Выбор оптимальной схемы завоза грузов на приток. 2

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФБОУ ВПО НГАВТ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по дисциплине: «Управление транспортным процессом».

Тема: «Выбор оптимальной схемы завоза грузов на приток».  
 

 

 

 

 

 

 
                                                          

  Выполнила: студентка  6 курса 

ЭК-09-15д 

Малькова Н.Н.     

 Проверил: Синицын Г.Я.

 
 
 

 

 

 
  
 

Томск 2012

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение	3
Исходные данные для обоснования схемы перевозок грузов	4
Схема водного пути	4
Путевые условия по участкам	4
Характеристика корреспондирующих пунктов	4
Характеристика рода груза	5
Нормы грузовых работ	5
Нормативы на технические операции	5
Характеристика транспортных средств, используемых на перевозках грузов	5
Варианты схем завоза груза на приток	6
Планирование периода завоза грузов на приток	7
Точечная и интервальная оценка прогноза периода навигации	7
Прогноз периода навигации на плановый год	8
Определение загрузки малотоннажного и крупнотоннажного судна	11
Разработка вариантов схемы перевозки груза	11
Определение эксплуатационной скорости всех видов флота	12
Схема завоза груза на приток	13
Определение технической скорости всех видов судов	15
Расчет продолжительности круговых рейсов по схемам перевозок	17
Определение потребности во флоте	19
Определение стоимости содержания судов в эксплуатации	21
Заключение	23
Список литературы	24

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Развитие экономики  России на современном этапе во многом определяется возможностями районов  Сибири, развитием производительных сил этого сложного в освоении региона.

Водные пути этого  региона обладают огромным энергетическим потенциалом, они проходят в районах со сложными условиями климата, по обширной малоосвоенной территории. В большинстве районов реки – это единственный транспортный путь для завоза необходимых грузов.

Развитие и освоение районов Сибири вызывает необходимость  установления транспортных связей как внутри, так и за пределами районов. Одно из ведущих мест  здесь занимает речной транспорт, особенно на малых реках. В настоящее время в системе речного флота эксплуатируется более 350 малых рек общей протяженностью более 50 тысяч километров, что составляет 46% от всех водных путей этой отрасли.

Организация перевозок  грузов с использованием малых рек  предполагает решение ряда задач:

• обоснование схем завоза грузов в пункты малых рек;
• обоснование периода работы флота на малых реках;
• оптимальное распределение перевозок между различными видами флота;
• оценка экономической эффективности завоза грузов речным транспортом по малым рекам.

Задачи оптимальной  расстановки флота по участкам работ  решаются отдельно для каждого участка.

Оптимальной и наиболее выгодной будет считаться такая  схема, при которой произведенные затраты на перевозку или себестоимость будут минимальные, а провозная способность флота – максимальной.

 

 

 

 

1. Исходные данные для обоснования схемы перевозок грузов

 

1.   Схема водного пути

  В

 

 

                                                                             100 км

 

 

 

А Б

                                    300 км

Рис. 1 Схема водного пути

 

2. Путевые условия по участкам

 

Протяженность участка, км:

 L_АБ-на магистрали 300 км, L_БВ-на притоке 100 км;

Гарантированная глубина  судового хода, м:

h_г^маг -на магистрали 2,1 м, h_г^пр -на притоке 1,2 м;

Средняя потеря скорости при  движении, км/ч:

ω_маг - на магистрали 3,3 км/ч, ω_пр - на притоке 3,9 км/ч;

Запас воды под днищем ∆h, м:

 при h_г >1,5 м, ∆h^маг=0,15 м, при h_г <1,5 м, ∆h^пр=0,1 м.

 

3. Пункты, в которых происходят операции с грузом

 

Пункт отправления груза  – А, пункт перевалки или паузки – Б, пункт назначения груза – В.

 

4. Род груза

 

Перевозимым грузом является груз в мешках - его удельный погрузочный объем допускает полную загрузку судна, то есть лимитировать будет только глубина судового хода.

 

5. Нормы грузовых работ

 

Груз в мешках – параграф 24 судо-часовых норм.

