47617

ГРУЗОВЫЕ ПЕРЕВОЗКИ

Книга

Логистика и транспорт

Результаты расчетов производственной программы по эксплуатации необходимо свести в таблицу. Результаты расчетов необходимо свести в таблицу. Цель работы: найти кратчайшие расстояния между пунктами транспортной сети и заполнить ими соответствующую таблицу; найти кратчайшие пути проезда между пунктами и отразить их на соответствующем рисунке.

Русский

2013-12-01

1.82 MB

67 чел.

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРУЗОВЫЕ  ПЕРЕВОЗКИ

Лабораторный практикум

для студентов специальности 190701 –

«Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)»

Иркутск, 2007

Рецензент Л.М. Щербаков, канд. техн. наук, доцент кафедры

                  «Менеджмент на автомобильном транспорте»

C.В. Колганов, Ю.В. Тарасюк, Л.П. Федорова. Грузовые перевозки. Лабораторный практикум. – Иркутск: ИрГТУ, 2007. – 72 с.

Предназначен для студентов всех форм обучения по специальности 190701 - "Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)". Предназначены для изучения методов расчета основных технико-эксплуатационных показателей работы автомобилей, способов оценки эффективности различных вариантов организации перевозок грузов.

Библиогр. 14 назв., табл. 44, рис. 13.

                                                                  © Иркутский государственный  

технический университет, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ЛАБОРАТОРНЫЕ  РАБОТЫ……………………………………………....4

  1.  ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №1………………………………………….4
  2.  ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №2………………………………………….8
  3.  ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №3………………………………………...10
  4.  ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №4………………………………………...17
  5.  ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №5...............................................................22
  6.  ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №6………………………………………...28
  7.  ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №7………………………………………...31

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ……………………………………………….33

  1.  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1………………………………………….33
  2.  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2………………………………………….36
  3.  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3………………………………………….41
  4.  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4………………………………………….46
  5.  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5………………………………………….59
  6.  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6………………………………………….66

БИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК…………………………………….70

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………...71  

ЛАБОРАТОРНЫЕ  РАБОТЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №1

Определение и расчет технико-эксплуатационных показателей работы

подвижного состава

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: оформление путевого листа, последующая обработка

документации.

Основные задачи: процесс заполнения путевого листа, расчет показателей

работы подвижного состава за смену.

Общие сведения

Для планирования, учета и анализа работы грузового автомобильного транспорта установлена система технико-эксплуатационных показателей, позволяющих оценить эффективность использования подвижного состава и результаты его работы.

Маршрутом движения называется путь следования подвижного состава при выполнении перевозок. Маятниковым маршрутом называется такой маршрут, при котором движение автомобиля осуществляется между двумя пунктами.

В данном случае работа подвижного состава организована по 4 маятниковым маршрутам с обратным порожним пробегом (см. рис.1.1).

   Рис. 1.1. Маршруты движения автомобиля

Расчет технико-эксплуатационных показателей

Суточный объем перевозок измеряется в тоннах и показывает количество груза, которое уже перевезено или необходимо перевезти за сутки:

,                                       (1.1)

где   - количество ездок,

       - фактическое количество перевезенного груза за i-ую ездку, т.

Суточный грузооборот измеряется в тонно-километрах и показывает объем транспортной работы по перемещению груза, которая уже выполнена или должна быть выполнена в течение суток:

                                    ,                            (1.2)

где Pi - грузооборот за i-ую ездку, т-км;

 lегi - длина i-ой ездки с грузом, км.

Суточный пробег с грузом:

.                                   (1.3)

Суточный общий пробег:

,                         (1.4)

где lНн – нулевой пробег в начале смены, км;

 lхiхолостой пробег в i-ой ездке, км;

 lНк – нулевой пробег в конце смены, км.

Коэффициент использования пробега за смену:

.                                          (1.5)

Время в наряде:

,                                     (1.6)

где - время возвращения автомобиля в парк, ч;

- время выезда автомобиля из парка, ч;

- время перерыва на обед, ч.

Время работы на маршруте:

,                                      (1.7)

где - время на нулевой пробег, ч.

Время движения автомобиля за смену:

,                                       (1.8)

где - время, затраченное на погрузку, разгрузку автомобиля за смену, ч.

Данные по времени погрузки, разгрузки следует взять из индивидуального задания. Расчет производится следующим образом: за каждую ездку, поминутно складывается время погрузки и разгрузки, далее складывается все время погрузки-разгрузки за все ездки и переводится в часы.

Техническая скорость VТ:

,                                       (1.9)

Время, затраченное на нулевой пробег:

,                                      (1.10)

где lНн, lНкнулевые пробеги соответственно начальный (утренний) и конечный (вечерний), км

Эксплуатационная скорость:

.                                      (1.11)

Динамический коэффициент использования грузоподъемности:

,                               (1.12)

где Рфактфактически выполненный грузооборот, ткм;

     Рвозмвозможный грузооборот при полной загрузке, ткм;

     qн – грузоподъемность автомобиля номинальная, т.

Статический коэффициент использования грузоподъемности:

,                                 (1.13)

где   Qфакт – фактически перевезенное количество груза, т;

       Qвозм – количество груза, которое могло бы быть перевезено при полной

                   загрузке автомобиля, т.

Среднее расстояние перевозки груза:

                           .                                       (1.14)

Средняя длина ездки с грузом:

.                                     (1.15)

Фактический расход топлива:

воз,                                     (1.16)

где  - наличие топлива в баке при выезде, л;

     воз - остатки топлива при возвращении, л.

Расход топлива по норме:

  •  для всех сдельных автомобилей, кроме самосвалов:

,                        (1.17)

где  - линейная норма расхода топлива, л/100 км;

 - надбавка на транспортную работу (=2 л/100 ткм для бензиновых автомобилей,  =1,3 л/100 ткм для дизельных автомобилей;

 D - надбавки к норме, %, D=15;

  •  для автомобилей-самосвалов:

,                         (1.18)

где a – дополнительный расход топлива на каждую ездку с грузом автомобиля-самосвала, л/ездку (принимается 0.25 л/ездку).

Перерасход или  экономия топлива:

.                                  (1.19)

На основании расчетов необходимо сделать вывод об эффективности использования автомобиля и о возможности улучшения технико-эксплуатационных показателей.

Контрольные вопросы:

  1.  Технико-эксплуатационные показатели: расчет и влияние на

       производительность автомобиля.

  1.  Основные характеристики подвижного состава.
  2.  Путевой лист, порядок заполнения и обработки.
  3.  Порядок расчета фактического и нормативного расхода топлива.
  4.  Возможные причины перерасхода и экономии топлива.


ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №2

Выбор подвижного состава

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: произвести выбор подвижного состава для перевозки грузов

                         по производительности

Основные задачи: сравнить работу бортового автомобиля и автомобиля –

                                 самосвала, а также бортового автомобиля и седельного

                                 тягача по производительности.

Общие сведения

При организации грузовых автомобильных перевозок существенное значение имеет выбор такого подвижного состава, использование которого обеспечивало бы максимальную эффективность перевозок. В конкретных условиях выполнения перевозок на выбор типа подвижного состава оказывают влияние свойства груза и требования, предъявляемые к его защите от воздействия внешних факторов, способ выполнения погрузочно-разгрузочных работ, дорожные условия и т.п.

  1.  Сравнение работы бортового автомобиля и

автомобиля – самосвала  по производительности

Для этого необходимо определить равноценное расстояние (т.е. расстояние, при котором производительности сравниваемых автомобилей будут равны).

Величина равноценного расстояния, полученная теоретически:

,                         (2.1)

где  - техническая скорость, км;

      β  - коэффициент использования пробега;

 - грузоподъемность бортового автомобиля, т;

- разница грузоподъемности бортового автомобиля и автомобиля –

       самосвала, т;

пр - время, на которое сокращается простой самосвала при погрузке –разгрузке, ч:

пр = tбпрtспр;                                                         (2.2)

- время простоя бортового автомобиля под погрузкой–разгрузкой, ч;

tспр - время простоя автомобиля-самосвала под погрузкой–разгрузкой, ч.

Далее необходимо по формуле (2.3) рассчитать производительность автомобилей. Для этого вместо величины длины ездки с грузом () берется шесть близких значений, в меньшую и большую сторону к величине равноценного расстояния (), отсюда следует, что вычисленных значений производительности автомобиля тоже будет шесть.

Производительность бортового автомобиля:

,                                 (2.3)

где - длина ездки с грузом, км.

Производительность автомобиля–самосвала:

.                                 (2.4)

Для получения величины равноценного расстояния практическим путем  необходимо построить графические зависимости ,  по шести полученным точкам. По графикам определить практическую величину равноценного расстояния и сопоставить ее значение с полученным ранее теоретически.

