CC BY
5UDC 656.236.1
SELECTION AND CALCULATION OF THE PARAMETERS OF THE UNLOADING AREA OF GRAIN ELEVATORS
Nazirjon ARIPOV, DSc in Engineering, Professor Dauren ILESALIEV, PhD in Technical Sciences Gulshan IBRAGIMOVA*, independent seeker Nargiza SVETASHEVA,
Tashkent State Transport University (TSTU), 1, Temiryulchilar st., Tashkent, 100167, Uzbekistan *Tel.: +998 (91)277-77-54
*E-mail :ibragimova.gulshana@mail.ru, @GulwanaIbragimova
Summary. The article determines the rational values of the parameters of the unloading section of grain elevators according to the selected criteria. To establish the characteristics of the flow of cars arriving at the railway station, and, then - to the unloading section of the grain elevator, an analysis of statistical observations of the indicated car flows was carried out. The nature of the distribution of the duration of the cars staying at the fronts of loading and unloading has been studied and established. The research methods are based on the analysis and generalization of existing methods of processing statistical observations of the arrival of vehicles to establish the nature of the incoming flow to provide grain elevators with cars. An algorithm for determining the most rational values of the grain elevator parameters has been developed. The dependences of the discharge section flow rates for a multi-point grain unloading front are obtained with allowance for the variable parameters of grain elevators.
Keywords: rail transport, grain elevator, wagon, grain cargo, unloading. УУК 656.236.1
ДОНЛИ ЭЛЕВАТОРЛАРИНИНГ ТУШИРИЛАЁТГАН МАЙДОН ПАРАМЕТРЛАРИНИ ТАНЛАШ ВА ^ИСОБЛАШ
Назиржон АРИПОВ, т.ф.д., профессор Даурен ИЛЕСАЛИЕВ, т.ф.н., профессор в.б. Гульшан ИБРАГИМОВА *, мустакил изланувчи Наргиза СВЕТАШЕВА, катта укитувчи Тошкент давлат транспорт университети (ТДТУ), 100167, Узбекистан, Тошкент, Темирйулчилар куч., 1 *Тел.: +998 (91)277-77-54
*E-mail: ibragimova.gulshana@mail.ru, @GulwanaIbragimova
Аннотация:Маколада донли элеваторларнинг тушириш кисми параметрларининг рационал кийматлари танланган мезонлар буйича аникланади. Темир йул станциясига, сунгра - донли элеваторларнинг тушириш кисмига келадиган вагонлар окимининг хусусиятларини аниклаш максадида курсатилган вагон окимларининг статистик кузатувлари тахлил килинган. Юк ортиш ва тушириш фронтларида вагонлар туриш давомийлигининг таксимланиш хусусияти урганилган ва урнатилган. Тадкикот усуллари дон элеваторларини вагонлар билан таъминлаш учун кирувчи окимнинг хусусиятини аниклаш учун транспорт воситаларининг келиш статистик кузатувларини кайта ишлашнинг мавжуд усулларини тахлил килиш ва умумлаштиришга асосланган. Донли элеваторлар параметрларининг энг рационал кийматларини аниклаш алгоритми ишлаб чикилган. Куп пунктли дон тушириш жабхасига эга тушириш кисмининг харажатлар богликлиги донли элеваторлар параметрлари асосида олинган.
Калит сузлар: темир йул транспорта, донли элеватор, вагон, дон юклари, тушириш. УДК 656.236.1
ВЫБОР И РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ УЧАСТКА РАЗГРУЗКИ ЗЕРНОЭЛЕВАТОРОВ
Назиржон АРИПОВ, д.т.н., профессор
Даурен ИЛЕСАЛИЕВ, к.т.н., и.о. профессора
Гульшан ИБРАГИМОВА*, независимый соискатель
Наргиза СВЕТАШЕВА, старший преподаватель
Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТУ),
100167, Узбекистан, Ташкент, ул. Темирйулчилар, 1.
*Тел.: +998 (91)277-77-54
*E-mail: ibragimova. gulshana@mail. т, @GulwanaIbragimova
Аннотация: В статье определяются рациональные значения параметров разгрузочного участка зерноэлеваторов по выбранным критериям. Для установления характеристик потока вагонов, поступающих на железнодорожную станцию, и, - далее - на участок разгрузкизерноэлеватора, был проведен анализ статистических наблюдений указанных вагонопотоков. Изучен и установлен характер распределение длительности вагонов нахождения вагонов на фронтах погрузки-выгрузки. Методы исследования базируется на анализе и обобщении существующих способов обработкистатистических наблюдений поступления транспортных средств для установления характера входящего потока для обеспечения вагонами зерноэлеваторов. Разработан алгоритм определения наиболее рациональных значений параметров зерноэлеватора. Получены зависимости расходов разгрузочного участка при многоточечном фронте разгрузки зерна при учете переменных параметров зерноэлеваторов.
