Разработка транспортного процесса перемещения грузов с использованием экономико-математических методов и построения эпюр грузопотоков

 

Время работы на маршруте, ч:      (2.6)

Время оборота, ч:     ,    (2.7)

где  m – число груженых ездок за оборот.

Количество оборотов:  

,      (2.8)

где – время на последний холостой пробег.

Скорректированное время  нахождения автомобиля на маршруте и  в наряде:

     (2.9)

     (2.10)

Среднесуточный пробег одного автомобиля, км:

     (2.11)

Эксплуатационная скорость, км/ч: 

км/ч     (2.12)

Необходимое число автомобилей  для перевозки заданного объема грузов:

     (2.13)

Списочный парк подвижного состава, обеспечивающий работу на маршруте:

,      (2.14)

где  - коэффициент выпуска автомобиля на линию (примем его равным 0,6).

Коэффициент использования  пробега за оборот, на маршруте и  в наряде:

       (2.15)

        (2.16)

                   (2.17)

Коэффициенты использования  грузоподъемности, статический и  динамический:

       (2.18)

       (2.19)

Транспортная работа, осваиваемая за сутки на маршруте, ткм:

      (2.20)

Среднее расстояние перевозки 1 т груза, км:      (2.21)

Транспортная работа, осваиваемая единицей подвижного состава  за время в наряде, ткм:            (2.22)

Часовая производительность в тоннах W_Q (т/ч) и тоннокилометрах W_p (ткм/ч) по результатам работы за время в наряде:

      (2.23)

       (2.24)

Интервал движения автомобилей  на маршруте, ч:     (2.25)

Частота движения автомобилей на маршруте, ч^-1:   ч^-1   (2.26)

Расчет показателей  Т_м  и Т_н производится отдельно для автомобилей, работающих полное время, и отдельно для последнего автомобиля, работающего частично из-за недостатка объемов перевозок для его полной загрузки на маршруте в течение планового времени работы в наряде. Другие показатели для единицы подвижного состава, работающей на маршруте частично, не определяются, так как за время в наряде предполагается ее работа и на других маршрутах.

,     (2.27)

где - количество оборотов для последнего автомобиля, вычисляемое как

  ( - дробная часть от вычисления потребного количества автомобилей).

     (2.28)

 

Все расчеты показателей  приводятся полностью, а их результаты сводятся в таблицу расчетных данных по маршрутам (таблица 2.7).

Ниже приведен пример расчета технико-эксплуатационных показателей для маятниковых  маршрутов с обратным холостым и груженым пробегами, а также для одного кольцевого  маршрута.

 

Маршрут №1

М1: А3Б1 Б1А3(АТП №3) = 1000 т

 

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;   l₀₁ = 7 км;

q_н = 10 т;   l₀₂ = 13 км;

t_п-р= 0,058 ч;   lм = 12 км;

V_Т = 28,5 км/ч;  lге  = 6 км.

Q_cут= 1000 т;   l'_{х =} 6 км

1) Т_м = 9 - (7+ 13)/28,5=8,3 ч;

2) t_o = 12/28,5+(0,058*1)/1 = 0,48 ч;

3) Z_o= (8,3+6/28,5)/0,48 = 17,76;  Z' = 18;

4) Т'_м = 18∙0,48 – 6/28,5 = 8,41 ч;  Т'_н = 8,41+0,7 =9,11 ч;

5)  l_c = 12∙18 + 7 + 13 – 6= 230 км;

6)  V_э = 230/9,11=25,24км/ч;

7)  А_х= 1000/(1∙10∙18) = 5,56 ≈ 6; А_с=6/0,6 = 10;

8)  β_об= 6/12= 0,5; β_м= 18∙6/(12∙18 – 6) =0,51;  β_см= 18∙6/(230)= 0,47;

9)  γ_с =1; γ_д = 1

10)  Р_см =1000*6= 6000 ткм;

11)  l_Q =6000/1000=6 км;

12)  Р_нa= 18∙10∙1∙6= 1080 ткм;

13)  W_Q= 18∙10∙1/9,11= 19,75 т; W_Р= 1080/9,11= 118,5 ткм;

14)  I = 0,48/6= 0,08 ч; А_ч = 6/0,48= 12,52 ч^-1;

15)   Z''= 18∙0,56= 10,08≈ 10 Т''_м = 10,∙0,48 – 0,7 = 4,1 ч;  Т''_н = 4,1+0,7 =4,17 ч.

