Анализ перевозок грузов и согласование грузовых потоков прямого и обратного направлений

1. Анализ перевозок  грузов и согласование грузовых  потоков прямого и обратного  направлений.

 

Основой для выполнения расчетов при разработке плана освоения перевозок и организации работы флота является корреспонденция  грузовых потоков. В задании на курсовое проектирование такая информация приводится применительно на меженный период навигации. Строим дислокацию грузовых потоков, рассчитав показатели перевозок грузов   (рис. 1).

Согласованная пара грузопотоков выглядит следующим образом:

1.  Омск – Тобольск – Малая Бича – Омск

2.  Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск

3.  Омск – знаменское – Пологрудово – Омск

В целях анализа перевозок  определяем следующие показатели:

1) масса перевозок: ;

2) грузооборот: (по направлениям – вверх, вниз, в оба направления);

3) средняя дальность: ;

4) средняя густота: (по направлениям перевозок);

5) коэффициент неравномерности перевозок по направлениям: .

Вышеперечисленные показатели являются основными показателями перевозок грузов и необходимы для планирования и оценки эксплуатационной деятельности транспортного предприятия.

1. Рассчитываем  массу перевозок по формуле:

 

                         , тысяч тонн,                                                                               

                             

где Gj – объем перевозок по j-ой линии.

 

1.1.1. Рассчитываем массу  перевозок в прямом направлении  

, тысяч тонн

1.1.2. Рассчитываем массу  перевозок в обратном направлении

, тысяч тонн

1.1.3. Рассчитываем общую  массу перевозок: 

, тысяч тонн

 

1.2.  Рассчитываем показатель  грузооборота, характеризующий транспортную  работу, по следующей формуле:

                                   , ткм,                                                                                                            

где - дальность перевозок в км

 

Рассчитываем отдельно для прямого и обратного направлений:

1.2.1. , тыс. ткм

1.2.2. ,    тыс. ткм

1.2.3.  общий показатель грузооборота:

, тыс. ткм

 

1.3.  Определяем среднюю дальность перевозок как отношение грузооборота к общей   массе перевозимых грузов:

                                        , км                                 

 

 

 

Рис 1. Дислокация грузовых потоков

 

1.3.1. Определяем среднюю дальность перевозок в прямом направлении:                           

, км

1.3.2. Средняя дальность перевозок в обратном направлении:

, км

 

1.4.   Определяем среднюю густоту перевозок, которая характеризует   направленность  грузовых перевозок на данном участке и интенсивность использования водных  путей.

                                           , т                                    

 

1.4.1. В прямом направлении: , тыс. т

1.4.2. В обратном направлении: , тыс. т

Таким образом, напряженность  грузовых перевозок в прямом направлении  выше, чем в обратном.

 

1.5  Рассчитываем коэффициент  неравномерности перевозок грузов  по направлению, который показывает на сколько загружено обратное направление по сравнению с прямым.

                                                           

 

 

2.  Анализ технических  и эксплуатационных характеристик  транспортного флота.

Речной транспортный порт предназначенный для перевозки  грузов в данном курсовом проекте  представлен судами различных типов  и проектов со своими конструктивными  и эксплуатационными характеристиками. Основные характеристики необходимые  для освоения заданного планом количества груза представлены в таблице.

Технические и эксплуатационные характеристики транспортного флота предназначенные для перевозки груза.

