Nguyên tắc phân tích kết quả tính toán

Kết quả tính toán có thể phân tích theo hai cách sau đây:

+ Phân tích kết quả của một tổ hợp thông số đầu vào loại 1 theo các mô hình và thông số đầu vào loại 2 khác nhau (Phân tích theo chiều ngang của bảng kết quả tính toán).

+ Phân tích kết quả của một mô hình và thông số đầu vào loại 2 theo các tổ hợp thông số đầu vào loại 1 (Phân tích theo chiều dọc của bảng kết quả tính toán). 4.3.1.1. Phân tích theo chiều dọc

Việc phân tích theo chiều dọc cho biết, cùng một mô hình tính toán, tức là cùng một loại thông số đầu vào loại 2 như nhau thì với các tổ hợp thông số đầu vào loại 1 khác nhau, số lượng đầu máy tính tính toán theo từng tổ hợp là bao nhiêu và mức độ khác biệt là bao nhiêu. Mức độ khác biệt này hoàn toàn phục thuộc và thông số đầu vào loại 1. Do các tổ hợp thông số đầu vào khác nhau cho nên kết quả tính toán cho phép hình dung tổ hợp nào có số lượng đầu máy lớn nhất và tổ hợp nào có số lượng đầu máy nho nhất. Việc so sánh theo chiều dọc không có nhiều ý nghĩa so với phân tích theo chiều ngang.

4.3.1.2. Phân tích theo chiều ngang

Việc phân tích theo chiều ngang cho biết, cùng một tổ hợp thông số đầu vào loại 1 thì số lượng đầu máy tính tính toán theo từng mô hình là bao nhiêu và mức độ khác biệt là bao nhiêu. Mức độ khác biệt này hoàn toàn phục thuộc và thông số đầu vào loại 2. Do các thông số đầu vào loại 2 ở các mô hình là khác cho nên kết quả tính toán cho phép hình dung mô hình nào có số lượng đầu máy lớn nhất và mô hình nào có số lượng đầu máy nho nhất. Việc so sánh theo chiều ngang có ý nghĩa hơn so với theo chiều dọc.

a. Đối với mô hình MH1

Mô hình MH1 sử dụng thông số đầu vào loại 1 là KLVC và thông số đầu vào loại 2 là số liệu thống kê về quãng đường chạy trung bình ngày đêm Sng của đầu máy. Tham số này có nhược điểm là không phản ảnh được một cách trực tiếp về

mức độ và hiệu quả hoạt động của đầu máy trên tuyến xét về mặt thời gian, liên quan đến hệ số quay vòng đầu máy k, thông qua tốc độ khu đoạn Vkđ và tổng thời gian dừng đầu máy ở đoạn và trạm Tđ,tr.

b.Đối với mô hình MH2

Mô hình MH2 sử dụng thông số đầu vào loại 1 là KLVC và hai thông số đầu vào loại 2 liên quan trực tiếp đến quá trình vận dụng của đầu máy trên tuyến, đó là tốc độ khu đoạn Vkđ và tổng thời gian dừng của đầu máy ở đoạn và trạm Tđ,tr. Đây là hai tham số tường minh để đánh giá hiệu quả vận dụng về mặt thời gian đó là hệ số quay vòng đầu máy k.

c.Đối với mô hình MH3A

Mô hình MH3A sử dụng thông số đầu vào loại 1 là KLLC, còn thông số đầu bào loại 2 là sản lượng trung bình ngày đêm của đầu máy chính tuyến Mng và khối lượng dồn toa xe ở các ga. Trong 04 mô hình đã nêu, ô hình MH3A là mô hình chưa phù hợp cho việc áp dụng vào thực tế trong tình hình hiện nay vì các lý do sau đây.

- Không có số liệu dự báo về khối lượng luân chuyển đối với loại hình vận chuyển nho và khối lượng công tác dồn trên các tuyến.

- Không có số liệu thống kê về sản lượng trung bình ngày đêm của đầu máy vận chuyển nho và khối lượng dồn của đầu máy.

Vì vậy, trong luận án chỉ thiết lập 1 phương án cho mỗi tổ hợp có tính chất minh họa cho chương trình tính, kết quả tính toán cụ thể không có mấy ý nghĩa, vì thông số đầu vào về sản khối lượng luân chuyển, sản lượng trunh bình ngày đêm của đầu máy vận chuyển nho cũng như khối lượng dồn đều là giả định.

b. Đối với mô hình MH3B

Mô hình MH3B là một biến thể của mô hình M3A khi sử dụng thông số đầu vào loại 1 là KLLC, còn thông số đầu bào loại 2 là sản lượng trung bình ngày đêm của đầu máy chính tuyến Mng và tỷ lệ quãng đường chạy của đầu máy phụ trợ so với đầu máy kéo tàu trên chính tuyến. Trong mô hình này, tham số Mng cũng có nhược điểm là không phản ảnh được một cách trực tiếp về mức độ và hiệu quả hoạt động của đầu máy trên tuyến xét về mặt thời gian, liên quan đến hệ số quay vòng đầu máy k, thông qua tốc độ khu đoạn Vkđ và tổng thời gian dừng đầu máy ở đoạn và trạm Tđ,tr.

