Переустройство промежуточной станции узла

Задание №6

Суточный  план-график взаимодействия железнодорожного и  водного транспорта в порту при  согласовании расписаний движения поездов  и судов

     Смешанные железнодоржно-водные перевозки обуславливают  перегрузку грузов в пунктах стыкования и взаимодействия этих видов транспорта в портах. Для снижения стоимости  и себестоимости перевозок организация  работы порта и станции примыкания базируется на едином технологическом  процессе (ЕТП) в основу которого положен  контактный график (КГ) подвода судов  и поездов и их обработки в  пункте перевалки при согласовании расписаний движения.

     ЕТП и КГ позволяют существенно сократить  непроизводительные простои подвижного состава и технического оснащения  порта в ожидании начала и по окончании  грузовых операций, а перегрузки выполнять  по «прямому» варианту из одного подвижного состава в другой.

     Поскольку расходы на содержание судов, масса  перевозимых ими грузов (а значит и общая стоимость грузов) значительно  превышают аналогичные расходы  по другим видам транспорта, в т.ч. железнодорожного, то приоритетным для  обслуживания является водный транспорт.

      От  момента прибытия судна в порт до момента начала с ним выполнения грузовых операций на причале и от момента окончания грузовых операций до отправления судна в рейс выполняется  ряд вспомогательных операций (установка  на рейде, швартовка, осмотр судна, открытие и закрытие люков, отшвартовка и  т. д.). Вагоны со станции примыкания передачами подаются на портовую железнодорожную станцию.

     Поскольку причал порта является фактическим  местом перевалки контейнеров, то необходимо определить технологический интервал ( ) его занятия обработкой одного судна (каравана барж).

 часа

где , — продолжительность грузовых и вспомогательных операции с одним судном в зависимости  от числа перегрузочных путей;
   — продолжительность перерывов в обработке судна  из-за работы крана, час.

     Продолжительность перерывов в обработке судна  определяется условно как

часа    

где  — коэффициент использования  крана по времени (задание 9 табл. 6);
   — продолжительность работы грузового фронта за сутки, час (задание 2 (2.8);
   — среднесуточное  количество отправляемых судов за сутки (задание 1).
 

Необходимо  сравнить интервал отправления ( ) принятый в задании 3 с технологическим интервалом занятия причала ( ). Если имеем соотношение < , то необходимо рассчитать потребное количество причалов ( ), либо принять меры по увеличению или уменьшению .

В нашем случае < , рассчитаем

     Перевалка контейнеров по «прямому» варианту с железнодорожного на водный транспорт  возможна только при одновременной  обработке вагонов и судов. Для  этого необходимо согласование расписаний прибытия поездов на станцию примыкания и судов в порт, времени постановки судна к причалу и подачи вагонов  на перегрузочные пути порта для  начала грузовых операций с учетом продолжительностей вспомогательных  операций. С этой целью разрабатывают  контактный график взаимодействия железнодорожного и водного транспорта.

     После построения графика рассчитываем его  показатели.

     Общий простой  судов и вагонов: =7,33ч

     Средний простой одного вагона: ч

     Средний простой одного судна: ч

     Расходы порта по простою подвижного состава, работе кранов, перегрузке контейнеров:

     Однако  в реальных условиях из-за многочисленности взаимодействующих звеньев управления, многофакторности перевозочного процесса различных сбоев и отказов  происходит рассогласование расписаний движения, времени подачи к грузовому  фронту судов и вагонов, продолжительности  грузовых и вспомогательных операций, что значительно затрудняет организацию  перегрузки по «прямому» варианту, в этом случае порт имеет дополнительные расходы.

     Задание 7

     Экономическая эффективность перегрузки контейнеров по «прямому»  варианту вагон - автомобиль

Выполнение  задачи сводится к моделированию  работы контейнерной площадки (КП) в  конкретный день при заданных усредненных  величинах построение графиков работы КП на основе моделирования и определению эффективности перегрузке контейнеров по «прямому» варианту с помощью графиков и аналитических расчетов.