Таблица 1.1

 

Судо-часовые нормы грузовых работ

 

Тип флота	Норма загрузки судна, Бпгр, т/ч	Норма выгрузки судна, Бвгр, т/ч
Проект № 2036  г/п 1000т	26	23
Проект № 890  г/п 150т	17	13

 

6. Технические операции

Таблица 1.2

 

Время на технические операции

 

Тип флота	Регистровая грузоподъемность, т	Наличие груза	Время на тех. операции, tто, ч
Проект № 2036	1000	с грузом	7,0
		порожнем	4,2
Проект № 890	150	с грузом	6,0
		порожнем	3,6

 

7. Грузовые теплоходы, используемые при перевозке грузов

 

Теплоход проект № 2036 –крупнотоннажное судно, теплоход проект № 890 –малотоннажное судно.

Таблица 1.3

 

Эксплуатационные  характеристики флота

 

Показатель	грузовой т/х  пр. 2036 открытое	грузовой т/х  пр. 890 Открытое
Регистровая грузоподъемность  Qр, т	1000	150
Регистровая осадка в грузу, Тр, м	1,8	1
Осадка, м:  порожнем То	0,54	0,47
Скорость  относительно воды, км/час порожнем Vо	20,7	16,50
в полной загрузке Vгр	19	12,70

 

8. Варианты схем завоза груза на приток

 

При выполнении задания рассмотрим следующие варианты схем завоза груза  на приток:

Маршрутная схема, с использованием на всем пути следования малотоннажного судна;

Маршрутная схема, с использованием на всем пути следования крупнотоннажного судна;

Немаршрутная схема с  перевалкой на всем пути следования крупнотоннажного судна,

Немаршрутная схема, с  паузкой в устьевом порту части  груза из крупнотоннажного судна в малотоннажное судно.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Прогноз периода навигации

 

Период завоза грузов определяется расчетным путем по априорной  информации за 10 лет.

 

1.  Точечная и интервальная оценка прогноза периода навигации

 

Дадим точечную и интервальную оценку прогноза периода навигации. Для этого необходимо:

1. с помощью метода наименьших квадратов определить уравнение тренда в виде: Ŷ_t=b₀+b₁×t
2. подставить одиннадцатый год в уравнение тренда, дав тем самым точечный прогноз периода навигации;
3. найти доверительный интервал для среднего значения одиннадцатого уровня ряда с 95 % надежностью прогноза.

 

Таблица 2.1

 

Период  поддержания гарантированных глубин на притоке

 

Год	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Продолжительность периода, сут	67	39	40	44	52	56	70	39	41	50

 

Определим уравнение тренда с помощью метода наименьших квадратов:

 

 

 

Учитывая, что t=1,2,3…n (натуральный числовой ряд),

 

 

 

                                                  

          

 

              

   

              

     

 

     

                                                         

Уравнение тренда имеет вид: Ŷ_t=40,76+0,37×t

 

2. Анализ периода навигации на 11 год

 

Подставим 11 год в уравнение  тренда, дав тем самым точечный прогноз периода навигации: Ŷ_tпр=40,76+0,37×11=44,83 сут=44 сут.

Найдем доверительный  интервал для среднего значения 11 уровня ряда с 95% надежностью прогноза:

 

Таблица 2.2

t	Ŷt	Ŷt=40,76+0,37×t	Результат	e2×t= (Ŷt -Yt)2	Результат
1	67	40,76+0,37×1=	41,13	(41,13-67)2 =	669,26
2	39	40,76+0,37×2=	41,5	(41,5-39)2 =	6,25
3	40	40,76+0,37×3=	41,87	(41,87-40)2 =	3,50
4	44	40,76+0,37×4=	42,24	(42,24-44)2 =	3,10
5	52	40,76+0,37×5=	42,61	(42,61-52)2 =	88,17
6	56	40,76+0,37×6=	42,98	(42,98-56)2 =	169,52
7	70	40,76+0,37×7=	43,35	(43,35-70)2 =	710,22
8	39	40,76+0,37×8=	43,72	(43,72-39)2 =	22,28
9	41	40,76+0,37×9=	44,09	(44,09-41)2 =	9,55
10	50	40,76+0,37×10=	44,46	(44,46-50)2 =	30,69
Итого					1712,53

Данные для  расчета интервальной оценки прогноза периода навигации

 

 

Интегральная оценка прогноза среднего значения вычисляется по формуле:

Ŷ_tпр - t_1-α;n-2×S_ŷ ≤ M(y) ≤ Ŷ_tпр + t_1-α;n-2×S_ŷ

S_ŷ -оценка среднеквадратичного отклонения групповой средней,

t_1-α;n-2-табличное значения критерия Стьюдента (2,31),

_1-α -надежность прогноза,

_n-2 - количество степеней свободы,

t_пр -время прогноза.

