ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 212
Скачиваний: 0
буется определить оптимальное их число. К ак отмечалось ранее, возможна постановка следующих задач, связанных с наиболее полным использова нием грузоподъемности и вместимости вагонов:
построение оптимального плана распределения порожних вагонов меж д у пунктами погрузки в зависимости от типа подвижного состава и объем ного веса грузов;
выбор схемы загрузки вагонов несколькими грузами с различным объем ным весом.
Д ля первой задачи системой управления являю тся станция с несколь кими грузовыми пунктами и порожние вагоны, подлежащие загрузке. К па раметрам оптимального управления относятся потоки порожних вагонов типа і (і = 1 ,2 ,..., п) в пункт к (к = 1,2,...,/ ) погрузки. Задача заклю чает ся в том, чтобы найти такие хік, при которых суммарное количество груза, погруженное в вагоны, будет максимальным. В общем случае на каждом грузовом пункте может находиться несколько родов груза. Так как вагоны имеют различную вместимость и грузоподъемность, то для наилучшего их использования (а следовательно и более низкой себестоимости перевозки) подача того или другого типа вагонов на грузовые пункты с различными по объемному весу грузами небезразлична. Смысл постановки второй зада чи заклю чается в том, что если на грузовом пункте есть несколько родов
грузов (легковесных |
и тяжеловесных) с различным |
объемным весом у} |
(/ = 1 ,2 ,..., т), то в |
принципе можно построить такой |
план погрузки, при |
котором потребуется наименьшее количество вагонов (возможна и обратная формулировка: в заданном количестве вагонов можно перевезти наибольшее количество груза).
Тот и другой тип задач, по сущ еству, представляют собой теоретиче ское обобщение применяемых на сети дорог прогрессивных методов исполь зования грузоподъемности и вместимости вагонов. Д алее будет показано, что при наличии необходимой исходной информации эти задачи могут быть решены методами математического программирования.
При транспортировании взаимозаменяемых тарно-штучных грузов и контейнеров погрузочно-разгрузочными машинами периодического и не прерывного действия практический интерес представляет выбор оптималь ного маршрута следования, или задача оптимального адресования грузов. Постановка такой задачи имеет определенный экономический смысл потому, что возможны альтернативные решения, среди которых всегда есть опти мальные маршруты перемещения грузов, как по выполненным тонно-кило метрам пробега, затратам энергии, так и по стоимости этого перемещения.
Типичную задачу оптимального адресования грузов можно сформулиро вать в следующем виде. Пусть на склад подано /= 1, 2 , .. . , « вагонов с тарно штучными грузами, которые необходимо распределить между / = 1 ,2 ,...,ш свободными секциями склада. Полагаем, что грузы взаимозаменяемы, т. е. могут быть переданы для хранения при отсутствии строгой специализации
12
склада в любую его секцию. Требуется выбрать такой вариант транспорт ных связей (количество груза % ) между пунктами отправления (вагонами) и пунктами назначения (секциями склада), чтобы привести затраты, связан ные с перемещением груза, к минимуму. В рассматриваемом случае опти мизируемая система управления — склад — вагоны; управляемый пара метр — грузопотоки между вагонами и секциями склада. Запишем матема тически поставленную задачу
|
л |
m |
|
Я * = т іп |
2 |
2 ca x tJ, |
(1.8) |
хи |
; = ‘ /=і |
|
|
если A'u- > - 0 , t = l, 2 , . . . , п; / = 1 , |
2 ......... |
т. |
|
тп
|
2 |
x tj = qt; 2 x ü = qh |
(1.9) |
|
/=■ |
i= I |
|
где си — стоимость перемещения 1 т груза из вагона |
в секцию j склада; |
||
qt — |
количество груза, находящееся в вагоне і; |
|
|
qj — |
емкость секции / склада. |
|
|
П олагая, что сі} не зависит от хі}, приходим к выводу, что функционал |
|||
линеен, так ж е как линейны |
и ограничения. Поэтому |
задача может быть |
|
решена методами линейного программирования. |
|
||
В практике работы специализированных складов, например контей нерных площадок, широко применяется совмещенная погрузка и выгрузка контейнеров крановыми установками. При подобной технологии за время рабочего, цикла крана требуется дважды выбирать маршрут следования груза: вначале при вы грузке контейнеров из вагонов и установке их на пло щ адку, а затем при перемещении контейнера с площадки на освободившее-