Интенсивность поступления ( ) автомашин на КП в различные этапы определяется по формуле:

                                                      ,

где Nа – общее количество поездок автотранспорта за сутки (смену) (по заданию 1); Nа =56

      - доля поездок автомашин (от их общего количества) соответственно в начальный и последующий периоды работы;

      - коэффициент снижения общего количества поездок автотранспорта в выходные дни (в будни =1);

      - продолжительность смены работы автотранспорта, =8 час;

      - число смен работы автотранспорта за сутки, =1.

Транспортные  процессы, в т. ч. поступление автотранспорта, сравнительно адекватно описываются распределением случайных чисел по закону Эрланга, поэтому временные интервалы между поступающими на КП автомашинами в различные периоды смены моделируются как:

,

где  - параметр Эрланга в распределении интервалов между прибывающими автомашинами, соответственно в начальный и последующий периоды (этапы);

      П – произведение нескольких  случайных чисел;

      Rэ – случайное число, распределённое  по закону Эрланга в интервале  от 0 до 1.

Решение:

В первый час работы выполняется 5 % общего количества поездок. Параметр Эрланга в начальный этап (один час) и конечный этап (остальные 7 часов) равен 1.

Стоимость перегрузки одного контейнера составляет 0,12 руб. Стоимость одного часа простоя ж/д вагона – 10 руб/час, а/м – 5,5 руб/час, крана КК-32 – 175 руб/час.

Время на грузовые операции с одним автопоездом  при козловом кране КК-32 – 22,2мин. Интенсивность поступления автомобилей равна:

,

Для построения графиков нерегулируемого и регулированного  подводов автомобилей необходимо составить  таблицу, моделирующую работу контейнерной площадки.

                                                                                                                   

Моделирование работы КП при нерегулируемом подводе автомобилей  к кранам

         (для  смены с 8.00-18.00). 

    № п/п Rэ Jа,мин Время прибытия а/м  Rэ Номер крана tгр,мин
    1 0,22719 96 9:36 0,17618 1 22,2
    2 0,25267 10 9:46 0,88594 2 22,2
    3 0,60482 4 9:50 0,30753 1 22,2
    4 0,60551 4 9:54 0,35612 1 22,2
    5 0,43713 6 10:00 0,73998 2 22,2
    6 0,14971 14 10:14 0,78976 2 22,2
    7 0,37868 7 10:21 0,01666 1 22,2
    8 0,56638 4 10:25 0,43973 1 22,2
    9 0,05141 21 10:46 0,97905 2 22,2
    10 0,23458 10 10:56 0,03954 1 22,2
    11 0,52251 5 11:01 0,62361 2 22,2
    12 
    		 0,54954 4 11:05 0,70773 2 22,2
    13 0,68702 3 11:08 0,39599 1 22,2
    14 0,54958 4 11:12 0,98124 2 22,2
    15 0,43099 6 11:18 0,88667 2 22,2
    16 0,87009 1 11:19 0,70581 2 22,2
    17 0,03723 24 11:43 0,49943 1 22,2
    18 0,71559 2 11:45 0,755 2 22,2
    19 0,59894 4 11:49 0,29757 1 22,2
    20 0,87650 1 11:50 0,84094 2 22,2
    21 0,92101 1 11:51 0,26641 1 22,2
    22 0,04920 22 12:13 0,25417 1 22,2
    23 0,98874 0 12:13 0,82127 2 22,2
    24 0,26311 10 12:23 0,76176 2 22,2
    25 0,92549 1 12:24 0,88357 2 22,2
    26 0,35973 7 12:31 0,69428 2 22,2
    27 0,33679 8 12:39 0,19458 1 22,2
    28 0,24788 10 12:49 0,09972 1 22,2
    29 0,18448 12 13:01 0,97374 2 22,2
    30 0,68806 3 13:04 0,48382 1 22,2
    31 0,82946 1 13:05 0,48114 1 22,2
    32 0,70054 3 13:08 0,07496 1 22,2
    33 0,07885 18 13:26 0,05301 1 22,2
    34 0,57782 4 13:30 0,14799 1 22,2
    35 0,06804 19 13:49 0,59105 2 22,2
    36 0,90337 1 13:50 0,03331 1 22,2
    37 0,08331 18 14:08 0,33465 1 22,2
    38 0,34935 8 14:16 0,08864 1 22,2
    39 0,88373 1 14:17 0,44515 1 22,2
    40 0,95736 0 14:17 0,40618 1 22,2
    41 0,25551 10 14:27 0,30139 1 22,2
    42 0,30728 8 14:35 0,16143 1 22,2
    43 0,59543 4 14:39 0,26942 1 22,2
    44 0,08162 18 14:57 0,70059 2 22,2
    45 0,17194 13 15:10 0,99088 2 22,2
    46 0,91233 1 15:11 0,9757 2 22,2
    47 0,96989 0 15:11 0,82 2 22,2
    48 0,59516 4 15:15 0,03499 1 22,2
    49 0,10907 16 15:31 0,52487 2 22,2
    50 0,80231 2 15:33 0,66934 2 22,2
    51 0,03078 25 15:58 0,02849 1 22,2
    52 0,35764 7 16:05 0,98891 2 22,2
    53 
    		 0,45922 6 16:11 0,66685 2 22,2
    54 0,49122 5 16:16 0,25242 1 22,2
    55 0,83732 1 16:17 0,95183 2 22,2
    56 0,19427 12 16:29 0,17405 1 22,2
    57 0,94399 0 16:29 0,98496 2 22,2
    58 0,67537 3 16:32 0,63187 2 22,2
    59 0,85959 1 16:33 0,39338 1 22,2
    60 0,99346 0 16:33 0,84228 2 22,2
    61 0,08923 17 16:50 0,96705 2 22,2
    62 0,16858 13 17:53 0,36485 1 22,2
    63 0,80091 2 17:55 0,80435 2 22,2
    64 0,76930 2 17:57 0,16631 1 22,2
 

