Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Иркутский Государственный Технический Университет
Кафедра менеджмента на автомобильном транспорте
(наименование кафедры)
Разработка системы транспортного обслуживания
экономического района грузовыми автомобилями
наименование темы
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
Грузовые перевозки
Выполнил студент группы ОАП – 07 – 1
_______ О.А.Якушева
(шифр)(подпись)(И.О. Фамилия)
Руководитель _________ Л.П.Федорова
(подпись)(И.О. Фамилия)
Проверил преподаватель Л.П.Федорова
(И.О. Фамилия)
Курсовой проект защищён
с оценкой______________
Иркутск 2010 г.
Содержание
Стр.
Введение
4
1 Разработка модели транспортной сети
5
2 Определение оптимального варианта закрепления потребителей
однородного груза за поставщиками
9
2.1 Сущность и постановка транспортной задачи
9
2.2 Решение транспортной задачи методом потенциалов
10
3 Выбор тары и упаковки, способы погрузки-разгрузки, погрузочно-
разгрузочных механизмов и рационального подвижного состава
13
3.1 Организация перевозок щебня и песка
13
3.2 Организация перевозки опилок
15
3.3 Организация перевозок лесоматериалов
16
3.4 Организация перевозок железобетонных изделий
17
3.5 Организация перевозок кирпича
18
3.6 Организация перевозки контейнеров с промтоварами
19
3.7 Организация перевозок облицовочной плитки
20
4 Составление оптимальных маршрутов движения автомобилей и расчет
их потребного количества
22
4.1 Составление оптимальных маршрутов движения автомобилей при
перевозке щебня и песка
23
4.2 Составление маршрутов движения для каждой марки автомобилей
30
4.3 Расчет количества автомобилей для каждого маршрута
30
5 Определение оптимального варианта закрепления маршрутов и
автомобилей за автотранспортными предприятиями
33
6 Определение путей повышения производительности автомобилей
36
Заключение
39
Список литературы
40
Введение
Ныне без автомобильного транспорта невозможна деятельность ни одной отрасли хозяйства: обеспечение работы промышленных и торговых предприятий, сельского хозяйства, жизнедеятельности городов и районов страны, социальной сферы, деловых и культурных потребностей населения. Почти каждый десятый трудящийся страны работает в настоящее время на автомобильном транспорте: диспетчеры и экономисты, водители и ремонтники, руководители и менеджеры.
Традиционный тип услуг автотранспортного предприятия – это перевозки грузов на ближние и дальние (свыше 50 км) расстояния. Перевозка отдельных видов грузов связана с обеспечением особых условий их сохранности, например, химически активные вещества, сыпучие грузы, жидкости, необходимость поддержания определенного температурного режима; и доставки, например, крупногабаритные и тяжеловесные грузы.
Переход к рыночным отношениям затронул взаимоотношения грузового автотранспорта и обслуживаемой им клиентуры. Стихийный рынок товаров создает непредсказуемый характер грузопотоков, непроизводительное использование транспортных средств, перегруженность дорожной сети, ухудшение экологической обстановки.
1 Разработка модели транспортной сети
Общую схему транспортной сети необходимо дополнить вершинами10, 87, 58, 62, 95, 51, 32, 70. А также пунктами расположения АТП (14, 43, 66). Каждую дополнительную вершину соединяем с ближайшими к ней вершинами.
Далее определяем длины звеньев транспортной сети, то есть расстояния между вершинами, соединенными между собой непосредственно. Для этого вычерчиваем транспортную сеть в масштабе 1:100 000 и по ней линейкой измеряем расстояния между смежными вершинами (см. Рисунок 1.1). Полученные значения округляются до целого числа. Результаты определения длин звеньев заносим в таблицу 1.1.
Если вершины не соединены между собой непосредственно, то производится расчет кратчайших расстояний между ними методом “ потенциалов”.
Задача решается следующим образом:
1. Вершина, от которой требуется определить кратчайшее расстояние, называется начальной. Начальной вершине присваивается потенциал Pi
= 0.
2. Просматриваются все звенья, начальные вершины i которых имеют потенциалы Pi
, а конечные j – не имеют. Определяется значение потенциалов конечных вершин Pi
по следующей формуле:
Pj
= Pi
+ Lij
, (1.1)
где Lij
– длина звена, т.е. расстояние между вершинами i и j.
Величина потенциалов у соответствующих вершин показывает кратчайшее расстояние от выбранного начального пункта до данного пункта.
Принимая за начало сети последовательно каждый ее пункт и выполняя расчеты по описанному методу, можно получить таблицу кратчайших расстояний между всеми пунктами сети.
Для примера определим кратчайшие расстояния от вершины 02 до всех остальных вершин сети.
