Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра "Экономика транспорта, логистика и управление качеством"

Курсовая работа

по дисциплине "Управление перевозками"

Оперативное планирование перевозок грузов

Студент гр. 52Г

Гиричева С.В.

Руководитель - к.т.н., доцент каф. ЭТЛиУК:

Заруднев Д.И.

Омск 2016

Реферат

УДК 621.86/.87(075.8)

Курсовая работа содержит 37 страниц, 10 таблиц, 6 источников, 4 рисунка, 21 формулу.

Маршрут, автомобильный транспорт, маятниковый маршрут, кольцевой маршрут, радиальный маршрут, потребитель, поставщик, груз, транспортная задача.

Объект исследования: транспортные системы перевозки грузов.

Цель работы: планирование перевозок грузов.

Методы: при выполнении курсовой работы использовались математические, экономические и аналитические методы.

Результаты: построен опорный план методом минимума по строке и двойного предпочтения, построен оптимальный план закрепления потребителей за поставщиками, решена задача маршрутизации, рассчитаны потребности в транспортных средствах и показателей их работы, построены графики работы автомобилей на линии.

Содержание

• Введение
• 1. Исходные данные
• 2. Порядок выполнения работы
• 3. Модель транспортной задачи
• 4. Решение транспортной задачи методом МОДИ
• 4.1 Построение опорного плана методом минимума по строке
• 4.2 Построение опорного плана методом двойного предпочтения
• 4.3 Построение оптимального плана
• 5. Маршрутизация перевозок массовых грузов
• 6. Формирование радиальных маршрутов перевозки грузов
• 7. Расчет потребности в транспортных средствах и показателей их работы
• 7.1 Расчет показателей работы автомобилей на изолированных маршрутах
• 7.2 Расчет показателей работы автомобилей на радиальных маршрутах
• 8. Построение графиков работы автомобилей на линии
• Заключение
• Библиографический список
• Введение
• Автомобильный транспорт - одна из важнейших отраслей народного хозяйства, развивается как неотъемлемая часть единой транспортной системы. В современных условиях дальнейшее развитие экономики немыслимо без хорошо налаженного транспортного обеспечения. От его чёткости и надёжности во многом зависят трудовой ритм предприятий промышленности, строительства и сельского хозяйства. Он обеспечивает наряду с другими видами транспорта рациональное производство и обращение продукции промышленности и сельского хозяйства, удовлетворяет потребности населения в перевозках.
• Рост объёма перевозок требует совершенствования организации транспортного процесса и на базе этого повышение эффективности автомобильных перевозок, что в значительной степени определяется подготовкой квалифицированных инженеров, владеющих научной теорией.
• Такая теория рассматривает закономерности, присущие транспортному процессу и методу их оптимизации.
• Производственное значение транспорта определяется объективной потребностью перемещения груза от места производства к месту потребления.
• На транспортном предприятии производственным процессом является перемещение грузов и людей - транспортный процесс.
• Главной задачей транспорта является своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках.
• Эффективность организации транспортного процесса и управление им, а, в конечном счете, и дальнейшее развитие автомобильного транспорта в значительной степени определяется подготовкой высококвалифицированных инженеров, владеющих научной теорией. Теория транспортного процесса рассматривает присущие ему закономерности и методы оптимизации. На базе этой теории строится организация перевозок и осуществляется управление ими.
• Цель курсовой работы: спроектировать автотранспортную систему перевозок грузов и рассчитать показатели ее работы.
• Задачи: 1) закрепление потребителей за поставщиками; 2) маршрутизация перевозок грузов; 3) идентификация типа транспортной системы; 4) определение показателей работы транспортных средств в системе; 5) согласование работы транспорта и погрузочно-разгрузочных средств.

1. Исходные данные

Исходные данные:

- схема транспортной сети (рис. 1.1);

- варианты задания (табл. 1.1);

- расстояние перевозок (табл. 1.2).

Режим работы пунктов погрузки-разгрузки - односменный, начало работы - 8.00 ч.

Рис. 1.1- Схема транспортной сети

Таблица 1.1 - Варианты заданий

Марка автомобиля	Вид груза	Грузо-отправитель	Наличие груза, т	Грузо-получатель	Потребность в грузе, т	Время работы системы Тс, ч
КамАЗ-53212 + СЗАП 83571	Плиты железо-бетонные	А 1	600	Б 1	270	9,0
		А 2	305	Б 2	330
		А 3	160	Б 3	305
		А 4	225	Б 4	160
				Б 5	225

Таблица 1.2 - Расстояние перевозок, км

Расстояние перевозок, км
А 1Б 2	А 1Б 4	А 1АТП	А 2Б 1	А 2Б 4	А 2Б 5	А 3Б 5	А 3АТП	Б 4Б 2	А 4Б 4	Б 1АТП	Б 3АТП	Б 2Б 3	Б 3Б 1	Б 5Б 1
26.0	23.0	3.0	22.0	17.0	8.0	11.0	2.0	12.0	10.0	22.0	12.0	6.0	20.0	15.0

2. Порядок выполнения работы

Порядок исполнения работы представлен на рис. 2.1

Рис. 2.1- Порядок выполнения курсовой работы

3. Модель транспортной задачи

При решении планово-экономических задач наибольшее распространение получили методы линейного программирования.

Для любых задач линейного программирования характерны три следующих условия:

- наличие системы взаимосвязанных факторов;

- строгое определение критерия оценки оптимальности;

- точная формулировка условий, ограничивающих использование наличных ресурсов.

Классическая модель транспортной задачи формулируется так: имеется m пунктов производства с фиксированными ресурсами груза a_i(i = 1, …, m); n пунктов назначения с заданными объемами потребления данного груза b_j(j = 1, …, n); при этом предполагается, что суммарный спрос равен суммарному предложению (закрытая модель транспортной задачи, (1)).

, (3.1)

Все пункты связаны транспортной сетью, и для каждой транспортной коммуникации известны удельные показатели эффективности ее использования C_ij. Требуется организовать систему перевозок, обеспечивающую полное удовлетворение потребностей с наибольшим эффектом.

Показатели эффективности в транспортной задаче могут быть различными: например, расстояние от поставщиков до потребителей в том случае, если необходимо обеспечить минимум транспортной работы (ткм); стоимостные показатели (тарифы, себестоимость перевозок и т.д.), если задачи решаются с целью обеспечения минимизации транспортных затрат; временные показатели (доставка грузов в кратчайшие сроки) при перевозке скоропортящихся грузов и др.

Экономико-математическая модель транспортной задачи в общем виде выглядит следующим образом.

Найти величины x_ij, минимизирующие функционал:

; (3.2)

; (3.3)

; (3.4)

где i - количество поставщиков;

j - количество потребителей;

ai- ограничения по предложению;

b_j- ограничения по спросу;

C_ij - элементы целевой функции, км;

x_ij- объем корреспонденции между i-й и j- й точками.

Объемы перевозок должны быть неотрицательны: x_ij> 0.

Для решения транспортной задачи линейного программирования разработаны специальные методы, позволяющие из множества возможных решений найти оптимальное. Одним из таких методов является модифицированный распределительный метод (метод МОДИ), который достаточно прост и не требует большой специальной подготовки исполнителей.

4. Решение транспортной задачи методом МОДИ

автомобиль маршрут перевозка груз

Последовательность решения транспортной задачи линейного программирования методом МОДИ можно представить схематически (рис. 4.1) Задача закрепления потребителей за поставщиками груза формулируется следующим образом: имеется несколько поставщиков и получателей транспортно-однородного груза. Известны объемы наличия груза у каждого поставщика и потребности в нем у каждого получателя, а также расстояния между грузоотправителями и грузополучателями. Необходимо закрепить потребителей за поставщиками так, чтобы объем транспортной работы (в тонно-километрах) был минимальным.

Решим задачу закрепления потребителей за поставщиками для трех грузоотправителей и четырех грузополучателей. Пусть имеется три грузообразующих точки А 1, А 2, А 3, А 4 из которых следует вывезти однородный груз четырем потребителям (Б 1, Б 2, Б 3, Б 4,Б 5) в объеме соответственно 600, 305, 160, 225 т. При этом потребителю Б 1 необходимо доставить 270 т груза, Б 2-330, Б 3-305, Б 4-160, Б 5-225.

Рис. 4.1- Схема выполнения расчета

Расстояние между грузоотправителями и потребителями указаны в табл. 4.1 (матрица кратчайших расстояний).

Таблица 4.1- Расстояние между грузоотправителями и потребителями

Грузополучатель	Грузоотправитель
	А 1	А 2	А 3	А 4
Б 1	25	22	24	29
Б 2	26	29	20	22
Б 3	15	33	14	28
Б 4	23	17	28	10
Б 5	16	8	11	15

Необходимо так закрепить потребителей за грузоотправителями, чтобы общая транспортная работа была минимальной.

Матрица исходных данных имеет следующий вид (табл. 4.2). В представленном примере наличие груза равно потребности в грузе (1290 т), т.е. имеем закрытый тип транспортной задачи.

Таблица 4.2 - Матрица исходных данных

Грузополучатель	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	A1	A2	A3	A4
Б 1	25	22	24	29	270
Б 2	26	29	20	22	330
Б 3	15	33	14	28	305
Б 4	23	17	28	10	160
Б 5	16	8	11	15	225
Наличие груза, т	600	305	160	225	1290

Итерационный процесс по отысканию оптимального плана транспортной задачи начинают с нахождения опорного плана перевозок. От качества построения допустимого плана, т.е. насколько он будет близок к оптимальному, во многом зависит трудоемкость последующих вычислений. Существует несколько методов построения опорного плана. Рассмотрим построение опорного плана методами минимума по строке и двойного предпочтения.

4.1 Построение опорного плана методом минимума по строке

При построении допустимого плана методом минимума по строке порядок распределения груза по клеткам матрицы следующий:

- отыскивают клетку с минимальным расстоянием C_ij в первой строке и в ней записывают возможную загрузку;

- если наличие груза по первой строке не исчерпано (b_ja_i), то в этой же строке отыскивают следующую клетку с минимальным расстоянием и заносят в нее возможную загрузку;

- после распределения всего груза по первой строке переходят к распределению груза по следующей строке, причем только в клетках тех строк, которые еще полностью не загружены, и такие действия производят до полного распределения всего груза по клеткам матрицы;

- в последней строке записывают загрузку в клетки тех потребителей, которые остались еще неудовлетворенными, независимо от величины C_ij.

Таблица 4.3 - Построение опорного плана методом минимума по строке

Грузополучатель	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	A1	A2	A3	A4
Б1	25	22 270	24	29	270
Б2	26	29	20 160	22 170	330
Б3	15 305	33	14	28	305
Б4	23 70	17 35	28	10 55	160
Б5	16 225	8	11	15	225
Наличие груза, т	600	305	160	225	1290

В строке Б1 минимальное расстояние имеет клетка А2Б 1. Потребность в грузе у Б1 (270 т) полностью удовлетворяется наличием в А2 (305 т), после этого у грузоотправителя осталось 35 т.

В строке Б2 минимальное расстояние имеет клетка А3Б2. Потребность в грузе у Б2 (330 т), но в наличии у А3 только 160 т. Поэтому удовлетворить потребность полностью мы не можем. В клетке А3Б2 записываем 160 т, далее выбираем вновь клетку с минимальным расстоянием. В данном случае эта клетка А4Б2 (170т), потребность в грузе удовлетворена. После этого у грузоотправителя А 4 осталось 55 т.

В строке Б3 минимальное расстояние имеет клетка А3Б3. Потребность в грузе у Б3 (305 т), но в наличие у А3 нет груза, поэтому удовлетворить потребность мы не можем. В клетке А3Б3 ничего не записываем, далее выбираем клетку с минимальным расстоянием. Эта клетка А1Б3. Потребность в грузе у Б3 (305 т) полностью удовлетворяется наличием в А3 (600т).

В строке Б4 минимальное расстояние имеет клетка А4Б4. Потребность в грузе у Б 4 (160т), но в наличие у А4 только 55т. Поэтому удовлетворить потребность полностью мы не можем. В клетке А4Б4 записываем 55 т, далее выбираем вновь клетку с минимальным расстоянием. В данном случае эта клетка А2Б4. Потребность в грузе у Б4 (105т), но в наличие у А2 только 35т. Поэтому удовлетворить потребность полностью мы не можем. В клетке А2Б4 записываем 35 т, далее выбираем вновь клетку с минимальным расстоянием. В данном случае эта клетка А1Б4. Потребность в грузе удовлетворена (70т). После этого у грузоотправителя А 1 осталось 225 т.

В строке Б5 потребность в грузе удовлетворяется наличием груза в пункте А1 (225 т).

Далее находим грузооборот (Р) путем суммы произведений в загруженных клетках расстояния и массы перевозимого груза.

Р=

4.2 Построение опорного плана методом двойного предпочтения

Построение опорного плана методом двойного предпочтения заключается в следующем:

- вначале выбирают и отмечают знаком (Х) наименьшее расстояние в каждой строке;

- затем это же делают по столбцам;

- клетки, имеющие две отметки, загружают в первую очередь, помещая в них максимально возможные объемы перевозок;

- затем загружают клетки, отмеченные один раз;

- нераспределенный груз направляют в неотмеченные клетки, расположенные на пересечении неудовлетворенных строки и столбца.

Таблица 4.4 - Построение опорного плана методом двойного предпочтения

Грузополучатель	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	A1	A2	A3	A4
Б1	25 190	x 22 80	24	29	270
Б2	26 105	29	x 20 160	22 65	330
Б3	x 15 305	33	x 14	28	305
Б 4	23	17	28	xx 10 160	160
Б5	16	хx 8 225	x 11	15	225
Наличие груза, т	600	305	160	225	1290

Количество груза, помещаемое в каждую клетку, определяется наименьшей величиной груза у соответствующего поставщика или потребностью в грузе у соответствующего потребителя. Так, в табл. 4.4 в клетку А4Б4, отмеченную дважды, следует поместить 160 т груза, у грузоотправителя остается 65 т. В клетку А2Б5, отмеченную дважды, вписываем 225 т груза, у грузоотправителя остается 80 т. Все дважды отмеченные клетки загружены. Следующей загружается клетка с одним знаком А3Б2 160 т, у грузоотправителя не остается груза; А1Б3 - 160 т, остается потребность 170 т. Следующей загружается клетка с одним знаком А1Б3 305 т, у грузоотправителя остается 295т. груза; А1Б3 - 305 т, потребность удовлетворена полностью.

Все отмеченные знаками клетки загружены, но осталась неудовлетворенной потребность грузополучателя Б1 и Б2. У грузоотправителя А1 остался нераспределенный груз (190 т). Разместим этот груз в клетке А1Б1 - 190 т. У грузоотправителя остался не распределенный груз. На пересечении строки Б2 и столбцом А1 загружаем клетку - 105 т. У грузоотправителя А 4 остался нераспределенный груз (65 т). Разместим этот груз в клетке А4Б2 - 65 т. Весь груз распределён.

Далее находим грузооборот (Р) путем суммы произведений в загруженных клетках расстояния и массы перевозимого груза.

Р=

4.3 Построение оптимального плана

Выбираем опорный план методом двойного предпочтения, поскольку у него наименьший грузооборот (21845 ткм). Пока остается неясным, является ли полученное в табл. 4.4 распределение перевозок оптимальным. Для проверки оптимальности полученного распределения находят цифровые индексы, проставляемые в клетках вспомогательных строки и столбца (таблица 4.5).

Таблица 4.5 - Построение оптимального плана (Этап 1)

Грузополучатель	Вспомогательные	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	Строка	A1	A2	A3	A4
	Столбец	25	22	19	21
		25 190	22 80
Б 2	1	26 105	29	20 160	22 65	330
Б 3	-10	15	33	14	28	305
		305
Б 4	-11	23	17	28	10 160	160
Б 5	-14	16	8 225	11	15	225
Наличие груза, т	600	305	160	225	1290

В клетке вспомогательного столбца, соответствующей первой строке, записывают ноль. Остальные индексы рассчитывают исходя из того, что величина расстояния, записанная в загруженной клетке (загруженными называются те клетки матрицы, в которых проставлены цифры загрузки), должна быть равна сумме индексов в соответствующих клетках вспомогательных строки и столбца.

_i + _j = C_ij, (4.5)

где _i - индекс в клетке вспомогательной строки;

_j - индекс в клетке вспомогательного столбца;

C_ij- расстояние в загруженной клетке.

Для нахождения всех числовых значений индексов необходимо, чтобы число загруженных клеток в матрице равнялось числу

m + n - 1, (4.6)

где m- число столбцов в матрице;

n - число строк в матрице.

Если количество загруженных клеток в матрице будет меньше числа (m + n - 1), то необходимо искусственно догрузить недостающее количество клеток, для этого в них записывают ноль. Ноль следует ставить в такую незагруженную клетку матрицы, в которой имеется минимальное расстояние (из числа незагруженных клеток) и один индекс для нее известен.

В соответствии с правилом в клетке вспомогательного столбца ₁ записываем ноль, затем находим индекс ₁ для столбца А 2, подставляя в выражение (5):

₁ + ₁ = С _ij;₁ = 0 ; ₂ + 0 = 25,

следовательно, ₁ = 25.

В столбце А1 имеем загруженную клетку А1Б2, по ней можем определить индекс строки, подставив соответствующие значения в выражение (5), получаем, что в₂ = 1. В столбце А1 имеем загруженную клетку, поэтому можем найти индекс строки Б 3, равный в₃ = -10 . Далее по аналогии проставляем дальнейшие индексы, результаты которые записаны в табл. 4.5.

После определения вспомогательных индексов находим в матрице потенциальные клетки. Потенциальной называется незагруженная клетка, у которой сумма цифровых индексов вспомогательных строки и столбца больше проставленного в ней расстояния, т.е.

_i +_jC_ij. (4.7)

Рассматриваем последовательно незагруженные клетки матрицы (см. табл. 4.4). Находим потенциальную клетку: А 3Б 1. Для клетки А 3Б 1 сумма индексов ₃ + ₅= 19+0 = 19, а расстояние - 24, данная клетка не является потенциальной, поскольку правило 4.7 не соблюдается. Далее производим аналогичные расчеты.

Величины потенциала записывают в левых верхних углах потенциальных клеток в кружочке или со знаком "+". Величина потенциала показывает, что если перераспределить загрузку в потенциальные клетки, то на каждую тонну перемещенного груза может быть получена экономия в расстоянии перевозок.

Наличие потенциальных клеток в матрице говорит о том, что составленный вариант закрепления получателей за поставщиками не является оптимальным и может быть улучшен. Улучшение плана перевозок достигается перемещением загрузки в потенциальные клетки. В данном случае потенциальные клетки отсутствуют.

Таблица 4.6 - Оптимальный план закрепления потребителей за поставщиками

Грузополучатель	Вспомогательные	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	строка	А 1	А 2	А 3	А 4
	Столбец	25	22	19	21
Б 1	0	25 190	22 80	24	29	270
Б 2	1	26 105	29	20 160	22 65	330
Б 3	-10	15 305	33	14	28	305
Б 4	-11	23	17	28	10 160	160
Б 5	-14	16	8 225	11	15	225
Наличие груза, т	600	305	160	225	1290

5. Маршрутизация перевозок массовых грузов

Рассмотрим решение задачи маршрутизации на примере оптимального плана закрепления потребителей за поставщиками, полученного выше методом совмещенных планов.

Для разработки рациональных маршрутов в матрицу оптимального закрепления (см. табл. 4.5) вписываем лучший опорный план (см. табл. 4.4). Эти цифры пишем в скобках. Таким образом, получаем матрицу совмещённых планов (табл. 5.1).

По плану необходимо завести из А1 в Б1 - 190т, из А1 в Б2 - 105т, из А1 в Б3 - 305т, из А2 в Б1 - 80т, из А2 в Б5 - 225т, из А3 в Б2 - 160т, из А4 в Б2 - 65т, а также из А4 в Б4 - 160т.

В первую очередь выявляются маятниковые маршруты с обратным порожним пробегом. Если в клетке матрицы записано два числа, то это указывает на наличие маятникового маршрута. Объем перевозок на таком маршруте определяется меньшим числом, записанным в данной клетке. Так, в клетке А1Б1 получен маятниковый маршрут А1Б1-Б1А1. Так как величина чисел вне скобки и в скобках одинакова, то на данном маршруте должно быть перевезено 190 т груза. При дальнейшем рассмотрении использованные цифры из матрицы исключаются и в последующих распределениях не участвуют.

Таблица 5.1- Матрица совмещенных планов

Грузополучатель	Вспомогательные	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	строка	А1	А2	А3	А4
	Столбец	25	22	19	21
Б1	0	25 190 (190)	22 80 (80)	24	29	270
Б2	1	26 105 (105)	29	20 160 (160)	22 65 (65)	330
Б3	-10	15 305 (305)	33	14	28	305
Б4	-11	23	17	28	10 160 (160)	160
Б5	-14	16	8 225 (225)	11	15	225
Наличие груза, т	600	305	160	225	1290

Согласно таблице 5.1 сформированы маятниковые маршруты:

1) А1Б1-Б1А1, объем перевозок 190 т;

2) А1Б2-Б2А1, объем перевозок 105 т;

3) А1Б3-Б3А1, объем перевозок 305 т;

4) А2Б1-Б1А2, объем перевозок 80 т;

5) А2Б5-Б5А2, объем перевозок 225 т;

6) А3Б2-Б2А3, объем перевозок 160 т;

7) А4Б2-Б2А4, объем перевозок 65 т;

8) А4Б4-Б4А4, объем перевозок 160 т.

После выявления всех маятниковых маршрутов составляют кольцевые маршруты. Для этого из загруженной клетки матрицы совмещенных планов, означающей наличие груза, строят замкнутые контуры. Контур строят таким образом, чтобы все его вершины лежали в клетках матрицы, в которых имеется число (либо в скобках, либо без скобок), причем вершины с наличием груза должны чередоваться с клетками, в которых цифра находится в скобках. Замкнутый маршрут, построенный таким образом, будет обозначать кольцевой маршрут с определенным числом пунктов погрузки и разгрузки.

Количество перевезенного груза на маршруте определяется:

Q_m = Q_e (n/2), (5.1)

где Q_e - количество груза, перевезенного за одну ездку (наименьшая цифровая загрузка в одной из вершин контура);

n - число сторон контура.

Коэффициент использования пробега на маршруте определяется по формуле:

= l_ге / (l_ге + l_х). (5.2)

При условии, если коэффициент использования пробега в>0,5, то маршрут имеет право на существование.

В данной работе отсутствуют кольцевые маршруты.

6. Формирование радиальных маршрутов перевозки грузов

Ранее ученые полагали, что по итогам решения задачи маршрутизации получаются изолированные маятниковые маршруты с обратным негруженым пробегом и кольцевые маршруты. В действительности результаты более сложные [6]. Поскольку некоторые маршруты начинаются в одном пункте, то это говорит об образовании радиальной схемы, отдельные ветви которой подобны маятниковым и кольцевым схемам.

Некоторые спроектированные схемы (маршруты) начинаются или заканчиваются в одном грузовом пункте. Данный факт указывает на наличие радиальной конфигурации технологической схемы доставки груза, а не просто изолированных друг от друга маятниковых схем [3],[4].

Характеристика полученных технологических схем перевозки груза представляется в таблице (см. таблицу 6.1).

Таблица 6.1 - Характеристика технологических схем перевозки груза

№ п/п	СхемАисполнения доставки груза	Объем перевозок, т	Пробег с грузом, км	Общий пробег, км	n
Маятниковые маршруты
1	А3Б2-Б2А3	160	20	40	1
Радиальные маршруты
1	А1Б1-Б1А1	190	25	50	1
	А1Б2-Б2А1	105	26	52	1
	А1Б3-Б3А1	305	15	30	1
2	А2Б1-Б1А2	80	22	44	1
	А2Б5-Б5А2	225	8	16	1
3	А4Б2-Б2А4	65	22	44	1
	А4Б4-Б4А4	160	10	20	1

Таким образом, получены одна маятниковая и три радиальные схемы перевозки груза. Конфигурацию полученных радиальных схем необходимо представить для наглядности в виде рисунков.



Рисунок 6.1 - Радиальные схемы перевозок груза

7. Расчет потребности в транспортных средствах и показателей их работы

Разработанные модели описания функционирования автомобилей указывают, что для расчета потребности в транспортных средствах в рассмотренных ситуациях в общем случае необходимо воспользоваться определенной системой зависимостей.

7.1 Расчет показателей работы автомобилей на изолированных маршрутах

Если перевозки выполняются на изолированных маршрутах, то для определения показателей работы автомобилей используется модель работы автомобилей на маятниковых и кольцевых маршрутах.

Описательное содержание алгоритма представляет собой следующее:

1. Ввод исходной информации. Для выполнения расчетов необходима следующая информация:

- информация о маршруте перевозки:

l_гj ; l_хj - величины пробега автомобиля соответственно с грузом и без груза на j - м звене маршрута, км;

V_т - средняя техническая скорость автомобилей, км/ч;

t_п; t_в - время выполнения соответственно погрузочных и разгрузочных работ, ч;

Т_с - плановое время работы системы в течение суток, ч;

Qпред_j - суточный объем предъявленного к перевозке груза на j - м маршруте на планируемый период;

- коэффициент использования грузоподъемности подвижного состава;

q - грузоподъемность подвижного состава, т.

2. Определение времени оборота автомобиля на маршруте.

Определяется как суммарное время выполнения операций транспортного процесса без учета возможных простоев транспортных средств в ожидании погрузки

(7.1)

где l_м - длина маршрута, км.

3. Определение возможного времени работы i-го автомобиля на маршруте. Рассчитывается с учетом очередности выхода из автопредприятия

Т_мi = Т_с - t_п (i - 1) (7.2)

где i - порядковый номер выхода автомобиля на линию.

4. Определение числа оборотов и объема перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем. Исходя из целочисленности количества оборотов и условия выполнения последнего оборота на маршруте

(7.3)

где n - количество ездок за оборот на маршруте.

5. Определение объема груза, перевозимого i-м автомобилем

Q_i = Z_еi q (7.4)

Расчет потребности в транспортных средствах выполняется по определенной процедуре, которая заключается в том, что рассчитывается возможный объем работы первого запускаемого в систему автомобиля, сравнивается с плановым заданием для системы и, если плановый объем оказывается больше, то рассчитывается объем работы второго автомобиля, и затем суммарный объем работы обоих автомобилей сравнивается с плановым и так далее. Эти операции выполняются до тех пор, пока не окажется ситуация, что

(7.5)

где - суммарный объем, который может выполнить Аэ автомобилей, выпущенных на маршрут, т.

Любая автотранспортная система обладает определенной пропускной способностью. Пропускная способность определяется максимальным количеством автомобилей, которое может быть обслужено в данной системе по возможностям погрузочно-разгрузочных пунктов. Один пост пункта погрузки (разгрузки) может обслужить количество автомобилей

, (7.6)

Расчет количества автомобилей по формуле (7.5) продолжается до тех пор, пока не будет выполнено условие (7.6). После достижения данного результата начинает работу вторая группа автомобилей, которая работает на втором посту. Это выражается в том, что расчет показателей работы второй группы начинается сначала, т.е. в формуле (7.2) показатель i снова становится равным единице.

Таким образом, в итоге получаем, что для выполнения планового задания необходимо определенное количество автомобилей и постов, за которыми закреплены группы автомобилей.

Результаты расчетов по каждому маршруту, автомобилю и посту сводятся в таблицу 7.1.

Рассмотрим маятниковый маршрут А 3Б 2-Б 2А 3. Норма средне технической скорости для автомобиля с грузоподъемностью до 7 т примем равной 25 км/ч, а если грузоподъемность свыше 7 т, то равной 24 км/ч [1].

Время погрузо-разгрузочных операций примем, равной 2,50 мин [5]. Грузоподъемность нашего автомобиля q= 20,5 т [2]. Необходимо перевести t_пв в часы.

Время погрузки и выгрузки для штучных грузов:

(7.7)

t_о = + 0,8542= 2,52 ч;

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 3 * 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43*(2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 3 * 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 3} = 9 - 0,43* (3 - 1) = 8,14 ч;

езд;

Q₃ = 3* 20,5*1 = 61,5

Последний автомобиль повезет 37 т из возможных 61,5 т. и совершит 2 ездки:

езд;

автомобилей.

Для перевозки 160 т груза по маятниковому маршруту А 3Б 2-Б 2А 3 требуется 3 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 5 автомобилей.

7.2 Расчет показателей работы автомобилей на радиальных маршрутах

Если перевозки выполняются на радиальных маршрутах, то для определения показателей работы автомобилей используется модель, отличающаяся от представленной выше.

Основные отличия заключаются в следующем:

1) необходимость учета пропускной способности центрального пункта радиального маршрута;

2) необходимость учета приоритета обслуживания клиентов на ветвях радиального маршрута.

Режим (продолжительность) работы центрального пункта является фактором, определяющим пропускную способность системы. В соответствии с этим продолжительность работы центрального пункта Т_ц.п определяет плановую продолжительность функционирования всей системы Т_с, следовательно

Т_c = Т_ц.п,. (7.8)

В первую очередь необходимо определить условие не превышения объема груза, предъявляемого к перевозке по всем ветвям ССДГ максимально возможному количеству груза, которое может пропустить центральный пункт Q_ц.п,.

(7.9)

где Q_ц.п. - максимально возможное количество груза, которое может пропустить центральный пункт системы, т (технологическая характеристика центрального пункта); Q_h- объем груза, предъявленный к перевозке по h-ой ветви системы, т.

Q_ц.п. = Z_ц.п. q (7.10)

Максимально возможное количество машинозаездов, которое может обслужить центральный пункт системы (Z_ц.п) за время работы, определяется по формуле:

, (7.11)

где [x] - целая часть числа X; t_ц.п. - продолжительность погрузки (разгрузки) на посту в центральном пункте, ч; T_ц.п. - продолжительность функционирования центрального грузового пункта, ч; X_цп. - количество грузовых постов в центральном пункте системы (изначально принимается равным единице).

Если после выполненных расчетов условие (7.10) не выполняется, то для обслуживания автомобилей одного поста в центральном пункте системы недостаточно. Количество постов в таком случае будет определяться по формуле

, (7.12)

Полученное значение округляется в большую сторону.

При определении приоритета обслуживания клиентов в первую очередь планируется отправка и соответственно производится расчет по той ветви (клиенту), который заявил наибольшее количество груза, т.е. с наибольшим значением Q_h.

В остальном порядок расчета потребности в автомобилях аналогичен рассмотренному выше, т.е. на изолированных маршрутах.

Расчеты последовательно производятся для всех ветвей радиального маршрута, после чего определяют потребность в подвижном составе в целом для маршрута путем суммирования потребности в автомобилях, рассчитанной для всех ветвей системы отдельно.

В результате исполнения разного по величине объема перевозок на звене ветви системы транспортная схема перевозок для автомобиля может трансформироваться в транспортные схемы с меньшим количеством звеньев. Например, по мере вывоза груза из первого пункта погрузки транспортная схема для этого автомобиля может трансформироваться из трехзвенной кольцевой схемы в двухзвенную, и далее - в маятниковую с обратным не гружёным пробегом транспортную схему.

Такая организация выполнения перевозок позволяет улучшить использование транспортных средств, сократить потери рабочего времени и объясняет ситуации, когда на некоторых звеньях план перевозок не выполняется.

Результаты расчетов по радиальным схемам также сводятся в таблицу 7.1.

По формулам 7.10-7.12 определим количество постов на первом радиальном маршруте А1Б1-Б1А1, А1Б2-Б2А1, А1Б3-Б3А1:

машинозаезд;

Q_ц.п. = 21* 20,5*1=430,5 т;

поста.

Следовательно, на данном радиальном маршруте будут работать 2 поста. Рассмотрим наиболее груженную ветку А1Б3-Б3А1 (305 т)

ч;

ч;

t_о = 30/24+ 0,8542= 2,104 ч.

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 4 * 20,5*1 = 82 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43* (2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 4 * 20,5*1 = 82 т.

Т_{м 3} = 9 - 0,43*(3 - 1) = 8,14 ч;

езд;

Q₃ = 4 * 20,5*1 = 82 т.

Т_{м 4} = 9 - 0,43* (4 - 1) = 7,71 ч;

езд;

Q₄ = 3* 20,5*1 = 61,5 т.

Автомобиль повезет 59 т из возможных 61,5 т и совершит 3 ездки:

езд.

автомобиля.

Для перевозки 305 т груза по маршруту А1Б3-Б3А41 требуется 4 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 4 автомобиля.

Рассмотрим следующую ветку А1Б1-Б1А1 (190 т)

ч;

ч;

t_о = 50/24+ 0,8542= 2,94 ч;

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 3 * 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43* (2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 3* 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 3} = 9 - 0,43*(3 - 1) = 8,14 ч;

езд;

Q₃ = 3* 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 4} = 9 - 0,43* (4 - 1) = 7,71 ч;

езд;

Q₄ = 3* 20,5*1 = 61,5 т.

Автомобиль повезет 5,5 т из возможных 61,5 т и совершит 1 ездку:

езд.

автомобилей.

Для перевозки 190 т груза по маршруту А1Б1-Б1А1 требуется 4 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 6 автомобилей.

Рассмотрим следующую ветку А1Б2-Б2А1 (105 т)

ч;

ч;

t_о = 52/24+ 0,8542= 3,03 ч;

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 3 * 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43* (2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 3* 20,5*1 = 61,5 т.

Автомобиль повезет 43,5 т из возможных 61,5 т и совершит 2 ездки:

езд.

автомобилей.

Для перевозки 105 т груза по маршруту А1Б2-Б2А1 требуется 2 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 7 автомобилей.

Определим количество постов на втором радиальном маршруте А 2Б 1-Б 1А 2, А 2Б 5-Б 5А 2:

машинозаезд;

Q_ц.п. = 21 * 20,5*1= 430,5 т;

пост.

Следовательно, на данном радиальном маршруте будет работать 1 пост. Рассмотрим наиболее груженную ветку А2Б5-Б5А2 (225 т)

ч;

ч;

t_о = 16/24+ 0,8542= 1,521 ч;

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 6 * 20,5*1 = 123 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43* (2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 5* 20,5*1 = 102,5 т.

Автомобиль повезет 102 т из возможных 102,5 т и совершит 5 ездок:

езд;

автомобиля.

Для перевозки 225 т груза по маршруту А2Б5-Б5А2 требуется 2 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 3 автомобиля.

Рассмотрим следующую ветку А2Б1-Б1А2 (80 т)

ч;

ч;

t_о = 44/24+ 0,8542= 2,6875 ч;

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 3 * 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43* (2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 3* 20,5*1 = 61,5 т.

Автомобиль повезет 18,5 т из возможных 61,5 т и совершит 1 ездку:

езд;

автомобилей.

Для перевозки 80 т груза по маршруту А2Б1-Б1А2 требуется 2 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 6 автомобилей.

Определим количество постов на третьем радиальном маршруте А4Б4-Б4А4, А4Б2-Б2А4:

машинозаезд;

Q_ц.п. = 21 * 20,5*1= 430,5 т;

пост.

Рассмотрим наиболее груженную ветку А4Б4-Б4А4 (160 т)

ч;

ч;

t_о = 20/24+ 0,8542= 1,6872 ч;

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 5 * 20,5*1 = 102,5 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43* (2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 5* 20,5*1 = 102,5 т.

Автомобиль повезет 57,5 т из возможных 102,5 т и совершит 3 ездки:

езд;

автомобиля.

Для перевозки 160 т груза по маршруту А4Б4-Б4А4 требуется 2 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 3 автомобиля.

Рассмотрим следующую ветку А4Б2-Б2А4 (65 т):

ч;

ч;

t_о = 44/24+ 0,8542= 2,6875 ч;

Т_{м 1} = 9 - 0,43* (1 - 1) = 9 ч;

езд;

Q₁ = 3 * 20,5*1 = 61,5 т.

Т_{м 2} = 9 - 0,43* (2 - 1) = 8,57 ч;

езд;

Q₂ = 3* 20,5*1 = 61,5 т.

Автомобиль повезет 3,5 т из возможных 61,5 т и совершит 1 ездку:

езд;

автомобилей.

Для перевозки 65 т груза по маршруту А4Б4-Б4А4 требуется 2 автомобиля, а пропускная способность автотранспортной системы 6 автомобилей.

Все рассчитанные показатели работы автомобилей представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Сводная таблица показателей работы автомобилей на маршрутах

№ п\п	Шифр маршрута	Номер поста	Порядковый номер а/м	tо, ч	Тм, ч	Zе	Qi, т
Маятниковый маршрут
1	А3Б2-Б2А3	1	1-й	2,52	9	3	61,5
			2-й	2,52	8,57	3	61,5
			3-й	2,52	8,14	2	37
Радиальные маршруты
2	А1Б1-Б1А1	1	1-й	2,941	9	3	61,5
			2-й	2,941	8,57	3	61,5
			3-й	2,941	8,14	3	61,5
			4-й	2,941	7,71	1	5,5
	А1Б2-Б2А1	1	1-й	3,03	9	3	61,5
			2-й	3,03	8,57	2	43,5
	А1Б3-Б3А1	1	1-й	2,10	9	4	82
			2-й	2,10	8,57	4	82
			3-й	2,10	8,14	4	82
			4-й	2,10	7,71	3	59
3	А2Б1-Б1А2	1	1-й	2,69	9	3	61,5
			2-й	2,69	8,57	1	18,5
	А2Б5-Б5А2	1	1-й	1,52	9	6	123
			2-й	1,52	8,57	5	102
4	А4Б2-Б2А4	1	1-й	2,69	9	3	61,5
			2-й	2,69	8,57	1	3,5
	А4Б4-Б4А4	1	1-й	1,69	9	5	102,5
			2-й	1,69	8,57	3	57,5
Итого	8	21	-	-	65	1290

Как видно из таблицы 7.1, общая потребность в автомобилях составит 21 единицу. Плановый объем перевозок по всем ветвям и радиальным маршрутам выполнен.

8. Построение графиков работы автомобилей на линии

Соблюдение графиков работы автомобилей позволяет свести к минимуму простои подвижного состава и погрузочно-разгрузочных средств вследствие несогласованной их работы.

График строится следующим образом. Продолжительность операций транспортного процесса известна. Время погрузки и разгрузки задано, время движения автомобиля с грузом и без груза рассчитывается исходя из пройденного расстояния и технической скорости.

По оси абсцисс, в принятом масштабе, откладываются длительности операций каждого оборота на соответствующей ветви радиальной схемы, по оси ординат - порядковые номера автомобилей. Сначала производят построение графика для первого автомобиля, потом для второго и т.д. При построении необходимо отслеживать моменты прибытия автомобилей в грузовые пункты, и если окажется так, что по прибытии автомобиля грузовой пост занят, то появится время ожидания выполнения погрузочно-разгрузочных работ.

При построении должно выполняться условие не превышения окончания времени работы автомобиля и времени окончания работы разгрузочного пункта, к которому направляется автомобиль на последней ездке.

При расчете расписания принимаются следующие приоритеты: при назначении отправки автомобилю следует отдавать приоритет отправке с наибольшим количеством не вывезенного груза. Для того чтобы отправка с наибольшей продолжительностью выполнения не оказалась последней для выполнения, они тоже должны рассматриваться в числе первых. Таким же образом следует поступать с отправками в адрес клиентов, время работы которых заканчивается раньше всех остальных.

При построении графика работы может оказаться так, что из-за потерь времени в ожидании погрузочно-разгрузочных операций расчетным количеством транспортных средств невозможно осуществить плановый объем перевозок или, наоборот, что запланировано излишнее количество автомобилей. Тогда для того, чтобы обеспечить вывоз груза, можно применить один из следующих способов:

изменить приоритет начала погрузки при совершении очередного оборота в графике автомобиля, приводящего к длительным простоям. Например, переназначить время начала исполнения оборота по одной ветви оборотом по другой ветви системы;

если система ненасыщенная и другие мероприятия не привели к желаемому результату, то возможно добавление еще одного автомобиля в систему, который осуществит перевозку остатка не вывезенного груза;

Если же запланировано излишнее количество автомобилей на ветвях радиальной транспортной схемы, то часть автомобилей будет работать неполное время в наряде и иметь значимые остатки неиспользуемого времени.

Скорее всего, после выполнения расчетов в п. 7., некоторые автомобили будут работать неполное время в наряде и выполнять одну-две ездки. Это существенно увеличивает потребность в автомобилях и затраты на перевозку.

Для повышения эффективности работы автомобилей необходимо при построении графиков осуществить переключение автомобилей с той ветви, где работа закончилась, на ту ветвь, где данный автомобиль сможет выполнить хоть часть запланированной работы другого автомобиля.

Оптимизированный график работы автомобилей в цепи поставок представлен в Приложении 1.

График работы автомобилей в цепи поставок, соответствующий расчетным данным не рационален. Автомобили на некоторых ветках радиальных маршрутов используются не рационально, например, работают до обеда, либо в послеобеденное время совершают слишком мало ездок, в то время как другие автомобили загружены в течение всего рабочего дня.

Для наиболее рациональной работы АТП автором предложены следующие изменения в расписании работы автотранспортных средств:

На ветке А1Б1-Б1А1 работает 1 пост и 4 автомобиля, где последний совершает 1 ездку, на ветке А4Б2-Б2А4 работает 2 автомобиля, и последний также совершает одну ездку, его можно переместить на ветку А1Б1-Б1А1.

На ветке А1Б2-Б2А1 работает 1 пост и 2 автомобиля, где последний совершает 2 ездки, на ветке А2Б5-Б5А2 работает 2 автомобиля, и первый, осуществляя последнюю одну ездку, не успевает доставить груз до окончания смены, его можно переместить на ветку А1Б2-Б2А1.

Таким образом, график работы автотранспортных средств в цепи поставок, благодаря своей наглядности, позволяет наиболее рационально распределить работу между всеми автомобилями АТП, что приведет к снижению простоев подвижного состава, отсутствии несогласованных ездок, оптимальному использованию подвижного состава и, как следствие, к снижению затрат на перевозку грузов. Количество автомобилей сократилось с 21 до 20.

Заключение

В заключение необходимо отметить, что в ходе курсовой работы были выполнены все рекомендации для расчета работы автотранспортных средств. В итоге, был составлен график работы подвижного состава АТП на всех радиальных маршрутах, которые были выявлены по данному варианту.

Проанализировав график, составленный на основе расчетных данных, был внесен ряд изменений, которые способствуют наиболее оптимальному расписанию работы подвижного состава.

Таким образом, выполнена основная цель курсовой работы: анализ полученных расчетных показателей и разработка конкретных рекомендаций по устранению выявленных недостатков работы автомобилей, оптимизация графика их работы в цепи поставок.

Библиографический список

1. Вельможин А.В., Гудков В.А., Миротин Л.Б., Куликов А.В. Грузовые автомобильные перевозки. Учеб.для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 560 с.

2. Кисуленко Б.В., венгеров И.А., Дементьев Ю.В. Краткий автомобильный справочник НИИАТ / Б.В. Кисуленко, И.А. Венгеров, Ю.В. Дементьев. - Изд-во "Финпол", 1994. - 335 с.

3. Кожин А.П., Мезенцев В.Н. Математические методы в планировании и управлении грузовыми автомобильными перевозками. М.: Транспорт, 1994. - 304 с.

4. Николин В.И., Витвицкий Е.Е., Мочалин С.М. Грузовые автомо-бильные перевозки: Монография / В.И. Николин, Е.Е. Витвицкий, С.М. Мочалин. - Изд-во "Вариант-Сибирь", 2004. - 480 с.

5. Нормы времени простоя автомобилей под погрузкой-разгрузкой. Справочник.

6. С.М. Мочалин, Д.И. Заруднев: Оперативное планирование перевозок грузов / ВС.М. Мочалин, Д.И. Заруднев: Методические указания к курсовой работе. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2013. - 52 с.

Размещено на Allbest.ru