CC BY
12
УДК (УДК) 658.235
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ КОНТЕЙНЕРНОГО ДЕПО
DETERMINATION OF RATIONAL VALUES OF THE PARAMETERS OF
THE CONTAINER DEPOT
Арипов Н.М., Илесалиев Д.И., Азимов Ф.К., Ибрагимова Г.Р. Aripov N.M., Ilesaliev D.I., Azimov F.K., Ibragimova G.R.
Ташкентский государственный транспортный университет (Ташкент, Узбекистан) Tashkent State Transport University (Tashkent, Uzbekistan)
Аннотация. На сегодняшний день в связи повышением железнодорожных грузовых перевозок ощущается дефицит контейнеров и при этом вопрос с нехваткой контейнеров не решается долгое время. Это обосновывает практическую актуальность исследования контейнерных депо на железнодорожном транспорте. Еще одной задачей является разработка математических моделей взаимосвязей параметров контейнерного депо. В настоящее время существуют несколько различных методов и способов расчёта и определения параметров контейнерных площадок, анализ которых приведён в статье. Однако, возникает необходимость дополнить, уточнить и унифицировать существующие методы расчёта всевозможных параметров для контейнерного депо, что обосновывает теоретическую актуальность исследования. В связи с чем целью статьи является разработка методики достоверного определения наиболее рациональных значений параметров контейнерного депо, тем самым, совершенствуя и повышая уровень обслуживания клиентов транспорта в целом. Методы исследования базируются на системном анализе и обобщении существующих методов и способов расчёта вместимости контейнерных терминалов. Результаты исследования выражаются в разработанной методике определения вместимости складов на железнодорожном транспорте, которая обеспечивает более квалифицированный расчёт и выбор параметров контейнерных депо, уменьшая ошибочные проектные решения, повышается достоверность проектов развития и совершенствования железнодорожного транспорта и всей транспортной сети. Ключевые слова: контейнерный терминал, контейнерное депо, вместимость площадки, вилочный автопогрузчик.
Дата принятия к публикации: Дата публикации:
15.11.2021 25.12.2021
Сведения об авторах:
Арипов Назиржон Мукарамович - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Автоматика и телемеханика» Ташкентского государственного транспортного университета/
Abstract. Today, due to the increase in rail freight traffic, there is a shortage of containers, and the issue of shortage of containers has not been resolved for a long time. This substantiates the practical relevance of the study of container depots in railway transport. Another task is the development of mathematical models of the interconnection of the parameters of the container depot. Currently, there are several different methods and methods for calculating and determining the parameters of container sites, the analysis of which is given in the article. However, there is a need to supplement, clarify and unify the existing methods for calculating all kinds of parameters for a container depot, which justifies the theoretical relevance of the study. Connections with which the purpose of the article is to develop a methodology for the reliable determination of the most rational values of the parameters of the container terminal, thereby improving and increasing the level of customer service in transport in general. Research methods are based on a systematic analysis and generalization of existing methods and methods for calculating the capacity of container depots. The results of the study are presented by the developed methodology for determining the capacity of warehouses on railway transport, which provides a more qualified calculation and selection of container depot parameters, as well as a decrease in erroneous design decisions and an increase in the reliability of projects for the development and improvement of railway transport and the transport network as a whole.
Keywords: container terminal, container depot, container yard capacity, lift trucks.
Date of acceptance for publication: 15.11.2021
Date of publication: 25.12.2021
Authors' information:
Nazirjhon M. Aripov - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of Department «Automation and telemechanics» at the Tashkent State Transport University.
Илесалиев Дауренбек Ихтиярович - доктор { Daurenbek I. Ilesaliev - Doctor of Technical Sci-
технических наук, доцент, профессор кафедры { ences, Professor of Department «Transport cargo sys-
«Транспортно-грузовые системы» Ташкентского { tems» at Tashkent State Transport University,
государственного транспортного университета, { e-mail: ilesaliev@mail.ru.
e-mail: ilesaliev@mail.ru } ORCID: 0000-0002-1664-2003
ORCID: 0000-0002-1664-2003 }
Азимов Фаррух Кахраманович - ассистент { Farrukh K. Azimov - Assistant Lecturer of
кафедры «Транспортно-грузовые системы» Таш- { Departament «Transport and Cargo Systems» Tashkent
кентского государственного транспортного универ- { State Transport University, e-mail: farruxa@mail.ru
ситета, e-mail: farruxa@mail.ru. {
Ибрагимова Гульшан Руслановна - старший { Gulshan R. Ibragimova - Senior Lecturer of the
преподаватель кафедры «Организация движения на { Department of «Organization of traffic on transport» at
транспорте» Ташкентского государственного транс- { Tashkent State Transport University,
портного университета, { e-mail: ibragimova.gulshana@mail.ru.
e-mail: ibragimova.gulshana@mail.ru. { ORCID: 0000-0002-5998-533X
ORCID: 0000-0002-5998-533X }
1. Введение
На сегодняшний день по всему миру наблюдается тенденция развития контейнерных перевозок, однако нельзя сказать тоже самое про уровень контейнеризации в Узбекистане. Это в большей степени связано с дефицитом контейнеров на рынке грузовых перевозок, а также с нехваткой логистических объектов и малой долей транзитных перевозок. Например, парк контейнеров главного оператора страны АО «Узтемирйулкон-тейнер» составляет менее 1000 штук в двадцатифутовом эквиваленте. В связи с этим, стоит задача в решении данной проблемы путём организации контейнерного депо, которая повысит уровень обслуживания клиентов как железнодорожного транспорта, так и целой транспортной сети.