Рассчитать погрешность в значениях полученных расстояний:

.                                    (2.5)

  1.  Сравнение по производительности работы бортового автомобиля

и седельного тягача с полуприцепом (прицепом)

Теоретический расчет равноценного расстояния выполняется по формуле:

,                           (2.6)

где  - технические скорости движения соответственно бортового автомобиля и тягача, км/ч.

,  - соответственно время прицепки-отцепки полуприцепа и время простоя бортового автомобиля под погрузкой-разгрузкой, ч.;

,  - грузоподъемность соответственно полуприцепа и бортового автомобиля, т.

Далее необходимо рассчитать производительность обоих автомобилей по формуле (2.7) при шести значениях расстояний . При этом необходимо взять три из них в большую и три в меньшую строну от полученного по формуле (2.6) равновыгодного расстояния.

.                                   (2.7)

Необходимо построить графические зависимости ,  не менее чем по шести точкам. По графикам определить величину практического равноценного расстояния и сопоставить ее значение с полученным ранее теоретически.

Рассчитать погрешность в значениях полученных расстояний.

По результатам выполненного сравнения сделать выводы относительно целесообразности применения разных автомобилей на разные расстояния перевозки грузов.

Контрольные вопросы:

1. Значение равноценного расстояния.

2. Формула расчета производительности.

3. Показатели работы подвижного состава.

4. Расчет времени простоя под погрузкой – разгрузкой.

5. Выбор эффективного подвижного состава.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №3

Производственная программа по эксплуатации автомобиля при перевозке грузов на маятниковом маршруте с обратным порожним пробегом

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: освоение методики транспортных расчетов и построение графика движения автомобилей на маятниковом маршруте.

Основные задачи: рассчитать показатели использования автомобилей при

                                 перевозке грузов на маятниковом маршруте с обратным

                                 порожним пробегом, построить график движения.

Общие сведения

Маятниковым маршрутом называется такой, при котором движение между двумя пунктами многократно повторяется. Маятниковые маршруты бывают трех видов: с обратным негруженным пробегом; с обратным не полностью груженым пробегом; с груженым пробегом в обоих направлениях. Маршрут с обратным негруженным пробегом носит название простого маятникого маршрута. На рис. 3.1 представлена схема движения автомобиля на простом маятниковом маршруте, где в пункте А располагается грузоотправитель, в пункте Б – грузополучатель.

              

            Рис. 3.1. Маятниковый маршрут

  1.  Показатели работы одного автомобиля за смену

Время, затрачиваемое на нулевой пробег в начале рабочей смены:

,                                    (3.1)

где  – нулевой пробег в начале рабочей смены (расстояние от АТП до

               отправителя А), км;

 VТ  – техническая скорость, км/ч.

Время прибытия к отправителю А:

,                                    (3.2)

где  - время выезда из АТП в начале рабочей смены, ч;

 - время нулевого пробега в пункт А в начале рабочей смены, ч.

Время, затрачиваемое на оборот автомобиля:

,                                      (3.3)

где  - расстояние между отправителем А и получателем Б, км;

- расстояние между получателем Б и отправителем А, км;

- время простоя автомобиля под погрузкой и разгрузкой, ч.

Число оборотов до перерыва на обед необходимо рассчитать с учетом следующих   соображений:

  •  время до начала обеденного перерыва в соответствии с действующими нормативными документами должно быть, как правило, 4 часа (практически от 3.5 до 4.5 часов);
  •  число ездок с грузом должно быть обязательно целым, а число оборотов может быть дробным (1; 1,5; 2; 2,5 и т. д.), например, за 1.5 оборота будет выполнено 3 ездки с грузом).

,                                       (3.4)

Количество ездок с грузом и без груза совершенных автомобилем до обеда:

  •  при целом количестве оборотов (1, 2, 3, 4 и т.д.):

   Nегр 1 = ,                                                     (3.5)

Nебгр 1 = ;                                                    (3.6)

  •  при дробном количестве оборотов (1,5; 2,5; 3,5; 4,5 и т.д.):

Nегр 1 = + 0,5,                                               (3.7)

Nебгр 1 = - 0,5.                                               (3.8)

 

Время, затрачиваемое на нулевой пробег к месту обеденного перерыва от конечного пункта в последнем обороте:

,                                       (3.9)

где  - пробег автомобиля от конечного пункта (i) в последнем обороте до

             перерыва на обед к месту обеденного перерыва( j ), км.

Время прибытия к месту обеденного перерыва:

;                         (3.10)

Время убытия к отправителю А после окончания обеденного перерыва:

,                                   (3.11)

где 1 – продолжительность обеденного перерыва по трудовому

            законодательству, ч.

Время, затрачиваемое на нулевой пробег к отправителю А от места обеденного перерыва:

,                                       (3.12)

где -пробег автомобиля от места обеденного перерыва до отправителя А, км.

Время прибытия к отправителю А после окончания обеденного перерыва:

.                                       (3.13)

Число оборотов после перерыва на обед:

.                                      (3.14)

Количество ездок с грузом и без груза совершенных автомобилем после обеда:

  •  при целом количестве оборотов (1, 2, 3, 4 и т.д.):

Nегр 2 = ,                                                (3.15)

Nебгр 2 = ;                                                (3.16)

  •  при дробном количестве оборотов (1,5; 2,5; 3,5; 4,5 и т.д.):

Nегр 2 = + 0,5,                                            (3.17)

Nебгр 2 = - 0,5.                                            (3.18)

Время прибытия к получателю Б в последнем обороте:

  •  при целом количестве оборотов:

;                                (3.19)

                 

  •  при дробном количестве оборотов:

                                     .                                            (3.20)                                                        

Время, затрачиваемое на нулевой пробег в конце рабочей смены:

.                               (3.21)

Время возвращения в АТП после окончания рабочей смены:

.                                    (3.22)

  1.  Показатели работы автомобиля за смену

Время работы в наряде одного автомобиля:

,                              (3.23)

где 1 – продолжительность перерыва на обед, ч;

0.35 – подготовительно-заключительное время, ч.

Пробег автомобиля с грузом:

                               (3.24)

Пробег нулевой:

.                          (3.25)

Пробег холостой:

.                             (3.26)

Пробег без груза:

.                               (3.27)

Общий пробег:

  .                                 (3.28)

Коэффициент использования пробега:

.                                 (3.29)

Часовая производительность автомобиля:

,                         (3.30)

где qгрузоподъемность автомобиля (выбирается по марке автомобиля), т;

- коэффициент использования грузоподъемности (выбирается по классу      

           груза).

Производительность автомобиля за сутки:

.                               (3.31)

  1.  Показатели работы всех автомобилей за смену

Плановый объем перевозок всеми автомобилями за смену:

,                                  (3.32)

где Qгодобъем перевозок груза за год, тыс. т;

ДРчисло рабочих дней в году, дн.

Требуемое число автомобилей на линии:

.                                    (3.33)

Интервал движения автомобилей:

.                                     (3.34)

Частота движения автомобилей:

.                                      (3.35)

  1.  Показатели работы одного автомобиля за год

Годовой пробег с грузом одного автомобиля:

.                             (3.36)

Годовой пробег общий одного автомобиля:

.                             (3.37)

Годовая производительность одного автомобиля:

.                             (3.38)

  1.  Показатели работы всех автомобилей за год

Число автомобиле-дней работы, необходимых для выполнения всего плана перевозок:

.                                  (3.39)

Число автомобиле-часов работы, необходимых для выполнения всего плана перевозок:

.                                   (3.40)

Пробег с грузом всех автомобилей за год:

.                              (3.41)

Пробег общий всех автомобилей за год:

.                          (3.42)

Автомобиле-дни в хозяйстве всех автомобилей, дн.:

.                                     (3.43)

Списочное число автомобилей:

.                                     (3.44)

Результаты расчетов производственной программы по эксплуатации необходимо свести в таблицу.

Для построения графика движения необходимо использовать следующие исходные данные: расстояние между пунктами маршрута, затраты времени на каждом участке и на погрузочно-разгрузочные операции в каждом пункте, режим труда водителей (продолжительность обеда, отдыха), масштаб расстояний и времени.

При построении графика движения, расстояния (включая нулевой пробег) откладываются по оси ординат, а затраты времени по элементам транспортного процесса - по оси абсцисс. В данной работе достаточно построить график движения 1 автомобиля за рабочую смену. На рис. 3.2 приведен пример построения графика движения автомобиля за 1 оборот.

     Б

   А

        АТП

                    7       8        9       10     11        12       Т, ч

 

         Рис. 3.2. График движения на маятниковом маршруте

 

 нулевой     погрузка     разгрузка    движение   холостой

  пробег                                    с грузом      пробег

По результатам работы сделать вывод об эффективности работы подвижного состава на данном маршруте.

Контрольные вопросы:

1. Понятие о маршруте и его длине

2. Виды маршрутов

3. Выбор трассы маршрута, учитываемые факторы

4. Требования к маршрутам

5. Основные показатели работы автомобилей

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №4

Производственная программа по эксплуатации автомобиля

 на кольцевом маршруте с двумя ездками с грузом

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: освоение методики транспортных расчетов и построение графика движения автомобилей на кольцевом маршруте.