Характеристики	Условные обознач.	Самоходное судно	Буксир-толкач	Несамоход-ное судно
Проект		21-88	758Б	16801
Регистровая грузоподъемность, т	Qр	2000	----	2550
Регистровая (тяговая) мощность, л.с.	Nр	1050	800	----
Грузовместимость, м3	Wс	3500
Полезная площадь палубы, м2	Fпл	----		1100
Габаритная длина, м	Lc	103,5	40,6
Габаритная ширина, м	Bс	12,4	8,6
Средняя осадка порожнем, м	Tо	1,18	----	0,58
Средняя осадка в грузу, м	Tр	2,81	----	2,55
Приведенное сопротивление воды порожнем,	кгс	----		230
Приведенное сопротивление воды  в грузу, кгс*сек2/м2	Rр	----		460
Скорость порожнем, км/ч	Vо	21,2
Скорость в грузу, км/ч	Vр	17,3
Скорость «легким», км/ч	Vл	----
Сила тяги на швартовых,	кгс	----
Марка главных двигателей		6Л 275 ПН	6НВД-48	----
Норма расхода топлива, г/л.с. в час	bт	173	168
Норма расхода смазки, г/л.с. в час	bсм	3,8	2,5
Архитектурно-конструктивный тип судна		Открытая
Норма удельной стоимости 1т грузоподъёмности тоннажа или 1л.с. мощности, тыс.руб./т, тыс.руб./л.с.		2000000/ 2000=1000

На основе данных таблицы  строим графики, ссудных характеристик  в масштабе.

 

 

 

Рис. 2 Грузовая и скоростная характеристики грузового самоходного судна проекта 2188.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

Масштаб:

1см – 200т

1см –50,6 кгс×с²/м²

 

Рисунок 3. Грузовая и ходовая характеристики несамоходного судна проекта 16801

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 Зависимость приведенной силы тяги на гаке от скорости движения буксирного судна проекта 758Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет экономических  характеристик транспортного флота.

 

К числу основных экономических характеристик транспортного флота относятся:  стоимость и эксплуатационные расходы по содержанию судна в год, а также судо-часовые и удельные показатели этих расходов.

Расчетная стоимость транспортных судов определяется по укрупненным  нормативам:

                        , руб.                                                

где :

k₁ - коэффициент для учета различий стоимости по бассейнам -1,16            k₂ – коэффициент для учета различий стоимости по видам флота- 1,07

   k₃ – коэффициент для учета класса Речного Регистра- 1

 

1) Для самоходного сухогрузного судна проекта 2188:      

, руб.

2) Для буксирного судна проекта 758Б:      

, руб.

3) Для сухогрузной баржи проекта 16801:

, руб.

 

Судо-часовые показатели эксплуатационных расходов для самоходных судов определяется в зависимости  от режима работы: на ходу и стоянке:

 

                                                                                                         руб/судо-ч 

Э_{1 –} эксплуатационные расходы на оплату труда плавсостава и отчисления на социальные нужды, руб;

Э₂ – эксплуатационные расходы на амортизацию и ремонт судов, износ малоценного инвентаря и быстроизнашивающихся предметов, руб;

t_рем – плановая продолжительность слипования, докования, технического обслуживания и ремонта, ч; (t_рем = 0,06 – самоходные; 0,05 – буксирные; 0,01 – несамоходные суда).

k_ст – коэффициент, учитывающий уменьшение нормы расхода топлива и смазки на стоянке (на ходу k_ст = 1,0, на стоянке k_ст = 0,03);

Ц – цена топлива и смазки, руб/т;

t_э  - эксплуатационный период, сут.; (123)

k_пр – коэффициент, учитывающий прочие прямые расходы (k_пр = 0.010)

k_распр – коэффициент, учитывающий распределяемые (накладные) расходы(k_распр = 0,2)

Судо-часовые показатели представляют собой затраты, приходящиеся на конкретное судно за час его работы. Рассматриваем судо-часовые показатели для самоходного судна проекта 2188 и буксирного судна проекта 758Б:

Для самоходного сухогрузного судна проекта 2188 на ходу:

   Для самоходного сухогрузного судна проекта 2188 на стоянке:

   Для буксирного судна проекта 758Б на ходу:

4521   Для буксирного судна проекта 758Б на стоянке:

966

Рассчитываем судо-часовой  показатель для сухогрузной баржи проекта 16801, как средний за час эксплуатации:

            , руб/судо-ч                     

   

4. Определение  технических норм нагрузки и  скорости грузовых судов.

Техническая норма нагрузки грузового судна определяется с  учетом трех факторов: гарантированной глубины судового хода, рода груза и регистровой грузоподъемности. В расчетах принимается меньшее из трех значений.