2. Описание исследования
Современные грузовые терминальные комплексы представляют собой сложные технические объекты. В данном исследовании в качестве основной методологии для изучения контейнерного депо использован системный анализ технического объекта. Согласно которого, любой исследуемый объект можно рассматривать как систему, которая имеет определённые элементы (технологические участки контейнерного депо). Связь между элементами (информационные и контейнерные потоки) объединены общей целью функционирования (рациональное преобразование параметров контейнеропотока).
В связи с чем, в данном исследовании поставлены следующие задачи:
- проанализировать существующие методы определения вместимости контейнерных площадок;
- произвести структурно-параметрическое описание контейнерного депо;
- определить взаимосвязи вместимости контейнерного депо с основными и производными параметрами;
- выполнить сравнительный анализ основных параметров рекомендуемых погру-зочно-разгрузочных машин для переработки и штабелирования порожних контейнеров;
- разработать математические модели взаимосвязи параметров контейнерного депо.
3. Анализ исследований по вопросу вместимости контейнерных площадок
В [1] анализируются преимущества и недостатки контейнерных перевозок, выявлен уровень контейнеризации и его влияние на организацию перевозок грузов через систему контейнерных терминалов. Обозначена роль контейнеризации в минимизации срока доставки грузов железнодорожным транспортом.
В [2] приводится краткий анализ научных исследований в области контейнерных перегрузок. Автор даёт определение вместимости контейнерного терминала посредством следующей формулы:
XЯ = х ■ у ■ z, (3)
где х, у, г - число контейнеров, размещаемых в ширину, длину участка хранения терминала и число штабелирования контейнеров в высоту соответственно.
Автор приводит варианты схем расположения технологических участков терминала, оснащённым козловым контейнерным краном, считает, что контейнерные козловые краны эффективно могут использоваться при разнообразных вариантах размещения технологических участков (участок хранения, железнодорожный погрузочно-разгрузочный участок и автомобильный погрузочно-разгрузочный участок), потому как сравнительная простота их конструкций и есть основное преимущество козловых контейнерных кранов.
В [3-4] разработан алгоритм определения вместимости контейнерной площадки. Аналитически определено количество контейнеров, размещенных по длине и ширине участка хранения, который обслуживается портальным автопогрузчиком, формулы которых имеют следующий вид:
X = £•
B - 1пр • Ппр
4,3
У = £i
L - e • 1в 6,3
(4)
(5)
где В - ширина участка хранения контейнеров, м; ппр - число боковых проходов вдоль площадки (с двух сторон); 1пр - ширина продольных проездов, м (для автотранспорта вдоль участка хранения контейнеров); 4,3 -округленная ширина одного продольного ряда, м; е{...} - обозначение целой части числа, получающегося в результате выполнения действий в фигурных скобках; 1въх -расстояние по длине участка хранения, (на выход портального автопогрузчика из зоны складирования с 40-футовым контейнером (проходы устанавливаются в каждом торце участка)); е - число торцов участка хранения контейнеров; Ь - длина участка хранения контейнеров, м;
В этом же исследовании построен график вместимости площадки в зависимости от числа контейнеров, помещающихся в высоту. В зависимости от оборачиваемости кон-
тейнеров получены результаты возможности переработки контейнеропотока в год.
В [5] приведены преимущества и недостатки, а также технические характеристики козлового портального пневмоколесного крана. Произведён краткий научный анализ в области исследования технического оснащения контейнерных терминалов. Предложена математическая модель взаимосвязи параметров крана, контейнера и грузового терминала.
Статья [6] посвящена проблеме автоматизированного планирования грузовых работ на железной дороге контейнерного терминала. Автор определяет основные виды работ, которые происходят в процессе выгрузки и погрузки контейнеров. Статья содержит описание метода решения задачи формирования комплекта контейнеров для отгрузки на железнодорожный вагон.
Авторы [7] поставили перед собой задачу улучшить поиск рациональных значений параметров контейнерного терминала. В связи с этим были предложены математические модели взаимосвязи основных значений параметров складских площадей контейнерного терминала, оборудованного ричстакером Kalmar. Приведены зависимости вместимости площадки от длины складской площади. В исследовании также представлены результаты перерабатывающей способности контейнерного терминала за год.
В исследованиях [8-12] рассмотрены вопросы взаимовлияния и взаимосвязи штучных грузов с параметрами грузового терминала на определение количественных показателей вместимости склада штучных грузов.
Контейнерный терминал как сложную техническую систему рассматривают [13]. Методика исследования базируются по схеме марковских случайных процессов. Приводится результируюший вид графа состояний контейнерного терминала, а также пример метода определения количества ричста-керов.
В [14] развиваются методы технологического проектирования морских контейнерных портов и терминалов с точки зрения уточнения представлений о проектируемом
объекте и ужесточения требований к его технико-эксплуатационным характеристикам.
Кузнецов А.Л. и Козлова Е.Ю. [15] сравнили три методики оценки требуемой вместимости склада согласно техно-логического проектирования контейнерных терминалов: через сравнительные величины, по стохастическому методу и на основании развития сценариев. Авторы утверждают, что использование предложенной ими технологии применения проектирования с последовательным сравнением результатов и осознанием границ применимости каждой позволяют избежать серьёзных ошибок, которые могут привести к катастрофическим последствиям в случае создания терминалов.