Оценка дисперсий возмущений:

 

Оценка дисперсий возмущений:

t=1

S²_y = S² * {(1/n) + [(t_пр – t )²] / [ ∑(t- t )²]}

S²_y=214*{1/10+[(11-5,5)²/[(1-5,5)²+(2-5,5)²+(3-5,5)²+(4-5,5)²+(5-5,5)²+(6-5,5)²+(7-5,5)²+ (8-5,5)²+(9-5,5)²+(10-5,5)²]} = 100,58

=10

44-2,31×10 ≤ M(y) ≤ 44+2,31×10

20,9 ≤ M(y) ≤ 67,1

Найдем доверительный  интервал для индивидуального значения того же уравнения ряда, следующим образом:

Ŷ_tпр - t_1-α;n-2×S_ŷt0 ≤ M(y) ≤ Ŷ_tпр + t_1-α;n-2×S_ŷt0

Дисперсия индивидуального  значения:

t=1

S²_y10 = S² * {1+(1/n) + [(t_пр – t )²] / [ ∑(t- t )²]}

S²_y10 =214×{1+1/10+[(11-5,5)²/[(1-5,5)²+(2-5,5)²+(3-5,5)²+(4-5,5)²+(5-5,5)²+(6-5,5)² +  (7-5,5)²+ (8-5,5)²+(9-5,5)²+(10-5,5)²]} = 314,58

 

44-2,31×17,73 ≤ Y₀^* ≤ 44+2,31×17,73

3,05 ≤ Y₀^* ≤ 84,95

Вывод: Округленный доверительный интервал для среднего значения одиннадцатого уровня находится в промежутке от 3 до 84.

Анализируя выполненные  расчеты можно сделать вывод, что точечный прогноз навигации равен 44 суткам, оценка прогноза среднего значения равна интервалу от 23 до 64 суток, а интервальная оценка индивидуального значения равна интервалу от 3 до 84 суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение загрузки судна малотоннажного и крупнотоннажного

судна

 

1. Разработка вариантов схемы перевозки груза

 

Путевые условия

Характеристики	Обозначение	размерность	Величина
			магистраль	приток
Протяженность участка	l	км	300	100
Глубина судового хода	hг	м	2,1	1,2
Запас под днищем	∆h	м	0,15	0,1
Средняя потеря скорости	ωмаг	км/ч	3,3	3,9

 

Рассчитаем эксплуатационную осадку крупнотоннажного судна:

Т_э= h_г - ∆h

Для магистрали

Т_э= 2,1-0,15=1,95 м

Т.е. глубина судового хода позволяет загрузить судно на осадку 1,95 м, однако регистровая осадка составляет 1,8 м, т.к. Т_э> Т_р , то используется Т_э= Т_р=1,8 м.

Для притока:

Т_э= 1,2-0,1=1,1 м т.е. глубина судового хода позволяет загрузить судно на осадку 1,1 м, однако регистровая осадка составляет 1 м, т.к. Т_э> Т_р , то используется Т_э= Т_р=1 м.

Таблица 3.2

Характеристика  схемы завоза грузов

Схема перевозки груза	Осадка  судна на магистрали		Характер  операций в устьевом пункте	Осадка  судна на притоке
	регистровая	эксплуатационная		регистровая	эксплуатационная
I схема	1	1	-	1	1
II схема	1,8	1,1	-	1,8	1,1
III схема	1,8	1,8	Перевалка	1	1
IV схема	1,8	1,8	Паузка	1,8/1	1,1/1

 

Определим эксплуатационную загрузку:

Q_э=Q_р×((T_Э-T₀)/(T_Р-T₀)),

Q_э -регистровая грузоподъемность, тнж;

T_Э - эксплуатационная осадка судна, м;

T₀- осадка порожнем, м;

T_Р - регистровая осадка в грузу, м.

Q_э ^кт=1000×((1,8-0,54)/(1,8-0,54))=1000 т

Q_э ^мт=150×((1-0,47)/(1,8-0,47))=150 т

По условию задачи h_г на притоке 1,2 м, следовательно все значения схем №1, №2 будем принимать по Q_э на притоке.

