Управление транспортным процессом

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Особенности завоза груза на приток 5

1.1 Особенности малых рек 5

1.2 Характеристика груза 8

2 Выбор и описание схем завоза груза на приток 9

3 Составление временного ряда длительности периодов с гарантированными глубинами на притоке 11

4 Аналитическое выравнивание временного ряда 13

5 Прогноз интервала продолжительности периода с гарантированными глубинами 15

6 Расчет круговых рейсов и определение потребности во флоте 17

7 Выбор оптимальной схемы завоза груза на приток 24

Заключение 25

Список использованных источников 27

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсового проекта – обосновать схемы завоза груза на приток в меженный период навигации.

Внутренний водный транспорт является одним из ведущих видов транспорта, способствует нормальному производству и обращению продукции и удовлетворяет население в перевозках по водным путям.

Речной транспорт имеет следующие преимущества:

- высокая провозная способность на глубоководных реках;

- невысокую себестоимость перевозки;

- небольшие капитальные вложения на обустройство судоходных путей.

Недостатками речного транспорта является:

- неравномерность глубин рек;

- сезонность работы;

- небольшие скорости доставки грузов.

Вследствие этих недостатков возникает проблема доставки груза на малые реки.

Для решения данной проблемы необходимо рассчитать четыре варианта и выбрать из них оптимальный вариант:

1) маршрутная схема с использованием на всем пути следования «мелкого» судна;

2) маршрутная схема с использованием на всем пути следования «крупного» судна с неполной загрузкой;

3) немаршрутная схема с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое»;

4) немаршрутная схема с отпаузкой в устьевом порту части груза из «крупного» судна в «мелкое».

Оптимальность варианта определяется минимальными эксплуатационными затратами по перевозке груза.

1 ОСОБЕННОСТИ ЗАВОЗА ГРУЗА НА ПРИТОК

В данном разделе рассматривается использование малых рек в качестве транспортных путей и характеристика перевозимого груза.

1.1 Особенности малых рек.

В зависимости от транспортно-экономического значения, гидрологических условий, габаритных размеров судового хода, интенсивности движения флота и ряда других факторов все реки нашей страны подразделяются на 7 классов.

Реки пятого - седьмого классов относятся к категории малых.

Гарантированные глубины на малых реках равны 0,5-1,1 м, ширина судового хода составляет до 50 м, радиус закругления судового хода - до 200 м.

Использование малых рек в качестве транспортных путей имеет свои особенности, вызванные и спецификой гидрологии, и недостаточным обустройством водных путей.

По некоторым малым рекам судоходство осуществляется только в кратковременный период весеннего паводка. В межень судоходство осложняется ограниченными глубиной, шириной и радиусом закругления судового хода.

Перевозки по малым рекам имеют особенности по сравнению с перевозками по магистральным водным путям. Основные из них следующие:

- разветвленная сеть малых рек в условиях слабого развития иди полного отсутствия железных и автомобильных дорог, особенно в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока;

- подавляющее большинство малых рек находятся в естественном состоянии, поэтому уровень воды в них подвергается существенным колебаниям в течение навигации;

- ограниченные габаритные размеры судового хода в период эксплуатации флота;

- наличие значительной доли перевозок грузов в районы Крайнего Севера и Заполярья;

- односторонняя направленность грузопотока;

- отсутствие, в основном, обратной загрузки судов;

- взаимодействие малотоннажных и крупнотоннажных судов в процессе эксплуатации;

- наличие значительного числа причалов необщего пользования и судов других ведомств.

Судоходная обстановка на малых реках, как правило, не освещаемая и только береговая, поэтому движение судов осуществляется лишь в светлое время суток. Стационарных причалов в пунктах погрузки-выгрузки на малых реках обычно нет, грузовые операции осуществляются у временных причалов или у необорудованного берега.

В бассейны малых рек завозят грузы широкой номенклатуры, но мелкими частями. В обратном направлении преимущественно суда возвращаются незагруженными. Организация перевозок по малым рекам в меженный период мало отличается от организации обычных транзитных или местных перевозок на магистральных реках. Движение судов организуется по рейсовой или линейной (при больших объемах перевозок) форме графика.