Основные задачи: рассчитать показатели использования автомобилей на кольцевом маршруте с двумя ездками с грузом и построить график движения.

Общие сведения

Кольцевым маршрутом называется путь следования подвижного состава по замкнутому контуру, соединяющему несколько пунктов погрузки-разгрузки. На рис. 4 представлена схема движения автомобиля, где в пунктах А, В располагаются грузоотправители, в пунктах Б, Г – грузополучатели.

            Рис. 4.1. Кольцевой маршрут

1. Показатели работы одного автомобиля в течение смены

Время, затрачиваемое на нулевой пробег в начале рабочей смены:

,                                    (4.1)

где  – нулевой пробег в начале рабочей смены (расстояние от АТП (А0) до     отправителя А), км;

 VТ  – техническая скорость, км/ч.

Время прибытия в пункт погрузки:

,                                   (4.2)

где 800 – время начала рабочей смены, чмин.

Время, затрачиваемое на оборот автомобиля по всему маршруту:

,                     (4.3)

где lАБ, lБВ, lВГ, lГА – длины соответствующих участков кольцевого маршрута, км;

,  - время простоя под погрузочно-разгрузочными операциями на    

участках соответственно А-Б и В-Г, ч.

Число оборотов до перерыва на обед (учитывая, что число оборотов может быть дробным, например, за 2.5 оборота будет выполнено 5 ездок с грузом):

.                                      (4.4)

Количество ездок с грузом до обеда:

.                                                  (4.5)

Количество ездок без груза до обеда:

.                                               (4.6)

Время прибытия в пункт разгрузки в последнем обороте до перерыва на обед:

  •  при целом количестве оборотов:

 

;                              (4.7)

  •  при дробном количестве оборотов:

.                                         (4.8)

Время, затрачиваемое на нулевой пробег к месту обеденного перерыва:

  •  при целом количестве оборотов:

;                                       (4.9)

  •  при дробном количестве оборотов:

,                                      (4.10)

где lГj, lБj – расстояние от пункта разгрузки до пункта обеденного перерыва, км.

Время прибытия в пункт обеденного перерыва:

  •  при целом количестве оборотов:

            ;                                           (4.11)

  •  при дробном количестве оборотов:

.                                (4.12)

Время окончания обеденного перерыва:

,                                     (4.13)

где 1 – продолжительность обеденного перерыва, ч.

Время движения от места обеденного перерыва до ближайшего пункта погрузки:

       или  ,                                  (4.14)

где , - расстояние от места обеденного перерыва до пункта погрузки, км.

Время прибытия в пункт погрузки после окончания обеденного перерыва:

      или     .                    (4.15)

Число оборотов после перерыва на обед:

 

.                                           (4.16)

Количество ездок с грузом после обеда:

.                                                  (4.17)

Количество ездок без груза после обеда:

.                                               (4.18)

 

Время прибытия в пункт разгрузки в последнем обороте после перерыва на обед:

  •  при целом количестве оборотов:

 

      или  ;          (4.19)

  •  при дробном количестве оборотов:

      или       .                 (4.20)

 

Время, затрачиваемое на нулевой пробег в конце смены:

  •  при целом количестве оборотов:

 

    или     ;                                    (4.21)

 

  •  при дробном количестве оборотов:

 

     или      .                                   (4.22)

Время прибытия в АТП в конце смены:

  •  при целом количестве оборотов:

 

                   или      ;                         (4.23)

 

  •  при дробном количестве оборотов:

     или      .                 (4.24)

 

  1.  Показатели работы автомобиля за смену

Время работы в наряде одного автомобиля:

 

,                              (4.25)

где 1 – продолжительность перерыва на обед, ч;

0.35 – подготовительно-заключительное время, ч.

Пробег с грузом:

 

,                                   (4.26)

где  - число ездок с грузом за рабочую смену на участках АБ и ВГ,  

                        соответственно.

Пробег нулевой:

 

.                              (4.27)

Пробег холостой:

,                                  (4.28)

где  - число холостых ездок за рабочую смену на участках БВ и ГА,

                       соответственно.

Пробег без груза:

 

.                                  (4.29)

Общий пробег:

 

.                              (4.30)

Коэффициент использования пробега:

.                               (4.31)

Среднее расстояние перевозки груза:

 ,                               (4.32)

где Nе – число ездок за оборот.

Среднее время простоя под погрузкой – разгрузкой:

.                                  (4.33)

Часовая производительность автомобиля:

в тоннах:

;                                (4.34)

в тонно-километрах:

.                           (4.35)

Производительность автомобиля за смену:

в тоннах:

 

;                            (4.36)

в тонно-километрах:

.                             (4.37)

Рассчитать показатели работы всех автомобилей за смену и за год, используя формулы лабораторной работы №3. Результаты расчетов необходимо свести в таблицу.

Построить график движения, используя методику, описанную в лабораторной работе №3.

По проделанной работе сделать вывод об эффективности работы подвижного состава на данном маршруте.

Контрольные вопросы:

  1.  Сущность и основные задачи организации движения грузовых

автомобилей.

2. Особенности расчета основных показателей кольцевого маршрута.

3. Методика построения графика движения.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №5

Организация перевозок грузов в междугородном сообщении

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: освоение методики расчетов работы автомобилей при различных вариантах движения.

Основные задачи: сравнить основные показатели работы автопоездов    при сквозной и участковой системах перевозки груза.

Общие сведения

Движение автомобилей на междугородных маршрутах может быть организовано по сквозному или участковому методам (см. рис. 5.1). При сквозной системе автомобиль-тягач доставляет полуприцеп с грузом из пункта отправления А до пункта назначения В и обратно, а следовательно, и водитель находятся в рейсе продолжительное время. При системе турной езды автомобиль в течение всего оборота обслуживают два водителя. Турная езда, по сравнении с одиночной, обеспечивает сокращение времени оборота, так как частично водители могут отдыхать во время движения  на специально оборудованном спальном месте.

При организации движения по участковому методу, маршрут делится на участки АС и СВ. Автомобиль-тягач работает только в пределах своего участка, а полуприцеп с грузом проходит весь маршрут от начального до конечного пункта и может участвовать в маневровом обороте по подвозу (отвозу) грузов от автостанций в склады грузополучателей (от складов отправителей). На стыках смежных участков производится передача полуприцепа тягачу другого участка, для этой цели устраиваются перецепочные пункты (площадки). Такой метод еще называют перевозкой по системе тяговых плеч.

а) б)

 

 

Рис. 5.1. Движение автомобилей при перевозке грузов в междугородном

сообщении:   а) по сквозному методу;

                      б) по участковому методу.

 

1. Сквозной метод организации движения подвижного состава

с одним водителем

Максимально возможное время работы водителя по трудовому законодательству составляет 12 часов. Поэтому в день отправления в рейс время смены составит:

,                                               (5.1)

где tТО время на ежедневное техническое обслуживание подвижного сотава

              (норматив для автопоезда составляет 42 минуты);

     tПЗ  – подготовительно-заключительное время, включая медицинский осмотр

              (составляет 23 минуты).

При дальнейших расчетах нужно учесть время на погрузку груза (tп), а также отдых водителя, строго соблюдая трудовое законодательство:

 - водителю должен предоставляться отдых продолжительностью не

             более 2-х часов не позднее чем через 4 часа после начала работы (время  

             перерыва на питание (составляет 1 час);

 - при установленной графиком продолжительности ежедневного

         рабочего времени более 8 часов водителю должны предоставляться 2   

             перерыва для отдыха и питания общей продолжительностью не более  

             2-х часов (два перерыва на питание по одному часу - итого 2 часа);

 -  после первых 3-х часов непрерывного управления автомобилем

             предусматривается остановка для кратковременного отдыха

             продолжительностью не менее 15 минут, в дальнейшем остановка

             такой продолжительности предусматривается не более чем через

             каждые 2 часа (= 15 мин.);

- время большого отдыха должно быть не менее 12 часов [13].

Время движения автопоезда в течение первой смены составит:

,                                         (5.2)

где  - время простоя автопоезда под погрузкой, ч.

В дни, когда автопоезд выполняет только движение по маршруту, продолжительность смены составит:

.                                         (5.3)

Поскольку время движения автопоезда в течение каждой смены условно одинаково, тогда и норма суточного пробега для первого и последующих дней рейса будет одинаковой:

,                                                  (5.4)

где VТ – скорость техническая, км/ч.

Количество смен, которое потребуется для доставки груза:

 

,                                                    (5.5)

где Lгр – пробег с грузом, то есть расстояние от пункта А до пункта В, км.

Продолжительность смены, в течение которой автомобиль пребывает в

пункт В:

,                          (5.6)

где  - время простоя автопоезда под разгрузкой, ч.