В [16] авторами проведен анализ вместимости зоны хранения контейнерного терминала при помощи модели «гибели и рождения» теории массового обслуживания, для определения, которой используются разные подходы: вероятностно-статисти-ческие методы, имитационное моделирова-ние и математический аппарат систем массового обслуживания, а также выстроены графики зависимости интегральной функции распределения от числа хранящихся на складе контейнеров, с помощью которых можно определить вместимость зоны хранения с заданной вероятностью. Авторы функционирования рассматриваемой систе-мы массового обслуживания описывают процесс «гибели и рождения», где по теории финальные вероятности находятся по формуле при к < п
Л
Л
Л
Лк
■••• P0 - ку/0:
pq ) -—, 1\ 0 к, , 05
кц (к - 1)ц ц цкк\
при к > n
P(qk ) -Л
Л
- Л P -
••• Po -
Лк
P
кц (к -1)ц
где X - интенсивность входящего потока; к -число занятых мест зоны хранения в q -том состоянии; п - общее число мест в зоне хранения; /л - интенсивность выходящего потока.
В [17] рассмотрены особенности мировой портовой инфраструктуры. По мнению авторов, серьезным препятствием для развития всего промышленного производ-
ства и отдельно транспортной структуры является отставание инфраструктуры российских портов от мирового уровня. Работа проделана с расчетом капитальных затрат на строитель-ство контейнерного терминала. Основной акцент сделан на функционирование существующих и формирование новых транспортных коридоров, которые откроют возможности использования преимуществ территориального расположения России.
В работе [18] проведены исследования по вопросам совершенствования поиска рациональных значений параметров контейнерного терминала, предложены математические модели взаимосвязи основных значений параметров участка хранения контейнерного терминала, оборудованного ричстакером компании Kalmar. Построены зависимости вместимости площадки от длины участка хранения, а также приведены результаты расчета перерабатывающей способности терминала.
Исследование параметров участка основного хранения контейнерного терминала отражено в [19], где проводилось сравнение подъемно-транспортных машин с точки зрения вместимости участка их хранения. Получены результаты, с помощью которых в зависимости от технической оснащенности площадки и срока хранения контейнеров оценена пропускная способ-ность терминала.
В [20] рассмотрены проблемы увеличения перерабатывающей и пропускной способностей морских контейнерных терминалов, а также пути улучшения своевременности грузовых перевозок путем создания «сухих» портов. По разработанной системе параметров «сухих» портов можно сделать выбор стратегии развития морского контейнерного терминала при растущем грузообороте, выполнить оценку затрат системы «морской порт - «сухой» порт». Выявлены особенности построения и исследования имитационной модели системы «морской порт - «сухой» порт» в AnyLogic.
В [21] предлагается выбор наилучшего способа складирования грузов при проектировании склада тарно-штучных грузов, при котором обеспечивается наиболее полное
заполнение объема склада, а также минимальные затраты при перемещении груза внутри склада. При исследовании взаимного влияния параметров друг на друга предложены математические модели, устанавливающие взаимосвязи между отдельными параметрами склада тарно-штучных грузов, а также определены вместимости складов тар-но-штучных грузов.
В [22] рассмотрен подход к расчёту минимальной необходимой вместимости склада «сухого» порта для обработки грузопотока, представлена методологическая основа исследования на основе формализации взаимодействия морского терминала и «сухого» порта. Также рассмотрены структурные элементы контейнерного склада сухого порта и определен порядок расчета его основных параметров (таких как объем контейнерного склада и площадь каждой из площадок - для импортных грузов, экспортных грузов и порожних контейнеров), определена годовая и среднесуточная пропускная способность «сухого» порта. Оптимизационной задачей для «сухого» порта стало нахождение минимальных значений параметров контейнерного склада, которые обеспечивают выполнение функций «сухого» порта при заданной пропускной способности.
В зарубежных исследованиях [23-29] при определении вместимости контейнерных терминалах в основном рассчитываются через разработку математических моделей.
Анализ работ, представленных выше, показывает степень изученности вместимости контейнерных терминалов, интерес к уровню охвата контейнеризацией в целом. Однако эти исследования не касались вопросов определения вместимости контейнерных депо.
4. Структурно-параметрическое описание контейнерного депо
Структура контейнерного депо в соответствии с основными положениями системного анализа включает разнообразные взаимосвязи между основными элементами - техноло-
гическими участками и погрузочно-разгру-зочными машинами. На рис. 1 показана технологическая структура контейнерного депо. Контейнерное депо в отличии от контейнерного терминала состоит всего из трёх элементов: участка хранения порожних контейнеров, железнодорожного и автомобильного погрузочно-разгрузочного участка. Ввиду этого контейнерное депо имеет более простую структуру.
Задача параметрического описания контейнерного депо сводится к их обстоятельному описанию, математическому вычислению и выражению формул. Для описания контейнерного депо могут быть использованы его представления как комплекса взаимосвязанных элементов и учёта их параметров. Среди всех параметров, характеризующих контейнерное депо, можно выделить две основные группы параметров:
- исходные параметры;
- рассчитываемые параметры.
Щ 0,
А. Ь
%_ь_,
Рис. 1. Схема контейнерного депо по элементам: а - участок хранения порожних контейнеров; Ь - автомобильный; с - железнодорожный
Обозначение на рис. 1: 1 - Административно-бытовой комплекс; 2 - ремонтная мастерская; 3 - стоянка для легковых и большегрузных автомобилей; 4 - контрольно-пропускной пункт; 5 - железнодорожный погрузочно-разгрузочный участок; 6 - выставочный путь; 7 - автопроезд с двухполосным движением; 8 - штабель порожних кон-
тейнеров; 9 - погрузочно-разгрузочная машина.