         При построении графика видно, что при регулируемом подходе автомобилей к кранам простои их гораздо меньше, чем при нерегулируемом подходе, но к концу дня и из-за большой интенсивности прибытия автомобилей и соответственно большой загрузки кранов простои увеличиваются, и разница становится практически незаметна. Поэтому для регулируемого подхода построен только фрагмент графика.

          При использовании контейнерной площадки для перегрузки всех контейнеров  по «прямому» варианту используется также перевалки контейнеров  частично через склад. Общие расходы контейнерной площадки составят:

         

где: простой автомобиля в ожидании подачи под погрузку, ч

 простой автомобиля под  грузовыми операциями, ч

расходы на перегрузку одного контейнера          соответственно с вагон-склад, вагон-автомобиль, склад-автомобиль.

стоимость одного часа простоя подвижного состава.

- доля контейнеров, перегружаемых  по «прямому» варианту,

определяемая  из выражения:

         

     Задание 8

     Варианты  смягчения неравномерности  работы автотранспорта по дням недели

     Из  задания 1. Контейнер вида 1А. В вагоне и на прицепе размещено по одному контейнеру. Среднесуточное количество отправляемых вагонов  ваг, т.е. 2 состава в сутки и 56 автопоездов (тягач и два прицепа) в сутки. Из задания 5 стоимость одного часа простоя подвижного состава равна руб, и руб. Из задания 7 продолжительность работы автотранспорта составляет 8 ч. в сутки и автотранспорт начинает работать с 8.00ч.

     Из  задания 8 снижение поездок автотранспорта в выходные дни по сравнению с  буднями составляет , . Контейнер вида 1А с м2 и .

     Определим объём работы автотранспорта в выходные дни (имеем в виду что на автопоезде 2 контейнера):

     

ваг

где: общее количество поездок автотранспорта за сутки;

количество контейнеров соответственно на автомашине и в вагоне;

 процент снижения поездок автотранспорта в выходные дни. капитальные затраты на строительство и годовые эксплуатационные расходы на содержание одного квадратного метра площади складской площади, тыс. руб, тыс. руб/год.

 нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,

                                            конт;

     

конт;

Находим дополнительный объем работы станции  из-за неравномерности функционирования автотранспорта по дням неделям.

