функционалы. Зна-
чительно реальнее с помощью метода статистических испытаний
осуществить переход от продемонстрированного выше качествен
кого способа анализа ремонтопригодности к количественному.
Таблица 7.1
Элементы конструкции восьмиосной цистерны
Шифр элемента конструк- Наименование элемента конструкции
НО Шпангоут и его соединение с котлом
111 Средние шпангоуты
112 Опорные шпангоуты
120 Опорный лист и его соединение с котлом
130 Опорные накладки
140 Соединение наклонного листа шкворневой балки с опорным листом
150 Соединение вертикального листа шкворневой балки с опорным листом
160 Собственно оболочка котла
170 Днище
210 Кониевая балка
211 Собственно балка
212 Соединение балки и ударной розетки автосцепки
213 Соединение концевой и боковой балок
214 Крепление магистральной трубы к балке
220 Боковая балка
230 Шкворневая балка и опора котла
231 Вертикальный лист опоры
232 Наклонный лист опоры
233 Ребра жесткости опоры
234 Соединение хребтовой балки и шкворневой
240 Центральный пятник
241 Фланец пятника
242 Цилиндрическая часть пятника
243 Крепление пятника к полураме
251 Хребтовая балка
252 Соединение с малыми лапами
Шифр элемента коиструк Наименование элемента конструкции
253 Соединение с большими лапами
254 Соединение с передними упорами автосцепки
255 Соединение с задними упорами автосцепки
310 Боковая рама тележки
311 Зона среднего проема
312 Зона буксового проема
313 Фрикционная планка гасителя колебаний
314 Крепление заклепки фрикционной планки к боковой раме
320 Надрессорная балка
321 Зеркало подпятника
322 Внутренний бурт подпятника
323 Наружный бурт подпятника
324 Колпак скользуна
325 Крепление колпака скользуна
331 Пружины рессорного подвешивания
332 Клин фрикционного гасителя колебаний
341 Корпус буксы
343 Торцевое крепление буксы на оси
345 Подшипник
350 Колесная пара — первая от концевой балки
351 Поверхность катания
352 Гребень
353 Средняя часть оси
354 Подступичная часть оси
355 Шейка оси
Шифр элемента конструк- Наименование элемента конструкции
360 Колесная пара — вторая от концевой балки
361 Поверхность катания
362 Гребень
363 Средняя часть оси
364 Подступичная часть оси
365 Шейка оси
370 Колесная пара — третья от концевой балки
380 Колесная пара — четвертая от концевой балки
410 Верхний лист соединительной балки
411 Зона отверстий для вертикальных тормозных рычагов
412 Зона приварки концевого пятника
420 Концевой пятник
430 Подпятник
431 Зеркало подпятника
432 Внутренний бурт подпятника
433 Наружный бурт подпятника
440 Колпак скользуна
450 Крепление колпака скользуна
5(1 Длинная обходная тяга
512 Короткая обходная тяга
513 Большой вертикальный обходной рычаг
Шифр элемента конструк- Наименование элемента конструкции
514 Малый вертикальный обходной рычаг
515 Триангель
516 Подвеска триангеля и его резиновая втулка
517 Крепление башмака на триангеле
518 Равноплечий вертикальный балансирный рычаг
519 Упругая подвеска тяги
520 Элементы тормозной рычажной передачи (ТРП), прикреплен- ные к котлу цистерны
521 Горизонтальный головной рычаг
522 Горизонтальный тыльный рычаг
523 Стяжка
524 Обходной рычаг
525 Тыльная тяга
526 Головная тяга
530 Предохранительные скобы ТРП
540 Воздуховод с арматурой
541 Магистральная труба
542 Крепление магистральной трубы на концевой балке
543 Крепление магистральной трубы у тройника
544 Подводящая трубка от магистральной трубы тройника к воздухо- распределителю (ВР) в области тройника
546 То же. но в области ВР
547 Подводящая трубка от ВР к запасному резервуару (ЗР)
548 Подводящая трубка от ВР к тормозному цилиндру (ТЦ)
550 Привод стояночного тормоза
551 Штурвал
552 Вал установки штурвала
553 Валик поворота сектора
554 Валик ограничения поворота сектора
Шифр элемента конструк- Наименование элемента конструкции
555 Тяга
560 Тормозные приборы
561 Автоматический регулятор
562 Тормозной цилиндр и его крепление
563 Авторежим
564 Двухкамерный резервуар ВРи его крепление
600 Ударно-тяговые приборы
610 Корпус автосцепки
611 Большой зуб
612 Малый зуб
6В Зев
614 Упор
615 Хвостовик
616 Отверстие для валика в хвостовике
617 Торец хвостовика
6|« Прочее
620 Расцеп ной привод
621 Рычаг
622 Кронштейн и его крепление к концевой балке
623 Державка и ее крепление к концевой балке
624 Цепь и ее крепление к рычагу
630 Ударно-центрирующее устройство
631 Ударная розетка
632 Маятниковая подвеска
633 Центрирующая балочка
634 Опора
635 Пружина
Шифр элемента конструк- Наименование элемента конструкции
636 Стяжной болт
640 Механизм поворота автосцепки в плане
641 Кронштейн торсиона на соединительной балке
642 Кронштейн торсиона на центрирующей балочке
643 Крепление концов торсиона к хребтовой балке
644 Торсион
650 Упряжное устройство
651 Валик
652 Тяговой хомут
653 Поддерживающая планка
654 Упорная плита
655 Крепление поддерживающей планки к хребтовой балке полурамы
660 Опорные части
661 Передние упоры
662 Задние упоры
670 Поглощающий аппарат
700 Обустройства котла, обеспечивающие безопасность и удобство обслуживания
710 Наружные лестницы
720 Наливные площадки
730 Ограждение площадок налива
740 Крышка люка, устройства закрепления
750 Сливной прибор
760 Предохранительный клапан
Примечание Все элементы конструкции вагона удобно будет разбить на
три следующих типа.
— имеющие нулевую контролепригодность в эксплуатации.
— полностью контролепригодные в эксплуатации:
— имеющие ограниченную контролепригодность.
Таблица 7.2
Технологическая карта работ в вагоносборочном участке депо
Наименование работ Испол- нитель Краткое описание работ
1. Обмывка вагона: внутренняя промывка вагона (2, 4) Рабочий Перед обмывкой крыш - ки люков полувагонов («-вагонов) открыть
снятие крышек люков П-яатонов(|) Слесарь Крышку л юков от- крыть, с внутренней стороны кузова «-ваго- на зацепить крышку приспособлением, вы- бить валики из петель
снятие негодных листов кровли (2) Слесарь
снятие негодной обшивки кузова (1,2) Столяр
снятие поврежденных бортов(3)
снятие подлежащих ремонту торце вых дверей (1) Слесарь
снятие неисправных досок пола (2,3) Столяр
снятие неисправных металлических деталей (1,2,3,4) Сварщик, слесарь
2. Работа в сборочном участке: разъединение тяг рычажной переда- чи (1,2,3,4) Слесарь Выпустить сжатый воз- дух из магистрали, разъединить тормоз- ные тяги и рычаги
снятие корпуса автосцепки (1. 2,3.4) Отвернуть гайки бол- тов, крепящих клин
подъемка вагона Поочередно поднятьоба конца вагона, опустить на качающиеся ставлю- ги,закрепить
выкатка тележек, снятие поглощаю- щего аппарата Отвернуть гайки, снять болты поддерживаю- щей плиты
ремонт опалубки крышки (2) Столяр
Наименование работ Испол- нитель Краткое описание работ
ремонт рамы и металлических дета- лей бортов (3) Слесарь, сваршик
правка стоек, обвязки, раскосов и других элементов кузова (1)
постановка отремонтированных кры- шек люков и торцевых дверей (1) Слесарь
очистка рамы от коррозии Рабочий
снятие приборов автотормоза, ремонт рычажной передачи, испытание на плотность и проверка работы приборов Слесарь по автотор- мозам Снять приборы автотор- моза, концевые краны и соединительные рука- ва, очистить, отремон- тировать и испытать на плотность воздушную магистраль
правка крышек люков (1) Слесарь
сварочные работы (1,2, 3, 4) Сваршик
ремонт кровли (2)
постановка обш ивки кузова (1,2) Столяр
ремонт пола (3)
подкатка тележек — регулировка рычажной передачи Слесарь Соединить тяги рычаж- ной передачи вагона с рычагами тележек и отрегулировать ее
постановка замененных болтов (3) Столяр
установка автосцепок Слесарь
окраска крыши (2) Маляр
окраска кузова (1,2,4)
окраска рамь! (1,2, 3)
нанесение знаков и подписей (1,2,3,4)
Приемка вагона Начальник приемщик вагонов Поузловая приемка производится в процес- се ремонта, а оконча- тельная — после всех ремонтных работ
Примечание: I — полувагон, 2 — крытый, 3 — платформа 4 — цистерна.
Таблица 7.3
Допустимые и критические изиосы и трешины тележки
применительно к ДР
Детали Предъявляемые требования
Боковина Трешины не допускаются. Изиосы. разработка отверстий для валиков подвесок тормоз- ных башмаков — допускается не более 3 мм по диаметру
Надрессор- ная балка Трешины: разрешается заваривать в верхнем поясе балки, ес- ли их длина не превышает 250 мм; подлежат восстановлению идущие к подпятнику, но не пере- ходящие на бурт, а также трешины в зоне подпятника, если суммарная длина их не превышает 250 мм. Изиосы. суммарный износ подпятника и поверхности опоры на фрикционные клинья допускается не более 15 мм
Шкворень Трешины не допускаются Износ допускается не более 3 мм по диаметру
Скользуны Трещины, вкладыши скользунов с трещинами заменяются на новые. Изиосы: для съемных колпаков допускается не более 5 мм
Фрикцион- ная планка Износ допускается не более 4 мм
Фрикцион- ные клинья Износ; наклонная плоскость не должна иметь выработку бо- лее 3 мм; наплавка производится при износе не более 8 мм, при большем износе клинья заменяются
8. Обеспечение безопасной эксплуатации вагонов
Известно, чтоао 40 % всех нарушений безопасности движения
падает на вагонное и путевое хозяйства. При этом по числу браков
в работе вагонное хозяйство лидирует. Так, по данным МПС Рос-
сии,каждый третий случай брака от общего их числа на сети дорог
происходит по вине вагонного хозяйства (ВХ), каждый третий
сход подвижного состава в поездах — из-за технической неисправ-
ности вагонов.
Транспортные происшествия (ТП), приводящие к нарушени-
ям безопасности движения в поездной и маневровой работе, на
железных дорогах классифицируются на следующие вилы.
I. Крушения.
2. Аварии.
3. Особые случаи брака в работе.
4. Случаи брака в работе.
К крушениям относят те столкновения и сходы поездов на пе
регонах и станциях, в результате которых погибли или ранены лю
ди, разбиты вагоны или локомотивы до степени исключения из
инвентарного парка.
К авариям относят те столкновения и сходы пассажирских по-
ездов на перегонах и станциях, которые не имеют указанных выше
последствий. К рассматриваемому типу ТП также относят, столк-
новения между собой грузовых поездов и их сходы на перегонах и
станциях без указанных выше последствий, но вагоны или локо-
мотивы разбиты до степени капитального ремонта; столкновения
и сходы подвижного состава при маневрах, экипировке и других
передвижениях, в результате которых погибли и получили тяжкие
телесные повреждения люди или повреждены локомотивы или ва-
гоны до степени исключения из инвентаря.
К особым случаям брака в работе относятся:
— столкновения пассажирских или грузовых поездов с други-
ми поездами или подвижным составом, сходы вагонов в пасса-
жирских или грузовых поездах на перегонах и станциях, не имею-
щие указанных выше последствий;
— развал груза в пути следования;
— излом оси. осевой шейки или колеса;
— излом боковины или надрессорной балки тележки;
— обрыв хребтовой балки;
— отцепка вагона от пассажирского поезда в пути следования
из-за неисправностей конструкции вагона;
— отправление поезда с перекрытыми концевыми кранами итп.
К случаям брака в работе относятся:
— отцепка вагона от грузового поезда в пути следования из-за
трения буксы или других технических неисправностей;
— саморасцеп автосцепок в поезде;
— обрыв автосцепки;
— падение деталей подвижного состава на путь;
— столкновение подвижного состава при маневрах, экипиров-
ке и других передвижениях без указанных выше последствий, но
при которых повреждены локомотивы в объеме ремонта ТР 1 или
вагоны в объеме текущего отиепочного ремонта.
Множество причин транспортных происшествий обычно раз-
бивают на следующие группы (или источники опасности транс-
портных происшествий).
1. Причины, возникающие вследствие отказов техники — ко-
лесных пар, боковин и надрессорных балок тележек, автосцепных
устройств, тормозного оборудования и др.
2- Причины, возникающие из-за ошибочных действий или
бездействия оперативного персонала вагонного хозяйства, так на-
зываемый человеческий фактор. Халатное отношение к своим обя-
занностям, низкая квалификация, нарушение трудовой и техноло-
гической дисциплины. Сюда же причисляют также так называе
мые уважительные ошибки персонала, происходящие из-за: не-
правильной организации труда руководством, плохого здоровья,
неудовлетворительных санитарно-гигиенических условий труда,
психологической несовместимости работников бригад (неспособ-
ность понять друг друга в критических ситуациях, несинхронность
психомоторных реакций, различия во внимании, мышлении и в
других врожденных и приобретенных свойствах личности, кото-
рые препятствуют совместной деятельности), пиковых температур-
ных условий (если низкая температура ведет почти к 10-кратному
росту обрывов автосцепок, то под действием жары в условиях
влажного климата значительно снижается внимание осмотрщиков
вагонов), низких врожденных психофизиологических качеств лич-
ности работников (самоконтроль, эмоциональная устойчивость,
переключение внимания, решительность).
3. Причины, возникающие из-за неблагоприятных (роковых)
сочетаний обстоятельств (РСО), каждое из которых зачастую в от-
дельности не является опасным. Схема простейшей классифика-
ции РСО представлена на рис. 8.1, где в шестиугольнике сформу
лирован признак классификации
Заметим, что действия служб транспорта направлены, в основ-
ном, на исключение РСО типов 1—2—4 и 1—2—5 за счет конт-
Рис. 8.1. Структурная схема классификации РСО
рольных и профилактических мероприятий. Практически невоз
можно организовать работу по исключению РСО типов 1—3—4 и
1—3—5. В лучшем случае ограничиваются мероприятиями по
смягчению последствий аварий и крушений, например, за счет ус-
тановки шитов и дуг безопасности на специализированных цис-
тернах.
Действия ревизорского аппарата, инструкторского состава и ру-
ководящих работников вагонного хозяйства направлены, главным
образом, на разработку и организацию выполнения мероприятий,
минимизирующих опасность транспортных происшествий второго
и третьего источников — укрепление трудовой и технологической
дисциплины, решение социальных вопросов, периодическую про-
верку работников на знание ПТЭ, других актов и должностных ин-
струкций, периодическое медицинское обследование работников,
профессиональный отбор кандидатов на должности, связанные с
движением поездов, их обучение, научную организацию труда ра-
ботников, проведение внезапных проверок, несение службы работ-
никами, расследование каждого случая нарушения безопасности
движения, постоянный контроль качества ремонта технического
обслуживания, материальное и моральное стимулирование работ-
ников в деле обеспечения безопасности и т.п.
Причины, входящие в первый источник опасности транспорт-
ных происшествий, устраняются, в основном, на этапе проектиро-
вания, конструирования изготовления вагона, для чего использу-
ется арсенал методов расчета напряженно-деформированного со-
стояния, обеспечения прочности и надежности за счет технологи-
ческих методов упрочнения, совершенствования конструкций.
Любое из мероприятий, направленных на устранение причин
упомянутых трех трупп, для своей реализации требует ©пределеиных
ресурсов — материальных, трудовых, финансовых и затрат време-
ни. Поэтому необходимо учитывать эффективность мероприятий
которые обычно включаются в отраслевые программы обеспечения
безопасности. Перед транспортной наукой стоит задача создания
методологической основы для опенок эффективности (в рассмат-
риваемом выше смысле) мероприятий по обеспечению безопасно-
сти движения.
Для решения этой непростой задачи нужен системный подход,
в основе которого должна лежать концепция обеспечения безо-
пасности движения, в качестве которой уместна известная в те-
ории надежности идея глубоко эшелонированной защиты рас-
сматриваемого объекта (вагона) от аварий. В ней целесообразно
выделить три барьера или рубежа в смысле предупреждения и
один барьер защиты в смысле смягчения последствий аварии и
крушений.
Основное требование к первым трем рубежам защиты — на-
дежная работа хотя бы одного из них, которая должна обеспечи-
вать объект от аварий и крушений.
Первый рубеж защиты от аварий закладывается на этапе проек-
тирования вагона.
Задача этого рубежа защиты состоит в обеспечении безот-
казности, живучести и контролепригодности конструкций. Как
правило, эти свойства пытаются достигать за счет применения
материалов с улучшенными служебными характеристиками,
эффективных технологий упрочнения, новых конструктивных ре-
шений и т. п
Второй рубеж зашиты от аварий — оперативное управление
безопасностью каждого вагона. С помощью системы ДИСПАРК,
(разд. 3) осуществляется непрерывный контроль за текущим со-
стоянием каждого вагона, анализируется накопленная информа
пия о качестве его ремонтов, частоте отцепок, обороте вагона и в
результате вырабатывается оперативное решение по предупрежде-
нию аварий. Подобные технологии используются на железных до-
рогах некоторых стран и России, их называют мониторинг-техно-
логии
Наиболее существенным средством управления безопасностью
на стадии эксплуатации является неразрушаюший контроль по-
вреждений ответственных несущих узлов вагонных конструкций в
депо и их ремонт.
По данным МПС России.ежегодно в вагонных депо отбрако-
вывается 3,5—4 тыс. цельнокатаных колес, в 1998—1999 гг. было
забраковано по трещинам порядка 24 000 осей и 22 000 боковых
рам тележек грузовых вагонов. Зачастую дефектоскопия этих дета-
лей является единственной технологичной операцией, позволяю-
щей предотвратить аварию или крушение.
Третий рубеж защиты от аварии представляет собой комплекс
мероприятий, направленных на максимальное снижение вероят-
ности РСО, которое играет роль детонатора и благодаря которому
скрытое аварийное состояние (САС) вагона может мгновенно
привести к крушению поезда.
Именно разработкой и контролем реализации мероприятий по
организации рассматриваемого рубежа зашиты от аварий занима-
ется, в основном, ревизорский и инструкторский аппарат, руково-
дители вагонного хозяйства.
Четвертый уровень защиты ослабление последствий а вари и и
крушений. Организация этого уровня зашиты осуществляется и на
уровне проектирования, и на уровне эксплуатации подвижного
состава. Например, при проектировании высокоскоростных пас-
сажирских поездов программируется сценарий, согласно которому
при авариях разрушаются специальные устройства или даже часть
рамы и лобовой части кузова, рассеивая, тем самым, кинетиче-
скую энергию лобового удара и таким образом спасая ту часть
кузова, где находятся пассажиры.
Как видно, на безопасность эксплуатации вагонов влияет ог-
ромное количество факторов. Важно грамотно распределить силы
и средства для эффективной организации глубокоэшелонироваи-
ной зашиты вагона от аварии и крушений. Решить эту задачу, опи-
раясь, только на интуицию и опыт, невозможно. Необходимо при-
менять научные методы, основанные на разработке и анализе мо-
делей безопасности вагона. При этом должны использоваться два
типа моделей. Остановимся на их пояснении.
Завершающими событиями в цепочке возможных серьезных
нарушений безопасности движения почти всегда являются столк-
новения и сходы подвижного состава.
Выше отмечено также, что по вине вагонного хозяйства в ос-
новном происходит второе событие — сход подвижного состава в
поездах, что позволяет в значительной степени сузить область по-
иска наилучшей системы обеспечения безопасности вагона. Цель
этой системы в самом первом приближении — разработка меро-
приятий (и контроль их реализации на транспорте), направленных
на минимизацию вероятности сходов подвижного состава
В русле продвижения к этой цели лежат работы по расчетному
обоснованию размеров повреждений конструкций вагонов,
способных привести к их сходу с рельсов. Для этого используют
математические модели, в основе которых лежат существующие
законы механики. Так, под руководством профессора В. Д. Хуси-
дова в МИИТе разработаны программные комплексы, позволяю-
щие имитировать движение подвижного состава в прямых и кри
вых участках, а также на стрелочных переводах при отступлениях в
содержании ходовых частей вагонов и пути. Признак схода — ка-
сание гребня колеса головки рельса. Установлено, например, что
опасность схода порожней цистерны наступает при разности диа-
метров колес 2 мм на скоростях движения 47—57 км/ч
Подобные модели незаменимы при проведении технических
экспертиз крушений и аварий, которые являются важным направ-
лением обеспечения безопасности движения. Небезосновательны
и ожидания относительно использования моделей первого типа
для нормирования предельно допустимых размеров опасных по-
вреждений конструкций. Однако этому должна предшествовать
тшательная проверка не только физических предпосылок той или
иной аварийной ситуации, но и вероятностной меры ее реализа-
ции во времени с учетом случайного влияния всей гаммы эксплуа-
тационных факторов.
Незаменимы в этой связи возможности новых информацион-
ных технологий, которые позволяют саму нормальную эксплуата-
цию вагонов на сети использовать в научных целях в качестве
своего рода стенда для испытания подвижного состава на безопас-
ность. Речь должна идти о втором типе моделей — вероятностных
моделях безопасности, ориентированных на базы исходных дан-
ных и формируемых с помощью упомянутого виртуального стенда
испытаний на безопасность подвижного состава. Эти модели
должны дополнять друг друга, при этом второй тип модели по оп-
ределению ближе к действительному положению дел с безопасно-
стью движения. Поэтому они могут в определенном смысле слу-
жить эталоном правильности моделей первого типа.
Остановимся на некоторых вопросах, разрешение которых
должно предшествовать разработке модели безопасности вагона
второго типа.
Уточним сформулированную выше цель системы обеспечения
безопасности движения. Как известно, не существует абсолютной
безопасности в любой деятельности, и особенно это касается атом-
ной энергетики, химического производства, железнодорожного, ав-
томобильного и авиационного транспорта. Поэтому цель системы
обеспечения безопасности движения (БД) должна состоять в до-
стижении допустимого ее уровня. Это тот уровень безопасности,
при котором большинство людей воспринимают ее как абсолют-
ную — уровень, с которым как бы смирилось общество (но не на все
времена), например уровень безопасности пешехода на улицах
провинциального города. Имеются публикации, в которых приве-
дены количественные оценки указанного уровня безопасности.
Согласно ГОСТ Р1.0—92, под безопасностью понимается от-
сутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нане-
сения ущерба.
Это определение не совсем «технологично» в смысле исполь-
зования его при разработке математических моделей обеспечения
безопасности вагона. Приведенное из ГОСТ определение безопас-
ности необходимо конкретизировать с учетом типа объекта иссле-
дования, специфики конструкции и правил эксплуатации вагонов,
последствий транспортных происшествий, т.е. получить рабочее
определение.
Для этого желательно предварительно определиться со струк-
турой рассматриваемого понятия безопасности объекта, которая
характеризуется внезапностью отказа и непоправимостью его по-
следствий. Поэтому под безопасностью объекта предлагается по-
нимать свойство, заключающееся в предсказуемости его перехо-
дов в процессе использования по назначению в те состояния (на-
зовем их аварийными), которые могут при неблагоприятном
роковом стечении обстоятельств (РСО) немедленно привести к
непоправимым последствиям для человека и окружающей среды.
В качестве объекта могут рассматриваться конструкция, меха-
низм, процесс, технология и пр. Процессу движения поездов соот-
ветствует понятие безопасность движения, вагону — безопасность
вагона, автомобилю — безопасность автомобиля ит.д_
Под опасным отказом вагона будем понимать событие, состоя-
щее в переходе его в аварийное состояние — состояние, которое
при наложении на него РСО может немедленно привести к транс-
портному происшествию с весьма тяжелыми последствиями —
к аварии или крушению поезда. Переход конструкций, в том числе
вагонных, в это состояние происходит из-за недостаточной
прочности или ее исчерпании в процессе эксплуатации, низкого
качества и несвоевременности ремонте и т.п.
Часть из подобных причин являются объективными. Так, пока
не существует технических средств контроля процесса накопления
усталостных повреждений в материале конструкции, следователь-
но, не существует и фиксации предпредельного состояния. В
результате наступит момент, случайный для обслуживающего
персонала, когда вследствие цикличности нагружения запас
пластичности в материале будет исчерпан — материал переходит в
хрупкое состояние, разрушение в этом случае в любой момент
может наступить при напряжениях, ниже допускаемых.
К тому же вагонные конструкции имеют один существенный
недостаток — ограниченную контролепригодность некоторых
ответственных несущих узлов в условиях эксплуатации относи-
тельно повреждений, имеющих внешние признаки. Для грузовых
вагонов упомянутый недостаток особенно опасен из-за спенифи
ческой формы их эксплуатации — обезличенной.
Вследствие указанных выше причин, брака в работе осмотр-
щиков и определенной живучести конструкции вполне реальна
ситуация, когда вагон какое-то время находится в так называемом
скрытом (для всех) аварийном состоянии (САС), но используется
в перевозочном процессе как исправный.
Пребывание вагона в САС может завершиться либо постанов-
кой его в плановый ремонт (просто пришло время), либо обнару-
жением опасного повреждения узла вагона с последующей отцеп-
кой вагона в текущий момент, либо переходом собственно вагона в
очевидное для всех состояние полной потери работоспособности
(сход с рельсов, разрыв автосцепки и др.) с соответствующими
последствиями той или иной тяжести. При этом для выявления
причины транспортного происшествия (какая деталь отказала,
почему н по чьей вине) нередко требуются достаточно сложные
разбирательства с привлечением экспертов.
Итак, интерес представляют два события: вхождение вагона в
САС и варианты выхода из него. На вероятности этих событий
влияет соотношение таких факторов, как прочность и живучесть
конструкций, периодичность плановых ремонтов, квалификация
осмотрщиков и др. Видимо, эти факторы и определяют содержа-
ние, анатомию, так сказать, такого свойства вагона, как его безо-
пасность.
Так, для уменьшения вероятности вхождения вагона в САС
необходимо установить правильное соотношение между безотказ-
ностью § и периодичностью плановых ремонтов, точнее, парамет-
ром безопасности вагона /БД. поясне-
ние которого приведено в разд. 14
В самом деле, из двух ситуаций, пока-
занных на рис. 8.2, безопасна та, кото-
рая показана на рис. 8.2, а.
В этом случае период безотказной
работы (0, §) перекрывает периодич-
ность глубокой диагностики /Ба Зная
5
Рис. 8.2. Факторы, опреде-
ляющие вхождение вагона
в САС
показатели безотказности вагонных конструкций, можно устано-
вить периодичность плановых ремонтов или глубоких диагностик
в полном соответствии с рис. 8.2, а (разд. 20 или разд. 21).
Прежде чем переходить к анализу указанных выше вариантов
выхода вагонов из САС, дадим некоторые пояснения к такому
свойству объектов, как живучесть. Под живучестью будем по-
нимать внутреннее свойство систем, обеспечивающее постелен
ность приближения к полной утрате работоспособности или к
полной потере способности выполнения своих функций при отка-
зе какого-либо агрегата или элемента при воздействии на него не
благоприятных, ненормируемых нагрузок.
Живучесть — свойство объекта сохранять (а иногда и частично
восстанавливать) способность к выполнению наиболее существен-
ных функций, возможно с понижением качества при ненормируе-
мых неблагоприятных нагрузках Эго свойство нередко реализуется
после отказа некоторых элементов конструкции. Размерность живу-
чести время, в течение которого конструкция (объект) после ее
отказа или после начала действия ненормируемых нагрузок про-
должает выполнять свои функции, полностью не разрушаясь.
Следует иметь в виду живучесть отдельно взятого узла или де-
тали и вагона в целом. Первый тип живучести следует в основном
закладывать на этапе проектирования вагона за счет подбора мате-
риала с соответствующими служебными свойствами, привнесение
избыточных запасов прочности и производительности и т.п. Для
наиболее ответственных узлов следует ставить вопрос о нормиро-
вании запасов живучести
Живучесть вагона в целом должна обеспечиваться, в основном,
на этапе его эксплуатации — своевременная регулировка, подгон
ка, смазка, хорошая организация снабжения ремонтных пред-
приятий запасными частями и другие внешние средства обеспече-
ния живучести вагонных конструкций
Приступаем теперь к краткому анализу вариантов выхода
вагона из САС, для чего воспользуемся наглядной интерпретацией
явления, представленной на рис. 8.3.
Первый вариант выхода из САС характеризуется следующими
условиями (рис. 8.3. а):
тж * Тост * Тост» Г1 * 4) Д'
где и q наработки вагона до появления и обнаружения опасного
повреждения соответственно; /БД — заранее планируемый момент
постановки вагона в глубокую диагностику (или в ремонт); гр момент
полной потери работоспособности вагона; /, и гг — соответственно
момент начала и окончания действия РСО; тж — живучесть конструкции;
t0CT= /БД — 5 — наработка аварийного вагона до ближайшего деповского
(капитального) ремонта или глубокой диагностики; <; — промежуток
времени между моментами обнаружения и появления опасного отказа
к ” q - £);тРСОж/| - г2 — продолжительность действия РСО.
Понятно, что величины д, £,тж, /р, f, и 12 являются
случайными, а на рис. 8.3 показаны их конкретные реализации.
Этот вариант срабатывает, видимо, чаще других, и тогда
основной преградой на пути к аварии является дефектоскопия в
рамках планового ремонта или глубокой диагностики. Указанный
вид контроля на порядок эффективнее контроля технического
состояния вагонов в эксплуатации.
Рис. 8.3. Варианты выхода вагона из САС
Для того чтобы нахождение вагона в САС оканчивалось благо-
получно, т.е. постановкой его в ДР или глубокую диагностику, необ-
ходимы несущие ответственные узлы, запас живучести которых тж
был бы сопоставим с величиной максимально допустимый
пробег вагона между глубокими диагностиками (например, в
рамках ДР). В разделе 21 приведена методика расчетного обосно-
вания этого параметра. Тогда для качестаенного скачка в деле
обеспечения безопасности вагонов достаточно овладеть методами
вложения требуемых запасов живучести путем подбора материалов
и целенаправленного конструирования.
Второй вариант выхода вагона из САС (рис. 8.3, б) характери
зуется следующими условиями:
'ост* 'ж * ^* Л * ?-
Этот вариант является предпочительным, и для его реализации
создана, по сути говоря, отраслевая система своевременного обна-
ружения опасных повреждений (ОСОП) вагонов. Более того, функ-
ция по своевременному выявлению отказов и повреждений вагон-
ных конструкций является самой важной для ВХ и, как показано в
разделе 9, не только из-за непосредственной связи ее с безопасно-
стью движения.
Для увеличения вероятности реализации рассматриваемого ва-
рианта выхода вагона из САС необходимы мероприятия, напра-
вленные на уменьшение величины повышение квалификации
осмотрщиков, совершенствование вагонных конструкций в части
их контролепригодности (разд. 7) и т.п.
Третий вариант выхода вагона из САС (рис. 8.3, е) характери-
зуется следующими условиями:
Если к тому же имеет место условие г, < гр, то возможны тяж-
кие последствия транпортного происшествия, которое в этом
случае может быть квалифицировано как авария или крушение
поезда. Напомним, что событие {/, < ц} означает, что в период
нахождения вагона в САС имело место неблагоприятное соче-
тание обстоятельств (РСО).
Итак, можно сформулировать следующие предварительные вы
воды- чем большим запасом живучести обладают вагонные конст-
рукции, тем большим резервом времени обладают осмотрщики ва-
гонов для выявления САС вагонов, т.е. более безопасен вагон.
Этим определяется место такого свойства вагон и ых конструкций,
как живучесть в системе обеспечения их безопасности.
Дополнительный резерв времени у осмотрщиков на выявление
САС вагонов имеет место также благодаря тому, что вагоны
отцепляются не по отказам конструкций, а по установленным
(часто без расчетного обоснования) признакам прелпредельного их
состояния.
Наиболее доступным и эффективным средством повышения
безопасности вагонов является осуществление мероприятий по
уменьшению величины £ — промежутка времени между момен-
тами появления и обнаружения опасных отказов. Это на сегод-
няшний день наиболее управляемая величина
Более того, характеристики этой случайной величины могут
служить показателем качества исполнения самой важной и ответ-
ственной функции ВХ — своевременного обнаружения опасных
отказов вагонных конструкций Надо только разработать метод
экспериментального получения исходных данных для необходи-
мых характеристик случайной величины Любую из них будем
трактовать как математическую модель безопасности вагона.
Эта модель, к тому же, может трактоваться как количественный
показатель риска аварии вагона — важнейший показатель безопас-
ности объекта В это понятие обычно вкладывают различное со-
держание. Для грузового вагона под риском аварии наиболее естест-
венно понимать вероятность потери информации о его техническом
состоянии, что, собственно, соответствует приведенной выше
Трактовке времени пребывания вагона в САС как важнейшей
меры его безопасности.
Ввиду особой важности рассматриваемого вопроса для разра-
ботки модели системы обеспечения безопасности вагона рассмотрим
основные этапы получения упомянутого показателя риска аварии.
Первый этап — получение данных о наработках грузовых ваго-
нов в САС в условиях нормальной их эксплуатации на сети желез-
ных дорог.
Для этого:
— подготавливается список деталей вагона, имеющих ограни-
ченную контролепригодность в эксплуатации и переводящих ва-
гой в САС при своем отказе;
— производится муляжирование этих деталей под аварийное
состояние и оборудование ими определенной совокупности ваго-
нов во время их планового ремонта. Объем указанной совокупнос-
ти должен соответствовать стандартному плану эксперимента;
— о номерах вагонов, обрадованных мупяжированными деталя-
ми, датах начала их нормальной эксплуатации конфиденциально
сообщается в Главный вычислительный центр (ГВЦ) МПС России;
— ГВЦ МПС России с помощью соответствующих информа-
ционных технологий отслеживает перемещение по сети каждого
вагона из упомянутой совокупности, при этом соответствеиио
фиксируются ПТО станций, где были не замечены нанесенные
признаки опасных отказов вагонов;
— работники ПТО тех станций, где вагоны отцеплены по дета-
лям списочного состава, подают в кодированном виде в ГВЦ МПС
России установленный набор сведений;
— с помощью отраслевой системы централизованного ионо-
мерного учета вагонов получаемые с сети данные накапливаются,
сортируются и обрабатываются. В результате получают выборки
наработок вагонов в САС относительно опасных отказов по каж-
дой детали списочного состава.
Второй этап — обоснование типа порождающего закона рас-
пределения вероятностей, т.е. функции, с помощью которой сле-
дует аппроксимировать полученные выше выборки наработок ва-
гона в САС. Другими словами, нужен подходящий закон распре-
деления продолжительности нахождения вагона в САС. Для
выявления упомянутого закона проведем следующий мысленный
эксперимент. Систему обнаружения повреждений конкретного
вагона, находящегося в САС, представим в виде одного действую-
щего и (к-1) резервных осмотрщиков вагонов. Резервный осмотр-
щик начинает действовать после допущенного брака осмотрщи-
ком предыдущей станции, не обнаружившего искомого поврежде-
ния рассматриваемого вагона. Это продолжается до тех пор, пока
к-й осмотрщик обнаружит злополучное повреждение. Считаем,
что квалификация осмотрщиков примерно одинакова. Тогда,
можно доказать, что в качестве искомой стохастической модели
продолжительности нахождения вагона в САС может служить гам-
ма-распределение [5], плотность которого
ф(Г) - ’е_Ч при / >0, у >0. (8.1)
где у и X — параметры закона распределения, точечные оценки которых
необходимо получить поданным эксплуатационных испытаний:
...(8 2>
Ду) — гамма-функция, табличные значения которой приведены в |51|.
Каждый элемент выборки (8.2) будем трактовать как случайную
величину, характеризующую продолжительность нахождения /-го
вагона в САС и подчиняющуюся закону распределения типа (8.1)
Третий этап — получение точечных оценок параметров функ-
ции (8 1).
Для получения точечных оценок параметров у и X воспользу-
емся методом максимального правдоподобия [52, стр.213| Поэтому
надо вывести функцию правдоподобия, для чего сначала выпишем
выражение для произведения плотностей л случайных величин,
входящих в выборку (8.2):
- ('г'»-
Г"(У)
(8.3)
Затем, взяв логарифм этого выражения, получим функцию
правдоподобия:
«у In X + (у — 1 )1п ГП, -X^X^j - л 1П Пу)- (8.4)
Продифференцировав ее по X и приравняв результат нулю, по-
лучим первое разрешающее уравнение:
(8.5)
Теперь продифференцируем выражение (8.4) по параметру у и
приравняем результат нулю. Получим второе разрешающее урав-
нение:
п In А + In П t. — = 0, (8.6)
f-i RVJ
где — хорошо изученная и затабулированная функция, которую на-
зывают пси-функцией; обозначим ее через ф(у).
Из уравнения (8.5) имеем:
(8-7)
где i = — среднее арифметическое значение наработок вагона
в САС. Подставляя найденное значение Z. в выражение (8.6) и преобразуя
результат, получим.
ф(у) = In ¥ + In $/г, • ti ... f„, (8.8)
t
где • r, •... /„ среднегеометрическое значение наработок вагона в
САС. Тогда из формулы (8.8) получаем уравнение для определения пара-
метра у:
у = а • «’•ч (8 9)
где о = ' — > I: е4*^* — табулированная функция, называемая
р функцией. Таким образом, параметр у зависит от двух статистик
среднеарифметического и среднегеометрического значений наработок
вагона в САС.
Геометрическая иллюстрация к решению уравнения (8.9) при
ведена на рис. 8.4.
Графики на этом рисунке пересекаются, и это пересечение удоб-
нее всего искать с помощью метода последовательных прибли-
жений:
Уо
у, = а е’Лтд)
(8.10)
у3 = а e^vj)
Сходимость данного итерационного процесса экспоненциаль-
но быстрая; часто достаточно трех-четырех итераиий, чтобы найти
приближенное решение выражения (8.9). Подставив его в формулу
(8.7), получим точечную опенку параметра X.
Таким образом, мы полностью определили закон распределе-
ния (8.2) случайной величины t — продолжительность периода
между моментами появления и обнаружения опасного отказа ва-
гона, которую выше договорились трактовать в качестве количест-
венного показателя риска аварии вагона.
Как видно из рис. 8.3, на вероятность крушения или аварии не-
посредственно влияют периодичность глубоких диагностик, про-
должительность нахождения вагона в САС, запас живучести кон-
струкции и частота РСО. Ниже, в п. 21.3, учитывая это обстоятель-
ство, разработана вероятностная модель для оценки безопасности
вагона
Часть III
Анализ основных функций
вагонного хозяйства
На вагонное хозяйство (ВХ) возложено пять следующих функций.
1. Своевременное обнаружение повреждений и отказов вагон-
ных конструкций: в условиях эксплуатации, в рамках осуществле-
ния плановых ремонтов и ревизий.
2. Техническое обслуживание и текущий ремонт вагонов в пути
их следования.
3. Техническая ревизия и ремонт вагонов крупного объема
4. Подготовка вагонов к перевозкам.
5. Разработка технических требований и заказ новых вагонов,
модернизация и исключение (устаревших) вагонов из инвентарно-
го парка-
Блок-схема алгоритма анализа указанных функций вагонного
хозяйства представлена на рис. 9.1. По мере возможностей будем
придерживаться этой схемы при нижеследующем анализе.
9. Своевременное обнаружение повреждений
и отказов вагонных конструкций
Технология исполнения первой функции ВХ. В {53] регламенти-
рована последовательность операций по контролю технического
состояния вагонов: в транзитных поездах; при подготовке к пере-
возкам; в парках сортировочных станций; на станциях перед за-
тяжными спусками; на пунктах передачи вагонов Приведем здесь
лишь основные этапы контроля технического состояния вагонов в
парке прибытия сортировочной станции.
Рис. 9.1. Блок-схема алгоритма анализа функций ВХ
1. Получив сообщение от оператора ПТО о времени и пути
приема поезда (операция № 2 в табл. 4.1), группы осмотрщиков
выходят на пути приема поезда. Одна группа занимает позицию на
месте остановки хвостового вагона прибывающего поезда, а дру-
гая — на месте остановки головного вагона-
2. Дежурный по станции (ДС) предъявляет к техническому об-
служиванию работникам ПТО состав. О принятии заявки на про-
изводство технического обслуживания дежурный по станции за-
писывает в книгу предъявления вагонов грузового парка к техни-
ческому обслуживанию формы ВУ 14 номера головного и хвосто-
вого вагонов (если в составе более 15 вагонов) с указанием
количества всех предъявляемых к осмотру вагонов. Старший ос-
мотрщик расписывается о принятии состава к обслуживанию.
3. При осмотре с ходу первая группа осмотрщиков решает зада-
чу по выявлению возможных дефектов колесных пар, неисправ-
ностей буксовых узлов и рессорных комплектов, а также по обна
ружению волочащихся деталей.
4. После остановки поезда головная группа, подучив информа
цию от локомотивной бригады о работе автотормозного оборудо-
вания и замеченных в пути неисправностях, сообщает другим
группам номера неисправных вагонов.
5. Происходит разъединение соединительных рукавов между
локомотивом и первым вагоном Магистральный локомотив от-
правляется в депо.
6. Открывается концевой кран для выпуска воздуха из тормоз-
ной магистрали состава.
7. Состав ограждается спенивльными сигналами с головы и
хвоста, о чем оповещает оператор ПТО группы осмотрщиков по
радио.
8. Группы осмотрщиков приступают к проверке технического
состояния состава одновременно с двух сторон состава по схеме,
показанной на рис. 9.2.
Каждый осмотрщик отвечает за качество контроля технического
состояния всех частей вагона с одной стороны состава, а также за
одну тележку и раму половины вагона. Продолжительность конт-
роля технического состояния вагонов 15 мин (см. табл .4 I).
Рис. 9.2. Схема осмотра вагонов
9. Информацию о выявленных неисправностях вагонов ос-
мотрщик по радиосвязи передает оператору ПТО (номер пути, но-
мер вагона, наименование ремонтных работ). При этом осмотр-
щик наносит четкие меловые надписи о выявленных неисправ-
ностях на боковых стенах кузовов, а также указывает, куда следует
подавать неисправный вагон. Он также выписывает уведомление
формы ВУ-23 в двух экземплярах — одно передают дежурному по
станции, другое — оператору ПТО.
10. Получив эти данные, оператор ПТО снимает сигналы ог-
раждения и оповещает об этом бригаду осмотрщиков и о готов-
ности состава к роспуску.
Показатели качества исполнения первой функции ВХ. Их
классифицируют следующим образом
— средняя продолжительность нахождения вагона в скрытом
аварийном состоянии (САС). Методика количественной оценки
этого показателя приведена в разд. 8;
— данные о нарушениях безопасности движения по вине ва-
гонного хозяйства.
— вероятность брака в работе осмотрщика.
Основная проблема пераой функции ВХ. Эффективность работы
существующей системы раннего обнаружения опасных поврежде-
ний вагонных конструкций в условиях эксплуатации, как извест-
но, невысока.
Причины подобного положения дел с организацией выполне-
ния рассматриваемой функции вагонного хозяйства заключаются
в следующем:
— осмотршики вагонов не вооружены переносными техниче-
скими средствами обнаружения наиболее опасных повреждений и
вынуждены полагаться, в основном, на органолептические методы
обнаружения повреждений — зрение, слух, осязание и обоняние;
— ограниченная контролепригодность ряда ответственных эле-
ментов конструкции вагона:
— дефицит времени, которое отпущено графиком обработки
составов на станциях.
Если к этому добавить случаи, когда осмотрщик работает в
темное время суток и в ненастных погодных условиях, то вполне
объяснима вероятность брака в его работе И и то же время осмотр-
шик может нести уголовную ответственность в случае крушения
поезда из-за необнаруженного им повреждения.
Только неучтенный при расчетах ресурс конструкции вагонов,
хорошо поставленная организация дефектоскопии при ДР, много-
кратное, через каждые 250 — 350 км пробега, резервирование опе-
рации контроля технического состояния на станциях и запас на
дежности, вносимый тем, что вагоны отцепляются в ТР не по от
казам, а по их признакам, — все это позволяет в определенной мере
компенсировать низкое качество контроля технического состоя-
ния вагонов на технических станциях. Немаловажное значение в
этом смысле имеют и показания приборов ПОНАБ и ДИСК
Логика развития отраслевой науки такова, что скоро эти резер-
вы будут оприходованы, и тогда может оказаться, что вагонники
«голы».
Тем не менее, как отмечено в разд. 8, вагонное хозяйство по
количеству браков в работе занимает первое место среди хозяйств
отрасли.
Итак, основная проблема первой функции ВХ обусловлена
противоречием между возможностями осмотрщика обеспечивать
безаварийное проследование вагонов по гарантийному участку и
его ответственностью (подчас уголовной) в случае крушения поез-
да из-за необнаруженного повреждения.
Стратегия разрешения указанной проблемы состоит в следую-
щем. С одной стороны, следует совершенствовать существующую
технологию исполнения функции, повышать квалификацию ос-
мотрщиков, разрабатывать и внедрять переносные диагностиче-
ские приборы, разрабатывать тестовые методы и технологии про-
верки работоспособности наиболее проблемных узлов вагона по
аналогии с технологией опробования тормозного оборудования
поезда на станции и т.п.
Кроме того, при разработке требований к вагонам и заказе но-
вых конструкций необходимо учитывать результаты их анализа
как объектов технического обслуживания и ремонта (см. рис. 7.1 и
рис. 7.2). О контролепригодности вагонов в эксплуатации должен
заботиться, прежде всего, производитель этой техники. Так при-
нято во всем мире.
С другой стороны, следует неуклонно работать на задел в части
полной или почти полной автоматизации процесса исполнения
этой, самой важной и ответственной функции вагонного хозяйст-
ва. Без работы на задел вряд ли следует рассчитывать на высоко-
технологическое будущее отрасли.
Под автоматизированной технологией исполнения первой функ-
ции будем понимать эталонную технологию. Укажем два необхо-
димых условия ее реализации, которые дают полное прелставле
иие об искомой технологии
— наличие встроенных в конструкцию вагона датчиков, спо-
собных фиксировать момент перехода той или иной летали в пред
предельное состояние,
— нвличие устройств автоматической передачи показаний этих
датчиков в отраслевую компьютерную сеть во время движения
поезда.
В этом случае качество исполнения функции (время между мо-
ментами появления и обнаружения повреждения вагона) резко
возрастет.
Оценим эффект от перехода на эталонную технологию исполне-
ния первой функции ВХ. Нетрудно, видимо, согласиться с тем, что
уровень безопасности движения можно характеризовать количеством
вагонов, находящихся в скрытом аварийном состоянии в наугад
взятый момент времени. Оно может быть подсчитано по формуле:
П, (91)
где П— количество вагонов рассматриваемого типа в рабочем парке;
лкг= к; - к;,
К'г и К" стационарные значения коэффициента готовности (показа
тель надежности по ГОСТ 27.002—89) вагона рассматриваемого типа в ус
ловиях эталонной и существующей технологий исполнения первой функ
ими ВХ соответственно.
Г,, Т2и Т3 — средние значения соответственно наработки вагона до появ
ления опасного повреждения, промежутка времени между появлением и
обнаружением повреждения и продолжительности нахождения вагона в
отцепочном текущем ремонте.
Для получения среднестатистической наработки вагона до от-
цепки (Г] + Г2) и продолжительности отцепочного текущего ре-
монта (7j) в нашей отрасли накапливаются эксплуатационные
данные с помощью системы ДИСПАРК. Примем для полуваго-
нов: Т, = 80 сут., Т3 = 2 сут. и П= 250 000 ед.
С помощью табл. 9.1 удобно проследить влияние качества ис-
полнения первой функции ВХ (Ту на уровень безопасности дви-
жения (в границах ответственности ВХ).
Таблица 9.1
Изменение уровня безопасности движения (О)
в зависимости от времени нахождения вагона в САС (7^)
Т^.сут. 1 10 20 30 40
D 3000 25 000 47 600 65 200 80000
Кроме того, прн переходе на эталонную технологию исполне-
ния первой функции ВХ можно ожидать большую экономию тру-
довых ресурсов вследствие почти полного сокращения целой кате-
гории работников — осмотрщиков вагонов — источника ошибок и
брака в работе. Открываются также возможности внедрения в ВХ
систем ремонта на совершенно новых принципах организации.
Так, можно переходить к внедрению непланово-предупредитель-
ного ремонта (НПР), место которого среди прочих пояснено с по-
мощью рис. 5.1.
Такая форма организации ремонта является оптимальной с
точки зрения и экономии трудовых и материальных ресурсов
и обеспечения безопасности (см табл. 9.1). Более того, с реали-
зацией эталонной технологии изменится к лучшему и сама струк-
тура управления вагонным хозяйством, появятся новые возмож-
ности при разработке перспективных конструкций подвижного
состава.
Таким образом, есть основания полагать, что внедрение эта-
лонной технологии исполнения первой функции ВХ является,
видимо, самым коротким и эффективным путем к качественно
новой организации работы ВХ, соответствующей требованиям на-
ступившего века.
Определенные шаги в направлении удовлетворения упомяну-
тым условиям внедрения эталонной технологии исполнения пер-
вой функции ВХ уже делаются. На транспорте полным ходом идет
освоение возможностей системы ДИСПАРК и ее подсистемы —
централизованного иономерного учета вагонов; завершается со-
здание отраслевой компьютерной сети.
Несколько проблематичнее обстоят дела относительно созда-
ния датчиков фиксации предпредельного состояния наиболее от-
ветственных несуших элементов конструкции вагонов и систем
автоматического считывания (АСИ) данных с вагонов Однако
есть основания полагать, что в ближайшие годы созреют (если уже
не созрели) научно-технические предпосылки создания таких дат-
чиков. Отраслевая наука и инженерный корпус должны быть гото-
выми использовать упомянутые достижения научно-технической
мысли в деле совершенствования функционирования ВХ Более
того, по примеру предприятий военно-промышленного комплекса
(ВПК) следует не ждать, а желательно предпринимать определен-
ные встречные движения для ускорения указанных разработок
применительно к особенностям конструкции вагонов и формам их
эксплуатации.
Математические модели и алгоритмы оптимизации параметров
организации исполнения первой функции вагонного хозяйства. Же-
лательно найти способы расчетного обоснования гарантийного пле-
ча ПТО (обозначим его через /гу), т.е. периодичности контроля
технического состояния вагона на технических станциях. Тем бо-
лее, в последние годы руководством МПС России ставится вопрос
о доведении этих плеч до 1000 км. Эти требования включены в Фе-
деральную программу «Подвижной состав железных дорог»
Объект оптимизации. Введем в рассмотрение так называемый
план контроля технического состояния вагона на отрезке времени
(О./Ы),
....л,,). (9 2>
где /щ— периодичность глубоких диагностик (см. разд. 5.1) или депов-
ских ремонтов вагона; х,— пробег вагона до i-ro контроля технического
состояния (рис. 9.3); п — число проверок технического состояния вагона
на отрезке (0, /БД).
Рис. 9.3 План контроля технического состоя ния вагона
План контроля состояния вагона Х„и является объектом опти-
мизации.
Критерии оптимизации. В качестве целевой функции восполь-
зуемся так называемой функцией эксплуатационных потерь:
Jnc; пр觻/ш
™±(4л“5|- V прилг.<5<;ш
кс+Р [(л,.,-И-И + с]+PSi<l Л'х (9.3)
х[(х,.„,-а- K+(s+ De] + (1 + РГ*х
|хК4д~£)’ ^+(и-^)с1.пРИЛ*<:?^л*+1.^ = 0.I,
где £ — наработка вагона до отказа; с — затраты на один контроль техни-
ческого состояния вагона; И - средняя величина потерь от пребывания
вагона в скрытом аварийном состоянии в единицу времени; Р вероят-
ность обнаружения отказа осмотрщиком вагона.
Величину «с» предлагается оценивать с помощью формулы:
с-0,16 (9.4)
где 5 — среднемесячные затраты на содержание и обеспечение работы
ПТО; количество вагонов, проследовавших через данную станцию за
указанный срок; 0,16 — коэффициент, показывающий удельный вес за-
трат труда на технические осмотры на ПТО-
Более весомые трудности возникают при определении величи-
ны V, т.к. учесть ожидаемые затраты из-за использования вагона со
скрытым отказом по понятным причинам сложно. Однако не вы-
зы вает сомнений тот факт, что устранение последствий даже од-
ной аварии или крушения средних размеров окупает даже самые
дорогостоящие программы и мероприятия, направленные на свое-
временное обнаружение отказов.
Поэтому нужна такая процедура оценки К благодаря которой в
метод оптимизации плана Xtl закладывалась хотя бы часть нашего
страха перед крушением поездов на транспорте.
Таких процедур много. Остановимся на той, в основе которой
лежит представление о величине V как об удельной стоимости ри-
ска крушения, численно равной произведению вероятности неже-
лательного события (крушения) на удельный ущерб от крушения
Из множества крушений на транспорте за период, равный 1БП,
остановимся на том, которое произошло по вине ВХ. По данным
служебного расследования рассматриваемого крушения найдем
ущерб, который имели транспорт, клиентура и сторонние органи-
зации. Эти затраты в дальнейшем будем трактовать как ожидае-
мый ущерб от крушения.
Итак, величину ^рекомендуется вычислять по формуле:
V- т- -К. (9.5)
где П — ожидаемый ущерб от крушения; R — закладываемый риск (ве-
роятность) крушения по вине ВХ за период времени, равный /ьл.
Возникает новый вопрос — назначение величины R. Можно
предположить два варианта его разрешения.
1. Положить R, равную вероятности безопасности пешехода на
улицах провинциального города, т.е R - 10 10 “5 — тот уровень
опасности, с которым как бы смирились люди
2. Ниже, в разд. 21, приведена методика оптимизации парамез
ра безопасности /БД вагона. В качестве целевой функции исполь-
зуется формула вероятности безотказной работы (точнее говоря,
коэффициент оперативной готовности) вагона. Обозначим этуве
роятность через Л4д)- Из условия максимума зтой вероятности
определяется оптимальное значение . Тогда величину R легко
подсчитать:
Я=1-АО-
Аргумент функции G, (£) является случайной величиной, функ-
цию распределения которой обозначим через F\x). Поэтому в
дальнейшем будем оперировать выражением для средних потерь
за период /БП:
МСХя Ф ’ / с*. + с». (4д>^(4д)- (9-6)
о
В научной литературе существует описание трех способов оп-
тимизации Хл в зависимости от полноты информации о F(x):
— полная информация о F(x);
— неполная информация о F(x);
— информация о F(x) отсутствует полностью.
Возьмем наихудший, третий вариант, т.е. будем решать нашу
задачу в предположении отсутствия информации о надежности ва-
гона. Полученная при этом предположении погрешность в конеч-
ном результате пойдет в запас надежности вагона.
Итак, по предположению, функция F(x) для нас неизвестна.
Чтобы обойти это препятствие, нам помогут следующие рассужде-
ния. Математическое ожидание эксплуатационных потерь (9.6) за-
висит от функции F(x). Поэтому нам ничего не мешает предполо-
жить, что существует такая функция F*(x), на которой достигается
максимум потерь:
тахЛЛ?,(£). (9.7)
Теперь остается на интервале (О, /БД) выбрать такой план конт-
роля технического состояния вагона при котором выражение
(9.7) достигнет минимума:
min max (9.8)
Последнее выражение и есть критерий оптимизации плана
контроля технического состояния Х„ вагона.
Формулировка задачи. Требуется найти такой план технических
осмотров Х„ на интервале (О. /Бд), при котором эксплуатационные
потери имели бы минимальное значение. Заметим, что план конт-
роля Х„ характеризуется и количеством технических осмотров « за
период (0, /сл), и величинами дгр jc2,.... хп.
Результат решения задачи. Минимаксная задача (9.8) решена в
замкнутом виде в [48]. Оптимальные моменты времени xt, в кото-
рые следовало бы проверять техническое состояние вагона, вы-
числяются по формуле:
где п‘ наибольшее л, при котором выполняется неравенство:
сРг п1 + СР(2 - р)п + 2(с - РР7БД) s 0. (9.10)
Как видно из выражения (9-9), оптимальная периодичность про-
верок технического состояния переменна, чго, в принципе, воз-
можно реализовать на практике с помощью системы ДИСПАРК.
Однако, учитывая минимаксную постановку задачи, вполне до-
пустимо использовать в эксплуатации приближенное значение пе-
риодичности контроля технического состояния вагонов, которое
рекомендуется вычислять по формуле:
<9 II)
Методика оптимизации величины /ы приведена в разд. 21
Итак, получена формула для вычисления оптимальных гаран-
тийных пробегов вагонов, ценность которой состоит в следующем:
— найдена связь между периодичностью глубокой диагности
ки (или ДР) и длиной гарантийного плеча ПТО;
— получена явная зависимость длины гарантийного участка
ПТО от вероятности брака в работе осмотрщиков, а стало быть, и
от уровня организации работы ПТО, оснащенности работников
техническими средствами обнаружения повреждений и т.п.
10. Техническое обслуживание и текущий ремонт
вагонов в пути их следования
10.1. Технология исполнения второй функции ВХ
Рассматриваемая функция ВХ исполняется на ПТО, ПКТО,
ПТП, ПОТ, МПРВ и КП- В настоящем разделе рассмотрим техно-
логию исполнения этой функции ВХ в парке отправления (ПО)
сортировочной станции и на механизированном пункте отделоч-
ного текущего ремонта (М П РВ).
I в Вагонное хэзяйоео 273
Взаимодействие различных служб станции при подготовке поез-
да к отправлению в ПО отражено в табл. 4.4. Приведем основные
этапы исполнения шестой и девятой операций указанной таблицы.
1. Перед передачей сформированного состава из парка форми-
рования (ПФ) в парк отправления (ПО) дежурный по станции из-
вещает об этом оператора ПТО. сообщая номер пути, количество
вагонов в составе, номера головного и хвостового вагонов и время
отправления поезда. Оператор ПТО записывает эти данные в кни-
гу формы ВУ-14 с указанием времени представления состава
2. Работа начинается с контрольного технического осмотра ва-
гонов в поданном составе, с ознакомления с данными осмотра его
в парке прибытия (ПП) станции Сменный мастер дает указание
оператору ПТО оградить состав специальными сигналами.
3. Техническое обслуживание и безотнепочный ремонт ваго-
нов осуществляют комплексной бригадой так называемым много-
групповым методом в трех или четырех частях состава одновре
менно, т.е. каждая группа ремонтной бригады осматривает и ре-
монтирует вагоны в своей части состава.
4. Осмотрщики автоматчики прикрепляются к группам, кото-
рые размешаются в головной и хвостовой частях состава. Они осу-
ществляют осмотр, проверку, опробование автотормозов, на осно-
вании чего выдают локомотивной бригаде справку о исправности
тормозной системы поезда типа ВУ-45.
5. Выполняются столярные и электросварочные работы, заме-
на неисправных деталей и т п.
6. Осуществляется контроль выполненной работы осмотрши-
ком каждой группы путем обхода ранее осмотренных вагонов.
Доставкой запасных частей в парк и уборкой неисправных де
талей занимаются разнорабочие.
Работой всей бригады руководит сменный мастер, а управляет
работой ПТО, как уже отмечалось, оператор, который ведет гра
фик — журнал работы смены, информирует бригады о начале работ
и следит за снабжением парков запасными частями и материала-
ми, а также за проследованием поездов по гарантийным участкам.
На рабочем месте оператора имеется световое табло, показы-
вающее расположение путей и других сооружений в парках стан-
ции, пульт управления устройствами для ограждения составов,
централизованного опробования автотормозов, а также сигнали-
зация включения и отключения сварочных агрегатов.
После окончания технического обслуживания и безотиеп очного
ремонта сменный мастер дает указание оператору ПТО снять ограж-
дение, а затем извещает дежурного по станции о готовности поезда
к отправлению, подтверждая это записью в книге предъявления
грузовых вагонов к техническому обслуживанию формы ВУ-14.
Технология исполнения рассматриваемой функции на МПРВ.
Схема механизированного пункта текущего ремонта вагонов при
веде на на рис. 1.10.
Как было отмечено в разд. 9, номера вагонов, требующих отце-
почного текущего ремонта, сообщаются маневровому диспетчеру.
При роспуске состава с горки их подают на участок накопления
одного из путей (на рис. 1.10 помечено /). В это время второй путь
закрыт для подачи неисправных вагонов, и на нем выполняется
ремонт вагонов
Одновременно на участке накопления неисправных вагонов
производится осмотр вагонов, составляется дефектная ведомость
и оформляются наряды на работы.
По мере освобождения ремонтных позиций вагоны перемеша-
ются на участок ремонтных работ.
Простой в ремонте регламентирован и не должен превышать 3.5 ч
10.2. Показатели качества исполнения
рассматриваемой функции ВХ
Такие показатели, как частота отцепок на гарантийном участке
ПТО и задержки отправлений поездов, одновременно характери
зуют качество и контроля технического состояния, и технического
обслуживания, и текущего ремонта
В [6] предложен способ оценки качества исполнения рассматри-
ваемой функции на ПТО с помощью следующего коэффициента
Т1=-. (10.1)
п
где н0 — число отказов вагонов на гарантийном участке /п. в случае, если
не работает ПТО; п — число отказов вагонов на гарантийном участке /п.
с учетом их обнаружения и восстановления работоспособности на ПТО.'
Введем следующие события:
А = {повреждение обнаружено и устранено на ПТО);
В = {повреждение обнаружено на ПТО};
С = {повреждение устранено на ПТО}.
Обозначим вероятности этих событий:
РИ)=А /чя}=а; Р{С}=р2.
Поскольку события В и С независимы, го
P = P\Pi-
Число выявленных и отремонтированных вагонов на ПТО равно
л0- р. Тогда
« = «с-«о'Р= «оО -Р) = «о<1 -РГР?-
Подставив последнее выражение в уравнение (10 I), получим
окончательное выражение для коэффициента:
Ч= (10-2)
1 — Pl Pl
который показывает, во сколько раз сократилось число отцепок на
участке длиной 1у благодаря работе ПТО с показателями р{ и р2.
Здесьр, — характеризует уровень квалификации осмотрщиков,
р2— качество текущего ремонта на ПТО.
10.3. Обеспечение ресурсами работ
по испод иен ню рассматриваемой функции ВХ
Профессиональный состав комплексной бригады ремонтни-
ков парка отправления:
— слесари по ремонту вагонов — 30—40 %;
слесари-автоматчики — 14 %;
— столяры - 20—25 %;
электросварщики — 10—12 %;
— кровельщики — 10—12 %.
Кроме того, на каждую бригаду ремонтников выделяются
двое-трое подсобных рабочих.
Приведенное распределение рабочих по профессиям устанав-
ливалось, исходя из трудоемкости выполнения различных опера-
ций по техническому обслуживанию и ремонту вагонов В |6] све-
дения о распределении рабочих приведены относительно агрега-
тов: технический контроль вагонов — 32 %\ технический контроль
автотормозов — 14 %\ ремонт ходовых частей — 24%; ремонти об-
служивание автотормозов — 17 %; ремонт и обслуживание буксо-
вого узла — 13 %
Имеются формулы для подсчета числа ремонтных бригад в ПО
в случае равномерного и неравномерного прибытия поездов на
станцию. В первом случае число бригад
М-^^. (10.3)
где /V — количество поездов, прибывающих на станцию в смену; гЛр —
продолжительность обработки состава, ч; Г — продолжительность
смены, ч.
Во втором случае
М= (10.4)
где JCB — среднеарифметическое значение интервала прибытия поездов
на станцию При этом, если Jcp > 0,5 ч. то /ср устанавливают равным 0,5 ч.
Число работников в ремонтной бригаде
(10.5)
где т — число вагонов в поезде; Не — затраты труда на обслуживание и
ремонт одного вагона согласно типовым технически обоснованным нор
мативам. утвержденным ЦВ МПС РФ (средняя трудоемкость
ТР одного вагона примерно 10—12 чел.-час); р = 0.8—0,95 — коэффи-
циент, учитывающий снижение трудоемкости работ вследствие внедрения
средств механизации.
В [6] предложена формула для расчета числа вагонов яи, обра-
ботку которых целесообразно поручить одной бригаде:
где t/p — среднее число переходов одной ремонтной группой вдоль
обслуживаемой части состава; v — доля вагонов, не требующих ремонта;
гя — среднее время, затрачиваемое на переход вдоль одного вагона, ч;
1Мр — продолжительность обработки состава, ч.
По значению я, устанавливают число групп в бригаде. По-
требное число рабочих для текущего отцепочного ремонта ваго-
нов на специально выделенных путях станции определяют соглас-
но технически обоснованным нормам времени, утвержденным
ЦВ МПС России
Нормы расхода материалов н запасных частей на ТР вагонов
устанавливаются, как правило, на укрупненный измеритель
1 млн вагоно-км, т.е. основной эксплуатационный показатель ра-
боты вагонного парка. Этот измеритель приемлем для нормирова-
ния расхода в целом по сети, дороге и даже отделению дороги, но
не приемлем для разработки норм применительно к депо, т.к. не
может правильно отражать материальные затраты на ремонт ваго-
нов в конкретных условиях различных депо
Для определения норм расхода на текущий ремонт необходимо
правильно учитывать структуру вагонного парка и объем работ.
Нормы расхода на ремонт вагонов в вагонных депо и ПТО необхо-
димо разрабатывать отдельно. При этом они должны быть увязаны
с нормами на 1 млн вагоно-км, установленными для отделения и
дороги. Следовательно, норма расхода материалов и запасных час-
тей на 1 млн вагоно-км является укрупненной средневзвешенной
величиной. На величину ее алияет не только степень износа и по-
вреждений деталей, обнаруживаемых при осмотре вагонов, но.
главным образом, число различных видов ТР, отнесенное на этот
укрупненный измеритель пробега.
Прямое влияние на норму расхода при этом оказывает удель-
ный вес Тр в местах погрузки и выгрузки вагонов
Для отдельных узлов, деталей и материалов нормы расхода це-
лесообразно устанавливать на измерители, отличные от принятых
для нормирования основных видов материалов и запасных частей.
Так, среднесетевые нормы расхода вагонных осей и иельноката-
ных колес на ТР разрабатывают не на единицу ремонта, а на изме-
ритель работы вагонного парка I млн вагоно-км.
Нормы расхода на ТР разрабатываются на основании индиви-
дуальных норм, установленных для конкретных вагонов, и данных
©соотношении вагонов различного типа.
Так, например, для расчета норм расхода материалов на ТР
вагона нужно располагать в качестве исходных данных: подеталь-
ными нормами расхода этих материалов по видам ТР вагонов дан-
ного типа; числом различных видов ремонта, приходящихся на
1 млн вагоно-км; удельным весом пробега вагонов различных ти-
пов при обшем пробеге данной группы вагонного парка.