P02
= 0
P06
= 0 + 40 = 40 min
P10
= 0 + 25 = 25 min
P20
= 0 + 30 = 30 min
P22
= 0 + 20 = 20 min
P14
= 0 + 25 = 25 min
P22
= 20
P20
= 20 + 20 = 40
P41
= 20 + 25 =45 min
P32
= 20 + 10 = 30 min
P45
= 20 + 35 =55
P14
= 20 + 25 = 45
P14
= 25
P06
= 25 + 25 = 50
P26
= 20 + 20 = 40 min
P45
= 20 + 30 = 50 min
P10
= 25
P20
= 25+10=35
P20
= 30
P41
= 30 + 25 = 55
P61
= 30 + 40 = 70 min
P32
= 30
P43
= 30 + 15 = 45 min
P06
= 40
P17
= 40 + 15 = 55 min
P41
= 40
P51
= 40 + 10 = 50 min
P43
= 40+ 20 = 60
P26 = 40
P17
= 40 + 15 = 55
P38
= 40 + 20 = 60 min
P45
= 40 + 20 = 60
P43
= 45
P51
= 45 + 20 = 65
P61
= 45 + 30 = 75
P72
= 45 + 30= 75 min
P64
= 45 + 20 = 65
P45
= 45 + 20 = 65
P45
= 50
P64
= 50 + 20 = 70
P66
= 50 + 20 = 70 min
P38
= 50 + 30 = 80
P51
= 50
P61
= 50 + 10 = 60
P17
= 55
P38
= 55 + 20 = 75 min
P38
= 60
P66
= 60 + 35 =95
P58
= 60 + 20 =80
P61
= 60
P62
= 60 + 10 = 70
P70
= 60 + 15 = 75
P72
= 60 + 15 = 75
P64
= 65
P72
= 65 + 20 = 85
P75
= 65 + 15 = 80
P66
= 70
P58
= 70 + 25 = 95
P75
= 70 + 15 = 85 min
P77
= 70 + 15 = 85 min
P62
= 70
P7
= 70 + 10 = 80
P70 = 75
P72
= 75 + 20 =95
P72 = 75
P84
= 75 + 25 = 100
P58 = 80
P77
= 80 + 25 = 105
P68
= 80 + 10 = 90 min
P75
= 85
P8
= 85 + 15 = 100
P77
= 85
P68
= 85 + 15 = 100
P87
= 85 + 10 = 95 min
P68
= 90
P87
= 90 + 25 = 115
P87 = 95
P95
= 95 + 25 = 120
P84 = 100
min
P9 = 115
min
На рисунке 1.1 отметим стрелками соответствующие кратчайшие расстояния от точки 02. Далее потенциал следующей вершины (например, 06) принимаем за 0 и все расчеты повторяются аналогично.
Таблица 1.1 – Матрица кратчайших расстояний между пунктами транспортной сети
Вершины
Вершины
02
06
10
14
17
20
22
26
32
38
41
43
45
51
58
61
62
64
66
68
70
72
75
77
84
87
95
02
40
25
25
55
30
20
50
30
75
45
45
55
50
80
70
70
75
80
105
85
75
85
95
95
95
115
06
65
25
15
70
50
30
60
40
75
75
55
105
60
105
115
80
75
70
120
105
90
85
105
95
120
10
50
80
10
30
75
40
95
35
55
65
45
115
50
60
80
90
120
65
65
95
105
90
115
105
14
40
45
25
25
35
50
50
50
30
60
70
80
90
55
55
80
100
80
70
70
85
80
100
17
85
65
15
75
25
80
60
40
85
45
90
100
65
60
55
105
90
75
70
90
80
105
20
20
70
30
85
25
45
55
35
105
40
50
70
80
115
55
55
85
95
80
105
105
22
50
10
65
25
25
35
35
75
45
55
50
60
85
60
55
65
75
80
85
95
26
60
25
65
45
25
70
45
75
85
50
50
55
90
75
65
65
80
75
95
32
65
35
15
45
40
85
45
55
40
60
90
60
45
55
75
70
85
85
38
70
50
30
75
20
80
90
55
35
30
95
80
50
45
65
55
80
41
20
40
10
90
20
30
45
65
95
35
35
60
80
60
90
75
43
20
25
70
30
40
25
45
75
45
30
40
70
55
80
70
45
45
50
50
60
25
25
55
70
50
40
40
55
50
70
51
95
10
20
50
70
100
25
25
65
95
50
90
65
58
95
90
55
25
10
100
80
40
25
55
35
60
61
10
40
70
100
15
15
55
85
40
70
55
62
35
65
95
25
10
50
80
35
65
50
64
30
60
45
25
15
45
30
55
45
66
30
75
55
15
15
30
25
45
68
90
70
45
15
45
25
60
70
20
60
75
45
85
60
72
40
55
25
65
40
75
30
15
40
30
77
30
10
35
84
40
15
87
25
95
2 Определение оптимального варианта закрепления потребителей
однородного груза за поставщиками
Оптимальный вариант закрепления потребителей однородного груза за поставщиками определяется в том случае, если имеется более одного отправителя и более одного получателя одинакового или однородного груза. Таким грузом в данном случае является щебень.
Среди математических методов наиболее разработаны методы линейного программирования. Оптимальное прикрепление потребителей к поставщикам с применением методов линейного программирования снабженческо-сбытовые органы осуществляют в виде транспортной задачи. Для составления экономико-математической модели необходимо знать следующие данные: фонды потребителей, ресурсы поставщиков, расстояния перевозок между всеми пунктами отправления и получения груза.
2.1 Постановка транспортной задачи
Транспортная задача является одной из важнейших частных задач линейного программирования. Ее сущность состоит в следующем. В пунктах отправления 22, 17, 10 имеется однородный груз (щебень), причем объем имеющегося в пункте 22 составляет 450 тыс. т., в пункте 17 составляет 400 тыс. т., в пункте 10 составляет 350 тыс. т. Этот груз надо доставить в пункты потребления 06, 58, 62, 20, 84, 95. Задача заключается в построении такого плана перевозок, при котором потребность в грузе всех пунктов потребления будет удовлетворена, весь груз из пунктов отправления будет вывезен и при этом будет обеспечен минимум транспортной работы в тонно-километрах, что соответствует достижению наименьшего среднего расстояния перевозок груза.
Транспортная задача приведена в таблице 2.1. В верхних правых углах каждой клетки таблицы указано расстояние между соответствующим пунктом отправления и пунктом потребления.
Условия транспортной задачи можно выразить в математической форме, т. е. построить ее экономико-математическую модель.
Для построения экономико-математической модели введем следующие обозначения:
i – номер поставщика (i =1, 2, 3);
Аi
– ресурсы i-го поставщика (i =1, 2, 3), т.е. количество продукции, которое поставщик может отправить потребителям;
j – номер потребителя (j =1, 2, 3, 4, 5, 6);
Bj
- потребность j-го потребителя;
Lij
– расстояния между соответствующими пунктами отправлениями и получения;
Qij
– количество продукции, поставляемое от i-го поставщика j-му потребителю.