Время перевозки груза между пунктами А и В:

.                               (5.7)

Время оборота подвижного состава:

.                                                   (5.8)

Если организовать скользящий график работы водителей на конкретном автопоезде (бригадный метод), то после каждого оборота время простоя автотранспортного средства можно ограничить 24 часами для выполнения технического осмотра и мелкого ремонта. Тогда количество оборотов за год одного автопоезда составит:

,                                                    (5.9)

где Дк – количество дней в году, сут.

Для перевозки всего годового объема груза в прямом и обратном направлении потребуется следующее количество подвижного состава (без учета коэффициента выпуска):

,                                               (5.10)

где  - годовой объем перевозок в прямом и обратном направлении, т.

2. Сквозной метод организации движения подвижного состава

с двумя водителями (турный метод)

При турной езде время движения автопоезда в течение одной смены согласно

трудовому законодательству составит 12 часов. Следовательно, норма суточного пробега:

.                                                 (5.11)

 

  Количество смен, необходимых для выполнения оборота подвижного состава:

.                                                   (5.12)

Продолжительность смены в расчете на одного водителя в день отправления в рейс:

,                             (5.13)

где tупр - время управления автопоездом максимальное за смену, tупр = 6 часов;

  (0,5 ∙ tупр) – время нахождения водителя в автотранспортном средстве во

                        время движения с коэффициентом 0,5, ч.

Продолжительность смены в дни, когда выполняется только перемещение автопоезда:

.                                     (5.14)

Продолжительность междусменного отдыха () можно принять для всех смен 5,5 ч.

Суммируя время всех смен, входящее во время работы на маршруте, и учитывая время междусменного отдыха, а также время разгрузки и погрузки в пункте В, время оборота автотранспортного средства составит:

 .                       (5.15)

Время перевозки груза между пунктами А и В:

.                                                   (5.16)

За год работы количество оборотов одного автопоезда составит:

.                                                    (5.17)

Для перевозки всего годового объема груза в прямом и обратном направлении потребуется следующее количество подвижного состава

(без учета коэффициента выпуска):

.                                               (5.18)

3. Участковый метод организации движения подвижного состава

 

Максимально возможное время на маршруте составит:

.                                              (5.19)

Время движения автопоезда:

.                                        (5.20)

Максимальный суточный пробег подвижного состава при нормативной скорости составит:

.                                                 (5.21)

Учитывая возможные задержки автопоезда, нужно установить суточный пробег  (округлить в меньшую сторону) и протяженность участка:

 .                                                   (5.22)

Исходя из общей протяженности маршрута определяем количество участков, на которое разбивается расстояние между пунктами А и В:

.                                                  (5.23)

Далее нужно организовать промежуточные пункты, где полуприцеп перецепляется на тягач, работающий на следующем участке:

.                                               (5.24)

Минимальное время перевозки груза между пунктами А и В:

.                                       (5.25)

При ежедневном режиме работы на каждом участке должно работать следующее количество автопоездов:

.                                            (5.26)

На всех участках потребуется:

.                                               (5.27)

По результатам работы сделать вывод о преимуществах и недостатках рассматриваемых в работе типах движения автомобилей.

Контрольные вопросы:

1. Типы режимов движения, особенности.

2. Прямое и обратное направление движения.

3. Время, отведенное на малый и большой отдых водителей [13].

4. Преимущества и недостатки различных режимов движения.

5. Методика расчетов перевозок грузов в междугородном сообщении.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №6

Организация контейнерных и пакетных перевозок грузов

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: изучение основных этапов работы при перевозке контейнеров

                         и пакетов автомобилями.

Основные задачи: эффективно используя площадь платформы подвижного состава, разместить контейнеры (пакеты). Рассчитать

показатели работы подвижного состава соответствующие ПРМ и изобразить схему механизации погрузочно-разгрузочных работ с контейнерами.

Общие сведения

Контейнерные и пакетные перевозки – один из важнейших резервов повышения производительности и снижения себестоимости перевозок грузов, за счет уменьшения времени простоя под погрузочно-разгрузочными операциями.

Контейнером называется приспособление, предназначенное для многократного использования при бестарной перевозке груза и приспособленное для механизированной погрузки и выгрузки, а также для кратковременного хранения груза.   

Размещение контейнеров (пакетов) на платформе подвижного состава считается оптимальным, если коэффициент использования грузоподъемности приблизительно равен единице.

Порядок проведения работы

Располагая сведениями об основных параметрах контейнеров (пакетов) (приложение А), подобрать подвижной состав, используя параметры кузова и платформ автомобилей, чтобы коэффициент использования грузоподъемности максимально приближался к единице.   Схематично показать размещение контейнеров и пакетов на платформе автомобиля.

Для осуществления операций погрузки и разгрузки выбрать соответствующие погрузочно-разгрузочные механизмы (ПРМ), а также изобразить схему механизации погрузочно-разгрузочных работ (ПРР) с контейнерами.

 

Расчет  показателей работы подвижного состава

Коэффициент использования площади платформы подвижного состава:

,                              (6.1)

где - количество контейнеров по длине и ширине платформы, ед.;

     - наружная длина и ширина контейнера, мм;

     - внутренняя длина и ширина платформы автомобиля, мм;

     - зазор между контейнерами (в пределах 50-150 мм).

Среднегодовая производительность автомобиля:

,                           (6.2)

где - количество дней работы автомобиля в году, ед.

Статический коэффициент использования грузоподъемности:

,                                         (6.3)

где - количество контейнеров на автомобиле, ед.;

- вес брутто контейнера, т.

Рабочий парк контейнеров – это то количество контейнеров, при котором заполнение контейнеров происходит до прибытия, а разгрузка контейнеров – после отбытия автотранспортного средства:

,                                    (6.4)

где - годовой объем перевозок грузов, т;

- время оборота контейнера, сут.;

- вес нетто контейнера, т.

Потребное количество подвижного состава:

,                                     (6.5)

где - время оборота автомобиля, сут.

Время оборота автомобиля:

,                               (6.6)

где - время простоя под погрузкой-разгрузкой, ч.

По результатам работы сделать вывод.

Контрольные вопросы:

1. Виды контейнеров

2. Принципы размещения груза на платформе автомобиля

3. Схемы организации контейнерных перевозок

4. Подвижной состав для перевозки контейнеров

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №7

Координация работы подвижного состава

и погрузочно-разгрузочных механизмов

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: ознакомиться с составлением графиков координированной работы подвижного состава и погрузочно-разгрузочных механизмов.

Основные задачи: - по данным варианта составить графики работы подвижного состава (ПС) и погрузочно-разгрузочных машин (ПРМ);

- исходя из величины вынужденных простоев, с целью их уменьшения, внести соответствующие предложения по совершенствованию работы ПС и ПРМ.

Общие сведения

Погрузочно-разгрузочные пункты (ПРП) – это объекты, на которых производятся погрузочно-разгрузочные работы и оформление документов на перевозку грузов.

Порядок проведения работы

1. Необходимо составить графики координированной работы подвижного состава и погрузочно-разгрузочных средств, учитывая следующие условия:

  •  выпуск автомобилей на линию необходимо осуществлять последовательно, в соответствии с работой погрузочного механизма;

- начало рабочего дня погрузочных и разгрузочных механизмов может быть различным друг от друга и начинаться одновременно с прибытием автомобилей к механизму;

- разгрузочные операции для всех автомобилей необходимо завершить не позже времени окончания работы АТП;

  •  время обеденного перерыва можно совместить с вынужденным простоем автомобилей или ПРМ.

Пример приведен на рис. 7.

2. После составления графика необходимо подсчитать суммарный простой автомобилей () и ПРМ () за время рабочего дня.

3. Внести предложения по совершенствованию работы автомобильного звена и ПРМ, с целью уменьшения вынужденных простоев.

Это достигается путем:

- изменения количества автомобилей в звене;

  •  изменения режима работы погрузочных или разгрузочных механизмов   

 или установкой  вместо одного – двух той же производительности.

4. Составить повторный график в соответствии с внесенными изменениями в работу и подсчитать суммарный простой автомобилей () и ПРМ () за время рабочего дня.

5. Определить эффективность снижения потерь времени по формуле:

,                                        (7.1)

где  - суммарные потери времени автомобилей и ПРМ в простое, ч;

      - суммарные потери времени после внесенных предложений, ч;

      - заданное количество автомобилей, ед.

                                           tпрПРМ

    А                                                                                                             Тн, ч

     

    Б                                                                                                              Тн, ч

                                      

Рис. 7.1. График координированной работы подвижного состава и

                      погрузочно-разгрузочных  пунктов

            

По результатам работы сделать вывод.

Контрольные вопросы:

1. Виды ПРМ.

2. Предложения по совершенствованию работы ПС и ПРМ.

3. Технология построения графика координированной работы ПС и ПРМ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ  РАБОТЫ

ПРАКТИЧЕСКАЯ  РАБОТА  №1

Определение кратчайших расстояний между пунктами

транспортной сети

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы:- найти кратчайшие расстояния между пунктами транспортной сети и заполнить ими соответствующую таблицу;

- найти кратчайшие пути проезда между пунктами и отразить их на соответствующем рисунке.

