Взаимодействие видов транспорта 3

ВВЕДЕНИЕ

Основная задача транспорта – полное и своевременное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы транспортной сети.

Для транспортного комплекса с его сложным, непрерывным и динамичным характером работы, требующим слаженного функционирования разных видов транспорта, проблема взаимодействия и координации их работы является особенно актуальной.

Особое место в единой транспортной системе принадлежит транспортным узлам. Они являются теми элементами системы, в которых осуществляется перераспределение грузовых и пассажирских потоков, происходит взаимодействие магистральных, а также промышленных и городских видов транспорта. В узлах сконцентрирована мощная погрузочно-выгрузочная техника, расположено большинство складов и баз долгосрочного хранения грузов.

В данной курсовой работе необходимо разработать меры по совершенствованию режимов взаимодействия различных видов транспорта.

Поставленная цель достигается при помощи решения таких задач как:

· оптимизация инвестиционной программы развития взаимодействующих видов транспорта

· формирование инвестиционной программы

· обоснование рациональной очередности обработки транспортных средств в пункте взаимодействия

· организация перевалки грузов по прямому варианту в пунктах взаимодействия

· разработка технических режимов взаимодействия автомобильного и железнодорожного транспорта.

Решение задач осуществляется на основе методики, которая учитывает неопределенность транспортных процессов, полные транспортные затраты, связанные с хранением, подготовкой грузов к перевозке, ожиданием перевозки и другими этапами.

1 Оптимизация инвестиционной программы развития взаимодействующих видов транспорта

1.1 Общая постановка задачи

Главным вопросом инвестиционной программы является поддержание наилучших пропорций развития различных видов транспорта. На более высоком уровне, с помощью инвестиционной программы вырабатываются оптимальные пропорции между развитием транспорта и экономикой республики.

Оптимизация инвестиций представляет собой целенаправленную деятельность, заключающуюся в получении наилучших результатов работы транспорта в сложившихся условиях. Объектами оптимизации являются входящие в транспортный комплекс РБ виды транспорта. Конечной целью оптимизации инвестиций является получение максимального эффекта при использовании ограниченных ресурсов в размере «В».

Управляющими воздействиями являются ресурсы, которые выделяют на развитие того или иного вида транспорта. Критерий оптимизации – величина эффекта получаемого при решении той или иной задачи.

Решение этой задачи предусматривает:

1. Разработку альтернативных вариантов использования ассигнований на j-м виде транспорта;

2. Постановку математической задачи, адекватной данным;

3. Разработку методов решения задачи;

4. Анализ результатов решения;

5. Реализация результатов инвестиционной программы.

1.2 Математическая постановка задачи

Процесс формирования оптимизации инвестиционной программы в математической постановке заключается в необходимости максимизировать функцию:

F(B) = () Þ мах, (1.1)

при выполнении следующих условий: åВ_i^j = В; åХ_i = Х_пл,

где m – количество видов транспорта;

В – суммарный размер ассигнований, выделяемый на развитие транспортного комплекса;

В_i^j – размер ассигнований, выделенных на развитие j - го вида транспорта;

Х_i – объем перевозок, выполняемый j – м видом транспорта;

Х_пл – плановый объем перевозок j – м видом транспорта.

Проанализировав выражение можно сделать вывод, что критерий оптимальности является аддитивной функцией, поэтому эффект, возникающий на j– м виде транспорта, может складываться друг с другом. Для облегчения расчетов при-

нимается, что ассигнования могут выделяться частями по 0,2 В.

Анализ математической модели позволяет отметить, что задача может разбиваться на этапы в соответствии с выделенными ассигнованиями и рассматриваемыми видами транспорта, то есть она может быть сведена к дискретной постановке.

1.3 Выбор метода оптимизации инвестиционной программы

При выборе метода оптимизации инвестиционной программы необходимо учитывать следующие условия:

1. Метод должен приводить к конкретному результату при минимальном объеме вычислений;

2. Метод должен дать максимальный объем информации для лица, принимающее решение;

3. Результат решения должен быть воспроизводимым.

Этим требованиям удовлетворяет метод динамического программирования (МДП). Он служит для решения многоэтапных задач, описывающих, как правило, дискретные процессы, критерий оптимальности которых обладает свойством аддитивности. В задаче оптимизации под этапом понимается взаимодействие двух видов транспорта, эффект обработки которых на любом уровне может складываться.

Результат решения задачи представляется в виде таблицы или графика, что является удобным для дальнейшего анализа.