Линейная форма обеспечивает равномерное движение судов и составов в течении всей навигации или ее большей части, ее используют в основном для рек с гарантированными габаритными размерами судового хода. В этом случае разрабатывают график завоза грузов в пункты малых рек, по которому организуют движение флота по тем же принципам, что для транзитных перевозок по магистральным рекам. Отличия возможны только при перевозке грузов с использованием перевалочных портов или паузки судов в пунктах резкого перепада глубин.

Рейсовую форму организации движения флота применяют в основном для малых рек, на которые завоз грузов возможен только в весенний (паводковый) период навигации. В этом случае из портов отправления возможны отправления судов на малую реку одиночные или групповые.
Месячное и оперативное планирование работы флота на малых реках осуществляется в комплексе с планированием работы всего флота пароходства.
Наибольшую сложность представляет организация завоза грузов на те малые реки, где судоходство осуществляется только в кратковременный период весеннего паводка. Весенний завоз груза на малые реки является важным, т. к. во многих случаях малая река является единственным путем сообщения позволяющим доставить грузы в необходимом количестве и к определенному сроку. Как правило, пунктами отправления грузов на малые реки являются порты, расположенные на магистральное реке.

Движение флота при завозе груза на малые реки и обработку судов и составов в пунктах погрузки и выгрузки грузов организуют на основе плановых и нормативных документов, входящих в состав графика движения флота пароходства. В планах эксплуатационной работы большинства пароходств имеется раздел «Перевозка грузов по малым рекам», в котором приведены сведения об объемах перевозок грузов по номенклатуре для каждой малой реки бассейна, путевых условиях на реках в течении навигации, периоде эксплуатации флота, типовых судах и составах, пропускной способности пунктов погрузки и выгрузки, результатах анализа перевозок и работы флота на малой реке за прошедшую навигацию. Этот материал анализируют, обобщают и принимают за основу при разработке графика движения судов при завозе грузов на малые реки, который является составной частью общего плана графика движения флота на водных путях пароходства и к разработке которого предъявляются те же требования.

Однако специфика работы флота в ограниченных условиях плавания обуславливает особенности, которые необходимо учитывать при разработке графика движения флота для этого вида перевозок. Доставка грузов в пункты малых рек - сложный процесс, в котором участвуют крупные порты отправления и мелкие пункты выгрузки грузов с низкой технической оснащенностью.

1.2 Характеристика груза (ячмень в таре).

В зависимости от удельного объема зерно подразделяется на тяжеловесное и легковесное. Ячмень относится к легковесному зерну.

Ячмень перевозится влажностью, не превышающую 17% включительно при предъявлении сертификата Государственной инспекции по закупкам и качеству сельхозпродуктов и сырья или удостоверения о качестве хлебопродуктов, выдаваемых организациями Министерства заготовок, Министерства обороны и Министерства внутренних дел.

Перевозка ячменя влажностью свыше 17% до 19% (включительно) производится с соблюдением «Условий перевозки зерна с повышенной влажностью».

В сертификатах или удостоверениях о качестве должны быть указаны влажность, сортность, зараженность амбарными вредителями и натуральный вес.

Тара, предъявляемая к перевозке груза должна соответствовать государственным стандартам или техническим условиям и инструкции по использованию тканевых мешков.

Суда под погрузку хлеба должны подаваться вполне исправными, очищенными, а в необходимых случаях промытыми.

2 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ СХЕМ ЗАВОЗА ГРУЗА НА ПРИТОК

При завозе оборудования на приток в количестве 24000 т необходимо рассмотреть следующие варианты схем:

1) маршрутная схема с использованием на всем пути следования «мелкого» судна;

2) маршрутная схема с использованием на всем пути следования «крупного» судна с неполной загрузкой;

3) немаршрутная схема с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое»;

4) немаршрутная схема с отпаузкой в устьевом порту части груза из «крупного» судна в «мелкое».

