Файл: Оптимизация процессов грузовой работы..pdf

III. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ ГРУЗОВЫХ ФРОНТОВ

1. ПОРЯДОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Оптимальное техническое оснащение грузового фронта определяют в такой последовательности: устанавливают условия работы проектируе­ мого грузового фронта — объем погрузки и выгрузки, режим работы (кругло­ суточный, некруглосуточный), характер поступления транспортных средств во времени и по количеству (детерминированный, случайный), порядок об­ служивания грузовых фронтов маневровыми средствами (обезличенный или предусматривающий закрепление маневровых локомотивов по районам), вид промышленного транспорта, связывающий прирельсовый склад с про­ изводственными цехами предприятия; выбирают рациональные варианты погрузочно-разгрузочных и складских работ. Затем строят математическую модель грузового фронта и составляю т выражение для подсчета приведен­ ных расходов, представляющее собой функцию количества погрузочно-раз­ грузочных машин, числа подач вагонов, времени работы грузового фронта, длины повышенных путей или разгрузочной эстакады.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГРУЗОВЫХ ФРОНТОВ

Грузовой фронт, оснащенный погрузочно-разгрузочными механизма­ ми, представляет собой систему массового обслуживания. Обслуживающи­ ми аппаратами ее являю тся погрузочно-разгрузочные машины и установки, входящим потоком заявок — поступающие на грузовой фронт для загрузки или разгрузки транспортные средства: вагоны, автомобили, суда. Перво­ степенное значение для корректного математического описания работы гру­ зового фронта имеет тщательное изучение входящ его потока заявок и функ­ ционирования системы обслуживания. Д л я возможности математического описания и расчета технического оснащения наибольший интерес представ­ ляет рассмотрение недетерминированного характера работы грузового фрон­ та, при котором транспортные средства поступают под грузовые операции по времени и количеству случайно. При этом неизбежны ситуации, когда транспортные средства, например вагоны, застаю т грузовой фронт заня­ тым ранее поданными вагонами. П оявляется очередь транспортных средств в ожидании выполнения грузовых операций. Одна из важных задач изуче­

51

ния особенностей функционирования грузового фронта — определение числовых характеристик системы обслуживания — средней длины очереди и среднего времени ожидания транспортными средствами начала обслужи­ вания. Д аж е если отсутствуют количественные соотношения для определе­ ния этих параметров, исходя из чисто эвристических соображений, можно заранее сказать, что при увеличении количества погрузочно-разгрузочных машин вероятность застать грузовой фронт занятым уменьшается. У м ень­ шается такж е и длина очереди и продолжительность ожидания начала гру ­ зовых операций.

При детерминированном режиме работы грузового фронта, характе­ ризующемся регулярным входящим потоком транспортных средств или поступлением их по расписанию, постоянным временем выполнения грузо­ вых операций, можно избежать появления у грузового фронта очереди и исключить время ожидания вагонами, автомобилями, судами обслуж ива­ ния. Поэтому изучение детерминированного режима грузового фронта не дает какой-либо дополнительной информации для определения его техни­ ческого оснащения по сравнению с традиционными методами расчета. К ор ­ ректные аналитические методы определения средней длины очереди и сред­ него времени ожидания наиболее полно разработаны для простейшего в х о ­ дящего потока. В частности, закон распределения Пуассона изменение ча­ стоты поступления вагонов k определяет следующим выражением:

kтребований.

Как показывают наблюдения, случаи, когда характер поступления транспортных средств на грузовой фронт интерпретируется простейшим входящим потоком, встречаются довольно часто. Более того, многие счи­

таю т, что простейший поток играет в теории массового обслуживания т а ­ кую ж е роль, как нормальный закон распределения в теории вероятностей.

Грузовой фронт может функционировать как однолинейная или многолинейная система обслуживания. В первом случае к каждой погрузочноразгрузочной машине или группе машин поступает определенный вхо д я ­ щий поток транспортных средств. Простейший пример однолинейной систе­ мы — грузовой фронт, оснащенный одной погрузочно-разгрузочной маши­

ванием необходимо считать подачу, состоящую из нескольких вагонов. Группа погрузочно-разгрузочных машин представляет собой совокупный обслуживающий; аппарат.

52

При многолинейной системе требования (транспортные средства) п о ­ ступаю т для обслуживания к любой свободной погрузочно-разгрузочной машине. Пример многолинейной системы: несколько экскаваторов или тракторных погрузчиков, которые из отвала у повышенного пути грузят в автомобили односортный сыпучий груз (песок, щебень, каменный уголь). Можно представить себе и более сложную систему обслуживания — соче­ тание многолинейной и однолинейной. Например, крупные контейнерные пункты располагают несколькими контейнерными площадками, каждую из которых обслуживают два-три и более кранов. В этом случае комплекс контейнерных площадок представляет собой многолинейную систему об­ служивания вагонов. Каж дая ж е площадка, представляющ ая собой от­ дельный грузовой фронт, является однолинейной системой (или подсисте­ мой) обслуживания. Таким образом, для определения типа системы обслу­ живания грузового фронта решающее значение имеет не формальный при­

знак — число погрузочно-разгрузочных машин, а технология их использо­ вания.