Таким образом, экономико-математическую модель оптимального прикрепления потребителей к поставщикам имеет вид:
Объем транспортной работы должен быть минимальным
Qij
∙ Lij
= min
при условиях
Qij
= Аi
(i =1, 2, 3),
Qij
= Bj
(j =1, 2, 3, 4, 5, 6),
Ai
=
Bj
Qij
≥ 0, dij
= Lij
- Uij
- Vij
≥ 0
2.2 Решение транспортной задачи методом потенциалов
После построения экономико-математической модели решается задача. Расчеты выполняются в специальной таблице линейного программирования методом потенциалов (таблица 2.1). В этой таблице, кроме ресурсов поставщиков, потребителей и расстояний перевозок, имеются столбец и строка для записи потенциалов Ui
и Vj
, которые дают определить оптимальность плана закрепления поставщиков за потребителями.
Вначале выбираем и отмечаем наименьшее расстояние в каждой строке. Затем то же самое делаем по столбцам. Клетку, имеющую две отметки, загружаем, т.е. записываем в нее количества груза в первую очередь. Затем загружаем клетки, отмеченные один раз. Нераспределенный груз записываем в неотмеченные клетки, расположенные на пересечении неудовлетворенной строки и столбца. Количество груза, помещаемого в каждую клетку, определяется наименьшей величиной груза у соответствующего поставщика или потребностью в грузе соответствующего потребителя.
Таблица 2.1 – Первоначальный (опорный) план закрепления потребителей за
поставщиками
Поставщики
Потребители
Вывоз от поставщика, тыс. т.
06
58
62
20
84
95
V06=50
V58=80
V62=55
V20=20
V84=125
V95=100
22
U22=0
50
50
75
55
*250
20
*150
80
* -45
95
*
450
17
U17=-35
15
**100
45
* 200
100
85
90
100
105
400
10
U10=5
65
115
60
100
10
**
90
105
* 250
350
Завоз потребителям, тыс. т.
150
200
350
150
100
250
1200
Подсчитаем для опорного плана значение грузооборота:
Р=∑(Qij · ℓij), (2.1)
где i,j – текущий индекс соответственно поставщика и потребителя;
Р – грузооборот, ткм;
Qij – объем перевозок между i-ым поставщиком и j-ым потребителем, т;
ℓij – расстояние между i-ым поставщиком и j-ым потребителем, км.
Для проверки на оптимальность по методу МОДИ определим вспомогательные величины ui (для строк) и vj (для столбцов), называемые потенциалами. Для этого потенциал одного из поставщиков (например, 22) примем равным 0. Тогда все оставшиеся потенциалы определим по формуле (2):
dij = ℓij - ui - vj. (2.2)
Учитывая, что в загруженных клетках dij = 0, определим потенциалы строк и столбцов для табл. 2.1. В строке 22 загруженные клетки - 22-98, 22-20. Отсюда потенциал столбца 06 равен:
U22
= 0;
V06
= 50 – 0 = 50;
Потенциал столбца 62 равен:
U22
= 0;
V62
= 55 – 0 = 55;
Потенциал столбца 20 равен:
U22
= 0;
V20
= 20 – 0 = 20;
Далее по загруженной клетке 17-06 определим потенциал строки 17:
U17
= 15 – 50 = - 35;
по загруженной клетке 17-58 определим потенциал столбца 58:
v58
= 45 – (-35) = 80;
по загруженной клетке 17-84 определим потенциал столбца 84:
v84
= 90 – (-35) = 125;
по загруженной клетке 10-62 определим потенциал строки 10:
U10
= 60 – 55 = 5;
по загруженной клетке 17-95 определим потенциал столбца 95:
v95
= 105 – 5 = 100;
Теперь рассчитаем значение параметра dij для всех свободных клеток:
d22-58
= 75 – 0 – 80 = -5;
d22-84
= 80 – 0 – 125 = -45
d22-95
= 95 – 0 – 100 = -5;
d17-62
= 100 –(-35) – 55 = 80;
d17-20
= 85 – (-35) – 20 = 100;
d17-95
= 105 – (-35) – 100 = 40;
d10-06
= 65 – 5 – 50 = 10;
d10-58
= 115 – 5 – 80 = 30;
d10-20
= 10 – 5 – 20 = -15;
d10-84
= 90 – 5 – 125 = -40.
В клетке 22-84 величина dij принимает значение меньше 0. Значит, этот план не оптимален. Перемещение загрузки в клетку с минимальным значением уменьшит значение грузооборота.
Для перемещения загрузки необходимо составить специальный контур, все вершины которого лежат в загруженных клетках, кроме одной, в которой dij ‹ 0 (в таблице 2.1 показан жирной линией).
Оптимальный план перевозок после перемещения загрузки представлен в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Оптимальный план закрепления потребителей за поставщиками
Поставщики
Потребители
Вывоз от поставщика, тыс. т.
06
58
62
20
84
95
V06=5
V58=35
V62=55
V20=5
V84=80
V95= 95
22
U22=0
50
75
55
150
20
80
50
95
250
450
17
U17=10
15
150
45
200
100
85
90
50
105
400
10
U10=5
65
115
60
200
10
150
90
105
350
Завоз потребителям, тыс. т.
150
200
350
150
100
250
1200
Для плана перевозок из таблицы 2.2 произведем расчет потенциалов ui и vj, а также значений dij для всех свободных клеток. Результаты расчетов свидетельствуют, что величина dij нигде не принимает значение меньше 0, следовательно, это оптимальный план. Грузооборот для оптимального плана равен:
3 Выбор тары и упаковки, способы погрузки-разгрузки, погрузочно-
разгрузочных механизмов и рационального подвижного состава
При выборе тары и упаковки необходимо, прежде всего, обратить внимание на характер груза, необходимость рациональной организации и механизации погрузочно-разгрузочных работ. При этом следует оценить возможность совместной работы погрузочно-разгрузочных механизмов и автомобилей.