Схема 1. При использование маршрутной схемы с использованием на всем пути следования «мелкого» судна, судно загружается в пункте отправления и следует до пункта назначения для выгрузки. Данный вариант применим при перевозке небольшого количества груза и достаточных габаритах судового хода. В данном варианте габариты судового хода позволяют «мелкому» судну пройти с полной загрузкой, учитывая норму грузоподъемности 80%.

Схема 2. При выборе маршрутной схемы с использованием на всем пути следования «крупного» судна с неполной загрузкой, необходимо рассчитать количество груза, которое будет погружено в судно. Его количество будет зависеть от глубины судового хода. В данном случае судно будет загружено менее 40% , то есть на 23%, что считается экономически невыгодным.

Схема 3. При выборе немаршрутной схемы с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое», необходимо согласование прибытия судов в перевалочный пункт. С этой целью рассчитывают интервал движения судов из перевалочного пункта в пункт назначения на малой реке.

Схема 4. При выборе немаршрутной схемы с отпаузкой в устьевом порту части груза из «крупного» судна в «мелкое», использование данной схемы в нашем случае экономически невыгодно.

При завозе груза на приток существуют ограничения габаритов судового хода. Поэтому, проанализировав варианты схем завоза груза, наиболее приемлемыми являются:

- маршрутная схема с использованием на всем пути следования «мелкого» судна;

- немаршрутная схема с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое».

Для выбора наиболее эффективной схемы перевозки необходимо произвести ряд расчетов.

3 СОСТАВЛЕНИЕ ВРЕМЕННОГО РЯДА ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДОВ С ГАРАНТИРОВАННЫМИ ГЛУБИНАМИ НА ПРИТОКЕ

Временной ряд (ряд динамики) – ряд расположенных в хронологической последовательности статистических показателей (уровней ряда).

В нашем случае ряд динамики является моментным, так как его уровни характеризуют явление по состоянию на определенную дату.

Ряды динамики можно представить в графическом виде (рисунок 2) и в виде таблицы (таблица 3.1).

Цель составления временного ряда – установление длительности периода с гарантированными глубинами, для того чтобы сделать прогноз на будущий период навигации.

Таблица 3.1 – Временной ряд длительности периодов с гарантированными глубинами.

Рисунок 2 – Временной ряд длительности периодов с гарантированными глубинами на притоке.

Линейная зависимость – наиболее часто используемая форма связи между двумя признаками. Выравнивание по прямой линии эффективно для рядов, уровни которых изменяются примерно в арифметической прогрессии, т.е. когда первые разности уровней (абсолютные приросты) D=y_i – y_i-1 более или менее постоянны. В нашем случае, при рассмотрении изменения количества дней с гарантированной глубиной на притоке, оно изменяется в арифметической прогрессии (таблица 3.2).

Таблица 3.2 – Изменение количества дней с гарантированной глубиной

Наиболее распространенный метод нахождения параметров аналитического уравнения при выравнивании рядов динамики – метод наименьших квадратов. При этом методе учитываются все эмпирические уровни и должна обеспе5чиваться минимальная сумма квадратов отклонений эмпирических значений уравнений от теоретических.

Линейная зависимость выражается уравнением прямой:

, (1)

где - параметр уравнения, показывающий усредненное влияние неучтенных факторов на количество дней с гарантированной глубиной на притоке;

- параметр уравнения, показывающий влияние факторного признака на количество дней с гарантированной глубиной на притоке.

- условное обозначение времени.

К неучтенным факторам относится количество осадков. К учтенным факторам относятся скорость течения реки, дноуглубительные работы.

4 АНАЛИТИЧЕСКОЕ ВЫРАВНИВАНИЕ ВРЕМЕННОГО РЯДА

Для нахождения параметров линейного уравнения можно воспользоваться методом наименьших квадратов.

При выравнивании по прямой вида параметры , определяются путем решения системы нормальных уравнений, полученной методом наименьших квадратов:

(2)

где - количество уровней ряда;

- порядковый номер в условном обозначении периода;

- уровни эмпирического ряда.