В основе МДП лежит принцип оптимальности, который в задаче формируется следующим образом: оптимальная стратегия транспортного комплекса обладает тем свойством, что каким бы не было начальное состояние единой транспортной системы, последующие действия должны быть оптимальными.

Процесс решения задачи в соответствии с МДП разбивается на несколько этапов:

1. Условно – оптимальное решение между двумя видами транспорта;

2. Условно – оптимальное решение между тремя видами транспорта и так далее.

Перебирая по очереди все виды транспорта, находим оптимальное решение.

1.4 Формирование инвестиционной программы

где Е_прj1(Вⁱ_j1) – величина эффекта получаемого на виде транспорта при выделении ресурсов в размере Вj;

Е_прj1(В_Т-Вⁱ_j1)– величина эффекта получаемого на j₂ виде транспорта при

выделении ему оставшихся ресурсов.

В_Т – текущее значение ресурса;

Для развития транспортной сети региона, выделены ассигнования в размере В. Транспортное обслуживание региона осуществляется следующими видами транспорта: воздушный (В), трубопроводный (Н), речной (Р), автомобильный (А), железнодорожный (Ж). Величина эффекта, получаемого при развитии i-го вида транспорта, в зависимости от выделенных объемов ассигнований приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1-Величина эффекта от распределения ассигнований

Требуется:

1. Определить оптимальную инвестиционную программу развития различных видов транспорта;

2. Построить зависимость эффекта от объема ассигнований на развитие ЕТС;

3. Проанализировать результаты оптимизации.

МДП позволяет резко сократить количество вариантов, в частности используя принцип оптимальности, определяется условие оптимального решения для случая Х=0,2В. Для этого необходимо рассмотреть два возможных варианта:

F_ЖА1 = Е_прЖ (0) + Е_прА (0,2В) = 0 + 5,0 = 5,0;

F_ЖА2 = Е_прЖ (0,2В) + Е_прА (0) = 1,3 + 0 = 1,3.

Расчеты оптимальных решений при распределении ресурсов между железнодорожным и автомобильным видами транспорта приведены в таблицах 1.2 и 1.3.

Таблица 1.2 - Расчет значений F взаимодействия железнодорожного и автомобильного видов транспорта

Таблица 1.3 - Оптимальное распределение ассигнований

Расчеты оптимальных решений при распределении ресурсов между железнодорожным, автомобильным и речным видами транспорта приведены в таблицах 1.4 и 1.5.

Таблица 1.4 – Расчет значений F взаимодействия железнодорожного, автомобильного и речного видов транспорта

Таблица 1.5- Оптимальное распределение ассигнований

Расчеты оптимальных решений при распределении ресурсов между железнодорожным, автомобильным, речным и трубопроводным видами транспорта приведены в таблицах 1.6 и 1.7.

Таблица 1.6– Расчет значений F взаимодействия железнодорожного, автомобильного, речного и трубопроводного видов транспорта

Таблица 1.7 - Оптимальное распределение ассигнований

Расчеты оптимальных решений при распределении ресурсов между железнодорожным, автомобильным, речным, трубопроводным и воздушным видами транспорта приведены в таблице 1.8 и 1.9.

Таблица 1.8- Расчет значений F взаимодействия железнодорожного, автомобильного, речного, трубопроводного и воздушного видов транспорта

Таблица 1.9- Оптимальный план распределения ассигнований

Условно – оптимальный вариант приведен в таблице 1.10.

Таблица1.10 - Условно-оптимальный вариант распределения ассигнований

Вывод: таким образом, самое рациональное распределение составляет 0,4В на железнодорожный вид транспорта, ничего на воздушный вид транспорта и по 0,2В на остальные виды транспорта. Общий эффект при этом составит 21,5.

График зависимости эффекта от ассигнований приведен на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 – График зависимости DЕпр(Вj)

2 ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОЧЕРЕДНОСТИ ОБРАБОТКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ПУНКТЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

2.1 Постановка задачи

Из-за неравномерного прибытия в пункты взаимодействия транспортных средств образуются очереди на обслуживание, вследствие чего возникает необходимость выбора очередности их обработки, обеспечивающей минимальные издержки от простоя транспортных средств:

(2.1)

где С_ij – стоимость обработки i-ой транспортной единицы в j-й фазе обслуживания;

t_ij – продолжительность обработки i-ой транспортной единицы в j-й фазе обслуживания.