Выбор рационального подвижного состава производим для каждого вида груза отдельно. Выбор конкретной марки автомобиля производим путем сравнения намеченных вариантов по часовой производительности:
, (3.1)
где Pt
– часовая производительность автомобиля, т/ч;
q – грузоподъемность автомобиля, т;
γ – коэффициент использования грузоподъемности;
β – коэффициент использования пробега;
Vt
– техническая скорость автомобиля, км/ч;
lег
– средняя длина ездки с грузом, км;
tп-р
– время простоя под погрузочно – разгрузочными операциями, ч.
Коэффициент использования грузоподъемности определяется следующим отношением:
; (3.2)
где qф
– фактическая загрузка автомобиля при перевозке груза, т;
qн
– номинальная грузоподъемность, т.
Время простоя автомобиля под погрузкой-разгрузкой определяется по следующей формуле:
tп-р
= Нвр.т.
· qн
∙ γ , (3.3)
где Нвр.т.
– норма времени простоя под погрузкой и разгрузкой одной тонны
груза, ч.
В курсовой работе расчеты производим с учетом того, что все перевозки осуществляются в городе. Техническая скорость автомобилей с грузоподъемностью от 7 т. составляет 24 км/ч. [6].
3.1 Организация перевозок щебня и песка
Для перевозки сыпучих и массовых навалочных грузов, как правило, применяют автомобили самосвалы. Погрузка данных видов грузов должна осуществляться специальной техникой (экскаваторами, ленточными транспортерами, автопогрузчиками и пр.)
При перевозке массовых навалочных грузов грузоотправитель обязан производить механизированную погрузку грузов, учитывая при этом, что вес груза в ковше погрузочного механизма за один цикл не должен превышать 1/3 грузоподъемности подвижного состава. Ковш погрузочного механизма должен находиться на высоте не более 1 м от днища кузова подвижного состава. При погрузке грузов водитель не должен находиться в кабине автомобиля.
Данные виды грузов относятся к первому классу. Следовательно, коэффициент использования грузоподъемности равен 1. А также фактическая загрузка равняется грузоподъемности автомобиля.
Для перевозки щебня и песка выбираем 2 автомобиля-самосвала – КамАЗ-5511
(г/п 10 т.) и МАЗ 5551
(г/п 8 т.). Разгрузка осуществляется поднятием кузова автомобиля-самосвала.
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля КамАЗ-5511. При погрузке щебня и песка экскаватором, чей объем ковша от 1 до 3 тонн, время на погрузку-разгрузку одной тонны составляет 0,61 мин [6], следовательно, погрузка 10 тонн займет 6,1 мин или 0,101 часа.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке щебня самосвалами КамАЗ-5511:
т/ч
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля МАЗ 5551. Время на погрузку-разгрузку одной тонны составляет 0,67 мин [6], следовательно, погрузка 8 т. займет 5,36 мин или 0,09 часа.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке щебня самосвалами МАЗ 5551:
2 т/ч
Для выбора марки автомобиля при перевозке щебня производим сравнение полученных значений часовой производительности. Наибольшая производительность у автомобиля КамАЗ-5511. Данная марка и будет являться более рациональным подвижным составом. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке песка самосвалами
КамАЗ-5511:
т/ч
Рассчитаем часовую производительность при перевозке песка самосвалами МАЗ 5551:
т/ч
Для выбора марки автомобиля при перевозке песка производим сравнение полученных значений часовой производительности. Наибольшая производительность у автомобиля КамАЗ-5511. Данная марка и будет являться более рациональным подвижным составом. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1.
3.2 Организация перевозки опилок
Перевозка опилок осуществляется навалочным способом. При перевозке опилки для обеспечения сохранности накрываются сеткой. Погрузка осуществляется бункером. Он является высокопроизводительным средством механизированной погрузки навалочных грузов на открытых складах, площадках и перегрузочных пунктах. Бункеры загружают при помощи конвейеров, погрузчиков или других механизмов. Из бункера груз выгружается при открытом отверстии под действием собственной массы. Функции механизированной разгрузки при перевозках навалочных строительных грузов принимает на себя специализированный подвижной состав автомобильного транспорта – автомобили-самосвалы и саморазгружающиеся автопоезда, либо специальные автомобилеразгрузчики.
Для перевозки опилок выбираем 2 автомобиля – КамАЗ-5410 с полуприцепом ОдАЗ-9370
(г/п 14,2 т.) и КамАЗ–53212 с полуприцепом ГКБ-8352
(г/п 20 т.). Разгрузка осуществляется автомобилеразгрузчиком.
Опилки относятся к четвертому классу груза. Следовательно, коэффициент использования грузоподъемности равен 0,5 (γ=0,5). Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля КамАЗ-5410 с полуприцепом ОдАЗ-9370 . Норма времени на погрузку-разгрузку одной тонны груза бункером: Нвр.т1 кл
= 1,7 мин или 0,03 часа [6].
Нвр.т4 кл.
= Нвр.т1 кл
∙ К, (3.4)
где К – поправочный коэффициент для грузов 4-го класса, К = 2.
Нвр.т4 кл.
= 0,03 ∙ 2 = 0,06 ч.
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку:
tп-р
= 0,06 · 14,2 · 0,5 = 0,426 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке опилок автомобилем КамАЗ-5410 с полуприцепом ОдАЗ-9370:
т/ч
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля КамАЗ–53212 с полуприцепом ГКБ-8352. Норма времени на погрузку-разгрузку одной тонны груза бункером: Нвр.т1 кл
= 1,6 мин или 0,027 часа [6].
Нвр.т4 кл.
= 0,027 ∙ 2 = 0,054 ч.
