Wybrana problematyka budowy modelu oceny dostosowania linii kolejowych do wymagań interoperacyjności Selected problems of creating a model for the assessment of the railway lines adaptation to interoperability requirements

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 110. Transport. 2016.

(2)

(3) PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., Biuro Strategii. WYBRANA PROBLEMATYKA BUDOWY MODELU OCENY DOSTOSOWANIA LINII KOLEJOWYCH ,%#.!8!*'0"%3"!&.'%+&* &'

(4) dostarczono: listopad 2015. Streszczenie: " 'budowy modelu oceny dostosowania linii kolejo #

(5)

(6) > Obecne

(7)

(8) #

(9) =

(10) ruchowo – przewozowe na poszczególnych liniach kolejowych

(11) #Ynii Europejskiej (UE),

(12)

(13)

(14) "

(15)

(16)

(17) ' infrastruktury kolejowej. Roz

(18) -

(19) "

(20)

(21)

(22) obszarach funkcjonowania i # Yv>D

(23)

(24) /

(25)

(26)

(27)

(28)

(29) '

(30)

(31) -

(32) @= w danym momencie realizowanego przeds

(33) '

(34) '

(35)

(36)

(37) - np. ekonomicznie - wprowadzenie takich zmian. Zaproponowany model oceny o akronimie „MODIK” "

(38)

(39) obsza

(40) -#

(41)

(42)

(43)

(44)

(45) # i funkcjonowania systemu transportu kolejowego. W przedmiotowym artykule wskazano wybrane problemy, które po

(46)

(47) '

(48)

(49) >

(50)

(51) X, ocena linii kolejowych, model. 1. #03 Na terenie krajów

(52) # Y

(53)

(54) v

(55) 4Yv< ' ( * systemów -

(56) # =)

(57) # =$

(58) 4+***=+$=+$)*+$)=+,**=+,,<=

(59)

(60)

(61) budowli i skrajni taboru, 5 systemów zasilania trakcji elektrycznej (0,65/0,75/1,2kV DC, 1,5kV DC, 3kV DC, 15kV AC, 25kV AC) [17, 18, 19] itd. Taki stan rzeczy ogranicza " '

(62)

(63)

(64) '

(65) -

(66) '

(67) = "

(68)

(69)

(70)

(71) '

(72) # / wy i lotniczy [25]. ?

(73) '

(74)

(75) [$\

(76)

(77) funkcjonowania [)*\=

(78)

(79) "

(80)

(81)

(82) ' kolejow

(83) }

(84)

(85) ®

(86)

(87)

(88) # Yv [)*\>

(89) -

(90) ', Komisja Europejska (KE).

(91) 74. ?D

(92)

(93).

(94) X

(95)

(96) podstawowo w zakresie prawno – administracyjnym oraz stosowanych standardów technicznych, stosowanych w poszczegól# #

(97) # Yv> v@ #

(98) >

(99) >

(100)

(101)

(102) na poszczególnych sieciach kolejowych [25]. Idea zintegrowania sieci kolejowych poprzez wdr

(103)

(104)

(105) @

(106)

(107) "

(108) #

(109) # 4;v-T) [21, 26]. %

(110)

(111)

(112)

(113) Yv @

(114)

(115) >

(116) >( ¼ w

(117) )**++v -

(118) – obecnie uchylonej i

(119)

(120) -)*+)Yv<= ¼

(121) )**Yv4

(122)

(123) >< -"

(124) # kolejowego, ¼

(125) )**$v 4

(126)

(127) >< -

(128)

(129) systemu kolejowego. x

(130)

(131)

(132) -

(133)

(134) /

(135)

(136) -

(137) ' -

(138) @ - / # Yv [25].. 2. OCENA DOSTOSOWANIA LINII KOLEJOWYCH DO #.!8!*'0"%3"!&.'%+&*

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

(144)

(145)

(146) -

(147) - # #( }f@®= „Energii” i „Sterowania – -

(148) ®

(149)

(150) =

(151)

(152) / fikacji WE podsystemów strukturalnych, @

(153) @

(154) - (podmiot

(155)

(156) '

(157) "

(158)

(159)

(160)

(161) /

(162)

(163)

(164) prowadzenie procedur weryfikacji WE podsystemów)

(165)

(166) @

(167) v

(168)

(169)

(170)

(171)

(172) w oparciu o

(173)

(174)

(175) #;Df [3, 44]. Jednym z podstawowych warunków p '

(176)

(177) 'ciu inwestycji infrastrukturalnej jest

(178) jej realizacji

(179)

(180)

(181) zmodernizowanej linii kolejowej @

(182)

(183)

(184)

(185) # > funduszy UE [14]>

(186) - '=

(187) '

(188) @

(189)

(190) / kich elementów w obszarze przewozów

(191) #= - na

(192) #

(193) wprowadzenia nowego / wych na danej linii kolejowej wraz z podniesieniem poziomu "

(194) #

(195) -

(196)

(197) samej

(198) .