Требуется установить оптимальную очередность обработки прибывших в порт теплохода (Т), баржи (Б), и вагонов (В). Каждая из прибывших транспортных единиц проходит две фазы – выгрузку груза на одном причале и погрузку на другом причале. Остальные исходные данные приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Продолжительность обслуживания транспортных средств в пункте взаимодействия

2.2 Оптимизация очередности обработки транспортных средств в пунктах взаимодействия

При трех транспортных единицах возможны следующие варианты очередности обслуживания:

· В ® Т ® Б;

· В ® Б ® Т;

· Т ® В ® Б;

· Т ® Б ® В;

· Б ® В ® Т;

· Б ® Т ® В.

Продолжительность нахождения вагонов, теплохода и баржи в порту определена с помощью технологических графиков, приведенных в приложении А.

Например, для варианта В ® Т ® Б обработка подачи (с учетом времени на перестановку) вагонов 13,6 ч, теплохода 39,8 ч, а баржи 39,5 ч.

Эксплуатационные расходы для первого варианта обслуживания:

Для В®Т®Б:

Е =13,6*20,4+39,8*125+39,5*16=5884,44 у.е.

Для В®Б®Т:

Е=18,9*20,4+31,9*16+32,6*125=4970,96 у.е.

Для Т®В®Б:

Е=25,7*125+19,4*20,4+44,8*16=4325,06 у.е.

Для Т®Б®В:

Е=31,9*125+31,9*16+19,4*20,4=4893,66 у.е.

Для Б®Т®П:

Е=13*5+32,1*130+39,2*20,4=5037,68 у.е.

Для Б®В®Т:

Е=24,9*16+18,9*20,4+45,1*125=6421,46 у.е.

Анализ полученных результатов показывает, что наименьшие расходы составляют 4325,06 у.е., при следующей очередности обслуживания Т®В®Б. Наибольшие расходы составляют 6421,46 у.е. – при варианте Б® В ®Т. Таким образом, оптимизация обработки вагонов и судов в порту дает существенный эффект и позволяет сократить продолжительность нахождения подвижного состава в пунктах взаимодействия.

3 ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВАЛКИ ГРУЗОВ ПО ПРЯМОМУ

ВАРИАНТУ В ПУНКТАХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

3.1 Постановка задачи

Организовать перевалку грузов без складирования в пунктах взаимодействия возможно по трем вариантам:

· без задержки ПС j-го вида транспорта;

· с задержкой ПС j-го вида транспорта;

· с использованием бункерных складов.

По первому варианту возможна работа пункта взаимодействия при строгом согласовании расписаний и согласованном поступлении ПС j-го и i-го видов транспорта. Однако осуществить полное согласование, а главное выполнение графика движения j-го и i-го видов транспорта с высокой точностью менее одного часа невозможно. Поэтому в пунктах взаимодействия используют различные способы погашения неравномерности поступления транспортных потоков, накопление грузов в количестве необходимом для компенсации несогласованности в подходе судов, вагонов без перевалки. Для повышения доли грузов перегружаемых по прямому варианту используются следующие способы:

· склад на колесах – груз накапливается в вагонах, которые могут принадлежать железной дороге либо относиться к общему парку того или иного хозяйствующего субъекта;

· склад на плову – накопление груза или порожнего тоннажа осуществляется задержкой судов;

· использование бункерных складов – сооружают в пунктах взаимодействия, в портах, на железнодорожных станциях, грузовых дворах и т.д. Они входят в состав механизированных технологических линий, перегружающих грузы.

В курсовой работе с целью упрощения расчетов и, как следствие, более легкого понимания процесса взаимодействия различных видов транспорта при прямом варианте перегрузки груза с водного транспорта на железнодорожный, рассмотрим два варианта организации перевалки груза: без использования буферного склада и с его использованием.

3.2 Определение экономически оправданного срока задержки вагонов и грузов для организации прямого варианта перевалки

Выбор варианта организации перевалки груза в отношении возможного использования буферных складов осуществляется на основании определения суммарных затрат по каждому из вариантов и определения наименьших из них. Затраты можно определить по формуле:

, (3.1)

где время, затраченное соответственно водным и железнодорожным транспортом на выполнение всех операций по перегрузке суточного объема груза;

расходы за 1 час стоянки транспортной единицы (таблица 2.1), у.е.

Определить время выполнения перевалки груза можно на основании построения контактных графиков для двух случаев:

1. без использования буферного склада;

2. с использованием буферного склада.

Перевалка грузов будет осуществляться на одном погрузочном фронте, оснащенном двумя погрузчиками производительностью по 60 т/ч каждый. Количество тонн груза, подвозимое к пункту разгрузки судном – 5600 т. Количество вагонов в подаче Nв=8. С учетом грузоподъемности вагонов количество тонн груза, которое можно загрузить в железнодорожный состав при очередной подаче можно определить по формуле:

(3.2)

где грузоподъемность вагона, Qв=60т;

количество вагонов в подаче.

