Проектирование и оптимизация транспортно-грузовых систем

   

                     (2.9)

где t₅ – продолжительность передвижение автопогрузчика с грузом, с; - длина передвижения автопогрузчика, равная 25 м;  v_перед - скорость передвижения автопогрузчика с грузом, равная 5,55 м/с.

 

 

 

     (2.10)     

где t₆ – продолжительность подъёма груза для укладки, с; h_под - высота подъёма груза для укладки, равная (1,5-0,3) м; v_под - скорость подъёма груза, равная 0,2 м/с.

                                                 (2.11)

где t₇ – отстропка, равная 20 с.

  (2.12)              

где t₈ – подъём захвата (на 0,5 м), с; h_под - высота подъёма захвата, равная 0,5 м; v_опуск – скорость подъёма захвата, равная 0,2 м/с.

                                                                                                            (2.13)  где t₉ – продолжительность передвижение автопогрузчика без груза, с; - длина передвижения автопогрузчика, равная 25 м, v_перед - скорость передвижения автопогрузчика без груза, равная 5,33 м/с.

(2.14)

  t₁₀ – опускание захвата (на 2 м), с.

(2.16)

(2.17)

Разница не превышает .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Расчет оптимального количества ПРМ и количества подач вагонов на грузовой пункт

 

Детерминированный режим работы грузового пункта

Количество  погрузочно-разгрузочных машин М_min, необходимое для выполнения суточного расчетного объема грузопереработки ∑Q^р_сут  рассчитывается по формуле:

 (2.18)

где Т_с—время работы ПРМ на погрузке - выгрузке вагонов и автомобилей в течение суток, ч; Т_с зависит от количества смен в сутки п_см, продолжительности смены t_см технологических перерывов и рассчитывается по формуле:

                            Т_с = п_см*(t_cм-1,5)- m* t_neр,                           (2.19)

где 1,5—время на обед и прием-сдачу смены, ч; m—количество подач вагонов на грузовой пункт; t_nep—время на перестановку вагонов; ч; m – количество подач вагонов на ТГК;

t_nep =(0,4...0,7) t_n; t_n—время на подачу -уборку вагонов, ч,

п_см=3 ч,

t_см=8 ч,

t_n=0,7 ч,

t_nер=0,5*0,7=0,35 ч,

Т_с=3* (8-1,5)-0,35*3=18,45ч,

М_{min(Мост)}= 2047,819/(47,8*18,45)=2,32           М_{min(Мост)}=3;

М_min(4008М)=2047,819/(52,4*18,45)=2,11          М_min(4008М)=3.

 

Недетерминированный режим работы грузового пункта

Недетерминированный режим работы грузового пункта характеризуется случайным (вероятностным) поступлением вагонов и автомобилей под грузовые операции, когда количество вагонов в подаче, интервалы между подачами, время выполнения грузовых операций с вагонами в каждой подаче имеют существенные отклонения от среднего значения. В связи с этим, потребное, в данном случае оптимальное количество ПРМ и подач рассчитывается методами математического моделирования с применением ЭВМ. В качестве критерия оптимальности принимается наиболее объективный обобщающий показатель—минимум суммарных приведённых расходов, связанных с работой ПРМ, занятостью вагонов, автомобилей и маневровых локомотивов.

Функционал  задачи, представляющий собой выражение приведенных затрат, имеет вид:

R(M, m) = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅ + R₆-> min,                  (2.20)

где R₁—затраты, связанные с амортизацией и ремонтом ПРМ, р./год:

(2.21)

где K_м — стоимость ПРМ с учетом расходов на транспортировку и монтаж, которые принимаются в размере (10,..15)% от оптовой цены машины, р.; а_м— процент годовых отчислений на амортизацию машин; Е_н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (инвестиций), выраженный в процентах (норма дисконта, отражающая величину прибыли, которая должна быть получена инвестором на 1 рубль инвестиций);

R₂—расходы, связанные с простоем вагонов под грузовыми операциями, р./год:

                            (2.22)

где N₁— максимальное значение прибывших n^пр_сут либо отправленных n^от_сут вагонов, ваг./сут; N₂ — сумма прибывших и убывших вагонов, ваг,/сут; а_в—приведенная стоимость вагоно-часа простоя, р./ваг.-ч;

R₃— расходы, связанные с вагоно-часами простоя в ожидании подачи вагонов на склад, р./год:

(2.23)

 

где Т_с — время работы грузового фронта в течение суток, ч.;

R₄— расходы, связанные с выполнением маневровых операций по подаче и уборке вагонов, р./год:

(2.24)

где t_п — время подачи и уборки вагонов, ч.; а_л-ч – приведенная стоимость локомотиво-часа маневровой работы, р./лок.-ч;

R₅— расходы, связанные с ожиданием вагонами грузовых операций, р./год:

(2.25)

где v_в,—коэффициент вариации времени обслуживания вагонов на грузовом фронте;

R₆—расходы, связанные с ожиданием автомобилями выполнения грузовых операций, р./год:

                  (2.26)

          где t_a—время погрузки-выгрузки одного автомобиля, ч; С_а—приведенная стоимость автомобиле-часа простоя, р./авт.-ч; v_a—коэффициент вариации времени обслуживания автомобилей на грузовом фронте; п_а—число автомобилей, поступающих к грузовому фронту в течение суток.