 

Маршрут №2

М2: А2Б2 Б2А2(АТП №3)=750 т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;   l₀₁ = 23 км;

q_н = 10 т;   l₀₂ = 7 км;

t_п-р= 0,058 ч;   lм = 18 км;

V_Т = 28,5 км/ч;  lге  = 9 км.

Q_cут= 750 т;   l'_{х =} 9 км

1) Т_м = 9 - (23+ 7)/28,5=7,95 ч;

2) t_o = 18/28,5+(0,058*1)/1 = 0,69 ч;

3) Z_o= (7,95+9/28,5)/0,69 = 11,98;  Z' = 12;

4) Т'_м = 12∙0,69 – 9/28,5 = 7,96 ч;  Т'_н = 7,96+(23+7)/28,5 =9,01 ч;

5)  l_c = 18*12 + 23 + 7 – 9= 237 км;

6)  V_э = 237/9,01=26,3км/ч;

7)  А_х= 750/(1∙10∙12) = 6,25 ≈ 6; А_с=6/0,6 = 10;

8)  β_об= 9/18= 0,5; β_м= 12∙9/(18∙12 – 9) =0,52;  β_см= 12∙9/(237)= 0,46;

9)  γ_с =1; γ_д = 1

10)  Р_см =750*9= 6750 ткм;

11)  l_Q =6750/750=9 км;

12)  Р_нa= 12∙10∙1∙9= 1080 ткм;

13)  W_Q= 12∙10∙1/9,01= 13,32 т; W_Р= 1080/9,01= 119,84 ткм;

14)  I = 0,69/6= 0,11 ч; А_ч = 6/0,69= 8,70 ч^-1;

15)   Z''= 12∙1,25= 15,00≈15; Т''_м = 15,00∙0,69 – 1,05 = 9,3 ч;  Т''_н = 9,3+1,05 =10,35 ч.

 

Маршрут №3

 

М1:  А5Б4 Б4А5(АТП №2)

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;   l₀₁ = 9 км;

q_н = 10 т;   l₀₂ = 12 км;

t_п-р= 0,058 ч;   lм = 6 км;

V_Т = 28,5 км/ч;  lге  = 3 км.

Q_cут= 250 т;   l'_{х =} 3 км

1) Т_м = 9 - (9+ 12)/28,5=8,26 ч;

2) t_o = 6/28,5+(0,058*1)/1 = 0,27 ч;

3) Z_o= (8,26+3/28,5)/0,27 = 31,16;  Z' = 31;

4) Т'_м = 31∙0,27 – 3/28,5 = 8,22 ч;  Т'_н = 8,22+(9+12)/28,5 =8,96 ч;

5)  l_c = 6*31 + 9 +12 – 3= 204 км;

6)  V_э = 204/8,96=22,78км/ч;

7)  А_х= 250/(1∙10∙31) = 0,81 ≈1; А_с=1/0,6 = 2;

8)  β_об= 3/6= 0,5; β_м= 31∙3/(6∙31 – 3) =0,51;  β_см= 31∙3/(204)= 0,46;

9)  γ_с =1; γ_д = 1

10)  Р_см =250*3= 750 ткм;

11)  l_Q =750/250=3 км;

12)  Р_нa= 31∙10∙1∙3= 930 ткм;

13)  W_Q= 31∙10∙1/8,96= 34,61 т; W_Р= 930/8,96= 103,84 ткм;

14)  I = 0,27/1= 0,27 ч; А_ч = 1/0,27= 3,72 ч^-1;

15)   Z''= 12∙0,25= 3,00≈ 3; Т''_м = 3,00∙0,69 – 1,05 = 1,75 ч;  Т''_н = 9,01+1,05 =2,81 ч.