Ключевые слова: железнодорожный транспорт, зерноэлеватор, вагон, зерновые грузы, разгрузка.
1. ВВЕДЕНИЕ
Процесс обработки транспортных средств на зерноэлеваторах, начиная с фазы поступления группы вагонов на станцию и до окончания грузовых операций на участке разгрузки, можно представить в виде системы массового обслуживания. Исследование работы грузовой станции за длительный период времени показывает, что поступление передач и дальнейшее выполнение технологических операций осуществляются нерегулярно [1, 5-8]. Время, необходимое для выполнения отдельных этапов обработки транспортных средств, имеет значительные колебания. В результате иногда в ожидании освобождения участка разгрузки находится одновременно несколько требований (групп вагонов), ожидающих очереди начала обслуживания. Происходит временная перегрузка системы [2-4, 9, 10]. Вопросы взаимодействия различных предприятий транспорта и повышения качества транспортного обслуживания отражены в работах многих ученых. В исследовании [11] разработана методология, которая позволяет классифицировать гораздо больше симбиотических моделей. В [12] рассмотрены вопросы применения уравнения Дарси. В работе [13] транспортное обслуживание исследовано на основе модели Лотки-Вольтерра. В исследовании [14] рассматривается влияние железнодорожного транзита на транспортный узел с помощью модели Лотки-Вольтерра. В статье [15] с помощью программного обеспечения Simulink смоделировано взаимодействие между трассой и автотранспортом на основе модели Лотки-Вольтера. В [16] исследован новый подход к изучению морских кластеров с использованием модели Лотки-Вольтерра.
Целью исследования системы обслуживания с перегрузкой обычно является ее улучшение путем некоторых изменений в целях уменьшения длины очереди, или повышения коэффициента использования погрузочно-разгрузочных механизмов по времени.
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Железнодорожная станция (А) в соответствии с договором и, согласно заявкам, подает вагоны на приёмоотправочный парк элеватора (В) (см. рис. 1). При этом не исключается вероятность того, что на путях элеватора В может находиться определённое количество транспортных средств, предназначенных под выгрузку, а затем ритмично с технологического участка В подаются вагоны на участок С под выгрузку. В соответствии с технологией порожние вагоны перемещаются на участок Б. После чего накопленные группы вагонов выводятся на станцию А. На этом полный цикл работы с подвижным составом элеватора завершается. Необходимо отметить, что описанный технологический процесс является непрерывным.
Рис. 1. Схема передвижения зерновозов по подъездным путям элеватора для разгрузки и отправки порожних вагонов
На рис.1.: 1 - приёмоотправочный парк; 2 - вагонные весы; 3 - выгрузочный участок; 4 - ходовой путь; 5 - элеватор; 6 - парк для накопления порожних вагонов.
Транспортные средства, прибывающие на железнодорожную станцию для последующей подачи на зерноэлеватор, образуют входящий поток случайных событий на этой станции (см. рис. 2). Дальнейшая подача
этих вагонов на участок разгрузки является входящим потоком требований для подъездного пути элеватора. Параметром входящего потока требований является интенсивность потока.
70 г
60
50
„ 40
ын о 30 а-
аго В 20 •
10
0
« . . Л
V
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 —•— Прибытие зерновозов на станцию Сутки •"■••• • Подача зерновозов под выгрузку > Отправление порожних зерновозов Рис.2. Графики поступления груженых вагонов на железнодорожную станцию, подачи их под разгрузку на подъездной путь элеватора и отправления порожних вагонов со станции в течение календарного месяца
В связи с этим иногда возникают неблагоприятные ситуации, связанные с риском дефицита или профицита потребных вагонов, что за частуюприводит к осложнениям в работе станции и подъездных путей.
3. ПОСТУПЛЕНИЕ ВАГОНОВ НА СТАНЦИЮ ПРИМЫКАНИЯ
Для установления характеристик входящего потока был проведен анализ статистических наблюдений поступления вагонов на станцию и подачи их на зерноэлеватор за три года. В результате были получены статистические характеристики распределений вагонопотоков и построены гистограммы. Произведено сопоставление гистограмм статистического распределения теоретическими распределениями вероятностей случайных величин, построенными согласно закону Пуассона и нормальному закону. Соответствие статистического и теоретического распределений проверялось по критериям согласия Колмогорова и Романовского.
Наблюдаемая частота поступления вагонов на участок разгрузки обозначена как hi.