Заметим, что подетальные нормы расхода по видам ТР опреде-
ляют опытным путем на основе сменяемости деталей, данных о
фактическом расходе металла и соотношения различных типов ва
гонов. Таким образом, нормы расхода запасных частей на текущий
ремонт для депо и ПТО разрабатываются по видам текущего ре-
монта, определяются на основе анализа и обобщения опытных
данных о сменяемости и фактическом расходе запасных частей по
видам ТР и на укрупненный измеритель I млн вагоно-км. При-
меры их расчета приведены в [45]
Исполнение второй функции ВХ регламентировано в [53), [54],
[55], [56[.
10.4. Основные проблемы
рассматриваемой функции ВХ
Известно, что ежегодные усредненные затраты труда на техни-
ческое обслуживание и текущий ремонт в расчете на один вагон
составляют боле 200 чел.-час, что в 2—3 раза больше трудоемкости
деповского ремонта [1].
Эти цифры дают представление об объемах работ при исполне-
нии рассматриваемой функции ВХ. Для того чтобы выйти на проб-
лемы рассматриваемой функции ВХ, приведем еще некоторые све-
дения. Возьмем в качестве показателя эффективности труда дан-
ные об использовании материалов и запасных частей при ТР и ДР
вагонов, приходящихся на одного работника. Правда, такой кри-
терий сравнения не является безукоризненным. Однако ошелом-
ляющие цифры вызывают определенные подозрения — а все ли в
порядке в организации работ по исполнению второй функции ВХ?
В самом деле, согласно [46] эффективность труда работников
(относительно указанного критерия), занятых плановым депов-
ским ремонтом, в 20—30 раз выше, чем работников, занятых теку-
щим ремонтом на ПТО. Контингент работников, занятых техни-
ческим обслуживанием и текущим ремонтом, составляет пример-
но 40 % от общего штата работников ВХ, а контингент работни-
ков, занятых плановым ремонтом, всего 6 %. Так что основная
масса работников ВХ работает крайне неэффективно даже по
меркам деповского ремонта.
Поясним причины низкой эффективности технологии испол-
нения второй функции ВХ. Согласно существующим правилам ос-
новной объем работ на станциях осуществляется в безотиепочном
варианте. Вагоны, требующие ремонта, располагаются каждый раз
случайным для работников образом на обширной территории
станции. Ремонтники вынуждены тратить силы и время на пере-
мещение пешком от одного неисправного вагона к другому. Вдень
они проходят до 25 км с инструментом весом примерно 16 кг.
Из-за больших затрат времени на переходы и ожидания прихода
поездов осмотрщики-ремонтники заняты восстановлением рабо-
тоспособности вагонов в течение времени, которое не превышает
30 40 % от продолжительности смены.
Вторая причина низкой эффективности существующей техноло-
гии исполнения второй функции ВХ — из-за разбросанности ра-
бочих позиций на обширной территории станции, в результате чего
невозможно обеспечить приемлемый уровень механизации труда.
На эффективность существующей технологии исполнения функции
ВХ влияют также плохие, вредные для здоровья условия труда —
круглосуточная работа под открытым небом при любой погоде,
груз ответственности за возможные транспортные происшествия,
постоянная угроза травматизма и большие физические нагрузки.
При существующей системе технической эксплуатации подвижного
состава вагонники обязаны подстраиваться под технологии орга-
низации перевозочного процесса. Вагонные службы вкладывают
огромные силы и средства на поддержание технического состоя-
ния вагонов, а эффект получает транспорт в целом. Другими сло-
вами. возможности мотивации труда вагонников весьма ограни-
чены, что следует расценивать как еще одну причину невысокой
эффективности исполнения рассматриваемой функции ВХ.
Попробуем теперь выявить скрытые на первый взгляд проти-
воречия между определенными сторонами, без чего и не сущест-
вовало бы самой проблемы данной функции. Вообще говоря, про-
блема есть задача, при разрешении которой задеваются интересы
сторон, способных оказывать влияние на результат.
Первопричина низкой эффективности заключена в том, что
основные объемы работ на станциях производятся в безотцепоч
ном варианте, и это устраивает всех, кроме вагонников.
Выход из положения ясен — поменять акценты, т.е. основные
объемы ремонтных работ на станциях следует осуществлять в от
цепочном варианте, желательно на высокомеханизированных тех
нологических линиях МПРВ. Как будет показано ниже, переход
на такую технологию задевает интересы движенцев и путейцев.
Изобретатели как люди, увлеченные техническим творчеством,
нередко забывают формулировать и ставить так задачу, чтобы
польза от их разработки была ясна всем. Без этого многие полез
ные изобретения могут так и остаться на бумаге
10.5. Эталонная технология исполнения
рассматриваемой функции ВХ
Вагоны, у которых обнаружены даже незначительные повреж-
дения, отцепляются от состава и подаются в специализированные
отапливаемые ремонтные помещения (см. рис. 1.10). Рабочие места
ремонтников оборудованы средствами диагностики, подъем-
но-транспортным оборудованием и средствами малой механиза-
ции, смотровыми ямами, стеллажами с материалами и запасными
частями. Форма организации ремонта — по агрегатному методу,
т.е. поврежденную деталь заменяют на новую или ранее отремон
тированную. Работники вооружены диагностическими техноло-
гиями, которые позволяют определять не только признаки пре-
дельного состояния деталей, но и их остаточный срок службы. Ра-
ботники МПРВ подключены к отраслевой компьютерной сети.
что, в частности, позволяет в минимальные сроки выявить причи-
ну отказа и, если таковой является работник, с виновника выхода
из строя вагона с помощью «электронного» арбитража взыскать в
свою пользу штраф
И, что самое главное, необходимо, чтобы такая форма органи-
зации текущего ремонта серьезно не задевала бы интересы ни кли-
ентуры, ни движенцев, ни путейцев, а также ощутимо выгодна бы-
ла бы работникам ВХ.
Данная форма организации текущего ремонта вагонов позволяет
сконцентрировать существующее технологическое оборудо-
вание, разбросанное по паркам станции, на ремонтных позициях
МПРВ;
— устранить затраты времени н физических сил на переходы
ремонтников по территории станции;
— улучшить условия труда, уменьшить опасность травматизма
и профессиональных заболеваний, а значит, повысить привлека-
тельность труда вагонников благодаря решению этих социальных
задач;
— резко увеличить качество ремонтных операций,
— перейти на прогрессивную стратегию деповского ремонта,
т.е. на ремонт по фактическому техническому состоянию, о чем
подробнее будет идти речь в разд. 11.
10.6. Пути приближения к эталонной технологии
исполнения рассматриваемой функции ВХ
В середине 80-х гг. прошлого века канд. техн наук И.И. Хаба
разработал необходимые параметры технологии текущего ремонта
вагонов на сортировочных станциях, которая является приемле-
мым приближением описанной выше эталонной. Более того, эта
технология была успешно апробирована на нескольких крупных
сортировочных станциях, руководством МПС РФ предписывалось
администрациям железных дорог тиражировать ее на сети.
Однако там не спешили с выполнением этого указания. При-
чина — в столкновении интересов различных служб, участвующих
в реализации станционных процессов.
В самом деле, движенцы для внедрения в этом случае должны
выделить в постоянное пользование специализированные пути
для ошепочного ремонта вагонов, а у них свои трудности из-за
вечной нехватки станционных путей. С путейцами аналогичная
ситуация, им в случае перехода на новую технологию придется
подвергнуть реконструкции горочные парки станций: они должны
иметь так называемую шлюзовую конструкцию [46].
Итак, получается, что выгодно для вагонной службы, во вред
движенцам и путейцам.
Для успешного внедрения подобных разработок нужна другая
система мотивации работников транспорта. Более того, внедре-
нию на транспорте близких к эталонной технологий должна пред-
шествовать расчетная оценка алияния этих мероприятий на по-
требную мощность ремонтной базы, другие составляющие систе-
мы ремонта, уровень безопасности движения, нормативный срок
службы вагона ит. д. В части IV настоящего учебника эти вопросы
подробно рассмотрены.
10.7. Математические модели и алгоритмы
оптимизации параметров организации
исполнения второй функции ВХ
Как отмечено выше, основным условием внедрения эталонной
технологии исполнения второй функции ВХ является перенос ос
новных объемов работ по текущему ремонту на МПРВ. В связи с
этим рассмотрим четыре математические модели организации от-
цепочного ремонта вагонов. В основе трех из них лежат идеи и ме-
тоды теории массового обслуживания.
При разработке математической модели того или иного
объекта необходимо определиться с функцией, характеризующей
изменение его состояний во времени или (и) пространстве. На-
пример, в моделях динамики вагона в качестве таковой функции
выступает перемещение его центра тяжести х(г).
Далее нас будет интересовать не менее сложный объект — не-
большое ремонтное предприятие в виде механизированного
«пункта отцепочного ремонта (МПРВ). В качестве упомянутой
функции нам удобно принять целочисленную случайную функ-
цию — число неисправных вагонов, находящихся на терри-
тории МПРВ на момент времени /. Пока нам только известно.
что функция ^(t) характеризует состояние МПРВ в любой момент
времени /.
Если же в качестве объекта математического моделирования
рассматривать склад ремонтного предприятия, то в качестве слу-
чайной функции ^(1) удобно принять количество запасных частей
на складе на момент времени /. Эта функция характеризует состоя-
ние склада в любой момент времени /. Подобные рассуждения
справедливы для любого объекта моделирования.
Далее, сделав необходимые допущения и предположения с
учетом поставленной цели исследования, переходят к составле-
нию математических выражений относительно функции, харак-
теризующей изменение состояний объекта рассмотрения во вре-
мени. Для зтого инженер обычно использует готовую научную
теорию. В дисциплине «Динамика вагонов» опираются на ньюто-
новскую механику, а в нашем случае — на теорию массового
обслуживания.
Объектом теории массового обслуживания является так назы-
ваемая система массового обслуживания (СМО) — система, в ко-
торой обслуживаются идентичные заявки. Примеры СМО — мага-
зин, кабинет врача, театральная касса, пунктотцепочного ремонта
нт.п. Тогда под заявками понимают соответственно покупателей,
больных, зрителей, неисправные вагоны.
Итак, необходимо сделать принципиальный шаг — принять к
руководству постулат: «МПРВ есть СМО» или «склад есть СМО»
и т.п. Любая СМО имеет четыре характеристики: структуру СМО;
дисциплину обслуживания заявок; входяший поток; закон обслу-
живания.
Ниже будут сделаны допущения относительно двух последних
характеристик СМО.
Входящий поток представим в виде простейшего Пуассоновского:
P|vM = H = M? -е-У (10.7)
где под случайной функцией v(/) понимают число заявок, пришедших в
СМО за время С К — параметр входяшего потока.
В основе последней формулы лежат три гипотезы: ординар-
ности. отсутствия последействия и стационарности случайного
процесса v(7). Положив в формуле (10.7) к = 0, t = Af и разложив
в степенной ряд, имеем выражение'
I- ХДг + о(А/) (10.8)
вероятности того, что за время А/ в СМО не придет заявка. Здесь
Д/ « А
Закон обслуживания представим в виде показательного закона:
Р[х > Аг] = е^', (10.9)
где под случайной величиной т понимают продолжительность обслужи
вания заявки; ц — параметр закона обслуживания.
Проделав аналогичным образом операции, получим выраже-
ние для вероятности того, что за время А/ заявка в СМО не будет
обслужена:
1 цД/ + о(Д/).
Если же под обслуживанием находилось к заявок, то вероят-
ность того. что за время А/ ни одна из £ заявок не будет обслужена,
может быть подсчитана по формуле:
1 - кр.М + о(А/), (10 10)
где о(Дг) — бесконечно малая величина порядка А/.
Заметим, что величина Десть бесконечно малая порядка Ат, ес-
ли имеет место:
Оказывается, что из выражений (10.7) и (10.9) вытекают три ут-
верждения.
Утверждение 10.1. Функции p,(t) = = j) удовлетворяют
системе дифференциальных уравнений Колмогорова:
<1о.н)
где под РЛ(г) понимают вероятность события, состоящего в том. что в
момент времени t система находилась в состоянии А; двухиндексные
коэффициенты, под которыми понимают плотность условной вероятности
события, состоящего в том. что объект находится в состоянии / при усло-
вии, что в предшествующий момент времени он находился в состоянии к.
Это определение коэффициента akj можно сформулировать
математически:
« akjbt + о(Дг) = РЙ(/ + Дг) =j/l(t} = к}\ (10.12)
Р^Ы) = 1 + аи. Дг + о(ДГ) = PIW + ДГ) = АД(Г) = к}, (10. В)
где Pkp±f) — вероятность «перескока» системы из состояния А: в со-
стояние jза время Д/(переходная вероятность).
Утверждение 10.2. Если |А-Л > 1, то akj.ss 0.
Утверждение 10.3. X = — и ц = у,
где Т", — среднестатистическая периодичность поступления неисправных
вагонов в данный ПОР. Эта величина зависит от уровня надежности
вагонных конструкций и интенсивности движения поездов на участке
расположения ПОР; Г2 — среднестатистические затраты времени на об-
служивание заявки (на текущий ремонт)
10.7.1. Модель функционирования пункта
отцепочного ремонта
Пункт отцепочного ремонта (ПОР) является простейшим ре-
монтным предприятием ВХ, и на его примере желательно научить-
ся грамотно совершенствовать организацию производства. Путей
совершенствования работы любого предприятия много, необходи-
мо выбрать экономный. Для этого стараются обзавестись показа-
телем качества работы предприятия в виде некой формулы. Вывод
ее основан на построении и анализе математической модели этого
предприятия.
Отправным пунктом разработки модели ПОР является форму
лировка постулата: ПОР есть разновидность системы массового
обслуживания (СМО) Базируясь на методах теории массового об-
служивания (50) в [27J, приведена математическая модель ПОР
применительно к случаю, когда основные объемы работ по теку-
щему ремонту выполняются в безотцепочном варианте,
При этом дисциплина обслуживания предполагалась без по-
терь, т.е. обслуживание с ожиданием независимо от длины очере-
ди. Получены показатели качества этого ремонтного предприятия,
например формула вероятности того, что в наугад взятый момент
времени ремонтные бригады ПОР не работают:
и формула средней длительности ожидания ремонта неисправным
вагоном:
Т = —-—
°* Р(л-Р)'
где р = -; л — число комплексных ремонтных бригад на ПОР (число
каналов системы); В — вероятность того, что в наугад взятый момент вре-
мени все бригады заняты ремонтом [В = рп):
р=
(л- 1)!(л-р)’
Однако самым значимым результатом анализа этой простей-
шей модели ПОР является необходимое условие безавральной ра-
боты рассматриваемого предприятия:
А
лр
В самом деле, в нем наглядным образом сбалансированы харак-
теристики прочности вагонных конструкций (отражается величи-
ной X), параметры организации работ на предприятии (отражается
величинами п и ц), интенсивность движения поездов на участке,
где расположен ПОР (отражается величиной X).
Замечание 10.1. Получены показатели качества функционирования ПОР
Так, первый показательр0 является функцией трех аргументов, т_е. р0(п. р. К).
Как показано в [27], на значения этих аргументов следует наложить ограниче-
ния, при соблюдении которых выполняются соотношения: — < 1. Такие
значения К, р, и п называют допустимыми. Требуется найти такие допус-
тимые значения X, и. и п. при которых величина функции ра(л, р. К) дости-
гает своего минимума. Тем самым сформулирована задача на условный
экстремум
На самом деле, на территории любого ремонтного предприя-
тия имеется ограниченное количество мест для накопления не-
исправных вагонов (см. рис. 1.10). Пусть оно равно т. Если в мо-
мент отцепки неисправного вагона на территории ПОР уже нет
места для постановки его в очередь, то этот вагон пересылается на
Другую станцию, т.е. теряется заявка, а это считается браком в ра-
боте данного ПОР
Вероятность потери заявки может быть подсчитана по формуле:
Средняя длительность ожидания ремонта неисправным вагоном
В данной книге рассмотрим модель МПРВ, ориентированного
на эталонную технологию исполнения второй функции ВХ. Эта
модель отличается от первой. В самом деле, с переносом основных
объемов работ по текущему ремонту на специализированные пути
МПРВ можно значительно расширить список причин, по кото-
рым будут отцепляться вагоны в текущий ремонт. Вполне реальны
в этом случае ситуации, когда на МПРВ одновременно будут
поступать три-пять и более вагонов. Гипотеза ординарности, а
следовательно, и простейший пуассоновский поток (10 7) стано-
вятся неприемлемыми.
С учетом этого замечания приступаем к конкретизации упомя
нутых характеристик рассматриваемой разновидности СМО, т.е.
МПРВ.
1. Структура СМО: п каналов, т.е. одновременно может ремон-
тироваться не более п вагонов.
2. Дисциплина обслуживания: группы неисправных вагонов
(заявки) поступают на МПРВ, ставятся в ремонт по мере хода оче-
реди. а очередность ремонта вагонов в группах произвольная. Ви-
дим, что роль заявки здесь выполняет группа неисправных ваго-
нов, одновременно поступающих на МПРВ.
3. Входящий поток: на МПРВ в случайные моменты времени
fp t2, tn+l, tn+2,... поступает неординарный пуассоновский
поток неисправных вагонов, который задается формулой :
= Ч = 4F (10.14)
где число групп вагонов (заявок), поступающих на МПРВ за про-
межуток времени (0, г); X. — параметр потока.
Число неисправных вагонов в группе, поступившей на
МПРВ в момент времени /и, является случайной величиной с зако-
ном распределения:
Ли='‘1=Ф/> иол 5)
где гр, & 0 и 2 Ф,=1-
Промежутки времени х„= /я — (вЛ образуют последовательность
независимых случайных величин с функцией распределения
Р{хп < 0 = I - (ЮЛ6)
4. Закон обслуживания: согласно формуле (10.9).
Переходим теперь к выводу системы дифференциальных урав-
нений относительно функций
₽//) = тю=л.
где 5(0 — число неисправных вагонов, находящихся на территории
МПРВ на момент времени г. При этом л вагонов ремонтируются, а (у — л)
находятся в очереди на ремонт (если j > л).
Из ( ЮЛ 4) и (10.9) следует, что случайный процесс 5(0 является
марковским — процессом, описывающим явления без памяти, о
них говорят: будущее процесса не зависит от прошлого.
В этом случае функции р(Г) удовлетворяют системе диффе
ренииальных уравнений (10.11). Представим их в привычном для
нас виде, учитывая утверждение 10.2:
Р = ОооРоСО "* flio₽iW»
₽',(/) = О0| р0(1} + Дц P|(r) + ojiPjG);
Р'#> = р,(0 + л2г₽2(0 + anp2{t)-,
p'j(i) = o2Jp,(f) + fl33p3W + a4Jptf); ‘ " 1
p'j( fi = aj_ljpl_,(/) + av!p/ (/) + +,. j Pj+1(0;
1Я Вагонноа жаьайство
289
Согласно принятой дисциплине обслуживания, в этой системе
бесконечное число дифференциальных уравнений.
Ее следует дополнить начальными условиями:
р0(О) = до; р,(0) = д1; р2(0) = о2; р3(0) = а2
(10.18)
где а, — известные для нас величины
Кроме того, согласно формуле полной вероятности искомые
функции pf (/) удовлетворяют так называемому условию норми
ровки:
/-С
(10.19)
Отметим, что выражения (10.17), (10.18) и (10.19) составляют
математическую модель функционирования МПРВ.
Наша ближайшая задача состоит в том, чтобы выразить коэф-
фициенты системы (10.17) через параметры X и ц, которые не-
трудно определить по данным эксплуатационных наблюдений
(утверждение 10.3). Методика решения этой задачи подробно по-
яснена в [27]
Так как поток поступления на МПРВ групп неисправных ваго-
нов заявок предполагается пуассоновским, то согласно выраже-
нию (10.14) имеем:
I I 7Л1 + о(ДГ), если к =0;
2‘{т(ДГ)-Ц-|>-Л' + о<Л'! еслиЛ —I; (10.20)
| о(Дг), если к > I.
Эта формула совпадаете той, которая была справедлива для слу-
чая, когда заявкой был один вагон.
Вероятность того, что за время Д/ один вагон не будет обслу-
жен, определяется по формуле (10 10) Из принятых предположе-
ний вытекает выражение для переходных вероятностей (10.12);
Л,(й') =
Хф *Д/ + о(Д/) при /> к\
I - (X + £и)Дг + о(Лг) при к =j < л;
I - (X + пи)дг + о(Дг) при k=j^ п;
Ар Аг + о(Д/) при j = к — 1; к < л;
ииД/ + о(ДГ) при j = к — 1; к > п;
о(Ы) при/ < к - 1.
Теперь все готово, чтобы определить коэффициенты системы
(10.17). Приведем ход рассуждений при определении некоторых из
них, начнем с
Во-первых, надо выписать в терминах математических симво-
лов определение коэффициента akJ применительно к ат. Так как
мы имеем дело с коэффициентом с одинаковыми индексами, то
достаточно для этого просто воспользоваться выражением (10.13):
1 + о00Д/ + о(Д/) = Р{[Ц1 + Д/) = 0]/[£(/) = 0]} =... (10.22)
Напоминаем, что правую часть последнего выражения мы до-
говорились обозначать через /^(Д/), он» определяет переходную
вероятность.
Во-вторых, следует ответить на вопрос: какие два события А и
В должны одновременно произойти за время Л/, чтобы произошло
событие, означенное в фигурных скобках последнего выражения.
Если мы укажем эти события, то правая часть указанного выраже-
ния будет равна Р(А Г) В}. Нетрудно при желании сообразить:
А = {за время Дг на МПРВ не пришел неисправный вагон};
В= {за время Д/ на МПРВ вагон не отремонтирован}.
Местоположение отрезка времени Д/ показано на рис. 10.1.
Видим, что эти события независимы, и по теореме умножения
вероятностей
Р{А П В}= Р{/!} Р{В}.
В-третьих, надо выписать, чему равны Р{/} и P{fi} Согласно
выражению (10.20):
Р[А}= 1 -ХД/ + о(Д/),
а Р[В\ = 1,т.к. на момент времени / (см. рис.10.1) на МПРВ по ус-
ловию не было вагонов. Поэтому мы точно знаем, что событие В
произойдет.
Рис. 10.1. К определению коэффициентов
Теперь можем написать, чему равна первая часть выражения
(10.22):
... = II - ХА/ + о(Л/)| • 1. (10.23)
И, наконец, в-четвертых, следует воспользоваться методом не-
определенных коэффициентов и, задавшись вопросом, чему надо
положить равным ат, чтобы трехчлен в формуле (10.22) был бы тож-
дественно равен трехчлену (10.23), выписать выражение для oDD:
°ос “ —
Зададим для определенности и = 5 и найдем теперь а22, разбив
процесс решения на четыре этапа.
1)1+ д22Д/ ч- о(Дг) = Р([|(г + Д/) = 2|/№(/) = 2]} =...
2) А = {за время А/ на МПРВ не пришел неисправный вагон);
В = {за время А/ на МПРВ ни одни из двух вагонов ие обслужен):
F{/1} = 1 -X- д/+ о(Дг).
Согласно выражению (10.10) имеем:
Р{В}= 1 - 2ц А/ + о(Дг).
3) ... = [ 1 - X АГ + о(Д/)] • [I - 2|1 * Дг + о(Д/)) = ..
При перемножении этих трехчленов надо помнить правила
действия над бесконечно малыми:
а) М' о(Д/) = где М любое конечное число;
б) о(Аг) + о(Дг) + ...= о(Д/);
в) Д/-Дг=о(Дг);
г) М± о(Аг) = М.
Тогда, продолжая цепочку равенств, имеем:
...= 1 — (X + 2ц) -Д/ + о(ДГ).
4) Выписываем результат:
а22 = - (X + 2р.)-
Найдем, наконец, соответствующее выражение для д34.
1) ом- ДГ + О(ДГ) - + АГ) = 4]/[£(/) = 3]} =...
2) А = {за время А/ на МПРВ пришла одна группа неисправных
вагонов);
В = {за время А/ на МПРВ ни один из трех неисправных
вагонов не был отремонтирован).
Замечание 10.2. Число неисправных вагонов в группе С является случай-
Этот закон распределения может быть идентифицирован на основе специ-
ально организованных эксплуатационных наблюдений
Согласно формулам (10.20) и (10.10) имеем:
РМ} = |К- Д/+0(Дг)|; Р{В} = [1 -Зр -Д/+0(Д/)].
3) ..Р{А\ P{fl} = <j>_A.V ДГ + О(ДГ).
что объясняется соотношением (10 21).
4) С учетом замечания 10.2 получаем:
°34Рз(^ = ^2 «/-«АДО
В результате получим следующую систему дифференциальных
уравнений:
Pq(0- -МоИ + HP1W; (10.24)
(х+ур)ем+и+он/’>+|(г)при><";
p'i (/) = к у. Фу _ spslf) - (к+ лр) pjf) + ярpi +1(Л при/ > п.
Как следует из математической теории марковских случайных
процессов, при условии
X а < яр, (10.25)
гдеа= Syty
финальные распределения
₽А=
независящие от начального состояния системы {£(о) =/„}, сущест-
вуют и удовлетворяют системе алгебраических уравнений:
-хро+рр| = О;
. + =Опри/<л; (10.26)
X 2 Фу-jA — (1+ ЛН) Р,i+ nU-Pj +1 = 0 при j п.
Сюда надо добавить условие нормировки’
Ё|>-1. <10.27)
J-0 г
Условие (10.25) исключает возможность неограниченного на-
копления неисправных вагонов на МПРВ, т.е. является условием
безавральной работы данного ремонтного предприятия Уже этот
результат оправдывает затраты труда и средств на разработку рас-
сматриваемой модели и формирование необходимой базы исход-
ных данных.
Больше того, систему алгебраических уравнений (10.26), опи-
раясь на выражение (10.27), можно решить и получить искомые
неизвестные р0, р2, р3,..., Pj-., где Pj — вероятность того, что в на-
угад взятый момент времени на территории М П РВ находится j не-
исправных вагонов.
Например, подр„ понимают вероятность того, что в наугад взя-
тый момент все «и» ремонтных бригад работают и ни один вагон
не простаивает в очереди
Возникает задача: найти такие значения параметров МПРВ л
(число бригад) и ц (обратная величина усредненных затрат времени
на отцепочный ремонт), чтобы при заданном X (число пар поездов,
проходящих данную станцию) свести к максимуму вероятность р„.
Рассмотренная модель позволяет решать такие задачи на этапе
проектирования новых и модернизации старых М ПРВ.
10.7.2. Критерий оптимального размещения МПРВ
на крупном полигоне эксплуатации грузовых вагонов
Задачи оптимального размещения ремонтных предприятий
на сети неоднократно ставились в отраслевой печати, особенно
15—25 лет назад.
С появлением в последние годы отраслевых информационных
технологий (в рамках системы ДИСПАРК) открываются новые
перспективы разрешения этой задачи по отношению предприятий
по отцепочному ремонту. Тем более, это соответствует описанной
выше (п. 10.5) идее эталонной технологии исполнения второй
функции ВХ. Более того, как будет показано в разд. 11, эта задача
имеет непосредственное отношение к решению вопроса о перехо-
де на новую стратегию деповского ремонта — ремонту по фактиче-
скому техническому состоянию.
Заметим, что приведенные рассуждения, в основном, ориенти-
рованы на так называемые двумерные полигоны эксплуатации ва-
гонов, например, в Европейской части России, и, в частности,
скажем, в пределах Московской железной дороги.
Пусть X — сеть железных дорог рассматриваемого полигона
эксплуатации грузовых вагонов. Разобьем ее на п частей и обозна-
чим их через Л(, К-,, .... Кп. Каждую зону К; должен обслуживать
свой МПРВ, обозначим его Н-. Причем будем предполагать, что
качество текущего ремонта на всех ремонтных предприятиях по-
лигона примерно одинаково.
Пусть на все эти линейные предприятия полигона поступают
неисправные вагоны, образующие во времени поток типа (10.7)
Причем каждый отдельный отказ вагона характеризуется не
только моментом времени / своего появления (точнее — обнару-
жения), но и координатами местоположения отказавшего вагона
(хр х2)ЕЛ"на рассматриваемом полигоне железных дорог.
Распределение координат расположения обнаруженных не
исправных вагонов на этом полигоне случайно, н пусть оно зада
егся плотностью вероятностей/(х), где х =(х„ л2>-
Располагая данными об отцепках вагонов на рассматриваемом
полигоне, которые поступают в ГВЦ МПС в рамках функциони-
рования системы централизованного пономерного учета грузовых
вагонов, не составляет принципиальных трудностей получить ма-
тематическое выражение этой функции с наперед заданной по
грешностью.
Итак, на языке теории массового обслуживания заявка есть
(г. х), т.е. отказавший вагон, характеризуется моментом обнаруже-
ния /отказа и местом нахождения вагона на момент обнаружения
этого отказа х = (х„ х2).
Если х G Kf, то этот неисправный вагон должен быть отремон-
тирован только на МПРВ с номером Hj
Обозначим вероятность этого события через Р(у), где у -
интенсивность потока неисправных вагонов (/, х) при установив-
шемся режиме работы ремонтных предприятий. Другими словами,
речь идет о вероятности события {xG К}, которая и равна f\y).
В каждом конкретном случае функцию Р(у) можно либо опре
делить аналитически, либо оценить численным методом.
Обозначим через
р(К) = ff /(*1, хг) dx^ (10.28)
долю неисправных вагонов, обнаруженных в зоне Л} за определен-
ный промежуток времени
Тогда МПРВ с номером //обслуживает поток неисправных ва
гонов (10.7) с параметром
Ху=Хр(^). (10.29)
Используя независимость функционирования механизирован-
ных пунктов отцепочного ремонта (МПРВ), получим выражение
для вероятности потери требования в зоне Kf с координатами
х= (xj,x2):
а*>-Пи-рад1'''1'1, <10.30)
[1 прих€£;
ррих^..
Выражение (10.30) есть вероятность события, состоящего в том,
что неисправный вагон, обнаруженный в точке xG^, по каким-ли-
бо причинам не будет отремонтирован на МПРВ с номером Н..
Положив
«(z) = 1п( 1 Az)),
выражение (10.30) приведем к виду:
Q(x) *= ехр[ - )UK/ <*)]• (10.31)
Отсюда следует, что среднее число N(Klt К2. К„) неотремон-
тированных за единицу времени (за сутки) вагонов на всем рас-
сматриваемом полигоне сети определяется выражением:
К2,..., К„) =Х JJ Q(xH х2) Лхь хгу dxtdx2. (10.32)
хЕХ
Задача состоит в таком выборе зон Klf К2, , Кп, а значит, и в
таком размещении МПРВ с номерами Н,, Н2.....Нп> при котором
функционал (10.32) был бы минимальным;
M^i, К1...К„) - min. (10.33)
Таким образом, выражение (10.33) есть критерий оптимального
размещения механизированных пунктов отцепочного ремонта на
полигоне эксплуатации грузовых вагонов.
10.7.3. Математическая модель оперативного управления
текущим отцепочным ремонтом грузовых вагонов
на крупном полигоне эксплуатации
Под оперативным управлением будем понимать процесс орга-
низации и реализации совокупности целенаправленных воздейст-
вий на объект для его удержания в номинальном режиме функци-
онирования. Определимся сначала с объектом управления.
Существует ряд руководящих отраслевых материалов по
технологии и организации отцепочного текущего ремонта, и глав-
ным из них является «Типовой технологический процесс работы
ПТО вагонов» (М.: Транспорт, 1988). В этом случае по умолчанию
предполагается, что, во-первых, на станции, где обнаружен отказ,
расположен пункт отцепочного ремонта. Во-вторых, имеются на
рассматриваемый момент соответствующие ресурсы (свободная
бригада ремонтников, имеющая нужный остаток рабочего
времени, запасные части и материалы соответственной номенкла-
туры) для своевременного и качественного ремонта.
Если же на данной станции нет возможности отремонтировать
вагон, то на него выписывается так называемый сопроводитель-
ный листок формы ВУ-26 в двух экземплярах на пересылку неисп-
равного вагона на станцию, где возможен ремонт.
Нередко, однако, по прибытии на станцию, где есть пункт от-
цепочного ремонта (МПРВ), обнаруживается, что в наличии не
имеются упомянутые ресурсы для своевременного и качественно-
го ремонта неисправного вагона. В силу указанных причин время
нахождения вагона вне использования в перевозочном процессе в
среднем в 8—10 раз превышает норматив, равный (3—3,5) ч. Да и ка-
чество отцепочного ремонта страдает; правда, количественно от-
разить ухудшение качества труднее, т.к. нет тут ясного норматива
Поэтому в качестве объекта управления предлагается рассмот-
реть сеть пунктов отцепочных ремонтов крупного полигона экс-
плуатации грузовых вагонов. В этом случае появляются дополни
тельные возможности маневра в смысле использования перечис-
ленных выше ресурсов ремонтных предприятий. Кроме того, по-
являются качественно новые возможности контроля за расходом
по прямому назначению этих ресурсов.
Словесная постановка задачи. Будем учитывать тот факт, что в
настоящее время запущена в эксплуатацию отраслевая система
Центрвлизованного пономерного учета грузовых вагонов, в рам-
ках функционирования которой основные сведения из уведомле-
ний типа ВУ-23 (об отцепке вагона в ремонт) и ВУ-36 (об оконча-
нии ремонта) передаются по специальным каналам связи в ГВЦ
МПС Россини И ВЦ соответствующей дороги.
Пусть рассматриваемый полигон эксплуатации имеет т стан-
ций, на п из которых (т>п) находятся пункты отцепочного ремон-
та (ПОР) разновидности, скажем, МПРВ. Все ПОР в технологиче-
ском плане подчинены диспетчеру, автоматизированное рабочее
место (АРМ) которого находится в информационно-вычислитель-
ном (ИВЦ) центре дороги.
Тем самым диспетчер без затрат времени и материальных
средста может быть связан устойчивой двухсторонней связью со
всеми станциями рассматриваемого полигона В свою очередь, ва
гонники каждой станции имеют возможность дистанционно вво-
дить, накапливать и постоянно обновлять в банке данных диспет-
чера (Д) следующую информацию:
— о наличии запасных частей и материалов на каждом из п
ПОР, а также о ресурсе (оставшегося до окончания смены) рабо-
чего времени каждой бригады этого ПОР;
— о типе отказа, требуемом объеме ремонта, а значит, необхо
димых материалах и запасных частях, потребном рабочем времени
ремонта и т.п.
Поступающие в адрес Д сведения об отказах вагонов будем в
дальнейшем называть заказами.
В рамках предлагаемой формы организации текущего ремонта
осмотрщик вагонов при обнаружении вагона, требующего отцепоч-
ного ремонта, с помошью терминального оборудования заносит в
банк данных Д сведения о моменте обнаружения, шифр отказа и
сведения о необходимых затратах живого труда, чел.-час, запасных
частях и материалах. Поскольку система централизованного ионо-
мерного учета вагонов работает в реальном масштабе времени, то
упомянутые сведения (заказ) появляются на экране дисплея, за
которым сидит диспетчер.
Аналогичным образом происходит формирование заказов на
других станциях рассматриваемого полигона, которые также пере-
сылаются в адрес Д, вернее в банк данных Д, где они упорядочива-
ются во времени.
Задача диспетчера: распределить оптимальным образом очеред-
ной заказ, т.е. для неисправного вагона определить номер ПОР и
номер бригады этого ПОР, которая должна отремонтировать вагон.
Математическая формулировка задачи. Введем в рассмотрение
следующее:
J— множество ремонтных работ, выполняемых на ПОР поли-
гона, а черезj обозначим элемент этого множества;
Kij] — множество деталей, необходимых для выполнения ра-
бот/-того типа;
«^. — потребность в /с-х деталях (А: ЕЙГ(/)) при выполнении ре-
монтных работ j-го типа;
aik — запас Ar-х деталей на /-м ПОР в текущий момент времени
(»= I, п), (k = I, К), где К — общее число деталей;
Lj— количество бригад на i-м ПОР;
Т,— остаточный ресурс времени в текущий момент времени у
/-й бригады (/ Е (/ = 1, и );
т.-— норматив времени для выполненияj-й ремонтной работы
Будем считать, что диспетчер выполнил заказ на отцепочный
ремонт, если для него определены номер r-го ПОР и номер /-й
бригады этого ПОР. которая должна отремонтировать данный ва-
гон (/е L —
Другими словами, диспетчер каждому неисправному вагону
должен указать адрес (т.е. номер ПОР и номер его бригады), где
его должны обслужить. Однако может случиться, что адреса, где
готовы качественно и своевременно отремонтировать вагон, не су
шествует в рассматриваемый момент времени.
Стало быть, переменная искомой оптимизационной задачи
должна быть по своему характеру бинарной, т.е. двухзначной, за-
висящей от двух индексов:
11, если заказ распределен на i-м ПОР
для /-й его бригады;
О — в противном случае.
(10.34)
Тогда любой заказ хЛ должен удовлетворять следующим усло-
виям:
2
2 Xv i.
(10.35)
(10.36)
(10.37)
Условие (10.35) обеспечивает такое размещение заказа, т.е. та-
кого номера i ПОР, при котором данная ремонтная работа обеспе-
чена необходимыми деталями на данном ПОР
Неравенство (10.36) гарантирует выбор такой бригады обслу-
живания, которая имеет необходимый ресурс времени до оконча-
ния смены.
Равенство (10.37) обеспечивает распределение заказа только на
одну бригаду. В совокупности выражения (10.35)—(10.37) опреде-
ляют множество X допустимых решений хк размерности L. Воз-
можны две ситуации: либо множество X пусто, либо непусто.
В первом случае /-я работа по поступившему заказу не может быть
выполнена в пределах данного отрезка времени — либо из-за от-
сутствия деталей на всех ПОР, либо из-за отсутствия свободных
бригад. Во второй ситуации может оказаться, что существует целое
множество вариантов размещения данного заказа. Тогда появляет-
ся необходимость в выборе одного, оптимального в смысле неко-
торого критерия качества.
Можно предложить разнообразные критерии качества разме-
щения заказа на ремонтные работы. Одни из них отражают инте-
ресы служб, использующих вагоны по назначению (служба пере-
возок), другие — интересы вагонной службы.
В первом случае в качестве критерия можно взять минимум
расстояния от пункта обнаружения отказа до того ПОР, на кото-
ром заказ размещен:
дЧлс,,-) X x,f-*min. (10.38)
«-1 leL
где — расстояние от пункта обнаружения неисправного вагона до f-ro ПОР.
Итак, мы готовы к математической формулировке задачи.
Из всего множества допустимых вариантов размещения зака-
зов на отцепочный ремонт, т.е. из множества допустимых перемен-
ных xti, останавливаемся на том варианте, на котором функция
<p(x/z) достигает минимума.
Под допустимым вариантом размещения заказа xti понимается
тот, который удовлетворяет условиям (10.35), (10.36) и (10.37).
Можно предложить критерий, отражающий интересы вагон-
ной службы, например, в части обеспечения выравнивания во вре-
мени показателей выполнения плана работ ремонтных предприя-
тий рассматриваемого полигона.
Обозначим через с, план реализации ремонтных работ для г-го
ПОР на некоторый период времени, руб.; Р — стоимость работ
/-го вида, руб.
Тогда в качестве искомого критерия размещения заказа на ре-
монт принимается:
min max — Р.xfl(10.39)
I '/el. 1
Дадим пояснения указанным выше элементам исходных дан-
ных на конкретном примере.
Перечень повреждений и отказов, по которым вагон должен
быть отцеплен в текущий ремонт, приведен в [47]. Тем самым
представляется возможным определиться с множеством работ J.
В данном случае их 12;т.е. j = 1,12 (табл. 10.2)
В [47] описаны технологии выполнения этих работ, где указан
перечень необходимых запасных частей и материалов (табл. 10.3)
Множество / ремонтных работ
j Наименование работ j Наименование работ
1 Устранение сдвига кузовов 7 Замена пятников
2 Течь баков и сливных приборов 8 Замена тягового хомута
3 Ремонт крыши 9 Замена корпуса автосцепки
4 Ремонт стоек кузова полувагона 10 Замена триангеля
5 Замена колесных пар 11 Замена тормозных колодок
6 Замена подрсссорных балок 12 Замена воздухораспределителя
Таблица 10.3
Множество K(j) деталей, необходимых для работ /-го типа
J Л'ОЭ Состав K(f)
1 Материалы и запасные части не нужны
2 Электроды, прокладки, шплинты к = 1,2.3; кеКЦ = 3
3 Доски, гвозди, листовое железо, фанера *=1,4.Ле*13) = 4
4 Электроды, металлический лист * = l,2;*rej«4>-2
5 Колесные пары к = l;*e«5>= 1
б Надрессорная балка К(6) = 1
7 Пятники,болты *Te*j7) = 2
8 Тяговый хомут *e6«8)- 1
9 Корпус автосцепки, болты М20 х 140 для креп- ления клина тягового хомута, шайбы, шплинты *,ек(9) = 4
10 Триангель, шплинты, шайбы *|0е«ю) = з
11 Тормозная колодка, чека *(|е*Ц|) = 2
12 Магистральная часть воздухораспределителя с переключателем равнинного и гарного режимов, главная часть воздухораспределителя с отпуск- ным клапаном *,,е*’(|2) = 2
Нумерация запасных частей и материалов
к ' 1 2 1 3 4 4 6|7 8 J 9 10 и 12 13 14
*(2)=3 *(3)=4 К(4) *(5) *(6) *(7) *(8)
к IS | 16 | 17 | 18 19 | 20 | 21 22 | 23 24 25
КЦ) *(9)-4 /Г(10) *(Н)=2 *(12)
Перенумеруем потребные для ремонта запасные части (табл. 10.4).
Пусть на исследуемом полигоне эксплуатации грузовых ваго-
нов находится 36 станций, на которых происходит контроль тех-
нического состояния вагонов и на 14 из которых имеются ПОР
(/и= 36; л = 14). С I по 14 включительно присвоим номера пунк-
там отцепочного ремонта (ПОР), а следующие тем станциям,
где нет ПОР При этом должны быть указаны координаты каждой
станции на полигоне.
Замечание 10.3. Решив задачу (10.33), можно найти оптимальные коорди-
наты каждой из 14 ПОР. Они, конечно же, будут отличаться от ныне сущест-
вующих координат местоположения пунктов отцепочного ремонта на поли-
гоне. В качестве меры упомянутого отклонения рекомендуется использовать
модуль разницы в значениях функционала (10.32) при существующих и опти-
мальных координатах размещения пунктов отцепочного ремонта на исследуе-
мом полигоне эксплуатации грузовых вагонов.
Пронумеруем все бригады ремонтников на рассматриваемом
полигоне эксплуатации (табл. 10.5), где количество бригад на
Лм ПОР
Таблица 10.5
Нумерация бригад ремонтников
1 '1Ф 4 5 6 'Is 5 10 II 12 13 14 13 16 17 | 18 | 19
L, 1,-3 А»=2 А,=4 А4 А5=2 А.=3 А,
1 20|21|22 23 24 25 26127 28 29 30 31 32 133
L, £,=4 £|0=2 А„=2 £(2=2 i-3 Лн=3
Норматив времени на ремонты, ч
j ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
X, X. х. т. т. х5 т. X, та т, тю *Н
В целом на полигоне работает L = У £, = 33 бригады ремонт-
ников.
Нормы времени на выполнение работ указаны в табл. 10.6.
Выше были представлены массивы постоянной исходной ин-
формации к рассматриваемой задаче.
Настала пора представить меняющуюся в реальном масштабе
времени информацию, а именно ой(Г) — запас к-х деталей (см.
табл. 10.4) в текущий момент времени t на г-м ПОР и Г,(г) — оста-
точный ресурс времени в текущий момент времени / у /-й бригады
(см. табл. 10.5).
Матрица запаса деталей и материалов на рассматриваемом по-
лигоне эксплуатации грузовых вагонов в произвольный момент
времени / имеет вид:
(10.40)
Диспетчер должен иметь под руками постоянно изменяющую-
ся в реальном времени матрицу (сй) и ресурс времени у каждой
бригады (табл. 10.7).
Конкретизируем теперь величину xti, относительно которой
сформулирована задача на условный экстремум (10.35)—(10.38).
Таблица 10.7
Ресурс рабочего времени бригад ПОР
1 1 2 3 4 31 32 33
Т, Г, Л Л Л Т„ Ъг Лэ
Если множество этих величин X непусто, то пол хь следует по-
нимать возможный адрес, по которому следует отправить отказав-
ший вагон в текущий ремонт:
10.7.4. Расчетное обоснование неснижаемого
оборотного фонда запасных частей
Данная задача решается в два этапа.
1. Построение математической модели функционирования ли-
бо склада ремонтного предприятия, либо центрального склада до-
роги, либо некой центральной базы отраслевого уровня
2. Оптимизация неснижаемого оборотного фонда запасных
частей.
Модель функционирования склада Полагаем, что склад есть
СМО. За этим должно следовать стандартное описание данной
разновидности СМО.
20 Вагонное хозпйстио 305
1. Структура СМО: Мканалов. Иными словами, предполагаем,
что на складе имеется М «полочек», на каждой из которых может
разместиться только одна деталь.
2. Дисциплина обслуживания: с потерями, с ограниченной
очередью, с приоритетом в критической ситуации. Другими слова-
ми, по первому требованию мастера ПТО запасная часть изымает-
ся со склада, если на данный момент на складе имеется хотя бы
одна такая деталь. Пополнение склада осуществляется партиями
двух видов — мвлого и большого объема.
Количество деталей в пакете мвлого объема обозначим через к,
а в пакете большого объема через V. Работник склада подаст за-
явку в вышестоящую снабженческую организацию (см. разд. 2) на
пополнение запасов склада всякий раз, как только освобождается
количество полочек, равное числу к. Через случайное время т этот
заказ удовлетворяется. Если время т большое, то за это время в ре-
монт может уйти еше А: деталей Тогда на столе чиновника выше-
стоящей снабженческой организации появится еше одна заявка
Если снабжение организовано плохо, то возможна ситуация,
когда на столе чиновника будет целая гора неудовлетворенных
заявок на пополнение запасов склада, в то время как на складе по-
чти ничего не осталось — все ушло в ремонт. Вполне возможно со-
бытие, что наступит момент, когда со склада уйдет в ремонт по-
следняя деталь. В этот же момент времени работник склада подает
заявку, как и положено, в вышестоящую организацию, но не на
пакет малого объема, а на пакет большого объема. В результате на
столе у чиновника вышестоящей организации будет л = (М/к) зая
вок на пакеты малого объема и одна заявка на пакет большого
объема (договоримся, что в нем будет М = (я—1)А шт. деталей). По-
ложение с ремонтным производством критическое, предприятие
на грани остановки. Надо предпринимать экстренные меры с тем,
чтобы в один прием как можно дальше «отпрыгнуть» от опасной
черты. Поэтому в дисциплине обслуживания предусмотрено сле-
дующее правило приоритета в критической ситуации.
В момент, когда со склада ушла в ремонт последняя деталь, в
адрес вышестоящей организации работник склада подает заявку
на пакет большого объема, а чиновник этой организации обязан
удовлетворить (через случайное время т) именно эту заявку, а не
одну из п = (М/к) заявок на пакеты малого объема, лежащих на его
столе.
3. Входяший поток: простейший пуассоновский поток. Иными
словами, на склад с интенсивностью к поступают требования на
изъятие запасных деталей в ремонт. Вероятность того, что со скла-
да за промежуток времени (о, f) будет изъято в ремонт ровно т де-
талей, определяется как:
Р Ml) - т> = (1 0.42)
где поп случайной функцией v(r) понимают число запасных частей, изъя-
тых со склада за время /.
Нас будет интересовать упомянутый процесс, (т.е. v(0), на доста-
точно малом интервале времени (Г, г + Лг). Тогда, согласно аксиоме
ординарности, лежащей в основе выражения (10.42) и с учетом
разложения е-1- Л' в степенной ряд, можем выписать выражение
для вероятности события, состоящего в том, что за время Дг со
склада в ремонт не уйдет ни одна деталь:
I — К Д/+ о(Дг), (10.43)
а вероятность противоположного события
Х-Д/+с(ДГ). (10.44)
4. Закон обслуживания: экспоненциальный. Под обслуживанием
заявок понимается работа по пополнению запасов склада. Обозна-
чим через случайную величинут продолжительность времени на
удовлетворение чиновником вышестоящей снабженческой орга-
низации заявки на пополнение запасов склада, поданной работни-
ком склада.
Задать закон обслуживания — значит определиться с законом
распределения случайной величины т. В данном случае в качестве
упомянутого закона примем экспоненциальный. Тогда вероят-
ность события, состоящего в том, что за время г заявка не будет об-
служена чиновником, может быть вычислена по формуле:
P{t>r} = ev',
(1045)
где р — параметр закона обслуживания
Предположим, что на столе чиновника вышестоящей снаб-
женческой организации на момент времени / (см. рис. 10.1) нахо-
дится, скажем, три заявки. Тогда нам необходимо написать выра-
жение для вероятности того, что за достаточно малый промежуток
времени Д/ (по сравнению с отрезком (0, 0) ни одна из трех заявок
не будет обслужена (удовлетворена) чиновником. Для этого вве
дем в рассмотрение случайную величину
и = min(Tj, т2, т3), (10.46)
где тр т,, т3 — независимые и одинаково распределенные, согласно
уравнению (10.45) случайные величины. При этом т, — продолжитель-
ность обслуживания г-й заявки (г = 1,2,3).
Выразим функцию распределения F(&f) случайной величины и
через законы распределения случайных величин трт2>т3:
Т(Д0 = Р{и< ДО = 1 Р{и >М}= 1 - /’{mm (т„т,,т3) >Д/| =
= I — P{(Tj > ДО П (т2> ДО П (т3> Д/)} = ...
Действительно, если min(T|, т2, т3) > f, то и подавно каждая
из величин Тр т2, т3 в отдельности больше /. Далее, поскольку тр т2,
т3 — независимые случайные величины, то по теореме умножения
вероятности можем продолжить цепочку равенств следующим об-
разом:
...= 1 - Дт, > Д/} - Р{х2 > А/} Р(т3 > Д/} =
«|-?;(Л0-г2(Л0-
где F| (А/) = I — /<(Д1) — вероятность того, что за время Д/г-я заявка не бу-
дет обслужена; Р{и > Д/} — вероятность того, что за время Д/ ни одна из
трех заявок не будет обслужена (удовлетворена) чиновником.
Таким образом:
Р {и > &} = F, (ДО • F, (ДО- Р3 (ДО = -
согласно формуле (10.45) получаем окончательно искомое выра-
жение:
... = в'1 • е '' е* .
Если ц, = ц, = |ij= ц, то
Р{(7 > Лг} = е-’‘'й’. (10.47)
Разложив правую часть последнего выражения в степенной
ряд, получим в нужной нам форме вероятность того, что за время
Дг ни одна из трех заявок, лежащих на момент времени / (см. рис.
10.1) на столе чиновника, не будет им удовлетворена:
I -Зр- Д/ + о(Д/), (10.48)
а вероятность противоположного события:
3[ЛД/ + о(Дг). (10.49)
Понятно, данная формула годится для любого числа т заявок,
лежащих на момент времени t на столе чиновника:
1 - ти - Д/ + о(Д/); (10 50)
тцЛ/ + о(Дг). (10.51)
Состояние склада в любой момент времени будем характеризо-
вать с помощью случайной функции £(/) — число запасных дета-
лей на складе на момент времени г.
Благодаря принятым предположениям относительно входяще-
го потока (10.42) и закону обслуживания (10.45), случайный про-
цесс §(|) является марковским. Тогда функции р.(г), равные
/ЧВД-Л.
удовлетворяют системе дифференциальных уравнений Колмого-
рова (10.11), где под pz(/) в данном случае следует понимать веро
ятность того, что в момент времени f на складе находится ровно j
запасных деталей.
Поэтому справедливы утверждения (10.2) и (10.3). только надо
уточнить содержание Т\ и
Т| — среднестатическая периодичность изъятия запасных дета-
лей из склада в ремонт;
Тг — среднестатические затраты времени на обслуживание за-
явки кладовщика в адрес чиновника.
Выше, при рассмотрении модели пункта отцепочного ремонта
для представления системы дифференциальных уравнений Кол-
могорова (10 11) в привычном виде (10.17), достаточно было вос-
пользоваться утверждением 10.2. Ввиду пакетного пополнения за-
пасов склада этого недостаточно для представления (10.11) в при-
вычном виде.
Итак, первым ключевым моментом в методике решения постав-
ленной задачи является правильная запись системы уравнений
(10.11) в привычном виде при различных значениях индекса j, ко-
торый принимает значения: 0,1,2,3,...,М.
С помощью рис. 10.2 приведем рассуждения, на основании ко-
торых выпишем систему уравнений (10.11) в искомой форме.
Как видно из рис. 10.2, для любого момента времени выполня-
ется условие баланса: и+1=п — емкость склада в пакетах.
Достаточно выписать дифференцированные уравнения для j,
равных М, N и 0, а также для j, принадлежащим промежуткам:
(N, М)\ (0, Л]; ((« — 2)fc), (л — 1 )к) и (ik, (i +1 )Л], где / = I, и - 3. Ука-
занные точки, открытые и полуоткрытые интервалы показаны на
рис. 10.2.
Согласно выражению (10.11) выпишем сначала уравнение при
j= М. Возможны два события:
а) в момент г система (склад) находилась в состоянии W (т.е. на
складе было Nдеталей) и за время Л/ она перескочила в состояние
М (т.е. за время АГ чиновником была удовлетворена заявка на по-
полнение запасов склада пакетом малого объема, а в нем к штук
Рис 10.2 Мнемоническая схема к получению системы (10 59»:
/ — количество деталей на складе, шт.; и — число пакетов на складе (в том числе
и неполных); 1 — число заявок (на пополнение запасов склада) на столе НОДХ
(чиновника)
деталей). Помним: N = (n—\)k и М = пк, где л — вместимость
склада в пакетах;
б) в момент t система находилась в состоянии М и за время А/
не изменила своего состояния (см. рис. 10.2).
Поэтому в правой части выражения (10.11) сохраняются толь-
ко слагаемые с коэффициентами aNMvt аМЛ1. Тем самым мы готовы
выписать первое дифференцированное уравнение:
Рм(') = oNMpN(t) +aMMpu{f). (10.52)
Теперь выпишем уравнение при (МИ). Возможны три сле-
дующих события:
а) в момент времени г система находилась в состоянии (/ - к),
что показано на рис. 10.2, и за время А/ перешла в состояние J. По-
этому в правой части уравнения (10.11) сохраняется слагаемое с
коэффициентом
б) в момент времени t система находилась в состоянии (j + I),
что показано на рис. 10.2, и за время Аг перешла в состояние J. По-
этому в правой части уравнения (10.11) сохраняется слагаемое с
коэффициентом С/ + | Это означает, что за время А/ деталь со
склада передали в ремонт;
в) за время А/ система не изменила своего состояния, поэтому
в правой части того же уравнения также сохраняется слагаемое
с коэффициентом а^.
Выписываем второе дифференциальное уравнение, которое
справедливо для всех j, принадлежащих открытому промежут-
ку
P,'(f) + (10.53)
Выпишем уравнение при j — N. Здесь уже возможны четыре со-
бытия:
а) в момент времени t система находилась в состоянии у = 0 и за
время А/ перешла в состояние J = N— чиновник удовлетворил за-
явку на пакет большого объема. Стало быть, в правой части
выражения (10.11) сохраняется слагаемое с коэффициентом aDN\
б) в момент времени / система находилась в состоянии (7V— к)
и за время А/ перешла в состояние N — чиновник удовлетворил
заявку на пакет малого объема. В правой части выражения (10 II)
сохраняется также слагаемое с коэффициентом ам N;
в) в момент времени г система находилась в состоянии (N + I)
и за время А/ перешла в состояние N, т.е. за время А/ из склада в
ремонт передали одну деталь. В правой части выражения (10.11)
сохраняется слагаемое с коэффициентом aN¥t N;
г) за время А/состояние системы не изменилось. В правой час-
ти уравнения (10.11) сохраняется слагаемое с коэффициентом aNN
Итак, для j = N имеем уравнение:
рМ = ‘сЛЧ + “н-и.нРк-М pPknpM + Рки.яРшМ- <ю.54)
Действуя аналогичным образом, выпишем уравнение для лю-
бого принадлежащего открытому интервалу ((я 2)к, (п — I )£):
р,' (1) = aj_ll JPj_,,(/) + a^p^t) + o^ jp^ii). (10 55)
Для всех j, принадлежащих полуоткрытому интервалу (ik, (i +1 )А]
при i = 1, л — 3, справедливо уравнение:
р/(С = + ЗД(') + (10.56)
Для любого/G (0,/с] и/= 0 выпишем два уравнения:
Pj W = “„/>/') + (10.57)
/><,'(') "со Рс(') + D|oPi(<)- (10.58)
Вторым ключевым моментом в методике решения поставленной
задачи является выражение коэффициентов akj приведенных вы-
ше дифференциальных уравнений через параметры X и р, которые
нам известны. Согласно утверждению (10 3) их нетрудно оценить
по данным эксплуатационных наблюдений.
Начнем с коэффициента aNMva уравнения (10.52).
1. Согласно выражению (10.12) выписываем определение это-
го коэффициента (в математических символах):
aNMbt + О(АГ) = Р£(/ + АГ) = МЛ(/) = Л) =...
2. Задаем вопрос: какие должны одновременно произойти два
события А и В, чтобы имело место событие в фигурных скобках?
Для того чтобы оно произошло, должны одновременно, вернее за
время Д/, произойти два следующих события:
[за время Дг была удовлетворена I
— 1 заявка на пополнение склада I •
I за время Дг ни одну деталь |
® ж|не передали из склада в ремонт I
Эти события независимы, поэтому можем продолжить цепочку
равенств, имея в виду теорему умножения вероятностей:
... = Р{ЛЛ В} =/»и Р|.
Так как в момент времени г на складе было N деталей, то со-
гласно рис. 10.2 точно соответствует ситуация, когда на столе чи-
новника всего одна заявка (третья ось, рис. 10.2). Поэтому соглас-
но выражению (10.51) имеет место:
Р(А(=ц ДГ+о(Д|).
А в соответствии с выражением (10.43)
Р{В) = 1-Х ДГ + 0(ДГ).
тогда продолжим цепочку равенств:
... = [и - Дг + о(Дг)] [1 — X • Дг + О(Дг)] = и • Дг + 0(Д?)
3. В результате имеем:
oNMBl + 0(Дг) = и - Дг + 0(Д/),
откуда следует:
амм=Н.
Определение коэффициента амм из уравнения (10.52)
1 . Согласно выражению (10.13):
I + aMM&t + 0( ДО = Р (£(/ + Дг) - = М\=...
I за время Дг ни одна заявка на пополнение I
2 А ~ | склада не была удовлетворена чиновником |
I ни одну деталь не передали I
в ~ | в ремонт за время Д/
При этом /’{А} = I, т к. на столе у чиновника не было ни одной
заявки:
Р{В} = 1-Х-Д/+0(ДГ)
3. Имеем:
I + й/м/М + 0(Дг) = 1 — X Д/ + 0(Дг).
Ответ
аим~ ~ Х
Определение коэффициента a,Kj из уравнения (10.53)
В момент времени г система находилась в точке (/’ - k)(E(N—к, N).
В этот момент, как видно из рис. 10.2, на столе чиновника находи-
лась одна заявка. Этим фактом мы воспользуемся, когда будем вы
писывать выражение для Р{А}.
I. Л/_Л. Дг +0(Д0 = Р{& + ДО -jM) =J-kj =...
2. А = {за время Дtбыла удовлетворена заявка склада};
В = (ни одну деталь за время Д/ не передали
в ремонт из склада);
А’{Л} = н Дг+О(Дг);
Р{В} = 1 Х-Д/ + 0(Д/)
3. Gj _ t+О(Дг) = [u Д/+ 0(Д г)| 11 X Д/ + 0( Дг) [ = ц - Дг + О(ДГ).
Ответ:
Oj-k.r\>-
Определение коэффициента дйиз уравнения (10.53)
1 - 1 + + 0(Д/) = Р Ш(Г + Д/) = j&t) =Л ~...
2. А = {за время Д/ не была удовлетворена заявка склада};
В = {ни одну деталь за время Д/ не передали
в ремонт из склада};
Р {Л} = 1, т.к. на столе чиновника нет ни одной заявки;
Р{В\ = I - КД/ + о(Д/).
3. I + а^Дг+ О(Дг) = 1[1 — ХДг+о(Дг)] = 1 -КД/ + О(Дг).
Ответ:
“s=-k
Только при этом значении av первый трехчлен тождественно
равен последнему трехчлену.
Определение коэффициента оу-+ м из уравнения (10.53)
1. aj+l j + О(ДГ) = P{*(t + Дг) = y7|(r) =J + i] =...
2. А = {за время Дг не была удовлетворена заявка склада};
В = {за время Дг деталь передали в ремонт из склада};
РИ = 1;
Р{В}=7Л1 +О(ДГ).
3. /д/ + 0(Д/) = 1 [ХА/ + О(Лг)] = ХА/ +О(Дг).
Ответ: „ _,
°y+i j~
Определение коэффициента aN_l[ VH3 уравнения (10.54)
1. aN_^t + О(Дт) = PQ& + А/) = МЫ) = N к} =...
2. А = {за время Д/чиновником была удовлетворена одна
из двух заявок склада};
В= {за время ДГ ни одну деталь не передали
в ремонт из склада};
Р{А} = 2ц ДГ + О(Д/);
Р{В}= I -X- Д/ + 0(Д/).
3. aN_k fJCit + 0(Д/) = [2|л • Д/ + 0(Д/)1 (1 — X - Дг + О(Д0] =
= 2ц - ДГ + 0(Д/).
Ответ: _ т
«»*»” 2И
Определение коэффициента из уравнения (10-55)
I aj_k jM + 0(Д|) = Pl&t + Ar) = =j-k}
2. А~ {за время Дг чиновником была удовлетворена одна
из двух заявок склада};
В = {за время Дг ни одну деталь не передали
в ремонт из склада}.
В момент времени f, как видно из рис. 10.2. на столе чиновника
находится две заявки. Поэтому
Р {/} = 2ц bf + 0( Дг);
Р{В}= 1 -к Д»+0(ДП-
3. о/_Х /Д/ + 0(Дт) = [2и-Д/ + 0(Д/)| (1 -X Д/ + О(Дг)} =
= 2р Дг + 0(Д<).
Определение коэффициента из уравнения (10.55)
1.1+ а£Ы + 0(Д/) = Р£(/ + до =j) = ..
2. А = (за время А/ заявка чиновником не была
удовлетворена};
В ~ {ни одну деталь за время Д/ не передали
в ремонт из склада};
Р[А} = 1 -ц- Дг + О(Д/);
Р{В}= 1 - X • Д/О(Дг).
Тогда...
= Р{А} Р{® = 1 - (к + р) Д/ + 0(Д/).
Ответ:
с/,= -(Х + |1).
Определение коэффициента из уравнения (10.55)
1. ялидг +О(до = Р(|(г + д/) =;/1(о =j +1} =...
2. А = {за время Д/заявка чиновником нс была удовлетворена};
В = {за время Дtдеталь передали в ремонт из склада};
Р{Л} = 1 — р. • Дг + 0(Д/):
Р{® = к- Дг + О(Дг).
3. aj+lj+ О(ДГ) = Р {Я} Р{В\ = к Д/ + 0(А/).
Опять применяем метод неопределенных коэффициентов:
чему должен равняться неизвестный коэффициент, чтобы левый
двухчлен тождественно равнялся правому?
Ответ:
c/+lj = Х.
Определение коэффициента из уравнения (10.56)
1. Л/_к/ А/ + О(ДГ) = Р£(/ + Д/) =J-k\ =...
2. А = {за время Дг чиновником была удовлетворена
одна из (я 0 заявок склада};
В~ {за время Дг ни одну деталь не передали
в ремонт из склада}.
В момент времени t, как видно из рис. 10.2, иа столе чиновника
находится (п — /) заявок. Поэтому
РИ=(я-/)ц-Дг + 0(Д0;
Р{Б}= 1 -к Дг + О(Д/).
Тогда
... - Р{А| Р{В} = (и — г) ц Аг + 0(Аг)
Ответ:
«>_*., = (« Ou.
Определение коэффициента ад из уравнения (10.56)
I. I + А/ + 0(Аг) = Pg(r + Аг) =j} =..,
2. А = (за время Аг чиновником ни одна из (л — i — 1) заявок
не была удовлетворена!,
В = {ни одну деталь за время А/ не передали
в ремонт из склала|;
Р{Л) = I - (и —»— 1)р - АГ + О(Аг);
Р{В} = 1 -X-АГ+О(АГ).
Тогда
... = РИ • Р{В) =1 - [X + (л -i- Du] Л/+ 0(А/)
3. Ответ:
а^=-[к + (п-/- |)ц].
Определение коэффициента +। уиз уравнения (10.56)
1. aJ+l j Аг + 0(АГ) = Р{1& + Аг) =j71(r) =j +1} =...
2. А = {за время А/чиновником не была удовлетворена
ни одна из (и — i - I) заявок!;
В= (за время АГ деталь передали в ремонт из склада!;
Р И = 1 (л - i - 1)р АГ + 0(А/);
Р{В} = к Д/+О(АГ).
Тогда
... = Р{Л) Р{В} = Х- А/ + О(АГ).
Ответ.
Замечание Ю.4. При определении коэффициентов дифференциальных
уравнений возможны сочетания и других событий А и В, приводящих к тому
же состоянию системы в момент времени (г +Аг). Однако их следует отбрасы-
вать, так как в таких сочетаниях вероятности переходов системы изодногосо-
четания вдругое имеют величину 0(А/). Например, при определении коэффи-
циента ^уравнения (10.56) возможно еше одно сочетание событий А и В
। А= {за время А/удовлетворена одна из (л — i— I) заявок,
лежаших на столе у чиновника!;
В— (за время Агдеталь из склада передали в ремонт}.
Вполне очевидно, что
[А П В} = fc (г + А/) =/1-
Однако будем аккуратными и определим ау
I + а^1 + 0Щ) = Р + A/) - j®i) =/} =...
7>И =<»-'-Пн ЛГ + О(ДО;
/Чв)=ХДг+О(Д0;
- = Р{А\ flBJ = 0(Л/).
Видим, что условная вероятность ₽{?(/ + л/) = jlefj) = j\ имеет величину,
которой мы договорились пренебрегать.
Аналогичным образом определяем остальные коэффициенты
уравнений. В результате получаем систему дифференциальных
уравнений:
Ри (» = И PM *-PkW.
pj (г) = ц • — X • pjf) + К • pj + ,(/) при этом /€ (N, М);
Pfj (С = 2и • //) - (X + и)- РгМ + ц- ₽е(/) + х- pw+, W;
pj (f) -2n pj_k(f) - (X + p.) • Pfj} + X- py+|(r)
при/ e ((л - 2)k, (л - I )*); (10.59)
pj (/)=("- Ob - _*W - [x + (« -»-1 )p] pt(0 + X - pt + ,(/);
при/€(А, (i + l)А:], где / = 1, л-3;
pj (t) = - [X + (n - I )ii] pjt) + X • pt- +,(/); при у G (0. к].