Контейнерное депо может быть охарактеризовано следующими основными параметрами: Ь - длина контейнерного депо, м; Ьх - длина участка хранения порожних контейнеров, м; Ь1 - часть длины контейнерного депо, занимаемая поперечными проездами для автотранспорта, м; Ь2 - часть длины контейнерного депо, занимаемая административно-бытовым комплексом, ремонтными хозяйствами, м; Ь3 - ширина газонов вдоль ограждения забора, м; В - ширина контейнерного депо, м; Вх - ширина участка хранения порожних контейнеров, м; В1 - часть контейнерного депо отведенная на железнодорожный погрузочно-разгрузочный участок, а также на выставочный путь, м; В2 -часть контейнерного депо отведенная на двухполосный автопроезд, м; В3 - ширина газонов вдоль ограждения забора, м; А - ширина проезда для погрузочно-разгрузочной машины, м; 1ж - длина железнодорожного погрузочно-разгрузочного участка, м; 1фр -длина фронта, м; ¡выс - длина выставочного пути, м; X - технологический зазор между контейнерами расположенный по длине участка хранения, м; а - технологический зазор между контейнерами расположенный по ширине участка хранения, м;
В свою очередь контейнер и контейнеро-поток характеризуется следующим основными параметрами: ¡ - длина контейнера, м; Ь - ширина контейнера, м; к - высота контейнера, м; Ыгод - годовой контейнеропоток, ДФЭ/год; Ымес - месячный контейнеропоток, ДФЭ/мес; Ысут - суточный контейнеропоток, ДФЭ/сут; Ыа - годовой контейнеропоток по прибытию и отправления по автомобильному транспорту, ДФЭ/год; Ыж - годовой кон-тейнеропоток по прибытию и отправления по железнодорожному транспорту, ДФЭ/год;
К временным параметрам относятся: Т -число рабочих дней в году, сут.; ^ес - количество рабочих дней в месяце, сут.; 1см - количество часов в смене, ч; т - срок хранения порожних контейнеров, сут.; tпс - время на погрузку или разгрузку одного подвижного состава, ч; tпог - время на погрузку одного контейнера, ч; - время на разгрузку од-
ного контейнера, ч; Ц - время рабочего цикла, мин.; кж - коэффициент неравномерности прибытия и отправления железнодорожным транспортом; ка - коэффициент неравномерности прибытия и отправления автомобильным транспортом;
К производным параметрам, рассчитываемых на основе основных параметров, относятся: £ - площадь занимаемая контейнерным депо, м2; - площадь участка хранения порожних контейнеров, м2; Я - ёмкость контейнерного депо, шт. ; х - число порожних контейнеров в ширину участка хранения, шт.; у - число порожних контейнеров в длине участка хранения, шт.; г - число штабелируемых порожних контейнеров в высоту, шт.; П1 - число продольных проходов; п2 -число поперечных проходов; Е - перерабатывающая способность контейнерного депо, конт./год; п - оборачиваемость контейнеров, 1/год; ^онт - время затрачиваемое на одну контейнерооперацию, ч; пваг - количество вагонов по прибытию и отправлению, ваг./сут.; ЫКонт - количество контейнеров по прибытию и отправлению, конт./сут.; кх -коэффициент использования участка хранения по ширине; ку - коэффициент использования участка хранения по длине; пж - количество железнодорожных путей; па - количество полос для движения автотранспорта; та - количество мест погрузки и разгрузки большегрузных автомобилей; тс - количество автостоянок для большегрузных автомобилей; хп - количество подач, под./сут.; Ыпод -количество контейнеров в подаче, конт./под.; тв - количество вагонов в подаче, ваг./под.; г - потребное количество погрузочно-разгрузочных машин, шт; и - число контейнеров в подвижном составе, шт.; иКонт - число контейнеров в вагоне, шт.; р - потребный штат работников контейнерного депо, чел.
На рис. 2 приведена взаимосвязь величины вместимости с основными и производными параметрами контейнерного терминала. Следовательно, сложность структуры склада как системного объекта подтверждено достаточно большим взаимовлиянием исходных и рассчитываемых параметров контейнерного депо. Анализ же рассчитываемых параметров объекта показал их взаимосвязь с вместимо-
стью как важнейшего параметра. Правильно раметры, необходимые для повышения функ-рассчитанная вместимость позволяет с боль- ционирования контейнерного депо. шей точностью определить все остальные па-
Рис. 2. Взаимосвязь вместимости контейнерного депо с основными и производными
параметрами
5. Сравнительный анализ основных параметров погрузочно-разгрузочных машин
Преимущество автопогрузчиков по сравнению с традиционным использованием козловых кранов заключается в следующем: простота и короткие сроки ввода контейнерного депо, отсутствие подкрановых путей,
возможность штабелирования контейнеров выше трёх ярусов и др. Все перечисленные преимущества стали решающими для рекомендации данных типов погрузочно-разгрузочных машин в контейнерном депо.
Оборудование контейнерного депо можно разделить на две подгруппы:
- основное оборудование для переработки и штабелирование порожних контейнеров;
- оборудование вспомогательных служб и сооружений контейнерного депо.