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку:
tп-р
= 0,054 · 20 · 0,5 = 0,54 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке опилок автомобилем КамАЗ–53212 с полуприцепом ГКБ-8352:
т/ч
Наибольшая производительность у автомобиля КамАЗ–53212 с полуприцепом ГКБ-8352. Данная марка и будет являться более рациональным подвижным составом. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1.
3.3 Организация перевозок лесоматериалов
В нашем случае мы займемся перевозкой бревен диаметром 0,3 м и длиной 10 м. Масса одного бревна: m= 420 кг
Для перевозки леса в основном применяются автомобили – тягачи повышенной проходимости и прицепы-роспуски. Для перевозки леса выбираем МАЗ–509 с прицепом-роспуском ГКБ-9383
и КрАЗ-255Л с прицепом-роспуском ГКБ-9383
. При перевозке груза длиной более 8,5 м применяются крестообразные тяговые тросы.
Грузоподъемность прицепа-роспуска ГКБ-9383 составляет 15 т. Учитывая грузоподъемность прицепа-роспуска и размеры стоек коника (1200
2278), получаем, что максимальное количество бревен – 35 штук.
Погрузку и выгрузку бревен осуществляем передвижными кранами.
Данный вид груза относится к первому классу. Следовательно, коэффициент использования грузоподъемности равен 1.
Для нахождения производительности автомобиля МАЗ–509 и КрАЗ-255Л с ГКБ-9383 посчитаем время на погрузку-разгрузку. Погрузка-разгрузка бревен осуществляется кранами при массе груза при одновременном подъеме механизма от 1 до 3 т., следовательно, погрузка-разгрузка одной тонны займет 3,41 мин [6], следовательно, общее время составит 51,2 мин или 0,9 часа.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке бревен автомобилем МАЗ–509+ ГКБ-9383-011:
т/ч
Рассчитаем часовую производительность при перевозке бревен автомобилем КрАЗ-255Л+ ГКБ-9383-010:
т/ч
Наибольшая производительность у автомобиля МАЗ–509 с прицепом ГКБ-9383. Данная марка и будет являться более рациональным подвижным составом. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1. (Схему расположения груза см. Рисунок 3.1)
Рисунок 3.1 – Схема размещения бревен на автомобиле МАЗ–509
3.4 Организация перевозок железобетонных изделий
На предприятиях-изготовителях этих изделий для погрузки готовой продукции на автомобили применяют козловые и мостовые краны, а на отдельных заводах дополнительно применяют автомобильные краны, краны на пневмоколесном ходу, автопогрузчики. Для перевозки крупных деталей рекомендуются специализированные автопоезда в составе седельных тягачей и полуприцепов-панелевозов, полуприцепов-плитовозов и др. На строительных объектах крупные детали разгружают в основном башенными кранами.
В курсовой работе произведем расчеты для блоков ФБС 24-6-6, размером: длина 2400 мм, ширина 600 мм, высота 600 мм. Объем одного блока – 0,815 м3
. Масса одного блока 1956 кг.
Для перевозки блоков ФБС 24-6-6 выбираем 2 автомобиля – КамАЗ–5410 с полуприцепом ОдАЗ – 9370
(г/п 14,2 т.), максимальное количество блоков, при разовой загрузке, не превышая грузоподъемность – 7 штук, следовательно,
7·1,956/14,2=0,97 и КамАЗ–53212
(грузоподъемность 10 т.), максимальное количество блоков, при разовой загрузке, не превышая грузоподъемность – 5 штук, следовательно,
5·1,956/10=0,98. Погрузка и разгрузка осуществляется автомобильными кранами.
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля КамАЗ-5410 с полуприцепом ОдАЗ – 9370. Погрузка-разгрузка блоков ФБС 24-6-6 осуществляется кранами при массе груза при одновременном подъеме механизма от 1 до 3 т., следовательно, погрузка-разгрузка одной тонны займет 3,41 мин или 0,057 ч. [6], следовательно, общее время составит tп-р
= 0,057 · 14,2 · 0,97 = 0,79 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке блоков ФБС 24-6-6 автомобилем КамАЗ–5410 с полуприцепом ОдАЗ - 9370:
т/ч
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля КамАЗ–53212. Погрузка-разгрузка одной тонны займет 3,7 мин или 0,062 ч. [6], следовательно, общее время составит tп-р
= 0,062 · 10 · 0,98 = 0,61 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке блоков ФБС 24-6-6 автомобилем КамАЗ–53212:
т/ч
Наибольшая производительность у автомобиля КамАЗ–5410 с полуприцепом ОдАЗ - 9370. Данная марка и будет являться более рациональным подвижным составом. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1. (Схему расположения груза см. Рисунок 3.2).
Рисунок 3.2- Схема размещения блоков в кузове автомобиля
КамАЗ- 5410 с п/п ОдАЗ-9370
3.5 Организация перевозок кирпича
Перевозка кирпича производится пакетами на поддонах с укладкой, обеспечивающей сохранность кирпича при транспортировании, также при механизированной погрузке и выгрузке. Укладка кирпича на поддоны производится с соответствующей перевязкой рядов, обеспечивающей сохранность и устойчивость пакетов при транспортировании. Поддоны с пакетами устанавливаются на грузовую платформу автомобиля вплотную друг к другу по ее длине.
Поскольку доставленные на автомобилях пакеты полностью сохраняют свою форму, выгрузку их можно осуществлять механизированным способом, пользуясь башенными или автомобильными кранами.
Для перевозки применяем поддоны (ПОД) размерами 1030
520 мм. Всего на поддон укладывается 180-200 кирпичей. Масса поддона 22 кг. Грузоподъемность поддона 750 кг.
Для перевозки поддонов с кирпичами выбираем автомобиль КамАЗ-5320 (грузоподъемность 8 т.) с прицепом ГКБ-8527 (грузоподъемность 7 т). Не превышая грузоподъемности, в автомобиль помещается 10 поддонов, а в прицеп – 9 поддонов, следовательно,
19·0,772/15=1. А также автомобиль МАЗ-504В с полуприцепом МАЗ-5205А, грузоподъемностью 20 т. Не превышая грузоподъемности, в полуприцеп помещается 26 поддонов, следовательно,
26·0,772/20=1.