Вывод: Согласно проведенным выше  расчетам экономических параметров в программе «Модель», я принимаю оптимальное число подач равное 4 для обоих вариантов ПРМ, и оптимальное число ПРМ для мостового крана равное 6 и для автопогрузчика равное 8, т.к. затраты в этом случае самые оптимальные.

 

 

 

 

 

Таблица В.1 - Исходные данные к программе «Модель»

№ П/П	Наименование  груза	Ед. изм.	Числовое  значение	Условное  обозначение параметра
1	Стоимость погрузочно-разгрузочной машины с учетом расходов на монтаж и транспортировку в размере 10—15% от оптовой цены	р.	4230850	Км
			511750
2	Процент годовых отчислений на амортизацию машин и ремонт	%	8,4	ам
			25,6
3	Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений	%	20	Ен
4	Максимальное  число прибывших (убывших) вагонов	ваг.	24	N1
5	Сумма прибывших (убывших) вагонов	ваг.	24	N2
6	Средняя статическая нагрузка на вагон	т/ваг	43	Pвст
7	Приведённая стоимость вагоно-часа простоя	р./ваг*ч	26,8	ав
8	Коэффициент   непосредственной   переработки груза по прямому варианту		0,23	kпв
9	Эксплуатационная производительность машины	т/ч	47,8	Пэкс
			52,4
10	Среднее время подачи и уборки вагонов	ч	0,7	tп
11	Приведённая стоимость локомотиво-часа маневровой работы	р./лок*ч	653,82	ал
12	Суточный расчетный объем переработки грузов	т	2047,819	Гсут
13	Коэффициент вариации   поступления  вагонов на грузовой фронт		1	vв
14	Время работы   грузового   фронта в    течение суток	ч	18,45	Тс
15	Время погрузки-выгрузки одного   автомобиля	ч	0,272	tа
			0,248
16	Приведённая стоимость автомобиле-часа простоя	р./авт*ч	822,5	Са
17	Коэффициент вариаций поступления    автомобилей к грузовому двору		1	vа
18	Число автомобилей, поступающих к грузовому двору в течение суток	шт.	80	nа
19	Минимальное число подач	шт.	1	mmin
20	Максимальное число подач	шт.	4	mmax
21	Минимальное   число погрузочно-разгрузочных машин	шт.	3	Mmin
			3
22	Максимальное   число погрузочно-разгрузочных машин	шт.	8	Mmax
			8
23	Шаг		1	1

 

 

График зависимости  приведённых расходов от количества машин и подач (Мостовой кран)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R	М
m	3	4	5	6	7	8
1	36738356	19825293	16328036	15344826	15277233	15647185
2	31684400	17161690	14325992	13665133	13791300	14291512
3	30111115	16385190	13770012	13216603	13407356	13950988
4	29407998	16080465	13575547	13075863	13298910	13864252

 

График зависимости  приведённых расходов от количества машин и подач (Автопогрузчик)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R	М
m	3	4	5	6	7	8
1	23420069	12967496	9843807	8417367	7656207	7225583
2	19539613	10628549	8020165	6859722	6262941	5944617
3	18357495	9960267	7523651	6451874	5909886	5628995
4	17849962	9709652	7358920	6331476	5816884	5554710

 

 

2.4 Выбор типа склада и расчет его потребной площади

 

Специализированные мягкие контейнеры, не боящиеся атмосферных осадков, хранятся на открытых площадках. (Рис.2.4.1 и Рис.2.4.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                     

Рис.2.4.1 Склад  открытого хранения с мостовым краном

 

 

 

 

 

Рис.2.4.2 Склад открытого хранения с автопогрузчиком (N_сут=24ваг/сут.)

Потребную площадь склада F_скл определяют методом допустимых давлений:

                     (2.27)

где — нормативное время хранения груза на складе (до выгрузки — по прибытию), сут.; β — коэффициент, учитывающий дополнительную площадь для проходов и проездов; g — ускорение свободного падения, м/с²; ρ—допустимое давление на основание склада, кН/м².

=8 сут.

β =1,5

ρ=9 кН/м²

 

2.5 определение линейных размеров  склада и длины погрузочно-разгрузочных фронтов, изображение поперечных размеров склада

 

     Для мягких спецконтейнеров используют склады:

Ширина склада для мостового крана:

  В_скл=L -3x-Г=34,5-3*1,25-3=27,75 м

Ширина склада для автопогрузчика:

  В_скл=20 м

Длина склада определяется по формуле:

(2.28)

Для мостового крана:

 

Для автопогрузчика:

 

Необходимо  проверить условие:

  (2.29)

где L_фр — длина грузового фронта со стороны железнодорожных путей, м; п_пут— количество погрузочно-разгрузочных путей на складе.

п_пут =1

                                                (2.30)

где L_еаг — длина платформы по осям сцепления, L_еаг=13,92 м; n_под — количество вагонов в подаче.

где m_опт — оптимальное число подач вагонов на ТГК, для обоих вариантов m_опт=4.

 

 

Для мостового крана:                   

Для автопогрузчика:                     

 

2.6 Расчет времени простоя вагонов  под грузовыми операциями

 

Расчет времени простоя  вагонов под грузовыми операциями t_гр производится по формуле:

   (2.31)

где t_n-з—время подготовительно-заключительных операций с вагонами одной подачи, ч./под.