Исходя из условий плавания, эксплуатационная грузоподъемность будет равна:

                                        , т                                

 где Tэ – эксплуатационная осадка типового грузового судна, м;

                                            , м                                    

где h_г – гарантированная глубина судового хода, м;

    h_д – запас воды под днищем, принимаемый по Правилам плавания, м.

 

Для самоходного сухогрузного судна проекта 2188:

, м

, т

Для сухогрузной баржи проекта 16801:

, т

С учетом рода перевозимого груза, нагрузка тоннажа для самоходного судна проекта 576 определяется по формуле:

                                               ,т                                                                    где - удельный погрузочный объем груза, м³/т, который различен для каждого рода груза и определяется по справочным данным (Таблица 2).

 

Таблица 2

Удельный погрузочный  объем

Наименование груза
Уголь	1,1
Песок	0,6
Щебень	0,55
Лес круглый	1,14
Пиломатериалы	1,5
Дрова	1,25

 

  , т

, т

, т

, т

, т

, т

Для судов-площадок нагрузка определяется по формуле:

                                    , т                                        

где Hгр – определяется исходя из условии обеспечения видимости с поста управления судном (>1000т - равной высоте одного универсального контейнера 2,435м. Для судов с большой грузоподъемностью  равно= 4,87)

         k – коэффициент использования габарита по высоте (для навалочных грузов = 0,5; для всех остальных = 1,0)

Для сухогрузной баржи проекта 16801:

  т

 т

  т

  т

 т

 т

Таким образом:                                                 

В  соответствие с вышеупомянутыми условиями, технические нормы нагрузки будут составлять:

для самоходного судна проекта 2188 Qэ=1700 т;

для баржи проекта 16801 Qэ=2400 т.

 

Рассчитываем скорость грузового теплохода проекта 2188.

, км/ч

 

, км/ч

Рассчитаем скорость грузового теплохода 2188,с учётом течения реки

– при движении вниз в груженом состоянии: U₁=17,9+ 2,8=20,7 км/ч;

– при движении вверх порожнем: U₂= 21,2-3=18,2 км/ч;

– при движении вверх в груженом состоянии: U₃=17,9-3=14,9 км/ч.

 

5. Обоснование оптимальной  скорости буксира – толкача  и тип расчетного состава

Скорость буксируемого или толкаемого состава относительно воды, зависит от тяговых характеристик  буксира-толкача и приведенного сопротивления воды движению состава. Она определяется после обоснования типа расчетного состава и оптимальной скорости буксира-толкача с составом.

Приведенное сопротивление воды движению отдельных несамоходных судов зависит  от их загрузки и может быть определена по формуле:

      

, кг×сек/м²                     

Для буксирного судна проекта 758Б: , кг×сек/м²

 

В связи с тем что грузоперевозки в составах осуществляются на участках реки Иртыш от Омска до Тобольска , поэтому количество барж 16801 определяется согласно сборнику типовых схем в границах Обь-Иртышского бассейна согласно данной схеме для борта проекта 758Б количество барж проекта 16801 будет составлять 2.

758Б+2х16801

Приведенное сопротивление  воды для порожненого состава:

                                                                          

 кгс²/м²

 кгс²/м²

 

Скорость хода относительно воды для состава 758Б+2х16801 находят при помощи тяговой строки из диспетчерского справочника.

Скорость состава:

• в спокойной воде в грузу – 11,.4 км/ч;
• в спокойной воде порожнем – 13,.9 км/ч.

Определяем скорость состава:

1. вниз порожнем 11,4 +2,8 = 14,2 км/ч;
2. вверх порожнем 11,4 – 3 = 8,4 км/ч;
3. вверх порожнем 13,9 – 3 = 10,9 км/ч.

 

 

 

6. Нормирование времени  транспортных операций.

Норма времени на ход  с грузом (груженым составом) и порожнем (с порожним составом) рассчитывается по формуле:

                                            , ч                                   

где – проходимое судном или составом расстояние, соответственно с грузом или порожнем, км.