Математическое ожидание среднего количества вагонов, поступающих на станцию за время t, определяется по формуле (1):
* V^ fc — * X ч ч
™* = Ii=i miPi, (1)
где m - среднее количество вагонов, поступающих на станцию;
* vy vy
- частота попадания случайной величины в i-разряд; i - номер разряда (i = 1,2,..., к).
Для того чтобы принять или опровергнуть теоретическое распределение, определяется величина /^Пирсона, характеризующаярасхождение между статистическим и теоретическим распределениями [12]:
*2=2?=1^, (2) J i
где hi и f- число значений случайной величины в i-м разряде соответственно по статистические и теоретические распределения.
Как известно, правило Романовского значительно облегчает применение критерия согласия Пирсона для оценки расхождения между статистическим и теоретическим распределениями. Согласно этому правилу, если:
< 3.0, (3)
V2R ' v '
то расхождение считается случайным и теоретический закон распределения удовлетворительно описывает статистическое распределение. В противном случае расхождения считаются существенными, и гипотеза о принятом законе распределения отбрасывается, проверяется другой закон распределения или увеличивается число наблюдений.
Вероятность поступления вагонов на станцию примыкания в течениии заданного промежутка времени (например, суток) в размере среднестатистической величины, предположительно подчиняется нормальному закону распределения вероятностей. Функция плотности такого распределения описывается формулой (4):
-(mi-mx)2
2а* , (4)
где ах- среднее квадратическое отклонение; е - основание натурального логарифма, равно 2,71.
Результаты обработки статистических наблюденийпоступления груженых зерновозов на станцию, обслуживающие зерноэлеватор, при производительности нории до 100 тонн/час приводятся в табл. 1.
Табл. 1.
Статистическое и теоретическое распределение вероятностей поступления груженых зерновозов на станцию,
обслуживающих зерноэлеватор при производительности нории до 100 тонн/час
Количество поступающих вагонов, т,, шт. Наблюдаемая частота к,, шт. Статистическая * частота р ,, относит. ед. Математическое * ожидание рц • т,, относит. ед. Теоретическая частота р,, относит. ед. X 2
4-6 3 0,0063 0,0313 0,0056 0,0411
6-8 8 0,0167 0,1167 0,0203 0,3152
8-10 31 0,0646 0,5813 0,0559 0,6469
10-12 57 0,1188 1,3063 0,1158 0,0358
12-14 80 0,1667 2,1667 0,1807 0,5211
14-16 106 0,2208 3,3125 0,2123 0,1654
16-18 83 0,1729 2,9396 0,1879 0,5700
18-20 67 0,1396 2,6521 0,1252 0,7931
20-22 32 0,0667 1,4000 0,0628 0,1118
22-24 11 0,0229 0,5271 0,0237 0,0140
24-26 2 0,0042 0,1042 0,0068 0,4768
Итого 480 1,0000 15,137 0,9969 3,6913
На основании данных табл. 1 получены следующие характеристики входящего потока вагонов: т*х= 16 ваг; Я= 11-3 = 8; /2 =3,6913; Р(х 2) = 0,87. При уровне значимости а = 0,1, /0,1 = 13,362.
количество вагонов
Рис.3.Гистограмма результатов обработки статистических наблюдений поступления вагонов на станцию, обслуживающих зерноэлеватор, при производительности нории до 100 тонн/час и линия, аппроксимирующая эти наблюдения применительно к нормальному закону распределения вероятностей при среднем числе поступающих вагонов
т*х=16 ваг./сут
На рис. 4. на основе натурных наблюдений построены кривые теоретического распределения с различными параметрами.
Рис. 4. Линии теоретического распределения с различными параметрами среднего числа вагонов, поступающих на станцию
(т*х), ваг/сут
Результаты сопоставления фактической частоты поступления зерновозов под выгрузку на зерноэлеватор с производительностью нории до 100 тонн/час со значениями, рассчитанными, исходя из распределения вероятностей по закону Пуассона, приводятся в табл. 2.
Табл.2.