(199)

(200) #

(201) "X

(202)

(203) -/ ne z

(204) "

(205)

(206)

(207) 4

(208) '

(209)

(210)

(211)

(212) / # < #

(213) - [25]> "

(214) #

(215) - lub transponowanie tego ruchu z innych '

(216) transportu,

(217) X

(218)

(219) x-' f@ y modernizacji infrastruktury kolejowej [14]..

(220) Wybrana problematyka budowy modelu oceny dostosowania linii kolejowych do .... 75. W tym konkretnym X widzenia interesariuszy transportu

(221) #(

(222) =

(223) 4 #

(224) <=

(225)

(226) 4 # towarowym) oraz producenci elementów infrastruktury i suprastruktury kolejowej [10]. Przy takim scenariuszu zmian m -

(227) ' "

(228)

(229) X pewne obawy

(230) w inwestycj'>

(231) v&;QD4'

(232) #

(233) - <=

(234)

(235) ' X

(236)

(237)

(238)

(239) zostanie dostosowana do

(240) /

(241) > !

(242) -

(243) @

(244) "'

(245) zainteresowany poniesieniem kosztów modernizacji linii kolejowej,

(246) #

(247) - 4

(248) / <

(249)

(250)

(251)

(252) [11].

(253)

(254)

(255)

(256)

(257)

(258)

(259) "X

(260) ' uzasadnione tak z punktu widzenia z-

(261) @=

(262)

(263)

(264)

(265) / ników

(266)

(267) #

(268)

(269)

(270) "

(271) - >

(272) @ X

(273)

(274)

(275)

(276) "

(277) -

(278) #= -/ #

(279)

(280)

(281) '

(282)

(283) "

(284) 4 X

(285) @ /. "

(286) < [22], jak i #

(287)

(288)

(289)

(290)

(291) "

(292) - =

(293) '

(294) '

(295) pokrycie kosztów zakupu oraz kosztów eksploatacji taboru, co ostatecznie

(296) '

(297) @ @

(298)

(299)

(300) '

(301) '

(302) [14]. & -

(303)

(304)

(305) '

(306) #

(307) -

(308)

(309)

(310) /

(311)

(312) #

(313)

(314) na tej linii [2, 6, 13, 31], w

(315)

(316) #

(317) - [41]>

(318)

(319)

(320)

(321)

(322)

(323)

(324) #

(325) -

(326)

(327) ' -= X

(328)

(329)

(330)

(331)

(332) -#

(333) - = X

(334) zny efekt ekonomiczny zmiany. % X

(335)

(336)

(337) "

(338)

(339) #

(340)

(341)

(342) = #

(343) # =

(344) #

(345) '

(346) '

(347) -

(348) =

(349) - 4rametrów) technicznych i #

(350) - =

(351)

(352)

(353)

(354) [4\> & - X "

(355)

(356) -

(357) -

(358) '

(359)

(360)

(361)

(362)

(363) – '

(364) X "

(365)

(366) # #

(367)

(368) #

(369) '#=

(370)

(371) '

(372) - [42]>

(373) '

(374)

(375) / kowych czasów [29] >

(376) #=

(377) # '

(378) ' -

(379) -} ®

(380) -

(381)

(382) . &-=

(383)

(384)

(385)

(386)

(387)

(388) '

(389) X( 1.

(390) "'

(391) -

(392) #= '

(393)

(394)

(395)

(396)

(397) / = '

(398)

(399)

(400)

(401) - > 2.

(402) '

(403)

(404)

(405)

(406) '

(407)

(408)

(409) #

(410) - na zmodernizowanej linii kolejo

(411)

(412) @

(413)

(414) > 3. Q

(415)

(416)

(417) '

(418)

(419) "

(420) -

(421) ## aniu odpo

(422)

(423)

(424)

(425)

(426)

(427) > 4. ' > } ®

(428) -

(429) #= -#

(430) }

(431) ®

(432) # #

(433)

(434)

(435) = '

(436)

(437)

(438)

(439) -#

(440) - > +

(441)

(442)

(443)

(444)

(445) =#

(446)

(447)

(448) "

(449) -

(450) # 4 #<

(451)

(452) -

(453) .