Po (O = -B /’o(/) + x /,iW-
Эту систему дополним начальными условиями:
Ро(О) = ап, ₽](0) = .... Рд/О) = ям, (10.60)
где величины on,a|t.... предполагаются заданными,
и условием нормировки:
?/,(»= 1- (10.61)
Совокупность выражений (10.59), (10.61) и (10.60) суть матема-
тическая модель функционирования склада.
Предположим, что рассматриваемая система дифференциаль-
ных уравнений имеет стационарное решение. В этом случае со-
гласно положениям математической теории марковских случай-
ных процессов имеет место:
limpJ-(/)=0 и limp//) =Pj, (10.62)
где Pj— неизвестная константа (/ = 0. I,.... М), под которой будем пони-
мать вероятность того, что в наугад взятый момент времени на складе на-
ходится ровно/деталей.
В соответствии с этим переходим от системы (10.59) к системе
алгебраических уравнений:
PPn-X-/ja/=O приУ = Л/;
р &_t. — X. Pj+ Х-р/+1=0 при этом j‘G(JV,JW);
2н^-к~(>-+р)-Рл + Н₽о + Ь/>л/+1=0 при j = N,
т /т л а-т л (10.63)
2Н₽/-*-+ и)₽, + Ь Р/+1 =0
при j Е ((п - 2)к, (я — I )к);
(п-1)ц-р._к- [X. + (л - / - 1)р] pf + X р/+|= 0
приjЕ(ik,(/ +1 )Л], где/ = 1,л-3;
- [X + (л - 1 )р] р; + X. - р^, = 0 при j G (0Л],
— М--Л»о + X. -/?| = 0 при 7=0;
и условию нормировки:
Хл=1. (10.64)
i-C
Приступаем ко второму этапу решения поставленной задачи —
этапу оптимизации неснижаемого оборотного фонда запасных частей.
В качестве целевой функции нашей задачи будем использовать
выражение:
П(лЛ) = ^-сА^, (10.65)
м
где MS, = 2 jp, — среднее число запасных деталей рассматриваемого типа,
находящихся на складе в наугад взятый момент времени; S = Х(1 — р0)Т
среднее число запасных частей, изъятых со склада за время Т = -; q — при-
быль ремонтного предприятия вследствие того, что в нужный момент под
рукой оказалась нужная запасная часть; с — издержки хранения одной за-
пасной детали на складе за время Т; М = п к; п - емкость склада в паке-
тах; Л— количество деталей в пакете малого объема.
Постановка задачи: требуется найти такие значения величин п и к,
при которых целевая функция принимает максимальное значение.
Блок-схема алгоритма решения этой задачи представлена на
рис. 10.3.
Исходные данные приведены в табл 10.8, ориентированные на
задачу планирования запаса боковин тележки
Таблица 10.8
Исходные данные
Р.сут-"’ Л, сут."1 с, тыс.руб. fl. тыс руб
0,05 0,25 8,90 20,00
С помощью числового примера дадим необходимые поясне-
ния к этапам решения оптимизационной задачи, означенным в бло-
ках 5 и 6 рис. 10.3. Пусть к = 2 и п = 5. Введем величину р=|- = 0.2,
Результаты выкладок будем последовательно вносить в две
дующие таблицы, в которые внесены алгебраические и чис
значения величин р, и Bf.
Таблица 10.9 Таблица 10.10
Искомые вероятности Вспомогательные коэффициенты
Pt B,Pn 0,02513
Pl BlPo 0.04524
Pi Byp„ 0,08143
Pi BJ>a 0,11018
Pi BiPa 0,14010
Pit BiPa 0.14728
Pi В,РП 0.14008
Ph BKPa 0.11206
Pi ^9 On 0,05043
Pm BIHPn 0.02241
Pa 0.12566
в, р 02
(1 + 4plfi, 0,36
By (1 +4р)й. 0,648
в4 (1 +3p)£j- 4рВ, 0,8768
By (I+Spjfi] 4рВ2 0,11488
(1 + 2р)£5 - ЗрЯ, 0,17203
В7 (l+JpIV ЗрВ, 0,11476
В. (1+p)S, 2pSs 0.89177
(1 +р)В8 2рВ6 -р 0.40131
вю ®в-рв, 0.17835
Предположив, что нам известно значение р0, из последнего
уравнения системы (10.63) найдем:
Р\ =Р'Ро-
Обозначим р через коэффициент В, и внесем его в табл. 10.10,
a В,р0 — в табл. 10.9.
Второе снизу уравнение системы (10.63) справедливо для
j Е (0, 2], т.е. для j = 1 и 2. Решим это уравнение относительно т>7+|,
имея в виду и = 5:
_Х + 4ц
pj^ X рГ
При J = 1 н / = 2 получим соответственно:
р2 = (1 + 4р)р, = (1 +4р)В,р0= BjPq
и
р3=(1 + 4р)р2= (1 + 4р)В2р0=
Полученный результат внесем в наши таблицы.
Третье снизу уравнение системы (10.63) справедливо для
ye (ik, (i +1)*],
тле Г = 1,2 , т.е. i принимает значение 1 и 2. При i = I рассматриваемое
уравнение справедливо дляjG (2.4|, т.е./ = 3 и 4, а при 1=2 — для /=5 И 6.
Разрешая это уравнение относительно при i = 1, получим:
При / = 3 и у’=4 получим соответственно:
р4=(1 + Зр)рЛ- 4рр, = [(1 + Зр)В3 - 4ре||р0=£4р0;
ft=(I + Зр)р4— 4рр2 = 1(1 + Зр)В4 - 4рВг}р0=В5р0.
Решим теперь это же уравнение относительнор +| при / = 2:
При/ = 5и/ = 6 получим соответственно:
р6 = (I + 2р)р5 - Зрр, = [(1 + 2р)В5 - ЗрВу]р0 ~Btр0;
p7 = (l + 2р)р6-3рр4= [(1 + 2р)Б4- ЗрВ4]р0=В7р0.
Полученные результаты внесем в наши таблицы.
Четвертое снизу уравнение системы (10.63) справедливо при
/ G (ЗА, 4А) = (6,8), т.е./ =7. Решим это уравнение относительно
Тогда при/ = 7 имеем:
/Ъ = (1 + р)Ру - 2р/»5 = КI + р)В3-2р£5]р0=В8р0.
Решим третье сверху уравнение системы (10.63) относительно
Pw+i, имея в = 8:
Ро= ₽8_2^₽б_ £₽o=l(l+p)fi8-2pfi6“ P1Po=bjPo
Второе сверху уравнение системы (10.63) справедливо для
/Е(8,10), те./=9. Решая его относительно р/+) при/ =9, получим:
Рю = Pi - PPi= I в9 - Р б’ 1Ро=вю Ро-
Внесем полученные результаты в табл. 10 9 и 10.10.
С учетом соответствующего округления вычислим значения
коэффициентов В, и поместим их в табл 10.10
Значение величины р0 найдем из условия (10.64):
Ри=[1 + X в*]-1 = 0,12566,
с помощью которого найдем числовые значения pt, рг, ру, р4.. рю
согласно соотношениям, представленным в табл. 10.9.
Для проверки правильности вычислений воспользуемся пер-
вым уравнением системы (10.63), подставив в него найденные
значения р8ир)0. Полученное отклонение от тождества (-0,000002)
объясняется округлением чисел при вычислениях.
Подсчитываем теперь прибыль (или убыток), которую приносят
вагонному депо работники его склада при п = 5 и к - 2. Для этого
воспользуемся целевой функцией (10.65). В нашем случае:
= j/Р, =4.9398;
5-^(1 - ₽а) 7" = 4,3717.
Подставив эти величины и данные из табл 10.8 в выражение
(10.65), получим:
П(2,5) = 4,3717 - 20 - 8,9 4,9398 = 43,47 тыс.руб.
Итак, склад с максимальной емкостью в десять, скажем,
боковых тележек, пополняемый поставками по две единицы,
приносит доход вагонному депо в 43 тыс. руб. за 20 дней (т.к.
Т= 1/ц= 20 сут.).
Проделав подобные расчеты при различных значениях пар (к, я),
следует выбрать такую из них, на которой целевая функция П(£, л)
принимает максимальное значение.
Если, к примеру, ккп могут принимать значения от 2 до 16 и от
5 до 19 соответственно, то количество возможных значений пар
(к,п) будет равным I52 = 225. Объем необходимых расчетов не
поддается «ручным» вычислениям.
Возникает проблема соответствующей алгоритмизации про-
цедуры оптимизации неснижаемого оборотного фонда запасных
частей на складе ремонтного предприятия. Последнее предлагается
реализовать с помошью матричного представления системы
(10.63), с помошью чего удается автоматизировать переход от
одной ее структуры (системы) к другой, разработать программный
комплекс применительно к персональным компьютерам.
11. Ремонт вагонов крупного объема
11.1. Технология исполнения третьей функции ВХ
В системе ремонта грузовых вагонов предусмотрено два вида
ремонта большого объема деповской и капитальный. В основ-
ном, предприятия вагонного хозяйства специализируются на пер
вом типе ремонта, хотя объемы работ по капитальному ремонту
(КР) грузовых вагонов, выполняемых в вагонных депо, в некото-
рые годы достигали 30%.
В основу организации деповского ремонта (ДР) должны быть
положены следующие основные принципы:
— замена неисправных узлов и деталей заранее отремонтиро-
ванными или новыми (агрегатный метод ремонта);
— максимальная параллельность работ и строгое соблюдение
последовательности их выполнения;
- механизация всех трудоемких работ;
— создание неснижаемого технологического запаса деталей, на
что должна быть направлена работа ремонтно-заготовительных уча-
стков депо, а также рациональное использование старогодных де-
талей;
своевременное оформление сведений о расходах на деповской
ремонт каждого вагона и пересылка их в управление железной до-
роги;
— строгое соблюдение графика технологических процессов,
правил ремонта и технических условий.
Производственный процесс ремонта вагонов включает комп-
лекс мероприятий, состоящий из следующих этапов, подготовка
вагонов к ремонту; организация разборочных работ; изготовление
и комплектовка вагонных деталей; сборка их в узлы и постановка
их на ремонтируемый вагон; ремонтно-сборочные и окрасочные
работы на вагоне.
Технологическая карта работ в вагоносборочном участке гру-
зового депо приведена втабл 7.2, а в табл. 11.1 представлены пере-
чень, последовательность и трудоемкость работ в рамках депов-
ского ремонта пассажирского (купейного) вагона
С учетом затрат труда работников ремонтно комплектовочного
участка (кузнецов, токарей, строгальщиков, сверловщиков, литей-
щиков и др.), контрольного пункта по ремонту автотормозов (то-
карей, подсобных работников), колесно-роликового участка (тока-
рей, машинистов моечной установки, дефектоскопистов, подсоб-
ных рабочих) суммарная трудоемкость деповского ремонта пасса-
жирского (купейного) ваго на достигает 460 чел.-час.
При деповском ремонте грузовых и пассажирских вагонов
применяют стационарный или поточный метод ремонта.
Стационарный метод заключается втом, что вагоны, поданные
в сборочный участок для ремонта, находятся на одних и тех же пози-
циях от начала до конца работ, а рабочие, объединенные в специ-
ализированные или комплексные бригады различных профессий,
передвигаются от одного вагона к другому, выполняя при этом ре-
ме нтно-сборочиые работы.
Таблица 11.1
Технологическая карта ДР пассажирского вагона
Наименование работ Профессия работ- ников Трудо- емкость работы, чел -час
I позиция
Составление дефектной ведомости формы ВУ-22 Мастер 1 4
Очистка воздуховодов от грязи, пыли и снятие фильтров Слесарь 1 4
Ремонт дефлекторов Тоже 1 3
Мытье кузова вагона снаружи Уборщица 2 14
Очистка системы отопления, водоснабжения и снятие ее неисправных элементов для ре- монта Слесарь 4 12
Снятие деталей гарнитуры для хромирования и ремонта панелей санузлов Тоже 2 7
Демонтаж неисправных замков Тоже 2 3
Снятие и постановка аккумуляторных батарей Акку- муляторщик 2 4
Подготовка кузова под окраску Маляр 1 2
Уточнение дефектной ведомости Мастер ! 1
11 ПОЗИЦИЯ
Ремонт ходовых частей и автотормоза Слесарь 12 «4
Ремонт замков Тоже 2 7
Разборка оконных рам для ремонта Столяр 4 7
Снятие диванов и столиков для ремонта Тоже 2 3
Резборка дверей для ремонта — • — 2 3
Снятие и постановка генератора, электриче- ских щитов и вентиляционной установки Слесарь 2 14
Ремонт отопления и водоснабжения Тоже 2 8
Ремонт санузлов — » — 2 4
Приемка ходовых частей и автотормоза вагона Мастер 1 1
Наименование работ Профессия Коли- чество работ- ников Трудо- емкость работы, чел.-час
III позиция
Ремонт окон Столяр 4 14
Ремонт внутреннего оборудования из дерева Тоже 2 7
Ремонт дверей и тамбура — • — 2 7
Ремонт отопления и установка калорифера Слесарь 4 8
Слесарные работы по ремонту, креплению внутренней гарнитуры Тоже 2 14
Ремонт электрооборудования вагона Слесарь- электрик 1 7
Ремонт радиооборудования вагона Радист 1 4
Подготовка кузова и тамбура под окраску Маляр 1 3
Ремонт санузлов Слесарь 2 4
Приемка вагона по отоплению и санузлам Мастер 1 0,5
IV ПОЗИЦИЯ
Постановка отремонтированных оконных рам Столяр 4 8
Постановка отремонтированных дверей Тоже 2 4
Постановка отремонтированных замков Слесарь 2 4
Ремонт диванов Столяр 2 4
Постановка деталей внутренней гарнитуры вагона Слесарь 2 4
Подготовка вагона и приборов отопления под наружную окраску Маляр 2 14
Вторичное мытье санузлов, отопления, стекол пола и т. п- Уборшииа 2 8
Приемка вагона по столярным работам и электрооборудованию Мастер • 1
V позиция
Очистка металлических деталей гарнитуры вагона Слесарь 1
Окончание табл. 11.1
Наименование работ Профессия чество работ- ников Трудо- емкость работы, чел.-час
Окраска потолка вагона, крыши, труб Маляр 4 28
Окраска кузова снаружи То же 2 14
Приемка вагона по малярным работам Мастер I 0.5
VI позииия
Влажная уборка вагона Уборщица 4 12
Зачистка дверных поручней, таблиц Слесарь 1 3
Постановка трафаретов Трафаретчик 1 7
Окончательная приемка вагона Комиссия во главе с руковод- ством депо •
Обшая трудоемкость 370
Этот метод способствует сокращению простоя вагонов в ремон-
те вследствие максимальной параллельности работ и рационального
использования рабочего времени ремонтных бригад. В то же вре-
мя, несмотря на простоту, он имеет существенные недостатки:
— все наиболее трудоемкие работы (подъемка вагонов с выкат-
кой тележек в колесный цех и обратно после их ремонта, смена
автосцепок, ремонт автотормозов, работы по ремонту кузова и ра-
мы) должны выполняться одновременно на всех вагонах, что
вызывает определенные затруднения и требует наличия большого
количества механизмов и приспособлений;
— переходы рабочих с одного вагона на другой по всему фрон-
ту работ вызывают значительные потери рабочего времени.
В грузовых депо используется стационарный метод организа
ции ремонта, за исключением трех-четырех депо.
В ремонтно-заготовительном участке, который включает куз-
ницу, а также отделения: механическое, сварочное, ремонта кры-
шек люков, бортов платформ и дверей крытых вагонов и др.,
комплектуют и затем подают на сборку следующие узлы:
— тележки с деталями тормоза, колесные пары с буксовыми
узлами;
— корпус автосиепки с механизмом, поглощаюшнй аппарат с
передней упорной плитой, тяговым хомутом и клином;
— триангель с тормозными подвесками и башмаками;
— двери крытых вагонов и полувагонов со всеми металличе-
скими частями, борта платформ с металлическими частями, а также
крышки люков крытого вагона с рамкой и люковыми запорами;
— шиты для торцевых и боковых стен, а также полы крытого
вагона, собранные из окрашенных досок.
Технологический процесс деповского ремонта четырехосных ва-
гонов в зависимости от их типа строится из расчета простоя в ремонте
прн частичной окраске до 8 ч. При этом трудоемкость, чел.-час,
его должна удовлетворять требованиям [ 1 ], указанным в табл 11.2.
и табл. 113.
Для обеспечения высокой производительности труда при ДР
существенное значение имеет выбор специализации депо по
Таблица 11.2
Трудоемкость деповского ремонта
Тип грузового 4-осного вагона крытый полувагон платформа цистерна
Трудоемкость ДР, чел.-час 78.5 69.3 62.5 50,6
Таблица 11.3
Распределение трудоемкости нежду участками депо
Производственный участок депо Трудоемкость, %
крытый полувагон платформа цистерна
Вагоносборочный участок 38 42 35 43
Колесно-роликовый участок 22 21 23 20
Деревообрабатывающее отделение 5 5 5 4
Ремонтно- комплектовоч ный участок 25 23 27 25
Контрольный пункт по ремонту тормозов (АКП) 10 9 1С 8
типам ремонтируемых вагонов В настоящее время в эксплуатации
находятся более 80 моделей вагонов и более 40 — контейнеров. От-
сюда возникают трудности в специализации депо на ДР одного-
двух типов вагонов, хотя известно, что наивысшие производитель-
ность и качество достигаются при узкой специализации.
В случае специализации депо на ремонте вагонов нескольких
типов и моделей возникают проблемы
р азмещения стойл в сборочном участке вследствие разной
длины и разной базы вагонов;
— исключения использования стационарных качающихся
опор (ставлюг);
— развития ремонтно-комплектовочного участка на ремонт уз-
лов и деталей кузовов вагонов нескольких типов;
— использования сложного технологического процесса, соче-
тающего разные производственные процессы и производственные
циклы ремонта разнотипных вагонов;
— необходимости более высокой квалификации рабочих
Поэтому в практике работы депо принимают ряд мер по лока-
лизации последствий широкой специализации. Используется спе-
циализация ремонтных путей даже в пределах одного ремонтного
пути на постановку в стойла вагонов определенного типа. Плани-
руется организация ремонта по принципу гибкого производства,
т.е. ремонт вагонов одного-двух типов в течение определенного
времени, с переходом в другие периоды на ремонт вагонов другого
типа. Когда депо выполняет и деповской, и капитальный ремон-
ты. тупиковая часть вагоносборочного участка может быть ис-
пользована для капитального ремонта, а со стороны въезда ставят
вагоны в деповской ремонт
Во всех случаях широкой специализации депо имеет большое
значение тщательная подборка вагонов как по типам, так и по
объему ремонта для каждой постановки, следовательно, в ожида-
нии ремонта должно находиться достаточное количество вагонов
Как видно из табл. 11 2, трудоемкость ДР изменяется от одного
типа вагона к другому. Для правильного распределения заданий на
ремонт между вагонными депо за условную единицу трудоемкости
принят деповской ремонт четырехосного полувагона с нормаль-
ным износом (табл. 11.4).
Таблица 11.4
Коэффициенты приведения для четырехосных вагонов
Наименование Коэффициент при ремонте
деповском капитальном
Грузовые вагоны Полувагон с нормальным износом Тоже с поврежденным кузовом Полувагон-контей неровоз Крытый с нормальным износом То же с повышенным объемом работ Платформа с нормальным износом То же с поврежденным кузовом Цистерна для нефтепродуктов Пассажирские вагоны Жесткий некупейный с люминесцентным осве- щением и редукторнс-карданным приводом Тоже купейный Мягкий купейный с электроотоплением То же с кондиционированием воздуха Почтовый с редукторно-карданным приводом Багажный с генератором Контейнер металлический массой брутто 20 т 1.8 0,9 1.5 з.о 0.9 1.2 0.7 10,5 10.5 10,5 12 7,5 7.5 5.5 5.5 4,8 3 3 2.8 1.5
11.2. Показатели качества исполнения
рассматриваемой функции ВХ
Качество исполнения этой функции ВХ характеризуется че
тырьмя следующими показателями:
— отклонение остатка неисправных вагонов от нормы (на ко-
ней отчетных суток), которая задается вагонной службой дороги
как нормативный показатель;
— себестоимость деповского ремонта;
— частота отцепок вагонов в текущий ремонт в период гаран-
тии из-за некачественного деповского ремонта;
— процент вагонов, эксплуатирующихся с просроченными
сроками плановых ремонтов.
С помошью отраслевой системы пономерного централизован
ного учета грузовых вагонов представляется возможным по каждо-
му депо накан ли вать данные об отцеп ках
В качестве причин отцепки вагона в текущий ремонт могут вы-
ступать:
некачественное выполнение планового ремонта (КР или ДР);
— нарушения правил маневровых работ на сортировочной
станции;
— ошибки управления движением поезда;
— порчи вагонов при погрузочно-разгрузочных работах;
— неблагоприятные климатические и погодные условия.
В случае установления конкретного виновника составляется
«Акт о повреждении вагона*, который является основанием для
предъявления предприятиям, организациям или физическим ли-
цам, по вине которых допущено повреждение вагона, штрафа и
возмещения убытков, связанных с ремонтом
Акт составляется осмотрщиком вагона в присутствии предста-
вителя предприятия или организации, повредившего вагон. При
отсутствии этого представителя или его отказа от подписи в акте
делается оговорка, которую и заверяют в вагонном депо.
Если повреждение вагона произошло из-за столкновения или
схода, акт составляется с участием ревизора по безопасности дви-
жения или его помощника по вагонному хозяйству. Указанный акт
является первичным документом для составления отчета формы
ВО-15 о повреждении вагонов при погрузке, выгрузке и маневро-
вой работе, если по этим причинам произошла отцепка вагона
в ТР. Все финансовые расчеты производятся согласно Транспорт-
ному уставу железных дорог.
Если отцепка произошла из-за некачественного ремонта на за-
водах МПС, то составляется акт-рекламация формы ВУ-41 комис-
сией в составе начальника депо, приемщика вагонов, представите-
ля вагоноремонтного завода (ВРЗ), командированного для этой
цели, причем не позднее 4 суток после прибытия представителя
завода. При несогласии с содержанием акта представителя ВРЗ акт
все-таки подписывается, но при этом особое мнение излагается на
оборотной стороне акта-рекламации.
К сожалению, отсутствуют подобные процедуры привлечения
к ответственности вагонных депо, по вине которых произошла от-
цепка в период гарантии деповского ремонта.
Существует еше один показатель качества исполнения рас-
сматриваемой функции ВХ отраслевого, так сказать, уровня
процент вагонов, эксплуатирующихся с просроченными сроками
плановых ремонтов, который по некоторым типам вагонов време-
нами достигает 30 %. Анализ причин этого явления приводит к
осознанию основной проблемы рассматриваемой функции ВХ, о
чем пойдет речь ниже.
11.3. Обеспечение ресурсами исполнения
третьей функции ВХ
В комплексную бригаду по ремонту полувагонов, крытых и
платформ входят, как видно из табл. 11.1, следующие категории
работников:
— слесари по ремонту ходовых частей, упряжных приборов,
рамы, металлических частей кузова и клепальным работам:
— слесари по ремонту автотормозов;
— столяры по ремонту кузовов.
Маляров, трафаретчиков, сварщиков и рабочих других про-
фессий в комплексную бригаду, как правило, не включают. Их по
мере надобности вызывают в работу по распоряжению мастера.
Количество и состав комплексных бригад устанавливают исхо-
дя из суточного задания по ремонту вагонов и трудоемкости работ,
измеряемой в человеко-часах.
Персонал вагонного депо делится на четыре категории: рабо-
чие (производственные и вспомогательные), инженерно-технические
работники (ИТР), счетно-конторский персонал — служащие (СКП)
и младший обслуживающий персонал (МОП). Производственными
рабочими считают тех, которые выполняют технологические опе-
рации, связанные с ремонтом вагонов, — слесари, участвующие в
сборке и разборке вагонов, слесари по ремонту тормозов, тележек,
колесных пар и т.д., столяры, маляры, станочники, сваршики и др.
Количество производственных рабочих в депо определяется как
частное от деления годового объема работы, в чел.-час., на годовой
фонд рабочего времени одного рабочего, чел.-час.
Различают списочный и явочный состав рабочих. Явочный со-
став — это количество рабочих, фактически явившихся на работу.
а списочный — явочный плюс отсутствующие по уважительным
причинам (по болезни, находящиеся в служебных командировках,
отпусках).
Списочное /^.п и явочное количество рабочих соответствен-
но определяется по формулам:
• О")
4.= ^. (II 2)
где л — количество типов ремонтируемых в депо вагонов; N„ — програм-
ма вагонов /-го типа; Л,.— трудоемкость ремонта вагонов 7-го типа, в
чел.-час.; ФЛр— действительный годовой фонд времени одного рабочего
(при продолжительности рабочей недели в 41 ч и отпуска в 24 рабочих
дня Фа = 1820 ч); к, — коэффициент замещения явочных рабочих
(1,100—1.12).
По списочному составу рабочих рассчитывают технико-эконо-
мические показатели предприятия и определяют площади боль-
шинства бытовых помещений.
Потребное количество рабочих-станочников для участков и
отделений депо, в которых преобладающим оборудованием явля-
ются станки:
где Фл ( — действительный годовой фонд времени работы одного станка
с учетом стоимости работы, ч; Na — количество станков; Л„н — коэффи-
циент многостаночного обслуживания (1,10—1,12).
К вспомогательным рабочим депо относят тех, которые не при-
нимают непосредственного участия в ремонте вагонов (кладовщи-
ки, разнорабочие и т.п.). Эта категория рабочих составляет при-
мерно 15—16 % от производственных.
Количество ИТР принимают равным 6 % от обшей численнос-
ти рабочих, служащих — 2 % и МОП — 2 %.
Методика определения потребного оборудования площадей
производственных участков и потребности в тепле, сжатом воздухе
и электроэнергии приведена в п. 1.4.
П.4. Основные проблемы рассматриваемой функции ВХ
Выделяем следующие наиболее значимые проблемы
I. В отраслевой нормативно-технической документации (НТД)
не определено понятие «качество деповского ремонта». Следова-
тельно, отсутствуют и методы расчетной оценки его уровня на
этапе выпуска вагона из ремонта. Приемщик вагонов вынужден
оценивать качество ДР по двухбалльной шкале (качественный, не-
качественный), что не только затрудняет его работу, но и не отра-
жает реальной картины организации ремонта в депо
2. Трудности с обеспечением ремонтного производства мате-
риалами и запасными частями
3. Дефицит идей и конкретных апробированных технологий, с
помощью которых реальна индустриализация методов деповского
ремонта.
4 Отсутствие в ВХ механизма, который бы без вмешательства
извне препятствовал бы накоплению наиболее изношенных и раз-
битых вагонов с просроченными сроками плановых ремонтов.
Дадим необходимые пояснения к двум последним проблемам.
Третья проблема рассматриваемой функции ВХ. Существуют
следующие препятствия на пути индустриализации методов ДР:
1 . Низкая инвестиционная привлекательность предприятий
вагонного хозяйства.
2 . Отсутствие рынка систем машин и механизмов, обеспе-
чивающих комплексную механизацию технологических процес-
сов ДР.
3 Значительные колебания трудоемкости объектов ремонта
относительно своего среднего.
4 Трудности формирования технологических потоков в вагон-
ном депо.
Рассмотрим подробнее эти препятствия.
1. Одним из признаков эффективности функционирования
любого предприятия является его привлекательность для потен-
циальных инвесторов. Для этого, как минимум, вагонное депо дол-
жно быть субъектом на рынке услуг по ремонту подвижного соста-
ва. Каждый руководитель должен понимать, что без инвестиций
нет процветания. В разд. 29 рассмотрена математическая модель.
с помощью которой можно прогнозировать инвестиционную при-
влекательность вагонного хозяйства.
2. В системе МПС имелась головная организация по разработке
средств механизации ремонта вагонов в депо — проектно-конст-
рукторское бюро Департамента вагонного хозяйства (ПКБ ЦВ).
Решение стоящих перед ПКБ ЦВ и другими организациями задач
осложняется неоднородностью вагонных депо, а их более 150, по
расположению цехов, мощности, специализации, квалификации
работников и другими местными условиями.
По мнению специалистов, по этой причине невозможно разра-
ботать стандартизованную систему машин, одновременно пригод-
ную для всех вагонных депо сети. Тем более, руководство депо до-
реформенной эпохи не было по-настоящему заинтересовано в по-
вышении уровня механизации по двум причинам:
— дешевизна живого труда (рабочей силы);
— отсутствие системы адекватного материального вознаграж-
дения за повышение уровня механизации, а стало быть, и произ-
водительности труда.
Поэтому ПКБ ЦБ и его филиалы и не ставили перед собой зада-
чи по разработке системы машин, а создавали отдельные образцы
машин и оборудования, причем в достаточно больших объемах.
Так, за восемь месяцев 1990 г. ПКБ ЦВ и его филиалами было из-
готовлено для ВХ 398 единиц нестандартного оборудования на
большую по тогдашним масштабам цен сумму в 1,95 млн руб.
Разработкой технологического оборудования в то время актив-
но занимвлись также железные дороги, сотрудники транспортных
вузов и умельцы ремонтных предприятий. Так, к началу 90-х гг.
на железных дорогах была создана достаточно солидная техниче-
ская база — дорожные конструкторско-технологические бюро
(ДКТБ), дорожные технологические лаборатории (ДТЛ) и дорож-
но-экспериментальные цеха (ДЭЦ). Всего на сети функциониро-
вали 22 ДКТБ, 5 ДТЛ и 21 ДЭЦ, которыми совместно с депо изго-
товлено в 1989 г. 2046 единиц технологической оснастки на общую
сумму 2,84 млн руб
Несмотря на это, уровень механизации в депо достиг лишь 40 %
(а на ПТО — 20 %). В настоящее время в связи с реформированием
МПС возрастает хозяйственная и финансовая самостоятельность
предприятий вагонного хозяйства. Все это должно, в конечном
счете, повысить заинтересованность всех работников депо в рез-
ком увеличении эффективности труда, без чего нельзя выжить на
рынке услуг по ремонту вагонов.
В связи с этим появление рынка систем машин и механизмов
для депо вполне реально в новых условиях.
3. Остановимся теперь на третьем препятствии на пути индуст-
риализации деповского ремонта — значительных колебаниях объ-
ема потребных ремонтных работ от вагона к вагону. Специалисты
пришли к выводу: наиболее целесообразно реализовать индустри-
альные методы ремонта в форме поточно-конвейерных линий
(ПКЛ). В этом случае необходимо строго соблюдать такт выпуска
вагонов из ремонта — основной параметр поточного производства.
Все операции должны осуществляться в строго обусловленные
промежутки времени. Любое их нарушение немедленно приводит
к срыву такта всей поточной линии. Указанные нарушения часто
вызваны колебаниями трудоемкости объектов ремонта, т.е. вагонов.
Работники вагонных депо, в которых установлены ПКЛ, вы
нуждены искусственно увеличивать продолжительность такта по
сравнению с расчетным значением на 20—25 %, что снижает эффек-
тивность поточного метода ремонта. Поэтому с годами отработаны
приемы, обеспечивающие синхронизацию операций. Так, вагоны,
которые могут вызвать срыв такта, направляют в отделение подго-
товки вагонов к ремонту для уравнивания потенциальной их тру-
доемкости. Существует еще один способ, который заключается в
предварительном формировании групп подлежащих ремонту ваго-
нов, каждая из которых имеет приблизительно одинаковую потен-
циальную трудоемкость и яаляется единым объектом ремонта
Однако указанные способы увеличивают издержки на ремонт
и являются, в общем, полумерами. Нужны новые технологии, ко-
торые были бы инвариантными относительно колебаний трудо-
емкости объектов ремонта, а также типов вагонов, ремонтируемых
в депо. Приблизиться к выполнению данного требования можно с
помощью:
— поточно-механизированных линий (ПМЛ), имеющих пере-
менную структуру для ремонта узлов вагонов;
— гибких технологических линий при ремонте вагонов.
22 Вагонное хозяйство 337
ПМЛ позволяют оперативно изменять количество позиций в
зависимости от изменения программы ремонта. Сотрудниками
МИИТа под руководством М.М. Болотина теоретически обосно-
ваны параметры ПМЛ с переменной структурой в виде напольного
конвейера из жестко связанных технологических тележек приме-
нительно к ремонту рам тележек грузовых вагонов в некоторых де-
по Горьковской дороги.
Разработка гибких технологий ремонта вагонов — качественно
новое направление в совершенствовании ремонтной базы. Для вагон-
ных депо тупикового типа, а их около 70 %, сотрудниками МИИТа
разработаны и научно обоснованы оригинальные технологические
схемы гибких поточных линий с переменной структурой, предло-
жен показатель качества подобных линий — степень гибкости
Упомянутые линии устойчивы относительно колебаний трудо-
емкости объектов ремонта и не требуют специализации депо по
определенному типу вагона. Этот вывод лишний раз подтвержда-
ется опытом применения гибкой технологии в депо сквозного ти-
па для ремонта минераловозов и апатитовозов, разработанной
ДКТБ Октябрьской дороги в начале 90-х гг. XX в.
Таким образом, в качестве эталонной технологии ДР следует
принимать ту, которая базируется на гибких поточных линиях
При этом не следует забывать, что при разработке параметров
эталонной технологии ремонта следует попутно предъявлять тре-
бования и к конструкции вагонов. С учетом нашего стремления
приблизиться к эталонной технологии конструкция вагонов долж-
на совершенствоваться как минимум по следующим направ-
лениям:
— быть адекватной одноцикловой системе ремонта, т.е. без КР;
— составные части вагона должны быть такими, чтобы из них
можно было собрать любой тип вагона Понятно, что речь должна
идти, в основном, о кузове и раме вагонов.
В этом случае высвободившиеся мощности ВРЗ можно было бы
использовать для сборки нужных в рассматриваемый период типов
вагонов. К примеру, при изменении структуры грузооборота на же-
лезных дорогах предстааляется возможным и целесообразным ра-
зобрать на части определенную долю тех вагонов, которые больше
не требуются, и собрать из них на ВРЗ нужный подвижной состав.
4 Остановимся теперь на четвертом препятствии на пути ин-
дустриализации ДР.
Основными требованиями по формированию технологических
потоков в депо являются следующие:
— кратчайшие пути транспортировки частей и деталей вагонов
между участками и на участках;
— отсутствие встречных потоков в одном коммуникационном
канале;
— согласованность работы производственных участков и отде-
лений для исключения простоев рабочих.
В главном корпусе грузового депо, построенном в соответст-
вии со сложившейся технологией (рис. 11.1), функционируют око-
ло 50 технологических потоков, а в депо для ремонта пассажир-
ских и рефрижераторных вагонов их еше больше.
Несмотря на принципиально различные конструкции грузо-
вых и пассажирских вагонов, принципы формирования техноло-
гических потоков являются одинаковыми. В состав пассажирских
и рефрижераторных депо и в их главные корпуса включается боль-
Рис. III. Схема размещения основных производственных участков в главном
корпусе депо для ремонта грузовых вагонов с одной (о) и двух сторон (6) ваго-
носборочного участка.
1 — вагоносборочный. 2 — тележечный; 3 — ремонта колесных пар; 4 ремонта
роликовых подшипников: 5 — ремонта автосиепного устройства: 6 - ремонтно-
комплектовочный; 7- обменная кладовая и инструментальная-раздаточная. 8-
колесный парк
А - ремонтные пути; Б - тупик участка ремонта колесных пар
шое количество производственных подразделений, связанных с
организацией ремонта специального оборудования вагонов.
В вагонных депо используют стационарный способ организа-
ции ремонта вагонов, за исключением трех-четырех депо. При та-
кой форме организации производства вагон находится на рабочей
позиции (в стойле) в течение всего производственного процесса.
В вагоносборочном участке выполняют следующие группы
технологических операций:
— разборку, включая съем с кузова некоторых съемных частей;
— проверку и ремонт кузова;
— сборку вагона с постановкой частей, отремонтированных
в других производственных участках
Все детали и узлы вагона, кроме каркасов тележек, обезличе-
ны, т.е. в процессе сборки могут использоваться заранее отремон-
тированные. Поэтому при наличии достаточного технологического
запаса деталей в кладовой ремонт стараются организовать по прин-
ципу замены неисправных деталей заранее отремонтированными.
Сложнее организовать ремонт грузовых тележек так, чтобы те-
лежки были подкачены под те же вагоны, из-под которых были
выкачены. В настоящее время во всех депо ремонт тележек произ-
водят на поточно-конвейерных линиях Наименьшее количество
позиций поточно-конвейерной линии ремонта тележек пять:
выкатка колесных пар и промывка каркаса; разборка; проверка
технического состояния: сборка каркаса; установка каркаса на ко-
лесные пары Для соблюдения такта ремонт деталей на поточной
линии не производят. Детали, требуюшие специальной проверки и
испытаний (триангели, подвески башмака), после разборки пода
ют на специальное рабочее место; они обезличены. Необезличен-
ными являются боковые рамы и надрессорная балка Поэтому в
случае необходимости ремонта этих деталей каркас тележки может
быть снят с позиции разборки и после ремонта вновь установлен
на позицию проверки. Снимают и направляют в ремонт боковую
раму или надрессорную балку, если за время такта она ие может
быть отремонтирована, т.к. поточно-конвейерные линии ремонта
тележек работают с регламентированным тактом.
Остальные узлы и детали вагонов ремонтируют без использова-
ния конвейеров, т.е. используют поточные линии с общими средст-
вами транспортировки объектов, включая ремонтные рельсовые
пути Такие линии работают с нерегламентированным тактом, а
транспортные партии могут быть самыми различными — от одного
объекта до десятков Транспортные партии также обычно не рег-
ламентированы по количеству для транспортировки, а между от-
дельными технологическими операциями могут быть перерывы
Для примера на рис. 11.2 приведена схема технологических по-
токов участка ремонта колесных пар в вагонном депо.
В схеме на рис. 11.2 поток 3 направляется по поточной линии
обыкновенного освидетельствования колесных пар. При депов-
ском ремонте вагонов он включает 70—80 % всех поступивших
колесных пар. В депо с развитой инфраструктурой (например,
Магнитогорск Южно-Уральской дороги) организована поточная
Рис. 11.2. Схема основных технологических потоков колесных пар на участке
ремонта колесных пар (стрелками показаны направления потоков):
/ — из тележечного участка, 2 — на сборку тележек. 3 — линия обыкновенного ос
вилетельствования колесных пар и промежуточной ревизии букс; 4 исправные
после обыкновенного освидетельствования. 5 на обточку колес с промежуточ-
ной ревизии букс; б — после обточки колее на линию промежуточной ревизии
букс; 7-е полной ревизии букс на демонтаж букс и обмывку; 8- после демонта-
жа букс на дефектоскопию и обточку колес; 9-е полной ревизии букс после об-
точки колес и дефектоскоп ин на монтаж букс; Ю— после монтажа букс; И — тре-
бующие ремонта со сменой элементов; /2- вагоноколесных мастерских: 13 — из
колесного парка; 14 - в колесный парк
линия промежуточной ревизии букс, включающая позиции: виб-
роакустической диагностики подшипников; измерения колесных
пар (с заполнением приходно-расходных листков формы ВУ-51);
дефектоскопии средней части оси; осмотра узла торцевого крепле-
ния подшипников и смазки со снятой смотровой крышкой. Эта
поточная линия не имеет конвейера и работает с нерегламентиро-
ванным тактом при условии включения накопительных позиций,
вмещающих от трех до десяти колесных пар между основными по-
зициями. Поток колесных пар направлен в одну сторону по рель-
совому пути. На перечисленных позициях возможно выявление
колесных пар, требующих обточки колес или полной ревизии
букс, или ремонта со сменой элементов. Такие колесные пары
снимают с линии с помощью кран-балки и включают в соответст-
вующий поток.
Во многих депо до сих пор сохраняется старая схема: организа-
ция промежуточной ревизии букс на стенде, поднятом на 500 мм и
вмещающем до 10—12 колесных пар. В этом случае поток колес-
ных пар с промежуточной ревизией букс расчленяется на состав-
ляющие части: площадку дефектоскопии; стенд промежуточной
ревизии; стенд для диагностирования подшипников Наличие
большого количества потоков существенно осложняет работу и в
депо с большой производственной программой (6—7 тыс. вагонов
в год и более) становится «узким местом».
На участке ремонта роликовых подшипников повсеместно ис-
пользуют поточный способ демонтажа букс и стационарный спо-
соб монтажа. Поточная линия демонтажа, как правило, имеет три
позиции: отвертывания болтов и гаек; съема букс; промывки ко-
лесных пар. При небольшой программе и достаточной механиза-
ции эти три позиции может обслуживать один рабочий, работая
с нерегламентированным тактом.
В технологической схеме участков колесного и роликовых под
шипников следует предусматривать наименьшее количество пото-
ков колесных пар, не допускать встречных потоков по одному пути
транспортировки, в особенности между участками, избегать пере-
сечений потоков. Для этой цели схема размещения оборудования
должна быть рациональной, а схема переходов между участками —
оптимальной. Так, дефектоскопы для контроля колесных пар с пол-
ной ревизией букс следует сосредоточить на одной площадке, а на
линии промежуточной ревизии букс отдельно установить дефек-
тоскоп для средней части оси. Должны быть участки пути для вы-
держки колесных пар после обмывки или поступивших из колес-
ного парка с целью выравнивания температуры до температуры
помещения перед измерением шеек для постановки внутренних и
лабиринтных колец.
Важную роль в работе участков колесного и роликовых под-
шипников играет колесный парк, в котором производят погрузку
на платформы неисправных колесных пар, требующих ремонта со
сменой элементов, для отправки в ВКМ, исправных —для отправ-
ки на МПРВ и ПТО. Осуществляют выгрузку с платформ и сорти-
ровку прибывших неисправных колесных пар с ПТО и ППВ
из-под вагонов текущего ремонта, выгрузку исправных колесных
пар, прибывших из ВКМ. На все прибывшие в ремонт колесные
пары надевают бирки со сквозными номерами Хранение колес-
ных пар, ожидающих освидетельствования и ремонта, организует-
ся по видам ремонта. В зависимости от ситуации на участке в ко-
лесный парк могут быть выкачены колесные пары, поступившие
из тележечного участка или после демонтажа букс до обточки ко-
лес, а также исправные после полной ревизии букс. Колесный
участок должен иметь достаточное количество и длину рельсовых
путей для хранения примерно сменной потребности колесных
пар, так как необходимо формировать колесные пары под вагоны
группами по диаметру колес
На участке ремонта автосцепных устройств используют от-
дельные поточные линии для проверки технического состояния
и ремонта основных узлов: корпуса с механизмом; тягового хомута
и поглощающего аппарата.
В практике используют несколько схем организации ремонта
автосцепки: со съемными кассетами для корпусов; с поворотными
двухсторонними стендами; с тележечным кольцевым конвейером
для корпусов и тяговых хомутов; с перемещением корпусов по
кольцевой монорельсовой дороге с электротельфером; с использо-
ванием стендов карусельного типа.
В последнем варианте стенды карусельного типа дополнены
консольно-поворотными кранами
Автоконтрольные пункты в большинстве депо размешены
вблизи пунктов технического обслуживания вагонов, на станции,
поэтому снимаемое с вагонов тормозное оборудование передается
в АКП и обратно через обменную кладовую.
Ремонтно-комплектовочные участки, в зависимости от типа
ремонтируемых вагонов, в грузовых депо включают отделения по
ремонту крышек люков, бортов платформ, дверей и крыш крытых
вагонов.
Для сбора и транспортировки снимаемых с вагонов узлов в ре-
монт в специализированные участки и обратно депо должно иметь
развитую инфраструктуру: транспортные коммуникации — рель-
совые и безрельсовые; подъемно-транспортные средства, а также
формализованную систему их использования графики в техно-
логическом процессе.
Четвертая проблема рассматриваемой функции ВХ. Из-за ко-
лебаний интенсивности эксплуатации вагонов последние, даже
одного года выпуска, к назначенным срокам постановки в ДР
имеют различный уровень износа и других повреждений. Поэтому
всегда имеется возможность (которая реализуется на практике на
совершенно законных основаниях) отобрать в ДР вагоны с на-
именьшими трудоемкостями. Вагоны же, которые в первую оче-
редь нуждаются в ДР, попадают в него с большим опозданием. По-
следнее сопряжено не только с дополнительными затратами на ре-
монт и с выключением таких вагонов из системы полноценного
использования в перевозочном процессе, но и приводит к сниже-
нию уровня безопасности движения.
11.5. Эталонна н технология нсполнення
третьей функции ВХ
Основными её элементами являются:
— стратегия ДР вагона по фактическому техническому его
состоянию,
— технологии ДР, основанные на гибких поточных линиях
Для успешной реализации эталонной технологии необходимо:
I) для каждого типа вагонов установить периодичность глубо-
кой диагностики (п. 5.1);
2) предварительно перейти на рекомендованную в разд. 10 тех-
нологию текущего ремонта вагонов на сортировочных станциях,
что предполагает наличие на этих станциях МПРВ;
3) организовать на МПРВ отделения глубокой диагностики
(ОГД) вагонов. Разработать Положение об ОГД, в котором, в числе
прочего, следует предусмотреть независимость этого отделения от
руководства депо и станции, принципы обеспечения материальной
и моральной заинтересованности работников в эффективном труде;
4) разработать и утвердить экспертный метод глубокой диаг-
ностики вагона.
Технология реализации стратегии ДР по техническому состоя-
нию пояснена с помощью блок-схемы, представленной на рис 11.3.
Здесь: /6л максимально допустимый пробег вагона до очередной
глубокой диагностики; — остаточный ресурс вагона на момент
его оценки.
Важно располагать не только тщательно продуманной и апроби-
рованной технологией реализации новой стратегии ДР Необходимо
добиваться того, чтобы внедрение этой стратегии было выгодно
всем — транспорту в целом, работникам ОГД, МПРВ и депо. Этого
возможно достичь, если ввести новые «правила игры», т.е. новые по-
казатели работы и принципы мотивации работников упомянутых
сторон. Главное требование к таким показателям и принципам
заключается в следующем: злоупотребления одной стороны (с тем,
чтобы снять с себя ответственность, повысить заработки итп)
должны напрямую задевать коренные интересы другой стороны.
Разработка такой системы сдерживания и противовесов (без осо-
бого вмешательства извне) является отдельной сложной задачей.
Итак, определились с эталонным правилом постановки ваго-
нов в ДР. Основой эталонной технологии ДР должны явиться гиб-
кие поточные линии. Что касается второго типа планового ремон
та, т.е. КР, то в идеальном варианте структура системы ремонта
универсальных грузовых вагонов (полувагон и цистерна, прежде
всего) должна быть одноцикловой, те. без КР При этом ДР по
своей трудоемкости должен соответствовать среднему ремонту*.
* В части IVнастоящей книги рассмотрены математические модели и ал-
горитмы оптимизации некоторых параметров организации плановых ремон-
тов вагонов.
Рис. 11.3. Блок-схема алгоритма реализации ДР по техническому состоянию
Назначение /6Д. равное /ост
Часть IV
Оптимизация нормативного срока службы
и системы ремонта вагонов
12. Объект оптимизационной задачи
В части III данного учебника был проведен анализ основных
функций ВХ, предложены некоторые методические подходы по
выбору их целесообразных параметров. Однако упомянутые под
ходы и методы осуществления различных функций ВХ должны
быть согласованы таким образом, чтобы ВХ и транспорт в целом
функционировали в оптимальном (относительно заранее выбран
иого критерия) режиме.
Отсюда следует, что желательно определиться с объектом ис-
следования, с возможными и, в том числе, допустимыми его со-
стояниями, а также критериями качества его функционирования.
Вопрос об идентификации объекта исследования начнем с
констатации известного факта. Исторически исследования в ва-
гонном деле ведутся по двум автономным направлениям:
— совершенствование технологии и организации ремонта, по-
вышения эффективности ремонтной базы;
— совершенствование вагонных конструкций в части их проч-
ностных и динамических качеств.
Методическое объединение упомянутых направлений позво-
лило бы заниматься совершенствованием не отдельных элементов
транспортной системы, а в целом, комплексно, а также оценивать
новые конструктивные решения вагонов в рамках производствен-
но-технологических систем.
Результаты исследований в этом случае были бы более понят-
ны для работников предприятий, интересы которых зашишает за-
казчик вагонов. В связи с этим увеличилась бы вероятность вне-
дрения новых конструкций и технологий. Кроме того, это способ-
ствовало бы примирению сторонников упомянутых направлений
исследований в вагонном деле.
Основой упомянутого методического объединения может стать
новый объект исследования — система «вагон—среда». В этом слу-
чае представляется возможным оптимизировать параметры конст-
рукций вагонов и инфраструктуры вагонного хозяйства в рамках
единого формально-математического аппарата.
Как известно, на этапе предпроектных исследований или, как
принято говорить за границей, на этапе разработки концепции но-
вой конструкции подвижного состава к нему предъявляются три
группы требований:
— первая должна быть направлена на обеспечение подходящих
технико-экономических параметров. Применительно к грузовому
вагону под этим термином понимают оптимальные геометри-
ческие размеры кузова. Методы оптимизации технико-экономи-
ческих параметров грузовых вагонов были развиты в работах
проф. Л. А. Шадура и его учеников [44];
вторая на обеспечение безопасности движения;
— третья - на то, чтобы параметры проектируемой конструк-
ции вагона, характеризующие такие ее свойства, как долговечность
и ремонтопригодность, соответствовали характеристикам инфра-
структуры ВХ (или, можно сказать, эксплуатационной среды).
К упомянутым характеристикам относятся мощность ремонт-
ного хозяйства, размещение ремонтных предприятий на сети, их
специвлизация и др.
Наша цель — найти такой объект исследования, относительно
которого можно было бы поставить оптимизационную задачу,
формальным образом учесть упомянутые выше три группы требо-
ваний к проектированию вагона.
Однако сначала уточним свое понимание требований третьей
группы. Вполне возможен вопрос: что к чему приспосабливать:
конструкцию вагона к параметрам инфраструктуры вагонного
хозяйства или наоборот.
Строго говоря, вагон приобретается не для того, чтобы было
удобно его ремонтировать, а прежде всего, для эффективного его
использования в перевозочном процессе. Отсюда следует, что ре-
монтное хозяйство должно подстраиваться под изменяющиеся па-
раметры конструкции вагонов. Для этого должна быть возмож-
ность в короткие сроки заменять старотипный парк вагонов, что
невозможно, т. к. вагон является изделием долговременного поль-
зования и массового производства.
По этой причине не так быстро, как хотелось бы, происходит
модернизация конструкции вагонов. Так, перевод парка на авто-
сцепку осуществлялся в течение 20 лет. Более длительным был пе-
риод перехода на буксу с подшипниками качения. Еше медленнее
идет процесс повышения технического уровня предприятий ва-
гонного хозяйства.
В связи с этим на практике зачастую поступают наоборот —
подгоняют параметры проектируемой конструкции под возмож-
ности ремонтного хозяйства. Тем самым как бы программируется
застой и в ремонтном хозяйстве, и в вагоностроении.
Получается заколдованный круг, и чтобы выйти из него, су-
ществует два пути.
1. Закладывать значительно меньшие нормативные сроки
службы проектируемых вагонов
2. Практиковать процесс осторожного согласования парамет-
ров конструкций вагонов и ремонтного хозяйства путем их взаим-
ного изменения.
С помощью соответствующей модели можно выбрать не толь-
ко наиболее целесообразный путь разрешения рассматриваемой
проблемы, но и обосновать пути ее реализации.
В любом случае в рамках упомянутой модели должна сущест-
вовать возможность одновременно варьировать и параметрами ва-
гона, и параметрами инфраструктуры.
Таким образом, уточняя свое понимание совокупности
требований третьей группы к проектируемой конструкции, мы не
только по существу обосновали необходимость исследования мо-
дели системы «вагон—среда», но и получили ключ для достижения
конечной цели четвертой части данной книги: оптимизации срока
службы и системы ремонта вагона.
Система «вагон—среда» состоит из неоднородных в известном
смысле элементов. Необходимо найти связующее звено между ва-
гоном и эксплуатационной средой, которое позволило бы рас-
сматривать их вместе как целое.
Роль упомянутого звена предлагается отвести системе ремон-
та вагона в узком смысле, определение которой дано в п. 5.1.
Для этого необходимо лишь найти математический аналог систе-
мы ремонта, в качестве которого удобно принять матрииу (М,
каждый элемент которой есть /-й межремонтный пробег в преде-
лах i-ro ремонтного цикла. Количество строк этой матрицы соот-
ветствует числу ремонтных циклов вагона за срок его службы,
а число элементов в »-й строке определяет структуру i-ro ремонтного
цикла. Сумма всех элементов матрицы — нормативный срок служ-
бы вагона. Кроме того, с помощью задания матрицы (Q с опреде-
ленной конфигурацией можно учитывать факт накопления неуст-
ранимых повреждений по мере старения вагона.
Итак, в качестве объекта упомянутого анализа, относительно ко-
торого будет поставлена оптимизационная задача, следует исполь-
зовать матрицу (Q — аналог илн математическая модель системы
ремонта вагона. Сформулируем требования к системе ремонта и
методике ее оптимизации.
Замечание 12.1. В данной части учебника речь идет, в сущности говоря,
о разработке математической модели ВХ, которая понадобится в разд. 29 при
оптимизации параметров его состояния. Как известно, под математической
моделью объекта исследования обычно понимают совокупность математиче-
ских соотношений, выражающих зависимость выходных его переменных от
входных с указанием ограничений на область возможных значений каждой
переменной
13. Требования к системе ремонта
и методике ее оптимизации
I . В качестве целевой функции, на базе которой задают критерий
оптимизации системы ремонта вагона, следует использовать показа-
тель качества функционирования системы на ранг выше вагонного
хозяйства. В качестве такой системы выступает транспорт в целом.
Заметим, что указанное условие выбора целевой функции явля-
ется важнейшим требованием к любому системному исследованию.
В качестве показателя качества функционирования транспорта
можно принять себестоимость единицы пробега вагона, объем вы-
полненной вагоном работы и т. п , за которые и принимается ис-
комая целевая функция.
2 При выборе параметров системы ремонта необходимо закла-
дывать требования к безопасности движения.
3 . Параметры системы ремонта должны быть согласованы с
возможностями ремонтной базы, а также с психофизиологически
ми возможностями работников, например осмотрщиков или ре-
монтников.
4 База исходных данных, полученная с помощью отраслевой
системы центрального иономерного учета вагонов, должна быть
компактной и прозрачной Тем самым будет обеспечиваться ре-
альная воспроизводимость результатов решения задачи важный
признак научности того или иного метода.
14. Математическая формулировка задачи
Искомую задачу сформулируем применительно к вагонам оп-
ределенного типа в виде следующей оптимизационной задачи:
/(/е) -* пип;
(14.1)
(14.2)
(14.3)
где/ЦД — целевая функция, отражающая эффективность использования
вагона по назначению; /Ба параметр безопасности вагона, под которым
понимается максимально допустимый пробег вагона между глубокими ди-
агностиками; Ц) — математический аналог системы ремонта вагона,
представляющий собой матрицу, размер которой соответствует структуре
системы ремонта; М — мощность ремонтного хозяйства вагонов рассмат-
риваемого типа; П(/у) — потребность в глубоких диагностиках (или ДР
в зависимости от стратегии этого ремонта) вагонов рассматриваемого ти-
па в течение интересующего нас календарного года; а — коэффициент
технологического запаса мощности ремонтного хозяйства вагонов рас-
сматриваемого типа; е — требуемая точность расчетов (0,05 + 0,1)
Дадим словесную формулировку задачи. На допустимом множе-
стве матриц (/J требуется выделить ту, на которой целевая функ-
ция Д/у) принимает экстремальное значение. Под допустимым
множеством матриц (1у) понимаем такое, в котором Каждая мат-
рица одновременно удовлетворяет ограничениям (14.2) и (J4.3).
Ниже будут описаны структура базы исходных данных, а также
функции и параметры, входящие в задачу (14.1)—(143).
15. Структура базы исходных данных
Структуру базы исходных данных к задаче (14.1)—(14.3) удобно
представить в виде следующих массивов информации:
ИД-1 — массив ориентирован на определение функции Д/^)
(табл. 15.1);
ИД 2 — массив ориентирован на методику оптимизации
(табл. 15.2);
ИД-3 — массив ориентирован на определение величины М.
который формируется по данным паспортов вагонных депо.
В табл. 15.3 приведены сведения о ремонтной базе полувагонов:
ИД 4 — массив ориентирован на определение ГЦ/^) (табл. 15.4)
и содержит информацию о возрастном составе вагонов рассматри-
ваемого типа на конец 2000 года.
Таблица 15.1
Данные типа ИД-1
п/п Наименование
1 Покупная и ликвидная цена вагона
2 Рост затрат на ДР по мере старения вагона
3 Рост затрат на КР по мере старения вагона
4 Рост затрат на текущие ремонты и техническое обслуживание вагона по мере его старения
5 Другие составляющие себестоимости единицы пробега вагона
Данные типа ИД-2
Таблица 15.2
N® п/п Наименование
1 Функция распределения наработки вагона до обнаружения опасного отказа Q (/)
2 Функция распределения продолжительности периода между моментами появления и обнаружения опасного отказа Ф(г)
3 Среднестатистические затраты времени на различные виды ремонта
Наименование вагонного депо Заявленная мощность депо, еаг./г.
Аскиз / Люблино 3120/3150
Бурея / Лосиноостровская 3180/3200
Белогорск / Льгов 3050 / 3400
Борзя / Лянгасово 3000 / 3140
Бедово / Лихая 3000 / 3200
Барабинск / Морозовская 3)50/3310
Бердяуш / Магнитогорск 3180 / 3080
Бобринск-Донской 3250
Вязьма / Нижнеудинск 3020/3400
Гороблагодатная 3000
Зуевка / Ожерелье 3000 / 3200
Грязи / Пермь-сорт 3100 / 2900
Кемь / Прокопьевск 3200 / 2950
Кандалакша /Тайга 3050/3)00
Курск / Узловая 3350/3)80
Красноуфимск / Уфалей 3300 / 3350
Конаша / Уссурийск-сорт. 3200 / 3100
Каменоломня /Челябинск 3120/3400
Каменск-Уральский /Мереповей 3280/3070
Курган / Чернышевск 3200 / 3240
Кемерово / Черемхово 3200/3350
Пстербург-сорт. /Юбилейное 3120/3000
Данные тина ИД-4
Год изго- товления Крытые вагоны Платформы Полувагоны Цистерны
4-осные 8-осные
до 1968 608 1269 153 608 8
1968 250 572 22 1697 0
1969 433 509 39 2193 4
1970 699 906 59 3059 7
1971 832 1189 60 3562 9
1972 1073 1385 96 3906 14
1973 1371 1470 122 3645 22
1974 5911 4721 196 3639 118
1975 7264 4936 458 3592 301
1976 6413 5563 1847 3917 314
1977 5908 5865 8877 3570 310
1978 5849 5484 12629 3637 298
1979 5508 3880 14467 3261 361
1980 5666 3414 15815 3039 494
1981 4403 3099 15465 2821 482
1982 3760 3102 15029 2445 414
1983 3471 2993 14892 2213 426
1984 3016 3102 14781 2741 482
1985 3300 3296 15406 3068 622
1986 3417 3713 15785 3170 714
1987 4059 3660 17040 2671 789
1988 2386 3293 16053 1924 572
1989 2042 3107 14762 2187 688
1990 1574 2847 14892 1916 716
1991 2783 2112 15269 663 278
Окончание табл. /5.4
Год изго- товления Крытые вагоны Платформы Полувагоны Цистерны
4-осные 8-осные
1992 3910 130 9547 19 0
1993 2662 46 5951 103 0
1994 2183 8 3380 1535 0
1995 487 3 1864 4203 0
1996 296 0 2102 3969 0
1997 0 0 881 2220 0
1998 0 0 1055 855 0
1999 0 0 1107 450 0
2000 с 0 559 0 0
16. Целевая функция и обоснование существования
ее минимума
В качестве целевой функции, как отмечено в разд. 13, целесо-
образно использовать математическое выражение себестоимости
единицы пробега вагона. При этом в качестве составляющих се-
бестоимости будем учитывать затраты на.
— капитальный ремонт;
— деповской ремонт;
— приобретение вагона;
— текущие ремонты (ТР), техническое обслуживание (ТО);
— другие хозяйства отрасли (тяга, путь, грузовое и др.).
Четвертую составляющую себестоимости будем впредь назы
вать эксплуатационными затратами, т.к. их удельные значения
возрастают во времени. Удельные величины первых двух состав-
ляющих себестоимости, как будет показано далее, в соответствую-
щих периодах эксплуатации убывают. Удельные величины осталь-
ных составляющих являются монотонно убывающими функциями
на интервале времени, равном сроку службы вагона.
Дальнейшее изложение материала раздела будет направлено, в
основном, на то, чтобы вывести формулу себестоимости единицы
пробега (СЕП) вагона, а также графически доказать существова-
ние минимума СЕП как целевой функции задачи оптимизации.
16.1. Графики удельных величин,
составляющих себестоимость единицы пробега вагона
16.1.1. Удельные затраты на КР
Затраты на КР вагона учитываются в себестоимости единицы
пробега вагона посредством включения амортизационных отчис-
лений. Их размер зависит от затрат на каждый КР и их числа за
срок службы вагона.
Итак, суммарные затраты на КР определяются нормативным
сроком службы вагона. Следовательно, расходы на КР вагона при
анализе себестоимости единицы пробега вагона в зависимости от
его срока службы должны учитываться как фактические затраты
на каждый конкретный ремонт, а не как заранее заданные равно-
великие во времени амортизационные отчисления на капитальные
ремонты.
Рассмотрим сначала изменение удельных затрат на КР в от-
дельном (i + 1)-м ремонтном цикле:
(|6|>
где ЛКР| — затраты на r-й КР; Ljtt — продолжительность (*+ 1)-го ре-
монтного цикла
На рис. 16.1 приведена зависимость (16.1) в отдельных ремонт-
ных циклах.
Видно, во-первых, что чем продолжительнее ремонтный цикл,
тем меньше удельные затраты на КР. Во-вторых, в первом ремонт-
ном цикле используется ресурс, заложенный в новом вагоне, и по-
этому величина удельных затрат на КР на первом цикле (продол-
жительностью £]) равна нулю. Второй ремонтный цикл начинает-
ся с КР, без проведения которого дальнейшая эксплуатация вагона
становится экономически нецелесообразной или технически не-
Рис. 16.1. Удельные затраты на КР
в отдельных ремонтных циклах
Рис. 16.2 Удельные затраты на КР
в зависимости от срока службы
возможной. В-третьих, КР не завершает ремонтный цикл, он с не-
го начинается. Следовательно, затраты на /-й КР следует относить
не к /-му, а к (/ + 1)-му ремонтному циклу
Рассмотрим теперь изменения удельных затрат на КР вагона
fKff<L) в зависимости отобшего срока службы £(рис. 16.2).
До первого КР удельные затраты равны нулю. Для второго
цикла в произвольной точке, лежащей на расстоянии от его
начала, их вычисляют по формуле:
JkpW - е Ui. £2>-
(16.2)
В общем случае удельные затраты на КР применительно для
л-го ремонтного цикла в точке, лежащей на расстоянии хот нача-
ла указанного цикла, определяются следующим образом:
/кр(^-3 “ «ТТ1 ’
(16.3)
где Л( — затраты на /-Й КР
Выводы:
— удельные затраты на КРот цикла к циклу возрастают, поэто-
му норма амортизационных отчислений на КР должна возрастать
с увеличением срока службы вагона даже в том случае, если затра
ты на отдельные КР и продолжительность ремонтных циклов ос-
тавались бы неизменными,
— график удельных затрат на КР, построенный на интервале,
равном сроку службы вагона, представляет собой кусочно-непре-
рывную кривую, имеюшую разрывы первого рода на границах ре-
монтных циклов; при этом разрывы пропорциональны затратам
на соответствующий КР;
— необходимо тщательно калькулировать фактические затраты
на КР. Однако на ремонтных предприятиях МПС не производится
калькуляция фактической себестоимости КР каждого вагона.
Обычно затраты на КР списываются по установленному Среднему
нормативу. Между тем с увеличением возраста вагона затраты на
проведение его КР возрастают. Так, по данным ВНИИЖТа, эти
затраты могут возрасти в 2—3 раза;
— затраты на КР зависят не только от возраста вагона, но и от
продолжительности предшествующего ремонтного цикла.
16.1.2. Удельные затраты на ДР
Заложенный при ДР вагона ресурс расходуется в течение
последующего межремонтного пробега. Поэтому изменение
удельных затрат на ДР в отдельном (/ + 1)-м межремонтном пери-
оде в зависимости от его продолжительности представляется как и
для КР в виде:
w=£. <>б.4>
где Лдру— затраты нау-й ДР; — продолжительность (/ + 1)-го межре-
монтного периода.
Из рис. 16.3 видно, что удельные затраты на ДР тем меньше,
чем продолжительнее период. На первом межремонтном периоде
используется ресурс, заложенный в новом вагоне, поэтому затраты
на ДР не производятся, и величина удельных затрат на ДР в тече-
ние всего первого периода равна нулю.
Рис. 16.3. Удельные затраты на ДР на отдельных межремонтных периодах
Аналогичные рассуждения приводят к заключению, что после
проведения i-ro КР удельные затраты на ДР в следующем после
КР межремонтном периоде также равны нулю.
Итак, ДР не завершает межремонтный период, а с него начи-
нается. Следовательно, затраты на у-й ДР следует относить на
(/+ 1)-й межремонтный период
Как видно из ри. 16.4, характер изменения удельных затрат на
ДР в зависимости от общего срока службы аналогичен изменению
затрат на КР, при этом отсутствуют затраты на ДР не только после
изготовления, но и после КР. Разрывность кривой изменения
удельных затрат в моменты проведения ДР показывает, что в эти
моменты происходит мгновенное возрастание затрат.
Из рис. 16.4 видно, что имеет место уменьшение удельных за-
трат на деповские ремонты с увеличением межремонтных пробегов.
Однако за этим следует возрастание затрат на неплановые текущие
ремонты и техническое обслуживание. Аналогичные соотношения
возникают, с одной стороны, между капитальными и деповскими
ремонтами, а с другой, между капитальными и текущими ремонта-
ми. Необходимо найти золотую середину, поэтому в себестоимость
единицы пробега включены затраты на неплановые текущие ре
монты и техобслуживание.