Виды и типы погрузочно-разгрузочных машин связаны с компоновкой генплана депо и зависят от типа перерабатываемых контейнеров. На рис. 3 - 6 приводятся типы контейнерных автопогрузчиков, предназначенных для переработки и штабелирования различных типов контейнеров.
Наибольшее распространение в западных контейнерных терминалах получили автопогрузчики с выдвижной крановой стрелой (Reach stacker) (рис. 3).
KALMAR DRG100-54S
KALMAR DRG100-54S8
KALMAR DCG 100-45 ED ,
Контейнер
Контейнер
1
KALMAR DCG 100-45 ED
Рис. 4. Контейнерный автопогрузчик с боковым спредерным захватом (Double
stacker)
Контейнер 8611
Контейнер 9611
KALMAR DCF410CSG
JjjjT
KALMAR DCF410CSG
Рис. 3. Контейнерный автопогрузчик с выдвижной крановой стрелой (Reach stacker)
Контейнерный автопогрузчик с боковым спредерным захватом (Double stacker) имеет возможность штабелировать сразу два порожних контейнера (рис. 4). В связи с чем техническая производительность данной по-грузочно-разгрузочной машины приблизительно в два раза больше, чем у других видов автопогрузчиков.
Также на западных терминалах применяются контейнерные автопогрузчики с верхним спредерным захватом (Top-lift handler) (рис. 5).
Рис. 5. Контейнерный автопогрузчик с верхним спредерным захватом (Top-lift handler)
Контейнерный автопогрузчик с вилочным захватом (Lift trucks) является универсальной погрузочно-разгрузочной машиной (рис. 6). Специальные грузозахватные приспособления к вилочным автопогрузчикам позволяют производить погрузочно-разгру-зочные работы непосредственно и внутри контейнера.
Контейнер 8'б'
Контейнер 9'б"
KALMAR DCF370-12
Рис. 6. Контейнерный автопогрузчик с вилочным захватом (Lift trucks)
В табл.1 приводятся основные параметры отдельных моделей контейнерных автопогрузчиков.
Таблица. 1.
Характеристика автопогрузчиков для переработки контейнеров
Параметры Типы контейнерных автопогрузчиков
Reachstacker DRG100-54S8 Double stacker DCG 100-45 ED Top-lift handler DCF410CSG Lift trucks DCF370-12
Грузоподъёмность, в зависимости от ряда, т 1 ряд 2 ряд 3 ряд 10,0 8,0 4,5 22,0 41,0 37,0
Высота штабелирования контейнеров Контейнер Контейнер 9'6" 8 7 9 8 5 5 2 2
Ширина проезда Контейнер 20 Контейнер 40 й 11200 14200 10846 14326 11990 14680 10795 10795
Собственный вес, кгс 40300 44497 69750 50100
Скорость подъёма, м/с С контейнером Без контейнера 0,50 0,42 0,65 0,59 0,42 0,25 0,35 0,25
Скорость опускания С контейнером Без контейнера 0,42 0,48 0,54 0,59 0,31 0,36 0,25 0,40
Скорость перемещения, м/с Вперёд / Назад С контейнером /Без контейнера 8,3/8,3 8,3/8,3 6,9/6,9 6,9/6,9 7,2/7,2 6,4/6,4 7,2/7,2 6,6/6,6
- число ярусов штабелирования порожних контейнеров
Учёт параметров контейнерных автопогрузчиков позволит сделать более квалифицированный расчёт.
6. Разработка математических моделей взаимосвязей параметров контейнерного депо
Далее приведены математические модели, которые показывают зависимости между отдельными параметрами контейнерного депо. Общее количество вместимости контейнерного депо определяется по формуле:
R = x ■ y ■ z ^ max . (6)
Для начала определяется полезная ширина контейнерного депо (ширина технологического участка хранения порожних контейнеров):
Bx = B - B1 - B2 " вз.
(7)
Число размещаемых контейнеров в ширину х участка хранения порожних контейнеров:
х = 4^-^}, (8)
[ Ь + а )
где е{...} - обозначение целой части числа, округляется в меньшую сторону.
Число продольных проездов, которое зависит от числа контейнеров, устанавливаемых по глубине штабеля х1
П2 =£•
{Ь + „)■ х1 -А } +!, (9) 2 ■ {Ь + юу хх + А \
где 1 - продольный проезд вдоль железнодорожного пути.
Размер
Lx = L L1 L2 L3 .
(10)
Количество размещаемых контейнеров по длине у участка хранения определяется следующим образом:
y = S
Lx - ni • A
l + Л
(11)
(12)
Число поперечных проездов составляет
к 80,
где 80 - примерное расстояние, через которое устанавливаются поперечные проезды для автопогрузчиков.
Число фитинговых платформ тв в подаче вагонов на контейнерное депо можно найти, исходя из суточного контейнеропотока:
*
me =Z\
Nod • кж 365 ■ иконт ■ Хп
(13)
где £,{...} - обозначения целой части числа, округляемого в большую сторону.
Потребное количество автопогрузчиков на контейнерном депо определяется как
г = £
N ■ k ■ N ■ t
' сут конт ' пер ц
(14)
, tCM ■ 60 J
Преимущество предложенных математических моделей состоит в том, что они описывают взаимосвязи параметров контейнерного депо между собой и с технологией работы депо.
7. Обсуждение результатов
На основе разработанных математических моделей взаимосвязи параметров произведены расчёты для определения вместимости участка хранения порожних контейнеров, оборудованных различными типами автопогрузчиками. На рис. 7 - 10 приведены графики вместимости контейнерных депо в зависимости от глубины штабелирования порожних контейнеров и длины участка хранения.