4.3.2. Phân tích một số kết quả tính toán cụ thể

Trong bảng kết quả tính toán (bảng 4.42) có 6 tổ hợp thông số đầu vào loại 1, trong đó có 2 tổ hợp thông số thuần nhất cho toàn mạng lưới đường sắt quốc gia Việt Nam (toàn ngành ĐSVN), bao quát đầy đủ cho cả 4 mô hình, đó là tổ hợp VN.S1 (JICA 1995 dự báo cho 2020) và tổ hợp VN.S3 (Chiến lược PTGTVT 2015 dự báo cho 2020). Sau đây đơn cử phân tích kết quả xác định nhu cầu sức kéo theo Tổ hợp VN.S3 bằng MH2.

4.3.2.1. Phân tích kết quả xác định nhu cầu sức kéo theo Tổ hơp VN.S3 bằng MH2.

1. Với thông số đầu vào loại 1 là số liệu dự báo về KLVC hành khách và hàng hóa trên toàn mạng lưới đường sắt quốc gia tương ứng là 58,06 triệu hành khách và 25,67 tấn hàng hóa, được dự báo và được thực hiện ở thời điểm 2020 (bảng 4.44a) cùng với các thông số đầu vào loại 2 là tốc độ Vkd và tổng thời gian dừng của đầu máy ở đoạn và trạm Tdtr tương ứng với thời điểm năm 2020 (nhưng tính trung bình cho cả giai đoạn 2015-2020, bảng 4.44a) thì số lượng đầu máy cần có trong tổ hợp phương án này là 388 đầu máy, trong đó có 362 đầu máy vận dụng và 26 đầu máy làm công tác phụ trợ với tổng công suất là 719.000 mã lực.

Bảng 4.44a. Các thông số tính toán của Tổ hợp VN.S3.MH2.PAk(1) - Phương án 1 Thông số đầu vào loại 1 Các tuyến hoặc khu doạn

HN-ĐH ĐH-DT DT-SG HN-HP HN-ĐĐ HN-QT HN-LC HN-HL KLVCHK, triệu hk 13,27 7,33 14,32 7,38 2,48 0,98 11,45 0,85 KLVC HH, triệu tấn 2,49 2,89 2,65 2,41 3,57 0,42 7,87 3,37

Thông số đầu vào loại 2

Vkd, km/h (+0%)

K 48 48 48 38 38 30 36 25

H 21 21 21 21 20 18 22 22

Tđ,tr, giờ (+0%)

K+H 12 12 12 12 12 12 12 12

2. Nếu thông số đầu vào loại 1 là số liệu dự báo về KLVC hành khách và hàng hóa trên toàn mạng lưới đường sắt quốc gia không thay đổi, nhưng được thực hiện ở thời điểm 2030 (bảng 4.44b) cùng với các thông số đầu vào loại 2 là tốc độ

Vkd và tổng thời gian dừng của đầu máy ở đoạn và trạm Tđtr tương ứng với thời điểm năm 2030 (nhưng đã được cải thiện so với năm 2020 ở mức 30%, bảng 4.44b), thì số lượng đầu máy cần có là trong tổ hợp phương án này là 254 đầu máy, trong đó có

228 đầu máy vận dụng và 26 đầu máy làm công tác phụ trợ với tổng công suất là 464.400 mã lực

Bảng 4.44b. Các thông số tính toán của Tổ hợp VN.S3.MH2.PAk(5) - Phương án 5

Thông số Các tuyến hoặc khu doạn

HN-ĐH ĐH-DT DT-SG HN-HP HN-ĐĐ HN-QT HN-LC HN-HL KLVCHK, triệu hk 13,27 7,33 14,32 7,38 2,48 0,98 11,45 0,85 KLVC HH, triệu tấn 2,49 2,89 2,65 2,41 3,57 0,42 7,87 3,37

Thông số đầu vào loại 2

Vkd, km/h (+30%)

K 62 62 62 49 49 39 47 33

H 27 27 27 27 26 24 29 29

Tđ,tr, giờ

K+H 4 4 4 4 4 4 4 4

3.Nếu thông số đầu vào loại 1 là KLVC HK và HH không thay đổi và được thực hiện các thời điểm tương ứng, còn các chỉ tiêu Vkđ và Tđ,tr được cải thiện từng bước tương ứng với 10%, 20%, 25% và 30% ở các thời điểm 2024, 2026, 2028 và 2030, thì tổng số đầu máy cần có ở các năm tương ứng là 346, 309, 281 và 254 đầu máy.

