CC BY
17
УДК 656.211:626.212
ЧЕКЛОВ В.Ф. к.т.н., (ДонГЗТ); ЧЕКЛОВА В.М. к.т.н., (дон1Зт); НАУМЕНКО О.М., (ТОВ «ДТЕК»).
Розробка комплексу моделей оргашзацй вагонопотоюв мiж пщприем-ствами вугiльно-енергетичного комплексу та ix партнерами
Постанова задач1
Розробити комплекс моделей ор-гашзацп вагонопотокiв мiж тдприем-ствами вугiльно-енергетичного комплексу та ix партнерами на основi ресурсозбере-ження.
Актуальн1сть задач1
Комплекс тдприемств ТОВ «ДТЕК» мае розвинуту мережу на територп Укра'ни та сполучення мiж ними вико-нуеться за допомогою залiзничного транспорту. Транспортна система мае сут-тевi недолiки у напрямку взаемоди про-мислового та мапстрального видiв транспорту, а саме:
- неможливють чiткого прогно-зування пiдxоду вантажу;
- наявшсть впливу природних факторiв на переробну спроможшсть ван-тажних фронтiв вугшьно-переробних пiдприемств;
- знос локомотивного та вагонного парку;
- вiдсутнiсть чiткого шфор-мацiйного забезпечення мiж пiдприем-ствами.
Як наслщок вище зазначеного - це додатковi витрати ТОВ «ДТЕК» та Укрзалiзницi за рахунок зменшення об-сягiв переробки або перевезень вантаж1в. Розробка та впровадження комплексу моделей дозволить оперативне корегування вагонопотокiв мiж пiдприемствами ву-гшьно-енергетичного комплексу та збшь-
шення обсяпв перевезення вугiлля i про-дукпв його переробки.
Основний матер1ал
Основною дiяльнiстю пiдприемств ТОВ «ДТЕК» (вугшьно-енергетичного комплексу) е видобуток, збагачення, продаж вугшля та генерацiя електрично' енергп. Його пiдприемства розташованi на бшьшш частинi територп' Украши:
- на Захщнш Укршш розташова-но тдприемство Бурштинська ТЕС та два мiжнародниx експортних пункти 1зов й Рава-Руська;
- у Центральнш Укршш знахо-диться Ладижинська ТЕС та припортова станщя Iзмаiл;
- на Сxодi Украши розташованi основнi видобувнi, збагачувальш та гене-руючи пiдприемства.
Транспортування вугшля та вугшь-но' продукцп мiж цими пiдприемствами виконуеться залiзничним транспортом у пiввагонаx, i вс пiдприемства щiльно пов'язанi виробничим ланцюгом, тому дiяльнiсть одного пiдприемства дуже впливае на дiяльнiсть iншиx[1]. Рух ван-тажних вагонiв розпочинаеться з мюць видобутку вугiлля, де порожш вагони за-вантажуються вугiллям рiзноi марки та фракцп, пiсля чого вщправляються на станцп призначення до покупщв, на пiдприемства що генерують електричну енергiю або на тдприемства збагачення вугiлля. На станцiяx призначення вагони вивантажуються та в порожньому сташ знову направляються на мюця видобутку
вугшля, але це в тому випадку коли ваго-ни е власшстю вугiльно-енергетичного комплексу, якщо вони шшого оператора, то направляються вiдповiдно до розпо-ряджень власника або тдприемства , що орендуе.
Завантаженi вагони, що були ввдправлеш на тдприемства збагачення вугшля розвантажуються та бшьшють з них знову завантажуеться на цих пiдприемствах збагаченим вугiллям та ввдправляються на пiдприемства генерацп електрично'' енергл або на станцп призна-чення вiдповiдно заявцi покупця, порожш вагони що залишились можуть бути вiдправленi знову на мiсця видобутку або передан власникам [2].
Оргашзащя вагонопотокiв мiж пiдприемствами вугiльно-енергетичного комплексу виконуеться за наступними технологиями:
-перша - вантажнi вагони власш або орендованi, а початок 'х руху - мiсце видобутку вугшля;
-друга - вантажш вагони власш або орендоваш, а початок 'х руху - пвдприем-ство збагачення вугшля;
- третя - вантажш вагони мають рiзних власниюв, а початок 'х руху не за-значено.