Примем в качестве гипотетической функции теоретических уровней прямую , необходимо определить параметры и . При определение параметров воспользуемся системой уравнений (2):

Решив данную систему уравнений получаем:

=55,4

=0,13.

Искомое уравнение тренда имеет вид:

Исходные данные и расчеты представим в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Расчет теоретических уровней линейного ряда

Для нахождения точечного прогноза для 11 года необходимо подставить в уравнение тренда значение =11.

(дн.)

Временной ряд с прогнозом на 11 год представим на рисунке 3.

Рисунок 3 – Изменение длительности периодов с гарантированными глубинами на притоке с прогнозом на 11 год

5 ПРОГНОЗ ИНТЕРВАЛА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДА С ГАРАНТИРОВАННЫМИ ГЛУБИНАМИ

Основная цель исследования на основе временных рядов – сделать прогноз о развитии изучаемого процесса на предстоящий промежуток времени. Этот процесс базируется на экстраполяции, т.е. на продлении на будущее тенденции, наблюдавшейся в прошлом.

Интервальная оценка прогноза продолжительности периода с гарантированными глубинами рассчитывается по формуле:

, (3)

где - табличное значение критерия Стьюдента, ();

1-а – надежность прогноза (a=95%);

n-k – количество степеней свободы (n=10);

k – количество ограничений степеней свободы (k=2);

S_i – оценка среднеквадратического отклонения групповой средней.

Дисперсия – средний квадрат отклонений индивидуальных значений признака от их средней величины.

Оценка дисперсии групповой средней:

, (4)

, (5)

где S² – оценка дисперсии возмущений.

В следствии суммирования квадратов отклонений дисперсия дает искаженное представление об отклонениях, измеряя их в квадратных единицах. Поэтому на основе дисперсии вводится характеристика – среднеквадратическое отклонение:

Среднеквадратическое отклонение показывает, на сколько в среднем идет отклонение от среднего количества дней с гарантированной глубиной на притоке.

Рассчитаем доверительный интервал:

Точечная и интервальная оценки прогноза периода навигации на притоке на предстоящую навигацию (на 11 год) равны:

- 39 суток – минимальный прогноз;

- 57 суток – точечный прогноз;

- 75 суток – максимальный прогноз.

6 РАСЧЕТ КРУГОВЫХ РЕЙСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ ВО ФЛОТЕ

Рассчитав точечный, минимальный и максимальный прогнозы периода навигации на притоке на 11 год, необходимо рассчитать потребность во флоте, количество отправлений и количество рейсов по всем рассмотренным схемам и во всех прогнозах. Потребность во флоте – один из важнейших расчетов при планировании перевозок груза, она рассчитывается по формуле:

, (5)

где m – количество отправлений;

n – количество рейсов.

, (6)

где G – масса перевозимого груза, т;

Q_э – эксплуатационная загрузка судна, т;

, (7)

где t_нав – продолжительность периода навигации, сут.;

t_кр – продолжительность кругового рейса, сут.

Эксплуатационная загрузка рассчитывается по формуле:

, (8)

где Т_э – эксплуатационная осадка судна, м;

Т_о – осадка судна порожнем, м;

Т_р – регистровая осадка судна в грузу, т;

Q_р – регистровая грузоподъемность судна, т.

, (9)

где h_г – гарантированная глубина судового хода, м;

Dh – запас воды под днищем, м.

Для расчета количества рейсов необходимо рассчитать время кругового рейса:

, (10)

где t_н.п. – время на технические операции в начальном пункте, ч;

t_х.гр. – время на ход с грузом, ч;

t_пр.п. – время на стоянки в промежуточных пунктах, ч;

t_к.п. – время на технические операции в конечном пункте, ч;

t_х.пор. – время на ход судна порожнем, ч.

Для расчета времени стоянки судна в начальном пункте необходимо рассчитать время на погрузку и выгрузку судна:

, (11)

где Б_{погр.(выгр.)} – нормы времени на погрузку (выгрузку), т/ч.