4. Nếu thông số đầu vào loại 1 là KLVC HK và HH không thay đổi và được thực hiện các thời điểm 2030, còn các chỉ tiêu Vkđ và Tđ,tr được cải thiện từng bước tương ứng với 10%, 20%, 25% và 30% ở thời điểm 2030, thì tổng số đầu máy cần có ở thời điểm đó tương ứng là 346, 309, 281 và 254 đầu máy.

4.3.2.2. So sánh kết quả xác định nhu cầu sức kéo theo Tổ hơp VN.S1 và VN.S3 bằng các mô hình MH1, MH2 và MH3B

a. Đối với tổ hợp VN.S1 (dòng 1, bảng 4.42)

Kết quả tính toán theo MH3B là lớn nhất, tiếp theo là MH1 và của MH2 là nho nhất.

Kết quả của MH1 và MH2 chênh lệch nhau khoảng 21,0%. Kết quả của MH1 và MH3B chênh lệch nhau khoảng 35,0%. Kết quả của MH2 và MH3B chênh lệch nhau khoảng 64,0%.

b.Đối với tổ hợp VN.S3 (dòng 6, bảng 4.39)

Kết quả tính toán theo MH3B là lớn nhất, tiếp theo là MH1 và của MH2 là nho nhất.

Kết quả của MH1 và MH2 chênh lệch nhau khoảng 14,0%. Kết quả của MH1 và MH3B chênh lệch nhau khoảng 102,0%.

Kết quả của MH2 và MH3B chênh lệch nhau khoảng 74,0%.

Việc phân tích kết quả đối với các Tổ hợp và các mô hình khác cũng hoàn toàn tương tự.

Kết luận Chương 4

1.Bằng Phần mềm Tính toán xác nhu cầu sức kéo cho đường sắt quốc gia Việt Nam, đã xác định được nhu cầu sức kéo cho tuyến Hà Nội - Sài Gòn với 12 tổ hợp thông số và 48 phương án, và cho toàn ngành ĐSVN với 16 tổ hợp thông số và 64 phương án khác nhau theo 4 mô hình.

2. Kết quả tính toán phác họa một bức tranh tổng quát về tất cả các phương án có thể, từ đó có thể hình dung được nhu cầu sức kéo trong giai đoạn dự báo biến động trong phạm vi như thế nào. Kết quả tính toán cũng cho thấy có sự khác biệt rất đáng kể tùy thuộc vào thông số đầu vào loại 1, thông số đầu vào loại 2 và các mô hình tính toán.

3. Trong 04 mô hình đã nêu, ô hình MH3A là mô hình chưa phù hợp cho việc áp dụng vào thực tế trong tình hình hiện nay. Mô hình MH2 có một số ưu điểm nhất định so với các mô hình MH1 và MH3B, do đó nên sử dụng mô hình MH2 làm cơ sở cho việc phân tích và dự báo nhu cầu sức kéo cho đường sắt quốc gia Việt Nam.

4.Kết quả tính toán bằng MH2 với Tổ hợp VN.S3, cho thấy:

4.1. Với thông số đầu vào loại 1 là số liệu dự báo về KLVC hành khách và hàng hóa trên toàn mạng lưới đường sắt quốc gia tương ứng là 58,06 triệu hành khách và 25,67 tấn hàng hóa, được dự báo và được thực hiện ở thời điểm 2020 cùng với các thông số đầu vào loại 2 là tốc độ Vkd và tổng thời gian dừng của đầu máy ở đoạn và trạm Tdtr tương ứng với thời điểm năm 2020 (tính trung bình cho cả giai đoạn 2015-2020) thì số lượng đầu máy cần có trong tổ hợp phương án này là 388 đầu máy, trong đó có 362 đầu máy vận dụng và 26 đầu máy làm công tác phụ trợ với tổng công suất là 719.000 mã lực.

4.2. Nếu thông số đầu vào loại 1 là số liệu dự báo về KLVC hành khách và hàng hóa trên toàn mạng lưới đường sắt quốc gia không thay đổi, nhưng được thực hiện ở thời điểm 2030 cùng với các thông số đầu vào loại 2 là tốc độ Vkd và tổng thời gian dừng của đầu máy ở đoạn và trạm Tđtr tương ứng với thời điểm năm 2030 (được cải thiện so với năm 2020 ở mức 30%), thì số lượng đầu máy cần có là trong

tổ hợp phương án này là 254 đầu máy, trong đó có 228 đầu máy vận dụng và 26 đầu máy làm công tác phụ trợ với tổng công suất là 464.400 mã lực.