Моделювання вищезазначених тех-нологш виконуеться за допомогою мереж Петрi [3]. Мереж Петрi е рiзновидом орiентованого графа iз заданим початко-вим станом, який включае позицп Р i переходи Т з дугами, яю ведуть або з позицп в перехвд, або з переходу в позивдю [4].
На рисунку 1 наведено граф ор-гашзацп вагонопотокiв мiж пвдприем-ствами вугiльно-енергетичного комплексу за першою технологiею.
Рис. 1. Граф оргашзацп вагонопотокiв мiж пiдприемствами вугшьно-енергетичного комплексу, якщо вантажш вагони власш або орендоваш, а початок 'х
руху - мюце видобутку вугшля.
У графi за першою технолопею ви-користовуються наступнi позицп (Р) та переходи (Т):
- Р1 - наявшсть порожнiх вагонiв для навантаження на вугледобувних пвдприемствах;
Т1 - подача вагонiв на вуглеви-
добувнi пiдприемства;
вуглевидобувнi тдприемства;
таження;
Р4 - операцп по ввдправленню та формування составiв;
Т4 - слвдування вагонiв на зба-
гачувальш пiдприемства;
Р2 - операцп по прибуттю на
Р5 - операцп по прибуттю на пiдприемства збагачення вугшля;
Т5 - подача на вивантаження; Р6 - вивантаження вагошв; Т6 - вагони вивантаженi;
Т2 - подача вагонiв пiд наван-
Р3 - навантаження вагонiв; Т3 - вагони завантаженi;
Р7 - операцп по ввдправленню та формування составiв;
Т7 - подача пвд навантаження; Р8 - навантаження вагошв; Т8 - вагони завантаженi;
- Р9 - операцп по вщправленню на мiсця продажу або генерацп;
- Т9 - слiдування вагошв на мюця продажу або на генерашю;
- Р10 - операцп по прибуттю на мiсця продажу або генерацп вугшля;
- Т10 - подача на вивантаження;
- Р11 - вивантаження вагошв;
- Т11 - вагони вивантажеш;
- Р12 - операцп по вщправленню та формування сoстaвiв;
- Т12 - вагони сформоваш на вщправлення;
- Р13- вившьнення вагошв;
- Т13 -вагони сформоваш на вщправлення;
- Т14 - слщування на мюця продажу або генерацп.
Вщповщно до першо^' технологи по-рoжнi шввагони (Р1) прибувають на станцп примикання вуглевидобувного пщприемства (Т1), пiсля проходження операцш по прибуттю (Р2) вагони пода-ють на вaнтaжнi фронти (Т2), де вони навантажуються (Р3).
Пiсля передaчi шформацп (повщом-лення) про зaкiнчення вантажних операцш (Т3) з вагонами виконуються операцп по формуванню составу та вщправленню по'1'зду (Р4), i вщправлення наван-тажених вaгoнiв у сoстaвi поезду 3i станцп примикання (Т4, Т10) на збaгaчувaльнi пщприемства (Р5) або на мiсця продажу та генерацп (Р11). На станцп призначення вагони подаються пщ вивантаження (Р6, Р12), а пiсля вивантаження (Т6, Т12) про-ходять операцп по вщправленню (Р7, Р12). Вагони 3i збагачувальних пiдприемств вiдпрaвляються у порожнь-ому стaнi (Т13) або подаються пщ наван-таження (Т7) та у завантаженому стaнi (Р8) пiсля проходження oперaцiй по вщправленню (Р9) вiдпрaвляються на станцп призначення вщповщно плану продажу та генерацп (Т14), де тсля ви-вантаження та проходження повного цикли операцш вагони вщправляються у по-рожньому сташ (Т12) ^ (Р13).
Бшьша кiлькiсть вaгoнiв на шляху вщ одного до другого промислового комплексу проходять декшька раз вантажш операцп, що збiльшуе час користування та зменшуе пoрoжнiй проб^ вaгoнiв.
На рисунку 2 наведено граф ор-гашзацп вaгoнoпoтoкiв мiж пщприем-ствами вугiльнo-енергетичнoгo комплексу за другою технолопею.
Т7 Р2 Т1
—н-Q--ь—^
Т54Г т-> I
TS
—н—
Tfif^Т Р> ДЛЧ Т4 )
—Y--H—
Рис. 2. Граф оргашзацп вагонопо-тoкiв мiж пщприемствами вугшьно-енергетичного комплексу, якщо вантажш вагони власш або oрендoвaнi, а початок ix руху - пiдприемствo збагачення вугiлля.