Порядок выполнения работы

Исходными данными для выполнения данной практической работы является транспортная сеть из индивидуального задания (рис. Б1).

Для выполнения практической работы можно воспользоваться любым из известных методов, например, методом потенциалов [8]. Сущность его состоит в следующем. Потенциал одной из вершин (назовем ее исходной, например, вершины А) принимают за 0, то есть РА=0. Далее по формуле 1.1 определяются потенциалы всех вершин, непосредственно связанных с ней:

Рj = Рi + ℓij ,                                                      (1.1)

где i,j – текущие индексы соответственно исходной и непосредственно связанной с ней вершин;

Рi – потенциал исходной вершины, км;

Рj – потенциал вершины, непосредственно связанной с исходной, км;

 ij – длина звена между исходной и непосредственно связанной с ней  

         вершинами, км.

Из всех рассчитанных таким образом потенциалов выбирается наименьший, его значение записывается в таблицу кратчайших расстояний, а соответствующее звено на рисунке отмечается стрелкой. Далее вершина с наименьшим потенциалом принимается за исходную, от нее вновь определяются потенциалы всех вершин, непосредственно связанных с ней. Просматриваются все известные к этому моменту потенциалы (определенные как на предыдущем, так и на данном этапе), из них вновь выбирается наименьший, его значение заносится в эту же таблицу, а соответствующее звено на рисунке отмечается стрелкой. Таким образом, расчеты повторяются до полного заполнения таблицы и рисунка.

Рассмотрим метод потенциалов на примере рис. Б1.

Примем РА = 0.

С вершиной А непосредственно связаны вершины Г, Л и Б. Их потенциалы:

РГ = РА+ℓАГ  = 0+6   = 6 км;

РЛ = РА+ℓАЛ = 0+9   = 9 км;

РБ = РА+ℓАБ  = 0+10 = 10 км.

Отсюда в строке А и столбцеГ табл.1.1 проставляем минимальное расстояние 6,а звено АГ на рис.1.1 отмечаем стрелкой. Вершину Г принимаем за исходную.

 Непосредственно с ней связана только вершина Л. Ее потенциал:

РГ  = 6

РЛ  = РГ  + ℓГЛ = 6 + 4 = 10 км.

Из известных к этому моменту потенциалов (РЛ = 9, РБ=10 и РЛ=10) выбираем наименьший (РЛ = 9), число 9 заносим в табл.1.1 в строку А и столбец Л, звено АЛ на рис. 1.1 отмечаем стрелкой. Вершину Л принимаем за исходную, с ней непосредственно связаны вершины Ж, З, М и Б (вершину Г не берем в расчет, поскольку расстояние до нее уже известно). Их потенциалы:

РЛ = 9

РЖ = 9 + 2 =11;   РЗ = 9 + 8 = 17;   РМ = 9 + 7 = 16;   РБ = 9 + 12 = 21.

Из известных к данному моменту потенциалов (РБ=10; РЛ=10; РЖ=11; РЗ=17; РМ=16; РБ=21) выбираем минимальный РБ=10, в строку А и столбец Б проставляем 10, звено АБ отмечаем стрелкой. Вершину Б принимаем за исходную, с ней непосредственно связаны вершины М, Н и В (вершину Л не берем в расчет, поскольку до нее кратчайшее расстояние уже известно).

РБ = 10

РМ = 10 + 16 = 26;   РН = 10 + 10 = 20;   РВ = 10 + 9 = 19.

Минимальный потенциал имеет вершина Ж (РЖ = 11), ее значение заносим в табл. 1.1. в строку А и столбец Ж, звено ЛЖ отмечаем стрелкой на рис.1.1.

Таблица 1.1

Матрица кратчайших расстояний между пунктами транспортной сети

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

К

Л

М

Н

А

10

19

6

23

15

11

17

22

22

9

16

20

Б

9

16

13

18

14

17

21

12

12

16

10

В

25

4

20

23

17

21

12

21

21

10

Г

25

10

6

12

17

18

4

11

19

Д

16

20

13

17

8

21

17

6

Е

4

3

7

9

6

13

10

Ж

7

11

13

2

9

14

З

8

6

8

15

7

И

9

13

20

11

К

14

13

2

Л

7

15

М

11

Н

Таким образом, выбирая на каждом этапе минимальный потенциал, можно с абсолютной уверенностью гарантировать определение кратчайших расстояний и путей проезда от вершины А до всех остальных вершин данной транспортной сети. Расчеты повторяются до тех пор, пока все клетки в строке А табл. 1.1 не будут заполнены расстояниями. При этом на рис.1.1 у каждой вершины должна быть обозначена хотя бы одна стрелка (кроме вершины А, поскольку это исходная вершина с потенциалом РА = 0).

Далее потенциал следующей вершины (например, Б) принимается за 0 и все расчеты повторяются аналогично.

Следует обратить внимание на то, что на данной транспортной сети нет никаких ограничений по организации дорожного движения, то есть расстояние, скажем, между пунктами А и И равно расстоянию между пунктами И и А (ℓАИ=ℓИА). Таким образом, матрица кратчайших расстояний (см. табл. 1.1) будет симметрична относительно диагонали, и можно заполнять только одну ее часть.

Рис. 1.1. Кратчайшие пути проезда от вершины А

 По результатам проделанной работы сделать вывод.

ПРАКТИЧЕСКАЯ  РАБОТА  №2

Закрепление потребителей однородного груза за поставщиками

Трудоемкость выполнения – 2 часа.

Цель работы: построить план перевозок щебня, который обеспечивал бы минимальное значение транспортной работы (грузооборота).

Порядок выполнения работы

Задача закрепления потребителей однородного груза за поставщиками заключается в построении такого плана перевозок, который обеспечит минимальное значение критерия оптимальности, которым в данном случае будет грузооборот. Исходные данные для данной практической работы представлены на рис. Б1, в табл. Б1 и табл. Б2 Приложения Б. Их необходимо свести в табл. 2.1. Расстояния между поставщиками и потребителями проставляют в правом верхнем углу каждой клетки (из табл. 1.1 в практической работе №1).

Таблица 2.1

Исходные данные для решения задачи оптимизации закрепления потребителей за поставщиками

Поставщики

Потребители

Объем производства, т.

В

И

Л

Ж

З

VВ=

VИ=

VЛ=

VЖ=

VЗ=

А

UА=

19

22

*

9

11

17

150

Б

UБ=

**

9

21

12

14

17

200

Г

UГ=

25

17

**

4

*

6

12

160

Н

UН=

10

*

11

15

14

**

7

250

Объем потребления,т

150

200

175

90

145

760

760

Задача оптимизации закрепления потребителей однородного груза за поставщиками может быть решена любым из известных методов, например, методом МОДИ [3, 4, 5, 8]. Сущность этого метода состоит в следующем. Вначале строится какой-либо план перевозок, который по специальным правилам проверяется на оптимальность. Если он не оптимален, то строится новый улучшенный план. Таким образом, за конечное число шагов может быть получен искомый оптимальный план.

Первоначальный (опорный) план целесообразно получить методом "двойного предпочтения" [5].  Для этого по каждой строке и по каждому столбцу отмечается знаком * клетка с минимальным расстоянием. В табл.2.1 клетки БВ, ГЛ и НЗ имеют одновременно два знака **. Их загружают в первую очередь (у поставщика Б имеется 200 т, а потребителю В требуется 150 т, следовательно, в клетку БВ проставляем 150 т и т.д.). Далее проставляем загрузку в клетки, имеющие одну отметку * (15 т в клетку АЛ, 105 т в клетку НИ). Оставшуюся загрузку распределяем по свободным клеткам (потребителю И оставшиеся 95 т завезем от поставщика А и Б; потребителю Ж завезем оставшиеся 90 т от поставщика А). Таким образом, в полученном опорном плане от всех поставщиков имеющийся груз вывезен, всем потребителям завезено все, что им требуется. При этом опорный план должен удовлетворять двум условиям:

1. Ацикличности, то есть в таблице нельзя построить замкнутый цикл, все вершины которого лежат в загруженных клетках.

  1.  Число загруженных клеток должно быть равно:

Nзаг = m + n - 1,                                                  (2.1)

где m – число поставщиков;

      n – число потребителей.

Опорный план, представленный в табл. 2.2, обоим этим условиям удовлетворяет, однако так бывает не всегда (о том, как быть в этом случае см. ниже).

Таблица 2.2

Первоначальный (опорный) план для решения задачи оптимизации закрепления потребителей за поставщиками

Поставщики

Потребители

Объем производства, т.