Для нахождения производительности автомобиля КамАЗ-5320 с прицепом ГКБ-8527 рассчитаем время на погрузку-разгрузку. Погрузка-разгрузка кирпича осуществляется автомобильными кранами, следовательно, погрузка-разгрузка одной тонны займет 3,45 мин или 0,058 ч. [6], общее время составит tп-р
= 0,058 · 15 · 1 = 0,86 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке кирпича автомобилем КамАЗ-5320+ ГКБ-8527:
т/ч
Для нахождения производительности автомобиля МАЗ-504В с полуприцепом МАЗ-5205А рассчитаем время на погрузку-разгрузку. Погрузка-разгрузка кирпича осуществляется автомобильными кранами, следовательно, погрузка-разгрузка одной тонны займет 3,0 мин или 0,05 ч. [6], общее время составит tп-р
= 0,05 · 20 · 1 = 1 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке кирпича автомобилем МАЗ-504В+ МАЗ-5205А:
т/ч
Наибольшая производительность у автомобиля МАЗ-504В с полуприцепом МАЗ-5205А. Данная марка и будет являться более рациональным подвижным составом. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1. (Схему расположения груза см. Рисунок 3.3).
Рисунок 3.3 – Схема размещения поддонов с кирпичом в кузове автомобиля
МАЗ-504В с полуприцепом МАЗ-5205А
3.6 Организация перевозки контейнеров с промтоварами
Выбираем контейнеры универсальные металлические, массой брутто 3 т. Основные параметры и размеры контейнера (ГОСТ 18477-79): длина - 1325 мм, ширина – 2100 мм, высота – 2400 мм.
Отличительной особенностью современных контейнеров является их приспособленность для комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ на всех стадиях транспортного процесса. Для этой цели контейнеры оснащают унифицированными устройствами для захватных органов грузоподъемных машин.
Для перевозки контейнеров выбираем 2 автомобиля – ЗИЛ-130В1 с полуприцепом-контейнеровозом ЦПКТБ-А441 и МАЗ-516Б.
На автомобиль ЗИЛ-130В1 с полуприцепом-контейнеровозом ЦПКТБ-А441 помещается 3 контейнера массой 3 т. Значит коэффициент использования грузоподъемности γ = 9/10 = 0,9. На автомобиль МАЗ-516Б помещается 4 контейнера массой 3 т., γ = 12/14,5 = 0,83.
Для нахождения производительности автомобиля ЗИЛ-130В1 с полуприцепом-контейнеровозом ЦПКТБ-А441 рассчитаем время на погрузку-разгрузку. Погрузку и разгрузку осуществляем автомобильными кранами. Норма времени простоя автомобиля при погрузке или разгрузке одного контейнера массой 3 т. составляет 7 минут или 0,117 ч. [6], следовательно, погрузка и разгрузка 3 контейнеров составит tп-р
= 2 · 3 · 0,117 = 0,7 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке контейнеров автомобилем ЗИЛ-130В1 + ЦПКТБ-А441:
т/ч
Для нахождения производительности автомобиля МАЗ-516Б рассчитаем время на погрузку-разгрузку. Погрузку и разгрузку осуществляем автомобильными кранами. Норма времени простоя автомобиля при погрузке или разгрузке одного контейнера массой 3 т. составляет 7 минут или 0,117 ч. [6], следовательно, погрузка и разгрузка 4 контейнеров составит tп-р
= 2 · 4 · 0,117 = 0,93 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке контейнеров автомобилем МАЗ-516Б:
т/ч
Выбираем МАЗ-516Б, т.к. данный автомобиль будет являться более рациональным подвижным составом при перевозке контейнеров. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1. (Схему расположения груза см. Рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 – Схема размещения контейнеров в кузове автомобиля МАЗ-516Б
3.7 Организация перевозок облицовочной плитки
Плитки транспортируются в крытых транспортных средствах в ящичных поддонах. При перевозке плитка должна быть защищена от механических повреждений, влияния мороза, высоких температур и агрессивных сред.
В ящичные поддоны укладывают плитки, предварительно собранные в стопы (30–40 штук), обернутые в бумагу, перевязанные шпагатом или полипропиленовой лентой. Плитки должны быть уложены вертикально. Между каждым горизонтальным рядом плиток, дном и стенками поддона должен быть проложен картон.
Выбираем ящичные поддоны размером 1000
1200 мм. Одна упаковка плитки имеет размеры: ширина - 200 мм, длина – 300 мм, высота – 200 мм. Получаем, что на 1 ярус поддона приходится 20 упаковок с плиткой. Высота поддона 1 м, максимальное количество ярусов – 5. Масса одного ящичного поддона 800 кг
Погрузочно-разгрузочные работы с поддонами осуществляем вилочными автопогрузчиками.
Для перевозки плитки выбираем 2 автомобиля – КамАЗ–5320
(г/п 8 т., размеры кузова 5200х2320) и КамАЗ–4308
(г/п 5 т., размеры кузова 3570х2320). На КамАЗ–5320, учитывая грузоподъемность и размеры кузова, поместятся 8 поддонов, следовательно,
8·0,8/8=0,8. На КамАЗ–4308, учитывая грузоподъемность и размеры кузова, поместятся 5 поддонов, следовательно,
5·0,8/5=0,8. Данный вид груза относится ко второму классу. При перевозке поддоны рекомендуется располагать наиболее симметрично к продольной оси автомобиля.
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля КамАЗ-5320. Норма времени на погрузку-разгрузку одной тонны груза автопогрузчиком: Нвр.т1 кл
= 6,3 мин или 0,105 часа [6].
Нвр.т2 кл.