За другою технолопею використо-вуються нaступнi позицп (Р) та переходи
(Т):
- Р1 - знаходження вагошв на збагачувальних пщприемствах;
- Т1 - слщування вагошв у завантаженому сташ на пщприемства генерацп;
- Р2 - знаходження вагошв на пщприемствах генерацп;
- Т2 - слщування вагошв у завантаженому сташ на пщприемства ЦЗФ;
- Р3 - знаходження вагошв на пщприемствах видобутку вугшля;
- Т3 - слщування вагошв у порож-ньому сташ на пщприемства видобутку вугшля;
- Р4 -знаходження вагошв на мюцях продажу вугшля та вугшьно^' продукцп;
- Т4 - слщування вагошв у завантаженому сташ на мюця продажу вугшля та вугшьно^' продукцп;
- Р5 -вившьнення вагошв;
- Т5 - слщування вагошв у завантаженому сташ на пщприемства генерацп;
- Т6 - слiдyвання вагонiв y заван-таженомy станi на мiсця продажy вyгiлля та вугшьно'1 продукцп;
- Т7 - повернення вагошв y по-рожньому станi операторy;
- Т8 - слiдyвання вагонiв y порож-ньому станi на мiсця видо6утку вугшля;
- Т9 - слiдyвання вагошв у порож-ньому станi на вившьнення.
Вiдповiдно до друго'1 технологи умовно беремо початок руху вагошв 3i збагачувальних пiдприeмств (Р1). Вагони у завантаженому сташ вiдправляються на пвдприемства генерацп (Т1) та станцп призначення вiдповiдно до контрактив продажу вугшля та вугшьно'1 продукцп (Т4), а вагони у порожньому сташ повер-таються на мiсця видобутку вугшля (Т3). Пiсля вивантаження вагошв на пвдприем-
ствах генерацп (Р2) та на мiсцях продажу (Р4) вагони вивантажуються (Р5) i у порожньому сташ ввдправляються на мюця видобутку вyгiлля (Т8). З цих мюць (Р3) вагони у завантаженому сташ ввдправляються на мюця генерацп (Т5), на збага-чення (Т2) та на мюця продажу (Т6), де знову повторюють свiй цикл. Коли вагони у завантаженому сташ надходять на мюця збагачення (Р1), то вони о^м вивантаження вyгiлля проходять навантаження збагаченого вугшля, необхвдна кiлькiсть вагошв при цьому зменшуеться, звiдси виникае надлишок порожнiх вагонiв якi i ввдправляють знову на пiдприемства видобутку вугшля.
На рисунку 3 наведено граф ор-гашзацп вагонопотоюв мiж пвдприем-ствами вyгiльно-енергетичного комплексу за третьою технологiею.
Рис. 3. Граф оргашзацп вагонопотокiв мiж пвдприемствами вугшьно-енергетичного комплексу, якщо розподшено рух власних вагонiв та вагошв рiзних опе-
раторiв
Вiдповiдно до третьо'1 технологи на-явнi порожш вагони (Р1) подаються на вуглевидобувш пiдприемства (Т1), пiсля проходження операцш по прибуттю (Р2) вагони подають пiд навантаження (Т2), де вони й навантажуються (Р3). Пiсля пере-дачi шформацп про навантаження вагошв (Т3) проводять операцп по ввдправленню та формують состави (Р4), потсм ввдправ-ляють навантаженi вагони далi (Т4, Т10). Вагони можуть бути направлен на збага-чyвальнi пвдприемства (Р5), на мiсця продажу та генерацп (Р11). Далi вагони подаються пвд вивантаження (Р6, Р12), пiсля
вивантаження (Т6, Т12) проходять операцп по ввдправленню (Р7, Р12). Вагони зi збагачувальних пвдприемств можуть бути вiдправленi у порожньому сташ (Т13), а можуть бути ввдправлеш пiд навантаження (Т7), де вони у навантаженому сташ (Р8) пiсля проходження операцш по ввдправленню (Р9) вiдправляються на мюця продажу або генерацiю (Т14), де пiсля вивантаження та проходження вах операцiй вагони вiдправляються у порожньому сташ (Т12) —>(Р13).