Статистическое и теоретическое распределение вероятностей поступления вагонов-зерновозов под выгрузку на
Количество поступающих вагонов, т, шт. Наблюдаемая частота hi, шт. Статистическая * частота р ,, относит. ед. Математическое * ожидание pi • m, относит. ед. Теоретическая частота р,, относит. ед. /2
4-6 5 0,0079 0,0397 0,0071 0,0668
6-8 14 0,0223 0,1558 0,0309 1,5130
8-10 52 0,0827 0,7440 0,0831 0,0015
10-12 109 0,1733 1,9062 0,1516 1,9526
12-14 130 0,2067 2,6868 0,1994 0,1662
14-16 122 0,1940 2,9094 0,1980 0,0513
16-18 100 0,1590 2,7027 0,1535 0,1227
18-20 62 0,0986 1,8728 0,0955 0,0621
20-22 30 0,0477 1,0016 0,0487 0,0131
22-24 16 0,0254 0,5851 0,0207 0,6729
24-26 6 0,0095 0,2385 0,0075 0,3597
26-28 2 0,0032 0,0859 0,0023 0,2058
Итого 629 1,0000 14,928 0,9983 5,1879
На основании данных табл. 3.3 получены следующие характеристики входящего потока вагонов: X = т*х= 15 ваг; Я= 12-2 = 10; /2 = 5,1879; Р(х 2) = 0,82.При уровне значимости, а = 0,1, ^0,1 = 15,987, неравенство /20,1 >Х2выполнено, гипотезу о соответствии рассматриваемого распределения закону Пуассона можно принять.
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
статистический ряд
■теоретическая кривая распределения
7
\
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
количество вагонов
Рис.5. Гистограмма результатов обработки статистических наблюдений подачи вагонов на зерноэлеватор с производительностью нории до 100 тонн/час и линия, аппроксимирующая эти наблюдения применительно к закону Пуассона, при среднем числе подаваемых вагонов Х= 15 ваг/сут
0
6
8
Анализ гистограммы показывает, что входящие вагонопотоки зерновозов на участок разгрузки элеватора подчиняются закону Пуассона, но с различными параметрами X. Они показаны на рис. 6.
Рис.6. Линии теоретического распределения вероятностей подачи зерновозов на участок разгрузки элеватора с различными
параметрами среднего числа подаваемых вагонов, X, ваг./сут
4. ОБСЛУЖИВАНИЕ ЗЕРНОВОЗОВ ПРИ РАЗГРУЗКЕ ЗЕРНОВЫХ ГРУЗОВ
Одновременно с этим рассматривается распределение времени обслуживания вагонопотоков. Продолжительность обслуживания - это в данном случае продолжительность простоев вагонов под выгрузкой, которая рассматривается как случайная величина, которая зависит от, типа грузового фронта, использования грузоподъёмности вагонов, а также используемых для разгрузки средств механизации.
Для определения продолжительности простоев вагонов производились хронометражные наблюдения за процессом выгрузки зерновых грузов. По результатам наблюдений можно сделать предположение, что распределение длительности простоев вагонов под разгрузкой соответствует экспоненциальному закону распределения.
На основании статистических данных подсчитываются следующие параметры обработки зерновозов при выгрузкеих на элеваторе.
Среднее значение времени обслуживания одного вагона:
иобсл — Ы = 1 ,
Интенсивность обслуживания, то есть среднее число порожних вагонов за единицу времени:
1
М = 7Г" ,
с.
(5)
(6)
обс
Теоретическая частота при показательном распределении времени обслуживания:
Р(г) = е-^, (7)
Результаты обработки статистических данных о времени простоев зерновозов при выгрузкезерновых грузов на зерноэлеваторе с производительностью нории до 100 тонн/час приводятся в табл. 3.
Табл. 3.
Статистическое и теоретическое распределение времени обслуживания зерновозов на зерноэлеваторе с
Интервалы времени обслуживания и, мин Наблюдаемая частотак,, шт. Статистическая * частота р,, относит. ед. Математическое ожидание, р, •/,-, относит. ед. Теоретическая частота р,, относит. ед. X 2
0-20 140 0,3414 3,4146 0,3798 1,6410
20-40 98 0,2390 7,1707 0,2355 0,0103
40-60 62 0,1512 7,5609 0,1460 0,0667
60-80 51 0,1243 8,7073 0,0905 4,4474
80-100 29 0,0707 6,3658 0,0561 1,0417
100-120 18 0,0439 4,8292 0,0348 0,6000
120-140 12 0,0292 3,8048 0,0216 1,0000
Итого 410 1,00 41,853 0,96 8,8070
На основании данных табл. 3получены следующие характеристики длительности простоя вагонов под разгрузкой на элеваторе: г*обсп= 42 мин; / = 0,024; Я= 7 - 2 = 5; х 2 = 8,807; Р(х 2) = 0,19.
При уровне значимости, а = 0,1, х2о,1 = 9,236, неравенствох2о,1 >х2 выполнено.
На основании табл. 3 на рис. 7 показаны итоги обработки статистических наблюдений и линия теоретического распределения, аппроксимирующая эти наблюдения продолжительности разгрузки вагона при ^обсл= 42 минуты и / = 0,024 обслуживания за одну минуту.