16.1.3. Затраты на текущие ремонты и техническое
обслуживание
Текущие ремонты и техническое обслуживание вагонов по
своей природе не являются одинаковыми по стратегии осуществ-
ления Проведение первых производится по мере обнаружения
повреждений, а второго — в планово-предупредительном или
планово-аварийном порядке. Говоря точнее, через 200—300 км
пробега (гарантийное плечо) проводится технический осмотр
вагона и по мере необходимости он подвергается техническому
обслуживанию.
Таким образом, в отличие от текущих ремонтов и технического
обслуживания технические осмотры вагона являются плановыми
мероприятиями. Однако методически более правильно рассматри-
вать их в совокупности. Почему? Во-первых, затраты на текущие
ремонты и техническое обслуживание по мере старения вагона
растут. Во-вторых, расходы на ТО, ТР и техосмотры трудно разгра-
ничить, так как эти работы часто совмещаются
Как показали наблюдения, с увеличением продолжительности
межремонтных пробегов (между ДР) возрастают затраты на ТР и
ТО. Единовременные затраты на ДР также возрастают по мере ста-
рения вагона. Однако в первом случае это приводит к увеличению
удельных затрат на ТР согласно выражению
°к+АЛ 06.5)
на каждом к-м межремонтном периоде, а во втором — к их умень-
шению. В чем тут дело? Во-первых, когда речь идет о ТР и ТО. то
имеются в виду накапливающиеся суммы затрат в пределах межре-
монтного пробега, деленные на величину этого пробега Числи
тель этой дроби растет быстрее. А в формуле удельных затрат на
ДР (16.4) числитель постоянный для заданного межремонтного
пробега. Во-вторых, надо почувствовать принципиальную разницу
между ТР, с одной стороны, и ДР или К Р, с другой.
При ДР и КР происходит восстановление ресурса всего вагона
(до различных вльбомных размеров), а при ТР восстанавливается
работоспособность отдельных составных частей, которые являют-
ся контролепригодными и легкосъемными
Итак, по мере увеличения межремонтного пробега удельные
затраты на ТР и ТО возрастают, т.к. с увеличением пробега все
большее число деталей должно заменяться. Во время ДР (или КР)
происходит восстановление ресурса (пусть неполное) путем заме-
ны или ремонта изношенных деталей, проведения регулировоч-
ных, очистных и других работ. Отсюда сяедует, что непосредствен-
но после проведения ДР и КР вагон не требует ТР и ТО или
требует их в значительно меньшем объеме.
Таким образом, после проведения очередного ДР или КР
удельные затраты на ТР и ТО снижаются (до нуля), но затем по
мере увеличения межремонтного пробега начинают возрастать.
Этот процесс повторяется иа каждом межремонтном периоде в те-
чение всего срока службы вагона (рис. 16.5).
Замечание 16.1. Приведенные на рис. 16.2, 16.4, 16 5 зависимости соот-
ветствующих удельных затрат от значений срока службы L вагона являются
разрывными в некоторых точках. Эти кривые понадобятся для графического
доказательства существования глобального минимума целевой функции.
Рис. 16.5. Удельные эксплуатационные затраты в пределах межремонтных
пробегов
При практической же оптимизации параметров системы ремонта каждую
их этих кривых допустимо представить в виде непрерывной функции от
пробега £:
2 «к,.
j---
_/др(7.)
(16 6)
где RTfi) = av- ltj + b9- (ty* L = £ Ё id; ЯКР/ - затраты на Лй КР; Rmu и
FTP1/ затраты на у-й ДР и ТР в пределах г-го ремонтного цикла; т, —
структура /-го ремонтного никла (см. разд. 5.1); я — число ремонтных
циклов за срок службы вагона; — у-й межремонтный пробег в пределах
i-го ремонтного цикла; о& и Ьй — параметры роста затрат на ТР на у-м
межремонтном пробеге в пределах i-ro ремонтного цикла.
16.1.4. Удельные затраты на приобретение вагона
Обычно эти затраты входят в себестоимость единицы пробега
как амортизационные отчисления на восстановление. Здесь же ис-
следуется изменение себестоимости единицы пробега вагона в за-
висимости от его срока службы. Поэтому необходимо рассматри-
вать фактические затраты, а не равновеликие амортизационные
отчисления, обычно устанавливаемые исходя из заранее заданного
нормативного срока службы В данном случае этот срок является
для нас искомым, т. е. подлежащим оптимизации.
Затраты на приобретение вагона 5 за вычетом его ликвидной
стоимости Q, отнесенные к сроку службы L, назовем удельными за-
тратами на приобретение:
(16.7)
16.1.5. Удельные издержки других хозяйств
Эти издержки входят в число показателей работы транспорта и
поэтому отражаются в ежегодной отчетности МПС России. Обозна-
чим через </,, d„, d.a и dtl — издержки за срок службы L вагона локо-
мотивного, путевого, перевозок и СЦБ хозяйств соответственно.
Тогда удельные значения этих издержек определяются по фор-
муле, структура которой совпадает с формулой (16.7):
f,= l, (16.8)
где d- — суммарные издержки Лй службы МПС.
Замечание 16.2. Выше определены выражения и исследована динамика
изменения отдельных составляющих себестоимости единицы пробега вагона
в пределах межремонтного пробега, ремонтного цикла и полного срока его
службы. Осталось воспользоваться необходимым условием экстремума целе-
вой функцииУЦу) Однако предварительно надо быть уверенным в существо-
вании минимума рассматриваемой функции. Покажем существование упомя-
нутого минимума с помощью графических построений Этому будет посвя-
щен следующий пункт.
16.2. Зависимость себестоимости единицы пробега
вагона от продолжительности межремонтного пробега,
ремонтного цикла и срока его службы
Исследование себестоимости единицы пробега вагона (СЕП)
будем проводить, как и прежде, по отношению к ее основным со-
ставляющим, поэтапно в пределах межремонтного пробега, ре-
монтного цикла и срока его службы.
СЕП в пределах межремонтного пробега
Допущения:
а) не учитываем затраты на приобретение вагона, КР и издерж-
ки служб тяги, пути, перевозок и СЦБ;
б) межремонтный период начинается после проведения оче-
редного ДР.
На рис. 16.6 показано изменение СЕП вагона в зависимости от
продолжительности межремонтного периода Геометрическое
суммирование кривых / и 2 дает результирующую кривую 3 — из-
Рис 16.6. Целевая функция//#)
на межремонтном периоде:
I — удельные затраты на ДР; 2 —
удельные эксплуатационные затра-
ты; 3— СЕП (целевая функция)
Как видно из рис. 16.6, СЕП
вагона в начале рассматриваемого
периода убывает, достигая при не-
котором значении /опт минималь-
ного значения, а затем возрастает.
Если возрастание удельных
эксплуатационных затрат подчи-
нить линейной зависимости, то
СЕП вагона представимо в виде:
+ °*+i ^ь+|4+1> U6.9)
•**i
где пА и bt — параметры функции
удельных эксплуатационных затрат.
Оптимальную периодичность
межремонтного пробега опреде-
лим ИЗ УСЛОВИЯ:
W)=o
dt
Тогда
(16 10)
Подставив полученное выражение для /опт в уравнение (16.9),
получим формулу для вычисления минимальной СЕП вагона:
Л»й*) = »..,+2^77^7, (16.11)
Как видно из табл. 5.2, в большинстве отечественных исследо-
ваний по ремонтной тематике поведение целевой функции рас-
сматривалось лишь на отдельном межремонтном периоде.
СЕП вагона на отдельном ремонтном цикле
Допущения:
а) исключаем из рассмотрения тот ремонтный цикл, который
следует сразу же после изготовления вагона;
6) не учитываем затраты на приобретение вагона и издержки
служб тяги, пути, перевозок и СЦБ.
Рис 16.7. Целевая функция/^ на ремонтном цикле
/— удельные затраты на КР. 2— удельные эксплуатационные затраты: 3 — удель-
ные затраты на ДР; 4- СЕП вагона
Как видно из рис. 16.7, изменение СЕП вагона на рассматри-
ваемом цикле представляет собой кусочно-непрерывную функ-
цию (кривая 4) с несколькими локальными минимумами. Наличие
последних предопределено характером изменения кривых I, 2, Зв
отдельных межремонтных периодах в пределах рассматриваемого
цикла.
При некоторой продолжительности ремонтного цикла дости-
гается наиболее низкая СЕП вагона — глобальный минимум для
рассматриваемого ремонтного цикла.
Анализируя подобные геометрические решения, исследовате-
ли пришли к важному выводу — глобальный минимум СЕП вагона
достигается обязательно на границе между двумя межремонтными
периодами. Это дает возможность методику расчета оптимальной
продолжительности ремонтного цикла в некоторых случаях свести
к последовательному определению СЕП вагона при числе межре-
монтных пробегов за цикл, равном 1, 2, 3,4, ..., т. Сравнивая по-
лученные значения СЕП, нетрудно определить также число
межремонтных пробегов, при которых себестоимость единицы
пробега принимает минимальное значение. Правда, такой метод
применим, если предварительно известны продолжительности
межремонтных пробегов /2,, 1^ Так, базируясь на таком под-
ходе, с помошью рис 16.7 и была определена оптимальная про-
должительность ремонтного цикла:
Д„=2', <16 12)
Однако чаше при расчете оптимальной продолжительности ре-
монтного цикла неизвестно не только количество межремонтных
пробегов, но и их продолжительность. В этом случае уже не пред-
ставляется возможным применить продемонстрированный выше
графический метод оптимизации
Нужен аналитический метод решения задачи. Если возраста-
ние удельных эксплуатационных затрат линейно, то выражение
СЕП вагона в функции продолжительности /-го ремонтного цикла
можно представить в виде:
+ X Лдр + ^*4 )
ЛА, 4...U = ———-------------------- (16 13)
Х4
Задавшись определенной структурой ремонтного цикла, опти-
мальные межремонтные пробеги можно получить из решения сис-
темы уравнений:
-о. (16.14)
где/= I, 2,т.
СЕП вагона за срок его службы. Анализ изменения СЕП ваго-
на в отдельных межремонтных периодах и ремонтных циклах по-
зволяет перейти к рассмотрению изменения себестоимости в зави-
симости от общего срока службы вагона. Для этого используем,
как и ранее, графический способ оптимизации, предположив, что
известны значения межремонтных пробегов.
Напоминаем, что данное предположение временное, которое
нужно лишь для обеспечения наглядного доказательства сущест-
вования минимума целевой функции Д/у).
Из рис 16.8 видно, что составляющие СЕП вагона являются
монотонными на соответствующих периодах эксплуатации, при-
чем кривая удельных эксплуатационных затрат является возрас-
тающей, а остальные — убывающими. Это обстоятельство обус-
ловливает факт существования минимального значения СЕП как
функции нескольких переменных, что собственно и вытекает из
графического решения задачи
/-удельные затраты на КР. 2 -удельные эксплуатационные затраты; 3—удель
ные затраты на ДР; 4— удельные затраты на приобретение вагона, 5.6. 7— удель-
ные издержки служб тяги, пути и перевозок соответственно; 8— СЕП вагона
Более того, из рис. 16.8 видно, что глобальный минимум себес-
тоимости единицы пробега вагона достигается в момент оконча
ния первого ремонтного цикла. Последнее является проявлением
следующего правила: срок службы вагона, при котором СЕП име
ет наименьшее значение, всегда будет состоять из целого числа
ремонтных циклов.
Итак, по сути говоря, доказана теорема о существовании гло-
бального минимума целевой функции. Более того, по ходу упомя-
нутого доказательства заготовлены все необходимые условия для
составления аналитического выражения для СЕП вагона:
2 «.>,* 12 «.>„* Ё ад;)+5-е+«,+<<п*лэ^
ЛО" Т' ' """ " "Ли-----------------------------------.(16.15)
I” If = I
где *я( — структура г-го ремонтного цикла, п — количество ремонтных
циклов за срок службы вагона: затраты на j-Й ДР в пределах /-го
ремонтного цикла; ЯКР - затраты на i-й КР.
17. Технология реализации
необходимых условий экстремума целевой функции
На примере простейшей структуры системы ремонта (рис. 17.1)
и применительно к двум вариантам аппроксимации удельных за-
трат на плановые ремонты подробно рассмотрим методику реше-
ния задачи:
/9-min, (17.1)
являющейся частной по отношению к оптимизационной задаче
(14.1)—(14.3).
ДР,, . КР t ДР,,
‘1 Ч ' 'г
Рис. 17 J Структура системы ремонта вагона
17.1. Первый вариант учета затрат
иа деповские и капитальные ремонты
Перейдем от двойной индексации межремонтных пробегов
(см. рис. 17.1) к одинарной и выпишем выражения для удельных
затрат.
Удельные затраты на ДР:
d, + Д
7цр=-7—(17 2)
где dt = ЛаР — затраты иа первый деповской ремонт (ДР), d2 = ЛДР —
затраты на второй ДР.
Удельные затраты на КР:
7кр = • (17 3)
X/.
где dj = ЛКР — затраты на капитальный ремонт
Удельные эксплуатационные затраты:
2>Л+*./’)
. (17.4)
где of, b, — коэффициенты роста удельных затрат по мере старения вагона
на i-м межремонтном периоде.
Удельные затраты на приобретение вагона:
)0- (17.5)
где 5 — покупная иена вагона; Q ликвидная иена вагона
Удельные затраты служб тяги, пути, перевозок и СЦБ рассчи
тываются по формуле (16.8).
Выпишем теперь выражения для частных производных.
где tf4. tf5, d6 и d7 — суммарные издержки служб тяги, пути, перевозок и
СЦБ соответственно.
Необходимое условие экстремума функции/^)
^ДР *YkP */rp+/c*Z-l+/г1 Л/э */ц) адуи| 2 3 4) (17-6)
представляем в виде системы уравнений:
- 1 </,+(»! + 24,/,)1/,- 1/0,4+*.//) - 5+0 = 0; <177)
- 1<4 + (ог+242/;)1/,- 1(о,4+4, Z/)-S + O = 0; (17.8)
- X 4+<“>+ 2*1'1),?,t- ?,«/,+ *,'/) —S+С=0; (1’ 9)
-Е4+(«.+2*Л)£ 4-,?,(«/, + *,'?)-s+Q-o. (17.10)
Перейдем к более простой эквивалентной системе уравнений.
Для этого, последовательно вычитая выражение (17.10) из уравне-
ния (17.7), (17.9) из выражения (17.8) и (17.8) из ураВнения(17.10),
получим соответственно уравнения:
о, + 2fc,/, — а4— 2Л4/4 = 0;
а2 + 2Ь212 а,- 2Ь^ = 0;
a4+2b4i4-a2-2b2l2 = 0
(17.11)
(17.12)
(17.13)
К этим уравнениям добавим (17.10):
Е4»(а,+ 2*Л)Х',- £(»/,+ *,'/’-9 + е-О- <)’)•)
Используя формулы (17.11)—(17.13). выразим /2, /3, /4 через/,:
. _ bi . ,
6,'1 2Ьг ’
(17.15)
Подставляя значения /2, /3, /4 в выражение! 17.14), получим
квадратное уравнение относительно
о/,1 + W, + c = 0,
(17.16)
<O|
4*2
В [43] справедливость предлагаемых формул подтверждена пу-
тем сравнения их с формулами Р.Н. Колегаева [23] для расчета
оптимальных межремонтных периодов техники.
Расчет оптимальных межремонтных пробегов по формулам
(17.15) и (17.16) не требует реализации сложных программ на
ЭВМ, что необходимо выполнять, следуя методике Р.Н. Колегаева.
Более того, приведенные формулы допускают обобщение Если
бы, к примеру, рассматривалась система ремонта с п межремонт-
ными пробетами, то были бы справедливы следующие формулы:
'>=^'+V-'/'2TS'; (|7|7)
o-t. + WXr) (17 18)
*-2"<
,i7i9>
с=| Е _(Д + D+S-Q). (17.20)
где R — суммарные затраты на ДР и КР вагона за срок его службы; D —
суммарные затраты хозяйств МПС России (кроме вагонного) на обеспече-
ние эксплуатации вагона в течение его срока службы. N— X т, * я + I;п —
число КР за срок службы вагона; т, — структура i-ro ремонтного цикла
Величину /, допустимо трактовать как срок гарантии заво-
да-изготовителя, а уравнение (17.16) использовать для его вычис-
ления. Далее, величины 12 и 13 допустимо трактовать в качестве
сроков гарантии ДР и КР соответственно, которые рекомендуется
вычислять по формуле (17.17).
17.2. Второй вариант учета затрат
на деповские и капитальные ремонты
Рассмотренная выше методика решения задачи имеет существен-
ный недостаток — учитываются лишь суммарные затраты на ДР и
КР за срок службы вагона. Между тем затраты на тот или иной ре-
монт зависят от периода межремонтных пробегов /2, /3,.... Дру-
гими словами, затраты на ДР и КР являются функциями предшест-
вующих им пробегов.
Для учета этого обстоятельства удельные затраты на ДР
(см. рис. J 7.1) представим в виде
(17.21)
а затраты на КР:
(|722)
?,'
Выражения остальных удельных затрат имеют прежний
вид (см. п. 17.1). Здесь уже содержание величин dt, d2, d3 другое,
они отражают темп возрастания затрат на ДР и КР с увеличением
межремонтного пробега и ремонтного никла
Тогда выражения для частных производных приобретают вид:
Q/др _ /-I____________. д/др _
d/i / 4 \г ’ й/i / 4 \3
И IM
Фдр _ d[ dJt +dtl3 й/itp _ д/кр _d3(lt + l2) _
a/, bl ~ ,4 ’ ’ a/, at z * \2 '
«&Р
a/.
3/kp _
a/j
Выражения для частных производных от функций, отражаю-
щих остальные типы затрат, выписаны в п. 17.1.
Необходимые условия экстремума функции Д/-) после извест-
ных из п. 17.1 преобразований представляем в виде системы
уравнений:
dt + + о, — о4+ 2А,/| — 2b4l4 = 0;
dj - d2 + а2 - а3 + 2Л./3 — 2Ь3/3 = 0;
— d3 + о4 — а2 + 2Z>4/4 — 2Ь212 = 0;
(17.23)
(17.24)
(17.25)
— dtlt — d,l, - d,l, - d,l, + (о, + 2Ь,1,1 1!- 1 (а,( + bf^ -
-Yd,-S + Q=(S, (17.26)
3-5
где £ dj— издержки служб МПС России (кроме вагонной) на обеспече-
ние эксплуатации вагона в течение срока его службы
Используя выражения (17 23) — (17.25), выразим /2, /4 через
/=,*!/ +A
2 b,' 2b, lb, ’
(17.27)
. _ by . dt+d3 fl|-c4
4 b4'* 2b4 lb4 '
Подставляя полученные выражения для /2, /3, /4 в выражение
(17.26), получим после весьма громоздких выкладок квадратное
уравнение относительно 1Х~.
alj +Ых + с = Ъ, (17.28)
где «-(., + »?[ :
6 = г.,(1 - t|) - b, ( + W - 4+ «,) 2J; Z
г И + <°| - °!>Г + д; IM + ''г - ^ + <°| - °!)|! +
г- Д- (и + <у + (о, - <г,)р - л- i d, + е.
Зная оптимальные межремонтные пробеги, нетрудно подсчи-
тать оптимальные затраты на техническое обслуживание, первый
и второй деповские ремонты, а также на капитальный ремонт.
18. Методика оценки параметров роста затрат
на ремонты вагона но мере его старения
В табл 15.1 представлена структура исходных данных для
оценки себестоимости единицы пробега вагона. В настоящем раз-
деле рассмотрим некоторые особенности получения этих данных.
По мере старения вагона происходит постепенное накопление
повреждений в его конструкции. С помощью ремонтов различно-
го типа происходит либо полное их устранение (путем замены от-
казавших деталей), либо частичное, что приводит не только к за-
медлению темпов деградации конструкции, но и к накоплению
неустранимых при ремонтах повреждений. Система ТОР является,
таким образом, важнейшей инструкцией, согласно которой орга-
низовано управление ресурсом конструкций каждого вагона, его
техническим состоянием.
Для того чтобы упомянутая инструкция была эффективной,
необходимо иметь возможность находить оптимальные параметры
системы ТОР вагонов. Нужна методика оптимизации, и она име-
ется в виде задачи (14.1)—(14.3), а также исходные данные. Глав-
ным здесь является эксплуатационная информация о динамике
деградации конструкций по мере их старения. Поскольку подхо-
дящих способов непосредственной количественной оценки упо-
мянутой динамики на сегодняшний день не существует, то в тех-
нике принято ее измерять с помошью фиксации изменения затрат
на ремонты различного типа.
Для этого необходимо осуществлять калькулирование, прото-
колирование (при заполнении учетных форм типа ВУ-36) и
занесение в компьютерную сеть отрасли значений фактических за
трат (в отраслевую систему централизованного пономерного учета
вагонов, которая описана в разд. 3) на ремонт каждого вагона. Без
этих данных невозможно, в конечном счете, построить интеллек-
туальную систему управления вагонным хозяйством, которая ос-
нована на научных методах.
Основным препятствием на пути получения данных о факти-
ческих затратах на ремонт вагонов является опасение руководства
ремонтных предприятий относительно стабильности производст-
ва в случае отказа от ведения «двойной бухгалтерии» в существую-
щих условиях Последнее характерно, как известно, для любого
предприятия.
Поэтому списание затрат на ДР по нормативу, независимо от
фактических затрат на ремонт того или иного вагона, устраивало
руководство вагонного депо. Это позволяло ему маневрировать в
условиях нехватки материалов и запасных частей, устаревшего
технологического оборудования, а иногда и невысокой квалифи-
кации вышестоящего руководства и расточительного отношения к
расходу материалов общего назначения. Упомянутое маневриро-
вание происходит обычно за счет снижения качества ремонта и со-
ответствующего подбора вагонов (с наименьшими объемами ра-
бот) для деповского ремонта.
В целях усиления экономической заинтересованности железных
дорог в улучшении технического состояния вагонов, упорядочива-
ния финансирования и учета указаниями МПС от 14.04.1995 г. и от
07.04.2000 г. предписано осуществлять списание затрат на ДР по
фактическим объемам выполненных работ. Упомянутые объемы
должны быть отражены в дефектных ведомостях формы ВУ-22.
Дефектная ведомость по каждому вагону должна заполняться
на основании фактически произведенных на нем работ и расценок
по каждому виду работ, утвержденных руководителем предприя-
тия Ежемесячно вагонные депо должны направлять в вагонную
службу сведения о расходах на ДР по каждому вагону с приложе-
нием учетных форм ВУ-22 и ВУ-36, подписанных начальником и
главным бухгалтером депо. Здесь они должны проверяться на пра-
вильность представленных документов, которые затем предписано
направлять в финансовую службу дороги. И, наконец, проанализи-
ровав эту документацию, из финансовой службы ее ежемесячно
необходимо пересылать в Департамент финансов (ЦФ) МПС Рос-
сии для перераспределения финансов на ремонт между железны
мн дорогами. В упомянутых указаниях МПС, к сожалению, не
предусмотрена обязательная подача данных о фактических затра-
тах на ДР каждого вагона в ГВЦ МПС России для иономерного
централизованного учета. Кроме того, не прописан механизм осу-
ществления контроля за качеством ремонта, правильностью отбо-
ра объектов для ДР и списанием затрат. Заметим, что указанный
механизм нетрудно разработать и обеспечить функционирование
на базе той же отраслевой системы пономерного централизован-
ного учета грузовых вагонов. Хотя, если быть более точным, пра-
вил ьность отбора в ДР (с точки зрения фактического технического
состояния того илн иного вагона) невозможно обеспечить из еди-
ного центра, даже Главного вычислительного Подобные решения
по каждому вагону должны приниматься на местах, а для этого
нужно переходить на другую стратегию ДР — по фактическому
техническому состоянию, о чем подробно говорилось в разд. 11.
Отмеченные недостатки упомянутых выше указаний МПС за-
трудняют получение фактических затрат на ДР и КР по мере ста-
рения вагона. В этих условиях при решении задачи (14.1)—(|4.3)
рекомендуется воспользоваться первым вариантом учета затрат на
ДР и КР (разд. 17.1). Достаточно располагать сведениями о сум-
марных затратах на ДР и КР за срок службы вагона. Эту сумму, на
зовем ее фактической Дф неизвестной, можно оценить сверху
суммой Дн. Величину Дн получаем путем умножения усредненной
величины затрат на один ДР (обозначим через АДР) на их число за
срок службы вагона. То же относится и к капитальным ремонтам
(/?кр — усредненная величина затрат на КР) Значения величин
/?Др и /?КР периодически публикуют в отраслевой печати, отчетах
дорог, министерства нт.п.
Однако на самом деле действительные затраты на деповские
ремонты в рамках любого ремонтного цикла возрастают по мере
старения вагона. Желательно все-таки учесть это обстоятельство
при расчетах С этой целью множество конкурирующих структур
системы ремонта (разд. 23) (структура системы ремонта моделиру-
ется в виде матрицы) предлагается формировать из матриц трапе-
цеидальной формы (разд 14) Это позволяет моделировать рост за-
трат на ДР по мере старения вагона Происходит как бы пере-
распределение суммы Дн в пользу последних лет жизни вагона.
Те же проблемы с протоколированием и пересылкой в отрасле-
вую компьютерную сеть фактических затрат ремонтных предприя-
тий присуши и по отношению к текущему ремонту. При этом сама
организация калькулирования затрат на текущие ремонты в усло-
виях технической станции более сложна, чем в стационарных ус-
ловиях планового деповского ремонта. Вряд ли скоро будет нала-
жен достоверный и своевременный учет фактических затрат на те-
кущие ремонты, поэтому несколько упростим решение этой зала
чи — вместо поиска динамики изменения затрат на этот вид
ремонта попытаемся разработать способ выявления динамики
роста частоты отцепок вагона в текущие ремонты по мере его ста
рения. Причем этот рост должен зависеть от порядкового номера
ремонтного цикла вагона, а также от межремонтного пробега в
нем. Тогда, задавшись среднесетевым значением затрат на ус-
редненный по объему текущий отцепочный ремонт и опираясь на
возможности системы пономерного централизованного учета ва-
гонов, будет нетрудно получить искомую динамику роста затрат на
ТР по мере старения вагона
На примере данных эксплуатации парка полувагонов (л-ваго-
нов) в течение 1999—2000 гг. конкретизируем эту мысль в виде ал
горитма опенки коэффициентов (а^, by) роста указанных затрат по
мере их старения.
Введем сначала в рассмотрение две величины: л- и п'у — усред-
ненные значения числа отцепок л-вагонов в текущий ремонт в те-
чение межремонтного пробега 1у и 0,5/,у соответственно. Здесь, как
и прежде, под 1у понимаем у'-й межремонтный пробег и-вагонов в
пределах i-ro ремонтного цикла. Значения величин /^ соответству-
ют срокам проведения деповского и капитального ремонтов полу
вагонов согласно Приказу МПС №7ИЗ от 18.12 1995 г (см. табл. 5.3).
Учитывая, что сроки службы я-вагонов, утвержденные 28.10.86 г.
Министерством тяжелого и транспортного машиностроения, сос-
тавляют 22 года, структуру системы ремонта этого вагона предста-
вим в виде следующей матрицы:
(181)
Согласно данным о возрастном составе парка полувагонов (см
табл 15.4), вагоны, прослужившие более 22 лет, составляют незна-
чительный процент.
Разобьем совокупность вагонов рассматриваемого типа на 20
групп. Ву-ю группу входят вагоны, возраст v которых удовлетво-
ряет неравенствам:
/;7 _ I s vy < I'j при /= ijj; (18.2)
vJ+9< 4} при/'=1.11 , (18-3)
где /,□ 0; /*о = /'9; 1*и = =; /’ — пробег вагона за промежуток времени
от начала эксплуатации до начала межремонтного пробега
Так, в первую группу включаем полувагоны, срок службы ко-
торых менее трех лет, во вторую — срок службы которых от трех до
четырех лет и т.д.
С помощью отраслевой системы пономерного централизован
ного учета вагонов накапливаются данные об отцепках вагонов,
принадлежащих упомянутым группам.
В результате обработки собранных таким образом данных по-
лучаем усредненные значения поясненных выше элементов двух
следующих матриц.
[ЯН Я12 «13 «14 «15 «16 пП «18 «19 I - (18 4)
Я2) ПП ПП «24 «25 П№ ^11 «28 «19 П1. 10|
[«’11 «‘17 л’и »'и «‘|5 Я* 14 «*|? «*18 «*19 I (]g
«’а «*21 п П П‘14 п'к л‘1ь П П «'11 пП « 7.|()|
Коэффициенты оу и находят в результате решения системы
двух следующих алгебраических уравнений:
11 °.А + 4 ЬМ ~ "О Ятг. (18.6)
где Ятр — среднесетевые затраты на отцепочный текущий ремонт,
а значения /. приведены в приложении к приказу МПС России № 7ЦЗ от
18.12.1995 г.
Замечание 18.1. Существует ряд повреждений и отказов вагонных конст-
рукций, которые почти полностью устраняются при первом, втором и т.д. ка-
питальных ремонтах. В основном по этим отказам (точнее, по признакам этих
отказов) вагоны подвергаются отцепкам в эксплуатации в текущий ремонт
Поэтому будем полагать, что закономерности изменения частоты отцепок на
третьем, четвертом и т.д. ремонтных циклах такие же, как и в пределах рас-
смотренного нами второго ремонтного цикла. Отсюда следует, что получен-
ные значения и# и могут быть использованы применительно к соответст
венным межремонтным пробегам в рамках систем ремонта с меньшим или
большим числом циклов. Тем самым с погрешностью, сопоставимой с по
грешностью статистических данных, можем полагать, что предложенный
способ оценки nv-u nV для любого типа вагона является универсальным. По
мере накопления в системе ДИСПАРК эксплуатационных данных о вагонах
наступит момент, когда можно будет отказаться от принятого допущения.
Замечание 18.2. Более предпочтительна и содержательна трактовка задачи
(14.1)—(14.3), в которой под целевой функцией/^) понималась бы не себе-
стоимость единицы пробега, а себестоимость единицы произведенной ваго-
ном работы в т - км нетто. Для этого требуется внести всего лишь незначи-
тельные коррективы в оценивание коэффициентов и Ь9 Опираясь на дан-
ные системы ДИСПАРК и следуя той же логике, необходимо связать частоту
отцепок вагонов с интенсивностью использования их по назначению Тогда
под величиной /6 предлагается понимать объем работы, выполненный ва
гоном в (т - км) в течение /-го межремонтного периода в пределах «-го ремонт
него никла
19. Учет разновременности вложения средств в ВХ
Два приведенных варианта оптимизации параметров системы
ремонта в разд. 17 имеют один общий недостаток — не учитыва-
ется факт разновременности вложений различных затрат (покупка
вагона, деповские и капитальные ремонты, техническое обслужи-
вание).
Равные по сумме затраты неравноценны в настоящем, про-
шлом и будущем. Более позднее использование ресурсов в том или
ином технологическом проекте дает возможность реализации этих
средств в другом проекте с возрастающей отдачей по формуле
сложных процессов. Проблема обусловлена ограниченностью фи-
нансовых ресурсов
Таким образом, вложения, произведенные в различные мо-
менты времени, в разной степени обременительны. Поэтому за-
траты, произведенные в различные моменты времени, необходимо
приводить (дисконтировать) к одному моменту времени.
Заметим, что к одному моменту необходимо приводить не
только вложенные деньги, но и наработки (пробеги). Тем самым
предполагается, что результаты этой наработки должны быть
использованы для расширенного производства с ежегодным при-
ростом в том количестве, которое соответствует коэффициенту Е,
рассмотренному ниже
Признание необходимости дисконтирования затрат и нарабо-
ток при оценке себестоимости единицы пробега (СЕП) вагона оз-
начает, что к потерям (издержкам) МПС России, кроме затрат на
покупку, ремонт и использование вагона, следует отнести и опре-
деленный проценте тех финансовых средств, которые были израс-
ходованы на эти цели. Выведем необходимые формулы для учета
разновременности затрат, которые можно будет применять при
расчетах СЕП вагона.
Пусть затраты МПС России, связанные с приобретением ваго-
на. составили Sa руб. Тогда приведенная величина этих затрат со-
ставляет:
на конец первого года эксплуатации вагона-
51 = — 5j(l + Е),
иа конец второго года эксплуатации:
52=5, + S,£=5O(I +Е)3;
соответственно на конец Г го года эксплуатации:
S/=S,j| + S,_lE=S0(l + £)'. (19 1)
Видим, что приведенные затраты определяются по формуле
сложных процентов. Так, банки ежегодно начисляют надбавки к
вложенной сумме. При этом Е — коэффициент экономической
эффективности, т. е. доля прироста накоплений за год по отноше-
нию к величине накоплений к концу года. В зарубежных публика-
циях нередко упомянутый коэффициент называют «процентом на
капитал», что точнее отражает суть рассматриваемой величины.
По формуле (19.1) затраты разных лет приводятся к последне-
му году рассматриваемого периода. Если же нужно приравнять за-
траты будуших периодов, проводимых через глет, к затратам теку-
щего периода, то надо их разделить на величину (I + д', кото-
рую называют коэффициентом отдаленности.
Часто вместо «дискретной» величины (см. формулы 19.1) ис-
пользуют непрерывный аналог.
Пусть на отрезке (/, t + di) относительный прирост ресурса,
вложенного в тот или иной проект, пропорционален длине этого
отрезка:
у'=ВДЛ, (19.2)
гдеб(г) — коэффициент пропорциональности, в общем случае зависящий
от г. S — величина ресурса в момент времени t
После интегрирования этого уравнения получаем:
Г«*1Л
, (19.3)
где — величина ресурса, вложенного при Г = 0.
Отсюда имеем:
(19.4)
Сомножитель е" иногда называют дисконтным фактором
Для приведения имеющихся на момент времени / ресурсов к
моменту / = 0 необходимо воспользоваться формулой (19.4). Ана-
логичные рассуждения справедливы относительно использования
формулы (19.3). Если коэффициент пропорциональности посто-
янен, т.е. 6(г) = 6, то дисконтный фактор имеет вид: е*“.
Установить связь между Ей 6 можно путем сравнения выраже-
ния (19.3) при 6(г) = 6 с формулой (19.1). В результате сравнения
получаем:
1 + Е или 6 = 1п(1 + Е). (19.5)
Разложив е6 в ряд. имеем:
<19-6’
Ряд (19.6) быстро сходится, что позволяет считать
Е-6+|-|. (19.7)
С помощью полученных формул приведем к году списания
вагона все затраты на его приобретение, ремонты ит.л. приме-
нительно к первому варианту аппроксимации удельных затрат
(см. п. 17.1).
Удельные затраты на ДР*
(19.8)
Удельные затраты на КР
£(|+£)4 'Ч
Удельные эксплуатационные затраты
р У'»
(19.9)
(19 10)
Удельные затраты на приобретение вагона
n,?,(lt£r
(19.11)
Аналогичным образом можно производить дисконтирование
затрат служб тяги, пути, перевозок и СЦБ. Однако, учитывая, что
они не зависят от возраста вагона, удобнее для этой цели восполь-
зоваться другой методикой. Предположим, затраты по упомянутым
службам направлены на поддержание перевозочного процесса и
являются непрерывными в течение всего срока службы вагона.
* Здесь предполагалась размерность /,в мес., а удельных затрат в руб./г.
Разобьем срок службы вагона Т, равный целой части величины
। *
]2 2 4» на N интервалов (г,; г, + Аг). (6- h + д0. — (Ок» 1n+ W, где
А/= T/N. Пусть затраты f-й службы, равные a^t, осуществляются
в начале интервала (/,; /,+Д|). Тогда приведенные к моменту време-
ни t (гдег>г;) затраты согласно выражению (19.3) будут равны
a.tat - е“. Суммируя затраты при W-»». получим:
<= fa, <f'dr= f(cbr- I). (19.12)
D
где d, — приведенные суммарные издержки i-й едужбы М ПС России в те-
чение срока службы вагона; а, — величина затрат i-й службы МПС Рос-
сии в единицу времени.
20. Упрощенная оценка параметра
безопасности вагона
Пусть безопасность грузового вагона (разд. 8) определяется бе-
зотказной работой я составных его частей, каждая из которых име-
ет ограниченную контролепригодность в эксплуатации, отказ лю-
бой из них при роковом стечении обстоятельств может внезапно
привести к крушению поезда
Поскольку отказ любой из п составных частей вагона приводит
к нарушению безопасности движения, то эти части соединены
между собой последовательно в смысле надежности [5]. Тогда слу-
чайная величина т, понимаемая как наработка вагона до аварий-
ного состояния (разд. 8), выражается через случайные наработки
до отказа своих составных частей следующим образом;
т = rniii(T|, т2,т„), (20.1)
где т(— наработка i-й составной части вагона до опасного отказа (i = I, и)
В разд. 8 параметр безопасности вагона /БД трактовался как
максимально допустимый пробег вагона между глубокими диаг-
ностиками. Опираясь на выражение (20.1) и другие предположе-
ния, необходимо найти не просто способ оценки величины /БД,
входящей в задачу (14.1)—(14.3), но и указать, о какой оценке
(нижней или верхней) идет речь.
Будем считать, что расчетное значение параметра должно
равняться математическому ожиданию наработки вагона до пере
хода его в аварийное состояние:
= Л/т. (20.2)
Обозначим через Г((/), —, ?„(/) функции распределения нара-
боток до опасного отказа (разд. 8) соответствующих частей вагона.
Располагая эксплуатационными данными об отказах этих частей
вагона во времени, нетрудно с помощью известных методов иден-
тифицировать указанные функции [5] с заранее заданной ошиб-
кой. При этом будем предполагать:
[) моменты появления отказов совпадают с моментами их об-
наружения, т.е. предполагается идеальная организация исполне-
ния первой функции БХ;
2) случайные величины i,(i = 1,я) независимы Данное пред-
положение при последовательном (в смысле надежности) соеди-
нении частей вагона идет в запас его надежности [5].
В этом случае можно вывести выражение для функции распре-
деления наработки вагона до перехода его в аварийное состояние:
f(r) = /’{Tsr} = i-/’h>6 =
= 1 - Р{тш(т,,т,, > /} =
= 1 - р {Т, > г,т2 > I,г„ > 4 = (20.3)
= 1 Р|т,»/Г Ит2>г) - Р{т„>г} =
= 1-Л<о-
где FJ/) = I - F;(f).
Тогда, как известно из теории вероятностей, имеем:
Aft=f^(/) РА') - ^20 4)
о
Обозначим через
ff = №,=!'
среднюю наработку i-й составляющей части до ее опасного отка-
за — показатель надежности по ГОСТ 27.002—89. Предположим,
что наработки до опасных отказов т, (i = I, п) имеют экспоненци-
альное распределение. Тогда расчетная величина периодичности
глубокой диагностики вагона определяется по формуле ;
ЛЛ=(,?Д') '• (20-5)
где W,— кратность i-ro элемента конструкции вагона.
Безопасность вагона определяет безотказность, в основном, та-
ких высоконадежных (в смысле разрушения) узлов, как надрессор-
ная балка, боковая рама тележки, букса, пятник, оси, колеса и др
Эксплуатационными данными об отказах этих элементов кон-
струкции ВХ располагает благодаря функционированию отрасле-
вой системы централизованного пономерного учета грузовых ва-
гонов (подсистема ДИСПАРК). Изучение и анализ этих данных
позволяет по всем правилам математической статистики оценить
значения средних наработок вагона до разрушения упомянутых
деталей (табл. 20.1)
На первый взгляд невероятно огромные значения средних на-
работок до опасных отказов (объемных разрушений) рассматри
Таблица 20.1
Средние наработки до разрушения
№ п/п Узел вагона Количество узлов шт Величина гоа
1 Надрессорнаяя балка 2 46
2 Боковая рама тележки 4 44
3 Пятник 2 30
4 Букса 8 40
5 Корпус автосцепки 2 38
6 Колесо 8 81
ваемых элементов вагона удобно осмыслить статистически Так,
например, при наблюдении за генеральной совокупностью полу-
вагонов (146 тысяч единиц) в течение одного гола с помощью ука-
занной выше системы ДИСПАРК было зафиксировано 10—35
случаев разрушения указанных деталей. Аккуратная обработка
этих данных при указанных выше допущениях приводит к пред-
ставленным в табл. 20.1 средним наработкам до их разрушения.
Надо отметить, что эти данные во многом зависят от качества пер-
вичной информации, поступающей в ГВЦ МПС России.
Согласно выражению (3.61) из (5], сделанное выше предполо-
жение об экспоненциальное™ закона распределения случайной
величины Т; (/ = 1. л) дает возможность считать, что по формуле
(20.5) получают верхнюю оценку истинного (всегда неизвестного
нам) значения параметра безотказности /БД. В разд. 21 будет пред-
ложена методика более точной оценки этого параметра.
Согласно формуле (20.5), по данным табл. 20.1, значение /БД
полувагона не должно превышать 22 месяцев. Кстати, примерно к
этому сроку происходит предельный износ поверхности катания
колес и требуется их обточка — один из традиционных признаков
постановки вагона в ДР.
21. Методика оптпмизацип параметра
безопасности вагона
21.1. Характер п природа целевой функции
Вполне логично считать, что оптимальная периодичность глу-
бокой диагностики вагона должна соответствовать максимуму по-
казателя надежности типа вероятности безотказной работы (ВЕР).
Однако согласно ГОСТ 27.002—89 имеется достаточно большое
количество показателей надежности упомянутого типа. Возникает
задача выбора наиболее подходящего из них.
В данном случае уместно воспользоваться известным в теории
надежности принципом: надежность конструкции вагона должен
характеризовать тот показатель, который входит в формулу эконо-
мической эффективности его эксплуатации.
Итак, для выявления искомой целевой функции необходимо
построить так называемую экономическую модель эксплуатации
вагона, которая должна основываться на:
1) сложившихся правилах использования универсального гру-
зового вагона по назначению. Вследствие обезличенности исполь-
зования грузовых вагонов любой из них находится как бы в режи-
ме ожидания. В требуемый момент для грузоотправителя и в слу-
чайный для наблюдателя (гипотетически находящегося на рас-
сматриваемом конкретном вагоне) момент погрузки он должен
находиться в работоспособном состоянии и не отказать в течение
груженого рейса;
2) типе отказа вагона с наиболее значимыми последствиями
для транспорта. Возможных последствий отказа наберется немалое
количество. Для выбора наиболее значимого из них прислушаемся к
мнению экономистов, работающих в области транспорта. По их
мнению, наиболее эффективна такая система транспортного обслу-
живания, при которой обеспечивается работа объектов народного
хозяйства «с колес», когда вагоны подаются клиентам с точностью
до минуты.
Исходя из этих соображений, в качестве искомого последствия
отказов будем считать факт доставки груза по назначению с опоз-
данием выше нормы.
Рассмотрим экономическую модель эксплуатации вагона. Име-
ется событие В. состоящее в том, что в течение заранее установ-
ленного отрезка времени Т, вагон п раз побывает в груженом рейсе
и, в том числе, к раз откажет. Тогда экономический эффект от экс-
плуатации вагона, получаемый МПС за время Т, составит:
ЭД = -(₽, + Лр2) + (и-Л)У, (21.1)
где р, — покупная цена вагона; р3 — сумма выплат железной дорогой кли-
ентуре из-за доставки груза с опозданием; у — тариф на транспортировку
груза
В рамках решаемой задачи (выбор наиболее подходящего по-
казателя надежности вагона) перед нами не стоит вопрос получе-
ния конкретной суммы экономического эффекта по формуле
(21.1). Нас интересует лишь структура формулы экономического
эффекта В противном случае потребовалось бы, в частности,
предположение, состоящее в том, что величина Тсопоставима со
сроком службы вагона.
Для получения формулы вероятности указанного выше собы-
тия В воспользуемся известной в теории вероятностей схемой не-
зависимых испытаний Бернулли. Рассмотрим для этого п одина-
ковых и независимых испытаний, каждое из которых есть груже-
ный рейс В каждом из этих испытаний будем рассматривать со-
бытие А, состоящее в том, что в момент погрузки вагон находится
в работоспособном состоянии и не откажет в течение груженого
рейса. Как известно из теории надежности, вероятность события А
трактуется как известный комплексный показатель надежности —
коэффициент оперативной готовности ЛоГ.
Учитывая, что рассматривается п таких испытаний, рассмот-
рим случайную величину %, равную числу отказов вагона в я гру-
женых рейсах. Тогда распределение вероятности этой случайной
величинь! задается, как известно, формулой:
л (*> = Л? = Ч = ci Ч5г (I - W *=1.2.....". (21-2)
где с* — число сочетаний из я элементов по к.
Понятно, что под Рь (А) следует понимать вероятность указан-
ного выше события В:
Р?(Л) = Р(В}.
Функция ЭЙ), задаваемая формулой (21.1) при £ = к, является
случайной из-за случайности величины н — числа рейсов, в тече-
ние которых отказывал вагон (за время 7) Причем величина £
может принимать значения О, I, 2, „яс вероятностями (21.2).
Поэтому обшей оценкой эффективности эксплуатации грузового
вагона является математическое ожидание функции Э(^):
мэд-х.ад т- (21.3)
t ~ 1
Получили формулу экономической эффективности эксплуата-
ции грузового вагона, в которую, как видим, входит один показа-
тель надежности, а именно Ка. Следовательно, согласно выше
сформулированному принципу, наиболее подходящим показате-
лем надежности грузового вагона является коэффициент опера-
тивной готовности.
Итак, мы определились с природой не ле вой функции, теперь
необходимо получить ее аналитическое выражение.
21.2. Стратегия технического содержания вагона
Для вывода аналитического выражения целевой функции не-
обходимо определиться со стратегией технического обслуживания
и ремонта (п. 5.).). Для того чтобы выбрать необходимую страте-
гию, попытаемся сначала проанализировать факторы, влияющие
на выбор структуры системы ремонта и ее стратегии. Эти факто-
ры, в основном, обусловлены особенностями конструкции вагона
и возможностями ремонтной базы.
Можно, видимо, усмотреть несколько уровней проникновения
в строение и сущность конструкции вагона:
а) изучение конфигурации, строения конструкции, запомина-
ние названий ее составных частей, усвоение приемов сборки —
разборки основных узлов, уяснение приемов их ремонта и основ-
ных допусков:
б) уяснение места той или иной детали с точки зрения ее функ-
циональных связей и ее влияния на свойства вагона в целом Этот
уровень понимания конструкции проверяется умением построить
возможный сценарий реализации цепочки отказов, способных
привести к крушению, при выходе из строя той или иной детали.
Указанное умение необходимо для составления списка аварийных
состояний вагона;
в) умение проанализировать конструкцию как объект ремонта
и технического обслуживания (разд. 7);
г) умение проанализировать конструкцию вагона с точки зре-
ния поиска соответствий между стоимостью, прочностью, требо-
ваниями к безопасности движения и мощностью ремонтной базы.
При решении поставленной задачи нас должны интересовать
все четыре уровня проникновения в сущность конструкции ваго-
на, но в наибольшей степени — последний уровень.
В основе технологии упомянутого анализа лежит табл. 21.1, где
представлены замеченные особенности конструкции вагона, экс-
плуатационной среды и вытекающие, как следствие, утверждения
относительно системы ремонта.
Опираясь на табл. 21.1, попытаемся осмыслить, как влияют те
или иные свойства, скажем, конструкции вагона на структуру и
элементный состав системы ремонта вагона. Цель анализа — по-
добрать необходимую стратегию системы ТОР вагона.
Сначала поясним первое утверждение (см. табл. 21.1). Плано
вость ремонта, как было отмечено ранее, имеет два аспекта — пла-
новость по времени постановки в ремонт и плановость по объему
восстановительных работ (или регламентированность ремонта).
В рассматриваемом утверждении имеется в виду плановость ре-
монта во втором смысле. Надо внятно объяснить, какие из типов
ремонтов (ТР, ДР и КР) должны быть регламентированы, а какие
наоборот; об этом в утверждении 1 ничего не говорится.
В принципе, объем ремонтных работ любой составной части
вагона может быть равен потребному, и это можно организовать.
В этом случае мы добились бы полного использования ресурса
всех составных частей вагона.
Утверждение 14. В табл. 21.1 — рассмотрено 13 утверждений,
рассмотрим еще одно. Для реализации нерегламентирова иного ре-
монта необходимо, чтобы одновременно выполнвлись следующие
требования:
— в своем составе конструкция должна иметь сравнительно
небольшое число составных частей;
— каждый узел (агрегат) и его составной элемент автономен с
точки зрения его вычленения из конструкции при ремонте. Пока-
зателем указанной автономности является доля балластных работ
(сборка-разборка, очистка, промывка и т.п. для данного узла) в об-
щем объеме ремонтных работ. Так, по некоторым данным приме-
нительно к ДР вагона указанная доля составляет 0,63;
— каждый составной элемент конструкции контролепригоден
в эксплуатации.
По крайней мере, последнему требованию конструкция вагона
не удовлетворяет. Ремонт вагонов, по потребным объемам восста-
новительных работ снижвл бы уровень безопасности движения и
был бы экономически нецелесообразным из-за слишком частых
отцепок в ремонт и слишком большой доли балластных работ.
Таблица 21.1
Результаты анализа факторов, влияющих на выбор
структуры и стратегии системы ТОР вагона
№ п/п Представление особенностей конструкции и эксплуатационной среды в форме событий Обоз- начение события № п/п Утверждение
1 Составные части конструкции вагона имеют существенно раз- личные ресурсы А, 1 {А,Г1АД=»ПР
2 {А,ЛА/1 А, }=>□₽!
2 Наиболее ответственные состав- ные части конструкции имеют 100%-ную контролепригодность в эксплуатации А,
3 -1 А.ПА/1 А,} => ПР2
3 Существуют такие элементы конструкции, отказ которых при РСО может немедленно привес- ти к крушению поезда А] 4 JA,DAS>=»TP
5 lA2HAsnA4F —ТР-1
6 ^А?ЛА5ПА4}=>ТР-2
Существуют составные части конструкции, при отказе кото- рых требуется стационарное оборудование для их демонта- жа и ремонта А.
7 4А|Па5лаД => кр
8 {А.ПА/ЗА^ДР
9 ^па/та/таЛ-ьДР,
5 Существуют узлы конструкции, ремонт которых трудоемок и требует длительного простоя вагона As
10 {А^А/ЧА/Ж^ ДР|
Окончание табл. 21.1
№ п/п Представление особенностей конструкции и эксплуатационной среды в форме событий Обоз- начение события № п/п Утверждение
6 Существуют узлы в составе ваго- на, для ремонта которых требу- ется специальное дорогостоя- щее оборудование \ 11 {А,ПА,НАв{ -* =» {ДР по техническо- му состоянию}
7 Для наиболее ответственных не- сущих деталей в нормативной отраслевой документации регла- ментированы критерии отказов к, 12 {А/ЗА/Ы/ЗА*} => => {Неплановый во времени ДР!
8 Для ответственных несущих уз- лов имеются диагностические технологии и оборудование для безразборной опенки техниче ского состояния либо внедрена технология экспертного оценивания
13 {A,HA5riA5r>Al(J=»... ... =» {Плановый во времени ДР!
9 Отрасль располагает надежны- ми технологиями опенки оста- точного срока службы несущих узлов вагонов либо внедрена технология экспертного оцени- вания остаточного срока службы
10 Интенсивность эксплуатации различных вагонов рассматри- ваемого типа примерна одина- кова Аю
Примечание. В табл. 21 1 использованы следующие обозначения- ПР —
плановый ремонт; ПР| — планово-предупредительный ремонт; ПР, — плано-
во-аварийный ремонт; А, — событие, состоящее в том, что имеет место г-е
свойство консрукиии; {А,Г)^П А*}=»В —если одновременно выполняются
»-е. j-c и к -с события, то имеет место утверждение В, А — событие, противо-
положное событию А; РСО — роковое стечение обстоятельств.
Последний абзац можно, видимо, рассматривать как не совсем
строгое доказательство нецелесообразности нерегламентированного
ремонта. Тем не менее при планировании ремонтов крупного
объема разбивают составные части конструкции на несколько
групп, в пределах каждой из которых находятся детали примерно с
одинаковым ресурсом. При ремонте того или иного вида подвер-
гаются восстановлению все элементы соответствующей группы.
При этом ресурс одних деталей используется полностью, а других
недоиспользуется. Такой ремонт И называют регламентированным,
т.е. плановым в смысле объемов восстановите пмых работ.
Для того чтобы ответить на вопрос, какие типы ремонта долж
ны быть регламентированы, а какие нет, надо знать место того или
иного ремонта в системе ТОР. Так, согласно утверждению 4 (см.
табл. 21.1), текущий ремонт ориентирован на контролепригодные
и легкосъемные в эксплуатации детали. Поэтому для этих деталей
выполняются в основном условия утверждения 14 ТР-1 является
нерегламентированным, а ДР и КР, как теперь отчетливо видно,
должны быть регламентированными. Отцепочный же текущий ре-
монт ТР-2 можно назвать пограничным ремонтом.
Остановимся теперь на утверждениях 2,3,9 и 10. До сих пор
можно, к сожалению, слышать утверждение некоторых специалис-
тов, что принятая в настоящее время в нашей стране система ре-
монта является планово-предупредительной и потому, по их мне-
нию, самой прогрессивной. Такая характеристика системы ремон-
та вагона является грубой и неправильной. Во-первых, ТР вагона
не являются ни плановыми во времени, ни предупредительными.
ТР это составная часть системы ремонта вагона. Во-вторых, ДР
и КР, зачастую, имеют не предупредительный, а аварийный ха-
рактер. Причина кроется в особенностях конструкции вагона, что
видно из утверждений 2, 3,9 и 10 (см. табл 21.1), а также возмож-
ности брака в работе осмотрщиков вагонов. Отсюда, согласно тер-
минологии по ремонтной тематике, приведенной в п. 5.1, эти ви-
ды ремонта могут в зависимости от конкретной ситуации иметь и
предупредительный, и аварийный характер. В дальнейшем депов-
ской ремонт предупредительного характера будем обозначать че-
рез ДР,. а деповской ремонт аварийного характера через ДР2.
Из таб. 21.1 видны условия, при которых будет иметь место ре-
монт типа ДР, (утверждение 10) и ремонт типа ДР2 (утверждение 9)
Требует серьезного изучения вопрос об эффективности и пра-
вомерности плановости (во времени) деповского ремонта. Плани-
рование сроков постановки в конкретный вид ремонта означает,
что принята стратегия по наработке. Причем характер стратегии
не меняется, если заранее устанавливаемая наработка до ремонтов
измеряется в месяцах, километрах пробега, моточасах, тонно-ки-
лометрах и тл.
В принципе, постановка вагона в тот или иной ремонт проис-
ходит либо в заранее назначенные моменты времени (или пробег)
независимо от его технического состояния (стратегия ремонта по
наработке), либо после обнаружения предпредельного состояния
вагона (стратегия ремонта по состоянию).
Текущие ремонты грузовых вагонов осуществляются, как из-
вестно, по состоянию. Какой должна быть стратегия ДР не яв-
ляется для многих специалистов столь же очевидным вопросом,
как применительно к текущему ремонту. В самом деле, в послево-
енные годы все виды ремонтов вагонов осуществлялись по факти-
ческому техническому состоянию. Лишь с 1951 г. предписывалось
ставить вагоны в капитальный (КР) и деповской (ДР) ремонты по
наработке (календарной).
В отраслевых публикациях не нашлось места для объяснения
причин резкого изменения стратегии ДР и КР. Видимо, это было
связано с ослаблением дисциплины в стране и на транспорте, ко-
торая в течение многих лет держалась на тотальном страхе сурово-
го наказания даже за незначительные огрехи в работе, не говоря о
приписках, что расценивалось как государственное преступление.
В начале 50-х гг. наметилась тенденция завышения истинных объ-
емов ремонтных работ в вагонных депо. Не существовало отрасле-
вой системы постоянного контроля достоверности отчетных мате-
риалов многочисленных ремонтных предприятий сети. Поэтому
руководство МПС решило директивно назначать программу каж-
дому вагонному депо через введение ДР по наработке. Немаловаж-
ным обстоятельством, повлиявшим на принятие указанного реше-
ния, явилась господствовавшая в то время тенденция к жесткому
планированию всего и вся из Центра
Однако переход на новую стратегию ДР и КР не приводил к
желаемым результатам. Среди специалистов не было единого мне-
ния относительно пути решения проблемы. Это отразилось на ха-
рактере принимаемых решений по данному вопросу. Действитель-
но, через 6 лет принятая в 1955 г. стратегия была подтверждена для
пассажирских и рефрижераторных вагонов приказом МПС № 40Ц.
Однако в 1971 г. согласие приказу МПС № 36Ц стратегия ДР этих
вагонов была отменена в пользу стратегии ДР по состоянию.
И, наконец, приказами МПС № 8Ц от 1982 г. и № ЗОЦ от 1985 г.
вновь была узаконена стратегия ДР по наработке пассажирских
и рефрижераторных вагонов.
Относительно грузовых вагонов также наблюдалась борьба
мнений относительно принципов организации их ремонта. В ре-
зультате в 1990 г. приказом МПС №4Ц впервые после 1955 г. была
восстановлена (правда, с некоторыми оговорками) стратегия ДР
по состоянию, но ненадолго. В 1995 г. согласно приказу МПС
№ 7ЦЗ была установлена стратегия ДР по календарной наработке.
В последние годы активизировались работы, направленные на
совершенствование системы ремонта, что вызвано острой необхо-
димостью сокращения расходов на техническое содержание парка
вагонов. В 1997 г. появилась директива МПС о необходимости раз-
работки такой системы ремонта, при которой вывод вагонов в ДР
происходил бы с учетом фактически выполненного пробега, выра
женного в километрах. Понятно, что такая постановка задачи ос-
новывается на возможностях ныне действующей отраслевой сис-
темы централизованного пономерного учета грузовых вагонов.
В результате предложен усложненный вариант стратегии де-
повского ремонта по наработке — так называемая двухпараметри-
ческая стратегия ДР, согласно которой вагон предлагается ставить
в ремонт в момент времени
|/о, если
I Т, если Т< tD,
(21.4)
где tD — момент времени, к наступлению которого пробег вагона достига-
ет своего заранее установленного предельного значения D (накопление
усталостных повреждений); Г- заранее установленная максимально до-
пустимая календарная продолжительность периода между двумя соседни
ми ДР (коррозия и старение металла).
Данная стратегия конкретизирована в Указаниях МПС
№ К-2746У от 6.12.1999 г. и отражена в табл. 21.2.
Таблица 21.2
Стратегия деповского ремонта
Постановка в ДР после
ДР КР постройки (или KRP) вагона
При достижении пробе- га вагоном предельного своего значения Dlt равного 100 тыс. км, но не позже, чем через время Т, равное двум годам эксплуатации При достижении пробе- га вагоном предельного своего значения D2, равного 160 тыс. км, но не позже, чем через время 7 равное двум годам эксплуатации При достижении пробе- га вагоном своего пре- дельного значения D3, равного 210тыс. км, но кс позже, чем через время Т равное трем годам эксплуатации
К сожалению, многие специалисты принимают данную стра-
тегию как стратегию ДР по техническому состоянию, что вносит
определенную сумятицу в процесс совершенствования системы
ремонта вагонов. Суть, а стало быть, и недостатки рассматривае-
мой стратегии (см. табл. 21.2) аналогичны тем, которые характер-
ны любой стратегии ДР по наработке.
Эволюция систем ремонта вагонов с взаимоисключающими
стратегиями ДР в послевоенный период говорит о давнем споре
относительно предпочтительности той или иной из них. Для того
чтобы способствовать положительному разрешению этого спора,
надо не только выявлять положительные и отрицательные сторо-
ны стратегии ДР по наработке и техническому состоянию, но и
разработать и разъяснить методику количественной оценки влия-
ния той или иной стратегии на показатели работы вагонного хо-
зяйства или транспорта в целом.
Многолетний опыт использования стратегии ДР по календар-
ной наработке показал, что руководство вагонных депо на вполне
законных основаниях из множества вагонов, отработавших со
гласно показаниям трафарета установленный период времени, от-
бирало в ДР, в первую очередь, те нз них, которые требовали
минимального расхода матрериалов и трудозатрат. По данным
ГВЦ МПС России, с этой целью на многих депо создавались так
называемые технологические запасы объектов ремонта из прежде-
временно исключенных из эксплуатации вагонов. До 30 % прошед-
ших ДР вагонов «-дозревало» в отстое до двух месяцев в ожидании
ремонта.
В то же время в парке накапливались вагоны с просроченными
сроками ремонта. Поданным того же источника, в 1997 г. в инвен
тарном парке насчитывалось 277 тыс. вагонов с просроченными
сроками ДР. Плохое техническое состояние этих вагонов является
частой причиной нарушения безопасности движения, роста чис-
ла ограниченно годных к перевозкам, значительного роста затрат
на текущие ремонты. Так, по данным Департамента перевозок
МПС России, только порядка 30 % вагонов (три-четыре из десяти)
пригодны для погрузки требуемого груза.
Заинтересованность работников ремонтных предприятий в от-
боре вагонов с минимальными потребными объемами восстанови-
тельных работ подогревается извечной нехваткой материалов и за-
пасных частей.
При стратегии ДР, согласно табл. 21.2, решение об отцепке ва-
гона в ремонт принимается по показанию трафарета и данным
ГВЦ МПС РФ о моменте достижения пробега предельной величи-
ны. На самом деле решение заранее запрограммировано и прини-
мается, как и прежде, не во взаимосвязи с техническим состояни-
ем конкретного вагона. Нет гарантии, что в ДР будут попадать ва-
гоны, которым он еше не требуется.
Между тем в последние годы разработаны принципы устойчи-
вого функционирования больших систем, к которым относится и
вагонное хозяйство. Математически строго доказано, что жесткое
планирование и централизованная регламентация работы таких
систем приводит, в конце концов, к их несостоятельности и даже к
гибели. Нужны обратные связи в управлении подобными система-
ми, при которых предполагается принятие определенной части ре-
шений на местах. Данные выводы подтверждаются, в частности,
госплановским периодом функционирования экономики СССР
Роль указанных обратных связей в управлении техническим
состоянием подвижного состава должна выполнять стратегия ДР
по состоянию
В основе доводов противников ДР по техническому состоянию
лежит опасение насчет отхода от принципа планирования работы
вагонного хозяйства. Однако с переходом на ДР по состоянию не
предполагается отказ от принципа планирования работы линейных
предприятий. Вместо планирования моментов постановки ваго-
нов в ДР предлагается планировать моменты постановки вагонов в
глубокую диагностику, по результатам которой должно приниматься
решение о целесообразности или нецелесообразности постановки
конкретного вагона в ремонт. К тому же остается незыблемым
принцип планирования объемов ремонтных работ при ДР.
Отказ от планирования ДР во времени не опасен для ВХ, о чем
свидетельствует успешный послевоенный опыт организации ре-
монта подвижного состава Требовалась только трудовая и техно-
логическая дисциплина, а также отсутствие приписок. В те годы,
как отмечалось выше, это обеспечивалось за счет страха перед су-
ровым наказанием за расхлябанность или подлог. С появлением
системы ДИСПАРК указанные условия представляется воз-
можным обеспечить с помощью информационных технологий
Однако этого недостаточно для перехода на новую стратегию
ДР Во-первых, надо располагать инфраструктурой механизиро-
ванных пунктов отцепочного ремонта, приспособленных для глу-
бокой диагностики вагонов. Во-вторых, требуется разработать эф-
фективную технологию глубокой диагностики вагонов, базируясь
на современных методах теории экспертной оценки технического
состояния техники, на доступных на сегодняшний день техниче-
ских средствах диагностики и возможностях базы данных ГВЦ
МПС России. В-третьих, необходимо разработать новые принци-
пы организации работы пунктов глубокой диагностики (ПГД) и
вагонных депо и, в том числе, их организационное и технологиче-
ское взаимодействие.
При этом с помощью упомянутых принципов и соответствую-
щих показателей качества работы депо и ПГД должны обеспечивать:
— своевременное изъятие вагонов из эксплуатации в ГД;
— независимость и объективность работников ПГД при оцен-
ке технического состояния вагона и принятии решений относи-
тельно отправления его либо в ДР. либо в ТР, либо в дальнейшую
эксплуатацию;
— заинтересованность работников депо в качественном ре-
монте и отсутствие возможности собственного отбора вагонов в
ремонт с минимальными объемами восстановительных работ;
— точное и полное протоколирование работниками ПГД и де
по сведений об отказах конструкций (тип разрушения, местополо
жение и размеры трещины или других повреждений) и затратах
различных ресурсов на их устранение, подачу этих данных в
компьютерную сеть отрасли
Для реализации этих требований недостаточно администра
тивных мер. Следует придумать и реализовать на практике прин
цилы, согласно которым различные категории работников вынуж-
дены будут сдерживать Друг друга от нарушения технологии и
должностных инструкций.
Замечание 21.1. Важнейшей функцией инженера является разработка но-
вых конструкций и технологий Однако важно отстоять свое изобретение,
внедрить его в производство- В этой связи полезно понять истинные мотивы,
которыми руководствуются противники предлагаемых нововведений, может
быть, даже и не осознавая этого. В данном случае стратегия ДР по наработке
затрудняет контроль реальных затрат материалов при ремонте, облегчает не-
радивому руководству скрывать свою профессиональную несостоятельность,
тратятся значительные ресурсы не по адресу — преждевременный ремонт
итп. Часть противников прогрессивной стратегии ДР является таковыми
из-за недопонимания ее преимуществ. Во всяком случае, борьба относитель-
но формы организации ДР продолжается, и ее фронт порой проходит через
министерские кабинеты Так, Коллегия МПС России в конце 1998 г поручи-
ла заинтересованным сторонам разработать концепцию перехода на ремою
подвижного состава по состоянию. Не решаясь открыто выступить против са-
мой идеи ДР по состоянию, «доброжелатели* под благовидным предлогом
выдвигают та кие условия ее реализации, которые отодвигают решение данно-
го вопроса на многие годы. Например, переход на данную стратегию они увя-
зывают с разработкой и внедрением на сети «аппаратно-программных комп-
лексов по беэразборной диагностике и определению остаточного ресурса ос-
новных узлов и деталей» Такое условие вряд ли является достаточным, тем
более оно не является необходимым для перехода на рассматриваемую
стратегию ДР В самом деле, даже на идейном уровне пока не ясно, как путем
непосредственного измерения с помощью упомянутых аппаратно-програм-
мных комплексов можно оценить техническое состояние вагона и принять
соответствующее решение без участия экспертов Проблематично также уста-
новить критический уровень технического состояния вагона в целом. Поэто-
му подавляющее число решений в технике принимается на основе эксперт-
ной оценки технического состояния, а не ждут, когда будет разработана слож-
нейшая диагностическая аппаратура и проведено оснащение ею всех пред-
приятий отрасли.
Заметим, что экспертное оценивание с успехом используется во многих
сферах деятельности человека. Разработаны научные методы, позволяющие
производить экспертизу с наперед заданной точностью. Кстати, оценка тех-
нического состояния вагона и принятие соответствующих решений осу-
ществляются в вагонном хозяйстве, в сущности, с помошью экспертов — ос-
мотрщиков, мастеров, руководителей предприятий. Данной констатацией из-
вестного факта завершаем замечание и, опираясь на выполненный анализ,
перейдем непосредственно к выбору подходящей стратегии системы ТОР
вагона
В табл. 21.3 приведены наиболее часто применяемые в технике
стратегии.