Третя технология вiдрiзняеться ввд першо'1 тим що власнi вагони шсля про-
ходження операцш по вщправленню (Р7, Р12) вщразу вiдпрaвляються на мiсця видобутку вугшля (Т16, Т18), а вагони ш-ших oперaтoрiв можуть бути повернет операторам (Т15) або знову вщправлеш (Т17) на мюця видобутку.
Комплекс математичних моделей за трьома теxнoлoгiями мае нaступнi обме-ження:
- загальна кiлькiсть вагошв, що подаеться пiд виконання вантажних опе-
рацш за добу, не повинна перевищувати переробно'1' спрoмoжнoстi пщприемств;
- кiлькiсть вaгoнiв в oднiеï пoдaчi не повинна перевищувати емност ван-тажного фронту;
теxнiчний та кoмерцiйний стан
рухомого складу.
Загальш витрати на трaнспoртнi операцп пщприемствами вугшьно-енергетичного комплексу повинш бути мiнiмaльними
к к к к
J(£)=2£n • спз + !Кпод• n • CT + !(1 + kLH + Ci +!t
'■• cd
• KT3 ^ min . (1.1)
де ni - кшьюсть вагошв що подаеть-ся/забираеться;
С"'3 - середня вартють по-дaчi/зaбирaння, грн.;
кпод - кoефiцiент пoдвiйниx операцш, який вказуе скiльки вантажних операцш пройшов вагон (кпод = 1^2);
С™ - середня вaртiсть одше!^ ван-тажно^' операцп, грн.;
Т
кдод - додаткове транспортування вагошв в середиш транспортное' системи;
СТ - середня вaртiсть транспортування вагону, грн.;
t д
- час знаходження вaгoнiв на
пщ iзнiй колп;
^~тдис
i - вaртiсть одного часу кори-стування або оренди;
Ктз - коефщент влaснoстi тех-нiчниx зaсoбiв.
На якiсть виконання oперaцiй не повинно бути впливу наступних витрат:
- сумарш витрати на подачу та заби-рання порожшх вагошв на пщприемства
2! П • С/175
i=1
- витрати на вантажш операцп
!
i=1
С в
под i i
- зaгaльнi витрати на транспортування вaгoнiв
Ет =!(1 + кТодХ • Сгт ; (1.4)
i=i
- вaртiсть використання вагошв при початкових та кшцевих операшях
Е = V t дис • Сдис • K
Едис = ! li ci КТЗ
(15)
Висновок
(12)
(13)
За допомогою комплексу моделей можливо виконувати оперативне корегу-вання вагонопотоюв м/ж пiдприемствaми вугшьно-енергетичного комплексу, що дозволяе скоротити час знаходження ва-гошв на пщприемствах, збшьшити пере-робну спроможнють вантажних фронпв та бшьш ефективно використовувати ру-хомий склад.
Список лггератури
1.Внедрениебизнес-решений SAP: (www.dtek.com - Офщшний сайт корпо-рацп ТОВ «ДТЕК») [Електронний ресурс]
i=1
i=1
i=1
i=1
i=1
- режим доступу:
http://www.dtek.com/ru/media-centre/
2. .Решение для большого и не большого бизнеса: (http://www.sap.com-1нформацшний портал SAP) [Електрон-ний ресурс] - режим доступу: http://www.sap.com/cis/ campaign.
3. Питерсон Дж. Теория Сетей Петри и моделирование систем / Питерсон Дж. Пер. С англ. М.В. Горбатовой под. ред. В.А. Горбатово.- М: Мир 1984 - 264с.
4. Котов В.Е. Сети Петри. - М: Наука 1984 - 160с.
5. Чеклов В.Ф., Чеклова В.М., Науменко О.М., Панас Т.О. Аналiз про-цесу розподшу вантажних вагошв при об-слуговуванш тдприемств ТОВ «ДТЕК» // Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. - До-нецьк - 2011. - №26. - с. 13-17.
Анотащя:
Метою дано! статп е розробка комплексу моделей оргашзаци вагонопотошв мiж тдприемствами вугiльно -енергетичного
комплексу та !х партнерами за допомогою мереж Петрi для оперативного корегування роботою транспортно! системи.
Целью данной статьи является разработка комплекса моделей организации вагонопотоков между предприятиями угольно-металлургического комплекса и их партнеров с помощью сетей Петри для оперативной корректировки работой транспортной системы.
The purpose of this article is development of complex of models flows wagons between enterprises of coal-energy complex and their partners with help Petri nets for operative adjustment of work of a transport system.