I 0'5
п 0,4
S 0,3
ю
g 0,2 о
| 0,1
1 статистическим ряд ■теоретическая кривая распределения
0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 Время обслуживания, мин
50-60
60-70
Рис.7. Гистограмма результатов обработки статистических наблюдений длительности разгрузки вагонов на зерноэлеваторе с производительностью нории до 100 тонн/час и линия, аппроксимирующая эти наблюдения применительно к
экспоненциальному закону
Анализ полученных результатов обработки статистических наблюдений позволяет сделать вывод о том, что при выбранном уровне значимости нулевая гипотеза о соответствии статистического распределения экспоненциальному закону не может быть отклонена.
5. РАЗРАБОТКА ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УЧАСТКА РАЗГРУЗКИ
Участок разгрузки зерноэлеватора является сложным сооружением, который включает совокупность механизмов, устройств, технологий ит.д. и характеризуется многочисленными параметрами взаимосвязанными между собой. Основные параметры в первую очередь зависят от типа фронта разгрузки грузов. На рис.8 приведены два типа фронта разгрузки для обслуживания груженных транспортных средств. Точечный фронт разгрузки зерна (см. рис.8, а) характеризуется тем, что в подаче одновременно обслуживается только одно транспортное средство - бункерное приемное устройство точечного типа. Многоточечный фронт разгрузки зерна (см. рис.8, б) характеризуется тем, что в подаче одновременно обслуживается несколько последовательно расположенных транспортных средств - бункерная разгрузка вагонов.
а)
н н н 1 Н Н 1
Lnod LФр _ Lnod ~Lфр __
б)
н Н Н н н \
Lnod . Lфр > __ Lnod ~Lфр __
Ln,
Рис.8. Типы участка разгрузки зерноэлеваторов
На рис.8: ¿пру - длина разгрузочного участка, м; Ьтдх - длина подхода к фронту разгрузки, м; Ьтд - длина подачи вагонов, м; Ьфр- длина фронта разгрузки, Ьз - необходимый запас длины на возможное увеличение числа вагонов в подаче, м.
Управляемым параметром является перерабатывающая способность участкавыгрузке^ф, определяемая, типом грузового фронта (см. рис.8), количеством транспортных средств (вагоны, контейнеры) под разгрузкой^, количеством приёмного бункераг, простоем вагонов под выгрузкой {*обси времени рабочей смены Тсм. Между переменными Qф, 1*обс, 1м, Тсм, Qe,m, г, существует определённая зависимость, определяемая Тсм-т-(утс-г-ф)
соотношением _
Сф =
в свою очередь/*0бс зависит от производительности норииQчасИ
количеством подач xn на участок выгрузки. Математическая модель определения рациональных значений параметров участка разгрузки выглядит следующим образом: для заданных характеристик входящего потока и типа обслуживания необходимо найти такиевеличиныхп, m, z, Тсм, которые привели бы критерий оптимизации к минимуму:
Собщ = f(xП, m, Z, Тсм) ^ min (8)
На величины параметров накладывается система ограничений, определяемых эксплуатационными соображениями:
0
L
L
з
L
L
L
з
xmin < x < rmax-ХП < ХП < ХП ;
min max
Z < Z < Z ,
min max
Тсм — 1 см — Тсм ;
,„„mln ^ ^ ,„„max
m < m < m .
(9)
где Собщ- суммарные эксплуатационные расходы, тыс. сум; т - количество вагонов одновременно под разгрузкой, ваг; хп- количество подач, под; Тсм- рабочее время склада, час; г - количество приёмных бункеров, шт.
Минимальные значения параметров г и хп определяются требованиями выполнения заданного объёма работы элеватора, а максимальные значения - наличием выделенных ресурсов.
Таким образом, цельисследования состоит в том, чтобы найти рациональные значения параметров выгрузочногоучастка, которые привели бы функцию к минимуму.
В итоге, зная среднее значение X и {*обс, можно определить среднее время простоя вагонов в ожиданииобслуживания, простоя под грузовыми операциями и простой погрузочно-разгрузочных машин.
Среднее время вожидании обслуживания одного вагона определяется по следующей формуле:
Р'Собс 1-Р
= (13)
я
Р = -
где р - загрузка погрузочно-разгрузочного участка, м 4ж-среднее время ожидания обслуживания одного вагона, час.
Среднее время простоя одного вагона под разгрузочными операциями определяется следующим образом:
1 О
tup = — ■ (W + tH + (14)
1см У Ччас лп
где tH - нормированное время простоя под подготовительно-заключительными операциями для одного вагона, час;
Qчас - производительность нории, т/час; Qe - размер массы транспортной партии, т.