Время хода с грузом рассчитывается по формуле:

, (12)

где S_маг. (S_пр.) – расстояние, которое судно пройдет по магистрали (притоку);

V_маг. (V_пр.) – скорость судна с потерями и приращениями по магистрали (притоку) с грузом, км/ч.

Скорость судна изменяется в зависимости от загрузки:

(13)

Время хода порожнем рассчитывается по формуле:

, (14)

где V_маг. (V_пр.) – скорость судна с потерями и приращениями по магистрали (притоку) порожнем, км/ч.

Произведем расчет для маршрутной схемы 1 с использованием на всем пути следования «мелкого» судна.

Рассчитаем эксплуатационную загрузку «мелкого» судна:

(т)

Рассчитаем количество отправлений:

(отправлений)

Рассчитаем время на погрузку (выгрузку) судна:

(ч)

(ч)

Рассчитаем эксплуатационную скорость:

(км/ч)

Рассчитаем время хода «мелкого» судна с грузом:

(ч)

Рассчитаем время хода «мелкого» судна порожнем:

(ч)

Рассчитаем время кругового рейса:

(ч) или 7суток.

Рассчитаем количество рейсов:

Минимальный прогноз: (рейсов)

Точечный прогноз: (рейсов)

Максимальный прогноз: (рейсов)

Рассчитаем потребность во флоте:

Минимальный прогноз: (судов)

Точечный прогноз: (судов)

Максимальный прогноз: (судов)

Произведем расчет для немаршрутной схемы 3 с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое».

Рассчитаем эксплуатационную загрузку «крупного» судна по формуле:

(т)

Рассчитаем количество отправлений «крупного» судна:

(отправлений)

Рассчитаем время на погрузку (выгрузку) «крупного» судна:

(ч)

(ч)

Рассчитаем эксплуатационную скорость «крупного» судна:

(км/ч)

Рассчитаем время хода «крупного» судна с грузом по магистрали:

(ч)

Рассчитаем время хода «крупного» судна порожнем по магистрали:

(ч)

Рассчитаем время хода «мелкого» судна с грузом по притоку:

(ч)

Рассчитаем время хода «мелкого» судна порожнем по притоку:

(ч)

Рассчитаем время кругового рейса «крупного» судна по магистрали:

(ч) или 7суток.

Рассчитаем время кругового рейса «мелкого» судна по притоку:

(ч) или 2,3 суток.

Рассчитаем количество рейсов «крупного» судна:

Минимальный прогноз: (рейс)

Точечный прогноз: (рейс)

Максимальный прогноз: (рейс)

Рассчитаем потребность в «крупных» судах:

Минимальный прогноз: (судно)

Точечный прогноз: (судно)

Максимальный прогноз: (судно)

Рассчитаем количество рейсов «мелкого» судна:

Минимальный прогноз: (рейс)

Точечный прогноз: (рейс)

Максимальный прогноз: (рейс)

Рассчитаем потребность в «мелких» судах:

Минимальный прогноз: (судно)

Точечный прогноз: (судно)

Максимальный прогноз: (судна)

Все полученные данные при расчетах смеем 1 и 3 приведем в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Время кругового рейса по схемам завоза груза и по прогнозам

На основе таблицы 6.1. в таблице 6.2. представим данные по техническим скоростям и загрузке судов.

Таблица 6.2 – Техническая скорость и загрузка судов

Данные, приведенные в таблице 6.3 необходимы для расчета эксплуатационных расходов по судам за навигацию.

Таблица 6.3 –Потребности во флоте, количество отправлений и рейсов

7 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЗАВОЗА ГРУЗА НА ПРИТОК

Рассмотрев все возможные схемы завоза груза на приток и рассчитав по каждой схеме потребность во флоте, необходимо выбрать наиболее оптимальную схему завоза груза, при которой эксплуатационные расходы были бы минимальны.

Эксплуатационные расходы необходимо рассчитать по схемам и по прогнозам. Они рассчитываются по формуле:

, (15)

где Ф- потребность во флоте;

С – себестоимость содержания судна, руб./сут.