Система обслуживания грузовых фронтов относится к системам без по­ терь (с ожиданием), так как в подавляющем большинстве случаев транспорт­ ные средства до тех пор не могут покинуть ее, пока с ними не будут завер ­ шены грузовые операции. К важнейшим показателям функционирования таких систем относятся время обслуживания (выполнения грузовы х опера­ ций) и дисциплина очереди, которая характеризуется наличием или от­ сутствием приоритетов обслуживания транспортных средств. Наиболее рас­ пространенный случай обслуживания транспортных средств на грузовом фронте такой, когда закон распределения продолжительности выполнения грузовых операций является показательным. К ак известно, при этом функ­ ция распределения имеет вид [237

Предположив, что закон изменения времени обслуживания такой ж е , как и закон изменения числа вагонов в подаче, формулу (II 1 .2 ) можно пере­ писать следующим образом:

53

такж е установить наивыгоднейшее число подач, то тогда нельзя ограничить­ ся рассмотрением только фазы обработки вагонов у грузового фронта. В та ­ кой ситуации необходимо изучить особенности функционирования много­

этой системы.

Первая фаза технологического процесса — расформирование прибыв­ шего состава для подборки вагонов по родам грузов. Обслуживающий ап­ парат этой подсистемы — маневровый локомотив; поток заявок — ожи­ дающие расформирования вагоны. Система обслуживания обычно одноли­ нейна.

невровый локомотив, поток требований — ожидающие на путях сортиро­ вочного парка (в бункере) вагоны. Подсистема обслуживания может быть однолинейной или многолинейной. В первом случае маневровые локомоти­ вы специализированы по отдельным районам станции и подают вагоны толь-

Рис. 9. Структурная схема простейшей многофазной системы обслуживания при при­ менении стационарных погрузочно-разгрузочных машин,

54

ко к определенным фронтам (убирают с них), во втором — использование локомотивов обезличено, заявки на обслуживание поступают к любому свободному локомотиву.

Ч етвертая фаза — погрузка или вы грузка вагонов, поданных к гру­ зовым фронтам. Совокупный обслуживающий аппарат подсистемы — по­ грузочно-разгрузочные механизмы, поток заявок — ожидающие погрузки или выгрузки вагоны. Подсистема обслуживания обычно однолинейна.

П ятая фаза — вывод вагонов с грузового фронта на пути станции. Х а ­

вагонов в бункере. Е е характеристики аналогичны характеристикам пер­

в фазу /, простейший с показательным законом распределения времени об­ служ ивания, то он такж е остается простейшим и на выходе этой подсистемы и на входе в фазу / + 1 [16]. Чтобы получить достоверные статистические распределения, описывающие характер неравномерности, изучать работу грузового фронта в натуре или по данным статистики следует в течение длительного периода времени — не менее года, что позволит учесть неста­ ционарный режим работы — сезонные колебания перевозок. Д л я построе­ ния статистических распределений исходную информацию можно получить из натурных листов и ведомостей подачи и уборки вагонов. В натурных лис­ тах, как известно, указываю т время прибытия вагонов на станцию примы­ кания МПС, количество грузов в них, разложение вагонов по отдельным грузовым фронтам. В ведомостях подачи и уборки вагонов содержится информация о времени подачи вагонов на подъездной путь, их числе и про­ должительности грузовых операций.

Н а крупных подъездных путях, которые располагают специальными' промышленными станциями и постами, обслуживающими один или груп­ пу грузовы х фронтов, помимо этого необходимо иметь информацию о х а ­ рактере поступления вагонов на эти станции для каждого грузового фронта в отдельности.

По результатам обработки наблюдений или статистических материа­ лов строят таблицы и гистограммы распределений, которые сравнивают с теоретическими. Теоретический закон распределения выбирают в соответ­ ствии с видом гистограммы статистического распределения, а затем прове­ ряют по общепринятым критериям согласия. В качестве примера в табл. 13 приведены результаты обработки статистических материалов, характери­ зующие режим поступления вагонов с черными металлами на подъездной путь завода им. Лихачева — статистическое и теоретическое распреде­ ление изменения частоты поступлений вагонов k к грузовому фронту.

55

распределению гистограмма (штриховая линия) и кривая теоретического

О 1 2 3 4 к

Рис. 10. Статистическое и теоретическое распределение интенсивности входящего по­ тока вагонов:

о — с черными металлами на подъездной путь автомобильного завода им. Лихачева; б — с гравием и песком на ст. Кунцево

56