Рис. 7. Вместимость контейнерного депо, оборудованного автопогрузчиком с выдвижной крановой стрелой
Рис. 8. Вместимость контейнерного депо, оборудованного автопогрузчиком с боковым спредерным захватом
Рисунок 9. Вместимость контейнерного депо, оборудованного автопогрузчиком с верхним спредерным захватом
Рис. 10. Вместимость контейнерного депо, оборудованного автопогрузчиком с вилочным захватом
По рис. 7 - 10 видно, что при различных значениях х1 вместимость контейнерного депо может быть одинаковым. В связи с чем рекомендуется выбирать наименьшие значение х1, что обеспечивает высокую перерабатывающую способность депо.
8. Заключение
В настоящей работе рассмотрен вопрос достоверного определения наиболее рациональных значений параметров контейнерного депо. В процессе исследования решены следующие задачи и получены результаты.
1. В качестве рационального технологического оборудования участков контейнерного депо было предложено использование контейнерных автопогрузчиков.
2. Параметрическое описание контейнерного депо, позволило определить взаимо-
связь вместимости контейнерного депо с основными и производными параметрами.
3. В исследовании разработаны математические модели, которые показывают зависимости между параметрами контейнерного депо. Они могут быть использованы для определения и оптимизации основных параметров контейнерного депо, а также контейнерных терминалов других типов.
4. С помощью разработанных математических моделей становится возможным решать различные задачи, такие как определение вместимости контейнерных депо исходя из учёта всевозможных параметров технологического участка хранения, контейнеров и автопогрузчиков.
5. Организация контейнерного депо на железнодорожном транспорте может решить проблему дефицита контейнеров.
Список литературы $
1. Абдувахидов Ш.Р., Азимов Ф.К., Иб- $
рагимова Г.Р., Илесалиев Д.И., Исматуллаев $
А.Ф. Контейнеризация как фактор развития $
организации перевозок грузов // Логистиче- $
ские системы в глобальной экономике. 2020. $
№ 10. С. 49-52. $
2. Абдувахитов Ш.Р. Методика опреде- $
ления вместимости контейнерного термина- $
ла оборудованной козловым кранам // Вест- $
ник КемРИПК. 2018. № 4. С. 41-52. $
3. Абдувахитов Ш.Р., Махматкулов Ш.Г., $ Дехконов М.М. Методика определения вме- $ стимости контейнерного терминала, обслу- $ живаемого портальными контейнерными $ автопогрузчиками // Научно-технический $ вестник Брянского государственного уни- $ верситета. 2018. № 4. С. 405-416. $
4. Абдувахитов Ш.Р., Махматкулов Ш.Г., $ Икрамова Д.З. Методика определения вме- $ стимости контейнерного терминала, обору- $ дованного козловым портальным пневмоко- $ лесным краном // Транспорт Азиатско- $ Тихоокеанского региона 2018. № 3 (16). С. $ 11-15. $
5. Басов Е.А. Оптимизация высоты скла- $ дирования контейнеров. Вестник государст- $ венного университета морского и речного $
References
1. Abduvakhidov Sh.R., Azimov F.K., Ibragimova G.R., Ilesaliev D.I., Ismatullaev A.F. Containerization as a factor in the development of the organization of cargo transportation. Logisticheskie sistemy v globalnoy ekonomike, 2020, No. 10, pp. 49-52. (In Russian)
2. Abduvakhitov Sh.R. Method for determining the capacity of a container station equipped with a gantry crane. Vestnik KemRIPK, 2018, No. 4, pp. 41-52. (In Russian)
3. Abduvakhitov Sh.R., Makhmatkulov Sh.G., Dekhkonov. M.M. Methodology for determining the capacity of a container terminal served by gantry container auto-loaders. Nauchno-texnicheskiy vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2018, No. 4, pp. 405-416. (In Russian)
4. Abduvakhitov Sh.R., Makhmatkulov Sh.G., Ikramova D.Z. Method for determining the capacity of a container terminal equipped with a gantry portal pneumatic wheel crane. Transport Aziatsko-Tixookeanskogo regiona, 2018, No. 3 (16), pp. 11-15. (In Russian)
5. Basov E.A. Optimization of the height of storage of containers. Vestnik gosudarstven-nogo universiteta morskogo i rechnogo flota
флота им. адмирала С.О. Макарова, 2014. № $
3 (25). С. 166-170. $
6. Васильев И.А. Метод решения задачи $ формирования комплекта контейнеров для $ отгрузки на железнодорожный вагон // На- $ циональная Ассоциация Ученых. 2015. № 2- $
4 (7). С. 101-103. $
7. Жиляев Д.Е. Определение минималь- $ ной вместимости контейнерного склада су- $ хого порта для обработки переменного гру- $ зопотока // Вестник государственного уни- $ верситета морского и речного флота им. $ адмирала С.О. Макарова. 2015. № 6 (34). С. $
79-85. $
8. Илесалиев Д.И. Использование раз- $ личных схем расположения проходов склада $ тарно-штучных грузов // Логистика: совре- $ менные тенденции развития. 2015. № 1. С. $ 174-176. $
9. Илесалиев Д.И. К вопросу о схеме $ размещения стеллажей на складе // Научно- $ технический вестник Брянского государст- $ венного университета. 2017. № 1. С. 99-106. $