Таблица 21.3
Основные стратегии ТОР
№ п/п Описание стратегии
1 Плановый (по времени) ремонт или техническое обслуживание изделия не предусматривается. Ремонт выполняется при обнаружении отказа
2 В заранее установленные моменты времени (или после заранее установ- ленного пробега) проводятся ремонты. При возникновении отказа — неплановые ремонты
3 При достижении заранее заданных наработок проводятся ремонты, а в случае отказа — неплановые ремонты При этом очередной плановый ремонт перепланируется
4 Предусмотрены лишь плановый контроль технического состояния и неплановые(во времени)ремонты
5 Система ТОР имеет в своем составе контроль технического состояния, техническое обслуживание, текущий, деповской и капитальные ремон- ты Стратегия деповского и капитального ремонтов по наработке (по пробегу) выбирается в соответствии с табл 21.2. Стратегии технического обслуживания, также по пробеговой наработке, определяется протя- женностью гарантийных участков ПТО Контроль технического со- стояния — двух типов. Первый ориентирован на контролепригодные и достаточно легкосъемные в условиях эксплуатации детали конст- рукции вагона. Стратегия этого типа технического контроля такая же, как и технического обслуживания вагона. При обнаружении отказа производится текущий ремонт. Второй тип контроля технического со- стояния ориентирован на ответственные несушие детали с ограничен- ной контролепригодностью в эксплуатации Периодичность данного типа контроля технического состояния совпадает с периодичностью ДР При этом ДР и КР являются регламентированными ремонтами
К Вагоиисе «оаяйе’во 401
Окончание mao.i. 21.3
№ п/п Описание стратегии
6 В состав ТОР вагона входят те же компоненты. Стратегия каждой из них, за исключением ДР и контроля технического состояния второго типа, такая же, как и в рамках предыдущей стратегии системы ТОР. Контроль технического состояния второго типа (в дальнейшем будем называть глубокой диагностикой) производится с заранее установлен- ной периодичностью (календарной или пробеговой) на специальных пунктах глубокой диагностики (ПГД) На основе экспертной опенки технического состояния вагона с учетом применения специального диагностического оборудования принимается решение о подаче ваго- на либо в ДР, либо в ТР. либо в дальнейшую эксплуатацию. Другими словами, ДР не планируется заранее во времени или по пробегу, а пе- риодичность глубокой диагностики заранее планируется. ДР и КР являются регламентированными ремонтами
7 В момент начала эксплуатации вагона с помощью специального ста- тистического эксперимента определяется дата первого ДР. Результат эксперимента заносится в трафарет вагона Если к указанной на тра- фарете вагона дате ни один элемент конструкции не отказал, то в на- значенный момент начинается деповской ремонт планово-предупре- дительного характера (ДР,) Если же к условленному моменту' времени начала ДР какой-либо элемент конструкции отказал, то возможны следующие вва случая. Первый — отказ при технических осмотрах на ПТО не обнаружен (за период между двумя соседними ДР). Тогда в момент, обозначенный на трафарете вагона, начинается деповской ремонт планово-аварийного характера (ДР,). Второй случай — отказ при технических осмотрах на ПТО обнаружен. Тогда в момент обнаружения отказа начинается текущий ремонт (ТР). После окончания любого из названных ремонтов с помощью того же статистического эксперимента перепланируется момент начала сле- дующего ДР. Далее процесс технической эксплуатации повторяется
Первые четыре стратегии ТОР ориентированы, скорее, на
отдельные узлы или агрегаты вагона. Например, четвертая страте-
гия, в сущности, используется по отношению к пятниковому узлу
вагона.
Учитывая приведенные выше аргументы, целесообразно оста-
новиться на шестой стратегии ТОР вагона (см. табл. 21.3), которая
предусматривает ДР вагона по фактическому техническому состо
янию конструкции. Для практической реализации данной страте-
гии должен быть выполнен определенный комплекс исследова-
ний, об основных составляющих которого уже говорилось. На эф-
фективность же стратегии в значительной степени влияет величи-
на периодичности глубокой диагностики вагона /Бд, являющаяся
параметром безопасности вагона. Встает вопрос оптимизации па-
раметра /м Для вывода целевой функции к задаче оптимизации
/6Д воспользуемся расчетной стратегией ТОР вагона №7 (см. табл.
21 3). Расчетной в том смысле, что она не предназначена для прак-
тического применения, но выполняет роль некой расчетной моде-
ли Указанной расчетной стратегии (PC) соответствует шесть раз-
личных состояний, в которых может пребывать вагон в процессе
эксплуатации. Обозначим их через Et, Ег, .... £6, смысл которых
поясним ниже.
Смена состояний происходит в случайные моменты времени.
Следовательно, эволюция состояний вагона во времени есть не-
кий случайный процесс, любая реализация которого X(t) яаляется
ступенчатой функцией вида:
Х(г) =
Е,, если в момент времени / вагон находится в работоспо-
собном состоянии и не откажет до момента времени г + г:
если в момент времени t вагон находится в работоспо-
собном состоянии, но откажет до момента времени t + г:
£,. если в момент времени t вагон находится в скрытом (21.5)
аварийном состоянии (САС).
/^.если в момент времени t вагон находится в ДР,;
£_ если в момент времени I вагон находится в ДР*.
Et, если в момент времени / вагон находится в ТР.
гдеz —технологический цикл использования вагона по назначению
Именно на траекториях этого случайного процесса определена
искомая целевая функция, т.е. коэффициент оперативной готов-
ности вагона Ког
Структура исходных данных. Структуру и смысловое содержа-
ние исходных данных к задаче вывода аналитического выражения
целевой функции поясним с помощью табл. 21.4, в которой кон-
кретизированы данные табл. 15.2.
Исходные данные
№ Обо значение величин» Смысловое содержание данных Количественная характеристика данных Примечание
(КСИ) Наработка вагона до появления опасного отказа Функция распре- деления (ФР) -
2 t (дзета) Период времени между моментами появления и обнаружения опасного отказа вагона фр Ф(0 = /»К<1}
3 «=е+о Наработка вагона до обнаружения опасного отказа ФР (?(/) = 4 CW есть свертка функции F с функцией Ф• Q=F -Ф
4 п (эта) Периодичность ДР вагона G(/) = P{i)<r) ФР Искомая величина
5 «1 Продолжительность ДР, Математическое ожидание (МО) величины Ы|' Ми>1 Пусть Мы, = у,
6 с>а Продолжительность Д Р2 МО Пусть Ми,— у,
7 Продол жител ьность ТР МО Пусть Ми3 = у j
Принятые допущения:
1. При любом ремонте, который предусмотрен расчетной
стратегией (PC), работоспособность вагона восстанавливается на
100 %. Это допущение оправдывается тем, что в вагонном хозяйст-
ве давно осуществляется курс на внедрение агрегатного метода ре-
монта.
2. Согласно стратегам №7 (см. табл. 21.3) ДР имеет две формы
проявления — ДР] (глубокая диагностика) и ДР2 (собственно ре-
монт). Моменты постановки вагона в ДР2 случайны по определе-
нию, а периодичность ДР] (в табл. 21.4 обозначена через т]) вре-
менно предполагается случайной с функцией распределения C(f).
Последнее следует рассматривать как методическую удовку, благо-
ларя которой, во-первых, доказано, что периодичность ДР, явля-
ется детерминированной величиной, и, во-вторых, разработан
способ оптимизации упомянутой периодичности
3. Момент обнаружения опасного отказа совпадает с подачей
вагона в ремонт.
Замечания 21.2.
[. Моменты появления и обнаружения опасного отказа не совпадают Тем
самым удается в рамках математической модели учитывать возможность бра-
ка в работе осмотрщиков и ограниченную контролепригодность вагонных
конструкций в эксплуатации.
2 Расчетная схема вагона в смысле надежности суть последовательно со-
единенные элементы конструкции. Другими словами, безопасность вагона
лимитируется безотказностью наименее надежного элемента конструкции.
3 В расчетную схему вагона, которая нужна для определения функции
F(f) распределения безотказной наработки (см. табл. 21.4), должны включать-
ся составные части, каждая из которых должна удовлетворять двум следую-
щим требованиям'
— отказ при роковом стечении обстоятельств (РСО) может немедленно
привести к крушению поезда;
— ограниченная или нулевая контролепригодность в эксплуатации.
4. Символически седьмую стратегию (см табл. 21.3.) вагона можно пред-
ставить следующим образом.
если {£>i)F => ДР,,
I ДР-., если о >и:
'СЛ,"«‘^-]ТИ <216»
21 .3. Вывод формулы целевой функции
Пусть в случайные моменты времени /, (/= 1, 2,...) происходит
восстановление работоспособности вагона. Наработки до указан-
ных моментов являются, по нашему предположению, независи-
мыми и одинаково распределенными случайными величинами.
Тогда интервалы <р, = t f+1 - есть периоды между соседними ре-
монтами. которые образуют последовательность также независи-
мых и одинаково распределенных случайных величин. Это обсто-
ятельство разрешает нам не связывать величину <рс индексом /.
Обозначим через О(г) математическое ожидание числа восста-
новленных вагонов за время /. Тогда dQ(f) — можно с некоторым
приближением трактовать как вероятность того, что в момент вре-
мени / ремонт вагона завершен.
Рассмотрим следующее событие;
I в произвольный момент времени г вагон
/ = -J находится в работоспособном состоянии L
I и не откажет в течение времени ?
Тогда, согласно терминологии теории надежности:
Р{Л) = Ког(г,г). (21.7)
С помощью рис. 21.1 поясним два несовместимых способа осу-
ществления события Л, которые являются группой событий.
Первый способ осуществления события А:
I в течение промежутка времени )0, г] ДР I
I = J не планируется, и на промежутке времени I.
I [0. г + г] вагон не откажет
Второй способ осуществления события А:
JB некоторый момент времени х, где х€Е(0, г], завершился
какой-либо ремонт, и в оставшийся промежуток до момен-
|та времени г ДР вагона не осуществится, и в то же время
на интервале |х, г + г] вагон не откажет
В соответствии с теоремой сложения вероятностей в этом слу-
чае имеет место:
Р{Л} = />{!} +{II}, (21.8.)
где Р{ 1) и /*{11} — вероятности реализации события А по первому и второ-
му способам соответственно.
Выпишем формулу для вычисления вероятности события I,
которое состоит из двух следующих подсобытий:
_ I в течение промежутка времени (0, /J I
~ j ДР не осуществится [ •
_ J в течение промежутка времени [0, t + zl 1
^2 ~~ I вагон не откажет Г•
Рис. 21.1. К интерпретации события А
Понятно, что согласно табл.21.4, имеем:
ЛЛ1} = 6(/) и Р{А2} = F(t + z).
а так как события А} и А2 независимы, то
P{I} = G(fl£(f + z), (21.9)
где F(/) = I - F(t) и C(f) = I - C(f).
Займемся теперь выводом формулы для определения вероят-
ности события II. В связи с этим заметим, что это событие можно
как бы разложить на три составляющие:
_ J в некоторый момент времени х. где х £[0, /|, завер-1
А “ 1 шился олин из предусмотренных в PC ремонтов |' •
I в течение промежутка времени (х, г] I
“ 1 не осуществится ДР вагона | ’
I в течение промежутка времени [л, / +г} 1
Авагон не откажет р
где PC — расчетная стратегия (см. позицию 7 в табл. 21. 3).
Из табл. 21.4 видно, что имеет место:
Р{Л3| = Л2(х); Р{Л4)=ё(/-х); Р{Л5} = F(t + z - *).
Поскольку события А3, А4 и Л5 независимы, то согласно теореме
умножения вероятностей для фиксированного значения х имеем:
Р,|ПНР{Л3}-Р{Л4}-Р{Л5}.
Интегрируя последнее равенство по всем возможным значе-
ниям х, получаем:
Р{П) = JF(i + z~x)-G(t-x)- dQ(x). (21.10)
Тогда с учетом выражений (21.7), (21.8), (21.9), и (21.10) полу-
чаем:
K„(t, z) = Git-х) F(t + z)+fF(f + z-x)- G(r -x)dQ(x). (21.11)
0
Так как предполагается длительная эксплуатация вагона, то
практический интерес представляет стационарное выражение ко
эффиииента оперативной готовности. Тогда, воспользовавшись
известной теоремой восстановления (или еще называемой узловой
теоремой Смита), получим стационарное выражение целевой
функции:
fF(y + z)G(y)dy
A;r(z) = lim Kor (r, z) = "----, (21.12)
г~» B
где p = Mtf — математическое ожидание величины интервала между со-
седними ремонтами вагона.
Наша ближайшая цель — числитель и знаменатель правой час-
ти выражения (21.12) представить в виде линейного функционала
от Gpc). Указанная цель объясняется тем, что по ходу решения на-
стоящей задачи сподручно опереться на сравнительно недавно по-
лученный результат — теорему В.А. Каштанова об экстремуме
дробно-линейного функционала.
Воспользовавшись правилом интегрирования по частям, про-
делаем, на всякий случай, весьма подробным образом упомянутую
операцию с числителем выражения (21.12):
*_ _ |б(у) = и I I* -
“ ।G(/)jF(y + z)dy|- Jj Jf(y + z)dy)dG(O =
fa + zWjpGW, (21.13)
t. к. первое слагаемое правой части равно нулю, a dG(t)= —dG(f).
Для удобства осуществления дальнейших выкладок поменяем
обозначение аргумента функции G(-), т.е. перейдем от G(y) к G(f).
Разберемся теперь со знаменателем выражения (21.12). Для
этого аккуратно проведем операцию взятия математического ожи-
дания от поясненной выше случайной величины <р, которую мож-
но представить в виде:
<р =min($,»]) +е, (21.14)
Io),, если £ >ч;
<о2, если < Ч < <К (21 15)
й)3, если >] > q.
где е — продолжительность восстановления работоспособности ваона
Как видим, е есть случайная величина с достаточно сложной
структурой, которую можно понять с помощью табл, 21.4 и расчет
ной стратегии № 7, представленной е табл 21.3, и выражения (21.6).
Понятно, что
р = Мч>-М [ min (q, ij)| + Me. (21.16)
Выразим математическое ожидание случайных величин
и = min($ >]) и е через исходные данные, представленные в табл
21.4. Начнем с первой случайной величины, функцию распределе-
ния которой обозначим через Fj(i). Тогда:
Г„(Г)= I - Ли >0= I - ?\<1 >Г,П >4= 1 /Чч >4 =
= 1- <?(/)• СО)
Справедливость данной цепочки равенств зиждется на двух об-
стоятельствах:
— если минимум двух величин больше некоторого числа, то
каждая из них и подавно больше этого числа;
— случайные величины q и Y], имеющие функции распреде-
ления Q(f) и G(t) соответственно, независимы.
Итак, имеем:
Л,о)=оо) - со).
что позволяет сразу выписать выражение для математического
ожидания первого слагаемого правой части выражения (21.14)
»])] = /С?0) ’ (20) df.
Выполняя операцию интегрирования по частям, получим требуе-
мую форму представления результата:
Ми=f f J (2117>
Теперь перейдем к выписыванию выражения математического
ожидания случайной величины е, входящей в формулу (21.14). По-
скольку и величины io, (/ — 1,2,3), и условия их реализации являют-
ся, как видно из (21.15), случайными, то усреднение е следует про-
изводить дважды. Первое усреднение — по условиям. В этом слу-
чае условным математическим ожиданием случайной величины е
будет сумма:
- Р{% > >1} + w2 - С т) < q} + <иэ - Ph) > q}
Проделав второе усреднение последнего выражения по <о4
(/= I, 2, 3), получим:
Vi • Я5»П1+Ъ’ '’ll >9). (21.18)
где у,-= Мм, (* = 1,2,3) согласно табл. 21 4.
Входящие в (21.18) вероятности событий необходимо предста-
вить через исходные данные (см. табл. 21.4). Для этого достаточно
подробно разобраться с Р(^ > т)).
Обозначим через g(/) = C'(f) плотность распределения случай-
ной величины т) и введем в рассмотрение событие
Мт] - £<0}.
Кроме того, для произвольного значения случайной величины
т), равного I, введем еще одно событие:
Я/'=«т) -£<О)/(т]-т.
Тогда по формуле полной вероятности для непрерывной слу-
чайной величины имеет место нужное нам выражение.
Р(В) = /(? > Т)| = • g{i)dt =
= ^P^>n-g(f>dt = p(Mai), (21.19)
по которому нетрудно подметить мнемоническое правило. Это да-
ет возможность в один прием выписать соответствующее выраже-
ние для Р{т) > д}-.
Воспользовавшись правилом интегрирования по частям, «вго-
ним» функцию G(t) под знак дифференциала:
2>|Ч»«| = fQWai). (21.20)
Аналогичным образом выпишем теперь выражение для
= jo(() dG(r) - Jf(() dG(r) = j[F(O 0r)| dC(r) (21.21)
Здесь использовано известное свойство функции распределе-
ния непрерывной случайной величины
Р{х1С|<хг} = Л^)-Лх1).
Подставив выражения (21,19), (21.20) и (21 21) в формулу
(21 18) исложив результате выражением (21,17), после несложных
преобразований получим:
Н - Що OW + Y, + (Ъ - Y, )Я0 + (Y, - 7,)0o]dG(r). (21.22)
Таким образом, после подстановки выражений (21.13) и (21.22) в
(21.12) имеет место окончательная формула для коэффициента
оперативной готовности вагона (целевой функции) в виде дробно
линейного функционала:
f^(i.z)dG(r)
Ъг а. G) = , (21.23)
f B(r)dG(/)
где А(г, z)=$F(y+ Z)dy, (21.24)
B(i) =fQ(y}dy+y, +(y2-Y|)H0+(Yj-Y2)Q(0- (21.25)
21.4. Оптимизация параметра безопасности вагона
Ближайшая цель найти способ отыскания такого значения
/БД, на котором целевая функция принимала бы максимальное
значение.
Покажем, что выражение целевой функции (21.23) прелставля
ется возможным значительно упростить. Для этого найдем то се-
мейство функций распределения G(r) периодичности глубокой
диагностики, на котором выражение (21.23) достигало бы макси-
мума С этой целью введем в рассмотрение множество функций
распределения случайной величины ц типа
10 при г<т:
1 ПРИГ>,. <21М’
которое обозначим через О*. Здесь т — пока неизвестное для нас
число.
Теперь попытаемся выписать выражение целевой функции
(21.23) при любой функции <7еД*, для чего формально возьмем
дифференциал
dG(i) = G\i)dt
Функция (21.26) имеет скачок в точке т, равный единице, и
дифференцируема (в обычном смысле) в остальных точках. Други-
ми словами, функция типа (21.26) при t = т не является дифферен-
цируемой в обычном смысле, а нам надо выписать конкретное вы-
ражение для дифференциала подобной функции. Для этого по-
дойдем к функции типа (21.26) как к обобщенной, производная от
которой, как известно из математического анализа [37}, представ-
ляет собой сумму обычной производной G'(f) (в тех точках, где она
существует) и выражения I - б(/ — т), где сомножитель единица го-
ворит о величине скачка в точке разрыва (первого рода) функции.
Сомножитель 6(/ — т) есть так называемая смешенная дельта-
функция.
Тогда дифференциал функции (21 26) имеет вид:
rf(7(f)=S(r-T)dz. (21.27)
Функция 6(7) не является функцией в общепринятом смысле.
Все отличные от нуля ее значения принимаются в бесконечно ма-
лой окрестности точки t— 0, причем эти значения положительны
и таковы, что имеет место равенство:
J6(r)dr= 1
Эта функция относится к классу обобщенных и нередко ис-
пользуется в инженерных исследованиях, в конечном счете, благо-
даря тому, что является хорошим «катализатором» в процессе ин-
тегрирования с обычными функциями. Так для любой функции
ф(х) имеет место равенство:
г , ,,, ... |го(д), если oGR
<2|28>
если 6(х) — является дельта-функцией. Здесь V— область интегри-
рования.
Числитель и знаменатель выражения (21.23) после подстанов-
ки в них функции (21.27) принимают вид (21.28). Отсюда следует,
что целевая функция (21.23) на любой функции G(t) типа (21 26)
принимает более простое выражение:
*or<O=^j- <2129)
Воспользуемся полученным результатом при доказательстве
того, что экстремум целевой функции (21.23) достигается на функ-
циях G(r) типа (21.26).
Пусть правая часть последнего выражения в точке тс принима
ет максимальное значение, что для любого т равносильна запись:
Обозначим левую часть последнего неравенства через A£(G) .
Тогда имеем право записать:
AJ(G)= riaxAJG). (21.31)
се о-
Умножая обе части выражения (21.30) на В(т)-В(тс) >0, получим:
/(т,)) В(т) > /1(т) В(ТО).
Ничего нам не мешает путем интегрирования обеих частей
этого выражения перейти к более информативному для нас нера-
венству:
Д^р(т)<ВДт) > S(TB) p(T)rf«T),
где G &D — множество всевозможных функций распределений G(t) слу-
чайной величины 1] (периодичность ДР)
Тогда:
Ах.) ..
в(т0) :
- Ког(Я-
(21.32)
Последнее неравенство справедливо для любой функции рас-
пределения GED Поэтому его можно с учетом выражения (21.31)
переписать в следующем виде:
tf,*r(G) = max Kor(G) > max KO£G). (21.33)
cec ceo
Итак, из того, что дробь А(Т[)/В(т0] больше А(т)/В(т) для
VG ED* следует, что эта же дробь больше Л(т)/Й(т) для VG £ D
(символ V означает: любой, любая, каждая и т.п )
Тем самым доказано, что максимум целевой функции (21.23)
достигается на функциях типа (21.26). Другими словами, снято
допущение о случайности периодичности ДР, т.к. функция (21.26)
есть функция распределения детерминированной величины. Кро-
ме того, если существует максимум (21.23) по G(/) и функция В(Г)
сохраняет знак при любых г 0, то сушествует максимум дроби:
А(г, г)
(21 34)
по f. причем он совпадает с max K^fcGff)).
Основной результат. Значение /, при котором дробь (21.34) при-
нимает максимум, следует считать в качестве эквивалента опти-
мальной периодичности глубокой диагностики вагонов рассмат-
риваемого типа, эксплуатация которых организована, например,
согласно стратегии технического содержания №6 (см. табл. 21.3).
21.5. Технология практической реализации
полученных результатов
Выше получено выражение целевой функции
4,
/Лу+гМх
---------------2----------------------, (21.35)
+ Yi + (Yj - Yi)T(W + (Yj - Yi)(2(4a)
о
которую для удобства обозначим через А(/БД)
Требуется найти такое значение /ы, при котором эта функций
достигает максимума.
Необходимые пояснения относительно входящих в последнее
выражение функций и параметров приведены в табл. 21.4.
Входящие в выражение (21.35) функции F() и (>() характери
зуют соответствующие свойства вагона в целом. Однако безопас-
ность вагона определяется нередко безотказностью определенной со-
вокупности его деталей и составных частей (в дальнейшем — дета-
лей) Строгое обоснование списка упомянутых деталей и опасных
их отказов, которые могут привести к крушению поезда, является
темой отдельного и непростого исследования. В данном случае бу-
дет использовано несколько упрошенное правило отбора деталей в
этот список — в него включаются те детали, которые одновремен-
но удовлетворяют двум следующим требованиям (см. разд. 20).
— событие, состоящие в разрушении детали, чревато круше-
нием поезда;
— ограниченная или даже нулевая контролепригодность детали
в эксплуатации.
Этим требованиям удовлетворяет каждая из следующих дета-
лей в случае, скажем, усталостного разрушения: колесо и ось колес-
ной пары, боковина тележки, надрессорная балка, корпус автосцеп-
ки, тяговый хомут, пятниковый узел. При этом указанные детали в
расчетной схеме вагона (в смысле надежности) соединены после-
довательно, что. собственно, вытекает из первого из вышеуказан-
ных требований к этим деталям. Отсюда следует, что вероятность
безотказной работы вагона Fifi за время г, входящая в целевую
функцию (21.35), выражается через вероятности безотказной ра-
боты (ВБР) указанных выше деталей следующим образом
fw = П(Л«)"'. (2136)
где F,(f) — ВБР i-й детали (7 = 1, М) за время г, т, — кратность i-й детали
(количество деталей г-готипа на вагоне); М — число учитываемых типов
деталей конструкции вагона (в данном случае М= 7)
В теории надежности показано, что с учетом определенных допу-
щений наработка несущих конструкций до появления в их матери-
але первой трещины имеет вейбулловский закон распределения:
/;(>) = 1 - , (21.37)
где а, и Ь/ — параметры закона распределения наработки i-й детали до от-
каза, подлежащие оценке по данным эксплуатационных наблюдений,
£,(/)= I-£,(/)
Однако мы не располагаем в настоящее время эксплуатацион-
ными данными о наработках вагонов и их деталей до появления отка-
зов. Поэтому не можем получить статистическую оценку функции
Д/). По данным эксплуатации подвижного состава имеется воз-
можность оценить только функцию Q(f) = P{q < /} — закон распре-
деления наработки q до обнаружения отказа конструкции или при-
знака ее предпредельного состояния (например, в виде трещины).
В разд. 8 приведена методика оценки на основе сетевого экспе-
римента закона распределения времени нахождения вагонной
конструкции в скрытом аварийном состоянии t (САС). Согласно
табл. 21.4 этот закон обозначим Ф{1). К сожалению, воспользо-
ваться этим результатом для опенки F(t) по известным функциям
Q(f) и Ф(Г), опираясь на приведенное в табл 21.4 соотношение
q = £ +1, не представляется в настоящее время возможным. Для
этого необходимо располагать условным законом распределения слу-
чайной величины q относительно t.
Таким образом, по указанным причинам в настоящее время
отсутствует возможность строгого определения оптимального зна-
чения параметра безопасности вагона /Ба относительно критерия
Д(/и) -* max. (21.38)
Тем не менее по имеющейся в настоящее время эксплуатаци-
онной информации есть возможность математически строго пос-
тавить и решить задачу по определению того значения параметра
безопасности вагона /БД, которое он не должен превышать. Речь
идет об определении оптимальной верхней оценки параметра /БД
(обозначим ее через /БД).
Этой оценке соответствует рассмотренная в разд. 9 эталонная
технология исполнения такой функции ВХ, как своевременное
обнаружение повреждений и отказов вагонных конструкций. В
этом случае повреждения и отказы обнаруживаются в момент их
появления. Тогда имеет место
С(6 = Л/) (21.39)
и целевая функция (21.35) принимает вид
J С(У + «Му
-----L-------—--------, (21 40)
/6(уМу + ъ + (Т1-Т|)0(О
которую обозначим через Ы™).
Остается только поточечно построить график функции Д/Бд’ То
значение /БД, на котором эта функция достигает максимума, яв-
ляется искомым, т.е. оптимальным.
Перечислим в краткой форме основные этапы определения
функции Q(y) (или &у)), входящей в выражение (21.40)
Первый этап. Из базы данных АБДПВ (ГВЦ МПС России) с
помощью специальных программных средств извлекаются требуе-
мые данные об отцепках вагонов определенного типа. Формиру
ются массивы эксплуатационной информации для каждой детали
списочного состава, используя при этом отраслевой классифика-
тор неисправностей вагонных конструкций. Так, массив эксплу-
атационной информации об отцепках 8-осных цистерн по трещи-
нам и изломам боковин тележек (по отраслевому классификатору
неисправностей — код № 205) представлен в табл. 21.5
Заметим, что в упомянутой базе данных имеются так называе-
мые электронные версии паспортов вагонов, что позволяет, в част-
ности, по инвентарному номеру вагона узнать год его изготовле-
ния, дату последнего ДР и номер депо, где он произведен.
Второй этап. Используя данные указанных массивов эксплу-
атационной информации (например, табл. 21.5), для каждой дета-
ли формируется выборка наработок до отказов. Так. в табл. 21.6
приведена форма представления этих данных относительно боко-
вин тележек.
Таблица 21.5
Данные об отцепках 8-осных цистерн по трешинам
н изломам боковин тележек за 2001 г.
Инвен- тарный № вагона Дата планового ремонта Дата отцепочного ремонта Кпд неисп- равности Кпд ПТО отцепоч- ремонта Тип
Год Месяц День Год Месяц День 1 2 3
79408621 2000 5 21 2001 1 26 0 205 200 719 794
79429353 2000 3 19 2001 1 9 0 0 205 714 794
79483079 2000 4 18 2000 8 16 0 0 205 719 794
79727848 2000 4 21 2001 3 7 0 0 205 719 798
79408621 2000 5 21 2000 12 25 0 0 205 601 794
79444956 2000 5 6 2001 2 15 0 0 205 341 794
79459830 2000 6 22 2001 2 16 0 0 205 1173 794
79705885 2000 7 31 2001 4 22 0 0 205 9831 798
79426425 2000 9 27 2001 3 9 0 0 205 9831 794
79465464 2000 9 27 200! 1 28 0 0 205 390 794
79508701 2000 12 14 2001 4 18 0 0 205 600 794
79706750 2001 2 24 2002 1 15 0 0 205 749 798
Таблица 21-6
Выборка наработок боковин тележек полувагонов
(код неисправности № 205)
Обозначение наработок г, г. т. г. ц -Id •к-п
Значение наработок Т Т т Т
Здесь: ту наработка/-й боковины до ее отказа; f,. fa гА,_я — безотказ-
ные наработки боковин, равные между собой; N— число боковин, нахо-
дящихся под наблюдением в течение времени Т, п — число отказавших за
это время боковин.
Данная выборка, таким образом, соответствует стандартному
плану испытаний на надежность [NRT].
Третий этан. Используя метод максимального правдоподобия,
определяются точечные оценки параметров закона распределения
наработки каждой детали вагона (21.37). В этом случае оценку пара-
метра b (ее принято обозначать Ь) получают из решения уравнения:
2т'|пт, + (Л'-л)Г‘1п7-
" + Ё 1пт,-л^1—;-----------------=0. (21.41)
Ёт>(«-п)Г»
Затем по формуле
получают точечную оценку параметра а закона распределения на
работки до отказа рассматриваемой детали.
Четвертый этап. Определив в рамках предыдущего этапа веро-
ятности безотказной работы каждой в отдельности детали
0,(/)-е'^ , 1-1. М (21.43)
по формуле
0(0 =П(ё,<'))”' (2144)
находится искомое выражение для ВБР вагона, входящее в целе-
вую функцию (21.40).
При поточечном построении графика целевой функци Д(/бд)
могут возникнуть трудности с интегрированием функции (21.44).
Наиболее привлекательным способом решения этого вопроса яв-
ляется разложение подынтегральной функции в степенной ряд по
правилу:
е' = У х-
ГМЛ'
который имеет равномерную сходимость. Поэтому интеграл от
суммы членов этого ряда равен интегралу от экспоненты. В дан-
ном случае ряд достаточно быстро сходится, что позволяет в пер-
вом приближении ограничиться первыми двумя слагаемыми ряда:
(21.45)
Не менее важной является другая задача, а именно оптимиза-
ционная задача (21.38). Для практической ее реализации следует
провести ряд мероприятий в части совершенствования информа
ционной базы отрасли.
Для качественного планирования этих мероприятий может
оказаться полезной классификация данных эксплуатации подвиж-
ного состава. В табл. 21.7 приведен простейший вариант упомяну-
той классификации.
Наибольший интерес представляют следующие три типа мас-
сивов эксплуатационных данных относительно каждой детали
списочного состава:
1. Каждый элемент массива данных одновременно характери-
зуется свойствами: 1.1, 2.1 и 4.1.2 (см. табл. 21.7). Поэтому удобно
данный массив характеризовать с помощью шифра: 1.1 П 2.1 П4.1.2,
где П — знак логического умножения (пересечения).
2. Каждый элемент массива данных одновременно харак-
теризуется свойствами: 1.2, 1.3, 2.1 и 4.1.1. Шифр массива:
1.2 П 1.3 П 2.1 П 4.1.1.
3. Данные о повреждениях, получаемые в результате неразру-
шаюшего контроля (дефектоскопия) деталей в рамках планового
ремонта вагонов. Шифр массива 1.2 Г) 1.3 Г) 1.1 П 2.2 П 4 1.2.
На элементы первого типа массивов, а также второго типа мас-
сивов, требующих ремонта, составляется уведомление об отцепке
формы ВУ-23, определенные данные которой по электронной по-
чте пересылаются в ГВЦ МПС, где они группируются и хранятся в
рамках базы данных АБДПВ Именно на данные этой базы ориен-
тирована задача по оптимизации верхней оценки параметра без-
опасности 1^.
На каждый элемент второго типа массивов данных составля-
ются акты служебного расследования формы РБУ-1 (авария или
крушения) или формы РБУ-3 (брак или особый случай брака в ра-
боте). Эти данные тоже попадают в ГВЦ МПС н хранятся в рамках
Таблица 21.1
Классификация эксплуатационных данных
о техническом состоянии детален подвижного состава
№ Признак классификации Характеристика технического состояния деталей
1 Критерий отката деталей 1.1 П ризнак предпредельного состояния 1 2 Частичная потеря работоспособности 1.3 Полная потеря работоспособности
2 Принадлежность вагона-носителя летали к тому или иному парку на момент обнаружения отказа ЭТОЙ детали 2 1- Повреждение или отказ обнаружен в эксплуатации 2 2. Отказ или повреждение обнаружено при плановом ремонте вагона 2 3 Отказ обнаружен в остальных случаях (вагон в резерве, при погрузке-разгрузке и т.п.)
3 Дальнейшая судьба отказавшей детали 3.1. Отбракована 3.2. Восстановлена 3.3. Неизвестна
4 Последствия опасного отказа 4.1 Угроза безопасности движения (по классификации пр. МПС № 1U от 8/1-44) 4 1.1 Реализованная на практике 4.1.2. Потенциальная 4 2. Отсутствует непосредственная угроза безопасности движения
5 Регламентация пред- лредельного состоя- ния детали 5 1- В | - | регламентированы критерии предпредельного состояния 5 11 В | - ] расчетным образом обоснованы критерии предпредельного состояния летали 5 1 2. Регламентированные критерии предпредельного состояния детали не имеют расчетного обоснования 5.2 Не регламентированы критерии предпредельного состояния детали
базы данных многоуровневой автоматизированной системы уп-
равления безопасностью (МАСУ БД).
К сожалению, в отрасли не имеется единой базы данных отно-
сительно третьего типа массивов данных, в связи с чем качество
опенок безопасности движения значительно снижается. Так, по
данным МПС.только за 2001 год в вагонных депо сети было забра-
ковано по трещинам и другим дефектам почти 20 тыс, колесных
пар, более 28 тыс. боковин тележек и т.п.
Для повышения качества эксплуатационных данных, содержа-
щихся в указанных трех типах массивов, необходимо обеспечить
выполнение трех мероприятий:
— разработка и внедрение на сети единого классификатора не-
исправностей вагонных конструкций, проблемно-ориентирован-
ного на финальные события типа схода и столкновения подвиж-
ного состава;
— внедрение технологии иономерного учета деталей ограни-
ченной контролепригодности в эксплуатации, отказ которых при-
водит к крушению поезда;
— разработка и регламентация методов расчетного обоснова-
ния признаков предпредельного состояния деталей указанного
выше типа
В этом случае можно решать задачи по оптимизации парамет-
ров безопасности вагонов различного типа. Для этого функцию
F(y). входящую в выражение (21.35), рекомендуется идентифици-
ровать на основе массива эксплуатационных данных первого типа,
а функцию Q(y), входящую в то же выражение, — на основе масси-
ва данных второго типа
Если речь идет о повреждениях и отказах усталостного харак-
тера, как в данном случае, то в качестве порождающего закона
распределения для массива первого типа может быть использован
вейбулловский закон (21.37), а для второго массива ближе всего
экспоненциальный закон распределения:
®/)=|-<гЧ (21.46)
В самом деле, как правило, регистрируемое в актах ф. РБУ-1 или
РБУ-3 событие, состоящее в разрушении детали, идентично, мож-
но сказать, событию, состоящему в крушении поезда, а оно всегда
для всех внезапно. Наработка же до внезапного события описыва-
ется, как известно, экспоненциальным законом распределения.
Оценку параметра функции Q(f), представленной выражением
(21.46), предлагается определять по формуле:
Х = -£, (21.47)
где Tr = X +(ЛГ— п)Т — суммарная наработка всех Nдеталей, находя-
щихся под наблюдением в течение времени Т; v, — наработка i-й летали
до разрушения; л — число отказавших деталей за время Т.
22. Расчет количества вагонов, нуждающихся
в плановых ремонтах или в глубокой диагностике
в течение планируемого календарного года
В задаче (14.1)—(14.3) фигурирует функция Л(/Д зависящая от
принятой системы ремонта и срока службы вагона, т.е. от матрицы
(Q Последнее вытекает из свойств этой матрицы (см разд. 12).
Сама функция 77( Л) трактуется как количество вагонов рассматри-
ваемого типа, нуждающихся в зависимости от принятой стратегии
ДР (см. п. 5.1) либо в плановом ремонте, либо лишь в глубокой ди-
агностике.
Для расчета потребности вагонов в указанных услугах необхо-
димо располагать двумя массивами данных:
— о возрастном составе парка вагонов рассматриваемого типа
(см. табл. 15.4);
— о параметрах системы ремонта вагонов рассматриваемого
типа в виде межремонтных пробегов.
Определение потребностей в плановых, скажем, ремонтах осу-
ществляется в два этапа:
— отдельно для каждой возрастной группы парка вагонов оп
ределяется та ее доля, которую следует направить в ДР в течение
интересующего нас календарного года;
— суммируются полученные решения по всем возрастным
группам.
Настоящая задача решается при предположении, что изготов-
ление вагонов и их приобретение осуществляется МПС равномер-
но в пределах календарного года.
Сама идея реализации первого этапа решения задачи элемен
тарна, и для ее пояснения достаточно рассмотреть пример опреде-
ления количества восьмиосных цистерн, скажем, 1982 г. выпуска,
подлежащих ремонту в 1991 г. Пусть межремонтные периоды (мес.)
представлены 8 виде следующего массива данных;
г„=28; /„=25: /„=22; /„=21;
/„-18; /|е-15; /„=14; /„=22; /„-20; (22.1)
/„-19 /„-17; /„=16; /,,-15,
где — продолжительностьу-го межремонтного периода в пределах »-го
ремонтного цикла.
Сначала надо проверить не подлежат ли капитальному ре-
монту вагоны рассматриваемого года выпуска в 1982 г. Если подле-
жат. то для этой группы вагонов не должен планироваться ДР в
1991 г. Более того, надо проверить, не является ли планируемый год
или часть его сроком гарантии КР Как видно из выражения (21.1),
в 1992 г цистерны рассматриваемого года выпуска не должны про-
ходить КР, не действует и срок гарантии КР в планируемый год.
Наложим данные (22.1) на ось времени так, как это показано
на рис. 22.1. Получим, что на отрезке АБ вмешается целое число
межремонтных периодов
Из рис. 22.1 видим, что вагоны, изготовленные в первой полови-
не 1982 г., не подлежат ремонту в 1991 г., они должны были быть от-
ремонтированы в 1990 г. А вагоны, изготовленные во второй поло-
вине 1982 г, должны быть поданы в ремонт в планируемом 1991 г.
Итак, определена доля вагонов выпуска 1982 г, которую следу-
Определение потребности в ремонтах придется многократно
осуществлять в рамках оптимизационной задачи. Для этого сле-
дует алгоритмизировать описанную методику расчета потребности
в ремонтах, ибо при опоре лишь на наглядные представления воз-
можны ошибки в расчетах, например, когда межремонтные пробе-
ги в несколько раз меньше 12 мес.
Указанный алгоритм реализуем в виде расчета потребности в
ДР и КР по следующим формулам [28];
П«р(/„ .../„) = • Я„; (22.2)
П*р(/„ /„.... /„) - 2Л/.КР • Я„ (22.3)
Здесь: Н„ — количество вагонов в л-й возвратной группе;
Л/^р= S «5? — доля вагонов n-й возрастной группы, которую сле-
дует отправить в ДР в течение интересующего года;
О, если 24;
©vi
2 — -jj, если 12 < < 24;
-jy, еслиф^С 12.
(22.4)
Забегая несколько вперед, заметим, что значение величины в оп-
ределяется из выражения (22.10) При вычислении фУ> по формуле
чТ1: (22.5)
под знаком суммирования находятся только те пробеги !/"•’, кото-
рые завершают ДР Остальные пробеги используются для определе-
ния Л/„КР доли вагонов л-й возрастной группы, которую следует
отправить в КР в течение интересующего нас календарного года:
О, если фр** > 24;
2 - , если 12 < '» < 24;
— * , если ф,1ги*+11 > 12,
(22.6)
где — структура Л-ro ремонтного цикла. Последние два выражения
связаны соотношением
К„Ю=1И*+1. (22.7)
При этом /и4 определяется из условия:
(228)
О.
причем, если > 12, то Л/„кр = 0.
Здесь
Л„=('„„ 12; (22.9>
'рем — коней интересующего нас календарного года <например,
1992 г.), в течение которого планируется ремонт вагонов, — на-
чало года изготовления вагонов л-й возрастной группы (например,
1982 г.); — /-Й межремонтный пробег вагона л-й возрастной
группы.
Для определения значений AfV>, входящих в выражение (22.5),
где / = (1,и), представим их в виде последовательности членов
возрастающей арифметической прогрессии:
А™, АГ® .... RM (22.10)
с разностью, равной единице. В этом случае достаточно определить
лишь два крайних члена данной последовательности. Значение
КМ определяется из условия:
max Z /<"> < Д„. (22.11)
Первый элемент последовательности (22.10) удовлетворяет со-
отношению
А™ = АГ« + |, (22.12)
где К"п' определяется из условия
IQ"
maxS/V” <Д„-24, (22.13)
причем, если Л7” 1, ТО Kj,"= К^.
Ввиду некоторой «громоздкости» величины заметим, что
на нее можно смотреть как на функцию, которая каждой паре (л,у)
ставит в соответствие конкретное число.
Справедливость приведенных формул доказывается с помошью
метода математической индукиии.
Приведенная методика определения потребности в плановых
ремонтах имеет и большое самостоятельное практическое значение.
В самом деле, представляется возможным любой системе ремонта
и любому типу вагонов с его сложившимся возрастным составом в
считанные минуты сопоставить то их количество, которое следует
отправить в ремонт в течение интересующего нас календарного го-
да. Тем самым, удобно сравнивать имеющиеся и перспективные
системы ремонта, а также решать и обратные задачи — прогно-
зировать ремонтную базу
Реальность таких постановок значительно возросла с появле-
нием на транспорте системы централизованного пономерного
учета грузовых вагонов.
Вернемся к задаче по оптимизации параметров системы ре-
монта (14 I)—(14.3), в которой фигурирует дробь
где М — мощность ремонтного хозяйства вагонов рассматриваемого типа.
Чем больше дробь (22.14), тем устойчивее будет работать ва-
гонное хозяйство. Запас устойчивости работы ремонтных пред-
приятий можно заложить на этапе проектирования вагона путем
введения в выражение (14.3) некоторого коэффициента а — коэф-
фициента технологического запаса мощности ремонтного хозяй-
ства вагонов рассматриваемого типа.
Если параметр безопасности /БД, входящий в задачу (14.1)—(14.3),
отражает в основном прочность, надежность и безопасность конст-
рукции вагона, то параметр о можно понимать как некий запас проч-
ности вагонного хозяйства. Отсюда становится понятным необходи-
мое условие (правда, не единственное) своевременности и даже ка-
чественности деповского ремонта, состоящее в следующем: а > 1.
Итак, смысл параметра о понятен. В разд. 21 приведены Крите
рий и методика оптимизации параметра безопасности вагона /БД.
К сожалению, мы пока не готовы аналогичным образом оптими-
зировать параметр а, однако располагаем запасным вариантом в
части оптимизации этого параметра В самом деле, в разд. 29 будет
введено понятие эталонного состояния вагонного хозяйства и по-
ставлен вопрос о его идентификации. В связи с этим приведена
методика многомерной оптимизации так называемых параметров
состояния вагонного хозяйства, в состав которых включен пара-
метра. В результате, вполне реально получить оптимальное значе-
ние коэффициента технологического запаса мощности ремонтно-
го хозяйства вагонов рассматриваемого типа
Как отмечалось выше, для использования описанной методи-
ки расчета потребности в плановых ремонтах в оптимизационной
задаче (14.1)—(14.3) необходимо располагать подпрограммой авто
матизированного расчета на ЭВМ. Для проверки качества упомя-
нутой подпрограммы будут полезны результаты решения тестового
примера по определению потребности восьмиосных цистерн в ДР
и КР в течение 1992 г.
В качестае исходных данных используются два массива инфор-
мации:
— система ремонта этих вагонов, характеризуемая структурой
(ее шифр 3—4—6) и межремонтными периодами, мес.:
/„ = 30; /|2 = 27; /|3 = 20; /м = 13;
/2| = 25; /п = 21; /и = 18; /„ = 10; /25 = 6;
/„ - 25; /п - 19; 1„ - 16. - Я. = 4; /к = 3; /„ = 2;
— возрастной состав парка восьмиосных цистерн (см. табл. 15.4)
Результаты расчетов: в течение 1992 г. в ДР следовало бы
отправить 4276 цистерн, а в КР — 852.
23. Алгоритм оптимизации системы ремонта вагонов
I. По приведенной выше методике определяется оптимальное
значение параметра безопасности /6Д вагона (см. разд. 21).
2. Формируется множество Q альтернативных, не противоре-
чащих здравому смыслу структур системы ремонта.
3- Для каждой /-й структуры (обозначим ее <i>(-€ Q) по форму-
лам (17.15) и (17.16) находятся экономически наивыгоднейщие
пробеги 1[Э1 между плановыми либо ДР, либо глубокими диагнос-
тиками (ГД).
4. Используя правило
4=т!п(/‘Э’,/щ), (A=ijV). (23.1)
для каждой структуры системы ремонта, входящей во множество Q,
корректируются экономически целесообразные пробеги согласно
требованиям безопасности движения.
Здесь N— суммарное число пробегов между ремонтами или ГД
за срок службы вагона. Понятно, что эта величина не одинаковая
для различных структур:
N-'iin.+ n + l. (23.2)
1-1 1
где п — число КР, соответствующее рассматриваемой структуре, /л( —
структура j-го ремонтного цикла рассматриваемой структуры системы ре-
монта (см. разд. 5.1)
5. Для каждой откорректированной таким образом системы ре-
монта рассчитывается себестоимость единицы пробега. Затем из
множества откорректированных систем ремонта выделяется та,
для которой себестоимость единицы пробега вагона принимает
наименьшее значение
Эту систему ремонта (обозначим ее через с/3’) подвергаем даль
нейшему анализу.
6. Применительно к системе ы(Э1 по формулам (22.2) и (22.3)
рассчитывается потребность (в зависимости от принятой страте
гии ДР) либо в ДР. либо в ГД вагонов рассматриваемого типа в те-
чение интересующего нас календарного года (см разд 22).
7. Проверяется система ремонта О)(Э| на предмет удовлетворе-
ния условию
Если оно выполняется, то выделенная система ремонта <jj,3> яв-
ляется искомой, т.е. оптимальной Если же указанное условие не
выполняется, то система ремонта <о<Э| не соответствует возмож-
ностям вагонного хозяйства. Надо либо менять условия эксплу-
атации, либо приобретать более надежные вагоны (их цена будет
выше), либо совершенствовать ремонтную базу (увеличивать ее
мощность М) и т. п.
Словом, рекомендуется изменить исходные данные и искать
оптимальную систему ремонта применительно к новым условиям.
Замечание 23.1. Оптимизационная задача (14.1)—
(14.3) определена на множестве О, элементами которой
являются матрицы, правда, определенной конфигура-
ции, а именно трапецеидального типа (рис. 23.1)
Такая форма матрицы объясняется постепенным на- рис । Конфи-
коплением тех повреждений, которые не полностью уст- гурация матрицы
раняются даже при КР. Поэтому по мере старения вагона
надо в интересах БД чаще производить ГД, а, стало быть, и ДР Из-за этого
структура каждого последующего ремонтного цикла должна быть больше
предыдущего.
Строго говоря, множество О нс является ограниченным
В указанной задаче фигурируют матричные функции//^) и /7(/у).т.е. аргу-
ментом этих функций является матрица.
Вообще говоря, перед нами стоит следующая задача: на множестве Q, яв-
ляющемся неограниченным, выделить ту матрицу, которая удовлетворяет за-
даче (14.1)—(14.3), т.е. решить задачу, как говорят, «в лоб».
Задача в такой постановке пока неподъемна из-за двух обстоятельств.
I. Функции/Ц,) и /7(/р пока не идентифицируемы как матричные.
2. Нашей неготовностью решения подобных оптимизационных задач «в лоб»
Поэтому вынуждены упростить алгоритм решения задачи путем представ
ления/Ц,) и /?(/-) в виде функций скалярных аргументов. Тем самым, мы как бы
обходим первое препятствие (обстоятельство). Второе обстоятельство обуслов-
лено, в основном, особой трудностью математического доказательства сущест-
вования минимума функции Д/^), определенной на неограниченном множестве
R. Поэтому вводится второе допущение: скалярные функции/») и Я(») опре-
делены на ограниченном множестве £2 структур системы ремонта вагона
Справедливости ради отметим, что и в этом случае трудно математически,
если это в принципе возможно, доказать существование минимума/(/, 1}. /д.)
как функции многих переменных. Зато имеется возможность графически ре-
шить эту задачу, что было реализовано в разделе 1.6. Для этого Д») предстаапена
как функция одного аргумента — срок службы вагона L. где L = X (г Итак,
множество £2, на котором определена наша оптимизационная задача (14 I)—
(14.3), принимается ограниченным. В него включаются непротиворечашие
здравому смыслу структуры системы ремонта. На этом усеченном множестве
с помошью выше описанного алгоритма находится та структура, которой со-
ответствует минимальная себестоимость единицы пробега (СЕП) вагона.
Однако нет полной уверенности, что среди отброшенных, не включенных
Qструктур нет такой, которой соответствует сше меньшее значение СЕП ва-
гона. Поэтому с помошью предложенного алгоритма находится не оптималь-
ная, атак называемая е оптимальная (эпсилон-оптимальная) система ремон-
та, т.е. система оптимальная в той степени, в какой не подводит нас опыт и
интуиция, на которых базируется упомянутый здравый смысл
24. Пример оптимизации системы ремонта
полувагонов
Исходные данные. Множество Q конкурирующих структур
системы ремонта состоит из двух элементов — о>, и <о2 (см. табл. 24.1)
Составляющие затрат приведены в табл. 24.2. и табл. 24.3.
Остальные характеристики полувагона и ремонтного хозяйства
приведены в табл. 24.4
Возрастной состав парка полувагонов представлен в табл 15.4
Таблица 24.1
Элементы множества Q
Таблица 24.2
Условно постоянные затраты по мере старения полувагона
Составляющие затрат Обозначение Размерность Значение затрат, у.е.
Цена полувагона 5 ус л. един. 20000
Ликвидная стоимость Q —»— 2500
Себестоимость ДР Ядр 300
Себестоимость КР ЛКР — 1500
Издержки других хозяйств МПС (кроме ВХ) за срок службы вагона D — 15 000
Коэффициенты роста затрат на текущие ремонты полувагона
по мере его старения
ш. ш.
к оЛ, у.е./мес. bt, у.е /мес’. од, у.е./мес у.е./месг.
] 0,5 1.5 0.5 1,5
2 2,5 1.9 2,5 1.9
3 6 2.5 6 2.5
4 10 4 10 4
5 14 6 0,7 2.0
6 16 8 2,8 2.8
7 22 11 3.6 3.7
8 2В 12 12 4,2
9 0.9 2.1 15,4 7,8
10 3.2 2.5 18,3 11
11 5 3.2 1.2 2.4
12 7.5 4 2,5 4,3
13 10 5 5,7 6,6
14 16 7 8,0 7,1
15 21 10 12.2 9.0
16 25 13 14,6 10,4
17 32 15 16,9 11,8
18 37 18 18,0 13
19 40 20 20 14.4
Таблица 24.4
Характеристики полувагона и ремонтного хозяйства
Показатель Обозна- Размер- ность Числовое значение
Мощность ремонтного хозяйства парка Л/ ваг./г. 132790 {см. табл. 15 3)
Параметр безопасности 4д мес 20
Технологический коэффициент запаса мощности ремонтного хозяйства парка - 1.2
Решение задачи. Для каждой структуры по формулам (17.15) и
(17.16) находим экономически наивыгоднейшие пробеги 4Э),
предварительно перейдя с двухиндексного на одноиндексное
обозначение межремонтных пробегов (/С'1 —* //э>). Результаты
расчета экономически целесообразных межремонтных пробегов
1^Э) приведены в табл. 24.5 (числитель).
Используя правило
природ;
'ш ПР»^Э|>'ЕЯ.
(24.1)
экономически целесообразные межремонтные пробеги коррек-
тируем согласно требованиям безопасности движения (значения
табл. 24.5 приведены в знаменателе).
Таблица 24.5
Оптимальные межремонтные пробеги мес.
54.5 20 42, 47 20 31.6 20 19.2 19.2 12,5 12 5 9,24 9.24 6, 45 6. 45 5.6 5,6
38.8 20 32. 14 20 24.83 20 19 55 19.55 15. 39 15. 39 10,57 10.57 7, 14 7, 14 5,34 5.34 М 4.4 3,52 3.1 3.1
“1 58,2 20 45.42 20 33,82 20 19.55 19.55
43.5 20 30,76 20 23, 18 20 19,4 19.4 10,2 Ю.2 7, 13 7. 13
36,23 20 20. 00 20 12, 83 12. 83 11.76 11.76 9.05 9.05 7.7 6,7 6.04 6. 04 5. 38 5, 38
В табл. 24.6 приведены данные о нормативной наработке полу-
вагона до списания. При этом принято, что в год полувагон пробе-
гает 100 000 км, что примерно соответствует среднесуточному
пробегу, равному 275 км.
Из этой таблицы видно, какой существует резерв в деле
использования экономически целесообразного ресурса вагона за
счет повышения его безопасности.
Для каждой откорректированной (из условия обеспечения бе-
зопасности движения) системы ремонта подсчитаем себестои-
мость единицы пробега полувагона. В табл. 24.7 приведены струк-
тура затрат МПС за срок службы вагона и себестоимость единицы
его пробега для рассматриваемых систем ремонта. При этом затра-
Таблица 24.6
Нормативная наработка до списания полувагона
Система ремонта Размерность
мес г. км пробега
<9, Без учета требований безопасности движения 340,27 28,35 283 5000
С учетом требований безопасности движения 235.93 19,66 1966000
“2 Без учета требований безопасности движения 404,07 33.66 3 366 000
С учетом требований безопасности движения 276.14 23,01 2 301 000
Таблица 24.7
К расчету себестоимости единицы пробега полувагона
Q, Структура затрат МПС, у.е. Итого Себестоимость единицы пробега полувагона, у.е /10 км
ТР ДР КР S-Q D
to, 16813.6 5100 1500 17 500 15 000 55 913,6 0,28
W, 19667,5 4800 3000 17 500 15 000 59 967,5 0.26
ты на текущие ремонты согласно выражению (17.4) подсчитываем
по формуле:
Я„- 2<М + ‘<'Л (24.2)
Согласно принятому критерию наиболее предпочтительна
вторая система ремонта, имеюшая структуру <о,. Перевод на эту
систему парка полувагонов (—150 000 ед.) сулит сокращение затрат
почти на 30 млн. у.е. в год.
Однако для этого система должна соответствовать возмож
ности ремонтного хозяйства парка вагонов рассматриваемого
типа, т.е. полувагонов. Другими словами, параметры упомянутой
системы должны удовлетворять неравенству (14.3). Для проверки
этого условия по методике, изложенной в разд. 22, подсчитываем
потребность вагонов рассматриваемого типа в ДР в течение инте-
ресующего нас календарного года, скажем, 2002 г.,т.е определяем
значение функции входящей в выражение (14.3).
В табл. 24.8 приведены данные упомянутых расчетов приме-
нительно к двум системам ремонта.
Таблица 24.8
Потребность в плановых ремонтах
ч Потребность в деповском ремонте, ваг/т. Потребность в капитальном ремонте, ваг./г.
ы. 169 456 7446
W, 186670 18 711
Ни одна из рассмотренных систем ремонта не удовлетворяет
возможностям ремонтной базы парка полувагонов. В этом случае,
варьируя исходными данными, требуется найти такое сочетание
их значений, при котором с учетом требований обеспечения безо-
пасности движения экономически наивыгоднейшая система ре-
монта удовлетворяла бы возможностям ремонтного хозяйства полу-
вагонов (см разд. 28).
В настояшее время благодаря системе ДИСПАРК осушествля
ется контроль качества ДР (на стадии эксплуатации вагонов) каж-
дого ремонтного предприятия путем учета отцепок в текущий ре-
монт и публикации рейтингов указанных предприятий — отноше-
ние числа отцепок к обшему количеству отремонтированных ваго-
нов за соответствующий период времени
Вместе с тем желательно на стадии разработки концепции новой
конструкции вагона (на стадии предпроектных исследований) оце-
нить ее с точки зрения приспособленности к качественному ремонту.
Этому способствует, собственно, сам факт оптимизации систе-
мы ремонта с учетом выражения < 14.3), благодаря которому гаран-
тируется согласованность параметров этой системы с возможно-
стями ремонтной базы вагонного хозяйства. Этим создается
предпосылка для качественного ремонта
Тем не менее имеется возможность ввести в рассмотрение два
количественных показателя системы ремонта в части их приспо-
собленности к качественному плановому ремонту.
За меру так называемого ресурсного показателя качества ре-
монта (Л) принимаем степень восстановления ресурса конструк-
ции вагона, заложенного при его изготовлении или капитальном
ремонте. Величина коэффициента к есть отношение срока гаран-
тии планового ремонта (ДР или КР) к сроку гарантии завода-
изготовителя или вагоноремонтного завода. При этом сравнивать
следует равноотстоящие от начала соответствующих циклов ремон-
ты. Так, для двух рассмотренных выше структур систем ремонта со,
и ш2 подлежат сравнению, например, такие показатели:
....„ (.<“>>-411. „ /"> _Й
«ДР у.-.р И «ДР у«.,р «КР y(W|) и «КР у<,,р--
.(<’’|)_/2jl .(юг>_ /г/' . ,
и ^лр - ”i (24.3)
'21 *21
В табл. 24.9 приведены некоторые ресурсные показатели каче-
ства ремонта для систем со, и <о2. При этом следует использовать
экономически наивыгоднейшие межремонтные пробеги 1у.
Таблица 24.9
Показатели качества ремонта
CQ
ы, 0.352 0.71 0,639 0.779 0.828
CUj 0,342 0.74 0.536 0.78 0,707
В качестве второго показателя системы ремонта в части ее
приспособленности к качественному плановому ремонту рассмот-
рим отношение затрат на текущие отцепочные ремонты к сум-
марной стоимости деповских ремонтов за срок службы вагона. Эта
дробь показывает, сколько денег тратится на отцепочные текущие
ремонты в расчете на один затраченный при ДР рубль. Так, со-
гласно табл. 24.7 этот показатель качества ремонта для систем от, и
<я2 составляет соответственно 3,29 и 4,09.
Таким образом, с точки зрения качества ремонта обе системы
ремонта (оз. и <о2) примерно равнозначны
Замечание 24.1. Таким образом, каждому набору таких исходных данных
(параметров), как возрастной состав парка вагонов, их покупная цена, затра-
ты на техническое обслуживание и ремонты. интенсивность эксплуатации ва-
гонов, мощность ремонтной базы, требования к безопасности движения и т.п,
с помошью алгоритма решения задачи (14.1)—(14.3) ставится в соответствие
конкретное значение показателя качества работы отрасли. Следовательно,
упомянутый алгоритм допустимо согласно замечанию (12.1) отождествить с
математической моделью вагонного хозяйства.
Часть V
Модели управления
вагонным хозяйством
Эффективность функционирования такой сложной системы,
как вагонное хозяйство, во многом определяется методами ее
управления и тем, как принимаются решения, какими соображе-
ниями и принципами при этом руководствуются.
Эти вопросы в достаточной мере разработаны в данном учеб-
нике. Более подробно, чем в другой отраслевой учебной литерату-
ре, приведены термины и понятия, модели и критерии для анализа
системы управления вагонным хозяйством на различных уровнях
управления.
Большой вклад в разработку теоретических и практических ас-
пектов этих вопросов на общенаучном уровне внесли О.В. Козлова
[29], А.А. Денисов, Д.Н. Колесников, В.Н. Волкова [30], [63] и
другие ученые. Заслуживают особого внимания правовые и орга-
низационные проблемы документационного обеспечения управ-
ления, которые сформулированы В.А. Матвеенко [33]. На отрасле-
вом уровне — А.Д. Шишков [31 [, Р.М Царев [35], А.В. Кирилюк
[32]. А.И. Попов [62], Г.В. Райков, Н.Г. Мартынюк, А.П. Ступин
[34]. Работы этих и других авторов были использованы при напи
сании данной части учебника.
25. Вагонное хозяйство как объект
и субъект управления
Под системой будем понимать совокупность взаимодействую-
щих элементов, составляющих целостное образование, имеющее
новые свойства, отсутствующие у ее элементов. Системы имеют
самые разнообразные формы, которые удобно разделить на три
вида: технические, биологические и социальные, в том числе со-
циально-экономические. Каждая из этих систем имеет свои спе-
цифические черты и закономерности. Особенно отличаются соци-
ально-экономические системы, к которым относятся производст-
венно-хозяйственные комплексы, предприятия, объединения, ва-
гонное хозяйство и транспорт в целом, отрасли, регионы и пр. Это
определяется тем, что их неотъемлемым элементом являются лю-
ди. Человек активно участвует в формировании указанных образо-
ваний, влияет на характер их связей и отношений.
Главным свойством социально-экономических систем является
то, что в их основе лежат интересы людей, поскольку основной их
элемент — это человек. Кроме того, ВХ как социально-экономи-
ческая система представляет собой единство управляющей и уп-
равляемой систем, а также совокупность технической, технологи-
ческой и организационной систем. Другими словами, любой орган
(звено) управления ВХ может быть и объектом, и субъектом управ-
ления в зависимости от того, является ли он источником или пре-
емником управляющих воздействий. В справедливости последнего
нетрудно убедиться, ознакомившись со сложившейся структурой
управления транспортом и вагонным хозяйством в частности.
Руководство железнодорожным транспортом страны осуществ-
ляет Министерство путей сообщения (МПС) России, в составе кото-
рого имеются Департаменты: перевозок (ЦД), локомотивного (ЦТ)
и вагонного (ЦВ), пассажирского (ЦЛ) хозяйств, пути (ЦП) и не-
которые другие, а также так называемые функциональные управ-
ления — планово-экономическое (ЦПЭУ), финансовое (ЦФ), тру-
да, заработной платы и техники безопасности (ЦЗТ), кадров и др.
Министерство путей сообщения обеспечивает планомерное
развитие железных дорог, внедрение наиболее прогрессивных ви-
дов тяги и подвижного состава, организацию слаженной работы
всех звеньев железнодорожного транспорта по перевозкам грузов
и пассажиров.
Основным хозяйственным подразделением на железнодорож-
ном транспорте является дорога, которой руководит начальник
дороги (Н). а в пределах дороги — отделение, руководимое началь-
ником отделения дороги (НОД). Для осуществления перевозок до-
роги имеют в своем распоряжении железнодорожные сооружения
и подвижной состав. Отделению дороги подчинены находящиеся
в его границах станции и вокзалы, локомотивные и вагонные де-
по, промывочно-пропарочные станции, резервы проводников,
дистанции пути, дистанции сигнализации и связи и др.
В целом по сети железных дорог руководство вагонным хозяй-
ством осуществляется Департаментом вагонного хозяйства (ЦВ),
которое руководит вагонными службами дорог ГВ). Службы, в свою
очередь, осуществляют руководство вагонными отделами отделе-
ний дорог (НОДВ)
Оперативное хозяйственное руководство линейными пред-
приятиями вагонного хозяйства и контроль их деятельности осу-
ществляет, как сказано выше, отделение дороги (НОД), а непо-
средственное — НОДВ. Схема управления вагонным хозяйством
показана на рис. 25.1.
Департамент вагонного хозяйства имеет в своем составе отде-
лы: технический; вагонных конструкций и заказов; ремонта и экс-
плуатации грузовых вагонов; рефрижераторного подвижного со-
Рис. 25.1. Схема управления вагонным хозяйством
I "" I
I I I I I I I
| Зам ЦВ | | ЦВЗ | | Зам ЦВ | | Зам ЦВ | | Зам ЦВ | | ЦВО | | Зам ЦВ |
Н гЧ Н г~Ч г~~Н~1
ЙЙЙЙнЙЙЙЙЙЙ
Рис- 25.2. Структурная схема ЦВ МПС России
става; деповского хозяйства; роликовых букс и колесных пар; ав-
тотормозов и автосцепки; труда и заработной платы; планово-эко-
номический (рис. 25.2).
Кроме того, в состав Департамента входят группа ревизоров
по обеспечению сохранности вагонов, проектно-конструкторское
бюро (ПКБ).
В составе службы вагонного хозяйства дороги имеются отделы:
технический; ремонта и эксплуатации грузовых вагонов (рис. 25.3).
В вагонном отделе отделения дороги реботают инженеры по
ремонту и эксплуатации вагонного парка, старший инженер по
общим вопросам, инструкторы по автотормозам и автосцепке
(рис. 25.4).
Примерная схема производственной структуры управления ва-
гонным депо по ремонту грузовых вагонов показана на рис. 25.5.
Рис. 25.3. Структурная схема вагонной службы дороги
I НОДВ |
Зам. нач. отдела Секретарь
I
Ст. инженер (мероприятия по охране труда) Ст инженер (эксплуатация и ремонт вагонов) Техник (учет задержек, простоя, повреждений вагонов)
Рис. 25.4. Структурная схема НОДВ
Функции производственно-технического отдела: техническое
руководство участками и отделами депо в части внедрения новой
техники, механизации и автоматизации работ, научной организа-
ции труда; анализ производственно-хозяйственной деятельности
депо; разработка прогрессивных технологических процессов и ор-
ганизация их внедрения; разработка графиков ППР оборудования
депо и надзор за его состоянием; разработка технической доку-
ментации на ремонт зданий, проектов и смет на выполнение капи-
таловложений; рассмотрение и внедрение рационализаторских
предложений и изобретений; организация обучения работников
правилам технической эксплуатации; техническая пропаганда и
внедрение передового опыта и др
Отдел кадров ведает подбором, оформлением приема и уволь-
нения работников, организует контроль за ведением табельного
учета на участках и отделениях депо.