;

конт. = 26 ваг.;

Определим приведенные годовые расходы  на строительство и содержание дополнительной складской площади.

;

где: коэффициент дополнительной складской площади на проходы персонала, проезда автомашин, пожарной безопасности и т.д.,

        число ярусов складирования контейнеров,

тыс. руб/год; 

Определим недельный дополнительный простой  вагонов как «склад на колесах».

,

где продолжительность работы автотранспорта.

     1,5 и 0,5 – средний простой вагонов  до понедельника, прибывших соответственно  в субботу и воскресенье, сутки. 

     средний простой вагонов, прибывших в предыдущие субботу и воскресенье, контейнера из которых должны быть  вывезены автотранспортом в течение следующей рабочей недели до окончания его работы в пятницу, час.

     4 – понедельник, вторник, среда,  четверг.

     8 – пятница с 0 часов до начала  работы автотранспорта. 

 ваг/ч; 

Определим годовые расходы станции по дополнительному  простою вагонов.

 руб/год;

где: 52 – количество недель в году. 

 руб/год; 

Определим приведенные годовые расходы  на строительство и содержание дополнительного  путевого развития станции. 

;

где:  капитальные затраты на строительство и годовые эксплуатационные расходы на содержание одного погонного метра пути, тыс. руб тыс. руб/год 

тыс. руб/год

Проводим  сравнение двух  вариантов для  выбора рационального: 

 

< +

< 1014056,32

Вывод:

Рациональным  является строительство дополнительной складской площади для смягчения  неравномерности работы автотранспорта по дням неделям. 

     Задание 9

     Оптимальная продолжительность  совместной обработки  вагонов и автомобилей  на контейнерной площадке

     Из  задания 1 контейнеры вида 1А перевозятся автопоездами в составе тягача и двух прицепов и железнодорожным поездом. В автопоезде размещено по 2 контейнера, а на каждом вагоне – по 1. Среднесуточные размеры движения состава/сут по 56 вагонов, автопоездов/сутки.

     Из  задания 2 железнодорожный и автомобильный транспорт на КП обслуживается козловым краном КК-32, один перегрузочный путь. Число вагонов в одной подаче ваг/подача, а количество подач вагонов одного состава подач/состав. Время на грузовые операции с одним железнодорожном составом различными кранами составляет при КК-32: час/состав, при «Кондор»: час/состав.

     Из  задания 5 стоимость одного часа простоя  подвижного состава равна  руб/час и руб/час. Стоимость перегрузки одного контейнера руб/конт, руб/конт, руб/конт.

     Из  задания 7 продолжительность работы автотранспорта составляет 8ч. в сутки. Время на грузовые операции с автотранспортом  ч.

     Из  задания 9 коэффициент использование крана по времени , а коэффициент вариации времени обслуживания одного автомобиля краном . Расходная ставка одного часа работы крана КК-32 руб/час, «Кондор» руб/час 

  1. Находим величины, имеющие все определенные значения слагаемых.

     Определим нормативное время простоя вагонов  одной подачи :

     

ваг/час

     Определим среднее время на грузовые операции с одним автопоездом:

     

     где: NA – общее количество поездок автотранспорта за сутки

            -доля поездок i-ой марки автомобиля.

            продолжительность грузовой операции с i-м автомобилем, час/ваг

            ККР – количество кранов, работающих на КП.

     

час/авт.

     Определим среднюю интенсивность обслуживания автомобилей на КП, она  зависит от среднего времени на грузовые операции с одним автомобилем и коэффициента использования крана по времени кк = 0,8 и определяется по формуле:

     

 авт./час

     Определим среднюю интенсивность поступления  автомобилей λа на КП. Она зависит от этапов, условий работы автотранспорта и определяется как:

     

авт./час

       Определим среднюю загрузку крана обработкой автомобилей :

     

     По  результатам расчета загрузки можно сделать вывод, что количество кранов недостаточно для выполнения грузовых операций. Принимаем к дальнейшему рассмотрению наличие на КП двух кранов. Сокращаем =0,1часа/авт., таким образом, время на грузовые операции составит

     

     

     Среднее время:

    Средняя интенсивность  обслуживания автомобилей на КП:

     Средняя загрузка крана обработкой автомобилей:

     Определим среднее время на грузовые операции с вагонами одной подачи. Оно зависит от числа подъездных путей, количества, марки кранов и устанавливается так:

     

 час

     где: среднее время на грузовые операции с вагонами одного поезда в зависимости от числа кранов, их марки и количества перегрузочных путей.