Рассмотрим нормы ходового времени для самоходного сухогрузного судна проекта 2188:

Первая линия: Омск – Тобольск – Малая Бича – Омск:

1.1   , ч

1.2   , ч

1.3   , ч

58+17+61=136, ч

Вторая линия: Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск

2.1   , ч

2.2   , ч

2.3   , ч

40+2+53=95, ч

Третья линия: Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск:

3.1   , ч

3.2   , ч

 

3.3

24+2+31=57, ч

 

Для состава буксирное судно проекта 758Б + 2 баржи проекта 16801:

Первая линия: Омск – Тобольск – Малая Бича – Омск:

1.1  ,ч

1.2  , ч

1.3  , ч

, ч

Вторая линия: Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск

2.1  , ч

2.2  , ч

2.3  , ч

, ч

Третья линия: Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск:

3.1  , ч

3.2  , ч

 

3.3 

, ч

Согласованная пара грузопотоков	Норма ходового времени, ч
	2188	758Б+2*16801
1 линия: Омск – Тобольск – Малая Бича – Омск	136	220
2 линия: Омск – Усть-Ишим  – Аксёново – Омск	95	153
3 линия: Омск – Знаменка  – Пологрудово – Омск	57	93

 

 

Полученное по предыдущей формуле время хода должно быть откорректировано с учетом непредвиденных задержек в пути следования и обслуживания судов в пути:

                                     , ч                                                

где t_пут – «путевое» время, ч

      - коэффициент, учитывающий задержки в пути (для самоходных судов = 0,15; для буксирных = 0,3)

Для самоходного сухогрузного судна проекта 2188:

Первая линия (Омск – Тобольск – Малая Бича – Омск):   

                                        , ч

Вторая линия (Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск)

                                         , ч

Третья линия (Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск):

                                         , ч

Для состава буксирное судно проекта 758Б + баржи проекта 16801:

Первая линия (Омск – Тобольск – Малая Бича – Омск) :

                                          , ч

Вторая линия (Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск):

                                        , ч

Третья линия (Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск):

                                          , ч

Грузопоток	Путевое время
	2188	758Б+2х16801
	Час	Час
Омск – Тобольск – Малая Бича  – Омск	157	286
Омск – Усть-Ишим –  Аксеново – Омск	110	199
Омск –Знаменское-Пологрудово-Омск	66	120

 

 

Нормы времени грузовой обработки судна устанавливаются, исходя из его типа и нормы погрузки, выгрузки, класса груза и вида упаковки по формуле:

 

                                  , ч                                       

где Б_{пгр(вгр)} – судо-часовая норма погрузки-выгрузки (т/ч.),

 

 

 

 

 

 

Род груза	Проект судна
	2188		16801
	Погрузка	Выгрузка	Погрузка	Выгрузка
Уголь	104	95	154	126
Песок	151	145	218	196
Щебень	103	85	169	139
Лес круглый	55	50	61	55
Пиломатериалы	61	55	74	67
Дрова	45	41	61	55

 

 

Для самоходного судна проекта 2188:

погрузка:

, ч                                         , ч

 , ч                                          , ч

, ч                                        , ч

выгрузка:

, ч                                           , ч

 , ч                                          , ч

, ч                                         , ч

Для баржи проекта 16801:

погрузка:

, ч                       , ч                                  

, ч                            , ч 

, ч                   , ч

выгрузка:

, ч                     , ч                                  

, ч                 , ч 

, ч                  , ч

 

Время на зачистку: для  барж – до 3 ч, для теплоходов –  до 4 ч

Для самоходного сухогрузного проекта 2188:

Первая линия (Омск –  Тобольск – Малая Бича – Омск):

                         t_об = 17+18+4+31+34+4=108, ч;

Вторая линия (Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск):

                           t_об =17+20+4+28+31+4=104, ч;

Третья линия (Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск):

                            t_об = 12+12+4+38+42+4=112, ч.