Q_э ^кт=1000×((1,1-0,54)/(1,8-0,54))=706 т

Q_э ^мт=150×((1-0,47)/(1,8-0,47))=150 т

Таблица 3.3

Условия плавания судов

Тип флота	Магистраль		Приток
	полная	частичная
Крупнотоннажное  судно	1000	706	706
Малотоннажное судно	150	150	150

 

2. Определение эксплуатационной скорости всех видов флота

Определяем эксплуатационную скорость относительно воды крупнотоннажного  малотоннажного судна в зависимости от загрузки по формуле:

U_э=U₀-((T_Э-T₀)/(T_Р-T₀)×(U_Э-U₀)),

U₀-скорость судна порожнем км/ч;

U_э - регистровая скорость судна, км/ч.

По магистрали:

U_э ^кт=20,7-((1,8-0,54)/(1,8-0,54)×(20,7-19))=19 км/ч

U_э ^мт=16,5-((1-0,47)/(1-0,47)×(16,5-12,7))=12,7 км/ч

По притоку:

U_э ^кт=20,7×((1,1-0,54)/(1,8-0,54)×(20,7-19))=19,94 км/ч

U_э ^мт=16,5×((1-0,47)/(1-0,47)×(16,5-12,7))=12,7 км/ч

3. Схема завоза груза на приток

Схема №1

 В

М

М

М

 

 

                                  А М                                              Б

   Схема  №2

 В

К

К

К

 

 

 

К

                    А Б

 

 

Схема №3 В

 

М

М

К

К

А Б

 

 Схема №4  В

М

К

К

К

М

     

К

А Б

                

Рис. 2 Схемы завоза груза  на приток

Условные обозначения:

                  - груженое судно

                  - порожнее судно

         -  выгрузка

          - погрузка

      - прибытие порожнем

         - отправление порожнем

___- движение с грузом

_ _ _             - движение порожнем

 - паузка

 

4. Определение технической скорости всех видов судов

Определяем техническую  скорость малотоннажного и крупнотоннажного судна по схемам в зависимости от условий плавания, км/ч:

U= U_э±ω_маг(пр)

Первая схема для малотоннажного судна:

По магистрали:

U_гр ^маг=12,7+3,3=16 км/ч

U_пор ^маг=16,5-3,3=13,2 км/ч

По притоку:

U_гр ^пр=12,7-3,9=8,8 км/ч

U_пор ^пр=16,5+3,9=20,4 км/ч

Вторая схема для крупнотоннажного судна:

По магистрали:

U_гр ^маг=19+3,3=22,3 км/ч

U_пор ^маг=20,7-3,3=17,4 км/ч

По притоку:

U_гр ^пр=19,2-3,9=15,3 км/ч

U_пор ^пр=20,7+3,9=24,6 км/ч

Третья схема для крупнотоннажного судна на малотоннажное судно:

По магистрали: для крупнотоннажного судна

U_гр ^маг=19+3,3=22,3 км/ч

U_пор ^маг=20,7-3,3=17,4 км/ч

По притоку: для малотоннажного судна

U_гр ^пр=12,7-3,9=8,8 км/ч

U_пор ^пр=16,5+3,9=20,4 км/ч

Четвертая схема для паузки с крупнотоннажного судна на малотоннажное судно:

По магистрали: для крупнотоннажного судна

U_гр ^маг=19+3,3=22,3 км/ч

U_пор ^маг=20,7-3,3=17,4 км/ч

По притоку: для малотоннажного судна

U_гр ^пр=12,7-3,9=8,8 км/ч

U_пор ^пр=16,5+3,9=20,4 км/ч

По притоку: для крупнотоннажного судна

U_гр ^пр=19,2-3,9=15,3 км/ч

U_пор ^пр=20,7+3,9=24,6 км/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет продолжительности круговых рейсов по схемам перевозок

Продолжительность круговых рейсов рассчитывается по формуле:

t_кр=t_тн+ t_пгр+ t_топ+ t_хг+ t_тз(пер)+ t_тк+ t_вгр+ t_х0+ t_тз

     t_тн – время на технические операции в начальном пункте, ч;

     t_пгр – время погрузки, ч;

t_топ – время на технические операции в пути, 1ч на каждые 100км;

t_хг – время хода с грузом;

t_тз(пер) – технические затраты в пункте перевалки, ч;

t_тк  - технические операции в конечном пункте, ч;

t_вгр – время выгрузки, ч;

∑t_х0 – время хода порожнем, ч;

∑t_тз – технические затраты в пути 3% от ∑t_хr + ∑t_х0 , ч.