(454) 76. ?D

(455)

(456). w "

(457)

(458) - # 4 <> #

(459)

(460)

(461)

(462) - efekt ekonomiczny ENPV (przerywane linie w kolorze zielonym) oraz poziomu zachowa

(463)

(464)

(465)

(466)

(467) 4

(468)

(469) <, odzwierciedla-

(470)

(471)

(472)

(473)

(474) #,

(475)

(476)

(477)

(478)

(479)

(480) -ych tras po

(481) -ów i wykorzystania ich

(482) -i interoperacyjne. Decyzja o takiej zamianie

(483)

(484)

(485) '#

(486)

(487) # " poprawienia warunków

(488) '

(489) na danej linii kolejowej. Efekt ekonomiczny ENPV. (+).

(490) "

(491) -

(492) -

(493)

(494) "

(495) -

(496) / operacyjnych. (-) Q

(497)

(498)

(499) "

(500) -

(501) / roperacyjnych wymagana dla oferty przewozowej. Zachowanie prze X

(502)

(503)

(504) kolejowej. Rys. 1. Ograniczenia wymagane w modelu

(505) !

(506) .. A

(507) -

(508)

(509)

(510)

(511) X=

(512) -

(513)

(514) -

(515) - =

(516)

(517)

(518)

(519)

(520) - >

(521) - od

(522) '

(523) - =

(524) '

(525) -

(526)

(527)

(528)

(529)

(530)

(531) "

(532) (przejazdu)

(533) -

(534) / wanym od

(535)

(536)

(537)

(538) =

(539)

(540) - >P a problematyka

(541)

(542)

(543) # '

(544) #, -# proces oceny warunków i

(545) =

(546) X

(547) do postaci aplikacji komputerowej [8], [9], [46], [47]..

(548) Wybrana problematyka budowy modelu oceny dostosowania linii kolejowych do .... 77. 3. IMPLEMENTACJA KOMPUTEROWA MODELU OCENY LINII KOLEJOWYCH

(549)

(550) # @ X " " , który opisany z -

(551)

(552) # X implementowany do postaci aplikacji komputerowej np. w

(553) D:f!>

(554) #

(555) wykorzystaniem odpowiednich tablic w programie Excel, które importowane do programu SCILAB -a przeprowadzenie symulacji dla # riantów @

(556)

(557)

(558)

(559) - '

(560)

(561) #

(562)

(563) > W ramach rozprawy doktorskiej [37]=

(564) 'komputerow- / -

(565)

(566)

(567)

(568) #

(569) #

(570)

(571) o akronimie „MODIK”. Ogólny schemat zastosowanego algorytmu modelu przedstawiono na rysunku 2.. Rys. 2. Schemat algorytmu zastosowany w modelu

(572) !

(573)

(574)

(575) [37].. '-

(576)

(577) ( 1) Y

(578)

(579)

(580)

(581)

(582)

(583)

(584)

(585) nol w dyspozycyjnym dobowym czasie T i

(586)

(587)

(588) D, ustalony na

(589) #

(590) #Yf:[\=

(591)

(592) / zacji linii kolejowej S: S +=)=

(593) -

(594) # i: i {1,…,n}, gdzie n -

(595) "

(596) #

(597) - Pn :.

(598) 78. ?D

(599)

(600). n. WSP S

(601) T D ¦ Pi W i. s S. (1). i 1. 2) Uzyskania dodatniego efektu ekonomicznego dla horyzontu czasowego (lata), przy

(602) r [+\=

(603)

(604) -

(605)

(606)

(607) /

(608)

(609)

(610) S: S +=)=

(611) - o indeksach i: i {1,…,n}, gdzie n -

(612) "

(613) #

(614) - > lata. s S ENPV (S) = . rok 1. Bm(S,rok)–Cm(S,rok)+Co(S,rok)+Dni*(B(Pn(nol),S)–C(Pn(nol),S)) >0 (1 + r). (2). gdzie: rok {1,…,lata}, lata – liczba lat modernizowanej i eksploatowanego odcinka linii kolejowej nol= '

(615)

(616)

(617)

(618) = Cm(S, rok) – koszty modernizacji linii kolejowej w roku rok dla scenariusza S, Co(S, rok) –