= 0,105 ∙ 1,25 = 0,13 ч.
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку:
tп-р
= 0,13 · 8 · 0,8 = 0,83 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке облицовочной плитки автомобилем КамАЗ–5320:
т/ч
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку автомобиля КамАЗ–4308. Норма времени на погрузку-разгрузку одной тонны груза автопогрузчиком: Нвр.т1 кл
= 7,6 мин или 0,126 часа [6].
Нвр.т2 кл.
= 0,126 ∙ 1,25 = 0,16 ч.
Рассчитаем время на погрузку-разгрузку:
tп-р
= 0,16 · 5 · 0,8 = 0,64 ч.
Рассчитаем часовую производительность при перевозке облицовочной плитки автомобилем КамАЗ–4308:
т/ч
Выбираем КамАЗ–5320, т.к. данный автомобиль будет являться более производительным подвижным составом при перевозке облицовочной плитки. Результаты расчетов представлены в таблице 3.1. (Схему расположения груза см. Рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 – Схема размещения поддонов с плиткой в кузове автомобиля
КамАЗ-5320
Таблица 3.1 – Технико-экономические показатели по маркам автомобилей
Вид груза
Марка автомобиля
Грузоподъемность, т
Фактическая загрузка, т
Коэф. использования грузоподъемности
Коэф. использования пробега
Техническая скорость,км/ч
tп-р
lег
Производительность, т /ч
Щебень
КамАЗ-5511
10
10
1
0,5
34
0,101
54,6
3,01
МАЗ-5551
8
8
1
0,5
28
0,09
54,6
2
Песок
КамАЗ-5511
10
10
1
0,5
34
0,101
187,2
0,89
МАЗ-5551
8
8
1
0,5
28
0,09
187,2
0,59
Опилки
КамАЗ-5410+ ОдАЗ - 9370
14,2
7,1
0,5
0,5
34
0,426
436,8
0,27
КамАЗ-53212+ ГКБ-8352
20
10
0,5
0,5
32
0,54
436,8
0,36
Бревна
МАЗ–509+ ГКБ-9383
15
15
1
0,5
28
0,9
655,25
0,31
КрАЗ-255Л+ ГКБ-9383
15
15
1
0,5
24
0,9
655,25
0,27
Плиты
КамАЗ-5410+ ОдАЗ - 9370
14,2
13,692
0,97
0,5
34
0,79
327,6
0,68
КамАЗ-53212
10
9,78
0,98
0,5
34
0,61
327,6
0,49
Кирпич
КамАЗ-5320+ ГКБ-8527
15
15
1
0,5
34
0,86
218,4
1,09
МАЗ-504В+ МАЗ-5205А
20
20
1
0,5
30
1
218,4
1,28
Контейнер
ЗИЛ-130В1 + ЦПКТБ-А441
10
9
0,9
0,5
30
0,7
262,1
0,49
МАЗ-516Б
14,5
12
0,83
0,5
30
0,93
262,1
0,65
Плитка
КамАЗ–5320
8
6,4
0,8
0,5
34
0,83
819
0,13
МАЗ–4308
5
4
0,8
0,5
34
0,64
819
0,08
4 Составление оптимальных маршрутов движения автомобилей и
расчет их потребного количества
Исходные данные из оптимального плана закрепления потребителей за поставщиками щебня, а также всех остальных видов грузов, необходимые для составления маршрутов движения автомобилей, сводим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1- Исходные данные для составления маршрутов движения
Шифр (ГОП)
Шифр (ГПП)
Вид груза
Объем перевозок из ГОП в ГПП, тыс.т.
Марка автомобиля
Фактическая загрузка, т
Число ездок с грузом из ГОП в ГПП, тыс
22
62
щебень
150
КамАЗ-5511
10
15 000
22
84
щебень
50
КамАЗ-5511
10
5 000
22
95
щебень
250
КамАЗ-5511
10
25 000
17
06
щебень
150
КамАЗ-5511
10
15 000
17
58
щебень
200
КамАЗ-5511
10
20 000
17
84
щебень
50
КамАЗ-5511
10
5 000
10
62
щебень
200
КамАЗ-5511
10
20 000
10
20
щебень
150
КамАЗ-5511
10
15 000
68
20
песок
350
КамАЗ-5511
10
35 000
61
84
опилки
150
КамАЗ-53212+ ГКБ-8352
7,1
21 127
61
55
лесоматериалы
100
МАЗ-509+ГКБ-9383
15
6 667
77
02
железобетонные изделия
200
КамАЗ-5410 с ОдАЗ-9730
13,69
14 610
84
02
кирпич
300
МАЗ-504В+МАЗ-5205А
20
15 000
87
41
контейнеры
100
МАЗ-516Б
12
8 334
87
32
контейнеры
150
МАЗ-516Б
12
12 500
26
70
плитка
80
КамАЗ-5320
6,4
12 500
Маршруты движения автомобилей составляются для каждой марки в отдельности. Если одна марка автомобиля используется для перевозки нескольких грузов (например, автомобиль КамАЗ-5511 используется для перевозки щебня и песка), то необходимо составить оптимальный план возврата порожних автомобилей. Это классическая транспортная задача линейного программирования и она может быть решена, например, методом МОДИ.
4.1 Составление оптимальных маршрутов движения автомобилей при
перевозке щебня и песка
Оптимальный план закрепления потребителей щебня за поставщиками дополняется поставщиками и потребителями песка. Полученная таблица 12 является планом перевозки щебня и песка.
Таблица 4.2 – План перевозки щебня и песка
Поставщики
Потребители
Вывоз от поставщика, тыс. т.
06
58
62
20
84
95
V06=
V58=
V62=
V20=
V84=
V95=
22
U22=
50
75
55
150
20
80
50
95
250
450
17
U17=
15
150
45
200
100
85
90
50
105
400
10
U10=
65
115
60
200
10
150
90
105
350
68
U68=
70
10
95
115
350
45
50
350
Завоз потребителям, тыс. т.