10. Илесалиев Д.И. Обоснование метода $ переработки тарно-штучных грузов на пере- $ валочных складах в цепях поставок: авто- $ реф....канд. техн. наук. СПб., 2016. 16 с. $
11. Илесалиев Д.И. Определение опти- $ мальных значений параметров погрузочно- $ разгрузочного участка тарно-штучных гру- $ зов // Известия Петербургского универси- $ тета путей сообщения. 2015. Вып. 3 (44). $ 55-63 с. $
12. Илесалиев Д.И., Коровяковский Е.К., $ Определение оптимальных параметров по- $ грузочно-разгрузочного участка с помощью $ математических методов // Транспорт: про- $ блемы, идеи, перспективы: сборник трудов $ ЬХХУ Всероссийской научно-технической $ конференции студентов, аспирантов и моло- $ дых ученых. СПб.: ФГБОУ ВПО ПГУПС. $ 2015. С. 227-233. $
13. Илесалиев Д.И. Абдувахитов Ш.Р. $ Исследования функционирования контей- $ нерного терминала // Транспорт: наука, тех- $ ника, управление. Научный информацион- $ ный сборник. 2019. № 11. С. 59-62. $
14. Кузнецов А.Л. Генезис агентного $ имитационного моделирования в ходе раз- $ вития методов технологического проектиро- $
im. admirala S.O. Makarova, 2014, No. 3 (25), pp. 166-170. (In Russian)
6. Vasiliev I.A. A method for solving the problem of forming a set of containers for shipment to a railway car. Natsionalnaya Assotsiatsiya Uchenyx, 2015, No. 2-4 (7), pp. 101-103. (In Russian)
7. Ilesaliev D.I., Abduvakhitov S.R., Ismatullaev A.F., Makhmatkulov S.G. Research of the main warehouse of the container terminal, International Journal of Mechanical Engineering and Advanced Technologies, 2019, Vol. 9, No. 1, pp. 4625-4630.
DOI: 10.35940/ijeat.A2923.109119
8. Ilesaliev D.I. The use of different layouts of the aisles of the container-piece cargo warehouse. Logistika: sovremenniye tendencii razvitiya, 2015, No. 1, pp. 174-176. (In Russian)
9. Ilesaliev D.I. On the question of the layout of racks in the warehouse. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2017, No. 1, pp. 99-106. (In Russian)
10. Ilesaliev D.I. Substantiation of the method for processing packaged goods at transshipment warehouses in supply chains: author. Cand. tech. tech. sciences. 2016, pp. 16. (In Russian)
11. Ilesaliev D.I. Determination of the optimal values of the parameters of the loading and unloading section of packaged cargo. Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobcheniya, 2015, No. 3 (44), pp. 55-63. (In Russian)
12. Ilesaliev D.I. Determination of the optimal parameters of the loading and unloading area using mathematical methods. Transport: Problemi, idei, perspektivi: sbornik trudov LXXV Vserossiyskoy nauchno-texnicheskoy konferencii studentov, aspirantov i molodix uchyonix. FGBOU VPO PGUPS, 2015, pp. 227-233. (In Russian)
13. Ilesaliev D.I., Abduvakhitov Sh.R. Research of the functioning of the container terminal. Transport: nauka, texnika, upravlenie. Nauchnyy informatsionnyy sbornik, 2019, No. 11, pp. 59-62. (In Russian)
14. Kuznetsov A.L. Genesis of agent simulation in the course of development of methods
вания портов и терминалов // Эксплуатация J
морского транспорта. 2009. № 4 (58). С. 3-7. J
15. Кузнецов А.Л., Козлова Е.Ю. Срав- J нение различных методик оценки требуемой J вместимости склада при технологическом J проектировании контейнерных терминалов J // Эксплуатация морского транспорта. 2008. J № 4 (54). С. 9-14. J
16. Лубенцова В.С., Ефремов А.В. Реше- J ние задачи определения вместимости кон- J тейнерного терминала с использованием J модели "гибели и рождения" // Вестник Са- J марского государственного технического J университета. 2005. № 38. С. 155-158. J
17. Панасенко Н.Н. Яковлев П.В., Кон- J тейнеризация международной транспортной J системы // Вестник Астраханского государ- J ственного технического университета. Се- J рия: Морская техника и технология. 2016. № J 4. С. 103-116. J
18. Расулов М.Х., Абдувахитов Ш.Р., J Илесалиев Д.И. Определение вместимости J контейнерного терминала, обслуживаемого J ричстакером // Инновационный транспорт. J 2019. № 1 (31). С. 35-39. J
19. Расулов М.Х. Абдувахитов Ш.Р., J Илесалиев Д.И., Исматуллаев А.Ф., Иссле- J дование параметров участка основного J хранения контейнерного терминала // Ин- J новационный транспорт. 2019. № 2 (32). С. J 31-37. J
20. Рахмангулов А.Н., Муравьев Д.С. J Оценка направлений развития систем "мор- J ской порт - "сухой" порт" методом имита- J ционного моделирования // Вестник Ураль- J ского государственного университета путей J сообщения. 2016. № 3 (31). С. 54-72. J
21. Abduvakhitov Sh.R., Ilesaliev D.I. Ca- J pacity of storage of participant cargoes. Inter- J national Journal of Psychosocial Rehabilita- J tion. 2020. Т.24. №4. pp. 3864-3871. DOI: J 10.35940/ijitee.A9163.119119. J
22. Boile, M., Theofanis, S., Baveja, A., & J Mittal, N. Regional Repositioning of Empty J Containers // Transportation Research Record: J Journal of the Transportation Research Board, J Vol. 2066(1), pp. 31-40. doi:10.3141/2066-04. J