(619)

(620) =

(621) - -

(622)

(623)

(624) roku rok dla scenariusza S, Bm(S, rok) –

(625)

(626)

(627)

(628)

(629)

(630)

(631) rok dla scenariusza S, C(Pn(nol), S) – koszt

(632) - "- -

(633) #

(634) - Pn w

(635)

(636)

(637)

(638)

(639) nol dla scenariusza S, B(Pn(nol), S) –

(640) '

(641) @

(642) #

(643) - Pn w

(644)

(645)

(646)

(647)

(648) nol dla scenariusza S, Dni –

(649) "

(650) =

(651) -

(652)

(653)

(654) - >. 3) Y

(655)

(656)

(657)

(658) @

(659)

(660)

(661) / # #=

(662) "

(663) -

(664) #

(665)

(666)

(667) XQof

(668) wprowadzenia na odcinku linii kolejowej nol licz"

(669) - m(j) typu j, gdzie x{0,...,m(j)}, a j = pq

(670) -

(671) /

(672) =j = tq

(673) -

(674) = #

(675)

(676)

(677)

(678)

(679)

(680) S: S = 1,2,3. s S. Qn S

(681). m j

(682). ¦ ¦P. j^ pq, tq` x 0. x. t Qof. (3). %

(683)

(684)

(685) -

(686)

(687) ' [37], które

(688)

(689) X

(690) ( WSP S

(691) t 0 ° ® ENPV S

(692) ! 0 ° Q S

(693) t Q of ¯ n. (4).

(694) Wybrana problematyka budowy modelu oceny dostosowania linii kolejowych do .... 79. 4. #."!'!3"%)!0.!#*5!'!9,%#5 MODELU Utworzony model,

(695)

(696) , wymaga ustalenia poziomu szcze

(697) #

(698) # zakresu analizy i symulacji komputerowej. Dobranie

(699) #

(700) wynika z potrzeby przetw

(701)

(702) " danych

(703) #=

(704) macierzy

(705) -

(706) nych

(707)

(708)

(709) "="

(710) " zastosowanie modelu

(711)

(712)

(713)

(714)

(715)

(716) > ? " " - modelu "

(717)

(718) ;Df do warunków zdefiniowanych w modelu. Ry zawarte w TSI [+=+=+\ - "

(719) w

(720) '

(721)

(722)

(723)

(724) =#

(725)

(726) X postaci zmiennych lub

(727)

(728) = -#na ocen'

(729)

(730) - "

(731) -

(732)

(733) . Dla =

(734)

(735) '

(736)

(737)

(738)

(739)

(740) X warunkami #

(741) #

(742) ##

(743) #

(744) [15, 45], o tyle

(745) infrastruktury dla "

(746)

(747) / X

(748) "

(749) "" "

(750) obiektów

(751)

(752)

(753) na stacjach lub przystankach kolejowych [16]. W modelu '

(754) ',

(755) ' /

(756) "

(757)

(758)

(759) X

(760)

(761) / maganych kosztów do wymaganego efektu zmiany technicznej i eksploatacyjnej, natomiast warunki ruchowe, które -

(762)

(763)

(764)

(765) = - X '

(766) w oparciu o zmienne i czynniki

(767) -'

(768) - >

(769)

(770)

(771)

(772) X do modelu jako dane

(773) =

(774) w

(775) "

(776)

(777)

(778)

(779)

(780)

(781) > f " = X

(782)

(783)

(784) = / X

(785)

(786)

(787) "#

(788) " szlaków kolejowych ? Do

(789) "

(790)

(791)

(792)

(793) – w rozumieniu definicji podanej w ustawie o transporcie kolejowym [23] - jest

(794)

(795) "

(796)

(797) >Problem ten wynika przede wszystkim @=

(798) #

(799) #

(800)

(801)

(802) -

(803) X

(804) #

(805) - =

(806) #

(807) i =

(808)

(809) terowania ruchem kolejowym [1, 27, 33, 34, 36, 39] itd.