В

И

Л

Ж

З

VВ=10

VИ=22

VЛ=9

VЖ=11

VЗ=18

А

UА=0

19

  –     

45

22

*

15

9

90

11

  +

17

150

Б

UБ= -1

**

150

9

50

21

12

14

17

200

Г

UГ= -5

25

17

**

160

4

*

6

12

160

Н

UН= -11

10

*  

+  105

11

15

14

**

145 –  

7

250

  

Объем потребления, т

150

200

175

90

145

760

Подсчитаем для опорного плана значение грузооборота по формуле:

Р=∑∑Qij  · ℓij ,                                                    (2.2)

где i,j – текущий индекс соответственно поставщика и потребителя;

      Р   – грузооборот, ткм;

      Qij – объем перевозок между i-ым поставщиком и j-ым потребителем, т;

      ij   – расстояние между i-ым поставщиком и j-ым потребителем, км.

Р = 45 · 22+15 · 9 + 90 · 11+150 · 9+50 · 21+160 · 4+105 · 11+145 · 7 = 7325

   Р = 7325 ткм

Для проверки на оптимальность по методу МОДИ определим вспомо-гательные величины ui (для строк) и vj (для столбцов), называемые потен-циалами. Для этого потенциал одного из поставщиков (например, А) примем равным 0. Тогда все оставшиеся потенциалы определим по формуле (2.3).

dij  =  ℓij  -  ui  -  vj.                                            (2.3)

Учитывая, что в загруженных клетках dij = 0, определим потенциалы строк и столбцов для табл. 2.2. В строке А загруженных клеток три: АИ, АЛ и АЖ. Отсюда потенциалы столбцов И, Л и Ж равны:

uА = 0;  vИ = ℓАИ - uА = 22 – 0 = 22;

 vЛ = ℓАЛ - uА =  9 – 0  =  9;

 vЖ= ℓАЖ - uА = 11 – 0 = 11.

Далее по загруженной клетке БИ определим потенциал строки Б:

uБ = ℓБИ - vИ = 21 – 22 =  -1;

по загруженной клетке НИ потенциал строки Н:

uН = ℓНИ - vИ = 11 – 22 =  -11;

по загруженной клетке ГЛ потенциал строки Г:

                 uГ = ℓГЛ - vЛ = 4 – 9 =  -5;

по загруженной клетке БВ потенциал столбца В:

                 vВ = ℓБВ - uБ = 9 - (-1) = 10;

по загруженной клетке НЗ потенциал столбца З:

                 vЗ = ℓНЗ - uН = 7- (-11) = 18.

Теперь рассчитаем значение параметра dij для всех свободных клеток:

  dАВ  = 19 – 0 - 10     = 9;

  dАЗ  = 17 – 0 – 18     = -1;

  dБЛ  = 12 - (-1) – 9    = 4;

  dБЖ = 14 - (-1) – 11  = 4;

  dЗБ  = 17 - (-1) – 18   = 0;

  dГВ  = 25 - (-5) – 10   = 20;

  dГИ  = 17 - (-5) – 22   =  0;

  dГЖ  =  6 - (-5) – 11    =  0;

   dГЗ  = 12 - (-5 ) – 18  =  -1;

  dНВ  = 10 - (-11) – 10  =  11;

      dНЛ = 15 - (-11) – 9   = 17;

      dНЖ = 14 - (-11) – 11 = 14.

В двух клетках (АЗ и ГЗ) величина dij принимает значение меньше 0 (выде-лены курсивом). Значит, этот план не оптимален. Перемещение загрузки в эти клетки уменьшит значение грузооборота. Из нескольких клеток с отрицательными значениями dij выбирают такую, в которой оно самое минимальное.

Для перемещения загрузки необходимо составить специальный контур, все вершины  которого  лежат в  загруженных клетках, кроме одной,  в которой     dij ‹ 0 (в табл. 2.2 показан жирной линией).  В табл. 2.2 контур построен для клетки АЗ следующим образом: из клетки АЗ линия контура движется вниз до загруженной клетки НЗ, отсюда до загруженной клетки НИ, затем до АИ и наконец, контур замыкается в клетке АЗ. В углах контура проставим попеременно знаки "+" и "—", начиная с клетки АЗ. В клетки АЗ и НИ (где стоят знаки "+") нужно добавить загрузку, а из клеток НЗ и АИ (где стоят знаки "—") – отнять. Объем перемещаемой по контуру загрузки равен наименьшей цифре, стоящей в углах НЗ и АИ (откуда загрузку отнимаем). Это 45 т. Новый план перевозок после перемещения загрузки по этому контуру представлен в табл. 2.3. Если среди клеток контура со знаком "—" окажется две (или более) с одинаковыми минимальными загрузками, то из плана исключается только одна из них с большим расстоянием, а вместо других оставляют условную нулевую загрузку, чтобы не допустить вырождения плана.

Таблица 2.3

Улучшенный план закрепления потребителей за поставщиками

Поставщики

Потребители

Объем производства, т.

В

И

Л

Ж

З

VВ=9

VИ=21

VЛ=9

VЖ=11

VЗ=17

А

UА=0

19

22

*

15

9

90

11

45

17

150

Б

UБ=0

**

150

9

50

21

12

14

17

200

Г

UГ= -5

25

17

**

160

4

*

6

12

160

Н

UН= -10

10

*

150

11

15

14

**

100

7

250

Объем потребления, т

150

200

175

90

145

760

Для плана перевозок из табл. 2.3 произведем расчет потенциалов ui и vj, а также значений dij для всех свободных клеток. Результаты расчетов свидетельствуют, что величина dij нигде не принимает значение меньше 0, следовательно, это оптимальный план.

Грузооборот для оптимального плана равен:

Р = 15 · 9 + 90 · 11 + 45 · 17 +150 · 9 +50 · 21+160 · 4+150 · 11+100 · 7 = 7280

Р = 7280 ткм.

На заключительном этапе корреспонденции из оптимального плана необходимо перенести на схему транспортной сети (рис. 2.1). Лучше это сделать разными цветами.

В случае если первоначальный (опорный) план не удовлетворяет второму условию, определить все потенциалы ui и vj невозможно. Недостающее количество клеток загружают нулевыми загрузками. Нулевые загрузки целесообразно размещать в незанятых клетках, расположенных на пересечении строки (столбца), для которой потенциал определен, со столбцом (строкой), для которого потенциал неизвестен. Из всех этих клеток выбирается такая, в которой стоит наименьшее расстояние (поскольку задача решается на минимум грузооборота).

При наличии циклов и (или) когда загруженных клеток больше, чем n+m-1, то одну из клеток необходимо сделать незагруженной. Для этого строят один из возможных контуров и нумеруют его углы (по ходу часовой стрелки). Затем определяют сумму расстояний перевозки для клеток, в которых лежат углы контура с четными и нечетными номерами. Из числа клеток с наибольшей суммой расстояний перевозок выявляется клетка с наименьшим значением объема перевозок. Значение объема перевозок в выявленной клетке вычитается из объемов загрузки клеток с наибольшей суммой расстояний перевозок и прибавляется к объемам загрузки каждой из клеток, для которых сумма расстояний меньше.

   

Рис. 2.1.  Транспортные связи, соответствующие

       оптимальному плану

По результатам проделанной работы сделать вывод.

ПРАКТИЧЕСКАЯ  РАБОТА  №3

Маршрутизация перевозок грузов при помашинных отправках

Трудоемкость выполнения – 4 часа.

Цель работы:  составить маршруты движения автомобилей, обеспечивающие минимальный холостой пробег (максимальный коэффициент использования пробега).

Порядок выполнения работы

Исходными данными для практической работы являются:

  •  оптимальный план закрепления потребителей щебня за поставщиками, полученный в практической работе №2;
  •  объемы производства и потребления песка из табл. Б3 и табл. Б4 индивидуального задания.

Оптимальный план закрепления потребителей щебня за поставщиками дополняется поставщиками и потребителями песка. Полученная табл. 3.1 является планом перевозок щебня и песка.

Таблица 3.1

План перевозок щебня и песка

Поставщики

Потребители

Объем производства, т.

В

И

Л

Ж

З

Е

VВ=

VИ=

VЛ=

VЖ=

VЗ=

VЕ=

А

UА=

19

22

15

9

90

11

45

17

15

150

Б

UБ=

150

9

50

21

12

14

17

18

200

Г

UГ=

25

17

160

4

6

12

10

160

Н

UН=

10

150

11

15

100

14

7

10

250

Д

UД=

4

17

21

23

13

200

16

200

К

UК=

12

9

14

13

6

50

9

50

Объем потребления, т

150

200

175

90

145

250

1010

Далее выбирается марка автомобиля-самосвала для перевозки щебня и песка и определяется количество ездок с грузом по формуле:

                      ,                                                (3.1)

                          

где nегij - количество ездок с грузом между i-ым поставщиком и j-ым потребителем;

 q – грузоподъемность автомобиля-самосвала, т;

 γij – коэффициент использования грузоподъемности при перевозке грузов    

       между i-ым поставщиком и j-ым потребителем.