Общее время простоя вагонов в ожидании обслуживания за время tM
Тож m ' ^ож, (15)
Общее время простоя вагонов под разгрузочными операциями за время Тсм:
Тпр = m ■ tup, (16)
Для обслуживания Шср вагонов при среднем t*обсв течении рабочего времени Тсм участка разгрузки потребуется следующее время:
Тобс тср ■ ^обс, (17)
Функция Собщ (хП, m,z, Тсм), непрерывная при хП > xnmm, m > mmm, z > zmm и Тсм > Тсмтт имеет частные производные, находим у функции минимум методом перебора.
Для случайного потока вызовов экономико-математической модели выражение суммарных расходов можно представить в виде:
Собщ = Ci + С2 + С3, тыс. сум, (18)
С1(хП) - расходы, связанные с подачей и уборкой вагонов на участок выгрузки:
Ci = *П ■ fM -5л,тыс.сум (19)
где tu- суммарная продолжительность подачи и уборки вагонов, ч; S„- стоимость одного локомотива-часа при маневровых работах, тыс. сум.
C2(xn,m) - расходы на амортизацию и ремонт железнодорожного пути участка выгрузки:
^■гв . \ Уд-(аЖд+&кд)
С2 = (^ + / л) ■ сум (20)
^ ( хП + 365
где т - количество вагонов для выгрузки зерна, ваг;
Ьфр- длина пути для установки транспортных средств в зависимости от типа грузового фронта, м; Ьл - длина пути для установки одного локомотива, м;
Sж.д- удельный показатель стоимости сооружения длины погонного метра железнодорожного пути;
ажд -норма амортизационных отчислений за год на полное восстановление и капитальный ремонт
железнодорожного пути;
ржд~ норма отчислений на текущие ремонт железнодорожного пути;
Сз(хп,т, Тсм, г) - расходы, связанные с простоем вагонов под выгрузочными операциями:
Сз = ТПр ■ 5пр = т ■ -т-(*ож + Ей + п \ ) ■ Vтыс. сум(22)
где Тпр - общее время простоя вагонов под погрузочно-разгрузочными операциями за время Тсм, час; 8пр - стоимость простоя вагоно-часа под погрузкой и разгрузкой, тыс. сум
В рамках исследованииразработан алгоритм определения наиболее рациональных значений параметров обслуживания зерноэлеваторов. Алгоритм поиска состоит из следующих этапов:
- ввод всевозможных параметров (1-2);
- установление характера входящего потока для обеспечения вагонами зерноэлеваторов (3-18);
- обслуживание зерновозов при погрузке зерновых грузов (19-26);
- определение минимально допустимых значений параметров. Последовательное увеличение параметров на одну единицу, и для каждого этого значения определение величины эксплуатационных расходов. Перебор производится до тех пор, пока эксплуатационные расходы не начнут увеличиваться (27-40).
т
Ввод исходных данных: Наблюдаемые частоты транспортных потоков (поступление на станцию обслуживающую
зерноэлеватор, поступление на грузовой фронт элеватора); данные хронометражных наблюдений погрузки, разгрузки зерна; ЬпрУ\
^подХ; ^под; ^фр; L¡l; 1м; ^2час; Зж.д; ажд; вжд; Япр'; гн\ Утс' ^ ф
3 Обработка статистических данных поступления на
станцию, обслуживающую зерноэлеватор *
4 Вычисление средних арифметических исправленных
результатов наблюдений
7 Исключить погрешность
5 Определение числовых характеристик статистичечкого распределения
Подбор закона, описывающего статистическое распределение поступления транспортных средств на станцию, обслуживающую зерноэлеватор
9 Проверка согласованности кривых статистического
и теоретического распределений
10 Печать гистограммы результатов обработки статистических наблюдений
поступления транспортных средств на станцию, и линия аппроксимирующая
эти наблюдения применительно к установленному закону распределения вероятностей при среднем числе поступающих транспортных средств в ш*'х
11 Обработка статистических данных поступления на
зерноэлеватор
Т '
12 Вычисление средних арифметических исправленных
результатов наблюдений
15Исключить 13Определение числовых характеристик статистичечкого погрешность распределения
Подбор закона, описывающего статистическое распределение поступления транспортных средств на зерноэлеватор
т
17 Проверка согласованности кривых статистического
и теоретического распределений
18 Печать гистограммы результатов обработки статистических наблюдений
подачи транспортных средств на зерноэлеватор и линия, аппроксимирующая эти наблюдения применительно к установленному закону, при среднем числе подаваемых вагонов _транспортных средств X_
19 Обработка статистических данных обслуживания
транспортных средств
Т '
20 Вычисление средних арифметических исправленных
результатов наблюдений
1Определение числовых характеристик статистичечкого распределения
, I_
4 Подбор закона, описывающего статистическое распределение обслуживания транспортных средств на зерноэлеватор
т
Проверка согласованности кривых статистического и теоретического распределений
, з:
6 Печать гистограммы результатов обработки статистических наблюдений длительности обслуживания транспортных средств на зерноэлеваторе и линия, аппроксимирующая эти наблюдения применительно к установленному закону
Соб, = /(хП, т, Тсм) ^ тт
ХП < ХП < ХП 7™" < 7 < 7тах;
Т ™а < Т < Тт
см см см
т"™1 < т < тта
1
29 Р <обс
1 -Р
30 + 0 ) V ■О ■ х
=у- ■ (о
1
31
Тож = т ■ {ож
1
Тпр = т ■ 1пр
Тобс = тср ■ Iобс
С = хП ■ ■ 5Л, тыс. сум
X
С = (т! + 4) ■ ^ ■ Ожд + Ржд д,
С = Т ■ ^ = т■ — \1„ж + ^ +-0-]■ ^, тыс. сум
п п Тм ^ 7 ^час ■ ХП] р
= С + с2 + С, тыс- СУМ
г
1=1+1
Вывод результатов
(40 Конец
Рис.9. Алгоритм определения наиболее рациональных значений параметров зерноэлеватора
Продолжение перебора производитсядо тех пор, пока не будут найдены рациональные параметры, соответствующие минимуму суммарных эксплуатационных расходов.