Для состава буксирное судно проекта 758Б + 2  баржи проекта 16801:

Первая линия (Омск –  Тобольск – Малая Бича – Омск):

                    t_об =16+19+3+39*2+44+3=163, ч;

Вторая линия (Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск):

                 t_об =14+17*2+3*2+32*2+36+3=157, ч;

Третья линия (Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск):

                 t_об =11+12*2+3*2+39*2+44=163, ч.

 

Нормы времени  на технические операции судов в пунктах их грузовой обработки: в начальном, промежуточном и конечном принимаются по справочным данным. Согласно Приказа генерального директора ОАО «Иртышское пароходство» №3 от 16.01.2001 года «О нормативах графика движения и обработки транспортного флота» нормы времени на технические операции при обработке транспортного флота следующие:

• в Омске: для самоходных теплоходов – 24 ч, для составов – 36 ч;
• в Тобольске: для самоходных теплоходов – 6 ч, для составов – 12 ч;
• в промежуточных пунктах: для самоходных теплоходов – 1 ч, для составов – 2-4 ч (в зависимости от количества барж)

Продолжительность кругового  рейса грузового судна и состава рассчитывается по формуле:

            , ч                  

Рассчитываем продолжительность  кругового рейса:

Для самоходного сухогрузного судна проекта 2188:

Первая линия (Омск –  Тобольск – Малая Бича – Омск):

                            , ч ;

Вторая линия (Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск):

                           , ч;

Третья линия (Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск):

                            , ч.

Для состава буксирное  судно проекта 758Б + 2 баржи проекта 16801:

 

Первая линия (Омск –  Тобольск – Малая Бича – Омск)

                            , ч;

Вторая линия (Омск – Усть-Ишим – Аксеново – Омск):

                            , ч ;

Третья линия (Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск):

                             , ч .

 

 

№	Грузовая линия	Продолжительность кругового  рейса, часы(сутки)
		2188	758Б+2×16801
1	Омск – Тобольск –  Малая Бича– Омск	296(12)	499(21)
2	Омск – Усть-Ишим –  Аксеново – Омск	240(10)	396(17)
3	Омск – Знаменское – Пологрудово – Омск	204(9)	323(11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расстановка  грузовых судов по направлениям перевозок

Решаемая задача состоит в расстановке имеющегося на балансе транспортного флота по согласованным между собой грузовым потокам, при обеспечении экстремального значения принятого критерия оптимальности и полного их освоения. Таким критерием является минимизация интегральных затрат, поэтому функция цели имеет следующий вид:

 

где - количество грузовых теплоходов или составов i-того типа, закрепленных на j-том направлении, ед.

       - интегральные затраты при использовании теплохода или состава i-того типа на j-том направлении, руб..

Ограничивающими условиями  при реализации поставленной задачи являются следующие:

- не отрицательность  переменных:

;

- количество судов или составов i-того типа, работающих на j-том направлении не должно превышать их наличие:

;

- полное освоение грузооборота  на каждой паре согласованных  грузопотоков:    

                                                        

где - провозная способность одного грузового теплохода или состава i-того типа за меженный период на j-той паре согласованных грузопотоков, ткм:

               , ткм          

где - продолжительность меженного периода пункта зимнего отстоя, сут.

      - продолжительность кругового рейса грузового судна i-того типа на j-том направлении, ч

      - период вывода из эксплуатации судна i-того типа на j-том направлении, ч.

      , - дальность перевозок грузов в прямом и обратном направлении, км.

     , - норма нагрузки грузового судна, соответственно в прямом и обратном направлениях, т

 

Прямое направление  перевозок грузов выбирается, исходя из расположения пункта зимнего отстоя так, что бы период вывода судна из эксплуатации был минимальным.

                                             , ч                             

      - путевое время при следовании судна или состава от пункта разгрузки в последнем груженом рейсе до пункта зимнего отстоя.

      - продолжительность технических операций по прибытию судна или состава в пункт зимнего отстоя с учетом постановки в затон (36 часов).

 

Рассчитываем период вывода из эксплуатации сухогруза проекта 2188: