Моделирование процесса перевалки груза в пункте взаимодействия Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 656.21.02:656.222.3

Богданович Светлана Васильевна,

к. т. н., доцент, доцент кафедры «Организация движения транспорта», Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, г. Алматы, Республика Казахстан,

тел. +7-701-734-21-61, e-mail: s.v.bogdanovich@mail.ru

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕВАЛКИ ГРУЗА В ПУНКТЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

S. V. Bogdanovich

MODELING OF FREIGHT TRANSFER PROCESS IN INTERACTION POINT

Аннотация. Представлена математическая модель организации перевалки грузов по прямому варианту при несогласованном подводе вагонов и автомобилей в пункт взаимодействия, в результате чего их одновременное пребывание на перевалочной базе является случайным. Рассмотрены основные принципы вероятностного перераспределения прибывающего грузопотока -доля грузопотока, перегружаемого по прямому варианту «вагон - автомобиль» и поступающего в перегрузочный резервуар.

Ключевые слова: груз, пункт взаимодействия, перевалочная база, цистерна, резервуар, автомобиль, пункт налива, грузопоток, грузооборот, фронт погрузки-выгрузки, эстакада, пропускная способность.

Abstract. The mathematical model of freights transfer organization by direct variant at uncoordinated supply of wagons and cars to interaction point which results in their simultaneous stay on transshipment terminal being casual is presented. Basic principles of probabilistic redistribution of arriving freight flow - a share of freight flow overloaded by direct variant «wagon - car» and arriving in the reloading reservoir are considered.

Keywords: freight, point of interaction, transshipment base, tank, reservoir, car, loading point, freight flow, freight turnover, front of loading and unloading, overpass, capacity.

Оптимизация взаимодействия грузоотправителей и грузополучателей в перевозочном цикле достигается на основе разработки логистической цепочки доставки груза железнодорожным транспортом с подъездного пути отправителя на станции погрузки до подъездного пути получателя на станции выгрузки. При этом необходимо учитывать существующую технологическую схему развоза данных грузов со станции выгрузки (перевалочная база грузополучателя) автотранспортом на

конечные пункты потребления [3, 4]. Т. е. решается оптимизационная задача сквозной перевозки от места происхождения груза до места его конечного назначения.

Технологическая схема поставок грузов добывающим предприятиям предусматривает наличие перевалочных и складских комплексов в местах взаимодействия различных видов транспорта со всей инфраструктурой для перевалки грузов с железнодорожного транспорта на автомобильный и трубопроводный. Перевалочная база является важным звеном в цепи поставок продукции. На территории автоперевалочных баз имеются резервуары для различных видов грузов с различными техническими средствами для выгрузки и погрузки. От правильной организации работы и соответствия мощностей перевалочной базы объемам перерабатываемого грузопотока зависят равномерность доставки груза конечным потребителям, технологические простои вагонов и автомобилей под погрузкой и выгрузкой и другие параметры.

Согласование работы железнодорожного и автомобильного транспорта в едином технологическом процессе работы автоперевалочной базы, отражаемое при построении контактного графика, предусматривает выполнение следующих условий:

1. Количество прибывающего и отправляемого груза за расчетный период должно быть согласовано между собой, с учетом календарных сроков.

2. Интервал подхода транспортных средств (подачи вагонов, автомобилей) должен быть равен или превосходить время их обработки, а коэффициент сгущения (неравномерности) подхода к сг

1 < к„ < -

t.

(1)

бс

где I - интервал подхода транспортных средств; 1обс - время их обслуживания.

Информатика, вычислительная техника и управление. Моделирование. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы

Рассмотрим математическую модель процесса перевалки груза в пункте взаимодействия при несогласованности расписаний подхода вагонов и автомобилей, в результате чего их одновременное пребывание на перевалочной базе является случайным.

Обозначим узлы графа (рис. 1):

1-й - фронт грузовой обработки (выгрузки) вагонов;

2-й и 4-й - буферный и базисный резервуар;

3-й - пункт погрузки автомобилей.

Связи 1-2, 2-3 и 1-3 характеризуют соответственно потоки груза через резервуар и по прямому варианту. Пропускную способность связей, полагая их в рассматриваемой модели работающими без отказов, обозначим соответственно Р2, Р23 и Р3.

Определим, какая часть грузопотока в этих условиях может быть перегружена по прямому варианту, полагая выполненными необходимые для этого технологические условия.

Доля времени, в течение которого на базе будут находиться группа вагонов (узел 1), определяется формулой [1, 2]

а! = О, (2)

1 П

где О - грузопоток в момент времени

П - пропускная способность фронта выгрузки групп вагонов (узла 1).

Аналогично, занятость фронта погрузки автомобилей (узел 3)

О

(3)

Ш

ках поступления, можно определить:

О2

ДЯз

а количество груза перегружаемого по прямому варианту,

013 Р13

ОРз

пПз

(4)

Соответственно доля грузопотока ^, идущая по прямому варианту, определится:

(5)

0з= Ок.

О пп

13

Пропускные способности П и П3 средневзвешенные по

определяются как вариантам работ:

1

П Р

1- Д +

1

12

Р п

Р13 п3

1-д + _П_ Р Р

- 23

13

откуда

п =

Р Р

1 12Р13

1 Р13 +л(Р2 - Р13)'

Р Р

п =_' 23Р 13_

3 Р13 +Л(Р23 - Р13) .

(6)

(7)

Подставляя и И3 в (5), получаем

уравнение для определения ^

(^2 - Р13 )(^23 - ^13 К +

Р13 (Р23 + Р12 — 2Р13 ) Q — Р12Р13Р2

О

■ +

(8)

где П3 - пропускная способность фронта

погрузки автомобилей (узла 3).

Так как вероятности нахождения вагонов и автомобилей на перевалочной базе можно считать соответственно равными а и а3, вероятность

и долю времени их одновременного пребывания у перегрузочных фронтов, при независимых пото-

+Р23=0.

Для упрощения расчетов, в соответствии с практикой работы, примем производительность погрузки автомобилей из резервуара равной производительности выгрузки их из вагонов, т. е.

Р23 = Р13, производительность же выгрузки из вагонов на склад Р12 может отличаться от Р13.

Рис. 1. Схемы прохождения грузопотоков по технологическим вариантам перегрузочного процесса: а) без базисного резервуара; б) с базисным резервуаром

Тогда согласно (7)

П = Р = Р

1 13 1 23.

(9)

Подставляя значения Пх и П3 из (6) и (9) в (5) и решая относительно л и П, получаем

Пз=Р12 - е

Р12 р

V 1 13

-1

(10)

л =

0_ П

(11)

Условие нормальной работы системы:

п > е, п < е.

В частном случае, когда Р =Р =Р

1 13 1 12 1 23, т. е. производительности по всем связям равны

П =П3 =Р12= Р13 = Р23= П ,

е

л =

П

Формулы (10) и (11), определяющие средневзвешенную по технологическим вариантам работы пропускную способность эстакады и долю грузопотока, перегружаемого по прямому варианту, легко могут быть обобщены на случай нескольких (п) однородных эстакад, обслуживающих общий грузопоток Q, если полагать его равномерно распределенным между ними.

Тогда

Л =

_е_

пП

_ а1 _

е

п

п

Р12 -

е (р

п

Л

р

V р 13

-1

(12)

где а - приведенная плотность потока, численно равная минимально необходимому числу эстакад:

_ е

П

(13)

Таким образом, коэффициент л численно равен коэффициенту использования эстакадного фронта по времени.

Дополнительные вагоно-часы простоя увеличиваются при сгущенном поступлении вагонов под выгрузку, если техническое оснащение и перерабатывающая способность грузового фронта недостаточны и нормы простоя вагонов на подъездном пути не выполняются. В этих случаях возникают простои вагонов на станции в ожидании освобождения фронтов выгрузки вследствие сверхнормативного простоя вагонов на подъездном пути.

Таким образом, при поступлении на станцию сгущенного потока вагонов под выгрузку данному грузополучателю в условиях дефицита перерабатывающей способности грузового фронта и невыполнении сроков на выгрузку вагонов резко возрастает средний простой вагонов под одной грузовой операцией, как на станции, так и на подъездном пути.

Основные причины, порождающие неравномерность поступления грузов на станции выгрузки, которая неблагоприятно отражается на ходе всего транспортного процесса, относятся в основном к начальной стадии перевозок при формировании грузопотоков и организации погрузки грузов по назначению.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Безель Б. П., Краснова Е. В., Чинченко Е. М. Моделирование работы перевалочных пунктов // Труды ИКТП. 1971. Вып. 24. С. 180.

2. Казаков А. П. Технология и организация перегрузочных работ. М.: Транспорт, 1967. 360 с.

3. Колесник М. Н., Гозбенко В. Е. Алгоритм автоматизированного выбора подвижного состава // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2007. № 4 (16). С. 45-47.

4. Гозбенко В.Е., Иванков А.Н. Автоматизация расчета внутридорожного плана формирования поездов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 4 (32). С. 127-134.