Бухгалтерия организует и ведет учет в депо, осуществляет
контроль за расходом материальных ресурсов и соблюдением фи-
нансовой дисциплины, составляет бухгалтерские отчеты и балан
сы, производит расчеты заработной платы работников, участвует в
инвентаризации основных и оборотных средств депо и ведет учет
этих средств
Нормировщики ведут разработку и внедрение прогрессивных
технически обоснованных норм времени и норм выработки на
производственных участках, организуют внедрение наиболее про-
грессивных норм оплаты труда, разрабатывают мероприятия по
Рис 25.5. Производственная структура вагонного лепо
ликвидации потерь рабочего времени и повышению производи-
тельности труда, ведут анализ выполнения плана по труду и зара-
ботной плате, совместно с инженером-технологом, мастерами и
начальниками участков осушесталяют организацию рабочих мест
на научной основе.
Диспетчерский аппарат депо осуществляет оперативный конт-
роль за выполнением сменных и суточных заданий по ремонту ва-
гонов, по ремонту и изготовлению запасных частей, ремонту обо-
рудования, снабжению участков и отделений материалами и за-
пасными частями.
Выше приведено принятое в учебной литературе описание су-
ществующей организации управления ВХ. По известным причи-
нам долгое время не ощущалось острой необходимости в строгом
критическом анализе существующей системы управления вагон-
ным хозяйством. И лаже асупизания некоторых задач упрааления
не привела к пояалению в отраслевой научной литературе образ-
цов глубокого научного анализа системы управления вагонным
хозяйством. Не созрели необходимые и, в определенной степени,
достаточные условия. К первой категории условий следует отнести
фундаментальные изменения в социально-экономической жизни
нашей страны.
Спад уровня производства, значительное сокращение объемов
перевозок на железнодорожном транспорте, в результате чего сни-
зилась его доходность, в то время как государственная поддержка
прекратилась. К тому же, весьма высокие рыночные цены на основ-
ные и оборотные фонды никак не соответствуют никем не отме-
ненным традиционным функциям железнодорожного транспорта
России — политическим (целостность страны), социальным (обес-
печение перевозок) и специфическим (безопасность, оборона).
Указанные обстоятельства заставили руководство МПС России
разработать концепцию реформирования железнодорожного транс-
порта. Нужен инструментарий для анализа существующей системы
ремонта и постепенного построения интеллектуальной системы
управления транспортом Интеллектуальной в том смысле, что уп-
равление строится не на принципах «кнута и пряника», а на науч-
ных методах. Этому способствует то, что в последние 10—20 лет
заметное развитие получила теория упрааления сониально-эконо-
мическими системами, основные выводы которой, к сожалению,
не опираются на строгие количественные методы анализа. В по-
следних трех разделах учебника будет предпринята попытка в ка-
кой-то мере восполнить указанный пробел в теории управления
социально-экономическими системами применительно к системе
управления вагонным хозяйством (ВХ).
В связи с этим будут рассмотрены некоторые модели управле-
ния и начнем с простейшей — вербальной (словесной) модели уп-
равления, которая позволит нам освоить необходимую термино-
логию, понятийный аппарат, основные характеристики системы
управления, проблемы, технологию анвлиза. критерии оптимиза
НИИ и т.п.
26. Вербальная модель* системы
управления вагонным хозяйством
Достаточно полное представление о системе управления ВХ и
ее проблемах удобно получить, подвергнув анализу механизм и
функции управления, организационную структуру и методы уп-
равления и т.п.
26.1. Механизм управления ВХ
Под управлением объектом в обшем смысле будем понимать
процесс целенаправленного регулирования его состояний. Управ-
ление яаляется особой формой деятельности в процессе производ-
ства товаров или услуг, что обусловлено разделением труда, его
специализацией и кооперацией.
Под механизмом буквально понимают устройство для передачи
и преобразования движений. Поэтому под механизмом управления
уместно понимать правила преобразования управленческих реше-
ний в конечный результат управления. Другими словами, под ме-
ханизмом управления следует понимать совокупность методов,
приемов и форм доведения управленческих решений до конечных
результатов упрааления.
• Вербальная модель — это словесное описание объекта.
В механизме управления ВХ должны быть учтены мотивы, ко-
торые побуждают людей к деятельности, к внедрению достижений
науки и техники в производство, повышению организованности
труда, его эффективности и производительности.
ВХ как сложная, многоцелевая социально-экономическая сис-
тема требует, чтобы механизм управления обеспечивал четкое
взаимодействие всех его подсистем и решение стоящих перед ним
задач. С этих позиций в механизме управления ВХ выделяют со-
циально-экономический и организационный механизмы.
Сущность социально-экономического механизма заключается
в гласной, очевидной для всех зависимости между результатами
труда коллектива, каждого работника и прибылью предприятия,
заработной платой. Указанные зависимости должны быть таковы-
ми, чтобы выполнять функцию мотивации к творческому отноше-
нию к труду каждого работника и руководителя. Наличие соответ-
ствующих информационных технологий и, в том числе Интернета,
позволяет реализовать на практике такое понимание социально-
экономического механизма управления на ремонтных предприя
тиях и в целом на ВХ. Экономический механизм управления ре-
монтными предприятиями может рассматриваться как в масштабе
управления производственного участка или депо, так и в масштабе
управления ВХ более высокого уровня Выше показаны примеры
реализации социально-экономического механизма на самых ниж-
них уровнях управления ВХ. На верхних этажах управления ВХ
посредством таких социально экономических рычагов, как цено-
образование на ремонтные услуги, финансово-кредитное воздей-
ствие, формирование фондов социально-экономического стиму-
лирования, жилищное строительство, усиливается заинтересован-
ность в выработке эффективных управлений руководителями и
качественным исполнением их работниками
Актуальность разработки и ревлизации соииально-экономиче
ских механизмов управления в ВХ значительно возрастает в связи
с реформированием транспорта, среди целей которого серьезное
место занимает установка на создание конкурентной среды в сфе-
ре таких услуг, как ремонт и техническое обслуживание подвижно-
го состава-
Железнодорожный транспорт функционирует как расчлененное
целое. В его состав входят различные службы, заводы, проектно-
конструкторские организации, научные и учебные заведения. Все
они выполняют определенные функции, наделены соответствую-
щими правами и ответственностью. Эти элементы транспортной
системы взаимоувязаны с помощью установления четкого порядка
и формы взаимодействия составных частей. Сказанное относится
и к любой сложной подсистеме транспортной системы, вы пол
няющей автономную функцию. Задачи по расчленению единой,
скажем, системы обеспечения безопасности движения на состав-
ные части, по распределению между ними функций, прав и ответ-
ственности, по установлению правил их взаимодействия выполня
ет организационный механизм управления безопасностью движения.
Расчленение единой отраслевой системы обеспечения безо-
пасности движения реализовано по признаку принадлежности
объектов к тем или иным службам: подсистемы обеспечения без-
опасности вагонов, локомотивов, пути, организации движения
нт.п. В свою очередь, каждая из указанных подсистем, подчиняясь
логике исследования, подлежит расчленению на более мелкие со-
ставные части. Так, подсистему обеспечения безопасности ваго-
нов при решении ряда задач удобно расчленить согласно основ-
ным функциям ВХ — своевременное выявление опасных повреж-
дений и отказов ответственных элементов конструкции вагонов,
техническое обслуживание и текущий ремонт вагонов в пути их
следования, ремонты вагонов крупного объема (ДР И КР), подго-
товка вагонов к перевозкам, разработка технических условий на
новые конструкции вагонов, их заказ, своевременное списание
изношенных вагонов.
Нередко возникает необходимость в продолжении расчленения
системы обеспечения безопасности вагонов. Например, подсистему
обеспечения безопасности относительно первой функции ВХ уме-
стно разбить на дае составные части — обеспечение безопасности
при контроле технического состояния: в условиях эксплуатации; в
условиях плановых глубоких диагностик или деповских ремонтов.
Углубляясь для определенности в детали на примере рассмот-
рения такого элемента системы обеспечения безопасности движе-
ния, как глубокая диагностика вагонов (объект управления), необ-
ходимо, во-первых, предусмотреть перечень мероприятий по не-
допущению опасных отказов из-за некачественной организации
глубоких диагностик вагонов Во-вторых, распределить функции и
ответственность за качество исполнения их между субъектами уп-
равления ВХ по «вертикали» и «горизонтали», установить и закре-
пить в должностных инструкциях правила их взаимодействия,
права и ответственность.
26.2- Формирование объектов управления ВХ
Как уже отмечалось выше, ВХ как социально-экономическую
систему можно представить в качестве субъекта и объекта управле-
ния или источника и преемника управляющих воздействий.
В ВХ источником и преемником воздействий являются либо
отдельные липа, либо коллективы людей, формирующие воздей-
ствие и реализующие его. Поэтому необходимо рассматривать
субъект и объект управления как две системы (управляющую и уп-
равляемую), находящиеся в постоянном взаимодействии.
Управляющая система (субъект управления) выступает как
часть управляемой (объект управления). Не может быть субъекта
управления вообще, может быть субъект управления для какого-то
определенного объекта. Следовательно, функционирование субъ-
екта управления определяется главным образом особенностями
объекта, поэтому и возникает задача выделения и формирования
объектов управления.
Важно указать условия и факторы, влияющие на формирова-
ние объектов управления.
В пределах небольшой группы (бригада, производственный
участок депо) объектом управления является человек и его труд
В более широких масштабах объектом управления выступают боль-
шие коллективы людей, обособленные в организационные звенья
вагонного хозяйства (коллектив депо, вагонной службы дороги)
Объектом управления являются и отдельные функции, харак-
теризующие виды производственной деятельности, например: уп-
равление качеством деповского ремонта; управление материально-
техническим снабжением вагонных депо; управление системой
обеспечения безопасности вагонов и др.
В социально-экономической системе одно и то же звено может
быть и объектом, и субъектом управления в зависимости оттого,
является ли оно источником или преемником управляющих воз-
действий. Так, вагонная служба дороги по отношению к Департа-
менту вагонного хозяйства МПС является объектом управления,
а по отношению к вагонному отделу отделения дороги субъек-
том управления
Далее под звеном управления будем понимать обособленную
ячейку со строго очерченными функциями управления.
Таким образом, объект управления есть организационно обо-
собленное звено, которое осуществляет одну из стадий или часть
стадии производственно-хозяйственного процесса и является пре-
емником целенаправленного управляющего воздействия.
Отсюда под формированием объекта управления понимают орга
низационное выделение звеньев производства и системы управле-
ния им. Основным структурообразующим звеном ВХ является ва-
гонное депо, которое выступает точкой отсчета уровней как в масш-
табе всего ВХ, так и в масштабе депо. Именно депо есть основа
формирования объектов управления ВХ различных масштабов
отрасли, дороги, отделения дороги, участка и отделения депо
Выделение объектов управления осуществляется по функциям
и трудоемкости их реализации. Как сказано выше, в качестве объек-
тов управления выступают организационно обособленные звенья
ВХ, а также структурные звенья системы управления и функции,
имеющие свой механизм управления. В соответствии с этим разде-
ляют производственные, структурные и функциональные объекты
управления. Например, ревизорский аппарат дороги является
функционвльным объектом управления по отношению к субъекту
управления в лине Департамента по безопасности движения и
экологии (ЦРБ). Выделение объектов управления лежит в основе
организационного построения системы и механизма управления.
При формировании объектов управления ВХ необходимо учи-
тывать экономические, организационные, социальные и технико-
технологические факторы. Все они по-разному влияют на опреде-
ление границ, масштабов, характера объектов управления. Поэтому
необходим анвлиз совместного действия этих факторов, а также
увязка их друг с другом.
Экономические факторы позволяют наиболее полно учесть
требования экономических законов в управлении ВХ. Для депо —
это условия, например, для осуществления полного хозрасчета.
материального стимулирования, развития горизонтальных эконо-
мических связей Организационные факторы определяют харак-
тер, организацию объектов управления. Они требуют такого фор-
мирования объектов управления, которое приводит к упрощению
организационных связей, уменьшению их числа и повышению
гибкости связей.
Социальные факторы формирования объектов управления от-
ражают закономерное развитие социальной структуры общества,
повышение или понижение образовательного уровня, культуры
и т.д- Объекты управления должны обеспечивать простор для про-
явления социальной активности, что, видимо, нелишне при лю-
бой форме собственности на транспорте.
Технико-технологические факторы отражают характер и спе-
цифические черты труда и влияют на процессы его разделения,
кооперации.
26.3. Функции управления ВХ
Под функцией управления будем понимать целенаправленный
специализированный вид трудовой деятельности по управлению-
функции управления направлены на достижение определенной
цели.
Различают основные (общие) и специфические (конкретные) функ-
ции управления. К числу основных функций управления относятся
планирование, организация, координация, стимулирование и конт-
роль.
Процесс управления предприятиями начинается с постановки
задачи и планирования, функция планирования заключается в
определении цели и задач управления производством, а также
средств достижения целей. Планирование включает прогнозиро-
вание развития вагоноремонтного производства на основе, ска-
жем, математического моделирования управляемых объектов или
использования методов экспертных оценок, установление сроков,
темпов и пропорций роста или замедления производства Это наи-
более существенная функция управления среди основных. На
рис. 26.1 представлен пример установившегося в течение десяти-
1етнй процесса планирования ремонта и технического обслужива-
ния вагонов с указанием основных этапов и последовательности
исполнения работ по планированию, исполнителей и требуемых
для этого исходных данных (ИД).
Организация — это форма проявления целенаправленного
воздействия на работников, предусматривающая создание новых и
упорядочение действующих организационных структур управления.
Координация направлена на поддержание требуемого соотно-
шения между различными элементами транспортной системы,
обеспечение необходимой согласованности действий работников.
Функция стимулирования также является формой проявления
целенаправленного воздействия на работников путем побуждения
к эффективному труду Функция контроля состоит в систематиче-
ском наблюдении за деятельностью работников с целью выявле-
ния отклонений от установленных норм и правил, требований к
процессу функционирования ремонтных предприятий или орга-
нов управления.
Перечисленные функции управления действуют в единстве.
Переход от одного уровня управления к другому сопровождается
изменением содержания и роли основных функций управления
вагонным хозяйством. На рис. 26.2 приведена иллюстрация к упо-
мянутому наблюдению.
Уровни уп- равления ВХ Основные функции управления вагонным хозяйством
Планиро- вание Органи- Коорди- нация Стимули- рование Контроль
МПС (ЦВ) / 1
Дорога (В) /
Отделение дороги (НОДВ) !
(ВЧД)
Участок (мастер)
Рис. 26.2. Изменение роли основных функций
В теории управления рассматриваются и так называемые конк-
ретные функции управления производством. Если основные функ-
ции являются общими для любых процессов управления, то конк
ретные функции присущи тем или иным конкретным элементам
объекта управления, отражая их специфику. Вопрос заключается в
выделении указанных объектов. Поскольку виды деятельности до-
статочно крупного ремонтного предприятия ВХ многообразны, то
целесообразно в качестве объекта управления выделять только
структурно обособленные производственно-хозяйственные звенья
Например, производственная деятельность вагонного депо может
быть подразделена на три стадии и семь этапов.
А. Подготовительная стадия, которая распадается на два этапа
(объекта):
1) техническая подготовка производства;
2) экономическая подготовка производства
В. Производственная стадия.
1) основное производство;
2) вспомогательное производство;
3) обслуживающее производство.
С. Заключительная стадия:
I) реализация продукции, т.е. сдача приемщику отремонтиро-
ванных вагонов и изготовленных на предприятии комплектующих;
2) финансовая деятельность предприятия.
Итак, выделены семь объектов управления, для каждого из ко-
торых устанавливаются конкретные функции управления теку-
щим ремонтом, качеством деповского ремонта, кадрами, матери-
ально-техническим снабжением и т.п.
Важно понять соотношение между основными и конкретными
функциями управления. Каждая конкретная функция должна
подвергнуться поочередно каждой из пяти основных функций, т.е.
планированию, организации, координации, стимулированию и
контролю.
Носителями конкретных функций управления являются части
системы управления депо. Носителем же основных функций явля-
ется вся система управления депо. С помощью табл. 26.1 удобно
упорядочить представления о связях между основными и конкрет-
ными функциями управления вагонным депо, звеньями структуры
управления и их функциями.
Таблица 26.1
Функции управления вагонного депо
№ п/п Конкретные функции управления депо Основные функции управлении Звенья структуры управления Функции звеньев структуры управле- ния лепо
пэани- Орга низа ЦИЯ дина- цня ванне КОНТ-
1 2 3 4 5
1 Техниче- ская подго- товка про- изводства 12 13 14 1$ Производст- венно-техни- ческий отдел
2 Основное производ- ство 21 22 23 24 25 Производст- венно-техни- ческий отдел
3 Качество ремонта 31 32 33 ' 34 35 ВЧД (руководство депо)
4 Материаль- но-техниче- ское обеспе- чение про- изводства 41 42 43 44 45 Диспетчер- ский аппарат
5 Труд и зарплата 51 52 53 54 55 Нормирсв ШИКИ
6 Кадры 61 62 63 64 65 Отдел кадров
7 Вспомога- тельное про- изводство 71 72 73 74 75
8 Финансы предприя- тия 81 82 83 84 85 Бухгалтерия
Элемент матрицы (у) в таблице означает: к /-й конкретной функ-
ции управления вагонным депо применена J-я основная функция.
Например, под элементом рассматриваемой матрицы (31) следует
понимать план депо по управлению качеством ремонта. Раскрыв
аккуратным образом содержание каждого элемента матрицы (if).
полуним исчерпывающее руководство по управлению ВХ на уров-
не депо. Подобные таблицы следует составить н по отношению к
другим уровням управления ВХ.
В самом деле, конкретными функциями управления обремене-
ны и остальные уровни управления ВХ. Так, отраслевой уровень
является носителем следующих конкретных функций: управление
возрастным составом вагонного парка; управление размером и ти-
пажом вагонного парка; слежение за сохранностью вагонного парка;
управление специализацией, размещением и величиной мощности
ремонтной базы; разработка нормативно-технической документа-
ции и т.п.
В то же время есть функции, носителем которых является вся
система управления ВХ, например управление материально-техни-
ческим снабжением. В данном случае имеет место взаимопроник-
новение конкретной (например, обеспечение ресурсами) и основ-
ной (например, планирование) функций управления ВХ. Наблюла
ется также взаимопроникновение (интеграция) основных в основ-
ные и конкретных в конкретные функции управления. Например,
планирование (основная функция) не осуществляется вне опреде-
ленных организационных (основная функция) форм без необходимой
увязки этих функций (элемент координации в планировании).
Здесь функции организации и координации выполняют обслу-
живающую роль по отношению к функции планирования. Функции
управления работают, таким образом, лишь в системе, в единстве.
Желательно систематизировать эти функции на различных уров-
нях управления ВХ
Для составления перечня функций каждого уровня надо рас-
полагать «деревом* целей ВХ (от ЦВ до ВЧД) и списком задач, ре-
шение которых необходимо для достижения целей каждого уровня
управления ВХ.
Время от времени любая крупная социально-экономическая
система подвергается тому или иному реформированию. В этой
саязи полезно располагать логикой обоснования существования
тех или иных отделов в составе, скажем. Департамента ВХ ияи ва-
гонной службы дороги. В основе упомянутой логики лежит клас-
сификация конкретных функций управления и объединение их в
группы с целью создания соответствующих отделов.
Признаки классификации конкретных функций во многом за-
висят от намеченных конечных целей. А цели классификации мо-
гут быть, например, следующими. Проектирование структуры уп-
равления ВХ; нормирование труда и численности ИТР и т.п. На-
пример, в качестве цели классификации конкретных функций уп-
равления на уровне вагонного депо примем следующую: снизить
себестоимость планового деповского ремонта вагонов не менее,
чем на 35 %. В этом случае в одну группу войдут следующие конк-
ретные функции: механизация и автоматизация работ; разработка
прогрессивных технологических процессов ремонта, а также про-
грессивных норм времени и норм выработки на производственных
участках; оперативный контроль за снабжением участков н отде-
лений материалами и запасными частями; подбор и расстановка
кадров и разработка эффективных принципов материального и
морального стимулирования работников.
Важным условием совершенствования системы управления ВХ
является анализ функций существующей системы управления. Цель
этого анализа — выяснение связей между элементами системы уп
равления (звеньями, органами, уровнями); установление степени
соответствия функции управления ВХ задачам, стоящим перед
транспортом, и требованиям научно-технического прогресса.
В рамках упомянутого анализа функций управления ВХ следу-
ет также определить целесообразность каждой конкретной функ-
ции по отношению к управляемому объекту, последовательность
выполнения на различных уровнях н в различных звеньях управ-
ления. Не менее важно выяснить качественные отличия каждой
конкретной функции управления, характеризующиеся:
«длиной» функции — сферой и размерами воздействия по
«вертикали» и «горизонтали» организационной структуры управ-
ления ВХ;
«самостоятельностью» функции — осуществляется одним или
несколькими органами управления;
степенью определенности функции — закрепляется ли право-
выми актами и нормами;
«мерой и силой» воздействия на объект — устанавливающие,
утверждающие, обязывающие, обеспечивающие, консультатив-
ные, оперативные, аналитические, контрольные и т.п.;
«направленностью» функции — указывает, на какой объект на-
правлено воздействие.
Анвлиз функций управления ВХ должен удовлетворять требо-
ваниям:
четко определять объекты управления;
выделять конкретные функции управления для каждого уров-
ня управления;
четко разделять обязанности между функциональными и ли-
нейными звеньями системы управления;
иметь в нвличии положения о структурных звеньях системы
управления и должностные инструкции;
разработать, по крайней мере, вербальную модель управления
ВХ.
Техиология анализа функций управления ВХ должна содер-
жать следующие этапы:
выделение объектов и конкретных функций управления;
построение модели процесса управления ВХ;
сопоставление фактического состава управленческих работ с
объективно необходимыми.
На рис. 26.3 представлен результат реализации первого этапа
упомянутой технологии применительно к самому верхнему уров-
ню управления ВХ.
Примеры реализации остальных этапов будут рассмотрены ниже.
26.4. Организационная структура
системы управления ВХ
Под структурой системы управления будем понимать способ
сочетания и взаимосвязи частей внутри целого. Система, между
элементами которой установлены связи, обеспечивающие взаимо-
действие ее элементов, направленное на достижение определен-
ных целей, является организованной. Соответствующая такой сис-
теме структура называется организационной.
Таким образом, организационная структура управления любой
системы связана с достижением ею глобальной цели, которая
определяется назначением основного производственного процес-
са. Традиционно глобальной целью ВХ являлось обеспечение
26.3, Оиъекты и конкретные функции упрааления на уровне ИВ МПС России
перевозочного процесса исправным подвижным составом при ми-
нимуме издержек на ремонт и техническое обслуживание вагонов.
Этой глобальной цели ВХ с годами поставлена в соответствие ор-
ганизационная структура управления, которая представлена на
рис. 25.1—25.5.
Одна из целей настоящей дисциплины состоит в том, чтобы,
опираясь на соответствующие критерии и методы, доказать их оп-
тимальность или неоптималь ность.
Ценность указанных методов возрастает в связи с тем, что в ВХ
возможно появление иных форм собственности. В этом случае
глобальная цель вагонного депо может состоять в другом, напри-
мер в получении максимальной прибыли. Соответственно должна
меняться и организационная структура системы управления ВХ.
Заметим, что указанная цель депо допустима (достижима), если на
транспорте будет создана конкурентная среда в сфере услуг по ре-
монту подвижного состава. К тому же, борьба за клиентуру приве-
дет к высокому уровню качества ремонта
Функции и структура управления отражают содержание и фор-
му процесса управления. При этом первичными являются функ-
ции управления. Возникает проблема соответствия количества
структурных звеньев и подразделений управления ВХ количеству
конкретных функций этого хозяйства.
Отсюда в основе формирования структуры управления ВХ ле-
жит выделение конкретных функций управления. Методы, кадры,
ремонтное оборудование, станки, информация, инструкции, нормы
и т.п, являются средством реализации конкретных функций ВХ.
При формировании организационной структуры управления
вагонным хозяйством следует придерживаться следующих прин-
ципов.
I. Принцип единства распорядительства и персональной ответ-
ственности , исключающий двойственность подчинения и возмож-
ность получения противоположных указаний. У каждого звена
(исполнителя) должен быть только один руководитель, которому
оно подчинено.
2 Принцип установления точных границ между линейным и
функционвльным руководством. По определению линейное руко-
водство должно осуществлять управление процессом ремонта и
технического обслуживания, а функциональное — оказывать ли-
нейному руководству помощь (готовить рекомендации, снабжать
материалами и т. п.). В системе управления вагонного депо на-
чальник предприятия, мастер, бригадир — линейные руководите-
ли, остальные — функциональные.
3. Принцип распространенности контроля — количество под-
чиненных, которыми можно эффективно руководить.
4. Принцип четкого функционального разграничения функ-
ций между звеньями управления как по «горизонтали», так и по
«вертикали». Твердое соблюдение этого принципа является необ-
ходимым условием формирования подходящего числа отделов,
скажем, в Департаменте ВХ МПС России.
5. Принцип соответствия прав, обязанностей и ответственнос-
ти каждого звена управления и должностного лица.
Итак, организационная структура управления есть единство
уровней и звеньев управления в их взаимосвязи и подчиненности.
Организационная структура управления фиксируется в штатных
расписаниях, в положениях о структурных подразделениях, а так-
же в должностных инструкциях для исполнителей.
Перечислим требования к организационной структуре управ-
ления ВХ.
1. Минимум ступеней в иерархии управления (в разд. 28 этот
вопрос рассмотрен на количественном уровне).
2. Сосредоточение на каждом уровне управления всех необхо-
димых функций. Число звеньев управления должно соответство-
вать количеству конкретных функций управления.
Железнодорожный транспорт (ЖДТ) вследствие разделения
труда постоянно дифференцируется на составные части — подо-
трасли (вагонное, локомотивное и другие хозяйства), дороги, от-
деления, предприятия, цеха и участки Каждая из названных час-
тей яаляется организационно обособленной в технико-технологи-
ческом и социально-экономическом смыслах и называется звеном
производства транспортных услуг. Совокупность звеньев, находя-
щихся на определенном уровне организации ЖДТ, называется
ступенью управления нашей отрасли. Например, совокупность про-
изводственных участков образует цеховую ступень управления, а со-
вокупность цехов верхний уровень управления предприятием.
Совокупность вагонных депо в рамках определенной территории
(или дороги) образует уровень управления ВХ на уровне дороги во
главе с начальником службы (В). Совокупность сгруппированных
по территориальному принципу вагонных депо образует подо-
трасль (вагонное хозяйство). Поэтому говорят, что руководство
ЖДТ осуществляется согласно так называемому территориально-
производственному принципу.
Как говорилось уже выше, под звеном (органом) управления
понимают административно-обособленную ячейку со строго
очерченными функциями управления. Ступень (уровень) управле-
ния представляет собой совокупность звеньев управления на опре-
деленном уровне управления.
В структуре управления определяется роль каждой ступени,
каждого звена, раскрываются связи в процессе управления.
Структура управления может быть двухступенчатой (двухзвен-
ной) и многоступенчатой. Например, в настоящее время принята
так называемая бесцеховая или двухзвенная структура управления
вагонного депо: руководство Депо и руководство производствен-
ными участками.
Сложность структуры управления зависит от количества уров-
ней управления, количества звеньев на каждом из них. различия
их природы. Если звенья находятся на одной ступени управления,
то их связь носит чисто координационный (горизонтальный) ха-
рактер, если на нескольких — то связь становится субординацион-
ной (иерархической или вертикальной).
При разработке организационной структуры управления ВХ
следует стремиться к рациональному сочетанию централизации и
децентрализации функций управления. Все определяется формой
разделения функций и уровнем полномочий, передаваемых от вы-
соких к низшим звеньям управления
Итак, под централизацией и децентрализацией управления по-
нимается разделение между органами управления ответственности
за качество выполнения определенных функций и прав на приня
тие решений по различным вопросам.
Правильный выбор степени централизации и децентрализации
управления ВХ имеет большое значение. Предоставление больших
прав низовым звеньям имеет серьезные преимущества, т.к. при
этом лучше используется инициатива низовых руководителей, по-
вышается их ответственность. Кроме того, в этом случае руково-
дители высших уровней управления освобождаются от решения
мелких вопросов, текущих проблем. Это позволяет им сконцент-
рировать свои усилия на тех проблемах, которые никто, кроме
них, решать не имеет права.
Однако излишняя децентрализация руководства может при-
вести к нежелательным последствиям при решении принципи-
альных вопросов могут не учитываться интересы в целом вагонно-
го хозяйства или транспорта. Например, нормирование материа-
лов и запасных частей должно осуществляться централизованно.
Рациональный уровень централизации и децентрализации
функций управления можно определить после установления тре
буемой численности работников по каждой функции управления.
При разработке организационной структуры управления ВХ
необходимо соблюдать также норму управляемости, под которой
понимают определенное число лиц, непосредственно подчинен-
ных одному руководителю, которыми он может эффективно уп-
равлять
Экспертным путем установлено, что имеются три основных
варианта численности работников (служащих, ИТР, рабочих), не-
посредственно подчиненных одному руководителю:
4—7 — подчиненные выполняют разные функции;
8—20 — подчиненные выполняют сходные функции;
21—40 — подчиненные выполняют одинаковые функции.
Более строгие предпосылки для обоснования этих величин
приведены в разд. 28.
Норма управляемости для руководителей высшего ранга со-
ставляет 4— 11 человек. С переходом к более низким уровням уп-
равления норма управляемости возрастает в 2—4 раза. У министра
путей сообщения и у руководителей департаментов число замести-
телей соответствует данной рекомендации.
Как правило, должность мастера в вагонном депо вводится при
наличии на производственном участке не менее 15—20 человек.
Каждое предприятие имеет право самостоятельно разрабаты-
вать структуру и штаты применительно к типовым, утверждаемым
вышестоящими органами.
26.5. Характер связей в системе управления ВХ
Важным условием_формирования организационной структу-
ры управления является определение способов реализации связей
в ВХ. В системе управления производством различают, как отме-
чалось выше, линейные и функциональные связи. Наиболее про-
стой формой связи в управлении является линейная. В этом случае
во главе коллектива стоит руководитель (или орган управления),
который подотчетен вышестоящему руководителю (органу). Под-
чиненные выполняют распоряжения только своего непосредст-
венного руководителя, между звеньями линейного управления
и звеньями производства установлены четкие и простые взаимо-
связи.
Кроме этого, преимущества линейной связи заключаются в
следующем:
— получение подчиненными непротиворечивых заданий;
— полнвя ответственность каждого руководителя за результаты
работы;
— обеспечение единства руководства сверху донизу.
Однако на руководителя в этом случае налагаются дополни-
тельные обязанности в части обладания им разносторонними зна-
ниями. Отсутствие же узких специалистов по реализации отдель-
ных функций управления снижает его эффективность
Наоборот, функциональная форма связей в системе управле
ния повышает ее эффективность за счет участия в работе квалифи-
цированных специалистов. В этом случае разгружаются линейные
руководители от необходимости детального знания всех сторон
управления производством. Эта форма связи легко реагирует на
потребности практики путем создания новых функциональных
служб. В то же время функциональней форма связи нарушает
единство распорядительства и снижает ответственность за работу,
т.к. исполнитель может получать указания от нескольких функци-
ональных руководителей При этом нарушается принцип едино-
началия
Понятие линейная и функциональная формы связей являются
относительными. Так, в рамках системы управления железнодо-
рожным транспортом в целом все департаменты, кроме Департа-
мента перевозок, по форме связей можно отнести к функциональ-
ным. Относительно же системы управления ВХ, «линейную
иерархию» составляют ЦВ, В, НОД В, ВЧД, начальник производ-
ственного участка депо и бригадир. В функциональную иерархию
входят отделы, бюро указанных уровней управления ремонтами и
техническим обслуживанием подвижного состава.
Так что, на самом деле, линейное управление ВХ органически
сочетается с функциональным и появляется линейно-функци-
онвльная (или штабная) форма связи в системе управления ВХ,
свободная от недостатков, присущих отдельно для линейной и
функциональной структур. Линейное управление в чистом виде
сохраняется в руководстве участком, бригадой.
При линейно-функционаяьной форме связей в системе управ-
ления ВХ при руководителе Департамента вагонного хозяйства
появляется штаб, состоящий из функциональных органов — отде-
лы, бюро, группы специалистов. Каждый отдел решает, как прави-
ло, конкретную функцию управления на своем уровне
Линейно-функциональная форма связи между органами уп-
равления ВХ потребовала создания научно-технического совета
при Департаменте вагонного хозяйства и Коллегии при министер-
стве, в которых линейные руководители (ЦВ, В,...) совместно с
функционвльными руководителями и экспертами могут согласо-
вать свою позицию, но окончательное решение они принимают
самостоятельно, за что несут персональную ответственность.
Линейно-функциональная система управления ВХ имеет не-
достатки: склонность таких систем управления в большой мере к
искусственному расширению аппарата управления, его отрыв от
производства.
Общей тенденцией является расширение роли функциональ-
ного управления на более высоких уровнях управления ВХ.
Функциональное управление раздроблено по конкретным
функциям, а линейное управление является комплексным, охва-
тывающим все функции управления. Существует «вечнал» проблема
о мере сочетания двух рассматриваемых форм управления В науч-
ной литературе отсутствуют пока подходящие критерии.
Линейно-функциональная форма связей в системе управления
ВХ достаточно эффективна при стабильной социально-экономи
ческой ситуации в стране, когда решаются повторяющиеся, неиз-
менные в течение длительного времени задачи. Однако рассматри-
ваемая форма связей теряет свою гибкость и приспособляемость
при возникновении новых задач в связи с фундаментальными из-
менениями в экономике страны. Новые задачи могут пери-
одически появляться и по другим причинам
В этом случае целесообразно использовать программно-целе-
вую форму связей в структуре управления ВХ, с помошью которой
снимаются затруднения межфункциональной координации отде-
лов и подразделений аппарата соответствующих уровней управле-
ния ВХ.
Данная форма связей не отрицает сложившуюся линей-
но-функциональную структуру, а сосуществует с ней Для этого в
аппарате управления ВХ назначается ответственный руководи-
тель, создается координирующий орган, работающий по опреде
ленной программе. Задача — в короткий срок решить поставлен-
ные вопросы
В координирующий орган направляются специалисты из раз-
ных функциональных отделов. После достижения поставленной
цели и окончания работы по специальной программе координи-
рующий орган расформировывается, а его работники возвращают-
ся в функциональные подразделения, в которых ранее работали
Использование программно-целевого управления позволяет
решать следующие задачи:
— своевременно и эффективно реализовывать научно-техни-
ческие разработки в ВХ;
— освобождать руководителей ВХ от повседневного оператив-
ного руководства реализацией программ;
— повышать оперативность решения задач благодаря созда
нию прямых «горизонтальных» связей между органами управле-
ния. минуя вышестоящее руководство
Программно-целевое управление ВХ в период реформирова-
ния отрасли весьма целесообразно еще по одной причине. Оно по-
зволяет обеспечить большой динамизм и адаптируемость доста-
точно сложной организационной структуры управления к тем па-
раметрам функционирования ВХ, которые, конечно же, должны
быть обоснованы с помошью моделирования соответствующих
процессов на транспорте.
В настоящее время для обеспечения гибкости систем управле-
ния в линейно-функциональные структуры вводятся програм-
мно-целевые формы управления.-
I) матричная структура;
2) управление по объекту,-
3) управление по продукту;
4) в виде службы внедрения новой техники или технологии.
При матричной структуре за каждым работником функци-
онального отдела закрепляется определенный проект (задание).
В этом случае работник находится в условиях двойного подчине-
ния, так как он числится в двух подразделениях: в управлении по
проекту и в функциональной службе. Руководитель проектного
органа (линейная служба) намечает, что и когда должно быть сде-
лано, а руководитель функциональной службы ишет пути решения
поставленной задачи или утверждает предложения работника-
специалиста.
Таким образом программно-целевая структура управления об-
разуется в процессе развития линейно-функциональной структу-
ры для решения конкретной проблемы путем рациональной коор-
динации функциональных и исполнительных (линейных) органов.
Ниже будут сформулированы проблемы ВХ, для решения которых
целесообразно применение рассматриваемой формы связей.
Замечание 26.1. Сеть железных дорог охватывает большинство субъектов
Российской Федерации Следовательно, каждое предприятие ЖДТ находится
в двойственном положении, которое характеризуется территориальной (реги-
ональной) и отраслевой принадлежностью. Сочетание отраслевого и террито-
риального управления по мере развития НТП приобретает все возрастающее
значение из-за того, что все актуальнее становятся вопросы зашиты окружаю-
щей среды, эффективности использования природных ресурсов, создания
замкнутых технологических (безотходных) циклов ит. п. Организацион-
но-экономические формы сочетания отраслевого и территориального управ-
ления предприятиями ВХ зависят от множества факторов, среди которых
важную роль играют административно-политическое деление страны, тради-
ции и национальные особенности, уровень культурного развития, современ-
ные задачи и проблемы развития ВХ
30 Вагонное *оз«йетио
465
26.6. Методы управления ВХ
Под методами управления будем понимать совокупность прие-
мов, способов осуществления управленческой деятельности, на-
правленных на достижение целей, стоящих перед субъектами и
объектами управления. Методы управления подразделяются на
экономические, организационно-распорядительные (администра-
тивные), социально-психологические и правовые.
Всякий метод управления имеет организационную форму —
приказ, правовой акт, устав, положение о хозрасчете, фондах пред-
приятия.
Ведущая роль принадлежит экономическим методам, содержа-
ние которых обусловлено требованиями объективных экономиче-
ских законов. Экономические методы управления основаны на
использовании экономических интересов каждого работника,
коллектива и предприятия. Сочетание личных, коллективных и
общественных интересов реализуется в конкретных соотношениях
между фондами накопления и потребления. Структурная схема
экономических методов управления, заимствованная из [31],
представлена на рис. 26.4
Орга1<изационно-расгюряд1ип£льные (административные) методы
служат эффективным средством предупреждения стихийности в
руководстве предприятием или вагонным хозяйством в целом.
Сущность рассматриваемых методов управления заключается,
прежде всего, в прямом воздействии на объект управления. Упо-
мянутое воздействие осуществляется посредством приказов, рас-
поряжений и других распорядительных документов. В результате
определяют подчиненным конкретные ближайшие задачи, поря-
док и сроки их выполнения, выделяются необходимые для этого
ресурсы, обеспечиваются условия работы на ближайший период.
Административные методы управления в отличие от рассмот-
ренных выше экономических исполнителями должны восприни-
маться однозначно, они должны выполнять приказ или распоря-
жение именно так, как указано руководителем. В противном слу-
чае должны последовать меры воздействия на подчиненного, что,
конечно, дисциплинирует работников и является одним из факто-
ров высокой трудовой дисциплины на транспорте.
Заметим, что экономические методы управления тоже облада-
ют обязательным характером, но нарушение установленных ими
показателей и условий обычно не сопровождается для исполните-
лей прямым взысканием, а лишь приводит к отрицательным по-
следствиям хозяйственного порядка. Следовательно, как отмечено
в [35], экономические и организационно-распорядительные мето-
ды не противоречат, а органически дополняют друг друга.
Исходя из сущности организационно-распорядительных мето-
дов, управление ВХ следует понимать как систему воздействий,
которые удобно разделить на следующие группы [35]:
операти вно - распорядители! ые;
хозяйственно-руководящие;
нормати вно-организационные;
перспективно- п ри нци п нал ьн ые.
Оперативно-распорядительные воздействия вызываются на-
рушением производственного процесса и как бы отвечают на воп-
рос: что надо сделать, кому и в какой срок для восстановления
ритма работы. Они принимаются на базе существующих норм и
принятого распорядка работы предприятия.
Хозяйственно-руководящие воздействия направлены на лучшее
осуществление технических, организационных и экономических
мероприятий на ремонтных предприятиях посредством разверну-
тых технико-экономических обоснований.
Нормативно-организационные воздействия определяют целе-
сообразный порядок выполнения различных процессов и являют-
ся постоянно действующими. Оформляются они в виде норм, нор-
мативов, графиков, схем и т. п„ периодически пересматриваются в
установленном порядке. К рассматриваемому типу воздействия
следует, например, отнести приказы МПС, в которых регламенти-
руются параметры системы технического обслуживания и ремонта
подвижного состава.
Перспективно-принципиальные воздействия принимаются по
ответственным хозяйственным задачам, проблемам на ближайшую
перспективу, по которым определяются основные направления
развития отрасли или ее составных частей. Сюда можно отнести
Транспортный устав железных дорог. Дисциплинарный устав,
Правила технической эксплуатации, различные инструкции и т. п
Остановимся подробнее на методах организационных воздей-
ствий, которые осуществляются в форме регламентирования дли-
тельно действующих документов, издаваемых субъектом управле-
ния. В этих документах изложены правила, нормы, нормативы,
распорядок и т.п., которые должны соблюдаться исполнителями
(объектом управления). Основным типовым документом является
Положение о производственном предприятии, на основании ко-
торого каждое конкретное предприятие ВХ разрабатывает свою
организационную структуру, должностные инструкции, схему до-
кументооборота, схему подчиненности, контроля и отчетности
и т.п. Создаются различные организационные, технические, тех-
нологические и экономические регламентирующие нормативы
Указанные нормативы удобно разбить на группы, каждая из
которых обеспечивает
— качество выпускаемой продукции или выполненных услуг
по ремонту (ТУ, нормы, стандарты);
— качество отдельных видов работ или в целом технологиче-
ского процесса (типовые технологические процессы);
— регламентацию производственных процессов во времени и
пространстве;
— регламентацию режима работы предприятий в целом, обо-
рудования, периодичность ремонта вагонов и т.п,;
— регламентацию поставок материалов, норм простоя вагонов
в ремонте;
— порядок приема и увольнения, переводов, оформление от-
пусков, командировок и т.п.;
— регламентацию трудоемкости различных работ, длительнос-
ти отпусков и т.п.;
— распределение функций и ответственности между руководя-
щими работниками;
— регламентацию рентабельности, фондоотдачи, платы за
фонды и т.п.
Указанные выше организационные воздействия должны до-
полняться распорядительными воздействиями. Последние на-
правлены на устранение отклонений, возникающих при реализа-
ции поставленных задач, нормативов и т.п.
Распорядительные воздействия различаются по форме распоря-
жений, срокам исполнения, результативности и могут быть в фор-
ме приказа или распоряжения, в письменной или устной форме.
26.7. Управленческое решение
По существу, почти вся деятельность руководителя сводится к
принятию решений и организации их выполнения.
Под решением будем понимать волевой акт руководителя, ос-
нованный на выборе одного из нескольких вариантов приведения
управляемого объекта в новое состояние в соответствии с постав-
ленной целью и имеющимися средствами для ее достижения
Категория «управленческое решение» имеет многоаспектное
содержание. В общем смысле его допустимо понимать как кон-
центрированное выражение процесса управления на его заключи-
тельной стадии, как команду, подлежащую выполнению Управ-
ленческое решение является своего рода формулой воздействия
субъекта управления на объект управления, которое задается с по
мошью описания предполагаемых действий управляющей систе-
мы по отношению к управляемой.
Управленческое решение является видом деятельности, который
протекает в аппарате управления и охватывает периоды подготов-
ки, выбора и принятия определенных практических действий.
В табл. 26.2 приведена классификация управленческих реше-
ний, которая позволяет упростить учет принятых решений и конт-
роль за их исполнением [35].
Таблица 26.2
Классификация решений
№ л/л Признак Решения
По продол жительности действия 1 1 Дол госроч ные решения (5— 10 и более лет)
1.2 Сроком действия на один год
1.3 Оперативные решения срокам от шестичасового до квартального
2 По объекту управления 2 1 По вагонной технике и технологии ремонта
2.2 По вопросам материально-технического снабжения
2.3 По капитальным вложениям в ремонтное производство и ТП.
3 По субъекту управления 3.1 Органы власти
3.2 Руководители различных уровней управления ВХ
3.3 Общественные организации и т.п
4 По иерархии системы управления 4.1 Отраслевой уровень управления
4.2 Дорожный уровень управления
4 3 Линейный уровень управления
5 По причинам возникно- вения 5 1 Ситуационные
S2 По предписанию
53 Инициативные
54 Сезонные
5.5 Программные
Окончание табл. 26.2
№ п/п Признак Решения
6 По содержа- нию 6.1 Экономические
6.2 Социальные
6.3 Организационные
64 Технологические
6.5 Технические
7 По организа- ции разра- ботки 7.1 Единоличные
7.2 Коллегиальные
7.3 Коллективные
8 По фувкиио- нальному содержанию 8.1 Плановые
8.2 Организационные
8.3 Координирующие
8.4 Активизирующие
8.5 Контрольные
8.6 Регулирующие
9 По форме выражения 9.1 Письменные
9.2 Устные
J0 По органиэа- нионному оформлению 10.1 Кон кретно-жесткие
10.2 Ориентирующие
103 Гибкие
104 Нормативные
По методам разработки 11.1 Математическое моделирование
11.2 Эвристические методы
11.3 Метод проб и ошибок
Важнейшей задачей теории управления является выработка
четкой процедуры принятия решений. Содержание процедур за-
висит от многих обстоятельств — характера и вида решения (см.
табл. 26.2), от опыта и интеллектуального уровня руководителя,
сложности производственной ситуации, в которой принимается
решение, срочности и сложности задачи.
Наличие процедур упорядочивает деятельность руководителей
и способствует внедрению автоматизированных систем управле-
ния (АСУ) на транспорте. Успешное внедрение АСУ требует того,
чтобы порядок принятия решения был максимально четким.
Процесс подготовки и принятия решения последовательно
проходит следующие этапы:
— сбор и анализ информации для решения поставленной задачи;
— разработка возможных вариантов решения;
— принятие решений:
— реализация решения и контроль за его выполнением.
Толчком к подготовке управленческого решения является воз-
никшая проблема — нарушение работником технологической дис-
циплины, нехватка материалов или запасных частей и т.п.
Для решения той или иной проблемы необходимо правильно и
четко определить главную цель разработки, к которой следует
стремиться при решении соответствующих задач. Отказ от уясне-
ния или разработки заставляет разработчиков при выборе возмож-
ных вариантов ориентироваться лишь на собственные цели, свя-
занные, например, со стремлением минимизировать расход тех
или иных ресурсов. В конечном итоге, усилия большого кол
лектива работников, готовивших решения, и немалые материаль-
ные затраты могут оказаться бесполезными и напрасными.
Замечание 26.2. Классическим примером неправильной постановки це-
лей является организация противовоздушной обороны английских торговых
судов во время Второй мировой войны за счет установки на них зенитных пу-
шек. В качестве цели первоначально была принята задача уничтожения зе-
нитным огнем самолетов противника. Однако эта сель не достигалась, так
как зенитные орудия почти не сбивали самолетов — недостаточная квалифи-
кация расчетов плюс сравнительно плохие динамические качества торговых
судов. Встал вопрос о снятии с судов зенитных орудий и включении их в
состав наземных батарей — тем самым, смириться с огромными потерями,
которые могли повлиять на исход всей кампании. Но специалисты вовремя
поняли, что действительной целью установок зениток на торговых судах яв-
ляется не уничтожение самолетов противника, а мщита самих судов. В этом
смысле зенитки оказались эффективными, тк, опасаясь их огня, немецкие
летчики вынуждены были сбрасывать бомбы с больших высот, а значит,
и с гораздо меньшей точностью
Итак, цель состояла нс в уничтожении самолетов противника, а в том,
чтобы мешать летчикам противника выполнять свою боевую задачу.
Нетрудно, видимо, согласиться с тем, что подобные примеры
не совсем точной и даже неправильной постановки целей харак-
терны не только для военного дела, но и для хозяйственной де-
ятельности, в частности, на транспорте. Так, неточная постановка
цели является одной из причин малой эффективности более чем
30-летних вложений огромных ресурсов на разработку и внедре-
ние АСУЖТ
В последние годы принято достаточно большое количество от-
раслевых программ (а значит, и решений). Их может ждать та же
участь, если предварительно по каждой из них не будет правильно
и четко сформулирована цель, к которой следует стремиться при
решении соответствующей задачи.
Под целью будем понимать одновременно желаемое, возможное
и необходимое состояние системы. Поэтому цель есть осознанная
форма интереса. Определение цели требует глубоких знаний, уме-
ния широко мыслить, обобщать явления, должно основываться на
объективной оценке возможности экономического и технического
характера, а также на учете социальной значимости результатов
решений
Трудность определения целей объясняется еше и тем, что часто
не удается ограничиться одной целью. В большинстве случаев их
бывает несколько. Так, решая задачу минимизации удельных рас-
ходов на ремонт подвижного состава, нельзя исключить из рас-
смотрения такие цели, как повышение качества ремонта или обес-
печение безопасности движения. Необходимо видеть связь явле-
ний и событий, т.е. надо быть готовым построить «дерево целей»,
из которого можно выбрать основные, второстепенные цели и по-
следовательность их достижения.
Следующим этапом процесса подготовки управленческого ре-
шения является сбор и анализ необходимой информации.
В этом субъекту управления (руководителю, например) боль-
шую помошь могут оказать современные информационные сис-
темы.
Далее следует этап разработки вариантов решения. Поэтому
необходим критерий выбора наилучшего из них, например мини-
мум приведенных затрат на ремонт, себестоимость единицы про-
бега и т.п. Важно не только самому руководителю убедиться в пра-
вильности выбора, но и убедить в этом других.
Большую помошь руководителям, т.е. лицам, принимающим
решения (ДПР), в процессе принятия решения все чаше оказыва-
ют так называемые системы поддержки решений, базирующиеся на
современныхинформацнонных технологиях.
Подготовка и принятие решения является важным, но не всег-
да решающим моментом в деятельности ЛПР. Необходимо орга-
низовать контроль за выполнением принятых решений, который
позволяет ЛПР убедиться в выполнении его решений и указаний,
внести, если необходимо, соответствующие коррективы, оказать
ту или иную помошь при выполнении решения. Как отмечено в
Г35], треть причин невыполнения приказов и указаний приходится
на погрешность и неточность формулировки решений. Другая треть
не выполняется по вине исполнителя. Еще одну треть составляют
различные непредвиденные обстоятельства — нехватка материалов,
объектов ремонта, неблагоприятная конъюнктура иен на необхо-
димые ресурсы и др.
Как видим, от организации контроля во многом зависит эф-
фективность принимаемых решений. На железнодорожном транс-
порте существуют различные системы контроля сроков и результа-
тов принятых управленческих решений. Их разнообразие объяс-
няется конкретными условиями, размерами предприятий, качест-
вом информации и т.п
В настоящее время разрабатываются и внедряются на транс-
порте автоматизированные системы контроля исполнения управ-
ленческих решений. Так, сотрудниками ГВЦ МПС России разра-
ботана и запушена в эксплуатацию система контроля за своевре-
менными поставками грузовых вагонов в деповские ремонты
26.8. Некоторые вопросы организации
управленческого труда
Для того чтобы глубже понять характер и содержание управ
ленческого труда, попытаемся сопоставить его с производствен-
ным трудом по следующим признакам: предмет труда, цель и ре-
зультаты труда, средства труда.
Как известно, под предметом труда понимают то, на что на-
правлен труд человека, к чему прилагаются трудовые усилия. Пред-
метом производственного труда являются материальные вещи, ко-
торые человек с помощью орудий труда превращает в продукт про-
изводства.
Предметом управленческого труда является человек и его де-
ятельность, информация же выступает лишь как средство отобра-
жения деятельности человека. Производственный и управленче-
ский труд имеют единую конечную цель, т к управленческий труд
является частью производственного. В системе разделения обще-
ственного труда непосредственные цели управленческого и произ-
водственного труда имеют свою специфику. Непосредственной
целью и результатом конкретного производственного труда явля-
, ются, применительно к ВХ. услуги в виде ремонта и технического
обслуживания подвижного состава. Непосредственная цель управ-
ленческого труда — координация совместных усилий работников,
направленных на достижение конкретных результатов.
В качестве орудия труда субъекта управления выступают средства
оргтехники, действие которой усиливает возможности управления.
ЛПР трудится с помощью информации и средств ее обработки.
Управленческий труд — преимущественно интеллектуальный,
включающий подготовку, оценку и принятие решений социально-
го, экономического, организационного и технико-технологиче-
ского характера. Основное его содержание заключается в том, что
он протекает, главным образом, в работе с людьми.
Развитие управленческого труда сопровождается процессами
разделения и кооперации. Разделение бывает «горизонтальное»,
«вертикальное», функционвльное и профессионально-квалифика-
ционное.
Первый тип разделения происходит на каждом отдельном
уровне управления тогда, когда, скажем, вагоноремонтное произ-
водство вырастает до масштабов, при которых им трудно управ-
лять. Его делят на два или более участков, каждый из которых по-
лучает свой орган управления.
«Вертикальное» разделение управленческого труда происхо-
дит по полномочиям, которые определяют формирование уровней
системы управления ВХ.
Полномочие — это организационно закрепленное право и обя-
занность принимать определенные решения. Объем полномочий,
превышающий определенные границы, нередко вызывает необхо-
димость их разделения — появляются или устраняются те или
иные уровни системы управления.
Под функциональным разделением управленческого труда пони-
мают выделение отдельных его видов по специфическим пробле-
мам управления, требующим специальных знаний для их разреше-
ния. Так, например, выделение функции материально-техниче-
ского обеспечения в системе управления ВХ определяется потреб-
ностью вагоноремонтного производства, а, с другой стороны,
возможностью того или иного работника органа управления
рассчитывать параметры обеспечения производства материалами
Функциональное разделение управленческого труда дополня-
ется професс ионапьно-квалификационным разделением. В этом
случае в рамках одной функции управленческий труд разделяется
по профессиям и квалификациям.
Кооперация труда - это объединение различных обособив-
шихся его видов в единый трудовой процесс. Процессы разделе-
ния труда связаны друге другом
Под организацией управленческого труда понимают комплекс
мероприятий, включающих: организационное закрепление про-
цессов разделения и кооперации управленческого труда в соответ-
ствии с характером и объемом выполненных функций; обеспече-
ние необходимой квалификации работников; распределение и
расстановку кадров по звеньям системы управления; регламенти
рование их деятельности и отношений; выбор методов работы; ра-
циональную организацию рабочих мест и создание оптимальных
условий труда и отдыха; нормирование труда.
Начвльным этапом научной организации управленческого
труда является изучение того, как используется рабочее время ра-
Сотниками аппарата управления, а также форм организации их
труда с помощью различных методов. Наиболее распространенны-
ми являются методы фотографии рабочего времени, хронометри-
ческих и моментных наблюдений, а также анкетирование и ин-
тервьюирование.
Собственно анализ использования рабочего времени состоит в
сравнении фактических затрат времени с нормативными, в уста-
новлении рациональной последовательности работ в процессе уп-
равления, а также логической последовательности выполнения
каждой работы
Результатом анализа является разбиение всех работ, выпол-
няемых конкретным работником, наследующие группы:
— необходимые работы, затраты времени на которые нельзя
сократить;
— работы, время выполнения которых можно сократить;
— работы, которые могут быть выполнены работниками ни-
жестоящих уровней управления;
— излишние работы.
По результатам такого анализа необходимо разработать меро-
приятия по совершенствованию организации управленческого
труда. При этом рекомендуется придерживаться следующих прин-
ципов: специализации, пропорциональности, непрерывности, рит-
мичности, параллельности, прямоточное™.
Поясним зти принципы. Принцип специализации требует углуб-
ленного разделения труда, что обеспечивает концентрацию одно-
родных работ относительно исполнителя. Второй принцип пред-
полагает соблюдение определенных пропорций в численности
упрааленческого персонала, производительности труда, квали-
фикации работников с тем, чтобы все работы выполнялись свое-
временно. были сопряжены во времени и пространстве
Принцип параллельности означает необходимость такой орга-
низации работ, которая предусматривает параллельное выполне-
ние операций управленческого процесса для сокращения обшей
длительности работ.
Принцип прямоточно&пи предусматривает обеспечение крат-
чайших путей движения материальных и информационных пото-
ков от места их возникновения до места использования.
Принцип непрерывности требует сведения до минимума раз-
личных технологических перерывов в процессе управления, на-
пример времени ожидания информации, необходимой для приня-
тия решения. Для этого надо придерживаться принципа парал-
лельности.
Принцип ритмичности — это равномерность работы всех
звеньев структуры управления.
Все указанные принципы тесно связаны между собой
Важнейшими мероприятиями по научной организации управ-
ленческого труда являются:
— рациональное распределение обязанностей, определение
прав, обязанностей и ответственности. Примером может служить
приказ №104/Н от 29 06.1999 г. начальника Московской железной
дороги «О распределении обязанностей между начвльником доро-
ги и его заместителями*»;
— нормирование управленческого труда.
Дадим некоторые пояснения. Служебные отношения регламен-
тируются путем установления и закрепления определенных видов
взаимоотношений в процессе управления Регламентирование
служебных отношений устанавливает порядок решения основных
вопросов управления, степень участия в их решении работниками
отдельных звеньев системы управления.
Регламентирование служебных отношений является наиболее
ответственным этапом разработки должностных инструкций, т.к.
в этом случае следует четко распределить обязанности как по «го-
ризонтали», так и по «вертикали».
При нормировании управленческого труда используются в ос-
новном четыре вида норм: нормы времени (выработки); обслужи-
вания, управляемости н численности.
Первый тип норм ориентирован, главным образом, на вспомо-
гательно-технический персонал аппарата управления — секрета-
рей, операторов, регистраторов, референтов и др. Эти нормы по-.
зволяют установить численность работников, выполняющих пе-
риодически повторяющиеся и четко регламентированные работы
Нормы обслуживания устанавливают определенное число про-
изводственных участков, цехов, оборудования мт.д., которые
должны обслуживаться определенным работником аппарата уп-
равления.
Нормы управляемости, о которых уже шла речь выше, устанав-
ливают предельное количество работников, которые подчиняются
одному руководителю
Нормы численности устанавливают необходимое количество
работников по функциям управления. Они показывают также со-
отношение численности работников различной квалификации,
например инженеров и техников.
Управленческий труд является частью труда совокупного рабо-
чего, и поэтому его производительность неотделима от обшей про-
изводительности коллектива предприятия или вагонного хозяйства
в целом. Следовательно, оптимальная численность управленческого
персонала должна устанавливаться, исходя из объема выполняе-
мых нм функций и с учетом результатов производственно-хозяй-
ственной деятельности вагонного хозяйства или конкретного ре-
монтного предприятия.
На повышение эффективности вагонного хозяйства серьезное
алияние оказывает культура управления — совокупность достиже-
ний в организации и осуществлении процесса управления, орга-
низации управленческого труда и использовании технических
средств в управлении. Культура управления включает совокуп-
ность элементов, которые показаны на рис. 26.5
Видимо, ключевым моментом в понимании природы и специ-
фики управления таким социально-экономическим объектом, как
ВХ, является мысль Ф. Энгельса: «Все, что приводит людей в дви-
жение, должно пройти через их голову; но какой внд принимает
оно в этой голове, в очень большой мере зависит от обсто-
ятельств».
Отсюда следует, что не все вопросы в процессе управления мо-
гут быть выражены через закономерности и могут быть охвачены
принципами, не все поддается формализации. Следовательно,
процесс управления является не только областью науки, но и об-
ластью искусства
Управление следует рассматривать как сплав науки и искусст-
ва Это обстоятельство объясняет данное выше определение поня-
тию управленческого решения как волевого акта руководства-
1 Культура работников управления 1 1 Культура процессов управления 1 1 Культура условий труда 1 Культура документации 1
Уровень общей культуры работника Прогрессивная технология управления Культура производ- ственной Культура организации рабочих Оформление документации
' 1 1 I L _ 1
Знание науки управления Рациональная организация управлен- ческого труда Световой режим Планировка документации
1 1 II 1
Владение искусством управления Комплексная механизация и автоматизация процесса управления Воздухо- Обслу- живание Удобство пользования документацией
1 1 J 1 1
Наличие соответ- ствующих личных и деловых качеств работника Культура разговоров по телефону, проведения совещаний, заседаний, собраний Темпера- турно- влажност- режим Организа- ционно- техническая оснастка Надежность и быстродей- ствие докумен- тационного обслуживания
1 1
Стиль работы Интерьер
и управления I---------
| Шум |
| Чисгота~|
Рис. 26 5 Основные элементы культуры управления
27. Информационные модели управления ВХ
Рассмотренный ниже тип моделей относится к физико-мате-
матическому типу и основан, можно сказать, на электротехниче-
ских аналогиях. Подобные аналогии часто используются в меха-
нике-теории колебаний, теории упругости, гидравлике и т.п.
Упомянутые аналогии обусловлены тем, что любая система уп-
равления является системой передачи и переработки информации.
Поэтому было введено понятие информационной цепи, под которой
договорились понимать совокупность взаимодействующих источ-
ников, преобразователей и потребителей информации. Например,
информационная цепь системы управления вагонным хозяйством
состоит из: Департамента вагонного хозяйства (ЦВ), выполняю-
щего функцию источника информации; средств связи, по кото-
рым передается управляющая информация; вагонных служб дорог,
выступающих в роли потребителей управляющей информации
(информационной нагрузки); отчетов о результатах работы вагон-
ных служб, публикаций в отраслевой литературе и т.п., выполняю-
щих функции отбратной связи На самом деле, информационная
цепь системы управления ВХ представляет собой многоконтурную
иерархическую структуру.
В простейшем случае информационная цепь состоит из одного
источника информации (рис. 27.1), одного потребителя информа-
ции (или информационной нагрузки) и связывающих их провод-
ников информации (информационных каналов).
Состояние вагонного хозяйства в любой момент времени ха-
рактеризуется некоторой неопределенностью (или, по другому го-
воря, энтропией).
Прямая связь
Обратная связь
Рис. 27.1. Простейшая информационная цепь
31 Вагонное хозяйство
481
В качестве меры данной субстанции (энтропии) выступает ко-
личество информации
Я„=-1б/’„, (27.1)
необходимое, чтобы снять упомянутую выше неопределенность.
Здесь Ро — вероятность нахождения вагонного хозяйства в исход-
ном состоянии, т.е. до управляющего воздействия, исходящего от
источника информации (см. рис. 27.1). Величина Яо, определяе-
мая по выражению (27.1). называется информационным потенциа-
лом исходного состояния рассматриваемой системы, в данном слу-
чае вагонного хозяйства.
Целью любого управления является изменение в ту ияи иную
сторону упомянутой выше вероятности Ро до некоторого нового
значения Ру, которому соответстаует новое значение потенциала
яу=-1вЛ’ (27.2)
где Pv — вероятность события, состояшего в том, что вследствие управ-
ляющего воздействия ВХ перешло в новое, нужное для ЛПР состояние
Здесь ЛПР — лицо, принимающее решение.
Эффективность управления, осуществляемого источником
информации (см. рис. 27.1). удобно оценивать с помощью так на-
зываемого информационного напряжения
НН-H,- н-м^. (27.3)
Так, оператор ПТО технической станции, управляющий тех-
ническим обслуживанием и текущим ремонтом вагонов, является
источником управляющей информации, напряжение которого
равно логарифму отношения вероятности безаварийного просле-
дования поезда по гарантийному участку при наличии Ру и отсут-
ствии управляющих воздействий Рс.
Аналогично руководство вагонного депо является источником
управляющей информации для предприятия, имея информацион-
ное напряжение, определяемое вероятностями выполнения пред
приятием плана ремонта при наличии и отсутствии всего руковод-
ства депо.
Как видно из выражения (27.3), информационное напряжение
источника АН может быть и положительным, и отрицательным
Если же Ру = Ро , то смысла в управлении никакого нет.
Если основание логарифма в выражении (27.3) положить рав-
ным двум, то в качестве размерности информационного напряже-
ния можно использовать биты, с помощью которых принято изме-
рять также количество информации.
Выданная источником информация поступает к исполнитель-
ным органам, которые являются информационной нагрузкой ис-
точника, а затем возвращается в источник в форме информации
обратной связи.
При определенных условиях (отсутствие привычек и памяти)
единственной характеристикой исполнительного органа является
его информационное сопротивление ти, т.е. время ее реакции на
полученную информацию (время исполнения). Время, необходи-
мое для принятия самого решения, является внутренним инфор-
мационным сопротивлением источника управляющей информа-
ции, обратным его пропускной способности.
В этом случае по аналогии с теорией электрических цепей име-
ет место так называемый информационный закон Ома
1= 4#
(27.4)
где ги = г — гвн — информационное сопротивление нагрузки, г и гви — ин-
формационные сопротивления соответственно всей цепи и источника,
/“информационныйток в цепи нагрузки
При однократном принятии решения источником управляю-
щей нагрузки сквозь систему (по цепи) проходит информация,
численно равная напряжению источника:
/-/Г, = ЛИ.
(27.5)
При длительной работе системы управления в течение време-
ни Т по цепи протекает информация
(27.6)
Например, после прибытия поезда на сортировочную станцию
и отцепки магистрального локомотива оператор ПТО включает
расположенное в парке прибытия табло «Оградить состав на та-
ком-то пути сигнальными знаками», которое горит в течение вре-
мени Т Бригаде осмотрщиков вагонов для исполнения команды
нужно время гн. Считаем, что на ПТО действует 100 %-ная техно
логическая дисциплина, т.е. Ру= 1.
Спрашивается, какова эффективность данной организации ог-
раждения составов? Воспользовавшись выражениями (27.6) и (27.3).
получим формулу для подсчета количества искомой вероятности:
1- I 1пЕ1 (27.7)
где Рв — вероятность того, что при внезапно вы шедшем из строя табло
осмотрщики самопроизвольно (из чувства самосохранения) поставят сиг-
нальное ограждение состава
Положим: Ро= 0,8; Т= 3 мин; гн = 2 мин, тогда /= 9,5 бит Ес-
ли же на ПТО существуют проблемы с технологической дисцип-
линой, т.е. # I, то имеет место выражение:
(27.8)
Пусть вероятность нарушения дисциплины равна 0,1, т.е.
Р = 0,9. Тогда при тех же исходных данных /=0,25 бита. Отсюда
видим, на сколько понизилась эффективность управления.
Нередко информационные напряжения А/7и ток /периодиче-
ски изменяют знак В этом случае в формулу (27.6) следует подста-
вить действующее значение тока /g:
7,=j^p<=<i(i). (W
где г— мгновенное значение информационного тока; Т — период измене
ния тока
Так, если перелается последовательность команд «включить»,
«отключить» с периодом Ги продолжительностью соответственно
Гпи 10, где гв + /0 = Т. то соответствующие им положительное и от-
ринательное информационные напряжения ДН„ и ДЯ0 определя-
ются априорными вероятностями этих состояний объекта управ-
ления до и после подачи соответствующих команд.
Вышеприведенным напряжениям соответствуют токи :
в течение/в
и
г0 =- в течение г0,
го
где гв и гп — соответственно время включения и время отключения (ин-
формационное сопротивление исполнительной системы) объекта В этом
случае, как следствие из выражения (27.9). действующее значение тока
4=(27.10)
Эффективность источника управляющей информации (субъ-
екта управления) зависит от того, насколько быстро он вырабаты-
вает решения (выдает управляющую информацию) при изменении
состояния нагрузки (или состояния ремонтного производства —
объекта управления). Запаздывание с выработкой в источнике уп-
равляющей информации обесценивает выданную им управляю-
щую информацию. Упомянутое запаздывание выполняет функции
внутреннего информационного сопротивления источника.
Так, рассмотрим в качестве примера управление техническим
обслуживанием и текущим ремонтом вагонов на участке, за что
отвечает зам. начальника депо по эксплуатации (см. рис. 25.5). Не-
редко под его началом находится до дюжины ПТО различного ти-
па, и на каждом ситуация с запасом материалов и запасных частей,
рабочей силой, технологическим оборудованием, потоком отка-
завших вагонов и т.п. постоянно меняется.
В этих условиях достаточно часто источник (т.е. зам. начвльни
ка депо) запаздывает с выработкой соответствующей управляющей
информации (решений). Коэффициент полезного действия (КПД)
этих запоздавших решений будет низким, иначе говоря, информа-
ционное напряжение такого источника управляющей информа-
ции упадет практически до нуля, и он вообще будет бесполезен.
И это даже в том случае, если указанное решение является пра-
вильным и эффективным без учета запаздывания, как говорят, при
работе источника информации на холостом ходу. В этом случае ис-
точник информации обладал бы весьма высоким напряжением.
Это напряжение источника, которым он обладает на холостом
ходу, без информационной нагрузки (т.е. без учета внутреннего со-
противления), принято называть информационно-движущей логикой
(ИДЯ) источника по аналогии с электродвижущей силой (ЭДС).
При наличии информационной нагрузки информационный
ток I создает падение напряжения на внутреннем сопротивлении
гвн, которое снижает ИДЯ до рабочего напряжения на величину
I rSH. Поэтому имеет место соотношение:
LH=h~I гм, (27.11)
где й — ИДЛ источника, равное ДНидл = logj~; ДН= log2£’.
Последнее выражение перепишем в виде:
Р = Р,^-1 гвм1п2). (27.12)
Отсюда видно, что для больших информационных токов ис-
точники управляющей информации с заметным внутренним со-
противлением (запаздыванием) гвн могут обеспечить лишь сравни-
тельно низкую вероятность Ру желаемого события.
Анализ последних двух выражений позволяет эффективнее ор-
ганизовать работу по подбору и расстановке кадров в системе уп-
равления вагонным хозяйством. Действительно, применительно к
человеку ИДЛ характеризует его потенциальные творческие воз-
можности при практически неограниченном времени, отведенном
для принятия решений. Внутреннее информационное сопротив-
ление человека — Л ПР характеризует быстроту соображения,
которая не зависит от потенциальных возможностей индивида. Ин
формационное же напряжение Л ПР согласно выражению (27. |1)
обусловлено совокупным влиянием факторов. Нетрудно заметить,
что указанные два соотношения с математической точностью под-
тверждают давно известный факт, состоящий в том, что нередко
весьма одаренные, но с замедленной реакцией люди оказываются
беспомощными при оперативном управлении быстро изменяющи-
мися состояниями объекта, обеспечивая согласно выражению (27.12)
лишь небольшую вероятность достижения цели управления.
В то же время для многих не является секретом, что быстрота
соображения и талант человека не являются взаимно обусловли-
вающими свойствами личности, и это подтверждается последни-
ми двумя формулами. Действительно, при реализации такой, ска-
жем, функции управления, как планирование, отводится доста-
точное время. Используя термины нашей модели, в этом случае
информационные токи малы, а потери напряжения 7- гвмдаже при
значительных гвн являются несущественными. Тогда согласно
выражению (27.11)
Д//~ЙиРу~РЛ.
Эти выводы следует принимать во внимание при решении кад
ровых вопросов, распределяя руководителей по ступеням управле-
ния вагонного хозяйства. На самых верхних этажах управления
принимаются относительно нечастые, но весьма ответственные
решения, требуюшие большого опыта и интеллекта. На нижних
уровнях управления принимаются не такие важные и ответствен
ные решения, зато часто и в ограниченное время
Замечание 27.1. Рассматриваемое свойство психики человека можно
подтвердить ярким эпизодом из жизни основателя и предводителя Москов-
ской школы математиков начала XX в академика Н Н. Лузина-Будучи учени-
ком Томской гимназии, он не успевал по математическим дисциплинам. Его
отец, инженер путей сообщения, нанял в репетиторы студента местного уни-
верситета, которому и суждено было сыграть в жизни его сына ключевую
роль. Репетитор заметил, что его подопечный мог решить любую по труднос-
ти задачу, если не ограничен временными рамками. Он заставил поверить в
свои возможности ученика, убедил в уникальных способностях его родителей
и преподавателей гимназии. В итоге российская наука получила выдающегося
математика.
Любые источники информации (например, люди) обладают
конечным информационным сопротивлением гвн Для разработки
дополнительных рекомендаций, направленных на повышение
эффективности управления ВХ, например, за счет уменьшения
сопротивления гвн, весьма полезны информационные иепн с раз-
личными комбинациями источников и нагрузок. Так, применяют
соответственно последовательное или параллельное соединение
Рис. 27.2. Последовательное соединение источников
источников управляющей информации. При последовательном со-
единении (рис. 27.2) через источники и нагрузку течет один и тот
же информационный ток /, а их результирующее информацион-
ное напряжение равно сумме напряжений отдельных источников’
ДЯ-Д^ + ДЯ2.
Последнее обстоятельство обусловливает вероятность дости
жения желаемого события, но имеет место и недостаток этого со-
единения источников. Увеличивается суммарное внутреннее со-
противление rnH = г, + г2. а в этом случае рассматриваемое соеди-
нение источников управляющей информации эффективно только
в том случае, если суммарная задержка решения в источниках зна-
чительно меньше информационного сопротивления нагрузки г,
под которой следует понимать время реакции исполнительного
органа.
В этом случае
(27.13)
В противном случае, т.е. при гт > г, последовательное соедине-
ние источников ничего не дает, т.к. информационный ток не изме-
няется, что видно при й, = Л2:
Форму организации выработки управляющих решений, соот-
ветствующей схеме, показанной на рис. 27.2, можно представить
следующим образом. В отделе роликовых букс и колесных пар Де-
партамента вагонного хозяйства подготовлено решение, направ-
ленное на повышение ресурса колес подвижного состава. Это ре-
шение последовательно по времени подвергается экспертизе с раз-
личных точек зрения в таких отделах (источниках), как ремонт и
эксплуатация вагонов, деповское хозяйство, вагонные конструк-
ции и заказы, а также в секторе динамики и прочности вагонов
ВНИИЖТа. Тем самым повышается ИДЛ отдела роликовых букс
и колесных пар как источника управляющей информации (т.е. по-
вышается вероятность достижения цели управления).
В случае длительной бюрократической волокиты с упомянутой
экспертизой (тогда гои » г) может оказаться неэффективной такая
форма организации принятия решения.
Рассмотрим теперь параллельное соединение источников уп
равляюшей информации (рис. 27.3).
В этом случае источники работают с одинаковым напряже-
нием Д/7, а в нагрузку (к исполнительным органам) поступает их
суммарный информационный ток /= /, + f2. Подобная ситуация
имеет место, когда, к примеру, ряд департаментов МПС парад
дельно обеспечивает выполнение различных частей единого обще-
го для министерства плана минимизации издержек на единицу ра-
боты транспорта.
В результате этого сокращается время выработки управляющего
решения (т.е. снижается эквивалентное внутреннее сопротивление
источников) по сравнению со случаем, когда всю разнородную ра-
боту по управлению должен выполнить лишь один департамент
(источник).
Этот вывод соответствует здравому смыслу. Тем не менее мо-
дель, иллюстрация которой приведена на рис. 27.3, позволяет прий-
ти к выводу, мягко говоря, не
столь очевидному. В самом
деле, если ht = й2 = Л, то име-
ет место соотношение
(2’15)
где I = /] + /2, а гвн — эквива-
лентное внутреннее сопротив-
ление источников.
Рис. 27.3. Параллельное соединение
источников
Из выражения (27.15) получаем:
или ±-1+1. (27.16)
Г1 + Гг гю г, г2
Видим, что эквивалентное внутреннее сопротивление гви па-
раллельных источников с одинаковыми ИДЛ меньше внутреннего
сопротивления любого из них. При этом ток через нагрузку
что явно больше, чем в состоянии обеспечить один источник при
той же нагрузке г:
/, = < ' (2717)
Однако эффект выражения (27.17) имеет место, если г, и ^со-
измеримы с г. В противном случае (г »гвн) и параллельные источ-
ники дают такой же ток, как и каждый из них в отдельности.
Главный же вывод состоит в том, что параллельное соединение
источников только тогда выполняет свою роль, когда источники
имеют равные ИДЛ, те. равнокомпетентны в вопросах управле
ния. Источник управляющей информации, компетентность кото-
рого ниже других, сам становится для них нагрузкой и потребляет
(а не выдает) управляющую информацию
Рассмотрим, например, случай управления безопасностью
движения на железнодорожном транспорте. Под процессом обес-
печения безопасности движения (БД) следует понимать процесс
выработки и реализации управляющей информации, в результате
чего вероятность аварии остается в пределах нормы. Понятно, что
в ходе этого процесса вырабатывают управляющую информацию
одновременно несколько источников (т.е. соединены они парал-
лельно), скажем, в аппарате управления МПС — специалисты ос-
новных его департаментов. Если все они приблизительно равно-
компетентны (вмешательство любого из них увеличивает вероят-
ность успешной работы на одну и ту же величину), то их совмест-
ная параллельная работа согласно выражению (27.16) уменьшает
внутреннее сопротивление аппарата управления МПС во столько
раз, сколько отделов участвует в управлении БД Если же один из
них характеризуется решениями низкой квалификации, то осталь-
ные отделы вынуждены брать на себя часть его работы, что приво-
дит к снижению их потенциала до уровня низкоквалифицирован-
ного отдела. Этот отдел выступает как бы в роли дополнительной
нагрузки.
Действительно, на примере двух источников, для которых
А, >Л2, ток течет не из источника, а в источник с ИДЯ, равной
А,, как в нагрузку. В этом случае для параллельного соединения ис-
точников согласно выражению (27.11) имеют место соотношения;
Ai - I г, = h2 + 1Л = 1г. (27.18)
Исключая токи 7, и /3, с учетом / = 7, — /2 нетрудно получить
выражение для тока /, протекающего через нагрузку с сопротивле-
нием г:
I- /V't? Г' (27.19)
rlT|4-r2J-t-T| г}
Видим, что ток I всегда меньше, чем ток при работе на ту же
нагрузку, только одного источника с ИДЛ, равной А,.
Таким образом, параллельная работа различных отделов в ап-
парате МПС, направленной, скажем, на обеспечение БД, допусти-
ма лишь при условии их примерно равной профессиональной под
готовленности.
Не только источники, но и информационные сопротивления
(нагрузки) могут быть соединены как последовательно, так и па
раллельио.
О последовательном соединении (рис 27 4) можно говорить,
если упрааляюшая информация от источника сначала поступает к
первому исполнителю (в первую на-
грузку) и лишь после выполнения
команды — ко второму исполните-
лю И Т.Д.
Общее время работы в этом
случае должно равняться сумме вре
мени отработки задания отдельны-
ми исполнителями (нагрузками),
так что для схемы, показанной на
рис. 27.4, г = г, +г2.
Рис. 27.4. Последовательное
соединение нагрузок
Кроме того, в этом случае
ДН| = /-Гр ДН,= /г,; ДН=ДН1 + ДН,,
r= = П. Л//-’ =
г ’ ДН, г’ АН г'
При параллельном соединении нагрузок, т.е. нескольких ис-
полнительных органов, каждый из которых в состоянии в одиноч-
ку достичь цели, они одновременно получают управляющую ин-
формацию и одновременно исполняют операции, необходимые
для достижения цели (рис. 27.5), соответственно сокращая время
ее достижения.
Реальные информационные цепи представляют собой слож-
ные переплетения источников и приемников, не сводимые только
к последовательным или параллельным соединениям. В частности,
это относится к социально-экономическим системам, в которых,
как сказано в разд. 25, они являются объектами и субъектами уп-
равления одновременно, т.е. каждый элемент системы является
одновременно источником и приемником информации. К подоб-
ным цепям применимы информационные законы Кирхгофа, пер-
вый из которых выражает закон сохранения чувствительности ин-
формации (принцип непрерывности тока) и формулируется сле-
дующим образом: сумма токов, протекающая через любой узел
схемы, равна нулю. Второй закон Кирхгофа выражает основное
свойство логической информации: суммарные падения напряже-
ния по любым путям между двумя узлами равны между собой, т.е.
не зависят от пути.
Используем эти законы на примере анализа процесса управле-
ния вагонным депо. В соответствии с рис. 25.5 расчленим деятель-
ность этого предприятия на три сферы.
/ (jjjj) Рис. 27.5. Параллельное соединение нагрузок 1. Плановый ремонт вагонов. 2. Техническое обслуживание и теку- щий ремонт вагонов 3. Техническая и технологическая под- готовка произаодства. За каждую из этих сфер жизни пред- приятия отвечают, как известно, соответ- ственно заместители начальника депо по
ремонту, эксплуатации и главный инженер. При этом будем учи-
тывать взаимную связь и органическое единство перечисленных
сфер.
На рис. 27.6 и рис. 27.7 представлены информационные цепи,
отражающие два варианта управления предприятием. Первая схе-
ма соответствует случаю, когда каждый из указанных руководите-
лей депо непосредственно управляет двумя из трех сфер жизни
предприятия. Зам. начальника депо по ремонту, предположим, уп-
равляет процессом планового ремонта и технологической подго-
товкой производства; главный инженер — технической и техноло-
гической подготовкой производства и техническим обслуживани-
ем, текущим ремонтом. Зам. начальника депо по эксплуатации —
текущим ремонтом и плановым ремонтом.
На последних двух рисунках индекс I присвоен ИДЛ, внутрен
нему сопротивлению и току первой сферы деятельности руковод
ства депо, индекс 2 — ИДЛ, внутреннему сопротивлению г2 и току
12 второй сферы, индекс 3 — соответствующие характеристики
третьей сферы деятельности
Величина г12 характеризует информационное сопротивление
сферы планового ремонта, г|3 — информационное сопротивление
сферы технической и технологической подготовки производства,
ги — информационное сопротивление сферы текущего ремонта.
Рис. 27.6. Модель первого варианта Рис 27.7 Модель второго варианта
управления депо управления депо
Согласно рис. 27.6, все руководители работают в непосредст-
венном контакте друг с другом; решение, подготовленное одним
из них, приходится согласовывать по меньшей мере с одним из
своих коллег, т.к. по отношению к каждой нагрузке (плановый ре-
монт, текущий ремонт, техническая подготовка производства) ука-
занные руководители депо соединены попарно последовательно.
В отличие от этого схема информационной цепи, представлен-
ная на рис. 27.7, допускает независимый (или параллельный) вы-
ход каждого из них на свои сферы управления по некоторым воп-
росам, оставляя остальные вопросы для согласованного (последо-
вательного) управлення.
Рассмотрим сначала информационную цепь, которая прел
ставлена на рис. 27.6, применив законы Кирхгофа. Первый закон
Кирхгофа применительно к узлу J разветвления токов лает
Аналогичные выражения выписываем для узлов 2,3,0:
А = Аг + Аз- А “ Аз — Аз* А = h + А-
Здесь направления токов приняты положительными, если на
рис. 27.6 они направлены к узлу, и отрицательными, если они на-
правлены от узла.
Применим второй закон Кирхгофа ко всем цепям между узла-
ми /и 2м предположим, что направление ЦДЛ источников совла-
дает с направлениями токов в цепях. В результате имеют место
следующие соотношения.
ДН]:2= АгГ12 = ^i + ^2“ Ari _ hri~ —
Это равенство получено на основании того, что первый и второй
источники в данном случае соединены последовательно, поэтому
их результирующее информационное напряжение равно сумме на-
пряжений отдельных источников (см. рис. 27.2). С помощью по-
следнего выражения зафиксировано равенство падения напряже-
ния на двух путях, соединяющих узлы 1 м 2: 1 2 и 7 0—2
Теперь запишем падение напряжений на следующих путях между
теми же узлами: / — 3 — 2 и / - 0— 3 2.
Продолжим цепочку равенств:
... = /1}г13 + АзГгз = ^\~ - (лз — Агз)+ АЛ>
Знак минус перед круглыми скобками в последнем соотноше-
нии отражает тот факт, что информационное напряжение третьего
источника имеет знак минус, т.к. ток /3 направлен от узла 3.
Данную процедуру можно проделать и для других пар узлов
(см. рис. 27.6), но в этом нет необходимости, поскольку из полу-
ченных соотношений можно определить все шесть неизвестных
токов.
С целью упрощения выкладок положим:
Л, й, й3 й; г, г} г3 гаи; г12 г2} г„.
В этом случае получим:
Таким образом, если предположить, что все информационные
нагрузки примерно одинаковы, а рассматриваемые руководители
депо обладают сопоставимыми ИДЛ (т.е. компетентностью, ин
теллектом) и внутренними информационными сопротивлениями
гпн, то при управлении предприятием по схеме, представленной на
рис. 27.6, возникает реальная угроза, что такая сфера управления,
как техническая и технологическая подготовка производства, ока-
жется неуправляемой.
Применяя те же законы Кирхгофа к узлам и ветвям другой схе-
мы управления вагонного депо (см. рис. 27.7), нетрудно получить
выражения для токов во всех ветвях:
/ = Г*н) - Г — Г — . г _ л.
3 г.и(3гн + г№)’ 12 23 Зг.+г./ /|J U’
М.гяи гн)
Гвн(3
Сравнивая рассматриваемые схемы управления вагонным депо
(см. рис. 27.6 и рис. 27.7), заключаем, что они приводят к неуправ-
ляемости одной из сфер деятельности этого предприятия. При
этом, если для принятия решений руководителями депо требуется
гораздо меньше времени, чем для их исполнения (т.е. гн » гвн),
то схема, представленная на рис. 27.6, дает в 3 раза большие токи
информации в нагрузках, чем при схеме управления, представлен
ной на рис. 27.7, что обеспечивает ей лучшую управляемость. Од-
нако руководство депо при схеме управления, соответствующей
рис. 27.6, в большей степени загружено. Так, источники ИДЛ-1
(зам. начальника депо по ремонту) и ИДЛ-3 (главный инженер)
загружены в 6 раз больше, чем по схеме руководства, показанной
на рис. 27.7, а источник ИДЛ-2 (зам. начальника депо по эксплу-
атации) даже в 8 раз больше.
Если же процедура выработки и согласования управленческих
решений требует значительно больше времени, чем их исполнения
(т.е. гт » гн), то теперь уже схема управления депо, представлен-
ная на рис. 27.7, обеспечивает в 3 раза большие токи в рассматри-
ваемых схемах управления, чем при схеме управления, представ-
ленной на рис. 27.6.
Соответственно загрузка источников управляющей информа-
ции ИДЛ-1 и ИДЛ-3 во второй схеме (см. рис. 27.7) на треть боль-
ше, чем их загрузка в первой схеме упрааления (см. рис. 27.6), а за-
грузка источника ИДЛ-2 по второй схеме (рнс. 27.7) на треть мень-
ше, чем по первой схеме (см. рис. 27.6), хотя и равна загрузке ис-
точников ИДЛ-1 и ИДЛ-3 в своей схеме.
Замечание 27.2. Вид получаемых на основании законов Кирхгофа урав-
нений во многом зависит от принятых на схемах (см. рис. 27.6 и рис. 27.7) на-
правлений токов. Желательно располагать рекомендациями, исключающими
произвол при выборе направлений токов. Предлагается выбирать такие на-
правления токов, при которых полученные в результате решения задачи вы-
ражения для токов являются положительными. Так, если направление тока 1}
взять противоположным по отношению к тому, которое показано на рис. 27.6.
то уравнения, полученные согласно первому закону Кирхгофа, имеют вид:
Последние два уравнения, как видим, отличаются от вышеприведенных
Управления, полученные на основе второго закона Кирхгофа, оставляем без
изменений
При решении задачи в рамках тех же предположений были получены
следующие решения
, _ 2/, . , = 4h
/|Э Зе„, + гн’ 'гз Зг,и + гн‘
Отрицательные значения токов /, и /п говорятотом, что, по крайней ме-
ре, направления некоторых токов на схеме управления депо приняты непра-
вильными.
Следующим очередным этапом совершенствования методов
поиска эффективных вариантов управления ВХ является вывод
выражения для коэффициента полезного действия (КПД) источ-
ника управляющей информации. Приступаем в этой связи к рас-
смотрению вспомогательных понятий, которые, впрочем, имеют и
самостоятельную ценность.
Для сопоставления интеллектуальных и творческих возмож-
ностей руководителей или организаций целесообразно воспользо-
ваться произведением информационного напряжения и тока:
N=6H-I, (27.20)
где N — показатель смысловой мощности людей (организаций), измеряе-
мый в бит3/с.
С помощью этой формулы можно, например, сравнивать твор-
ческие возможности двух изобретателей, скажем, технических
средств обнаружения отказов вагонных конструкций.
Пусть изобретение первого из них обеспечивает гораздо боль-
ший прирост вероятности ожидаемого результата управления, чем
изобретение второго, но зато эти последние делаются в два раза
чаще, чем изобретение первого изобретателя. Согласно выраже-
нию (27.20), следует констатировать одинаковость их творческих
возможностей, несмотря на большую ценность изобретений пер-
вого изобретателя. Точно также следует признать равноценными
двух, например, начальников вагонных служб разного стиля, если
они одновременно выполняют плановые задания, хотя один из
них отдает весьма редкие, но весомые указания, а другой склонен
к занудству — вмешивается в работу по всем незначительным во-
просам.
Смысловой мощностью характеризуются не только источники,
но и приемники информации (нагрузки). Так, согласно схеме
(рис. 27.8), нагрузка потребляет смысловую мощность
= (27.21)
г“ &н~'
32 Вагонное жолййстип
497
ин
Нагрузка
Рис. 27.8. Информационная
цепь
В этой же схеме на внутреннем со-
противлении rDH источника бесполезно
рассеивается смысловая мощность
а ИДЛ источника располагает смысло-
вой мощностью
^ИДЛ — Й /— + .
Теперь все готово, чтобы решить вопрос о КПД источника ин-
формации ср, под которым понимают отношение полезной для на-
грузки смысловой мощности N" ко всей смысловой мощности ис-
точника №
Ч>~%- (27.22)
Так, для обоих вариантов управления депо, представленных на
рис. 27.6 и рис. 27.7, имеем:
_ ^12 ' + /|3 AH|J + Affjj /97 97)
*--------Л, /, + *,/, + /,,(,- <27:!3)
Подставив полученные выше значения токов, получим выра-
жения для КПД первой и второй схем управления депо:
Таким образом, в случае гт КПД первой схемы (рис. 27.6)
больше, чем КПД второй схемы управления депо (рис. 27.7), и
близок к единице
Если ги — гвн, то имеет место <р, = q>,= 0,5. И если гвм > ги, то
Ч>2 >q>i, причем, <р3 - I. Кроме того, при Зг„ = 7 гви обе схемы уп-
равления вагонным депо равноценны, но мвлозффективны, т.к.
Ф, =ф2=0,45.
Рассмотрим теперь информационные цепи, с помощью кото-
рых можно моделировать способность руководителей запоминать
и хранить информацию, а также их традиционный российский
консерватизм.
Такое свойство психики человека, как память, в информаци-
онной цепи принято моделировать с помошью емкости:
(27 М)
Д/тс
где J — накопленная информация; &НС — потенциал (напряжение) на ем-
кости С.
На рис. 27.9 показана цепь с памятью, в которой происходит
накопление памяти емкости Сот источника информации с напря
жением д// через сопротивление г. Под сопротивлением г понима-
ют продолжительность времени заполнения одной ячейки памяти.
В этом случае напряжение источника уравновешивается паде-
нием напряжения на информационном сопротивлении г и напря-
жением на памяти ДЯС:
дЯ-/-г + дЯс. (27.25)
Учитывая выражение (27.24), можем записать:
ЛИС = (27.26)
Таким образом, условия динамического равновесия в информа-
ционной цепи (см. рис. 27.9) описывается с помошью уравнения:
ЛЯ-Лг + ^Мг,
(27.27)
решение которого имеет вид:
7-^еТ'. (27.28)
Обозначим произведение С-г
через Ти назовем его постоянной
времени заполнения памяти.
Из выражения (27.28) можно
заключить:
— наибольшее значение ток I
имеет в начале заполнения памя-
Рис 27.9. Информационная цепь
с памятью при последовательной
нагрузке
ти (при t >= 0) и уменьшается по экспоненте по мере заполнения,
причем тем быстрее, чем меньше Т;
— принято считать, что экспонента достигает установившегося
значения практически при / = (3—5)1 Следовательно, быстрее
всего «созревают» руководители сообразительные (у них малое г), но
с небольшой емкостью памяти (малое Q. Такие руководители рань-
ше других начинают использовать свои ограниченные знания на
производстве. А вот тугодумы (у них больше г и С) очень медленно
и долго вписываются в производственную ситуацию, они слывут
эрудитами, но нередко не в состоянии использовать на практике
свои значительные по объему знания (у них же большое Q, т. к
пребывают согласно (27.28) в стадии заполнения своей памяти;
сообразительные люди (г малое) с большой емкостью памя
ти (С — большое) и тугодумы (г - большое) с малой емкостью па-
мяти (С — малое) созревают как руководители в одинаковом воз-
расте, хотя отдача первых наибольшая.
Рассмотрим теперь информационную цепь (см. рис. 27.10). со-
гласно которой исполнитель помимо выполнения указаний руко-
водителя (источника информации) должен еше их запоминать
Как показано в [30], имеют место соотношения:
Рис. 27.10. Информационная
цепь с параллельной нагрузкой
где — внутреннее сопротивление
источника:
7=
Из последних двух формул следует, что объекты управления,
которым приходится обучаться в процессе выполнения работы,
вначале мало эффективны в работе, т. к. большую часть информа-
ционного тока отправляют в память, но по мере обучения и запол-
нения памяти они все большую часть упоавляюшего информаци-
онного тока реализуют в производстве (т. е. иа нагрузке г). Этот пе-
реход осуществляется тем быстрее, чем меньше информационное
сопротивление нагрузки ги емкость памяти С.
Остановимся теперь на так называемых ригидных информаци-
онных цепях, с помошью которых представляется возможным мо-
делировать негибкость, неспособность психики человека приспо-
сабливаться к изменяющимся условиям. Уместно поясненный
термин «ригидность» использовать для характеристики таких рас-
пространенных проявлений психики человека, как упрямство,
привычки, догматизм, консерватизм, неспособность изменять
технологию своей работы и пр.
Все это многообразие проявлений психики человека выража-
ется в активном противодействии управлению. Упомянутое про-
тиводействие в [30] предложено моделировать с помошью включе-
ния в информационную цепь индуктивности, вследствие чего вы-
рабатывается встречное информационное напряжение, уменьшаю-
щее напряжение управления Встречное напряжение определяется
следующим образом:
bH.-L-41. (27 291
L at
где L — ригидность, сек2, или индуктивность исполнительного органа
(нагрузки).
Видим, что ригидность прямо пропорциональна вызванному ею
противонапряжению АЯЛ и обратно пропорциональна ускорению,
с которым изменяется информация в каждый момент времени:
г _ bHL
h ’
dt1
где ДЯ£ — противонапряжение, которое определяется вызванным ри-
гидностью (нагрузки) изменением вероятности достижения цели управ
ления;
dV =
dr *
Величина L связана со временем /„ перехода системы управле-
ния на новый алгоритм работы источника управления с нагрузкой,
обладающей ригидностью L и сопротивлением г (рис. 27.1!).
Нагрузка
Рис. 27.11 Информацион-
ная цепь с последователь-
ной ригидностью
Так, в момент начала
1 - е 7 I, (27.31)
Для этой схемы согласно выраже-
нию (27,29) имеет место уравнение:
hlrL(27.30)
решение которого представим следую-
щим образом:
/=*.
г
где 7"=--постоянная времени пени.
управления, как видно из выражения
(27.31), ток / равен нулю, а затем нарастает по экспоненте вплоть
до установившегося значения Л/r, которое не зависит от ригиднос-
ти исполнителя. Следовательно, ригидные цепи в установившемся
режиме (при постоянной форме организации работы) ничем не от-
личаются от цепей без ригидности, ио входят в этот режим тем доль-
ше, чем больше их ригидность и чем меньше их информационное
сопротивление, поскольку переходный режим практически зани-
мает время гя = (3—5)7? отсюда следует соотношение (3—5)L - rtn.
Ток в нагрузке (исполнительный орган) с ригидностью изме-
няется так же, как ток в нагрузке с параллельной памятью (см
рис. 27.10), причем при условии r2C = L эти токи равны.
Однако при отключении источника схемы управления (см
рис. 27.10 и рис. 27.11) ведут себя по-разному. Первая цепь
(см. рис. 27.10) может еще некоторое время управляться по памя-
ти. а вторая цепь (с ригидностью) становится неуправляемой, но
прилагает усилия для восстановления управления В самом деле,
при сбое в работе источника ток от него практически мгновенно
падает до нуля, т. е. ~ —* “, и согласно выражению (27.29) ригид-
ность создает напряжение АЛ/ —• <», которое стремится восстано-
вить связь с источником.
Таким образом, ригидные цепи, хотя трудно поддаются пере-
стройке, зато весьма стойки к помехам в управлении
Ригидность отдельного человека проявляется в том, что он не
сразу воспринимает прогрессивные начинания и согласно выра-
Рис. 27.12. Информа-
ционная цепь с парал-
лельной ригидностью
жению (27.29) тем неохотнее, чем боль-
шую новизну они вносят, т. е. чем больше
di
—. Однако та же ригидность позволяет
ему сохранить свои убеждения, бороться за
живучесть прежней системы управления.
Информационная цепь с параллельной
ригидностью (рис. 27.12) соответствует си-
туации, когда двум работникам поручают
одно новое задание, которому они зара-
нее обучены. Один из них (с сопротивлением гвн) включается в ра-
боту немедленно, а другой (ригидный, с сопротивлением г) долго
присматривается и настраивается, прежде чем полностью войдет в
дело. Однако второго исполнителя, в отличие от первого, работа
полностью со временем захватывает. Он, в конце концов, и взва-
ливает, к радости первого, всю работу на себя.
Эти и другие выводы вытекают из анализа уравнений динами-
ческого равновесия в цепи:
/=4+/д; h-I r^-Ir r=L^, (27.32)
решение которых имеет вид:
(27.33)
где T=L1^^.
Интересно проследить за поведением наших двух работников,
если по какой-то причине внезапно иссякнет поток управляющей
информации, т. е вдруг станет равным нулю. В этот момент из
выражения (27.32) следует:
Л= - /Л; /=!';
Г L Г г’
Отсюда получим
7,= *ег', <27.34)
где Г,= L/r.
Видим, что ригидный работник при сбое в управлении не только
некоторое время будет работать, постепенно снижая свою актив-
ность, но и заставит работать в таком же темпе и своего коллегу,
который перед отключением, в основном, делал вид, что работал.
При последовательном соединении и нагрузок с ригидностями
эквивалентная ригидность схемы будет равна сумме ригидностей
отдельных нагрузок:
L=YL,. (27.35)
При параллельной работе ригидных нагрузок их эквивалент-
ная ригидность
I, . I. (27.36)
Нередки случаи, когда негибкость, косность и консерватизм
диктуются не собственными убеждениями и привычками, а вызва-
ны тем, что «все так делают», либо тем, что так поступает лицо или
организация, которые пользуются непререкаемым авторитетом.
Такого рода случаи моделируют путем создания ситуации взаимо-
влияния информационных цепей (рис. 27.13), которое называют
взаимной ригидностью Lnr
Если эти цепи склонны к взаимному согласованию алгоритмов
работы, то берут £вз со знаком минус. Если же они пребывают в
конфликтных отношениях и мешают друг другу, то Ln берут со
знаком плюс. В последнем случае наво-
димое током /2 напряжение в цепи тока
/, определяется выражением:
вз BJ dl
В этом случае имеет место:
Рис. 27.13. Взаимная h-ir + L
ригидность 1 dt '
На рынке товаров и услуг должна
время от времени происходить переоиен
ка форм организации производства и ре-
организация управления. Вполне умест-
но рассмотреть следующий пример. По
заказу руководства МПС разработана
программа реформирования вагонного
хозяйства. Успешная ее реализация зави-
сит ст параметров процесса усвоения и
Рис 27 14. Ригидная цепь
с последовательной па-
мятью
осмысления положений этого документа. Упомянутые параметры
представляется возможным проанализировать с помощью инфор-
мационных цепей, обладающих сопротивлением, памятью и ри-
гидностью. Заметим, что существуют методы экспериментальной
оценки этих характеристик психики человека.
На рис. 27 14 изображена схема, соответствующая процедуре
заучивания непривычных и непонятных положений без использо-
вания их одновременно на практике
Уравнение динамического равновесия процессов, происходя-
щих в этой цепи:
*=/г+^;+1рЛ,
(27 37)
имеет решение:
(27.38)
если 6 > 1 (где 6 = £T=JCL)-,
2yL
если 5 < I;
(27.39)
2/>6f i
—Fexpl
(27.40)
если 6 = 1.
Здесь, как и ранее, используются обозначения ехр(г) = е'.
Решение (27.38) соответствует сравнительно малой ригидности
(4£ < г2С), которая, как нам известно, ограничивает скорость ус-
воения положений программы реформирования вагонного хозяй-
ства лишь в начале процесса, а затем практически не влияет на
скорость усвоения, которая определяется лишь остатком свобод-
ного места в памяти.
Второе решение (27.39) соответствует большой ригидности
(4£ >г1О, которая вначале препятствует усвоению положений про-
граммы, а затем, когда к терминологии привыкают, она становится
привычной, продолжает ее сверх необходимого, что приводит к
переполнению памяти (на новые термины и понятия).
Через некоторое время память освобождается от ненужного
материала программы, чему ригидность вначале препятствует,
а потом эта же ригидность усугубляет этот процесс сверх меры, т.е.
забывается и часть нужного материала, что требует нового усвое-
ния и запоминания и т. д.
Так что периоды активного усвоения материала сменяются пе-
риодами частичного забывания. Этот процесс постепенно затуха-
ет, и память, в конце концов, заполняется. Плавный же процесс
запоминания и усвоения материала программы реформирования
вагонного хозяйства характерен для неконсервативных людей и
организаций (малое £) с большой емкостью памяти (большой
опыт и образованность), но с большой тугодумностью (большое г).
Этот режим (плавный) усвоения материала программы характерен
в основном для многолюдных организаций, которые обладают
большим объемом памяти и медленнее усваивают материал, чем
отдельный человек. Видим, что данный режим характерен для
процесса усвоения и осмысления программы реформирования ва-
гонного хозяйства.
Самое быстрое усвоение положений программы имеет место
при 6=1, когда (4£ = г 2С).
Рассмотрим теперь второй вариант усвоения и осмысления ос-
новных положений программы реформирования вагонного хозяй-
ства. который отличается от первого тем, что освоение новых поло-
жений происходит в процессе их использования в деле. Для этого
используем информационную цепь, представленную на рис. 27.15.
В этом случае рассматривается работа источника управляющей
информации (руководство МПС) на ри-
гидную нагрузку (исполнители) с парал-
лельной памятью. Последняя использу-
ется в цепи для того, чтобы моделировать
процесс сглаживания неравномерного
поступления информации от источника
и работает параллельно с исполнитель-
ными органами (работниками ВХ).
Уравнения, карактеризуюшие данную информационную цепь,
имеют вид:
Рис. 27.15. Ригидная цепь
с параллельной памятью
4-4+4; * = <27-4|>
Введем обозначения:
T‘^L " »-гс[г-
Тогда решение указанных уравнений представим в следующей
форме:
2^1 ' Т
(27.42)
если 8 > 1;
(27.43)
если 6 < I;
''-‘[♦(-НЧт)]- <2744»
если 8=1.
Из этих решений следует, что при малых нагрузках, хорошей
квалификации и памяти, а также большой ригидности (большой
консерватизм), что соответствует условию L >4г-С, система управ-
ления реформированием вагонного хозяйства достигает своей
плановой производительности труда fr=IL—(h/r) согласно вы-
ражению (27.42) в результате планового и постепенного наращи-
вания темпов труда по мере освоения новых правил организации
работы. Для относительно больших нагрузок и памяти, но ограни-
ченной ригидности (L < 4ггС) из формулы (27.43) следует, что сис-
тему некоторое время будет лихорадить, прежде чем она достигнет
плановой производительности труда. При 6 = I имеет место самое
быстрое течение процесса реформирования вагонного хозяйства.
28. Модели структур системы управления ВХ
Как следует из разд. 25, в вагонном хозяйстве широко исполь-
зуются древовидные иерархические структуры управления Ин-
формационный подход и здесь позволяет подвергнуть анализу раз-
личные разновидиости упомянутых структур, для чего следует сна-
чала уяснить некоторые понятия.
28.1. Некоторые вспомогательные понятия
Будем предполагать, что сложность системы Сиз /одинаковых
независимых элементов характеризуется числом возможных со-
стояний системы
С=*', (28.1)
где к—число равновероятных состояний одного элемента системы
Данная оценка сложности неудобна, если речь идет о системах
с неодинаковыми элементами или с элементами с неравновероят-
ными состояниями. Для устранения указанного неудобства полез-
но несколько усовершенствовать выражение (28.1):
С = log к’ = J log к - - / log Рд, (28.2)
где д — вероятность £-го состояния элемента.
Обобщая выражение (28.2) на случай применения элементов с
неравновероятными (ио одинаковыми элементами) состояниями,
получаем:
С=-/£Р„ logP„=/W, (28.3)
где Н— энтропия элемента, отражающая его сущность (место) в системе
Замечание 28.1. Для практики важно уметь количественно оценивать сте-
пень неопределенности самых разнообразных опытов (реальных или мыслен-
ных), например, если опыте Л равновероятными исходами, то степень его не-
определенности определяется числом к. При к = I исход опыта вообше не яв-
ляется случайным, но при большом к предсказание результата опыта стано-
вится затруднительным. Отсюда видно, что искомая числовая характеристика
степени неопределенности того или иного опыта является функцией ДА:) чис-
ла к. При этом для к = I эта функция должна обращаться в нуль, ибо в этом
случае неопределенность полностью отсутствует, а при возрастании к она
должна возрастать. Для более полного определения функции/(А) надо предъ-
явить к ней дополнительные требования. Так, степень неопределенности не-
кого сложного а - р опыта, состоящего в одновременном выполнении незави-
симых опытов а (с А исходами) и р (с /исходами), должна быть равной сумме
неопределенностей, характеризующих опыта • р. Поскольку опыт а • р имеет
к - /равновероятных исходов, то приходим к следующему условию, которому
должна удовлетворять функция/^)-
Л*/)=Л*)+/И- (28.4)
С помощью строгих выкладок доказано, что логарифмическая функция
является единственной функцией аргумента к, удовлетворяющей выражению
(28 4) и другим указанным выше условиям. В связи с этим за меру неопреде-
ленности события, состоящего, например, в том, что система примет загадан-
ное наперед одно из М равновероятных состояний, примем число log М. Так
что переход от формулы (28.1) к (28.2) получил объяснение Рассмотрим далее
таблицу вероятности для опыта, имеющего А равновероятных исходов:
Исход опыта ы, к tn.
Вероятность к к к
Общая неопределенность опыта равна logk, тогда каждый отдельный ис-
ход. имеющий вероятность £. вносит неопределенность
Тогда естественно считать, что в результате опыта получаем таблицу ве-
роятностей:
Исход опыта ... ... 1 ... I ... 1
Вероятность 1/2 1/4 | 1/16 | 3/16 1
Здесь уже неравновероятные исходы tu,, <о2, tu,, «довносят соответственно не-
определенности:
Общая неопределенность этого опыта равна сумме приведенных вели-
чин, которую и принято называть энтропией опыта
В общем случае для систем с различными элементами (с нерав-
новероятными состояниями) имеет место соотношение:
С= X Н, = - х Р, logP . (28.5)
i-1 /-1 7 7
где М— число состояний системы; Р — вероятностьJ-го состояния системы.
Полученную оценку в научной литературе принято называть
содержанием системы (энтропия системы), — сущностью 1~го
элемента системы (энтропия элемента), aJ— информацией.
Поскольку минимальное отличное от нуля значение Н в выра
женин для энтропии
Я= log к
соответствует числу к состояний элемента, равному двум, то это
значение //целесообразно принять в качестве единицы измерения
(кванта) сущности.
Тогда основание логарифма целесообразно принять равным
двум, чтобы обеспечить log2 = I. Эта единица измерения в сущ-
ности называется бит (I бит = log22). Ниже основание логарифма
будем полагать равным двум. Как следует из выражения (28.2), не
только сущность (энтропия), но и информация /измеряется в би-
тах, так как всегда справедливо тождество:
/ = log22J = / log22 = J бит.
Тогда содержание системы согласно выражению (28.3) должно
измеряться в битах в квадрате (бит2).
Практически интерес представляет определение системы с мак-
симальной сущностью элементов. Ограничимся рассмотрением
только таких систем, в которых число равновероятных состояний
системы равно числу ее элементов, т.е. М — J. В классе таких сис-
тем сущность Л-го элемента согласно выражению (28 5) Вк =
Тогда максимум сущности этого элемента соответствует условию:
откуда следует, что J— ей //{“' = 0,535 бит.
Таким образом, максимальной сущностью элементов в классе
рассматриваемых систем обладала бы система с числом элементов,
равным числу Эйлера, ближайшим целым к которому является
число 3. Этот результат, по мнению ученых, как-то объясняет тя
готение человека ко всякого рода триадам.
Однако в природе и деятельности людей двухэлементные сис-
темы распределены едва ли не больше, чем трехэлементные. По-
следнее объясняется тем, что несмотря на большую удаленность
двойки от числа е, число Нк для двухэлементной системы, равное
0,5 бит, мвло отличается от сущности трехэлементной системы,
равной Н^- 0,53 бит.
В зависимости от трактовки величины Р, в выражении (28 5)
выделяют две разновидности содержания системы С Если величи
ну Pj трактовать как совместную вероятность соответствующих со-
стояний элементов системы, то речь должна идти о так называе-
мом системном содержании Сс рассматриввемого объекта. В этом
случае А представляют в виде произведения условных вероятнос-
тей тех или иных состояний различных элементов системы. Если
же величину /’ трактовать как априорную совместную вероятность
отдельных состояний различных элементов (все связи между со-
бой) системы, то речь должна идти о так называемом собственном
содержании Со системы (30]. Величина Р{ определяется как произ-
ведение вероятностей отдельных априорных состояний как бы не
зависимых элементов системы
Через введенные понятия с помошью соотношения
См=Сс-С0 (28.6)
вводится еше одна характеристика системы — взашиное содержа-
ние системы. Оно соответствует тому обобщению понятия энтро
пии, которое дано А.Н. Колмогоровым в |54].
Для уяснения этих понятий продолжим рассмотрение трехэле-
ментной системы с тремя равновероятными состояниями J = Мм
Р-=° 1/3, которая, как показано выше, имеет максимальную сис-
темную сущность, приходящуюся на один элемент Для этой сис-
темы согласно выражению (28.5) системное содержание
3
Сс = — 2 Pj log /’-= log 3 = 1,6 бит-.
При этом каждый из элементов системы может, вообще гово-
ря, иметь сколько угодно состояний, лишь бы эти состояния были
так сблокированы, что в совокупности обеспечивали бы всего три
состояния системы.
Если же эта система состоит из элементов, каждый из которых
может с равной вероятностью быть в одном из двух состояний, то
число возможных состояний системы согласно выражению (28.1)
М = 23 - 8, а вероятность нахождения системы в одном из этих со-
стояний ^-= (0,5)3 = 1/8.
Тогда согласно формуле (28.5) собственное содержание системы
Сс = - S Р: log Р' = log 8 = 3 бит5.
/-1 ' 1
Таким образом, взаимное содержание системы согласно выра
жеиию (28.6) составит
С„= - 1,4 бит5.
В п. 26.7, указано, что при разработке организационной струк
туры управления вагонным хозяйством необходимо соблюдать так
называемую норму управляемости. Приведенный пример
с подсчетом собственного содержания системы Со позволяет расчет-
ным образом подтвердить экспертную оценку того целесообразно-
го числа работников, которые должны быть подчинены одному
непосредственному руководителю. Действительно, как отмечено
в [30], рассмотренная трехэлементная система из двухпозицион-
ных (с равновероятными состояниями) элементов, характерна для
нервной системы человека. Тогда собственное содержание такой
оптимальной по сущности системы, соответствующее равноверо-
ятному выбору из восьми состояний, подтверждает гипотезу Мил-
лера [61]. Согласно этой гипотезе, оперативная память человека
способна оперировать в среднем только с семью объектами. Тяго-
тение человека, согласно Миллеру, к семи дням недели, семи цве-
там спектра, семи чудесам света не учитывает всегда имеющее
место восьмое состояние, соответствующее отсутствию всех пере-
численных.
В литературе по теории управления высказывается мысль, со-
гласно которой явление, отмеченное гипотезой Миллера, является
одной из причин структуризации чисто человеческих (как в ВХ)
систем управления, поскольку указывает на ограниченные воз-
можности оперативной памяти одного человека в процессе управ-
ления
На этом завершаем пояснения известных в теории управления
понятий и переходим к анализу некоторых характеристик структу-
ры системы управления объектом в принципе любой физической
природы
Система дифференциальных уравнений, описывающих то или
иное явление, система ремонта, система обеспечения безопаснос-
ти движения, транспортная система, система управления вагон-
ным хозяйством, система материально-технического обеспечения,
системный анализ, системный подход к изучению того или иного
явления и т.п. Всегда ли к месту в своей деятельности люди приме-
няют термин «система»? Видимо, нередко из-за стремления под-
черкнуть значимость и сложность рассматриваемого вопроса при-
бегают к этому термину. Тем не менее при решении некоторых за-
дач важно не только точно установить, является ли рассматривае-
мый объем системой или просто обыкновенной совокупностью
элементов, но и определить степень ее, так сказать, целостности,
КПД использования ее элементов и т.п.
Для придания обозримости и завершенности исследованию
упомянутых вопросов рассмотрим их применительно к определен-
ному классу систем, обозначим его через С, описание которого бу-
дет дано ниже.
В обшем случае под системой понимают упорядоченное опре-
деленным образом множество элементов, взаимосвязанных между
собой и отображающих некоторое целостное единство. Другими
словами, система характеризуется;
- элементным составом;
— структурой, т.е. взаимосвязями двух типов между элемента-
ми и типа «элемент — система»;
— наличием интегративных качеств, т.е. не сводящихся к свой-
ствам ее элемеитов.
Последние две характеристики удобно объединить на основе
такого признака системы, как ее целостность.
28.2. Условие целостности системы
Решить этот вопрос можно, если исследовать такую характе-
ристику, как содержание системы. Если система, помимо собст-
венного содержания, обладает и взаимным содержанием, то она
обладает и свойством целостности. В противном случае система
собственно не является системой, а является просто совокупно-
стью элементов. Взаимное содержание проше всего можно опре
делить согласно формуле (28.6), определение составляющих
правой части которой является достаточно сложной задачей. По
этому, как сказано было выше, проделаем это на примере систем
класса G.
Каждый элемент системы из этого класса может находиться с
одинаковой вероятностью в одном из двух состояний. Такие эле-
менты иногда называют мемешлщжылш носителями информации,
т.к. они содержат по одному биту информации или, говоря по-дру-
гому, сущность каждого из них равна одному биту.
Для таких систем существенно упрощается вычисление эле-
ментов правой части выражения (28.6). В этом случае, как следует
из формулы (28.5), системное содержание (или содержание систе-
мы) Сс, бит2, численно равно системной сущности (или сущности
системы) 2/с, бит, а собственное содержание системы Со, бит2, чис-
ленно равно сумме сущностей отдельно взятых элементов
Р8.7)
где Р, — сущность /-го элемента системы; М количества элементов в
системе
Напомним что под битом понимают количество информации,
необходимое для устранения неопределенности в поведении того
или иного объекта, который может находиться в двух равновероят
ных состояниях.
Рассмотрим три системы из указанного выше класса, каждая
из которых состоит из двух элементов (рис. 28.1) Роль элементов
исполняют ключи, соединяющие или размыкающие те или иные
цепи управления.
Рис. 28.1. Системы соединения пеней управления
Система (о) может находиться с равной вероятностью в одном
из следующих состояний:
1)0—1, т.е. соединение вывода 0 с выводом 1;
2)0 — 2;
3) 0 — (1Г12), т.е. соединение вывода 0 одновременно с вывода
ми I и 2;
4) отсутствие всякого соединения.
Система (б) может находиться водном из двух состояний-
I) замыкание между собой всех выводов;
2) отсутствие всякого соединения выводов.
Система (в) может находиться только в одном разомкнутом со-
стоянии.
Последовательно решение задачи по исследованию этих сис-
тем на целостность представлена в табл. 28.1.
Видим, что для системы (с) взаимное содержание ее элементов
равно нулю и она согласно указанному выше признаку не обладает
свойством целостности- Напротив, системы (б) и (в) обладают
этим свойством. Более глубокое изучение этой таблицы показыва-
ет: содержание Сс для систем (б) и (в) меньше по сравнению с соб-
ственным содержанием Со этих же систем. Другими словами, объ-
единение элементов устойчиво тогда, когда степень неопределен-
ности (см. замечание 28.1) системы меньше, чем степень неопре-
деленности суммы отдельно взятых ее элементов. Это происходит
за счет наличия у систем (б) и (е) взаимного содержания Сю тех
элементов, которые являются смыслом целого
Замечание 28.2. Использование систем класса G позволило с помошью
несложных числовых выкладок проследить логику анализа систем на их цело-
стность. Дополнительная полезность использования систем этого класса
обусловлена тем. что, как известно, любое высказывание (например, в форме
команды) может быть осуществлено в терминах «да — нет». Этим и объясня-
ется наше намерение продолжить рассмотрение поставленных выше вопро
сов на примере систем класса G.
Оценка степени целостности системы
№ Этапы олределени и характеристик системы Типы систем
6 в
1 Сущность системы по формуле (28.5) = 2[Внт| - S jlOf j= = 1 [бит) -1 log 1 = = 0 [бит]
2 Содержание системы Сс II “ II — и Q = 1 [бит’| С£ = 0 [бит1]
3 Сущность W отдельно взято- го т-гоэлемента по формуле (28.2) (» = 1,2) Я,--1о^ - = 1 |бит| Н= 1 (бит[ Wf- 1 ]бит|
4 Собственное содержание системы Со по формуле (28.7) = 2 |бит5] С.-2|бит’| Ся=2[бит’|
5 Взаимное содержание эле- ментов системы Св1 по фор- муле (28.6) cv-ctce- = 0 [бит’) С„“ 1-2 = - 1|бнт’| См=0-2 = = -2 [бит1]
28.3. Степень целостности системы
В данном случае целостность понимается как числовая характе-
ристика системы в виде функции. Так, для систем, представленных
на рис. 28.1, напрашивается заключение о степени целостности в
зависимости от значения величины CDJ; чем больше взаимное содер-
жание элементов системы, тем больше целостность системы, т.е.
/(Cnj). Однако для систем с различным собственным содержанием Со
простым сравнением взаимных содержаний не обойтись, должна
быть функция/(Соа,С0). Например, эта функция может иметь вид:
/=-&. (28.8)
Vo
которая для выше рассмотренных трех систем составляет соответ-
ственно: fB = 0; 4 ~ 0.5;/в - 1 - Нулевая целостность означает про-
стую совокупность несвязанных элементов, а целостность, равная
единице, — абсолютную целостность.
Если интересует вопрос об использовании частей в целом, то
вводится сопряженная оценка степени целостности
Ч> - I , (28.9)
которую принято называть коэффициентом использования элемен-
тов в системе. Применительно к рассматриваемым системам эта
оценка дает соответственно сро — 1; <р6 — 0,5; Фв = 0. Это означает,
что в не обладающих свойством целостности совокупности эле-
ментов имеет место полное использование свойств элементов, а
абсолютно целостная система, напротив, вообще лишает элемен-
ты их первоначальных свойств, используя лишь те свойства, кото-
рые присуши системе как целому и которые не содержатся в от-
дельно взятых ее элементах.
Предположим, что возможны п стратегий управления каким-
либо объектом вагонного хозяйства. Выбор каждой из них обуслов-
лен множеством, в обшем-то, случайных факторов; так что каждая
стратегия выбирается с соответствующей вероятностью Тем не
менее ради простоты допустим, что имеет место равновероятный
выбор одной нз п стратегий управления. В связи с этим рассмот-
рим три системы (рис. 28.2), осуществляющих равновероятный
выбор из восьми стратегий (л = 8).
Система (а), имеющая один элемент, например, в виде лица,
принимаюшего решения (ЛПР), может с одинаковой вероятно
стью находиться в одном из восьми состояний. Поэтому согласно
AWl Гг1?кV1
I 23 45 67 S I 23 45 67 8
Рис. 28.2. Структуры системы управления
выражению (28-5) содержание системы Сс равно 3 бит2, а собст-
венное содержание Со согласно выражению (28.2) равно также
Збит1 Тогда согласно формуле (28.6) С„= 0, а, используя вы
ражение (28.9), получим, что коэффициент использования эле-
мента <р равен единице.
Схемы принятия решений с помощью структур управления (б)
и (в) принципиально другие. Это трехуровневые иерархические
структуры управления с семью элементами (ЛПР). ЛПР верхнего
уровня упрааления можно отождествить с руководителем Департа-
мента вагонного хозяйства МПС (ЦВ), ЛПР среднего уровня —
с начальником вагонной службы дороги (В), а нижнего уровня -
с начальником вагонного депо (ВЧД). На каждом уровне управле-
ния готовится определенный аспект проблемы в такой постанов-
ке, чтобы решение принималось в терминах «да —- нет».
Вывод «О» в этих двух структурах соединяется одновременно
с несколькими выводами из множества (1,8). Каждому такому на-
бору выводов (или состоянию системы) можно сопоставить опре-
деленное управляющее решение.
Между структурами (б) и (в) имеется и принципиальная разни-
ца. Структурой (₽) предусматривается полная независимость ЛПР
друг от друга, а в рамках структуры (б) — такой свободы нет. Дей-
ствительно, вполне возможны ситуации, когда ЛПР каждого (или
того или иного) уровня управления могут иметь собственные спе-
цифические интересы, что может заставить их объединиться в ко-
алиции, а в этом случае они принимают какое-то одно согласован-
ное решение. Такой сценарий коллективного поведения ЛПР
предусмотрен структурой (6) на рис. 28.2.
В указанной структуре ЛПР второго и третьего уровней забло-
кированы и вынуждены принимать одинаковые решения. В этом
случае наша система распадается на три самостоятельных и неза-
висимых органа управления, состоящих на верхнем уровне управ-
ления из одного ЛПР (ЦВ), на среднем уровне — из двух ЛПР (из
двух В) и на нижнем — из четырех ЛПР (ВЧД). Каждый такой ор-
ган управления может принимать только два равновероятных ре-
шения.
Тогда согласно выражению (28.1) система (б) может находиться
в любой наугад взятый момент времени в одном из восьми состоя-
ний с вероятностью Р = 1/8. Поэтому и для этой системы согласно
выражению (28.5):
Сс=Н,“-= 3битэ,
где Яс— сущность системы.
Собственное содержание системы равно согласно выражению
(28.7) Со = 7 бит Тогда Свэ= -4 бит2 и коэффициент использова-
ния частей в целом <р равен 3/7.
Выходит, что использование ЛПР в системе управления со
структурой (б) в среднем хуже, чем со структурой (о).
28.4. Коэффициент использования
каждого органа в управлении
Элементы иерархических структур управления, как правило,
имеют отличное друг от друга содержание в зависимости от уровня
иерархии, которому они принадлежат.
Так, структура (б) на рис. 28.2 содержит трн уровня иерархии,
каждый из которых имеет два равновероятных состояния, чему со-
ответствует содержание уровня Сс = 1 бит5.
На верхнем уровне все это содержание принадлежит одному
ЛПР, для которого Сс= Со= 1 бит2 и <р = I
На среднем уровне работают два равноправных ЛПР, между
которыми поровну делится содержание уровня:
Сс=0,5бит5, С0=1бит2, CBJ=- 0,5 бит5 н ф = 0.5.
На нижнем уровне: Сс = 0,25 бит2, Со = I бит2, См = —0,75 бит2 и
Ф = 0,25.
Таким образом, только ЛПР самого верхнего уровня управле-
ния используется на 100%, ЛПР среднего уровня — наполовину,
а ЛПР нижнего уровня — только на четверть их собственного со-
дсржания.
28.5. Коэффициент полезного действия
системы ВХ и ее элементов
Под КПД принято понимать отношение смысла С элемента
или системы к содержанию системы Сс:
ч=£, (28.10)
а под смыслом системы
C=jNdt, (2811)
где ЛГ — смысловая мощность Л ПР — (27.20), понимают меру труда, про-
изведенного за время Т.
В данном случае эту величину С следует подсчитывать по формуле
(28.5).
Для структуры (в) на рис. 28.2 собственное содержание систе-
мы Со согласно выражению (28.7) равно 7 бит2. Ввиду отсутствия
взаимодействия ЛПР в рамках рассматриваемой структуры вели-
чина взаимного содержания Сва = 0. Следовательно, согласно
формуле (28.6) Сс= 7 бит2
Поскольку структура (в) используется для равновероятного
выбора одного из восьми вариантов решений, то смысл системы
составляет согласно формуле (28.5):
с - X р;1ое р - з бит2.
Тогда по формуле (28.10) получаем величину КПД рассматри-
ваемой структуры системы управления т] = 3/7.
Можно показать, что КПД структур (с) и (б) равны единице.
КПД Л ПР отдельных уровней управления для структур (а) и (б)
равны также единице. Для структуры (в) КПД ЛПР верхнего уров
ня составляетт] = I, ЛПР среднего уровня т] = 0.5 и ЛПР нижнего
уровня управления т] = 0,25.
Таким образом, структура (в) облалвет большими возможнос-
тями, чем структура (б).
28.6. Многосторонний подход к анализу
структур управления ВХ
На примере шести простейших схем структур управления
(табл. 28.2) рассмотрены методические подходы к анализу реаль-
ных систем управления вагонного хозяйства. Будем полагать, что
эти схемы символизируют различные варианты иерархической
структуризации: задачи равновероятного выбора управляющего
решения из восьми возможных, смысл которой составляет соглас-
но выражению (28.5): С = log8 = 3 бит2.
С помощью первой схемы иллюстрируется неструктуризован-
ный вариант прямого выбора управляющего решения, для кото-
рого С = Q = Со= log8 = 3 бит5, при этом коэффициент использо-
вания ЛПР tp равен согласно выражению (28.9) единице; КПД т]
также равен единице. Вторая схема (см. табл. 28 2) характеризует
последовательно делящуюся на две части (дихотомическую) трех-
уровневую иерархическую структуру. Третья и четвертая структу-
ры — двухуровневые неоднородные иерархии, а пятая — почти од-
нородная двухуровневая. Последняя, шестая схема принятия
управляющего решения — из восьми возможных. Она является не-
однородной структурой как по уровням, так и в пределах уровня
с несимметричной иерархией
В табл. 28.2 приведены результаты расчета рассмотренных вы-
ше характеристик применительно к указанным структурам, что
позволяет сравнить их по коэффициентам tp и п С точки зрения
коэффициента использования своих элементов (ЛПР) худшими
являются пятая и шестая структуры. А с точки зрения КПД наибо-
лее неблагоприятными являются вторая и четвертая структуры уп-
равления Лучшей по этим показателям является первая неструк-
гуризованная одноэлементная структура.
Таким образом, чем сильнее структуризована схема выбора уп-
равляющего решения и чем неоднороднее структура в пределах каж-
дого уровня, тем хуже ее показатели tp и тр Так, согласно рис. 25.5 и
25.!, управление вагонным депо и вагонным хозяйством в целом
достаточно структуризованы и неоднородны в пределах каждого
уровня. Выходит, что, во-первых, найдены критерии для совершен-
ствования системы управления вагонным хозяйством (<р-*1 и >]—I).
Таблица 28.2
Сравнительный анализ структур системы управления ВХ
№ Структуры упрощения Смысл системы С. бит’ Содержание системы С,. бит1 Собстмнное содержание Св,6ит’ c„. бит1 г и бНТ’Л
1 1 2 5 4 5 6 1 К С= log 8=3 Сс = С=3 Q=Cc=3 0 I 1 УТ
2 Л'ЕпА 1 2 3 4 $ 6 7 К C=log8 = 3 Ct-Q=7 C0=7log2 = 7 0 1 3/7 N, = N}/2
3 C = log8 = 3 Сс = С0=5 Co= log 2 + 2 log4 = 5 0 1 0.6 \/T
4 12 3 4 5 4 7* C=log8 = 3 се=с0»ь Co = log 4 + 4 log 2 = 6 0 l 0.5 Nt=2/T N^\/AT
5 С = log 8 = 3 С = (-0,375 log 0,375- - 0.25 log 0,25 - 0,375 log 0,375) ♦ + 21og 3 +log 2 = 5,75 q> = 31og3 + log 2 = 5.8 -OJK 0,99 0,52 1V|= 1,55/7* W2-0.25/7 ^ = 0,6/7
6 ЛТиГГз C=log8 = 3 Ct = (-0,25 log 0,25 - 0,75 log 0,75) + + log 2 + log 6 = 4,4 Co= 2 log 2+log 6 = 4,6 -0.2 0,96 0,68 ^ = 0,8/7 Л?5 = 0.25/7 Nt= 1.95/7
Во-вторых, указанное совершенствование следует осуществлять за
счет уменьшения степени структуризации, вплоть до нулевого
уровня, представленного схемой 1 в табл. 28.2.
В этой связи непонятен смысл структуризации, так широко ис-
пользуемый в управлении различными объектами. Для проясне-
ния этого вопроса в теории управления большими системами при-
бегают к анализу этих систем с точки зрения упомянутой выше
(разд 27) смысловой нагрузки элементов (органов управления)
структуры, а также — потребного потенциала умственной энергии
руководителей при решении неструктуризованной и структуризо-
ванной задач.
Смысловая нагрузка структуры делится между отдельными
уровнями иерархии, позволяя тем самым выполнять задачу по час-
тям либо последовательно во времени одним элементом (ЛПР),
либо параллельно несколькими элементами, которые в этом слу-
чае осуществляют разделение труда, сотрудничество, кооперацию.
Если элементы взаимно дополняют друг друга в процессе решения
задачи, то такая система управления обладает устойчивостью, о чем
свидетельствует ее положительная целостность (/= — Свэ/С0 > 0).
Если же элементы находятся в противоречивых отношениях,
те. мешают друг другу в решении задачи, то такая структура неус-
тойчива, о чем свидетельствует ее отрицательная целостность
Представленные в табл. 28.2 структуры управления, как можно
показать, устойчивы. Применительно к первой схеме вся приходя-
щаяся на нее смысловая нагрузка С = 3 бит2 выполняется одним
элементом (ЛПР); и если этот элемент (ЛПР) не способен в оди-
ночку справиться с задачей, то ее приходится структуризовать, т.е.
разделять на части, решение которых пол силу имеющимся кад-
рам.
Вторая схема управления (табл. 28.2) соответствует случаю,
когда каждый элемент (ЛПР) способен вынести за один раз смысло-
вую нагрузку, равную его содержанию, т.е. Со = log2 = 1=1 бит2. Чис-
ло уровней в этой структуре должно определяться соотношением
С/Со = 3. Однако в этих условиях лишь элемент верхнего уровня
работает в каждом акте принятия решения. Остальные же элемен-
ты работают либо через раз (средний уровень), либо через три раза
(нижний уровень). Поэтому для более полной характеристики ус-
ловий их работы необходимо учесть время, например, в форме
N-^, (28.12)
at
где N — смысловая мощность (27.20), т.е. смысл, перерабатываемый эле-
ментом или системой в единицу времени. Величину Л'согласно выражению
(28.12) можно понимать как скорость переработки смысловой нагрузки
Идет как бы поток энергии сверху донизу, и расход ее должен
быть на любом уровне управления одинаковым. Поэтому смысло-
вая мощность элемента верхнего уровня схемы № 2 (табл. 28.2)
в 2 раза больше смысловой мошности элемента среднего уровня и
в 4 раза — элемента нижнего уровня
Для того чтобы все элементы структуры находились в одинако
вых условиях, надо использовать на среднем уровне элементы
(ЛПР), обладающие в два раза большим содержанием, чем на
верхнем уровне, т.е. элементы с четырьмя равновероятными со-
стояниями, у которых согласно выражению (28.5)
С- - X /J.log Pj-4 бит2.
где Р — вероятность /-го состояния элемента.
В этом случае приходим к третьей структуре (табл. 28.2), у кото-
рой все элементы имеют одинаковую смысловую мощность N. К тому
же у этой структуры выше КПД, чем КПД второй структуры.
Итак, если на принятие решения отведено время Т, то согласно
выражению (28.11) схема №1 (табл. 28.2) должна развить смысло-
вую мощность Н, равную 3/Г, бит2/сек, а в схеме №3 элементы
развивают в 3 раза меньшую смысловую мощность (N= 1/7'бит1/с).
Задача при схеме № 3 решается усилиями менее способных ЛПР.
но их больше, чем при схеме №1. В |30| показано, что остальные
структуры хуже, чем третья структура с точки зрения смысловой
нагрузки элементов.
Таким образом, с помошью иерархических структур ищется
компромисс между стремлениями:
а) обеспечить управление возможно более дешевыми средства-
ми (минимум содержания элементов);
б) обеспечить максимальную смысловую нагрузку (использо-
вание) на каждом из элементов
Как видно из структуры 3 (табл. 28.2), число возможных состоя-
ний элемента каждого последующего уровня должно определяться
как два в степени общего числа ветвей предыдущего уровня:
адг+|=/л;.
(28.13)
где I — число элементов л-го уровня.
Однако, если роль элементов исполняют ЛПР, то с учетом ги-
потезы Миллера следует ограничиться восемью ветвями в самом
сложном элементе.
При обосновании системы управления желательно учитывать
реальные затраты управленческого труда, а также цели объекта уп-
равления.
Реальные затраты управленческого труда, т.е. фактический
смысл задачи Сф, превосходят ее структурный смысл С во столько
раз, во сколько раз фактически перерабатываемая для принятия
решения информация /ф превосходит структурную информацию J:
сф=
(28.14)
где Hi — сущность г-го элемента структура; /ф, — информация того же
элемента.
Точно так же имеет место
Фактические затраты умственного труда Сф оказывают сущест-
венное влияние на структуризацию задачи. Так. наилучшей отно-
сительно Сф структурой из всех представленных в табл. 28.2 явля-
ется вторая; т.е. схема с самой большой степенью структуризации.