В результате по данным табл. 3.1 можно получить план ездок автомобилей-самосвалов с грузом (табл. 3.2). Поскольку любой маршрут движения состоит из чередующихся ездок с грузом и ездок без груза, то для составления маршрутов последние необходимо определить.

Таблица 3.2

План ездок с грузом при перевозке щебня и песка

Поставщики

Потребители

Число ездок от постав-щиков

В

И

Л

Ж

З

Е

VВ=

VИ=

VЛ=

VЖ=

VЗ=

VЕ=

А

UА=

19

22

3

9

18

11

9

17

15

30

Б

UБ=

30

9

10

21

12

14

17

18

40

Г

UГ=

25

17

32

4

6

12

10

32

Н

UН=

10

30

11

15

14

20

7

10

50

Д

UД=

4

17

21

23

13

40

16

40

К

UК=

12

9

14

13

6

10

9

10

Число ездок к потребителям

30

40

35

18

29

50

202

Учитывая, что количество автомобилей с грузом, убывающих от каждого поставщика, должно обязательно равняться количеству порожних автомобилей, прибывающих к нему (так же как и количество автомобилей с грузом, прибывающих к каждому потребителю, должно обязательно равняться количеству порожних автомобилей, убывающих от него), можно составить оптимальный план ездок без груза (порожних). Для этого исходные данные должны быть сведены в табл. 3.3. Методика получения оптимального плана изложена в практической работе №2.

Таблица 3.3

Первоначальный (опорный) план ездок без груза

Поставщики

Потребители

Число ездок от постав-щиков

В

И

Л

Ж

З

Е

VВ=

VИ=

VЛ=

VЖ=

VЗ=

VЕ=

А

UА=

19

22

*

9

11

17

15

30

Б

UБ=

*

9

21

12

14

17

18

40

Г

UГ=

25

17

**

4

*

6

12

10

32

Н

UН=

10

11

15

14

*

7

10

50

Д

UД=

**

4

17

21

23

13

16

40

К

UК=

12

*

9

14

13

**

6

*

9

10

Число ездок к потребителям

30

40

35

18

29

50

202

С использованием метода МОДИ получен оптимальный план ездок без груза (план возврата порожних автомобилей), который представлен в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Оптимальный план ездок без груза

Поставщики

Потребители

Число
ездок от   

постав-   

щиков

В

И

Л

Ж

З

Е

VВ=

 VИ=

 VЛ=

 VЖ=

 VЗ=

 VЕ=

А

UА=

19

22

9

11

17

30

15

30

Б

UБ=

9

21

3

12

18

14

17

19

18

40

Г

UГ=

25

17

32

4

6

12

10

32

Н

UН=

10

21

11

15

14

29

7

10

50

Д

UД=

30

4

9

17

21

23

13

1

16

40

К

UК=

12

10

9

14

13

6

9

10

Число ездок к потребителям

30

40

35

18

29

50

202

Для составления рациональных маршрутов перевозок целесообразно использовать метод "совмещенных планов". Сущность его состоит в том, что в одной и той же таблице совмещается и план ездок с грузом (табл. 3.2) и оптимальный  план  ездок без груза  (табл. 3.4).   Совмещенный  план  представлен  в табл. 3.5. Здесь в правом нижнем углу клеток жирным шрифтом записаны ездки с грузом, а в левом верхнем углу курсивом – ездки без груза (при оформлении практических работ для обозначения ездок лучше использовать различные цвета, например, синим – ездки с грузом, а красным – ездки без груза).

Таблица 3.5

Совмещенный план ездок с грузом и ездок без груза

Поставщики

Потребители

Число ездок от поставщиков

В

И

Л

Ж

З

Е

А

3

18

9

30

30

30

Б

30

10

3

18

19

40

40

Г

32

32

32

32

Н

21

29

50

30

20

50

Д

30

9

1

40

40

40

К

10

10

10

10

Число ездок к потребителям

30

40

33

18

29

50

202

30

40

33

18

29

50

202

Формирование маршрутов производится следующим образом. Вначале выби-раются маятниковые маршруты с обратным порожним пробегом. Они соответс-твуют клеткам из совмещенного плана, где одновременно расположены 2 циф-ры – ездки с грузом и ездки без груза. Такими клетками в табл. 3.5 являются:

  •  клетка ГЛ, ей соответствует маятниковый маршрут с обратным порожним пробегом Г-Л - Г с числом оборотов 32;
  •  клетка НИ, маршрут Н-И-Н с числом оборотов 21;
  •  клетка НЗ, маршрут Н-З-Н с числом оборотов 20;
  •  клетка ДЕ, маршрут Д-Е-Д с числом оборотов 1.

 Далее совмещенный план переписывается заново уже без маятниковых маршрутов (табл. 3.6). Из него выбираются кольцевые маршруты. Для этого в совмещенном плане составляются сначала 4-х, затем 6-ти, 8-ми и т.д. угольные контуры. Все вершины этих контуров лежат в загруженных клетках, причем ездки с грузом (цифры, выделенные жирным шрифтом) обязательно чередуются с ездками без груза (цифры, выделенные курсивом).

Таблица 3.6

Совмещенный план ездок с грузом и ездок без груза

Поставщики

Потребители

Число ездок от поставщиков

В

И

Л

Ж

З

Е

А

3

18

9

30

30

30

Б

30

10

3

18

19

40

40

Г

Н

9

9

9

                      9

Д

30

9

39

39

39

К

10

10

10

10

Число ездок к потребителям

30

19

3

18

9

49

128

30

19

3

18

9

49

128

В рассматриваемом примере кольцевыми будут маршруты:

1. Б-В-Д-Е-Б с числом оборотов 19 (контур показан жирной линией);

2. Н-И-Д-Е-А-З-Н с числом оборотов 9 (контур показан тонкой линией).

Перепишем табл. 3.6 заново и составим оставшиеся маршруты (табл. 3.7).

Таблица 3.7

Совмещенный план ездок с грузом и ездок без груза

Поставщики

Потребители

Число ездок от поставщиков

В

И

Л

Ж

З

Е

А

3

18

21

21

21

Б

11

10

3

18

21

21

Г

Н

Д

11

11

11

11

К

10

10

10

10

  Число ездок к потребителям

11

11

10

10

3

3

18

18

21

21

63

63

 Таким образом, получаются три оставшиеся кольцевых маршрута:

3. Б-В-Д-Е-А-Ж-Б с числом оборотов 11;

4. Б-И-К-Е-А-Ж-Б с числом оборотов 7;

5. Б-И-К-Е-А-Л-Б с числом оборотов 3.

Для каждого кольцевого маршрута необходимо рассчитать коэффициент использования пробега по формуле:

где Lгр   - пробег с грузом за оборот, км;

 Lобщ- общий пробег за оборот, км;

 егij  - длина ездки с грузом между i-м отправителем и j-м получателем, км;

 хji   - длина ездки без груза между j-м получателем и i-м отправителем, км.

Для первого кольцевого маршрута коэффициент использования пробега равен:

БВ + ДЕ                      9+16

β1= ——————— = ————— = 0.53.

БВ+ВД+ДЕ+ЕБ        9+4+16+18

Для остальных кольцевых маршрутов расчет производится аналогично:

β2 = 0.53;

β3 = 0.52;

β4 = 0.52;

β5 = 0.52.

Таким образом, на кольцевых маршрутах движения коэффициент использования пробега принимает значения больше 0.5, в то время как на маятниковых маршрутах он всегда равен 0.5.

На заключительном этапе полученные маршруты (отдельно маятниковые и отдельно кольцевые) необходимо отразить на соответствующих рисунках, а также сделать вывод.

ПРАКТИЧЕСКАЯ  РАБОТА  №4

Решение задачи коммивояжера методом "ветвей и границ"

Трудоемкость выполнения – 4  часа.

Цель работы: найти самый короткий путь объезда всех пунктов на

                     транспортной сети.

 

Порядок выполнения работы

 

Задача "странствующего коммивояжера" заключается в том, что на транспортной сети имеется n пунктов, в которых он должен побывать, причем только по 1 разу и вернуться в исходный. Расстояния (или стоимости проезда) между пунктами неодинаковы, поэтому способов объезда будет много. Необходимо из всех этих способов найти такой, который обеспечивает минимальную длину маршрута (или суммарную стоимость объезда).