(810) ' -X

(811) a,

(812)

(813) '

(814)

(815)

(816) X

(817)

(818)

(819)

(820) '

(821) - o

(822) # warunkach przepustowych [42]. Ocena takiego odcinka linii kolejowej po

(823) "X

(824)

(825)

(826)

(827) "

(828) - '=

(829)

(830)

(831) oraz

(832)

(833) -

(834)

(835)

(836)

(837) i

(838)

(839)

(840)

(841) 4

(842) +

(843)

(844)

(845) < [14]. Pozwala to na -aloka'

(846)

(847)

(848)

(849)

(850)

(851) i analizowanego odcinka linii kolejowej. "" X

(852) =

(853) "

(854) @ /

(855) X

(856)

(857) > ' =

(858)

(859)

(860)

(861)

(862) traktowany

(863) ' szlaku lub kilku szlaków

(864) '

(865) # 4

(866) <=

(867)

(868) -

(869) '

(870) '

(871) - [4, 43]. Jako element krytyczny (miarodajny) ocenianego odcinka linii kolejowej -X.

(872) 80. ?D

(873)

(874). szlak o naj

(875) # warunkach przepustowych, natomiast w przypadku

(876) # stacji # X=

(877) ruch na stacjach jest prowadzony bez zatrzymania po torach #

(878) #>W przypadku

(879) - #, regionalnych itp., -/ # " -#

(880) -X=

(881) # w

(882) - =

(883) #

(884) #=co nadzoruje dyspozytor lub #>

(885)

(886)

(887)

(888) X

(889)

(890) "

(891)

(892) - =

(893)

(894)

(895)

(896) #

(897)

(898) # "

(899)

(900) -

(901) / racyjnego. Pozostaje jednak problem

(902)

(903) }

(904) ®#

(905) -

(906)

(907) #

(908) #

(909)

(910)

(911) =

(912) "

(913)

(914)

(915)

(916)

(917)

(918)

(919) - =

(920)

(921) X "

(922) /

(923)

(924) #

(925) -

(926)

(927) > / nieczne jest zagwarantowanie pewnej rezerwy czasowej na wykresie ruchu dla zapewnienia

(928)

(929) -

(930) eracyjnego na odcinki linii kole > D

(931)

(932) rezerwy czasowej przedstawione m.in. w publikacji [31, 40, 41],

(933)

(934) - @

(935)

(936)

(937) # potrzeb „neutralizacji” #

(938) #

(939) wtórn# #

(940) - (rysunek 3). &

(941)

(942)

(943)

(944)

(945)

(946)

(947) '/ =

(948)

(949)

(950) =

(951)

(952) '

(953) X

(954)

(955) #

(956) -/ =

(957)

(958) #

(959) = drogi szynowej ? Wyniki z takiej

(960)

(961) "-

(962) '

(963) -"

(964)

(965)

(966) /

(967) = - '

(968) - = "

(969) - rzeczywistych >&

(970) -

(971)

(972)

(973) -

(974)

(975) - / rzania i @

(976)

(977)

(978)

(979) -

(980)

(981)

(982)

(983) "

(984) -= "

(985)

(986) # "

(987) / #> &

(988) -

(989) "

(990)

(991)

(992) =

(993) '

(994) / # @

(995)

(996) #

(997) - = #

(998) # =

(999)

(1000)

(1001)

(1002)

(1003) #

(1004) ='

(1005)

(1006) #

(1007)

(1008) >[)\>

(1009)

(1010)

(1011) [=*\ -

(1012) #

(1013) # =

(1014)

(1015)

(1016)

(1017) #4> Monte Carlo) zastosowanych dla

(1018) #

(1019)

(1020) %

(1021) w Niemczech

(1022) [)\= zastosowanie do oc "

(1023)

(1024)

(1025)

(1026) '/

(1027)

(1028) -

(1029)

(1030)

(1031)

(1032)

(1033) -/

(1034) "

(1035)

(1036) -

(1037) "

(1038) > Warunkiem zaakceptowania uzyskanego rozw

(1039) -

(1040) @

(1041)

(1042)

(1043) / nowanego modelu i jego implementacji komputerowej, na podstawie wyników z przeprowadzonej symulacji w oparciu o dane rzeczywiste [8, 9]. Przeprowadzona dla potrzeb weryfikacji modelu analizy statystyczna za pomoc-

(1044) O - F [30, 35],

(1045) # ' /

(1046) -

(1047)

(1048) #

(1049)

(1050)

(1051) X=

(1052)

(1053) -

(1054) 4>3<=

(1055) zejazdu

(1056) -

(1057) 4 "

(1058) <

(1059)

(1060) 4>4<>.

(1061) Wybrana problematyka budowy modelu oceny dostosowania linii kolejowych do .... 81. Rys. 3. &

(1062)

(1063)

(1064)

(1065)

(1066)