4. Обсуждение результатов. Подставляя соответствующие значения в формулу общих расходов Собщ, получаем оптимальные значения параметров разгрузочного участка зерноэлеваторов. На рисунке 10 и 11 приведены графики зависимости приведенных затрат при Тсм = 8 час.
0,7 0,6
5. 0,5
¡iy о
а 0,4
¡3
tf 0,3
* 0,2
^ ^ *' -**[* — — . щ ,_ ^_
234 Количество подач
Расходы, связанные с подачей и уборкой вагонов
Расходы на
амортизацию и ремонт ж.д. пути
Расходы, связанные с простоем вагонов
Суммарные расходы
Рис.10. Зависимость расходов разгрузочного участка при точечном фронте разгрузки зерна при г=1 и т=1
0,8 0,7 s 0,6
Sy
° 0,5 с
% 0,4
I 0,3 о
I 0,2
а
Рч
0,1 0
Расходы, связанные с подачей и уборкой вагонов
Расходы на
амортизацию и ремонт ж.д. пути
Расходы, связанные с простоем вагонов
Суммарные расходы
234 Количество подач
Рис. 11. Зависимость расходов разгрузочного участка при многоточечном фронте разгрузки зерна
при 2=4 и т=4
6. Заключение. В данном исследовании получены следующие результаты:
1. Предложена экономико-математическая модель поиска наиболее рациональных значений параметров участка разгрузки по критерию минимальных расходов, включающих: расходы, связанные с подачей и уборкой, расходы, связанные с простоем транспортных средств, а также расхода на амортизацию и ремонт пути.
2. Разработан алгоритм определения наиболее рациональных значений параметров обслуживания зерноэлеваторов.
Реализация рекомендаций позволит получить для элеваторов обоснованные решения по эффективной переработке зерновых грузов с учётом значений грузопотоков и технической оснащенности участков разгрузки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Елисеев, С.Ю., Волкова, С. Г. (2016) Оптимизация обслуживания грузовых фронтов и терминалов на станциях. Железнодорожный транспорт. №8. С. 25-29.[In Russian: Eliseev, S.Yu.,Volkova, S.G. (2016) Optimization of service of cargo fronts and terminals at stations. Railway transport .No. 8.P. 25-29].
2. Илесалиев, Д.И. (2015) Определение оптимальных значений параметров погрузочно-разгрузочного участка тарно-штучных грузов. Известия Петербургского университета путей сообщения. № 3 (44). С. 55-63. [In Russian: Ilesaliev, D.I. (2015) Determination of the optimal values of the parameters of the loading and unloading section of packaged cargo. Bulletin of the Petersburg University of Railways.No. 3 (44).P. 55-63].
3. Илесалиев, Д.И., Коровяковский, Е.К. Определение оптимальных параметров погрузочно-разгрузочного участка с помощью математических методов. Транспорт: проблемы, идеи, перспективы: Сб. тр. LXXVВсеросс. Научно-технич. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. СПб.: ФГБОУ ВПО ПГУПС. 2015. С. 227233. [In Russian: Ilesaliev, D.I., Korovyakovskiy, E.K. Determination of the optimal parameters of the loading and unloading area using mathematical methods. Transport: problems, ideas, prospects: Sat. tr. LXXV All-Russian. Scientific and technical conf. students, graduate students and young scientists. SPb.: FGBOU VPO PGUPP. 2015.P. 227-233].
0
1
5
1
5
4. Коровяковский, Е.К., Илесалиев, Д.И. Закономерности транспортного обслуживания грузопотока хлопка-волокна. Интеллектуальные системы на транспорте: сборник тезисов VI международной научно -практической конференции, посвященной 85-летие факультета «Управление процессами перевозок». СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС.2014- С. 47-48.[In Russian: Korovyakovsky, E.K., Ilesaliev, D.I Regularities of transport servicing of cotton fiber cargo traffic. Intelligent systems in transport: a collection of abstracts of the VI International Scientific and Practical Conference dedicated to the 85th anniversary of the Faculty of Transportation Process Management. SPb.: FGBOU VO PGUPS. 2014 -P. 47-48].
5. Муравьев, Д.С., Рахмангулов, А.Н. (2012) Выбор и расчёт основных параметров «сухого» порта. Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. Том 1. № 70. С. 15-17.[In Russian: Muravyov, D.P., Rakhmangulov, A.N. (2012) Selection and calculation of the main parameters of the "dry" port. Actual problems of modern science, technology and education. Volume 1.No. 70, P. 15-17].
6. Муравьев, Д.С., Рахмангулов, А.Н. (2012) Выбор и расчёт основных параметров «сухого» порта Современные проблемы транспортного комплекса России. Том 2. № 1.С. [In Russian: Muravyov, D.P., Rakhmangulov, A.N. (2012) Selection and calculation of the main parameters of the "dry" port. Modern problems of the transport complex of Russia. Vol. 2.No. 1.P. 54-59].
7. Пашков, Н.Н, Лысенко,Н.Е., Кузнецов, А.П. Исследование связности технологических параметров железнодорожных грузовых фронтов. Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2019. № 8. С. 41-45. [In Russian: Pashkov, N.N., Lysenko, N.E.,Kuznetsov, A.P. Research of the connectivity of technological parameters of railway cargo front. Transport: science, technology, management. Scientific information collection. 2019.No. 8. P. 41-45].
8. Прохоров, В.М., Чирухин, В.А. (2017) Морская и наземная логистика грузового фронта. Мир транспорта. Том 15. Вып. 5.№ 72. С. 246-257.[In Russian: Prokhorov, V.M., Chirukhin, V.A. (2017) Sea and land freight front logistic P. World of Transport, Volume 15, no. 5.No. 72, P. 246-257].
9. Туранов, Х.Т., Илесалиев, Д.И. Исследование математической модели обеспечения вагонами зерноэлеваторов. Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2020. № 5. С. 37-40.[In Russian: Turanov, Kh.T, Ilesaliev, D.I. Investigation of the mathematical model of providing grain elevators with carP. Transport: science, technology, management. Scientific information collection.2020. No. 5. P. 37-40].
10.Туранов, Х.Т., Илесалиев, Д.И. (2020) Исследование характера входящего потока для обеспечения вагонами зерноэлеваторов. Бюллетень транспортной информации. Вып. 4.№ 298.С. 8-15.[In Russian: Turanov, Kh.T., Ilesaliev, D.I. (2020) Investigation of the nature of the incoming flow to provide grain elevators with wagons. Transport Information Bulletin, no. 4.No. 298.P. 8-15].
11. Delgado, M., Lopez-Gomez, J., Suarez, A. (2000). On the Symbiotic Lotka-Volterra Model with Diffusion and Transport Effects. Journal of Differential Equations, 160(1), 175-262. doi:10.1006/jdeq.1999.3655.
12. Galiano, G., Velasco, J. (2011). Competing through altering the environment: A cross-diffusion population model coupled to transport-Darcy flow equations. Nonlinear Analysis: Real World Applications, 12(5), 2826-2838. doi:10.1016/j.nonrwa. 2011.04.009.
13. Maheshwari, P., Khaddar, R., Kachroo, P., Paz, A. (2014). Dynamic Modeling of Performance Indices for Planning of Sustainable Transportation Systems. Network sand Spatial Economics, 16(1), 371-393. doi:10.1007/s11067-014-9238-6.
14. Qi, Y., Lu, G., Zeng, L., Huang, Y. (2009). Research on the Effect of Rail Transit on Transportation Hub Based on Lotka-Volterra Model. Logistics. doi:10.1061/40996(330)667
15. Wang, Y., & Yan, M. (2011). The Competition of Highway and Railway in the Passenger Transport Corridor Based on Simulink Simulation. 2011 International Conference on Management and Service Science. doi:10.1109/icmss.2011.5998212.
16. Zhang, W., Lam, J. S. L. (2013). Maritime cluster evolution based on symbiosis theory and Lotka-Volterra model. Maritime Policy&Management, 40(2), 161-176. doi:10.1080/03088839.2012.757375.