В качестве исходных данных необходимо использовать транспортную сеть (рис. Б1) и матрицу кратчайших расстояний, записанную полностью (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Матрица кратчайших расстояний

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

К

Л

М

Н

А

10

19

6

23

15

11

17

22

22

9

16

20

Б

10

9

16

13

18

14

17

21

12

12

16

10

В

19

9

25

4

20

23

17

21

12

21

21

10

Г

6

16

25

25

10

6

12

17

18

4

11

19

Д

23

13

4

25

16

20

13

17

8

21

17

6

Е

15

18

20

10

16

4

3

7

9

6

13

10

Ж

11

14

23

6

20

4

7

11

13

2

9

14

З

17

17

17

12

13

3

7

8

6

8

15

7

И

22

21

21

17

17

7

11

8

9

13

20

11

К

22

12

12

18

8

9

13

6

9

14

13

2

Л

9

12

21

4

21

6

2

8

13

14

7

15

М

16

16

21

11

17

13

9

15

20

13

7

11

Н

20

10

10

22

6

10

14

7

11

2

15

11

Вначале необходимо визуально составить маршрут движения коммивояжера, ориентируясь на транспортную сеть (рис. П1). Например, один из возможных маршрутов мог бы быть следующим:

                                       А-Г-Л-Ж-Е-З-И-К-Н-М-Д-В-Б-А

Его длина:      LМ = 6+4+2+4+3+8+9+2+11+17+4+9+10 = 89

                   LМ = 89 км

Далее необходимо определить маршрут коммивояжера, используя известный в науке метод "ветвей и границ".

Решение задачи этим методом разбивается на несколько этапов.

  1.  Матрица кратчайших расстояний приводится по минимальным расстояниям по строкам. Для этого из каждого элемента строки вычитают наименьший элемент данной строки. Матрица, приведенная по строкам, представлена в табл. 4.2. Здесь в каждой строке есть хотя бы один нулевой элемент (выделены жирным шрифтом), а в крайнем правом столбце проставлены константы приведения.

Таблица 4.2

Матрица расстояний, приведенная по строкам

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

К

Л

М

Н

min

А

4

13

0

17

9

5

11

16

16

3

10

14

6

Б

1

0

7

4

9

5

8

12

3

3

7

1

9

В

15

5

21

0

16

19

13

17

8

17

17

6

4

Г

2

12

21

21

6

2

8

13

14

0

7

15

4

Д

19

9

0

21

12

16

9

13

4

17

13

2

4

Е

12

15

17

7

13

1

0

4

6

3

10

7

3

Ж

9

12

21

4

18

2

5

9

11

0

7

12

2

З

14

14

14

9

10

0

4

5

3

5

12

4

3

И

15

14

14

10

10

0

4

1

2

6

13

4

7

К

20

10

10

16

6

7

11

4

7

12

11

0

2

Л

7

10

19

2

19

4

0

6

11

12

5

13

2

М

9

9

14

4

10

6

2

8

13

6

0

4

7

Н

18

8

8

20

4

8

12

5

9

0

13

9

2

2. Полученная на 1 этапе новая матрица (табл. 4.2) приводится по столбцам. Для этого из каждого элемента столбца вычитают наименьший элемент этого столбца. Матрица, приведенная по столбцам, представлена в табл.4.3. Здесь в каждой строке и в каждом столбце есть хотя бы один нулевой элемент (выделены жирным шрифтом). В нижней строке табл. 4.3 проставлены константы приведения по столбцам.

Таблица 4.3

Матрица расстояний, приведенная по столбцам

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

К

Л

М

Н

А

01

13

02

17

9

5

11

12

16

3

5

14

Б

01

00

7

4

9

5

8

8

3

3

2

1

В

14

1

21

05

16

19

13

13

8

17

12

6

Г

1

8

21

21

6

2

8

9

14

01

2

15

Д

18

5

02

21

12

16

9

9

4

17

8

2

Е

11

11

17

7

13

1

01

01

6

3

5

7

Ж

8

8

21

4

18

2

5

5

11

02

2

12

З

13

10

14

9

10

01

4

1

3

5

7

4

И

14

10

14

10

10

01

4

1

2

6

8

4

К

19

6

10

16

6

7

11

4

3

12

6

04

Л

6

6

19

2

19

4

01

6

7

12

02

13

М

8

5

14

4

10

6

2

8

9

6

02

4

Н

17

4

8

20

4

8

12

5

5

06

13

4

min

1

4

0

0

0

0

0

0

4

0

0

5

0

3. Подсчитаем сумму констант приведения:

по строкам (6+9+4+4+4+3+2+3+7+2+2+7+2) = 55 км;

по столбцам (1+4+4+5) = 14 км;

всего (55+14) = 69 км.

Сумма констант приведения представляет собой так называемую нижнюю границу протяженности маршрута, представленную на рис. 4.3 прямоугольни-ком "все решения" (таким образом, любой маршрут не может быть короче, чем сумма наименьших элементов во всех строках и столбцах матрицы, т.е. 69 км).

4.В маршрут коммивояжера необходимо включить пары пунктов (то есть звенья транспортной сети, когда из одного пункта коммивояжер выезжает, а в другой въезжает), которым соответствуют нулевые элементы в приведенной матрице. Однако, таких элементов много, поэтому необходимо выбрать "лучший" из них, то есть произвести оценку нулевых элементов. Такая оценка производится следующим образом. Рассмотрим нулевой элемент А-Б. Если его не включать в маршрут, то в строке А обязательно придется выбрать какой-то другой элемент, в лучшем случае А-Г протяженностью 0 км. В столбце Б также придется выбрать какой-нибудь другой элемент, в лучшем случае элемент Б-В протяженно-стью 1 км. Таким образом, отказ от нулевого элемента А-Б приведет к уве-личению длины маршрута на (0+1) км. Эта величина и есть оценка нуле-вого элемента А-Б. Определим оценки всех нулевых элементов в табл. 4.3.

ОАБ = (0+1) = 1 ОАГ = (0+2) = 2  ОБА = (0+1) = 1

ОБВ = (0+0) = 0 ОВД = (1+4) = 5  ОГЛ = (1+0) = 1

ОДВ = (2+0) = 2 ОЕЗ = (0+1) = 1  ОЕИ = (0+1) = 1

ОЖЛ = (2+0) = 2 ОЗЕ = (1+0) = 1  ОИЕ = (1+0) = 1

ОКН = (3+1) = 4 ОЛЖ = (0+1) = 1  ОЛМ = (0+2) = 2

ОМЛ = (2+0) = 2 ОНК = (4+2) = 6

Для наглядности оценку каждого нулевого элемента можно проставить другим цветом в правом нижнем углу соответствующей клетки.

Очевидно, что в маршрут движения коммивояжера целесообразно включить пару пунктов, соответствующих нулевому элементу с максимальной оценкой. В нашем случае максимальную оценку 6 имеет нулевой элемент Н-К.

Если нулевых элементов с одинаковой оценкой несколько, то можно выбрать любой из них.

Множество "все решения" на рис. 4.3 делится на два подмножества:

  •  включают пару пунктов Н-К;
  •  не включают пару пунктов Н-К;

5.Рассчитаем нижнюю границу протяженности маршрутов, второго подмножества. Она определяется как сумма нижней границы множества "все решения" и величиной оценки пары Н-К. В данном случае это (69+6) = 75 км, что отражено на рис. 4.3.

  1.  Строку Н и столбец К, соответствующих паре пунктов, включенных в маршрут, исключаем (вычеркиваем) из табл. 4.3. Новая матрица представлена в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Матрица расстояний без строки Н и столбца К

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

Л

М

Н

А

0

13

0

17

9

5

11

12

3

5

14

Б

0

0

7

4

9

5

8

8

3

2

1

В

14

1

21

0

16

23

13

13

17

12

6

Г

1

8

21

21

6

2

8

9

0

2

15

Д

18

5

0

21

12

16

9

9

17

8

2

Е

11

11

17

7

13

1

0

0

3

5

7

Ж

8

8

25

4

18

2

5

5

0

2

12

З

13

10

14

9

10

0

4

1

5

7

4

И

14

10

14

10

10

0

4

1

6

8

4

К

19

6

10

16

6

7

11

4

3

12

6

Л

6

6

19

2

19

4

0

6

7

0

13

М

8

5

14

4

10

6

2

8

9

0

4

  1.  Выбор пары пунктов К-Н привел бы к нарушению условий задачи (побывать в каждом пункте только по 1 разу), поэтому этот элемент в табл. 4.4 блокируем, заштриховывая соответствующую клетку матрицы вместо цифры.

Этапы с 1 по 3 для новой матрицы повторяются. Нижняя граница протяженности маршрутов первого подмножества определяется сложением нижней границы множества "все решения" и новой суммы констант приведения. В нашем случае это 69+4=73 км.

Новая приведенная (опять же сначала по строкам, а потом по столбцам) матрица представлена в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Матрица расстояний, приведенная по строкам и столбцам

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

Л

М

Н

min

А

0

13

0

17

9

5

11

12

3

5

13

0

Б

0

0

7

4

9

5

8

8

3

2

0

0

В

14

1

21

0

16

23

13

13

17

12

5

0

Г

1

8

21

24

6

2

8

9

0

2

14

0

Д

18

5

0

24

12

16

9

9

17

8

1

0

Е

11

11

17

7

13

1

0

0

3

5

6

0

Ж

8

8

25

4

18

2

5

5

0

2

11

0

З

13

10

14

9

10

0

4

1

5

7

3

0