4.3. Nếu thông số đầu vào loại 1 là KLVC HK và HH không thay đổi và được thực hiện các thời điểm tương ứng, còn các chỉ tiêu Vkđ và Tđ,tr được cải thiện từng bước tương ứng với 10%, 20%, 25% và 30% ở các thời điểm 2024, 2026, 2028 và 2030, thì tổng số đầu máy cần có ở các năm tương ứng là 346, 309, 281 và 254 đầu máy.

4.4. Nếu thông số đầu vào loại 1 là KLVC HK và HH không thay đổi và được thực hiện các thời điểm 2030, còn các chỉ tiêu Vkđ và Tđ,tr được cải thiện từng bước tương ứng với 10%, 20%, 25% và 30% ở thời điểm 2030, thì tổng số đầu máy cần có ở thời điểm đó tương ứng là 346, 309, 281 và 254 đầu máy.

KẾT LUẬN CHUNG

Luận án đã giải quyết được các nội dung chính sau đây.

1. Đã tổng hợp, phân tích và thiết lập được 4 mô hình tổng quát xác định nhu cầu sức kéo đầu máy trong ngành đường sắt nói chung và ứng dụng cho đường sắt quốc gia Việt Nam nói riêng một cách tương đối đầy đủ, toàn diện và thống nhất.

2. Bằng ngôn ngữ lập trình Matlab, đã xây dựng được phần mềm trình tính toán với nhiều chức năng và 7 mô đun cơ bản: tính toán xác định và kiểm nghiệm khối lượng đoàn tàu, tính toán xác định số đôi tàu trên tuyến, tính toán số lượng đầu máy vận dụng theo 4 mô hình, tính toán số lượng đầu máy ở các cấp BDSC và tổng số đầu máy cho từng tuyến và trên toàn mạng lưới đường sắt quốc gia. Phần mềm có ngân hàng đầy đủ về thông số kỹ thuật đầu máy, toa xe đang sử dụng trong ngành ĐSVN, cho phép toán với các phương án hết sức đa dạng một cách nhanh chóng, thuận lợi và linh hoạt, cho phép lưu trữ kết quả tính toán một cách đầy đủ dưới dạng Excel. Cho đến nay, đây là Phần mềm duy nhất được thực hiện cho việc xác định nhu cầu sức kéo cho đường sắt quốc gia Việt Nam.

3. Đã tổng hợp, hệ thống hóa và phân tích các số liệu dự báo về KLVC và KLLC từ nhiều nguồn khác nhau cho đường sắt quốc gia Việt Nam, từ đó lựa chọn được các thông số đầu vào loại 1 và thiết lập được các tổ hợp thông số tính toán.

4. Đã tổng hợp, xử lý và phân tích các số liệu thống kê về các chỉ tiêu khai thác trong ngành ĐSVN bao gồm KLVC, KLLC, quãng đường chạy, sản lượng trung bình ngày đêm, tốc độ khu đoạn, thời gian dừng của đầu máy ở đoạn và trạm trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 năm gần đây, từ đó đã lựa chọn được các thông số đầu vào loại 2 cho quá trình tính toán.

5. Đã thiết lập được 12 tổ hợp cơ sở với 48 phương án tính toán cho tuyến Hà Nội - Sài Gòn và 16 tổ hợp cơ sở với 64 phương án tính toán cho toàn mạng lưới đường sắt quốc gia Việt Nam. Các phương án tính toán được thiết lập theo một định dạng thống nhất cho từng mô hình tính, giúp cho việc nhập số liệu đầu vào với nhiều tham số được nhanh chóng, thuận tiện và chính xác.

6. Đã xác định được số lượng đầu máy theo các tổ hợp cơ sở và các phương án theo các mô hình đã nêu, từ đó lựa chọn kết quả tính toán theo mô hình MH2 để phân tích và so sánh.

7. Kết quả tính toán nhu cầu sức kéo góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng đầu máy nói riêng và nâng cao hiệu quả khai thác của ngành đường sắt nói chung, là cơ sơ cho ngành ĐSVN nâng cấp các tuyến đường sắt hiện hữu, chủ động trong việc lập kế hoạch đầu tư mua sắm phương tiện đầu máy, trang thiết bị cũng như cơ sở vật chất cho công tác bảo dưỡng sửa chữa đầu máy trong tương lai.

8. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học, có thể ứng dụng cho ngành ĐSVN trong công tác dự báo nhu cầu sức kéo, là tiền đề cho việc chuyển giao công nghệ khi điều kiện cho phép.

Kiến nghị

1.Trong thời gian trước mắt, tác giả luận án đề xuất lựa chọn mô hình MH2 để

Nguyên tắc phân tích kết quả tính toán

Lựa chọn các thông số tính toán