Q=60∙8=480 т.

Технологические графики для двух вариантов организации перевалки груза представлены в приложении Б.

Время перевалки груза без использования буферного склада рассчитывается по формуле

.

Время перевалки груза с использованием буферного склада рассчитывается по формуле

.

.

На основании анализа технологических графиков по формуле (3.1) вычислим суммарные затраты для каждого из вариантов:

1. у.е.;

2. у.е.

Таким образом при организации перевалки грузов по прямому варианту без использования буферного склада затраты составят 3913 у.е. При использовании буферного склада затраты составят 3662,04 у.е., что на 250,96 у.е. меньше, чем при варианте без использования буферного склада. При этом достаточно склада вместимостью 212 т. Отсюда следует вывод о том, что экономически целесообразно организовывать перевалку грузов по прямому варианту с использованием буферного склада.

4 разработка технических режимов взаимодействия

автомобильного и железнодорожного видов

транспорта

Разработка контактных графиков взаимодействия железнодорожного и автомобильного транспорта ведется при следующих исходных данных:

1. Общий объем перевалки железнодорожного транспорта на автомобильный Q_общ = 5600 т;

2. Время подачи вагонов под разгрузку – 6³⁰ часов;

3. Время подачи автомобилей – 8³⁰ часов;

4. Грузоподъемность автомобиля TATRA-T815-280S84, q_а= 24 т;

5. Грузоподъемность вагона q_B= 60 т;

6. Производительность ПРМ W_к=60 т/ч;

7. Время оборота одного автомобиля мин;

8. Время разгрузки одной подачи вагонов, исходя из производительности ПРМ

. (4.1)

9. Время загрузки одного автомобиля, исходя из производительности ПРМ

. (4.2)

С учетом времени загрузки и оборота одного автомобиля целесообразно использовать группу из двух автомобилей.

10. Время на загрузку группы из двух автомобилей

. (4.3)

12. Количество рейсов всех автомобилей необходимое для разгрузки груза

. (4.4)

13. Количество рейсов, совершаемых каждым автомобилем:

. (4.5)

Контактные графики взаимодействия железнодорожного и автомобильного видов транспорта приведены в приложении В.

Время простоя вагонов при отсутствии буферного склада определяется по формуле

Время простоя вагонов с использованием буферного склада определяется по формуле

Как видно, при использовании буферного склада время простоя вагонов существенно снижается, а следовательно снижаются и затраты:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе на тему “Совершенствование режимов взаимодействия различных видов транспорта” были получены следующие результаты:

· при заданных условиях, при выделении ассигнований в размере «В» максимальный эффект достигается при распределении 0,4В на железнодорожный вид транспорта, ничего на воздушный вид транспорта и по 0,2В на остальные виды транспорта;

· наиболее рациональная очередность обработки транспортных средств в очередности: теплоход ® вагоны ® баржа, стоимостью 4325,06 у.е.

· при организации перевалки грузов с теплохода в вагоны по прямому варианту без использования склада затраты составят 3913 у.е., а при использовании буферного склада – 3662,04 у.е., что является более выгодным.

· При разработке технических режимов взаимодействия автомобильного и железнодорожного видов транспорта определено, что при использовании буферного склада время простоя вагонов существенно снижается, а затраты снижаются на 3451,68 у.е.

Литература

1. Взаимодействие различных видов транспорта, Н. В. Правдин, В. Я. Негрей, В. А. Подкопаев., М. Транспорт, 1989 г.

2. Погрузочно-разгрузочные машины, Справочник, В. А. Падня, М., Транспорт, 1981 г.

3. М. А. Бойкачев, Л. А. Гончарова, А. А. Михальченко, А. А. Сафроненко «Требования по оформлению отчетных документов самостоятельной работы студентов»: учебное пособие; М-во образования Республики Беларусь, БелГУТ.- Гомель, 2008.-62 с

4. Краткий автомобильный справочник НИИАТ, Под общ. редакцией А. Н. Понизовкина., М., Транспорт, 1982 г.

5. Технические условия погрузки и крепления грузов, М., Транспорт, 1989 г.

6. Берлин Н. П. «Погрузочно-разгрузочные, транспортирующие и вспомогательные машины и устройства»: Учеб. пособие.-Гомель: УО «БелГУТ», 2005.-326с.