 

 

 

 

 

Маршрут №4

              R1 : А2Б5 Б5А4 А4Б4 Б4А1 А1Б3 Б3А2 (АТП №2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;   l₀₁ = 18 км;

q_н = 10 т;   l₀₂ = 9 км;

t_п-р= 0,058 ч;   lм = 94 км;

V_Т = 28,5 км/ч;  lге  = 58 км.

Q_cут= 250 т;   l'_{х = 9} км

1) Т_м = 9 - (9+ 18)/28,5=8,05 ч;

2) t_o = 94/28,5+(0,058*3)/1 = 3,36 ч;

3) Z_o= (8,05+9/28,5)/3,36 = 2,49;  Z' = 2;

4) Т'_м = 2∙3,36 – 9/28,5 = 6,40 ч;  Т'_н = 6,40+(9+18)/28,5 =7,34 ч;

5)  l_c =94*2 + 9 +18 – 9= 206 км;

6)  V_э = 206/7,34=28,05км/ч;

7)  А_х= 750/(1∙10∙2) =37,5 ≈38; А_с=38/0,6 = 64;

8)  β_об= 58/94= 0,62; β_м= 2∙58/(94∙2 – 9) =0,65;  β_см= 2∙58/(206)= 0,56;

9)  γ_с =1; γ_д = 1  

10)  Р_см =250*58= 14500 ткм;

11)  l _1т =14500/750=19,33 км;

12)  Р_нa= 2∙10∙1∙58= 1160 ткм;

13)  W_Q= 2∙10∙1/7,34= 2,72 т; W_Р= 1160/7,34= 157,95 ткм;

14)  I = 3,36/38= 0,26 ч; А_ч = 38/0,26= 3,87 ч^-1;

15)   Z''= 38∙0,49= 0,99≈ 1;Т''_м = 1∙3,36 – 0,32 = 3,04 ч; Т''_н =3,04+0,95 =3,99 ч.

 

Маршрут №5

 

R2: А2Б5 Б5А1 А1Б3 Б3А2 (АТП №2)

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;   l₀₁ = 18 км;

q_н = 10 т;   l₀₂ = 9 км;

t_п-р= 0,058 ч;   lм = 80 км;

V_Т = 28,5 км/ч;  lге  = 43 км.

Q_cут= 1000 т;   l'_{х =} 9 км

1) Т_м = 9 - (9+ 18)/28,5=8,05 ч;

2) t_o = 80/28,5+(0,058*2)/1 = 2,87 ч;

3) Z_o= (8,05+9/28,5)/2,87 = 2,92;  Z' = 3;

4) Т'_м = 2,87∙3 – 9/28,5 = 8,28 ч;  Т'_н = 8,28+(9+18)/28,5 =9,23 ч;

5)  l_c =80*3 + 9 +18 – 9= 258 км;

6)  V_э = 258/9,23=27,96км/ч;

7)  А_х= 1000*2/(1∙10∙3) =66,67 ≈67; А_с=67/0,6 = 112;

8)  β_об= 43/80= 0,54; β_м= 3∙43/(80∙3– 9) =0,56;  β_см= 3∙43/(258)= 0,50;

9)  γ_с =1; γ_д = 1

10)  Р_см =1000*43= 43000 ткм;

11)  l _1т =43000/2000=21,5 км;

12)  Р_нa= 3∙10∙1∙43= 1290 ткм;

13)  W_Q= 3∙10∙1/9,23= 3,25 т; W_Р= 1290/9,23= 139,81 ткм;

14)  I = 2,87/67= 0,04 ч; А_ч = 67/2,87= 23,39 ч^-1;

15)   Z''= 3∙0,67= 2,01≈ 2; Т''_м = 2∙2,87 – 0,32 = 2,55 ч;  Т''_н =2,55+0,95 =6,36 ч.

 

Маршрут №6

R3: А2Б5 Б5А1 А1Б3 Б3А2 (АТП №2)

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;   l₀₁ = 20 км;

q_н = 10 т;   l₀₂ = 9 км;

t_п-р= 0,058 ч;   lм = 56 км;

V_Т = 28,5 км/ч;  lге  = 35 км.

Q_cут= 250 т;   l'_{х =} 9 км

1) Т_м = 9 - (9+ 20)/28,5=7,98 ч;

2) t_o = 56/28,5+(0,058*2)/1 =2,02 ч;

3) Z_o= (7,98+9/28,5)/2,02 = 4,14;  Z' = 4;

4) Т'_м = 2,02∙4 – 9/28,5 = 7,71 ч;  Т'_н =7,71+(9+20)/28,5 =8,72 ч;

5)  l_c =56*4 + 9 +20 – 9= 242 км;

6)  V_э = 242/8,72=27,74км/ч;

7)  А_х= 250*2/(1∙10∙4) =12,5 ≈13; А_с=13/0,6 = 22;

8)  β_об= 35/56= 0,63; β_м= 4∙35/(56∙4– 9) =0,66;  β_см= 4∙35/(242)= 0,58;

9)  γ_с =1; γ_д = 1

10)  Р_см =250*35= 8750 ткм;

11)  l _1т =8750/500=17,5 км;

12)  Р_нa= 4∙10∙1∙35= 1400 ткм;

13)  W_Q= 4∙10∙1/8,72= 4,59 т; W_Р= 1400/8,72= 160,49 ткм;

14)  I = 2,02/13= 0,16 ч; А_ч = 13/2,02= 6,43 ч^-1;

15)   Z''= 4∙0,50= 2,01≈ 2; Т''_м = 2∙2,02 – 0,39 = 3,66 ч;  Т''_н =3,66+1,02 =4,68 ч.

 

 

Таблица 2.7 - Расчетные данные по маршрутам

Маршрут				Кол-во т, перевозимое  по маршруту	Пробег авто за оборот, км		Кол-во оборотов (ездок) за смену,км		Пробег автомобиля за смену, км		βоб, βм, βсм	Кол-во авто	Т’м,		Т’н,		Т"м,		Т"н,
													ч		ч		ч		ч
откуда		куда			с грузом	без груза	одного авто	последнего авто	с грузом	без груза		А
АТП-3		А3		-	-	-			-	7	0,5 0,51 0,47	6	8,41		9,11		4,1		4,17
А3		Б1		1000	6	-			108	-
Б1		А3		-	-	6			-	102
Б1		АТП-2		-	-	-			-	13
ИТОГО:				1000	6	6	18	10	108	122
АТП-3			А2	-	-	-			-	7	0,5 0,52 0,46	6	7,96		9,01		1,75		2,8
А2			Б2	750	9	-			108	-
Б2			А2	-	-	9			-	99
Б2			АТП-2	-	-	-			-	13
ИТОГО:				750	9	9	12	3	108	119
АТП-2			А5	-	-	-			-	7	0,5 0,51 0,46
А5			Б4	250	3	-			93	-
Б4			А5	-	-	3			-	90
Б4			АТП-2	-	-	-			-	13
ИТОГО:				250	3	3	31	25	93	110		1	8,22		8,96		6,61		7,34
АТП-2			А2	-	-	-			-	12	0,62         0,65      0,56	2	6,4		7,34		3,04		3,99
А2			Б5	250	23	-			46
Б5			А4			17				34
А4			Б4	250	15				30
Б4			А1			10				20
А1			Б3	250	20	-			40
Б3			А2			9				18
Б3			АТП-2	-	-	-				18
ИТОГО:				750	58	36	2	1	116	90
АТП-2			А2	-	-	-			-	12	0,54         0,56      0,50	67	8,28		9,23		2,55		6,36
А2			Б5	1000	23	-			69
Б5			А1	-	-	17				51
А1			Б3	1000	20	-			60
Б3			А2			9				27
Б3			АТП-2	-	-	-				9
ИТОГО:				2000	43	26	3	2	129	87
АТП-2			А2	-	-	-			-	12	0,63         0,66      0,58	13	7,71		8,72		3,66		4,68
А2			Б5	250	23	-			92
Б5			А1	-	-	17				68
А1			Б3	250	20	-			80
Б3			А2			9				36
Б3			АТП-2	-	-	-				9
ИТОГО:				500	43	26	4	2	172	125

 

По результатам табл. 2.7 рассчитываются средние показатели работы автомобиля на всех маршрутах:

1. среднее расстояние перевозки ;     (2.29)

где k – количество рассматриваемых маршрутов;

 средний коэффициент использования пробега

;     (2.30)

_Βсм=(108*5+6*10+108*5+3*9+93*0+25*3+116*37+58*37+129*66+2*43+172*12+2*43)/(230*5+12*10+237*5+18*3+204*0+6*3+206*37+94*1+258*66+80*2+ 242*12 +56*2)= 0,59;

2. среднее время в наряде

;    (2.31)

Т_н=(9,11*5+4,17+9,01*5+2,8+8,96*0+7,34+7,34*37+3,99+9,23*66+6,36+8,72*12+4,68)/ (6+6+1+2+67+13) = 11,64ч;

3. средняя эксплуатационная скорость

;    (2.32)

=(230*5+12*10+237*5+18*3+204*0+6*3+206*37+94*1+258*66+80*2+242*12+56*2) /(9,11*5+4,17+9,01*5+2,8+8,96*0+7,34+7,34*37+3,99+9,23*66+6,36+8,72*12+4,68) = 27,55

5) среднесуточный пробег

;    (2.33)

l_cc=(230*5+12*10+237*5+18*3+204*0+6*3+206*37+94*1+258*66+80*2+242*12+56*2)/131= 232,42км;

6) коэффициент использования грузоподъемности

;   (2.34)

=(6000+6750+750+14500+43000)/(108*10*5+6*10+108*5*10+3*9 +93*0*10+25*3+116*37*10 +58*37+129*66*10+2*43+172*12*10+2*43)= 0,44

7) средняя производительность на 1 автомобиле-час в наряде

   (2.35)

=(6000+6750+750+14500+43000)/(9,11*5+4,17+9,01*5+2,8+8,96*0+7,34+ 7,34*37+3,99+9,23*66+6,36+8,72*12+4,68) =71000/1105,34= 64,23 ткм/АЧ ;

8) средняя производительность на 1 автомобиле-тонно-день работы

    (2.36)

=71000/131= 542  ткм/АТ.

 

Для одного любого рационального маршрута строится график работы подвижного состава, который показывает все элементы транспортного процесса во времени и пространстве (графическая часть). Он строится в соответствии со схемой маршрута в системе координат, на оси абсцисс на которой в принятом масштабе откладывается время движения и простои подвижного состава, а по оси ординат – расстояние перевозки между пунктами. В результате движение подвижного состава по участкам маршрута изображается наклонными линиями, а простой горизонтальными линиями графика.

 

3.РАСЧЕТ  ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО ВАРИАНТА  ПЕРЕВОЗОК 

Для оценки экономической эффективности применения математических методов при разработке маршрутов необходимо сравнить работу автомобилей, работающих по плану, разработанному с помощью матрицы, с работой этих же автомобилей, работающих просто по маятниковым маршрутам. Рациональный метод планирования, то есть решение задачи маршрутизации перевозок, дает повышение коэффициента использования пробега и он будет больше 0,5 (в нашем случае он равен 0,76). При работе автомобилей только по маятниковым маршрутам – всегда будет ниже 0,5. На базе роста коэффициентов использования пробега проводится расчет экономической эффективности: