Управление перевозками

Размещено на http://www.allbest.ru/

Управление перевозками

Реферат

Объект исследования: процесс перевозок грузов

Цель работы: планирование перевозок грузов.

Методы: при выполнении курсового проекта 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.

Введение

Основными задачами автомобильного транспорта являются полное и своевременное удовлетворение потребностей всех отраслей экономики и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы транспортной системы. Для этого необходимо совершенствовать процессы организации и управления перевозками, обеспечить дальнейшее совершенствование планирования работы транспорта, устранить нерациональные перевозки грузов, снизить транспортные издержки, расходы ресурсов на перевозку грузов.

В совершенствовании планирования на автомобильном транспорте значительное внимание должно быть уделено применению экономико-математических методов и ЭВМ.

Применение экономико-математических методов дает значительный экономический эффект, повышает использование подвижного состава и производительность труда на автомобильном транспорте, снижает транспортные издержки по всем отраслям производства.

Применение экономико-математических методов для решения практических задач связано с использованием для расчетов современных ЭВМ, однако при этом необходимо знать принципы соответствующих экономико-математических расчетов. Изучить их можно на примерах рассмотрения небольших по размерам задач, решение которых вполне возможно вручную.

В курсовой работе, выполняемой в течение всего семестра, студенты решают вопросы маршрутизации перевозок массовых грузов, рассчитывают показатели работы автомобилей на маршрутах, составляют график работы автомобилей на линии. В заключение работы необходимо проанализировать полученные показатели и дать конкретные рекомендации по устранению выявленных недостатков работы автомобилей.

1. Исходные данные

Исходные данные [1]:

- схема транспортной сети (рис. 1);

- марка автомобиля (табл. 1.1);

- вид груза (м. табл. 1.1);

- объем перевозок (см. табл. 1.1);

- время работы системы (см. табл. 1.1);

- расстояние перевозок (табл. 1.2).

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

Таблица 1.1- Варианты заданий

Номер варианта	Марка автомобиля	Вид груза	Грузоотправитель	Наличие груза, т	Грузополучатель	Потребность в грузе, т	Время работы системы Тс , ч
5	ЗИЛ 43410	Оконные профили	А1 А2 А3 А4	350 200 160 195	Б1 Б2 Б3 Б4 Б5	105 245 200 160 195	9,5

Таблица 1.2 - Расстояние перевозок, км

№вар	Расстояние перевозок, км
	А1Б2	А1Б4	А1 АТП	А2Б1	А2Б4	А2Б5	А3Б5	А3АТП	Б4Б2	А4Б4	Б1АТП	Б3АТП	Б2Б3	Б3Б1	Б5Б1
5	17	18	3	13	26	10	3,5	3	9,5	10	12	8	7	18	16

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 ai(i = 1,... , m) ; n пунктов назначения с заданными объемами потребления данного груза bj( j = 1, ... , n ); при этом предполагается, что суммарный спрос равен суммарному предложению (закрытая модель транспортной задачи) :

(3.1)

Все пункты связаны транспортной сетью, и для каждой транспортной коммуникации известны удельные показатели эффективности ее использования Cij. 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 хij , минимизирующие функционал:

Объемы перевозок должны быть неотрицательны: хij ?0.

где i - количество поставщиков;

j - количество потребителей;

ai - ограничения по предложению;

bj - ограничения по спросу;

Сij - элементы целевой функции, км ;

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

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

Последовательность решения транспортной задачи линейного программирования методом МОДИ можно представить схематически (рисунок 4.1) .

Процедуру решения транспортной задачи методом МОДИ рассмотрим на примере решения задачи закрепления потребителей за поставщиками груза.

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 четыре грузообразующих точки А1, А2, А3, А4 из которых следует вывезти однородный груз пятерым потребителям (Б1, Б2, Б3, Б4, Б5) в объеме соответственно 350, 200, 160, 195 т. При этом потребителю Б1 необходимо доставить 105 т груза, Б2 - 245, Б3 - 200, Б4 - 160 и Б5 - 195.

Расстояние между грузоотправителями и потребителями указаны в табл. 2 (матрица кратчайших расстояний).

Таблица 4.1 - Расстояние между грузоотправителями и потребителями

Грузополу-	Грузоотправитель
чатель	А1	А2	А3	А4
Б1	15	13	15	29
Б2	17	31,5	18	19,5
Б3	11	24,5	11	26,5
Б4	18	26	24	10
Б5	9,5	10	3,5	26

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

В представленном примере наличие груза равно потребности в грузе (1885 т), т.е. имеем закрытый тип транспортной задачи.

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 .

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

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

- если наличие груза по первой строке не исчерпано ( bj? ai ) , 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 Cij.

Рассмотрим построение опорного плана методом минимума по строке на примере вышеприведенных данных.

В строке Б1 минимальное расстояние имеет клетка А2Б1. Потребность в грузе у Б1 (105 т) удовлетворяется полностью, так как наличие у А2 = 200 т, у А2 остается 95т.

Таблица 4.2 - Построение опорного плана методом минимума по строке

Грузополучатель	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	А1	А2	А3	А4
Б1	15/	13 105	15 /	29 /	105
Б2	17245	31,5 /	18 /	19,5 /	245
Б3	11105	24,5 /	11 95	26,5 /	200
Б4	18	26 /	24 /	10 160	160
Б5	9,5/	10 95	3,5 65	26 35	195
Наличие груза, т	350	200	160	195	905

В строке Б2 минимальное расстояние имеет клетка А1Б2. Потребность в грузе у Б2 (245 т), полностью удовлетворяется. У грузоотправителя А1 остается 105 т.

В строке Б3 минимальное расстояние имеет клетка А1Б3. Потребность в грузе у Б3 (200 т), однако у А1 остаток = 105 т, далее отыскиваем клетку с минимальным расстоянием А3 и добавляем недостающий груз (95 т), после чего у А3 остается 65 т груза.

В строке Б4 минимальное расстояние имеет клетка А4Б4. Потребность в грузе у Б4 (160 т) полностью удовлетворяется, в А4 остается 35 т.

В строке Б5 минимальное расстояние имеет клетка А3Б5 потребность в грузе (195 т) удовлетворяется частично А3 65 т, далее распределяем оставшийся груз: из А2 оставшийся груз 95 т и из А4 35 т. Таким образом потребность полностью удовлетворена.

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.

Количество груза, помещаемое в каждую клетку, определяется наименьшей величиной груза у соответствующего поставщика или потребностью в грузе у соответствующего потребителя.

Сначала отыскиваем клетки, отмеченные «хх» и загружаем их:

А4Б4: Потребность в грузе у Б4 (160 т) удовлетворяется полностью, так как наличие у А4=195 т, у А4 остается 35т.

Далее загружаем клетку А3Б5: потребность у Б5=195 т, потребность удовлетворена частично, так как у А3 160 т, тогда в Б5 требуется еще 35 т груза.

После того, как все клетки отмеченные «хх» загружены, переходим к загрузке клеток, отмеченных «х». Следующая клетка А1Б5: потребность в грузе Б5=195 т, но так как грузоотправитель А3 удовлетворил потребность на 160 т, А1 отправляет только 35 т, таким образом потребность у Б5 полностью удовлетворена. Далее загрузим клетку А2Б1: потребность в грузе у Б1=105т, грузоотправитель А2 может полностью удовлетворить потребность и у него останется 95 т. Следующая клетка, отмеченная одним знаком, - А1Б2: потребность в грузе у Б2=245 т, грузоотправитель А1 может отправить 245 т и у него останется 70 т груза.

Дальше загружаем клетку А1Б3 потребность в грузе у Б3=200, но у А1 осталось только 70 т, поэтому распределяем 70 т.

Распределяем оставшийся груз по клеткам не отмеченным знаками «хх» и «х», неудовлетворенная потребность осталась только у Б3, следовательно поставщик А2 поставляет 95т поставщик А4 поставляет 35т, таким образом потребность в грузе полностью удовлетворена.

Таблица 4.3 - Построение опорного плана методом двойного предпочтения

Грузополучатель	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	А1	А2	А3	А4
Б1	15/	х 13 105	15 -	29 /	105
Б2	х 17245	31,5 /	18 -	19,5 -	245
Б3	x 11 70	24,5 95/	11 -	26,5 35	200
Б4	18/	26 /	24 /	хx 10 160	160
Б5	х 9,5 35/	x 10 -	хх 3,5 160	26 -	195
Наличие груза, т	350	200	160	195	905

После распределения груза по клеткам матрицы, можно рассчитать объем транспортной работы в тонно-километрах для каждого из полученных опорных планов. Для дальнейших операций выбирается опорный план, которому соответствует минимальная транспортная работа.

После получения допустимого плана перевозок производится промежуточная проверка: необходимо, чтобы количество груза, записанное по клеткам каждого столбца матрицы, равнялось объему производства в данном столбце, а количество груза, записанное по клеткам каждой строки матрицы, равнялось объему потребления в этой строке.

P=Q_i*l (4.1)

гдеQi - количество груза, которое необходимо перевезти, т.;

lj - расстояние перевозки, км.

Рассчитаем объем транспортной работы для опорного плана:

1)построенного методом минимума по строке: P=13*105+17*245+11*105+10*95+11*95+3,5*65+160*10+26*35=11418ткм

2)построенного методом двойного предпочтения:P=17*245+11*70+9,5*35+13*105+24,5*95+3,5*160+26,5*35+160*10=12047,5ткм

Для дальнейшего рассмотрения выбираем опорный план, построенный с помощью метода минимума по строке (11418т <12047,5т).

Пока остается неясным, является ли полученное в табл. 4 распределение перевозок оптимальным. Для проверки оптимальности полученного распределения находят цифровые индексы, проставляемые в клетках вспомогательных строки и столбца (табл. 4).

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, т.е.

ai + bj = Cij* , (4.1)

где ai - индекс в клетке вспомогательной строки ;

bj - индекс в клетке вспомогательного столбца ;

Cij*- расстояние в загруженной клетке .

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

m + n - 1 , (4.2)

где m- число столбцов в матрице ;

n - число строк в матрице .

В соответствии с правилом в клетке вспомогательного столбца b1 записываем ноль, затем находим индекс a2 для столбца А2:

a2 + b1 = С ij; b1 = 0 ; a2 + 0 = 13 , следовательно, a2 = 13.

Так как индекс a2 теперь известен, можно найти b5:

b5= 10-13 = -3.

Далее находим индекс a3:

a?=3,5-(-3) = 6,5.

Находим индекс столбца А4:

а4= 26 - (-3) = 29

Находим индекс строки Б4:

b4= 10 - 29 = -19

Находим индекс строки Б3:

b3 = 11-6,5= 4,5.

Находим индекс столбца А1:

а1= 11-4,5 = 6,5

Находим индекс строки Б2:

b2= 17-6,5 = 10,5

Полученные значения необходимо занести в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 - Построение оптимального плана

Грузополучатель	Вспомогательные	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	строка	А1	А2	А3	А4
	столбец	6,5	13	6,5	29
Б1	0	0 15	13 105	15	29 /	105
Б2	10,5	17 245	31,5 /	18 -	20 19,5 -	245
Б3	4,5	11 105	24,5 /	11 95	7 26,5 /	200
Б4	-19	18 /	26 /	24 /	10 160	160
Б5	-3	9,5 /	10 95	3,5 65	26 35	195
Наличие груза, т	350	200	160	195	905

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.

ai + bj>Cij. (4.3)

Рассматриваем последовательно незагруженные клетки матрицы (см. табл. 5). Находим одну потенциальную клетку: А4Б2. Для клетки А4Б2 сумма индексов a3 + b1= 10,5+29 = 39,5, а расстояние - 19,5, величина потенциала равна 20 (39,5-19,5=20). Величины потенциала записывают в левых верхних углах потенциальных клеток. Величина потенциала показывает, что если перераспределить загрузку в потенциальные клетки, то на каждую тонну перемещенного груза может быть получена экономия в расстоянии перевозок по 20 км для клетки А4Б2. По этому же правилу проверяем все незагруженные клетки и получаем следующие потенциальные клетки:

А4Б2 = 20; А4Б3 = 7.

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 связи с тем, что непосредственное перемещение загрузок из занятых клеток в потенциальные нарушило бы итоги по строкам и столбцам, применяется специальный способ перемещения загрузок. Он заключается в составлении контура возможных перемещений и определении величин загрузок, подлежащих перемещению.

Контур строится следующим образом. От клетки с наибольшим по величине потенциалом ведется прямая линия по строке или столбцу до загруженной клетки, которой, в свою очередь, должна соответствовать еще одна загруженная клетка под прямым углом, и так до тех пор, пока линия не замкнется в исходной клетке. Движение при построении контура совершается строго под прямым углом. В табл. 4.4 получили шестиугольный контур с вершинами в клетках А1Б2, Б2А4, А4Б5, Б5А3, А3Б3, Б3А1.

Вершины контура обозначаются попеременно знаками «+» и «-», начиная с потенциальной (А1Б2), которой присваивается знак «-» . Потом из всех клеток, обозначенных знаком «+», выбирается наименьшая цифра загрузки (в А4Б5). Это количество груза (35 т) вычитается из загрузки, указанной в клетках со знаком «+», и прибавляется к загрузке в клетках со знаком «-». Полученные цифры записывают в новую матрицу (табл. 4.5), куда без изменений переносят загрузки тех клеток, которые не являются вершинами контура.

Улучшенный план вновь проверяют на оптимальность. Для этого находят индексы вспомогательных строки и столбца и ищут в данном плане потенциальные клетки. В матрице (см. табл. 4.5) потенциальных клеток нет, следовательно, получен оптимальный вариант закрепления потребителей за поставщиками.

Таблица 4.5 - Оптимальный план закрепления потребителей за поставщиками

Грузополучатель	Вспомогательные	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	строка	А1	А2	А3	А4
	столбец	6,5	13	6,5	9
Б1	0	0 15	13 105	15	29 /	105
Б2	10,5	17 210	31,5 /	18 -	19,5 35	245
Б3	4,5	11 140	24,5 /	11 60	7 26,5 /	200
Б4	1	18 /	26 /	24 /	10 160	160
Б5	-3	9,5 /	10 95	3,5 100	26 -	195
Наличие груза, т	350	200	160	195	905

5. Маршрутизация перевозок массовых грузов

В практике оперативного планирования перевозок необходимо решать задачу маршрутизации - построения рациональных маршрутов по выбранному критерию. Критериями формирования маршрутов могут быть минимизация транспортной работы, пробега, времени, себестоимости и др. В любом случае критерии и результаты решения задачи маршрутизации должны быть согласованы с заказчиками транспортных услуг.

В рассматриваемой задаче составляются такие маршруты движения, при которых суммарный порожний пробег автомобилей является минимальным. За смену каждый автомобиль совершает несколько ездок с грузом и после каждой ездки (кроме последней) возвращается в пункт отправления, выполняя холостой пробег. Сокращение холостого пробега автомобилей возможно, если автомобили после доставки груза по назначению следуют в ближайший грузообразующий пункт, а не возвращаются обратно к первоначальному пункту погрузки. Таким образом, холостой (порожний) пробег автомобилей сокращается до минимума.

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 вписываем лучший опорный план. Эти цифры пишем в скобках. Таким образом, получаем матрицу совмещённых планов (табл. 5). По плану необходимо завести из А2 в Б1 - 105т, из А1 в Б2 - 210т, из А1 в Б3 - 140т, из А3 в Б3 - 60т, из А4 в Б4 - 160т, из А2 в Б5 - 95т, из А3 в Б5 - 100т.

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 А2Б1 получен маятниковый маршрут А2Б1-Б1А2. Так как величина чисел вне скобки и в скобках одинакова, то на данном маршруте должно быть перевезено 105 т груза. При дальнейшем рассмотрении использованные цифры из матрицы исключаются и в последующих распределениях не участвуют.

Таким образом сформированы маятниковые маршруты:

1)А1Б2-Б2А1, объем перевозок 210 т

2)А1Б3-Б3А1, объем перевозок 105 т;

3)А2Б1-Б1А2, объем перевозок 105 т;

4)А2Б5-Б5А2, объем перевозок 95 т;

5)А3Б3-Б3А3, объем перевозок 60 т;

6)А3Б5-Б5А3, объем перевозок 65 т.

7)А4Б4-Б4А4, объем перевозок 160 т;

Таблица 5 - Матрица совмещенных планов

Грузополучатель	Вспомогательные	Грузоотправитель	Потребность в грузе, т
	строка	А1	А2	А3	А4
	столбец	4	4	5	1,5
Б1	0	0 15	13 105 (105)	15 135 (135)	29 /	105
Б2	-9,5	17 210 (245)	31,5	18 135 (135)	19,5 35	245
Б3	-15,5	11 140 (105)	24,5 135 (135)	11 60 (95)	26,5 135 (135)	200
Б4	-19	18 135 (135)	26 135 (135)	24 135 (135)	10 160 (160)	160
Б5	-3	9,5 135 (135)	10 95 (95)	3,5 100 (65)	26 (35)	195
Наличие груза, т	350	200	160	195	905

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:

Qm = Qe (n/2), (5.1)

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

n- число сторон контура.

Таблица 5.1 - Порядок построения кольцевого маршрута

Грузополучатель	Грузоотправитель
	А1	А2	А3	А4
Б1
Б2	(35)			35
Б3	35		(35)
Б4
Б5			35	(35)

Из табл. 5.1 видно, что можно построить один кольцевой маршрут -

А1Б2-А1Б3-А3Б3-А3Б5-А4Б5-А4Б2 с объемом перевозок 35*3=105.

При составлении кольцевых маршрутов следует проверять длину оборота, чтобы пробег за оборот не превышал среднесуточный. Если длина маршрута превышает среднесуточный пробег, то его следует разбить на два маршрута или более, приводя пробег за оборот к величине, не превышающей среднесуточный.

Для кольцевых маршрутов критерием их целесообразности является коэффициент использования пробега. Если коэффициент использования пробега на маршруте превышает значение 0,5, то маршрут имеет право на существование, в противном случае организуется перевозка по маршрутам маятниковой конфигурации, т.е. кольцевой маршрут расформировывается на два или более маятниковых маршрута с обратным негруженым пробегом. Коэффициент использования пробега на маршруте определяется по формуле:

в = lге / ( lге + lх ). (5.2)

lге = 17+11+26=54 (км);

lх = 11+3,5+19,5=34(км)

Коэффициент использования пробега на маршруте:

в = lге / ( lге + lх )= 54/(54+34) = 0,61>0,5, следовательно маршрут имеет право на существование.

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 [1] результаты более сложные. 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 или кольцевых схем. Характеристика полученных технологических схем перевозки груза представляется в таблице (см. таблицу 9).

Таблица 6.1 - Характеристика технологических схем перевозки груза

№ п/п	Схема исполнения доставки груза	Объем перевозок, т	Пробег с грузом, км	Общий пробег, км	n
Маятниковые
1	А4Б4-Б4А4	160	10	20	1
Радиальные
1	А1Б2-Б2А1	210	17	34	1
	А1Б3-Б3А1	140	11	22	1
	А1Б2-Б2А4-А4Б5-Б5А3-А3Б3-Б3А1	105	54	88	3
2	А2Б5-Б5А2	95	10	20	1
	А2Б1-Б1А2	105	13	26	1
3	А3Б3-Б3А3	60	11	22	1
	А3Б5-Б5А3	100	3,5	7	1
сумма	950

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

7. Расчет потребности в транспортных средствах и показателей их работы

Расчет показателей работы автомобилей на отдельных маршрутах.

Если перевозки выполняются на отдельных (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 о маршруте перевозки:

1)lгj ; lхj - величины пробега автомобиля соответственно с грузом и без груза на j - м звене маршрута, км;

2)Vт - средняя техническая скорость автомобилей, км/ч; принимается равной 25 км/ч.

3)tп ; tв - время выполнения соответственно погрузочных и разгрузочных работ, ч; tп = 0,325ч., tв = 0,325ч.;

4)Тс - плановое время работы системы в течение суток, ч; в соответствии с исходными данными Тс = 9,5 ч.

5)Qплj - суточный объем предъявленного к перевозке груза на j - м маршруте на планируемый период;

6)? - коэффициент использования грузоподъемности подвижного состава принимается равным единице;

7)q - грузоподъемность подвижного состава, т [4]; грузоподъемность равна 6т (ЗИЛ 43410).

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 lм - длина маршрута, км.

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

Тмi = Тс - tп (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

Zеi = [--]--Чn (7.3)

где n - количество ездок за оборот на маршруте.

5. Определение объема груза, перевозимого i-м автомобилем

Qi = Zеi qg (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)

Аэ

где S Qi - суммарный объем, который может выполнить Аэ автомобилей,

i=1 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.

Рассмотрим первый маятниковый маршрут:

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо = 20/25 + 0,65 = 1,45 ч.

А1= [1,45/0,325]= 4,46 =4

По формуле 7.2 определяем возможное время работы i-го автомобиля на маршруте:

Тм1= 9,5 - 0,325* (1-1) =9,5 ч;

Тм2= 9,5 - 0,325* (2-1) =9,175 ч.

Тм3= 9,5 - 0,325* (3-1) =8,85 ч;

Тм4= 9,5 - 0,325* (4-1) =8,525 ч.

Тм5= 9,5 - 0,325* (1-1) =9,5 ч;

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/1,45]*1= 6,55 =7 оборотов;

Zе2 = [9,175/1,45]*1= 6,3 = 6 оборотов.

Zе3 = [8,85/1,45]*1= 6,1=6 оборотов;

Zе4 = [8,525/1,45]*1= 5,9 = 6 оборотов

Zе5 = [8,2/1,45]*1= 5,7 = 6 оборотов

По формуле 7.4 определяем объема груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q1 =7*6*1=42т;

Q2 =6*6*1=36т.

Q3=6*6*1=36т;

Q4 =6*6*1=36т

Q5 =6*6*1=36т

По расчетам видно, что 5 машин может перевезти 186т груза, однако потребность равна 160т, следовательно, необходимо рассчитать число ездок последнего автомобиля по формуле 7.7:

где Qост - объем груза, который должен перевезти грузополучателю последний автомобиля, т..

Zепосл = 10/6 = 1,7 = 2 ездки.

Таким образом для перевозки 160т груза на данном маршруте необходимы 2 поста и 5 автомобилей.1 пост: 1й авто делает 7 ездок (42т), 2,3,4 авто делает 6 ездок (36т). 2 пост: 5-е авто 2 ездки (10т)

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 Тц.п определяет плановую продолжительность функционирования всей системы Тс, следовательно

Тc = Тц.п,. (7.8)

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

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

Qц.п. = Zц.п. qg(7.10)

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

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

Если после выполненных расчетов условие (7.9) не выполняется, то для обслуживания автомобилей одного поста в центральном пункте системы недостаточно. Количество постов в таком случае будет определяться по формуле

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 Qh.

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

Рассмотрим первый радиальный маршрут (см. таблицу 6.1):

По формуле 7.8 продолжительность работы центрального пункта Тц.п определяет плановую продолжительность функционирования всей системы Тс, следовательно Тц.п = 9,5ч.

Определяем максимально возможное количество груза, которое может пропустить центральный пункт системы:

По формуле 7.11 определяем максимально возможное количество машинозаездов, которое может обслужить центральный пункт системы за время работы:

Zц.п = [9,5/0,325] *1= 29 автомобилей

Q ц.п = 29*6*1=174 т

По формуле 7.9 проверяем соблюдение условия не превышения объема груза, предъявляемого к перевозке по всем ветвям радиального маршрута, максимально возможному количеству груза, которое может пропустить центральный пункт: 455т>174т, следовательно, требуется расчет по формуле 7.12:

Хц.п= 455/174=2,6=3 поста

В соответствии с приоритетом обслуживания клиентов проведем расчет на ветви А1Б2-Б2А1(см. рисунок 6.1):

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо =34/25 + 0,65 = 2,01 ч.

По формуле 7.2 определяем максимальное количество автомобилей, которое может обслужить один пост пункта погрузки (разгрузки):

А1= [2,01/0,325] = 6,2=6 автомобилей (т.к. возможности округляем в меньшую сторону).

По формуле 7.2 определяем возможное время работы i-го автомобиля на маршруте:

Тм1= 9,5 - 0,325* (1-1) =9,5 ч;

Тм2= 9,5 - 0,325* (2-1) =9,175 ч.

Тм3= 9,5 - 0,325* (3-1) =8,85 ч;

Тм4= 9,5 - 0,325* (4-1) =8,525 ч.

Тм5= 9,5 - 0,325* (5-1) =8,2 ч;

Тм6= 9,5 - 0,325* (6-1) =7,875 ч;

Тм7= 9,5 - 0,325* (1-1) =9,5 ч.

Тм8= 9,5 - 0,325* (2-1) =9,175 ч;

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/2,01]*1= 4,7 =5 оборотов;

Zе2 = [9,175/2,01]*1= 4,6 = 5 оборотов.

Zе3 = [8,85/2,01]*1= 4,4=4 оборота

Zе4 = [8,525/2,01]*1= 4,2 = 4 оборота

Zе5 = [8,2/2,01]*1= 4 оборота

Zе6 = [8,2/2,01]*1= 3,9=4 оборота;

Zе7 = [9,5/2,01]*1= 4,7 =5 оборотов

Zе8 = [8,175/2,01]*1= 4,6 = 5 оборотов

По формуле 7.4 определяем объема груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q 1 =5*6*1=30т;

Q 2 =5*6*1=30т;

Q3 = 4*6*1=24т;

Q4= 4*6*1=24т;

Q5 =4*6*1=24т;

Q6= 4*6*1=24т;

Q7 =5*6*1=30т;

Q8= 5*6*1=30т.

Определяем число ездок последнего авто по формуле 7.7:

Zепосл = 24/6 = 4 ездки

Таким образом, для перевозки груза на данном маршруте необходимо 2 поста и 8 автомобилей. 1 пост: 1 и 2 авто делают 5 ездок (30т), 3,5,6 авто делают 4 ездки (24т). 2 пост: 7 авто делает 5 ездок (30т). 8 авто делает 4 ездки (24т).

Проведем расчет на ветви А1Б3-Б3А1(см. рисунок 6.1):

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо =22/25 + 0,65 = 1,53 ч.

По формуле 7.2 определяем максимальное количество автомобилей, которое может обслужить один пост пункта погрузки (разгрузки):

А1= [1,53/0,325] = 4,7=4 авто (т.к. возможности округляем в меньшую сторону).

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/1,53]*1= 6,2 =6 оборотов;

Zе2 = [9,175/1,53]*1=6 оборотов.

Zе3 = [8,85/1,53]*1= 5,8=6 оборотов

Zе4 = [8,525/1,53]*1= 5,6 = 6 оборотов

По формуле 7.4 определяем объема груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q 1 =6*6*1=36т;

Q 2 =6*6*1=36т;

Q3 = 6*6*1=36т;

Q4= 6*6*1=36т;

Определяем число ездок последнего авто по формуле 7.7:

Zепосл = 32/6 = 6 ездок

Таким образом, для перевозки груза на данном маршруте необходим 1 пост и 4 автомобиля. 1,2,3 авто делают 6 ездок (36т) 4 авто выполнят 6 ездок (32т).

Проведем расчет на ветви А1Б2-Б2А4-А4Б5-Б5А3-А3Б3-Б3А1 (см. рисунок 6.1):

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо =88/25 + 0,65*3 = 5,47 ч.

По формуле 7.2 определяем максимальное количество автомобилей, которое может обслужить один пост пункта погрузки (разгрузки):

А1= [5,47/0,325] = 16,8=16 машин (т.к. возможности округляем в меньшую сторону).

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/5,47]*3 = 5,2 =5 оборотов;

Zе2 = [9,175/5,47]*3= 5 оборотов

Zе3 = [8,85/5,47]*3= 4,9= 5 оборотов

Zе4 = [8,525/5,47]*3= 4,7 = 5 оборотов

По формуле 7.4 определяем объем груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q 1 =5*6*1=30т;

Q 2 =5*6*1=30т;

Q3 = 5*6*1=30т;

Q4= 5*6*1=30т.

Определяем число ездок последнего авто по формуле 7.7:

Zепосл = 15/6 = 2,5= 3 оборота

Таким образом: 1 пост: 1-3 авто по 5 оборотов (30т), 4 авто 3 оборота (15т).

Радиальный маршрут №2:

По формуле 7.11 определяем максимально возможное количество машинозаездов, которое может обслужить центральный пункт системы за время работы:

Zц.п = [9,5/0,325] *1= 29 автомобилей

Q ц.п = 29*6*1=174 т

По формуле 7.9 проверяем соблюдение условия не превышения объема груза, предъявляемого к перевозке по всем ветвям радиального маршрута, максимально возможному количеству груза, которое может пропустить центральный пункт: 455т>174т, следовательно, требуется расчет по формуле 7.12:

Хц.п= 200/174=1,15=2 поста

Проведем расчет на ветви А2Б1-Б1А2(см. рисунок 6.1):

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо =26/25 + 0,65 = 1,69 ч.

По формуле 7.2 определяем максимальное количество автомобилей, которое может обслужить один пост пункта погрузки (разгрузки):

А1= [1,69/0,325] = 4,7=4 авто (т.к. возможности округляем в меньшую сторону).

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/1,69]*1= 5,6=6 оборотов;

Zе2 = [9,175/1,69]*1= 5,4 = 5 оборотов.

Zе3 = [8,85/1,69]*1= 5,2=5 оборотов

Zе4 = [8,525/1,69]*1= 5,04 = 5 оборотов

По формуле 7.4 определяем объема груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q 1 =5*6*1=36т;

Q 2 =5*6*1=30т;

Q3 = 5*6*1=30т;

Q4= 5*6*1=30т;

Определяем число ездок последнего авто по формуле 7.7:

Zепосл = 9/6 = 1,5=2 ездки

Таким образом: 1пост: 1 авто выполняет 6 ездок (36т), 2,3 авто выполняет 5 ездок (30т), 4 авто выполняет 2 ездки (9т).

Проведем расчет на ветви А2Б5-Б15А2(см. рисунок 6.1):

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо =20/25 + 0,65 = 1,45 ч.

По формуле 7.2 определяем максимальное количество автомобилей, которое может обслужить один пост пункта погрузки (разгрузки):

А1= [1,45/0,325] = 4,46=4 авто (т.к. возможности округляем в меньшую сторону).

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/1,45]*1= 6,55=7 оборотов;

Zе2 = [9,175/1,45]*1= 6,33 = 6 оборотов.

Zе3 = [8,85/1,45]*1= 6,1=6 оборотов

По формуле 7.4 определяем объема груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q 1 =7*6*1=42т;

Q 2 =6*6*1=36т;

Q3 = 6*6*1=36т;

Определяем число ездок последнего авто по формуле 7.7:

Zепосл = 17/6 = 2,83=3 ездки.

Таким обазом: 1 авто выполняет 7 ездок (42т), 2 авто делает 6 ездок (36т), 3 авто выполняет 3 ездки (17т).

Радиальный №3:

По формуле 7.11 определяем максимально возможное количество машинозаездов, которое может обслужить центральный пункт системы за время работы:

Zц.п = [9,5/0,325] *1= 29 автомобилей

Q ц.п = 29*6*1=174 т

По формуле 7.9 проверяем соблюдение условия не превышения объема груза, предъявляемого к перевозке по всем ветвям радиального маршрута, максимально возможному количеству груза, которое может пропустить центральный пункт: 455т>174т, следовательно, требуется расчет по формуле 7.12:

Хц.п= 160/174=1пост

Проведем расчет на ветви А3Б5-Б5А3(см. рисунок 6.1):

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо =7/25 + 0,65 = 0,93 ч.

По формуле 7.2 определяем максимальное количество автомобилей, которое может обслужить один пост пункта погрузки (разгрузки):

А1= [0,93/0,325] = 2 авто

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/0,93]*1= 10 оборотов;

Zе2 = [9,175/0,93]*1= 9,87 = 10оборотов.

По формуле 7.4 определяем объема груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q 1 =10*6*1=60т;

Q 2 =10*6*1=60т;

Определяем число ездок последнего авто по формуле 7.7:

Zепосл = 40/6 = 6,7=7ездок.

Таким образом: 1 авто делает 10 ездок (60т), 2 авто делает 7 ездок (40т)

Проведем расчет на ветви А3Б3-Б3А3(см. рисунок 6.1):

По формуле 7.1 определяем время оборота автомобиля на маршруте:

tо =22/25 + 0,65 = 1,53 ч.

По формуле 7.2 определяем максимальное количество автомобилей, которое может обслужить один пост пункта погрузки (разгрузки):

А1= [1,53/0,325] = 4 авто

По формуле 7.3 определяем число оборотов и объем перевозимого груза на маршруте i-м автомобилем (полученное значение округляем по правилам математики):

Zе1 = [9,5/1,53]*1= 6,2= 6 оборотов;

Zе2 = [9,175/1,53]*1= 5,99 = 6 оборотов.

По формуле 7.4 определяем объема груза, перевозимого i-м автомобилем:

Q 1 =6*6*1=36т;

Q 2 =6*6*1=36т;

Определяем число ездок последнего авто по формуле 7.7:

Zепосл = 24/6 = 4ездки

Таким образом: 1 авто делает 6 ездок (36т), 2 авто делает 4 ездки (24т)

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.

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.

Таблица 7.1 - Сводная таблица показателей работы автомобилей на маршрутах

Шифр маршрута	Номер поста	Порядковый номер а/м	tо, ч	Тмi, ч	Zеi	Qi, т
А4Б4-Б4А4	1 1 1 1 2	1 2 3 4 5	1,45	9,5 9,175 8,85 8,525 9,5	7 6 6 6 2	42 36 36 36 10
А1Б2-Б2А1	3 3 3 3 3 3 4 4	6 7 8 9 10 11 12 13	2,01	9,5 9,175 8,85 8,525 8,2 7,875 9,5 9,175	5 5 4 4 4 4 5 4	30 30 24 24 24 24 30 24
А1Б3-Б3А1	5 5 5 5	14 15 16 17	1,53	9,5 9,175 8,85 8,525	6 6 6 6	36 36 36 32
А1Б2-Б2А4-А4Б5-Б5А3-А3Б3-Б3А1	6 6 6 6	18 19 20 21	5,47	9,5 9,175 8,85 8,525	5 5 5 3	30 30 30 15
А2Б1-Б1А2	7 7 7 7	22 23 24 25	1,69	9,5 9,175 8,85 8,525	6 5 5 2	36 30 30 9
А2Б5-Б5А2	8 8 8	26 27 28	1,45	9,5 9,175 8,85	7 6 3	42 36 17
А3Б5-Б5А3	9 9	29 30	0,93	9,5 9,175	10 7	60 40
А3Б3-Б3А3	10 10	31 32	1,53	9,5 9,175	6 4	36 24
Итого	10	32	-	-	84	990

Для проверки выполнения плана перевозок необходимо произвести построение графиков работы автомобилей в системе. Процедура построения графиков представлена в п. 8.

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 рассчитыва...