     2 .Находим величины, имеющие неопределенное  значение  в соответствующих формулах.

     Определим общее количество автомобилей находящихся  в очереди в ожидании начала обслуживания

     

     Определим время простоя автомобилей в  ожидании начала грузовых операций за период совместной обработки вагонов  и автомобилей  определяется:

     

 

     где: 

средний простой одного автомобиля в ожидании начала грузовых операций в период совместной обработки вагонов и автомобилей на КП,

     

авт-час

     

авт-час

     Определим простой автомобилей в ожидании за период обработки только вагонов:

     

     Определим простой автомобилей в ожидании за период обработки накопившейся очереди 

     

     где: время обслуживание общего количества автомобилей и очереди.

     

     где: означает, что при прибывающие  автомобили становятся в очередь

              количество автомобилей, ожидающих начала обслуживания за время работы КП.

      авт

      авт-час

     

     Определим время простоя автомобилей, накопившихся в дополнительной очереди  в ожидании начала обслуживания:

     

     

     Определим время простоя автомобилей в  ожидании начала грузовых операций за период обычного режима работы КП

     

авт-час

     Определим общее допустимое время простоя  автомобилей под грузовыми операциями за время обслуживания вагонов одной  подачи.

     

авт-час

     где: интенсивность поступления подач вагонов к КП.

     

подачи/час

     На  основании нормативного времени  на обслуживание вагонов одной подачи на КП, исходных данных и приведённых  формул находятся общие расходы St по простою вагонов одной подачи и автомобилей на КП под грузовыми операциями и в ожидании их начала. С помощью дифференцирования полученного уравнения производится минимизация общих расходов St.

     Расчётное время простоя вагонов одной  подачи под грузовыми операциями и в ожидании их начала Тп в зависимости от конкретных условий работы сравнивается с нормативным tвнж.

     

       

     Определим расчетное время простоя вагонов  одной подачи на КП.

      ваг-час

     Определим  общие расходы КП по простою подвижного состава.

     

      

     Находим первую производную  и приравняем её к нулю.

     

     

     Расчетное время вагонов одной подачи:

      ваг-час

     Расходы по простою подвижного состава за время обслуживания одной подачи руб

     Расходы на работу крана  руб

     Расходы по перегрузке контейнеров за время  обслуживания вагонов одной подачи составят:

     

     Общие расходы контейнерной площадки составляют:

      руб

     Задание 10

     Контактный  график работы контейнерной площадки

     Смешанные железнодорожно- автомобильные перевозки вызывают перегрузку грузов (контейнеров) на контейнерных площадках (КП) (терминалов) железнодорожных станций.

     Для снижения простоя подвижного состава  и выполнения максимально возможной  перегрузки по «прямому» варианту «вагон-автомобиль»  организация работы  КП базируется на контактном графике подвода вагонов  и автомобилей к пункту перегрузки.

     Из  задания 1 имеем тип (1А), и число  контейнеров (Nк=111конт). Задание 2 устанавливает число перегрузочных пунктов (1путь)  количество подач (7под) и количество вагонов в подаче (8ваг). Заданием 7 регламентировано количество смен (1смена) и продолжительность одной смены работы автотранспорта (8 ч). По табл. задания 7 имеем время прибытия автомобилей на КП. Заданием 9 определено время на грузовые операции с автопоездом (0,21ч=12,6мин), вагонами одной подачи (3,2ч =192мин), оптимальное значение совместной обработки вагонов и автомобилей (β =0,38).

     После построения контактного графика, определяются его показатели:

Переустройство промежуточной станции узла