150
200
350
500
100
250
1550
Определяем количество ездок с грузом по формуле:
(4.1)
где nегij
– количество ездок с грузом
q – грузоподъемность автомобиля-самосвала, т;
γij
– коэффициент использования грузоподъемности при перевозке грузов
между i-ым поставщиком и j-ым потребителем;
Например,
= 15 тыс. ездок
В результате по данным таблицы 4.2 можно получить план ездок автомобилей-самосвалов с грузом (таблица 4.3). Поскольку любой маршрут движения состоит из чередующихся ездок с грузом и ездок без груза, то для составления маршрутов последние необходимо определить.
Таблица 4.3 – План ездок с грузом при перевозке щебня и песка
Поставщики
Потребители
Число ездок от поставщиков, тыс.
06
58
62
20
84
95
V06=
V58=
V62=
V20=
V84=
V95=
22
U22=
50
75
55
15
20
80
5
95
25
45
17
U17=
15
15
45
20
100
85
90
5
105
40
10
U10=
65
115
60
20
10
15
90
105
35
68
U68=
70
10
95
115
350
45
50
35
Число ездок к потребителям, тыс.
15
20
35
50
10
25
155
Учитывая, что количество автомобилей с грузом, убывающих от каждого поставщика, должно равняться количеству порожних автомобилей, прибывающих к нему, можно составить оптимальный план ездок без груза (порожних). В таблице 4.4 представлен опорный план ездок без груза.
Таблица 4.4 – Опорный план ездок без груза
Поставщики
Потребители
Число ездок от поставщиков, тыс.
06
58
62
20
84
95
V06=-30
V58=20
V62=55
V20=20
V84=55
V95= 60
22
U22=0
50
75
55
30
20
15
80
95
45
17
U17=45
15
15
45
-20
100
5
85
90
105
20
40
10
U10=-10
65
115
60
10
35
90
105
35
68
U68=-10
70
10
20
95
115
45
10
50
5
35
Число ездок к потребителям, тыс.
15
20
35
50
10
25
155
Для опорного плана перевозок из таблицы 4.4 произведем расчет потенциалов
и
, а также значений
для всех свободных клеток.
Учитывая, что в загруженных клетках
, определим потенциалы строк и столбцов. В строке 22 две загруженных клетки: 22-62 и 22-20. Отсюда потенциал столбца 62 и 20 равен:
U22
= 0;
V62
= 55 – 0 = 55;
V20
= 20 – 0 = 20
Далее по загруженной клетке 17-62 определим потенциал строки 17:
U17
= 100 – 55 = 45;
по загруженной клетке 17-95 определим потенциал столбца 95:
v95
= 105 – 45 = 60;
по загруженной клетке 17-06 определим потенциал столбца 06:
v06
= 15 – 45 = -30;
по загруженной клетке 68-95 определим потенциал строки 68:
U68
= 50 – 60 = -10;
по загруженной клетке 68-84 определим потенциал столбца 84:
v84
= 45–(-10) = 55;
по загруженной клетке 10-20 определим потенциал строки 10:
U10
= 10 – 20 = -10;
по загруженной клетке 68-58 определим потенциал столбца 58:
v58
= 10 – (-10) = 20;
Теперь рассчитаем значение параметра dij для всех свободных клеток:
d22-06
= 50 – 0 – (-30) = 80;
d22-58
= 75 – 0 –20 = 55;
d22-84
= 80 – 0 – 55 = 25;
d22-95
= 95 – 0 – 60 = 35;
d17-58
= 45- 45- 20= -20;
d17-20
= 85- 45-20 = 20;
d17-84
= 90 – 45 – 55 = -10;
d10-06
= 65 – (-10) – (-30) = 105;
d10-58
= 115 – (-10) – 20 = 105;
d10-62
= 60 – (-10) – 55 = 15;
d10-84
= 90 – (-10) – 55 = 45;
d10-95
= 105 – (-10) – 60 = 55;
d 68-06
= 70 – (-10) – (-30) = 110;
d 68-62
= 95 – (-10) – 55 = 45;
d 68-20
= 115 – (-10) – 20 = 105.
В клетках 17-58 и 17-84 величина dij принимает значение меньше 0. Значит, этот план не оптимален. Выбираем клетку с минимальной величиной dij
, это клетка 17-58. Перемещение загрузки в эту клетку уменьшит значение холостого пробега. Из нескольких клеток с отрицательными значениями dij выбирают такую, в которой оно самое минимальное.
Для перемещения загрузки необходимо составить специальный контур, все вершины которого лежат в загруженных клетках, кроме одной, в которой dij ‹ 0 (в таблице 4.4 показан жирной линией).
Новый план перевозок после перемещения загрузки по этому контуру представлен в таблице 4.5.
Таблица 4.5 – Оптимальный план ездок без груза
Поставщики
Потребители
Число ездок от поставщиков, тыс.
06
58
62
20
84
95
V06=-30
V58=20
V62=55
V20=20
V84=55
V95= 60
22
U22=0
50
75
55
30
20
15
80
95
45
17
U17=45
15
15
45
20
100
5
85
90
105
40
10
U10=-10
65
115
60
10
35
90
105
35
68
U68=-10
70
10
95
115
45
10
50
25
35
Число ездок к потребителям, тыс.
15
20
35
50
10
25
155
Для составления рациональных маршрутов перевозок целесообразно использовать метод “совмещенных планов”. Сущность его состоит в том, что в одной и той же таблице и план ездок с грузом (таблица 4.3) и оптимальный план ездок без груза (таблица 4.5). Совмещенный план представлен в таблице 4.6. В правом нижнем углу клеток жирным шрифтом записаны ездки с грузом, а в левом верхнем углу курсивом – ездки без груза.
Таблица 4.6 – Совмещенный план ездок с грузом и ездок без груза