Установление рационального количества маневровых локомотив по станции «Ростов-Главный»

Общее количество загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу города от ждт за 2012 г.  составляет  8 – 9 тыс. тонн. вредных веществ.

 

Таблица 2 - Экспертная оценка основных составляющих и нормирования уровня квалификации машиниста станции Ростов-Главный

№ п/п	Составляющая	Ед. Изм.	Диапазоны системы изменения					Примечание
			1 балл	2 балла	3 балла	4 балла	5 баллов
1	Возраст работника при приеме на работу	года	18-19	20-22	23-25	26-29	30-40	Готовность  к исполнению обязанностей повышается и снижается в зависимости от возраста
2	Диапазон тарифно-квалификационных  разрядов	разряд	8	8-9	9	10	11	Разряд повышается в зависимости от стажа работы и успешности сдачи квалификационных экзаменов
3	Уровень образования, квалификация и срок подготовки	Уровень, лет	РП, 6мес.	НПО, 1-1,5	СПО, 2-3	ВПО, 3-5	ППО, 1-3 после ВПО	РП- рабочая профессия. НПО - начальное профобразование, СПО - среднее профобразование, ВПО - высшее профобразование, ППО - послевузовское
4	Стаж работы	лет	0,5-2	2-3	4-5	5-7	Более 7	Стаж работы способствует повышению уровня квалификации работника в пределах установленной градации
5	Тип характера	1 из 4 типов	меланхолик	Меланхолик или флегматик	Флегматик или холерик	Холерик или сангвиник	Сангвиник	Для оценки применяется используемая в теории психологии классификация человеческих темпераментов на четыре обобщенных типа.

 

 

 

4.2 Экспертная характеристика факторов

 

Результатом экспертной характеристики факторов исследуемого объекта является выбор входных факторов для включения их в структуру математической модели и выполнения расчетных процедур требуемых параметров.  Таблица 4 позволяет сконцентрировать максимальное количество информации об анализируемых факторах с целью проведения их экспертизы по двум критериям (установление наиболее значимых факторов и, не имеющих взаимосвязей), а также минимизации дальнейших затрат исследователя на расчетные процедуры.

В отдельной строке, имеющей свой порядковый номер в таблице, вносится информация о каждом факторе. В начале заполняются первые пять колонок таблицы для всех исследуемых факторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 –Экспертная характеристика факторов математической модели для анализа количества маневровых локомотивов на станции Ростов-Главный

№ п/п	Наименование входного фактора, (его буквенное обозначение)	Уравнение или характеристика	Характер влияния на выходной фактор	Исследуемая область изменения, ед. измерения	Ранг	Взаимосвязи с другими входными факторами	Шаг	Итоги
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Время на подачу и уборку вагонов на грузовые и другие пункты станции (t п/у)	Статистические данные	↑,↑	10-15 часов	7	6.7.8.9	3	Const
	Количество отправленных поездов (Отпр)	Статистические данные	↑,↑	8-10 поездов	8	1,6,9,13	5	Const
	Эксплуатационная интенсивность отказов систем автоматики, телемеханики и связи (Э)	λэ=r/(N×T)	↓,↓	3,5-6,7*10-6отказа	9	4,9,12	4	Const
	Статнагрузка С	Фактическое Значение	↑,↑	60-65 т/ваг	11	1,9	10	Const
	Количество путей только для маневровых работ K	Фактическое Значение	→,↑	1-4 путей	10	6	12	Const
	Количество  подъездных путей необщего пользования,  Пп	Фактическое Значение	↑,↑	1-10 п/п	15	-	2	Const
	Среднее время простоев местных вагонов на станции в ожидании формирования  Пфор	статистические данные	↓,↓	20-40 час	6	6,9,13	6	Const
	Среднее время простоев местных вагонов на станции в ожидании расформировании  Прас	статистическое значение	↓,↓	20-22 час	5	2,9	11	Const
	Содержание рабочего парка Ср	статистические значение	↑,↑	1880-1890 ваг./сут	13	8	7	Const
	Время на текущий ремонт одного локомотива t	статистическое значение	↑,↑	10-16 час.	3	2,15	13	3
	Уровень квалификации машиниста У	Бальная оценка	→,↑	1-5 баллов	12	-	9	Const
	Нормативный срок службы локомотива N	статистическое значение	↓,↑	30-32 лет	1	4	15	1
	Количество поездов, прибывающих в расформирование за смену, Cm	статистическое значение	↑,↑	1-8 Поездов	2	6	14	2
	Количество локомотивных бригад Kб	Фактическое Значение	→,↑	10-15 бригад	14	-	9	Const
	Среднее время локомотива, находящихся на техническом обслуживание	статистическое значение	↑,↑	4-6 час	4	2,13	7	Const

 

Для окончательного подведения итогов экспертной характеристики входных факторов в вычеркнутых строках в графе «Итоги» вносится запись «Const». Это показывает, что влияние «исключенных» факторов на исследуемую функцию будет учтено свободным членом регрессионного уравнения. Напротив оставшихся четырех факторов цифровым значением от 1 до 4 (соответствует количеству не вычеркнутых факторов) выставляется итоговый ранг. Он коррелирует с ранее установленной тенденцией порядковых значений, внесенных в 6-й графе.

На основании экспертной оценки данных таблицы 3из 20 рассмотренных входных факторов были установлены 3 фактора под номерами 9,12,13 удовлетворяющие заданным критериям, которые будут включены в виде переменных факторов в статистическую модель анализа количества маневровых локомотивов.

 

4.3 Сбор (выбор) и анализ статистических данных

 

Формируется корреляционное поле для расчета статистической модели.

Самостоятельно задается гипотеза значений вариационного ряда для каждого из входных, а также выходного факторов в виде случайной выборки данных из исследуемой области значений, установленной в ходе экспертизы, с учетом взаимосвязей и тенденцией к изменению характеристик объекта.

Таблица 5 для регистрации данных имеет структуру, соответствующую матрице исходных данных, которая будет использоваться в процессе моделирования регрессионного уравнения программными средствами. Она составляется на основании экспертной характеристики (таблица 4) взаимосвязей выходного фактора-функции с установленными входными факторами-аргументами.

Предварительный процесс предполагает подготовку регистрационной документа, составленного в виде таблице по форме-шаблону, с таким количеством колонок, которое обеспечивает внесение необходимой информации по избранным входным факторам (Xji), прошедших экспертную оценку и включаемых в модель. Количество колонок может рассчитываться по формуле: «количество входных факторов (М) плюс еще две единицы (одна из них это номер п/п, а вторая графа - для выходного фактора)».

Количество строк в таблице (они обязательно нумеруются) должно соответствовать количеству проведенных опытов, экспериментов (i) по измерению исследуемых факторов (от 15 до 20).

В заголовок каждой графы таблицы вносится информация о трех аспектах соответствующего фактора: буквенное обозначение, символьное обозначение характера влияния на выходной фактор (для выходного фактора указывается тенденция представления значений), а также область изменения значений  в зависимости от установленной взаимосвязи (от min до max или наоборот).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5 − Таблица исходных данных для расчета статистической модели

№	Кол-во ман-х локомотивов (К)  ↑,	Нормативный срок службы локомотива N	Количество поездов, прибывающих в расформирование за смену, Cm↑↑	Время на текущий ремонт одного локомотива t
п/п	(1-9 лок.)	30-32 года	1-8поезд	10-16 час
1	2	3	4	5
	1	30	1	10
1	1	30	2	11
3	1	30	2	11
4	1	30	3	11
5	2	30	3	12
6	2	30	3	12
7	3	31	4	12
8	4	31	5	12
9	4	31	5	13
10	4	31	5	14
11	5	31	5	14
12	5	31	5	15
13	5	31	7	15
14	5	32	7	15
15	6	32	7	15
16	6	32	7	15
17	7	32	8	16
18	7	32	8	16
19	9	32	8	16
20	9	32	8	16

 

Выходной фактор – количество маневровых локомотивов

 

 Входной фактор - Нормативный срок службы локомотива

Входной фактор - Количество поездов, прибывающих

в расформирование за смену

 

 

Входной фактор -  Время на текущий ремонт одного локомотива

 

Таблица модифицированных данных

 

4.4 Расчет коэффициентов и анализ статистических моделей

Анализ полученных шести регрессионных уравнений по исследуемой тематике с использованием программы «MODEL 03» проводится с использованием табличной формы представления результатов расчетов (таблица 6).

Расчет выполняется шести регрессионных уравнений вида:

 

 

 

Типы структур регрессионных моделей, исследуемых в работе: 0 – базовый, линейный полином, 1 – полином квадратной степени, 2 – логарифмический, 3 - обратной зависимости, 4- корня квадратного, 5 – полином с последовательным произведением факторов.

 

0) К=49,016506-1,535690211*(N)+4,593554696*(Cm)-3,203740458*(t)

 

критерии качества модели

r2=0,9376 rm2=0,9259 jm=1455,25296531

1. К=45,726555-0,1167516091*(N)^2+0,4187805692*(Cm)^2-0,2343818975*(t)^2

 

критерии качества модели

r2=0,928 rm2=0,9145 jm=1681,01516392

 

2)К=62,658784-7,851365547*LOG(N)+24,47035192*LOG(Cm)-24,82602998*LOG(t)

 

критерии качества модели

r2=0,9386 rm2=0,9271 jm=1433,38527264

 

3)К=38,159661+45,22812924*1/1+(N)-114,9136213*1/1+(Cm)+113,9095637*1/1+(t)

 

критерии качества модели

r2=0,8979 rm2=0,8787 jm=2383,28132863

4)К=60,602838-6,334051417*SQR(N)+18,5858443*SQR(Cm)-17,65262702*SQR(t)

 

критерии качества модели

r2=0,9406 rm2=0,9294 jm=1386,62710943

5) К=81,6221-0,102222368.*(N+1)*(Cm+1)*(t+1)

критерии качества модели

r2=0,4836 rm2=0,4549 jm=9819,25332812

 

 

Анализируя полученные уравнения, выбираем уравнения с максимальным коэффициентом корреляции (R2= 0,9386) и скорректированным коэффициентом множественной корреляции (Rm2=0,9271) и с минимальной статистикой (Jm=1433,4)

 То есть оптимальная статистическая  модель в следующем виде:

К=62,658784-7,851365547*LOG(N)+24,47035192*LOG(Cm)-24,82602998*LOG(t)

 

4.5 Проверка «адекватности» математической модели

 

В полученное оптимальное уравнение подставляем опыт №2 из таблицы модифицированных данных.