23. Chu C., Huang W. Determining con- J tainer terminal capacity on the basis of an J adopted yard handling system // Transport Re- J
for technological design of ports and terminals. Ekspluatatsiya morskogo transporta, 2009, No. 4 (58), pp. 3-7. (In Russian)
15. Kuznetsov A.L., Kozlova E.Yu. Comparison of various methods for assessing the required storage capacity for a technological project of container terminals. Ekspluatatsiya morskogo transporta, 2008, No. 4 (54), pp. 914. (In Russian)
16. Lubentsova V.S., Efremov A.V. Solution of the problem of determining the capacity of a container terminal using the "death and birth" model. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo texnicheskogo universiteta, 2005, No. 38, pp. 155-158. (In Russian)
17. Panasenko N.N., Yakovlev P.V. Con-tainerization of the international transport system. Vestnik Astraxanskogo gosudarstvennogo texnicheskogo universiteta. Seriya: Morskaya texnika i texnologiya, 2016, No. 4, pp. 103116. (In Russian)
18. Rasulov M.Kh., Abduvakhitov Sh.R.U., Ilesaliev D.I. Determination of the capacity of a container terminal served by a reachstacker. Innovatsionnyy transport, 2019, No. 1 (31), pp. 35-39. (In Russian)
19. Rasulov M.Kh., Abduvakhitov Sh.R.U., Ilesaliev D.I., Ismatullaev A.F. Study of the parameters of the main storage area of the container terminal. Innovatsionnyy transport, 2019, No. 2 (32), pp. 31-37. (In Russian)
20. Rakhmangulov A.N., Muravyev D.S. Assessment of the development of the systems "seaport -" dry "port by the method of simulation. Vestnik Uralskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobshcheniya, 2016, No. 3 (31), pp. 54-72. (In Russian)
21. Abduvakhitov Sh.R., Ilesaliev D.I. Participants' cargo storage capacity. International Journal of Psychosocial Rehabilitation, 2020, T. 24. No. 4, pp. 3864-3871. DOI: 10.35940/ijitee.A9163.119119
22. Boile M., Theofanis S., Baveja, A., Mittal N. (2008). Regional Repositioning of Empty Containers. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2066(1), 31-40. D0I:10.3141/2066-04
23. Chu C., Huang W. Determining con-
views, Vol. 25(2), pp. 181-199. J
DOI: 10.1080/0144164042000244608. J
24. Guan C., Liu R. Container terminal gate J appointment system optimization // Maritime J Economics & Logistics, Vol. 11(4), pp. 378- J 398. doi:10.1057/mel.2009.13. J
25. Ilesaliev D.I., Abduvakhitov S.R., J Ismatullaev A.F., Makhmatkulov S.G. Research J of the main storage area of the container termi- J nal // International Journal of Engineering and J Advanced Technology, 2019, T. 9. №1, pp. J 4625-4630. J DOI: 10.35940/ij eat.A2923.109119. J
26. Kozan E. Optimum Capacity for Inter- J modal Container Terminals // Transportation J Planning and Technology, Vol. 29(6), pp. 471- J 482. D0I:10.1080/03081060601075716. J
27. Mittal N., Boile M., Baveja A., J Theofanis S. Determining optimal inland- J empty-container depot locations under stochas- J tic demand // Research in Transportation Eco- J nomics, Vol. 42(1), pp. 50-60. J DOI:10.1016/j.retrec.2012.11.007. J
28. Pascual J., Aranda D., Hidalgo F., Smith J A.E., Karakaya E., Gonzalez-Ramirez J R.G. Empty container stacking operations: Case J study of an Empty Container Depot in Val- J paraiso Chile. 2016 Winter Simulation Confer- J ence (WSC). DOI:10.1109/wsc.2016.7822419. J
29. Petering M.E.H. Decision support for J yard capacity, fleet composition, truck substi- J tutability, and scalability issues at seaport con- J tainer terminals // Transportation Research Part J E: Logistics and Transportation Review. Vol. J 47(1). P. 85-103. J DOI:10.1016/j.tre.2010.07.007. J
tainer terminal capacity on the basis of an adopted yard handling system. Transport Reviews, 25(2), 181-199. DOI: 10.1080/0144164042000244608
24. Guan C., Liu R. Container terminal gate appointment system optimization. Maritime Economics & Logistics, 11(4), 378398. DOI:10.1057/mel.2009.13
26. Kozan E. Optimum Capacity for Intermodal Container Terminals. Transportation Planning and Technology, 29(6), 471-482. doi:10.1080/03 081060601075716
27. Mittal N., Boile M., Baveja A., Theofanis S. Determining optimal inland-empty-container depot locations under stochastic demand. Research in Transportation Economics, 42(1), pp.50-60. doi:10.1016/j.retrec.2012.11.007
28. Pascual J., Aranda D., Hidalgo F., Smith A. E., Karakaya E., Gonzalez-Ramirez R.G. (2016). Empty container stacking operations: Case study of an Empty Container Depot in Valparaiso Chile. 2016 Winter Simulation Conference (WSC. doi:10.1109/wsc.2016. 7822419
29. Petering M.E.H. Decision support for yard capacity, fleet composition, truck substi-tutability, and scalability issues at seaport container terminals. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 47(1), 85-103. DOI:10.1016/j.tre.2010. 07.007