Эксплуатационные расходы по первой схеме завоза груза «мелким» судном составят:

Минимальный прогноз: (руб.)

Точечный прогноз: (руб.)

Максимальный прогноз: (руб.)

Эксплуатационные расходы по третьей схеме завоза груза с перевалкой его в устьевом порту из «крупного» судна в «мелкое» составят:

Минимальный прогноз: (руб.)

Точечный прогноз: (руб.)

Максимальный прогноз: (руб.)

Наиболее оптимальной схемой перевозки груза является третья схема, то есть немаршрутная схема с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое», так как эксплуатационные расходы по данной схеме минимальны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотрев четыре варианта завоза груза на приток, а именно:

1) маршрутную схему с использованием на всем пути следования «мелкого» судна;

2) маршрутную схему с использованием на всем пути следования «крупного» судна с неполной загрузкой;

3) немаршрутную схему с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое»;

4) немаршрутную схему с отпаузкой в устьевом порту части груза из «крупного» судна в «мелкое»;

пришли к выводу, что для перевозки данного груза подходят схемы 1 и 3. Изначально ограничивающими условиями были запас воды под днищем, габариты судового хода, период навигации на притоке и техническая характеристика судна. Поэтому схемы 2 и 4 не подходят для завоза груза на приток.

При выборе оптимальной схемы завоза груза на приток соблюдались условия неотрицательности переменных (количества флота) и минимизации эксплуатационных затрат.

Самой оптимальной схемой перевозки груза (ячмень в таре) в размере 26000 т является третья схема, то есть немаршрутная схема с перевалкой в устьевом порту всего груза из «крупного» судна в «мелкое».

При расчете этой схемы получены следующие результаты:

1) при точечном прогнозе:

- период навигации составляет 52 дня;

- потребность во флоте составила 3 «крупных» судна и 6 «мелких» судов;

- эксплуатационные расходы составили 32572800 руб.

2) при минимальном прогнозе:

- период навигации составляет 40 дней;

- потребность во флоте составила 3 «крупных» судна и 8 «мелких» судов;

- эксплуатационные расходы составили 28800000 руб.

3) при максимальном прогнозе:

- период навигации составляет 64 дня;

- потребность во флоте составила 2 «крупных» судна и 5 «мелких» судов;

- эксплуатационные расходы составили 29721600 руб.

При использование данной схемы перевозки груза наиболее эффективно используется флот, так как используются крупнотоннажные суда на магистральном участке от пункта погрузки до пункта перевалки; меньше пробег малотоннажного флота; более рационально загружаются суда на всем пути следования (при условии полной перевалки груза); ниже себестоимость перевозок вследствие улучшения использования флота.

Недостатком данной схемы является необходимость создания или расширения производственных мощностей перегрузочных пунктов и увеличение объема перегрузочных работ, что приводит к дополнительным затратам, а так же увеличивает срок доставки грузов из-за затрат времени на перегрузочные операции в устьевом порту малой реки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Технология и организация перевозок на речном транспорте: Учебное пособие для вузов / В.П.Зачесов, В.В.Филоненко. – Новосибирск.: Сибирское соглашение, 2004. – 400с.

2 Линейное программирование и основы матричных игр: Учебное пособие / С.В.Бунташова. – Новосибирск.: НГАВТ, 2003. – 106с.

3 Экономико-математические методы оптимального планирования работы речного транспорта / С.М.Пьяных. – М., 1988. – 186с.

4 Теория статистики: Учебник / Под редакцией профессора Л.Г.Громыко. – М.: Инфра – М, 2000. – 414с.

5 Речной транспорт Иртыша / В.П.Зачесов, И.И.Яновский. – Омск.: Издательство «РИО», 1995. – 184с.

6 Правила перевозок грузов и буксировки плотов и судов речным транспортом (Часть II). Министерство транспорта РФ 01.01.1994.

7 Организация работы речного флота: Учебник для вузов / В.Н.Захаров, В.П.Зачесов, А.В.Малышкин. – М.: Издательство «Транспорт», 1994. – 287с.