Первая схема для малотоннажного судна:

t_пгр=150/17=8,8 ч

t_вгр=150/13=11,53 ч

t_кр=3×2+8,8+((300×2+100×2)/100)+(300/16+100/8,8+100/20,4+300/13,2)×1,03+1,8×2+11,53=97,39 ч

Вторая схема для крупнотоннажного судна:

t_пгр=705,6/26=27,1 ч

t_вгр=705,6/23=30,6 ч

t_кр=3,5×2+27,1+((300×2+100×2)/100)+(300/22,3+100/15,3+100/24,6+300/17,4)×1,03+2,1×2+30,6= 119,38 ч

Третья схема для перевалки  с крупнотоннажного судна на  малотоннажное судно:

для крупнотоннажного судна:

t_пгр=1000/26=38,46 ч

t_вгр=1000/23=43,47 ч

t_кр=3,5×2+38,46+((300×2)/100)+(300/22,3+300/17,4)×1,03+2,1×2+43,47=130,74 ч

для малотоннажного судна:

t_пгр=150/17=8,8 ч

t_вгр=150/13=11,53 ч

t_кр=3×2+8,8+((100×2)/100)+(100/8,8+100/20,4)×1,03+1,8×2+11,53= 48,67 ч

Четвертая схема для паузки части груза из крупнотоннажного судна в малотоннажное судна:

для малотоннажного судна:

t_пгр=150/17=8,8 ч

t_вгр=150/13=11,53 ч

t_кр=3×2+8,8+((100×2)/100)+(100/8,8+100/20,4)×1,03+1,8×2+11,53=48,67 ч

для крупнотоннажного судна:

t_пгр=1000/26=38,46 ч

t_вгр=705,6/23=30,67 ч

t_вгр=(1000-706)/23=12,8 ч

t_кр=3,5×2×2+38,46+(((300×2)+(100×2))/100)+2,1×2+30,67+12,8+(300/22,3+100/15,3+100/24,6+300/17,4)×1,03=150,64 ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Определение потребности во флоте

 

       Количество отправлений определяется  в зависимости от количества перевозимого груза и эксплуатационной загрузки судна:

m = G_расч / Q_э;

Количество рейсов определяется в зависимости от периода  навигации и продолжительности  кругового рейса в зависимости  от вида флота и водного пути:

n = t_нов / t_кр;

Потребность во флоте  определяется в зависимости от количества отправлений и количества рейсов:

ф = m/n;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                            

 

 

 

  Таблица 5.1

Динамика количества отправлений, рейсов и потребности во флоте  по трем прогнозам.

Номер   схемы			Точечный   прогноз		Минимальный   прогноз		Максимальный   прогноз
1	малотоннажный  флот	m	72000/150	480	72000/150	480	72000/150	480
		n	44*24/97,39	11	20*24/97,39	5	67*24/97,39	16
		ф	480/9	44	480/5	96	480/16	30
2	крупнотоннажный  флот	m	72000/706	102	72000/706	102	72000/706	102
		n	44*24/119,38	9	20*24/119,38	4	67*24/119,38	13
		ф	102/9	11	102/4	25	102/13	8
3	малотоннажный  флот	m	72000/150	480	72000/150	480	72000/150	480
		n	44*24/48,67	27	20*24/63,98	7	67*24/63,98	25
		ф	480/27	48	480/7	68	480/25	19
	крупнотоннажный  флот	m	72000/1000	72	72000/1000	72	72000/1000	72
		n	44*24/130,74	8	20*24/130,74	4	67*24/130,74	12
		ф	72/7	10	72/4	18	72/12	6
4	малотоннажный  флот	m	(72000-72*706)/150	141	(72000-72*706)/150	141	(72000-72*706)/150	141
		n	44*24/48,67	22	20*24/63,98	7	67*24/63,98	25
		ф	141/22	7	141/7	20	141/25	6
	крупнотоннажный  флот	m	72000/1000	72	72000/1000	72	72000/1000	72
		n	44*24/150,64	7	20*24/150,64	3	67*24/150,64	11
		ф	72/7	10	72/3	18	72/11	6