Итак, любая структуризация уменьшает фактические затраты
умственного труда, что следует трактовать как еше одну причину
структуризации
В замечании 26.2 (п. 26.7) на одном конкретном примере
показано, коль скоро нечеткая постановка цели той или иной
крупной программы, скажем, совершенствования функциониро-
вания вагонного хозяйства, может поставить ее на грань провала-
Поэтому желательно располагать средствами повышения устойчи-
вости систем относительно неточностей постановки целей.
Под целью уместно понимать максимум функционала, отра-
жающего качество работы (или жизнедеятельности) системы.
Функххионалом жизнедеятельности системы управления вагон-
ным хозяйством, максимум которого трактуется как ее цель, явля-
ется рассмотренный выше смысл Сили, проше говоря, смысловая
нагрузка соответствующей задачи. Прн этом функционирование
системы управления в целом имеет системный смысл Сс, совокуп-
ность элементов (органов управления) системы обладает собст-
венным смыслом Со, а их разность образует взаимный смысл Свз.
Как отмечалось выше, отрицательный взаимный смысл опре-
деляет устойчивость и стабильность системы. Чем больше Сю по
абсолютному значению, тем больше устойчивость системы. Так,
неструктурнзированная, одноэлементная система управления, в
которой системный смысл равен собственному смыслу, т.е. Сю= О,
находится на границе устойчивости, а структуризированная систе-
ма тем устойчивее, чем больше она структуризована, если структу-
ризация такова, что Си< 0.
Таким образом, при одних и тех же целях жизнеспособнее та
система управления, которая более структуризована. Это обстоя-
тельство служит едва не основной причиной структуризации как
естественных, так и социально-экономических систем, хотя струк-
туризация и снижает коэффициент использования элементов.
Представленные в табл. 28.2 структуры упрааления имеют об-
щий недостаток — отсутствуют обратные связи. Больше того,
структуры управления, иллюстрация которых приведена с по-
мощью рис. 25.1 и 25.5, не дают необходимого представления об
организации управления вагонным хозяйством из-за отсутствия
указанных связей.
Любая реальная иерархическая структура системы управления
должна иметь обратные связи, например, в виде системы контро-
ля, вместе с которой она образует всегда замкнутый контур. Так, с
учетом этого замечания на рис. 28.3 приведена откорректирован-
ная структура управления вагонным депо (см. рис. 25.5).
Структура системы управления состоит из грех уровней
(сплошные линии), которая работает совместно с аналогичной по
ВЧД
Рис 28-3- Замкнутая иерархическая структура управления вагонным депо:
I — мастер ПОР; 2— ст. осмотрщик ППВ; 3 — нач. ПТО; 4 — мастер АКП; 5 —
ст. инженер; 6 — инженер-технолог, 7— инженер по новой технике; 8 — инженер-
экономист, 9 — ст техник; ЮЛ,12,13 — мастера основных участков депо
структуре системой сбора информации (штриховые линии) и ее
обработки. В распоряжении начальника депо имеются три специ-
алиста К; (i =1,2,3) по формированию сигнала обратной связи,
каждый из которых готовит указанный сигнал относительно пока-
зателей работы объектов управления его заместителей (К3, Ки, Кр).
Так, специалист К, обеспечивает съем и обработку первичной ин-
формации о результатах работы объектов управления (1, 2, 3 и 4)
зам. начальника депо по эксплуатации К3, на основании которой
готовит сигнал обратной связи в адрес начальника депо. Анало-
гичные функции исполняются специалистами К2 и Ку
Проблема состоит в обеспечении высокой квалификации и
объективности специалистов по формированию сигналов обратной
связи. Высокий уровень материального и морального вознаграж-
дения не гарантирует указанные характеристики этих работников,
поскольку в таком большом коллективе, как вагонное депо, невоз-
можно учесть все многообразие связей между их работниками, их
корпоративные интересы.
Остается один испытанный принцип — с помощью соответст-
вующих противовесов интересов минимизировать возможности к
перехваливанию или к умалению результатов работы производст-
венных участков депо.
Роль упомянутого противовеса негативным интересам специ-
алистов А'|, К2, К3 могут играть интересы других депо, вынужден-
ных в случае необъективной работы указанных специалистов, тра-
тить дополнительные ресурсы (время, труд, материалы) на восста-
новление плохо или несвоевременно отремонтированных вагонов
в рассматриваемом депо. Баланс интересов всех депо сети, в конце
концов, должен установиться на уровне, соответствующем требо-
ваниям нормативных отраслевых документов. Инструментом ре-
ализации рассматриваемого баланса является отраслевая система
централизованного пономерного учета грузовых вагонов.
В рамках этой системы происходит накопление данных об от-
цепках вагонов в текущие и деповские ремонты, о приеме вагонов
нз ремонта. При отцепке в текущий или деповской ремонт состав-
ляется уведомление на ремонт формы ВУ-23М, основные положе-
ния из которого (номер вагона, дата, станция и причина отцепки)
по каналам связи отсылаются в информационно-вычислительный
центр (ИВЦ) своей дороги и главный вычислительный центр
(ГВЦ) МПС России. По окончании ремонта составляется уведом-
ление формы ВУ-36М о приемке вагона из ремонта, основные по-
ложения из которого отсылаются также в ИВЦ дороги и ГВЦ
МПС России (штриховые линии на рис. 28.4).
С помощью указанной системы представляется возможным
обеспечивать объективность и профессионализм при формирова
нии сигналов обратной связи Kt, К2, и (рис. 28.3) деповского
Рис. 28.4. Система обеспе-
чения объективности спе-
циалистов, формирующих
сигнал обратной связи п
системе управления депо
уровня. Это происходит благодаря обратным связям в структуре
управления качеством функционирования вагонным депо сети
(штриховые линии на рис. 28.4). Под упомянутым качеством мож-
но, к примеру, понимать событие, состоящее в том, что число от-
цепок в период гарантии деповского ремонта не превышает допус-
тимой величины
Тогда система управления вагонным хозяйством, представлен-
ная с помощью рис. 28.3 и 28.4, работает следующим образом.
Пусть в ГВЦ МПС России по результатам анализа данных, полу-
ченных с помощью упомянутой отраслевой системы централизо-
ванного учета грузовых вагонов, выявлены вагонные депо, показа-
тели качества работы которых в течение, скажем, календарного го-
да ниже допустимого уровня. Эти сведения передаются в Департа-
мент вагонного хозяйства (ЦВ), а те по специальным каналам
(сплошные линии на рис. 28.4) соответствующим вагонным служ-
бам и депо. Последние, при финансовой и методической поддерж-
ке вагонной службы разрабатывают мероприятия по совершенст-
вованию технологий ремонта, исполнительской и технологиче-
ской дисциплин и т.п.
В период внедрения этих мероприятий депо рабогает в переход-
ном режиме. Специалисты К,, К2 и Л", оценивают промежуточные
результаты функционирования депо в этом режиме. Если эффек-
тивность мероприятий недостаточна или нулевая, то параметры ме-
роприятий подвергаются корректировке. Окончательные итоги дея-
тельности трудового коллектива, руководства депо и Kt. К2 и по
устранению недостатков в работе предприятия будут сформулирова-
ны вышестоящей организацией, исходя из результатов технической
эксплуатации вагонов на сети дорог, отремонтированных в рас-
сматриваемом депо в течение установленного периода времени
29. Математическая модель управления ВХ
29.1. Основные положения
Как показывает зарубежный и отечественный опыт, в условиях
существования рынка товаров и услуг предприятия, их производя-
щие, вынуждены время от времени обновлять основные фонды.
34 Вагонное жоаейстас
529
закупать «ноу-хау» в области технологий и организаций производ-
ства и т.п. Иногда этого оказывается недостаточным для утвержде-
ния на рынке, и тогда руководство компаний вынуждено идти на
так называемое структурное реформирование всего производства,
что, в основном, нацелено на привлечение инвесторов. Железно-
дорожный транспорт нашей страны не является в этом смысле
исключением.
Таким образом, возникает доселе нам незнакомое требование,
которому должны удовлетворять предприятия ВХ - они должны
быть привлекательными для потенциальных инвесторов. Без этого
в условиях рыночной экономики ВХ просто обречено на стагна-
цию и неэффективность.
Необходимыми условиями инвестиционной привлекательнос-
ти являются соответствующее законодательство, а также управле-
ние и менеджмент вагонного хозяйства, опирающиеся на научно
обоснованные методы. Управление же на определенном уровне по
своему содержанию есть, прежде всего, распределение различных
ресурсов между наиболее значимыми направлениями совершенст-
вования производства И оно (управление) с точки зрения потен-
цивльных инвесторов должно быть таким, чтобы норма прибыли
кредиторов была бы достаточно большой.
Уточним интересы одновременно всех участников производст-
ва с учетом цели управления вагонным хозяйством.
Относительно любого предприятия ВХ существует симбиоз
интересов рабочих, менеджеров и кредиторов. Рабочие хотят полу-
чать зарплату не меньшую, чем на рынке труда. Того же желают
менеджеры. Кредиторы будут инвестировать предприятие, если
норма их прибыли, по крайней мере, не ниже, чем банковские
ставки.
Укажем на условие, без выполнения которого упомянутым
субъектам вряд ли следует надеяться на достижение своих проти-
воречивых целей. Таким условием является получение наимень-
ших издержек на единицу продукции ВХ, что выгодно и для ком-
пании «РЖД» в целом, т.к. способствует минимизации себесто-
имости, скажем, единицы пробега вагона
Итак, целью управления ВХ является минимизация издержек
на производство единицы продукции. Кроме указанной можно
сформулировать рад других целей управления ВХ. Желательно
упорядочить их в виде «дерева целей». В качестве главной или
вершинной цели примем следующую: обеспечить инвестицион-
ную привлекательность предприятий вагонного хояйства. Ведь без
инвестиций, как известно, нет процветания.
Первым и, надо сказать, ключевым этапом на пути достижения
этой цели является задача по поиску управляющего решения,
переходящего ВХ из исходного состояния в оптимальное.
Для решения данной задачи надо выяснить, чем или какими
параметрами определяется состояние ВХ и что понимать под кри-
терием оптимизации упомянутого состояния, а также разработать
алгоритм оптимизации.
Под параметрами состояния того или иного производствен-
ного объекта уместно понимать те, которые обусловливают ре-
зультат его деятельности. Отбор наиболее значимых параметров
(факторов), влияющих на результаты производственно-хозяй-
ственной деятельности организации, традиционно осуществляется
с помощью методов экспертных оценок. Последнее объясняется
тем, что в ряде случаев отсутствует возможность математической
формализации технико-экономических задач.
Под экспертным методом обычно понимают комплекс логиче-
ских и математико-статистических методов и процедур, направлен-
ных на получение от специалистов (экспертов) информации, необ-
ходимой для подготовки раиионвльных управленческих решений.
Пусть, например, требуется оценить и ранжировать нижепере-
численные факторы, обусловливающие низкое каческво плано-
вого ремонта подвижного состава в депо.
I. Низкая технологическая дисциплина работников.
2. Неритмичность работы.
3. Недостаточно высокая квалификация рабочих, ИТР и руко-
водства депо.
4. Сбои в работе материально-технического снабжения ре-
монтного производства.
5. Отсуствие действенного пооперационного и финального
контроля качества ремонта.
6. Отсуствие системы, обеспечивающей неотвратимую персо-
нальную ответственность за некачественный ремонт.
7. Недостаточная величина заработной платы, трудности с
обеспечением жилья и другими социальными благами.
8. Несоответствие условий и организации работ требованиям
нормативно-технической документации.
9. Ошибки в проектко-сметиой документации.
При решении подобных задач часто используется метод Дельфи
(процедура опроса экспертов) в сочетании с методом ранговой
корреляции (обработка результатов опроса) [59].
В отличие от рассмотренного примера при отборе наиболее
значимых параметров, определяющих состояние ВХ, представля-
ется возможным опереться на поясненную выше математичекую
модель этой отрасли транспорта (см. замечание 12.1), что позво-
ляет выйти на следующее определение: состояние ВХ определяет
тот минимально возможный набор параметров, которых достаточно
для вычисления показателей качества его работы.
В качестве целевой функции (или показателя качества работы)
возьмем некий функционал (обозначим его через Ф), отражающий
качество работы отрасли — себестоимость единицы пробега,
выполненной работы, т км и т.п
Понятно, что значения этого функционала зависят от большо-
го числа количественно измеряемых факторов возрастной со-
став парка, покупная цена вагонов, стоимость материалов, энер-
гии, запчастей, живого труда и дргих ресурсов, необходимых для
технического содержания подвижного состава, параметров систе-
мы ремонта, интенсивности эксплуатационных нагрузок и т. п.
Нетрудно, видимо, согласиться, что данный набор факторов
(параметров) однозначно характеризует состояние ВХ. При необ-
ходимости можно ранжировать эти параметры по степени влияния
на указанный показатель работы отрасли и отбросить несу шест-
венные.
Все оставшиеся параметры состояния ВХ удобно разбить на
две группы. В первую включим такие параметры системы ремонта,
как /ц, /и../пА, гае 1у — /-межремонтный пробег вагона в преде-
лах i-го ремонтного цикла. Во вторую группу включим остальные
параметры, обозначим их через §“>, .... £‘”j_
Роль и место этих групп параметров неодинаковы Первая
группа параметров является зависимой от значений параметров
второй группы. Разбиение параметров состояния на указанные две
группы связано с методикой решения задачи, о чем пойдет речь
ниже.
Итак, задачу по поиску упомянутого выше оптимального уп-
равляющего решения удобно представить символически в виде так
называемой миниминной задачи:
min min ф(Е<>», 1=<».... /„, ..../mt). (29.1)
Само управляющее решение есть вектор-строка
(«Ц «2...Ч-. ,
где и, — »-й элемент (/ = 1, п} показывает, насколько надо изменить i-й
параметр состояния £(/) ВХ, чтобы оно перешло в оптимальное
состояние.
В последнем выражении под параметрами состояния ВХ вто-
рой группы будем понимать: £(|>, £*21 — покупная и ликвидная цена
вагона соответственно; £(J>— параметр, характеризующий возраст-
ной состав парка вагонов рассматриваемого типа (см. табл. 15.4);
^<4), ^(5) и — параметры, характеризующие рост затрат на ДЕ КР и
ТР по мере старения вагона (см. разд. 19); 1?7), §(8> — мощность и ко-
эффициент технологического запаса мощности ремонтного хозяй-
ства вагонов рассматриваемого типа (см. п. 15.3); _ параметр,
характеризующий требования к безопасности движения и др
Обычно принято считать, что состояние того или иного пред-
приятия или отрасли в целом характеризуется, в первую очередь,
удельной фондоемкостью и степенью изношенности основных
фондов, что вполне оправдано. Степень изношенности основных
фондов, к которым относятся подвижной состав, станочный парк
предприятий, технологическое оборудование для ремонта, здания,
коммуникации и т.п., оценивается с помощью их остаточной
стоимости. Методика оценки остаточной стоимости основных
фондов весьма приближенна Кроме того, предприятиям выгодно
занижать упомянутую стоимость для уменьшения налогового бре
мени. Поэтому при решении поставленной задачи разумнее
учитывать степень изношенности основных фондов с помощью
значений параметров £’Ч..
Функционал Ф(£(|>, £,я,§(я1, /п, /|2,.... 1пк) задан алгоритми-
чески, проблема (29.1) решается в два этапа. В рамках первого
решается задача:
min ...
которую рекомендуется понимать следующим образом. При за-
данных параметрах второй группы, т.е. £j'h, £(2),.... £(л1, требуется
найти такие параметры системы ремонта, при которых функцио-
нал Ф(-) принимает минимальное значение. Данная задача экви-
валентна задаче (14.1)—(14.3), алгоритм решения которой приведен
в разд. 23. Тем самым, на первом этапе находятся оптимальные
значения параметров состояния ВХ первой группы, т.е. структура
и параметры системы ремонта.
Итак, каждому набору значений параметров £<2’, .... £*я>
с помощью рашения задачи (14.1)—(14.3) сопоставляются опти-
мальные параметры системы ремонта.
К этому добавим, что важнейшими отраслевыми документами,
согласно которым работают все ремонтные предприятия ВХ, явля-
ются приказы и указания МПС России, регламентирующие сис-
тему ремонта вагонов. Имеется в виду система ремонта в узком и
широком смыслах (см. п. 5 I). Поэтому задачу (14.1)—(|4.3) умест-
но трактовать в качестве математической модели ВХ.
После подстановки найденных оптимальных межремонтных
пробегов /п, 112, ..., 1тк в целевую функцию Ф(-) имеем в своем
распоряжении алгоритмически заданную функцию многих пере-
менных
Ф(£'»Л<2’...
Второй этап решения проблемы (29-1) представлен задачей:
min ФЙ<” .......§<'”),
которая формулируется следующим образом. Требуется найти
такой набор значений параметров l*111, ^|2>, ., на котором
достигается минимум указанной функции многих переменных.
Уместно считать, что такой набор параметров I-12’, ...,
определяет оптимальное состояние ВХ.
Приведенные пояснения к методике решения поставленной
задачи являются условными и позволяют понять ее лишь иа каче-
ственном, смысловом уровне. В самом деле, вовсе не существует
описанного выше разбиения процедуры решения проблемы (29.1)
на два последовательных и автономных этапа.
Поскольку наш функционал Ф(-) является алгоритмически
заданной функцией (алгоритм этот приведен в разд. 23) многих
переменных, то целесообразным способом реализации второго
этапа решения проблемы (29.1) является метод динамического
программирования [39].
29.2. Задача выбора управляющего воздействия
для перевода вагонного хозяйства
из исходного состояния в оптимальное
Поскольку управление производством товаров или услуг сво-
дится в конце концов к распределению ресурсов, то решение
сформулированной задачи разбивается на два этапа.
1. Оптимизация параметров состояния ВХ и величины креди-
та, необходимого для перевода ВХ из исходного состояния в опти-
мальное.
2. Распределение этого кредита между вагонными службами дорог.
29.2.1. Первый этап решения задачи
Для решения поставленной задачи воспользуемся моделью ди-
намического программирования (ДП), которая была разработана в
50-х гг. XX в. Р. Беллманом и его сотрудниками.
Требуется корректно вписать нашу задачу в модель ДП. В каче-
стве объекта управления выступает ВХ, которое требуется перевести
из начального или исходного состояния в конечное, оптимвльное
состояние. По смыслу решаемой задачи процесс подготовки уп-
равляющего решения по переводу ВХ в оптимальное состояние
представляется возможным разбить на п шагов. Пусть <Р|, , <р„ —
состояние ВХ в конце первого, второго,..., я-го шага (рис. 29.1).
Рис. 29.1 Схема изменения состояний ВХ
Здесь:
ф,=w. - as). ф2=йу, а»,.... а-1), ....
ф.=й'".а2).-.аа>.
Под ф0 = (5”, 521, ... 5S)), будем понимать исходное состояние
ВХ, где $ — совокупность (число) параметров, полностью харак-
теризующих состояние ВХ в течение рассматриваемого интервала
времени.
Последовательное (шаг за шагом) преобразование ВХ достига-
ется с помошыо некоторых мероприятий й[, й2,.... й„, которые
вместе составляют управление ВХ:
^”("1. "2.
где й* — управление на Л-м шаге, переводящее ВХ из состояния <рд_ ।
в состояние (см. рис. 29.1).
Управление й* на к-м шаге заключается в выборе одного из
возможных значений переменных и/”, и4(2\ .... ukir\ По смыслу
решаемой задачи число шагов и должно быть равно числу
параметров s состояния ВХ: и = 5.
Вполне допустимо в рамках нашей задачи предположить, что
состояние ВХ в конце к-го шага (т.е. «рЛ) зависит только от пред-
шествующего состояния ВХ, т.е. от <р* t, и управления йк издан-
ном шаге (см. рис.29.1). Другими словами, выполняется условие
отсутствия последействия;
Ф*= г »*)'. <*=
В ДП функции /*(<?< _г, йк) предполагаются заданными. В на-
шем случае указанное условие отсутствия последействия представ-
ляется в виде:
<₽*=<₽* , + ф(й*), (29.2)
где <р(иА) — вектор-строка, у которой на к-ы месте стоит йк, остальные
элементы равны нулю.
При к = 5 последнее выражение имеет вид:
<₽5 = (£” + "J > + "1 • -- + «$ • £*> V”»
Варьируя управлением U, с помошью математической модели
ВХ, т.е. алгоритма решения задачи (14.1)—(14.3), можем получать
различные значения показателя качества его работы Ф( ). Указан-
ную эффективность впредь будем обозначать через
г = Ф(%, U). (29.3)
Она зависит от начального состояния <р0 ВХ и выбранного уп-
раиления U. Функция эта должна обязательно обладать свойством
аддивности, т.е
г = A(<Pt - !• «*). (29 4)
где (q>4 _ |, й*) — показатель эффективности fc-ro шага управления, ко-
торый зависит от состояния <рг_, в начале этого шага и управления ttt,
выбранного на этом шаге.
Обычно на управление на каждом шаге й* накладываются ог-
раничения. Оно определяется допустимыми границами измене-
ния параметра £*: где ак и Ьк — нижний и верхний пре-
дельные значения параметра соответственно. Пусть, например,
12 < V11 < 20- Тогда на управление й, накладывается ограничение:
0 < й| <8. Управление, удовлетворяющее подобным ограничениям,
называется допустимым. По законам «жанра» необходимо усло-
виться о кратности изменения значений й(. Пусть управление (/,
на первом шаге может принять либо 0 (и/° = 0), либо 4 (и/2* = 4),
либо 8 (U|<3,= 8). Тогда в конце первого шага ВХ будет в одном из
следующих трех состояний: ф/1’ = (£<п + 0, §(2),.... lj(s)): ф,"’ = (£(П
+ 4, .....?<5>); v/3’ = (1<п + 8> ?<г’. 5ю), где 5<|) = 12.
Задача пошаговой оптимизации формулируется следующим
образом: определить совокупность допустимых управлений й(,
й2, ...,йи, переводящих ВХ из исходного состояния <р0 в конечное
Ф„ и минимизирующих показатель эффективности (29.3).
Управление, при котором достигается минимум целевой функ-
ции (29.3) или (29.4), называется оптимальным управлением и
обозначается
(/*=(«]•, й/,.... й„*).
Управление на каждом шаге надо выбирать с учетом его по-
следствий на предстоящих шагах — основное правило ДП или прин-
цип оптимальности Беллмана.
Оптимальное управление обладает следующим свойством: ка-
ково бы ни было состояние ВХ в начале любого шага и управле-
ние, выбранное на этом шаге, последующие управления должны
выбираться оптимальными относительно состояния, к которому
придет ВХ в конце данного шага.
В этом случае управление, выбранное на любом шаге, является
не локально лучшим, а лучшим с точки зрения процесса в целом.
Так, если ВХ в начале третьего шага (рис. 29.2) находится в состоя-
нии ф2 и мы выбираем произвольное управление йэ, то ВХ придет
в новое состояние ф2 = Г(ф2, B3), и дальнейшие управления й4,
й5,...,йт должны выбираться оптимальными относительно со-
стояния ф3. Здесь и ниже принято п = 10.
Последнее означает, что при управлениях йл, &s, мини-
мизируется показатель эффективности на 4, 5, ..,10 шагах, т.е. ми-
нимизируется функция -
10
=Ф(ф3, <4) = 2 ш.1-
Задача оптимизации управляющих решений, начиная с третье-
го шага (т.е. сразу после ф2) до последнего одиннадцатого шага
(см. рис. 29.2), похожа на исходную при начальном состоянии ф,
вагонного хозяйства (ВХ). В этом случае уже при управлении
Ц = (“з» й4, ..., й10) минимизируется показатель эффективно-
сти ВХ:
Ф(Ф2, U3) = 2 |. и.)-
Выведем разрешающие управления Беллмана применительно
к только что рассмотренному случаю. Выбрав оптимальное управ-
ление Ц* = (hj*, й4*,.... й|0‘) на оставшихся 10 - 3 + I — 8 шагах,
получим величину z3* = min z3, которая зависит только от ф^, т.е.
?з* (<ft) = Ф(Ч>2, = Ф(ф2» Ц' ) (29.5)
где г, (<р2) — условный (относительно <р2) минимум.
Рис. 29.2. К пояснению принципа оптимальности
Управление иу переводит ВХ в состояние ф3. Согласно прин-
ципу оптимальности Беллмана, какое бы управление «3 мы ни вы-
брали, на последующих шагах управление U4= (й« должно
выбираться так, чтобы показатель эффективности ВХ ^достигал
минимального значения, равного х? (<р3).
Остается выбрать оптимальное управление й3. Его нельзя вы
бирать из условия локальной минимизации показателя эффектив-
ности на данном 3-м шаге/ (ф^, й3), лишь бы получить min fk.
Процесс выбора управления й3 должен быть таким, чтобы оно
в совокупности с оптимальным управлением на 4, 5,..., 10 шагах
(см. рис.29.2) приводило бы к обшему минимуму показателя эф-
фективности на оставшихся шагах, начиная с третьего и до 10-го.
Это положение запишем в математической форме:
Zj <Ф а) = j Л(ЧЪ* «j) + 4 <<₽□)}• (29.6)
Перепишем последнее выражение для любого управленияйд
(Аг = I, 2, 3,...,л) «-шагового процесса принятия управляющих ре-
шений в виде
“»> + гЛ <Ф1>}. <29 7>
получившего названия уравнения Беллмана.
Перейдем теперь к описанию схемы вычислений, в основе ко-
торой лежит рекуррентное уравнение (29.7). Желательно сразу оп-
ределить z* (Фо). Олнако если начать с первого шага, т.е. с решения
задачи согласно выражению (29.7) при к — I
г; (tp0) = mm |/i(<p 0. "i) + z2*(q>])
то необходимо знать z* (ф |). В свою очередь, при определении
(Ф |) нужно знать г*(ф 2) и т.д. Тем не менее имеется шаг, за ко-
торым нет последующих. Таковым является и-й шаг (в нашем слу-
чае это 10 шаг). Для него равенство (29.7) принимает вид:
Z,* (Фй.|) = Л(Ф«-ь "л)• <29-8)
При и = 10 имеем:
*ю’ (Фэ)= Ti.n -Яо(<Р9> “ю)- (29.9)
"10
Уравнение (29-7) решается последовательно, начиная с к = 10,
т.е. с выражения (29-9) и заканчивая при к = 1. Для этого предвари
тельно с помошью разработанного в разд. 23 алгоритма в табличной
форме задаются показатели эффективности/(),/,(•), —,/,()(') лля
каждого шага.
В результате последовательного решения десяти частных задач
на условный минимум определяют две последовательные функ-
ции: {г/(<Р*_1)}|° — условные минимумы и соответствующие им
(ЧР*-1)Н° — условные оптимальные управления. Эти последо-
вательности функций представляются в табличной форме, после
чего завершается этап условной оптимальности движения спра-
ва налево, и начинается этап безусловной оптимизации — движе-
ние слева направо (см. рис.29.2).
Поскольку начальное состояние <р0 вагонного хозяйства задано
(обозначим его<р0*), т.е. заданы конкретные величины параметров
состояния tj(l1, ..., ^<10', непосредственно определяется мини-
мум целевой функции:
(29.10)
а затем искомое безусловное оптимвльное управление по цепочке:
<Ро‘—"Г — — 4>i‘ — "2— — — -"io— — <f,«; (29.11)
здесь переходы, указанные сплошной линией, проводят по после-
довательности (<Р*.|)}[° , а пунктирной — с помошью уравне-
ний состояния (29.2).
Итак, приведена методика определения оптимального управ-
ления:
£/•=(«! ,й2...й|0),
позволяющая перевести вагонное хозяйство (ВХ) в оптимальное
(относительно принятого нами критерия) состояние . Состоя-
нию <Р|0* соответствуют оптимальные параметры ВХ£(”, ... ^(,т.
Исходное значение параметра £,д’ и оптимальное значение этого же
параметра отличаются друг от друга на величину (к = 1, 2,.... 10).
Используя соответствующие расценки, не представляет принци-
пиальных трудностей каждой величине йд* (к = 1,2,..., 10) сопо-
ставить величину расходов (обозначим их через </А), связанных с пе-
реводом ВХ в оптимальное состояние. Тогда потребная величина
кредита, необходимая для перевода ВХ в оптимальное состояние:
Д>=Ё<4- (29.12)
Второй этап решения поставленной выше задачи — это рас-
пределение кредита Do между вагонными службами нескольких
дорог. На этом этапе также используется метод динамического
программирования (ДП)
Поэтому приведенную выше вычислительную схему ДП, кото-
рая выглядит, в обшем-то, абстрактно, конкретизируем на число-
вом примере, решая задачу распределения упомянутого кредита.
29.2.2. Второй этап решения задачи
Уточним постановку данной задачи.
Имеется сумма средств Dn, которую следует распределить меж
ду вагонными службами п дорог так, чтобы суммарный доход, по-
лучаемый этими дорогами от вложения средств в течение рассмат-
риваемого периода Т, был бы максимальным.
Теперь дадим математическую формулировку этой задачи
Пусть выделенные вагонной службе Вк в начале рассматривае-
мого периода, равного Т, средства ик приносят доход где
к — 1,2,..., и. Под периодом Тможно понимать планируемую про-
должительность реформирования транспорта. Тогда обший доход
будем трактовать как целевую функцию нашей задачи:
(29.13)
* -1
Переменные ик должны удовлетворять условиям:
2(1/*)-Zfc i/A > 0, (А = I, 2.л), (29.14)
здесь /^определяется по формуле (29.12).
Требуется определить переменные и,, и1г —, и„, которые удов-
летворяли бы ограничениям (29.14) и обращали бы в максимум це-
левую функцию (29.13).
Перейдем к описанию задачи в виде модели ДП, Процесс рас-
пределения средств удобно рассматривать как л-шаговый процесс.
За номер Ar-го шага примем номер предприятия, которому выделя-
ются средства ик. На первом шаге выделяются первой вагонной
службе В, средства и}, на втором шаге второй вагоииой службе
В2 выделяются средства и2 из оставшихся и т.д. Понятно, что пере
менные ик (к = 1,2,и) удобно рассматривать как управление на
соответствующих шагах. Видим, что рассматриваемая задача явля-
ется одномерной, т.к. 5= I и r = 1.
Начальное состояние процесса распределения характеризуется
величиной Do средств, подлежащих распределению.
После выделения ut остается £>, = Do л, средств и т.д Величины
Dq, Dit D2, —,D„, характеризующие остаток средств после распреде-
ления на предшествующих шагах, будем рассматривать в качестве
параметров состояния. Уравнениями состояния служат равенства:
Dk=DkA — ик,(к = 1,2...и). (29.15)
Суммарный доход за л шагов
г=Ф(О0, О- £/,«,> (29.16)
представляет собой целевую функцию рассматриваемой оптими-
зационной задачи, имеющей аддитивную форму.
Доход, который можно получить на оставшихся п - к + 1 ша-
гах, если к началу л-го шага остаток средств равен /)л ,, составит:
Максимальный доход за эти я — к + 1 шагов зависит от того,
сколько средств осталось от предыдущих к — 1 шагов, т.е. от вели-
чины Dk_,. Поэтому обозначаем его через z* (Dkl). Очевидно, что
Z* (£>0) = ^„—суммарный максимальный доход за л шагов, полу-
ченный при оптимальном распределении кредита Do между вагон-
ными службами л дорог.
Видно, что ик можно выбирать из условия ОС ик С Дд.г Такое
управление ик называют допустимым. Принцип оптимальности в
этом конкретном случае означает, что, выделив на к-м шаге сред-
ства ик вагонной службе Вк и получив от нее за время Тдоход
необходимо распорядиться оставшимися средствами £»А. = Dk , — ик
наивыгоднейшим образом и получить от вагонных служб Вк + ,, ...ГВ„
максимальный доход £ + t(Dk). Понятно, что величину ик следует
определять из условия максимизации суммы: fk(uk) + zA*+ ,(£)*).
Таким образом, получаем знакомое нам уже уравнение Беллмана.
г*’<ад= max + (2917)
0<u,< D(._,
Схема решения этого рекуррентного уравнения такова. Начи-
наем его решать при к —п:
С(Л,-|> = max »„). (29.18)
0<o„CD„_l
Запись max f (w ) означает, что из всех значений величи-
д,.,
ны мя, удовлетворяющих неравенству 0 С ип С D„_,, выбираем то
значение, на котором функция/,(ыя) достигает своего максималь-
ного значения.
Считаем, что функция дохода монотонно возрастает на
ограниченном отрезке (О, Поэтому, согласно математиче-
скому анализу, максимум такой функции достигается в точке
и„ = Следовательно, вагонной службе Вп выделяются все остав-
шиеся средства 0„_ (» которые приносят за время Тдоход
Переходим к предыдущему (и - 1)-му шагу, в начале которого
имеется остаток средств Уравнение (29.17) в этом случае
примет вид:
С-ДО.-г»- та* ) + ?;(«..Л-
A-j
Используя уравнение состояния (29-15) при к = п - 1
несколько преобразуем последнее выражение
Z*_ ((D„_2) = max {f ,) + z* u„_ |)|. (29.19)
Д._,
Оба слагаемых справа — известные функции, зависящие от уп-
равления _ г Параметр _ 2 является начальным состоянием
для данной задачи.
Выполнив исследования на максимум функции
z„_i( + i>
от одной переменной ип _ ।, получим условное оптимальное управ-
ление и соответствующий условный максимум сум-
марного дохода гя*_! (Д,_2)
Закончив решение задачи (29.19), перейдем к следующему с
конца (г — 2)-му шагу. Определим анвлогичным образом условное
оптимальное управление и*_2 (Д, _j) и соответствующий остатку
средств Д,.3 условный максимум 2 (Д _ 3) и т.д.
В результате, проходя последовательно все шаги с конца про-
цесса распределения кредита к его началу, т.е. к первому шагу, по-
лучим две последовательности функций:
г/_, (О„ ;>,?„• 2 (О„ з>..г/(А>. *Г(А>>
".•(О,,-,), и.ЧА,)-
Этим завершается этап условной оптимизации. На этапе безус-
ловной оптимизации, прежде всего, зная функцию i* (Д), по из-
вестному значению Д* определяем ^Г1ак = zf ).
Поскольку нам известна рекуррентная функция и*(Д _ то
поступаем следующим образом. Выделяем средства и* =u*(D^)
вагонной службе Д; тогда от кредита остается: D* = О0* — и*.
По этой величине определяем оптимальную сумму
и2 = и2 (Д), которую выделяем вагонной службе В2. Снова нахо-
дим Dj = Д“ — и2 , после чего определяем и* и т.д., пока не будет
определено искомое оптимальное управление (uj*, и/, </*).
Решим теперь эту задачу в числах.
Пусть: 1) Dd— 300 млн у.е.; 2) средства выделяются только в раз-
мерах, кратных 60 млн. у.е.; 3) и = 5; 4) функции дохода на каждой
из пяти дорог (вследствие выделения ей средств) заданы табл. 29.1.
Значение функций доходов могут быть получены по результа-
там анализа данных финансовых отчетов дорог, которые ежегодно
подаются в финансовое управление (ЦФ) МПС России. Имеем шесть
Функции доходов дорог
и. млн ух'''~^ /1(И млн. у.е />(« млн. у.е. ДИ млн. у.е /ЛИ млн у.е. //И млн. у.е
60 9 6 3 4 2
120 II 9 4 6 5
180 14 13 7 8 7
240 18 16 11 13 12
300 24 21 15 17 16
параметров состояния процесса Do, D{, D2, D3, D4, D5 и пять управ-
лений uu u2, и,, uA, us. Уравнениями состояния служат равенства:
Do — u^, D2- Dy — u2; £>з“ D2~ u3; Z)4 = D2 — u4; Z)5 = DA — w5.
Уравнение Беллмана имеет вил (29.17), а процесс является пя-
тишаговым (рис. 29.3).
На пятом, последнем шаге процесс завершается, (£>5) = О,
т.к. прибыль на «последующих» шагах отсутствует. Запишем урав-
нение (29.17) для последнего шага (it = 5)
^(Д)=шах (f5(n5)( (29.20)
и для всех предыдущих (к = 4, 3, 2, 1) шагов:
С (Ot-|) - ™" Ц W + {Д,(£у |.
0Сц,С
Нам удобнее переписать уравнение Беллмана в форме:
<Г(Дм)= max {^(Д_„ Ид)) (29.21)
0<«4< Dt_,
здесь:
№ н «*)=/("*)+<E»i<A); Dk-Dk_y-uk. (29.22)
Для рациональной организации расчетов воспользуемся двумя
таблицами — основной и вспомогательной. В первой (табл. 29.2)
Рис. 29.3. Схема процесса распределения кредита
Таблица 29.2
Результаты условной оптимизации
D 5-й шаг 4-й шаг 3-й Шаг 2-й шаг l-й шаг
ZfiD,} uflDJ Zj’(Dj) ч*(Р,) «/(/>,) 1ДД>) «'i‘W
60 2 60 4 60 4 0 6 60 9 60
120 5 120 t> 120(60) 7 60 10 60 15 60
180 7 180 9 60 9 0(60) 13 120(60) (180) 19 60
240 12 240 13 240 13 0 17 180 22 60
300 16 300 17 300 17 0 21 300 26 60
будем помешать результаты условной оптимизации, а во второй
(табл. 29.3) — определение zk(Dk _ р wA). Кроме того, в последней
таблице приведены результаты условной оптимизации, а также
продемонстрирована сама организация расчетов.
Начальиой информацией в табл. 29-2 являются возможные
значения параметра D. Условную оптимизацию начнем с расчета
5-го шага, для чего используем уравнение (29.20). Так как функция
дохода ^(н5) возрастает монотонно, то ее максимум достигается
при наибольшем значении и5(С4) = D4. При этом получим =
= /j(D4), где 0 < D4< 300 Эти результаты условной оптимизации
5-го шага помешаем во второй и третий столбцы табл. 29.2, пере-
писав необходимые данные из последнего столбца табл. 29.1
Условная оптимизация 4,3,2 и 1-го шагов выполняется снача-
ла в табл. 29.3. Расчет будем вести по формулам (29.22) и (29.21)
при к = 4; к = 3; к = 2: к - 1. Поясним последовательность и орга-
низацию проведения расчетов с помошью табл. 29.3. Поскольку
условная оптимизация на всех шагах ведется по формулам (29.22)
и (29.21), то первые три столбца табл. 29.3 являются общими для
всех четырех шагов. Состояние в начале и конце к-ro шага и управ-
ление на к-м шаге обозначены через Dk_ lt Dk и ик соответственно.
Если Dk _ j = 60, то возможны только два управления на к-м
шаге: либо ик = 0, либо wA.= 60 (см 2-й столбец табл. 29.3). Соот-
ветствующие состояния в конце шага определяются по уравнению
состояния Dk = Dk. _ । — ик и принимают значения 60 - 0 = 60 и
60 — 60 - 0. Аналогичным образом заполняются эти три столбца
для Dk_,=120; 180;240;300.
Перейдем к условной оптимизации на четвертом шаге. При
этом используем формулы 4,(D3, w4) = Д(м4) + и $D3) =
= max (Z)3, u4), которые последовательно представлены по
£>,
строкам в 4, 5 и 6 столбцах табл. 29.3. Если D3= 60, u4 = 0 и Dt= 60
(1-я строка первых трех столбцов), то получим Д(«4) = Д(0) = 0
(см. табл. 29.1), ?5‘(Д4) = г? (60) = 2 (см табл. 29.2) ^.(В3, w4) =
= 0+2 = 2. Эти числа заносим в первую строку 4, 5 и 6-го столб-
цов табл. 29.3. Аналогично заполняются все остальные строки этих
столбцов.
Сравнив величины 4,(/)3, и4) при Л3 = 60, выбираем наиболь-
шее, а именно равное 4. В табл. 29.3 это значение обведено круж-
ком. Этому числу соответствует значение условного оптимального
уравнения, стоящее в той же строке табл. 29.3 (во втором столбце)
и равное 60.
Таким образом, при D3 = 60 (т.е. Dk_t на 4 шаге, к = 4) мы по-
лучили пару ((А) - «4* (^j)).равную (6 — 120). Аналогично про-
делываем поочередно при D3 = 180, D3 = 240 и D3 = 300. Получим
соответствующие значения пар (z*(A) — Ц*(О3)): (9 — 60), (13 - 240)
и (17 — 300). Занесем их в четвертый и пятый столбцы табл. 29-2.
Условная оптимизация 3,2 и 1-го шагов проводится аналогич-
ным образом.
Перейдем ко второму этапу расчета — безусловной оптими-
зации. Из первого шага условной оптимизации (см. табл. 29.2)
получаем: zf (£>0) = 26, т.е. максимальный доход, который мо-
жет быть достигнут, равен 26 млн уе. При этом здесь же полу-
чаем и' (300) = «|*= 60, т.е. вагонной службе В, следует выделить
кредит в размере 60 млн у.е.
Дальнейшие безусловные оптимальные управления определяем
с помошью табл. 29 2 по следующей цепочке. При и*= 60 из урав-
нения состояния Л| = Do — и, получаем:
Я; = 300 - 60 = 240.
С помошью 9-го столбца табл. 29.2 имеем:
и;= (д,*) = ы;(240) = iso = и;.
Организация условной оптимизации
1 ж 4.3, 2,1 4-й шаг (4=4) 3 й шаг (4"3) 2-Йшаг(4=2) I-й шаг(4=1)
О»-| о,= Л-1- <6 /»(»*) fs(O4) /»<"») ЛЮр lj(Oj-«j) /i(«i) 6(0,) 2|(^. I'll
1 S 9 II) II 12 13 14 15
60 0 60 0 2 2 0 4 СО 0 4 4 0 6 6
60 0 0 (4) 3 0 3 6 0 ® 9 0 <’)
120 0 120 0 5 5 0 6 6 0 7 7 0 10 10
60 60 2 6 3 4 (’) 6 4 а® 9 6 а®
120 0 6 0 ® 4 0 4 9 0 9 И 0 II
180 0 180 0 7 7 0 9 С’1) 0 9 9 0 13 13
60 120 4 5 (’) 3 6 9 6 7 )|> 9 10 а®
120 60 6 2 8 4 4 8 9 4 as 11 6 17
180 0 8 0 8 7 0 7 13 0 13 14 0 14
240 0 240 0 12 12 0 13 <н> 0 13 13 0 17 17
60 180 4 7 11 3 9 12 6 9 15 9 13 D6
120 120 6 5 II 4 6 10 9 7 16 II 10 21
180 60 8 2 10 7 4 II 13 4 at> 14 6 20
240 0 13 0 <н> 11 0 II 16 0 16 18 0 18
300 0 300 0 16 16 0 17 (if) 0 17 17 0 21 21
60 240 4 12 16 3 13 16 6 13 19 9 17 а®
120 180 6 13 4 9 13 9 9 18 II 13 24
180 120 8 5 13 7 6 13 (3 7 20 14 10 24
240 60 13 2 15 11 4 15 16 4 20 18 6 24
300 0 17 0 й 15 0 15 21 0 <У> 24 0 24
Вычисляем:
D; = 240- 180 = 60.
В 7 столбце табл. 29.2 находим:
Uy(D{) = и3*(60) = 0 = Uy.
Из уравнения состояния имеем:
D' =60 - 0 = 60.
В 5 столбце табл. 29.2 находим:
дД Dy ) “ «4* = u4*(60) = 60
Тогда из уравнения состояния
D; = 60 - 60 = 0.
и согласно 3 столбцу табл. 29.2
4s(D^) = м5* = м$(0) = 0.
Таким образом, максимальный доход, равный 26 млн у.е., бу-
дет получен, если распределить кредит, равный 300 млн у.е., между
вагонными службами дорог следующим образом:
В, = 60 млн у.е.; Вг = 180 млн у.е.;
В-, = 0 млн у.е.; Вл = 60 мли у.е.;
By = 0 млн у.е.
Уместно поставить следующий вопрос. Может ли компания
«РЖД» при данных функциях доходов (см. табл. 29.1) рассчиты-
вать на получение кредита £>0= 300 млн у.е. для приведения вагон-
ного хозяйства в оптимальное состояние? Так как максимальный
доход, на который могут рассчитывать кредиторы, составляет ме-
нее 10%, а это ниже банковских ставок, то вряд ли на искомый
кредит следует надеяться.
В свете полученного результата следует дополнить ранее сфор-
мулированное определение понятия «оптимальное состояние ва-
гонного хозяйства». Под оптимальным состоянием ВХ будем по-
нимать состояние, при котором достигаемый минимум целевой
функции обеспечивает инвестиционную привлекательность ваго-
норемонтного производства.
Литература
I Нормы технологического проектирования депо для ремонта грузовых и
пассажирских вагонов — М_: Транспорт. 1984. — 33 с.
2. ШаройкоА.В., Хибриков Е.А. Опыт проектирования АСУ МТО на желез-
нодорожном транспорте. — М.: Транспорт, 1987 — 49 с.
3 Бродовский А.Л. Огранизация вагонного хозяйства и содержание ваго-
нов — М.:Трансжелдориздат, 1947. — 450 с.
4. Мишарин А.С. Информатизация — важнейшее средство повышения Эф-
фективности работы отрасли // Железнодорожный транспорт, N1 9. 1999 —
С. 19-23.
5. Устич П.А. Карпычев В. А., Свечников М.Н. Надежность рельсового не-
тягового подвижного состава — М.: ИГ «Вариант», 1999. —415с.
6. Гридюшко В.И., Бугаев В.П, Криворучко Н.З. Вагонное хозяйство. — М
Транспорт. 1988. — 295 с
7 Taylor J.S. A statistical theory of depreciation. The Journal of the American
Statistical Association. December, 1923, v. 18, p 1010—1023
8. Hotelling H. A general mathematical theory of depreciation. The Journal of
the American Statistical Association. September. 1925, v. 20, p. 340—353.
9. Васильев В.О Отчисления и расходы на возобновление имущества в же-
лезнодорожном предприятии // Труды экономического бюро НКПС. —
М.,1925. — С.71-85
10. Буянов А.И. О рациональной выбраковке изношенных деталей сель-
скохозяйственных машин И Всесоюзная конференция по трению и износу в
машинах,т. I, АН СССР. — М.,1939.
11. Кабенин Н.Г Аналитический метод расчета срока службы паровоза //
Техника железных дорог, № 6, 1953. — С. 7-10
12. Preinreich O.A.D. The economic equipment policies. An evaluation. Man-
agement Science. October, 1957
13. Селиванов А.И. Основы теории старения машин М Машиностро-
ение, 1964. — 404 с.
14. Бронштейн Л.А., Лейдерман СР. Определение оптимального срока
службы подвижного состава автомобильного транспорта // Труды Москов-
ского инженерно-экономического института. Вып. XVI — М.: Автотрансиз-
дат. 1961. - С. 144-157.
15 Masse Р. Optimal investment decisions. Englewood Cliffs N.J . 1962.
16. Токарев Г.Г. Рациональные сроки службы автомобилей — М.: Авто-
трансиздат, 1962.—79 с
17. Артемьев Ю.Н Технико-зкономические основы ремонта трактора Ц
Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства,
№ 3, 1964.
18. Гальперин АС. Динамическое программирование и оптимальная на-
дежность отремонтированных машин // Механизация и электрификация со-
циалистического сельского хозяйства, № 1,1966.
19. Михлин В.М. К вопросу определения оптимального межремонтного
срока службы узла или агрегата машины //Труды ГОСНИТИ, №4, (964.
20. Петухов Р.М. Методика экономической опенки износа и сроков служ-
бы машин. — М.: Экономика, 1965. — 168 с
21. Jorgenson D.W и др. Optimal replacement policy Amsterdam, North-Hol-
land Publishing Company, 1967.
22. Райкин А.Л. Элементы теории надежности технических систем. — М
Сов. радио, 1978. — 277 с.
23. Колегаев Р.П. Экономическая оценка качества и оптимизация системы
ремонта машин. — М.: Машиностроение, 1980. — 240 с.
24. Горский А В., Воробьев А.А Оптимизация системы ремонта локомоти-
вов. — М.: Транспорт, 1994. — 209 с
25. Дадыко С.Р., Мартынов Н.Д. Вагонное дело. — М.1 Транспечать,
НКПС, 1925. - 234 с.
26. Бородай С М Система ремонта и повышения работоспособности ваго-
нов Ц Железнодорожный транспорт, № 4,1980.
27. Устич П.А. Система технического обслуживания и ремонта грузовых
вагонов. — М ; МИИТ, 1989. — 153 с
28 Устич П.А. Иванов А А. Некоторые принципы и технология системно-
го проектирования вагона //Автоматизация и современные технологии, № 9.
1998.-С. 12-17.
29. Теория управления социалистическим производством / Под ред.
О.В Козловой. — М.: Экономика, 1983 — 432 с
30 Денисов А.А.. Колесников Д Н. Теория больших систем упрааления. —
Л : Энергоиздат, 1982. — 288 с.
31. Шишков А.Д.. Дмитриев В А.. Гусаков В.И Организация, планирова-
ние и управление производством по ремонту подвижного состава / Поп ред.
АД. Шишкова — М.: Транспорт, 1997 — 343 с.
32. Кирилюк А В. АСУ в вагоноремонтном производстве. — М : Транспорт,
1978. - 175 с
33. Матвеенко В.А. Правовые и организационные проблемы документа-
ционного обеспечения государственного управления//Доклады Шестой
международной научно-практической конференции 24—25 ноября 1999 г —
М: 2000. — 240 с.
34. Мартынюк Н.Г.. Ступин А П. Кирилюк A-В., Райков ГВ Этапы разра-
ботки и становления АСУ вагонным хозяйством — М.. ИНИИТЭИ МПС,
сер Вагоны и вагонное хозяйство, 1997. — 51 с
35. Гриненко Я.Ф.. Царев Р.М Научные основы управления производством
на железнодорожном транспорте Часть II — М МИ ИТ, 1976. — 108 с.
36. Углом А М. и Яглом И.М. Вероятность и информация. — М.. Наука,
1973.-510 с.
37 Колмогоров А.Н. Фомин С.В Элементы теории функций и функци-
онального анализа. — М : Наука, 1976. — 542 с.
38. Дедков В К.. Северцев П.А Основные вопросы эксплуатации сложных
систем. — М : Высшая школа. 1976. — 405 с.
39. Беллман Р. Динамическое программирование. — М • ИЛ. I960. —400с
40. Калихман И.Л, Войтенко М.А. Динамическое программирование в
примерах и задачах. — М.: Высшая школа, 1979. — 125 с.
41. Вопросы математической теории надежности / Под ред. Б.В. Гнеден-
ко. — М : Радио и связь, 1983 — 376 с.
42 Дружинин ГВ. Человек в моделях технологий. Часть II. — М. МИИТ,
1997. — 135 с.
43. Устин П.А . Макухин В.М, Меланин В.М. Научные основы проектиро
вания системы «вагон—среда». — М.: МИИТ, 1996. — 214с.
44. Вагоны / Под ред. Л.А. Шадура — М.: Транспорт, 1980. — 440с
45. Мазорчук Р.К., ШаройкоА В., Берлин В.И. Нормирование расхода мате-
риалов и запасных частей на железнодорожном транспорте — М.: Транспорт,
1984.-272 с.
46. Нагорный Е.В, Хаба И.И. Совершенствование технического обслужи-
вания вагонов на сортировочных станциях. — Киев.: Техника, 1987. — 140 с.
47. Типовой технологический процесс работы ПТО вагонов М_.
Транспорт. — 1964.
48. Адлер Ю.П, Маркова Е.В.. Грановский Ю.В. Планирование экспери-
мента при поиске оптимальных условий М_: Наука, 1971. — 280 с.
49. Барзилович Е.Ю., Каштанов В.А. Организация обслуживания при огра-
ниченной информации о надежности системы. — М.: Энергоиздат, 1975. —
280 с.
50. Гнеденко Б В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслужи-
вания — М.: Наука, 1966. -431 с.
51. Янке Е., Эмде ф., Леш Ф. Специальные функции. Формулы, графики,
таблицы. Пер с нем., 2-е изд. М.: 1968 472 с.
52. Нагруженность элементов конструкции вагона / Поп реп. В.Н. Коту-
ранова. — М.: Транспорт, 1991 238 с
53. Инструкция осмотрщику вагонов ЦВ-Ш1-408. — М.: Транспорт,
2000.-135 с.
54. Колмогоров А.Н. Три подхода к определению понятия количества
информации. — В кн.: Проблемы передачи информации М.: Наука, 1985,
т.1.-С. 4-13
55. Типовые нормы оперативного времени и нормативы численности ра-
бочих на ПТО грузовых вагонов. — М.: LIB МПС, 1987. — 38 с.
56. Указания по оснащению ПТО грузовых вагонов № 258. — М.. ПКБ
ПВМПС, 1977.
57. Типовой технологический процесс технического обслуживания грузо-
вых вагонов. № 558-89. ПКБ ЦВ МПС от 01.02.89.
58. Лобанов А.Н. Дефектос копирование деталей и узлов вагонных
конструкций. — М.: УМК МПС РФ, 1999. — 72 с.
59. Бешелев С.Д., Гурвич Ф Г Математике-статистические методы
экспертных оценок. — М.: Статистика, 1980. — 263 с.
60. Вентцель Е£. Теория вероятностей М.- Высшая школа, 1999 — 575 с
61. Ломов Б.Ф. Человек и техника М.: Советское радио, 1966. — 464 с.
62 Попов А.И.. Королев А.Н. Экономика, организация и планирование
вагонного хозяйства. — М_: Транспорт, 1975. 223с.
63. Волкова В.Н, Денисов А.А. Основы теории систем и системного
анализа — СПб.: Энергоиздат, 1997. — 113 с.
Алфавитный указатель
Авария поезда 245
Агрегатны й метод ремонта 281
Автоконтрольный пункт депо 344
Б
Безопасность объекта 252
Брак в работе 245
Бесцеховая структура управления 460
В
Вагономоечная машина 57
Вагоноколесные мастерские 70
Входяший поток 289
Вагонного хозяйства функции 262
Глубокая диагностика вагона 122
Генеральный план депо 76
Гарантийное плечо ПТО 360
Гипотеза Миллера 512
Д
Дефектная ведомость 376
Децентрализация управления 460
Дисциплина обслуживания 288
Дисконтирование затрат 381
Депо ремонтно-экипировочное 48
Е
Единая техническая ревизия 160
Ж
Живучесть конструкции 254
3
Закон обслуживания 285
Звено управления 448
И
Информационная цепь 481
Информационное напряжение 482
Информационное сопротивление
483
Информационная модель
управления 481
И нфрастру ктура объекта 11
Индикатор взрывоопасности 216
Интеллектуальная система
управления 443
К
Кантователь кузова 188
Капитальный ремонт 118
Культура управления 479
КПД схемы управления 498
Ключ отопления поезда 176
М
Модель склада депо 318
— математическая 350
— системы ремонта 350
— вербальная 444
Мощность предприятия 122
Механизм управления 444
Метод управления 466
Метод максимального
правдоподобия 259
Матрица запаса деталей 304
Н
Норма управляемости 461
Нормати вны й срок службы 123
О
Организация 118,451
Оргструктура управления 456
Объект управления 447
Отделение ремонта крышек люков 66
Операция 118
Очистка котлов 211
Отсутствие последействия 536
п
Параметр безопасности ва гона 351
Программно-целевое управление 464
Принцип оптимальности Беллмана
537
Производственная структура лепо 59
Показатели качества ремонта 331
Пункт технического обслуживания 27
— экипировки рефриж. вагонов 33
— технической передачи 32
Р
Ремонт 118
— аварийный 120
— текущий 118
— средний 118
— предупредительный 120
— плановый 119
Ремонтный цикл 122
Риск аварии 257
Ревизорский аппарат 149
Рольганги 190
Ремонтопригодность 222
С
Система 437
— ремонта 122
Стратегия ремонта 119
— деповского ремонта 397
Ступень управления 460
Сложность системы 508
Система ДИСПАРК 101
— поддержки решений 474
Структура ремонтного никла 122
Станция промывочно-пропарочная
25
деэинфекиионно промывочная 22
— техническая пассажирская 37
Служба надежности 98
Ставлюги 188
Скрытое аварийное состояние 253
Т
Техническое обслуживание 118
Технология 117
Трансбордер 189
Управление объектом 444
— оперативное 297
— уравнение Беллмана 539
— Колмогорова 285
Управленческое решение 469
Условие безавральной работы 287
Участок вагоносборочный 63
— ремонта бухс 65
— колесных пар 65
— ремонтно-комплектовочный 66
Ф
Функция управления 449
— эксплуатационных потерь 270
Функциональные связи 462
Ц
Централизованный учет вагонов 104
Централизация управления 460
Целостность системы 514
III
Штабная форма связей 463
Э
Экспертный метод 531
Эксплуатация объекта 118
Энтропия системы 510
Эффективность управления 482,484
Я
Явочный состав рабоч их 333
Оглавление
Предисловие.................................................. J
Введение..................................................... 7
Часть I Инфраструктура хозяйств грузовых
и пассажирских вагонов ________.__________ .... II
1. Материально-техническая база вагонного хозяйства......... II
1.1 Техническая база текущего содержания грузовых вагонов
и контейнеров ............................................ Н
1.1.1. Вагонное депо............................. ... 11
1.1.2. Пункты технического обслуживания вагонов,
специализированные на подготовке вагонов к перевозкам.. 13
1.1.3. Механизированные пункты подготовки к перевозкам
полувагонов и платформ............................... 16
1.1.4. Пункты комплексной подготовки к перевозкам крытых
и изотермических вагонов.......................... .. 21
1.1.5. Промывочно-пропарочные предприятия........... 25
1.1.6. Пункты технического обслуживания вагонов
на сортировочных станциях, механизированные пункты
и специализированные пути текущего ремонта вагонов .. 27
1.17. Пункты контрольно-технического обслуживания вагонов,
посты опробования тормозов, контрольные посты и пункты
технической передачи вагонов....................... 31
I 1.8. Пункты экипировки рефрижераторного подвижного
состава............................................. 33
1.1.9 Пункты технического обслуживания контейнеров.
Пункты перестановки и обмена вагонов................ 34
1.2 . Материальная база пассажирского вагонного хозяйства. 35
1.2.1. Пассажирские технические станции.............. 37
1.2.2. Ремонтно-экипировочные парки.................. 45
I 2.3. Ремонтно-экипировочные депо................... 48
I 2.4. Пункты текущего отцепочного ремонта........... 53
I 2.5. Пункты технического обслуживания........... .. 55
I 2.6. Устройства механизации и автоматизации
пассажирского вагонного хозяйства.........- -........ 56
I 3. Материальная база деповского ремонта................ 59
1-3.1. Производственная структура вагонных депо...... 59
I 3.2. Структура депо и основных производственных участков
для ремонта грузовых вагонов........................ 63
1 3.3- Структура депо д ля ремонта рефрижераторных
и пассажирских вагонов................................. 68
1 3.4. Вагоноколесные мастерские, депо для ремонта контей-
неров. участки по разделке вагонов в металлолом........ 70
1 -4. Проектирование и реконструкция объектов вагонного
хозяйства............................................... 74
1.4 I. Основные понятия................................ 74
1.4.2. Требования к размещению производственных участков
и отделений депо.................................... 78
1.4.3. Требования к архитектурно-строительной части,
санитарно-технические, экологические и противопожарные .. 79
1.4.4. Особенности реконструкции вагонных депо......... 81
1.4.5. Составляющие задачи проектирования и реконструкции
вагонных депо.......................................... 83
2. Система материально-технического снабжения предприятий
вагонного хозяйства ........................................... 84
2.1, Общая характеристика системы МТС МПС России.......... 84
2 2 Основные стадии процесса материально-технического
снабжения.................................................. 85
2.3. Организационная структура системы МТС МПС России.
Функции основных ее составляющих........................... 86
2.4. Организация материально-технического снабжения
вагонного депо........................................-.... 90
3. Информационная база вагонного хозяйства ........ .... 94
Часть И. Общие вопросы эксплуатации вагонов . ........... 105
4. Механизм использования грузовых вагонов по назначению..... 105
4.1. Техническое нормирование эксплуатационной работы..... 105
4.2. Управление потоками................................. 108
4.3. Оперативное управление перевозочным процессом... 108
4.4. Операции, совершаемые над поездами на технических
станциях...................................................113
5. Ремонт и техническое обслуживание вагонов ............... 117
5.1 Термины и определения................................... 117
5.2. Эволюция методов расчетного обоснования сроков службы
и системы ремонта техники Отражение их в инструкциях
и приказах МПС России.................................... 123
5.3. Техническое обслуживание и экипировка пассажирских вагонов 152
5.3.1. Виды и периодичность технического обслуживания
и санитарией обработки пассажирских вагонов .. ......_____ 152
5.3.2. Технология технического обслуживания вагонов ....... 156
5.3.3. Экипировка, уборка и санитарная обработка
пассажирских вагонов.................................. 163
5.3.4. Организация технического обслуживания и экипировки
вагонов на пассажирских технических станциях
и в технических парках.............................. 167
5.3 5. Определение потребного парка вагонов и организация
работы поездных бригад................................ 173
5.3 6 Особенности технического обслуживания вагонов
с электрическим и комбинированным отоплением........... 176
5.4. Организация технического обслуживания автотормозов
ц автосцепного оборудован ия............................... 180
5.4.1. Техническое обслуживание автотормозного
оборудования........................................... 180
5.4.2. Техническое обслуживание ударно-тяговых приборов .. 184
5.5. Организация работы основных подразделений грузового
вагонного хозяйства........................................ 185
5.6. Организация подготовки вагонов к перевозкам...... . 199
6. Признаки эталонной системы технического обслуживания
н ремонта вагонов .... ... 220
7. Анализ вагонной конструкции как объекта ремонта и технического
обслуживания ............................................... . 222
8. Обеспечение безопасной эксплуатации вагонов . . 244
Часть ///.Анализ основных функций
вагонного хозяйства ........................................... 262
9. Своевременное обнаружение повреждений и отказов вагонных
конструкций ... 262
10. Техническое обслуживание и текущий ремонт вагонов в пути
их следования........ ....................................273
10 I. Технология исполнения второй функции ВХ...............273
10.2. Показатели качества исполнения рассматриваемой функции ВХ . 275
10.3. Обеспечение ресурсами работ по исполнению рассматриваемой
функции ВХ................................................ 276
10 4. Основные проблемы рассматриваемой функции ВХ .........279
10 5. Эталонная технология исполнения рассматриваемой
функции ВХ................................................ 281
10 6. Пути приближения к эталонной технологии исполнения
рассматриваемой функции ВХ .................................282
10.7. Математические модели и алгоритмы оптимизации
параметров организации исполнения второй функции ВХ.........283
10 7.1. Модель функционирования пункта отцепочного
ремонта............................................... 286
10 7.2. Критерий оптимального размещения МП РВ на крупном
полигоне эксплуатации грузовых вагонов..................294
10.7.3. Математическая модель оперетивного упрааления
Текущим отцепочным ремонтном грузовых вагонов на крупном
полигоне эксплуатации...................................297
10.7 4 Расчетное обоснование неснижаемого оборотного
фонда запасных частей...................................305
11. Ремонт вагонов крупного обьемз.............................324
11 I. Технология исполнения третьей функции ВХ ............324
11.2. Показатели качества исполнения рассматриваемой функции ВХ. 331
11.3. Обеспечение ресурсами исполнения третьей функции ВХ...333
11.4. Основные проблемы рассматриваемой функции ВХ.......... 335
11.5. Эталонная технология исполнения третьей функции ВХ .... 344
Часть IV. Оптимизация нормативного срока службы и системы
ремонта вагонов ................................................347
12. Объект оптнмгзашюнной задачи...............................347
13. Требования к системе ремонта н методике ее оптимизации.....350
14. Математическая формулировка задачи ...... ........351
15. Структура базы исходных данных ............................352
16. Целевая функция н обоснование существования ее минимума....355
16.1. Графики удельных величин, составляющих себестоимости
единицы пробега вагона......... .... .....................356
16. 1.1 Удельные затраты на К Р.......................356
16.1 2. Удельные затраты на ДР .................. 358
16.1 3. Затраты на текущие ремонты и техническое обслуживание 360
16 I 4 Удельные затраты на приобретение вагона........ 362
16.1 .5. Удел ьные и зпержки других хозяйств .........363
16.2. Зависимость себестоимости единицы пробега вагона от про-
должительности межремонтного пробега, ремонтного цикла
и срока его службы .........................................363
17. Технология реализации необходимых условий экстремума
целевой функции ............................................... 368
J 7.1. Первый вариант учета затрат на деповские и капитальные
ремонты ....................................................369
17.2. Второй вариант учета затрат на деповские и капитальные
ремонты.................................................... 372
18. Методика оценки параметров роста затрат на ремонты вагона
по мере его старения ................................... .. 375
19. Учет разновременности вложения средств в ВХ 380
20. Упрощенная оценка параметра безопасности вагона ....384
21. Методика оптимизации параметра безопасности вагона ...... 387
21.1. Характер и природа целевой функции...................387
21.2. Стратегия технического содержания вагона.............390
21.3. Вывод формулы целевой функции....................... 405
21 4. Оптимизация параметра безопасности вагона ..........412
21.5. Технология практической реализации полученных результатов. 415
22. Расчет количества вагонов, нуждающихся в плановых ремонтах
или в глубокой диагностике в течение планируемого календарного года . 423
23. Алгоритм оптимизации системы ремонта вагонов...............428
24. Пример оптимизации системы ремонта полувагонов ... ........431
Часть V. Модели управления вагонным хозяйством ..............437
25. Вагонное хозяйство как объект и субъект управления. .... 437
26. Вербальная модель системы управления вагонным хозяйством . .... 444
26.1. Механизм управления ВХ.............................444
26.2. Формирование объектов управления ВХ .... ... - 447
26.3. Функции управления ВХ ............................449
26.4. Организационная структура системы управления ВХ..........456
26.5. Характер связей в системе управления ВХ ...........462
26.6. Методы управления ВХ............................. 466
26.7. Управленческое решение.............................469
26.8 Некоторые вопросы организации управленческого труда ... 475
27. Информационные модели управления ВХ.....................481
28. Модели структур системы управления ВХ ..................508
28.1. Некоторые вспомогательные понятия..................... .. 508
28.2. Условие целостности системы ......................514
28.3. Степень целостности системы .......................516
28.4. Коэффициент использован ия каждого органа в управлении ... 519
28.5. Коэффициент полезного действия системы ВХ и ее элементов 520
28.6. Многосторонний подход к анализу структур управления ВХ ... 521
29- Математическая модель управления ВХ . ........................ 529
29 I. Основные положения.................................529
29.2 Задача выбора управляющего воздействия для перевода
вагонного хозяйства из исходного состояния в оптимальное-535
2 9.2.1. Первый этап решения задачи................535
29 2.2. Второй этап решения задачи...... ..........541
Литература................................................. 550
Алфавитный указатель........................................ 553