ся место в вагоне. В этом случае матрица, формулирующая условия |
задачи, |
|||
будет двухступенчатой, а в функционал необходимо включить два |
члена: |
|||
суммарную стоимость перемещения контейнеров |
из вагонов |
на склад и со |
||
склада в вагоны. |
|
|
|
|
Нередко грузовые фронты на |
станциях и |
подъездных |
путях |
соору |
жаю т и реконструируют не сразу, |
а в течение нескольких лет, |
по мере |
||
ввода в эксплуатацию производственных мощностей промышленных пред
приятий и роста грузооборота. |
|
|
Техническое оснащение грузовых фронтов и |
капитальные вложения |
|
в их развитие осущ ествляются поэтапно. В связи с |
этим возникает задача |
|
построения оптимальной |
очередности вложения ресурсов в развитие гру |
|
зовы х фронтов в соответствии сростом грузооборота. |
||
Задача состоит в том, чтобы для каждого, года і |
(і = 1 ,2 ,..., п) развития |
|
грузового фронта / (/ = |
1,2....... т) определить оптимальные значения пере |
|
менных хц, уц, Ти (в частном случае можно определить только параметры
\Ъ
Xjj или ijij или Tij). По характеру данная задача относится к классу много этапных и может быть математически записана так:
пm
# * = m in 2 2 Ru(xu, Уц, та \ (1-10)
если на переменные хц, уц и Т ц наложены ограничения (I. 6). Выражение (I. 10) представим в рекуррентной форме в виде функционального уравне ния Веллмана, и тогда задача многоэтапного развития грузовых фронтов может быть сформулирована в терминах динамического программирования. Функциональное уравнение для года і имеет вид
R't-n(xih Уи) = ш іп {М *п > УіJ ) + xtj>yU
|
|
У і ъ) + |
+ /m— 1( X l , m — |
1> У і , т — l) + |
|
|
|
+ |
fm l * — (* i+ 1 + |
* a 4 - л;і2 _Ь |
~bxi,m~ i)], |
|
|
|
[у— {Уі+І + l/ il+ l/ z 2 + |
-” +l/i,m —l)l] + ^ H - 1 — n{xi+l, Уі+ l)}, |
(1.11) |
|||
где |
fi (ха, Уц) — функция |
затрат в году |
і для грузового фронта /, |
|||
|
|
зависящих от количества ресурсов, выделяемых для |
||||
|
|
технического |
оснащения |
уі} и на маневровые |
сред |
|
|
Уі+і и ДГ/ + 1 |
ства для подачи и уборки вагонов х |
|
|||
|
— ресурсы, |
которые вложены в течение г + 1 лет |
соот |
|||
|
|
ветственно в |
техническое оснащение грузовы х фрон |
|||
|
|
тов и на маневровые средства; |
|
|||
У(Уі+I ~Ь Уа + У£2 +
+ ••• +Уі,т- і) и X — |
|
|
|
|
|
|
|
'— (xi+l + - * il+ * :2 + |
оставшиеся |
после |
і-|-1 — п |
лет, |
которые |
||
+ ... |
— ресурсы, |
||||||
|
могут быть использованы соответственно для разви |
||||||
|
тия грузовых фронтов и удовлетворения |
потребностей |
|||||
|
в маневровых |
средствах; |
— п лет, если |
|
|||
Ä?+ i _ „ (* ,+ ,, |
Уі+i) — суммарные затраты за |
i - f - 1 |
следовать |
||||
|
оптимальной |
политике |
замены. |
|
|
||
Причем 0 < х г і< х — х г + і, |
0 < |
уі}< У— Уі+і- |
|
|
|||
К другой разновидности задач многоэтапного развития грузовы х фрон тов следует отнести выбор оптимальной последовательности замены погру зочно-разгрузочных машин. Постановка такой задачи может быть аргумен тирована тем, что с увеличением срока службы подъемно-транспортных машин вследствие физического износа увеличивается число их отказов и вре мя пребывания в ремонте. Исследования свидетельствуют о том, что у та
14 ‘
ких машин, как автопогрузчики и краны, после 8— 10 лет работы заметно падает производительность, увеличивается потребление энергии, топлива и, следовательно, повышаются эксплуатационные расходы. Кроме того, при оценке технико-экономических достоинств используемых на складе погру зочно-разгрузочных машин важно учитывать фактор морального износа. Создание и ввод в эксплуатацию более совершенной и высокопроизводитель ной подъемно-транспортной техники, которая могла бы быть эффективно применена для комплексной механизации и автоматизации погрузочноразгрузочных работ, взамен устаревшей — одна из главных причин мораль ного износа. Таким образом, чтобы можно было получить наибольший эко номический эффект, правомерно поставить задачу замены эксплуатируемых погрузочно-разгрузочных машин новыми, более совершенными до истече ния срока амортизации. При этом требуется правильно выбрать время заме ны, количество и тип машин, которые целесообразно принять вместо экс плуатируемых. В этом и состоит сущность оптимальной очередности заме ны.
Замена устаревшего оборудования более совершенным связана с допол нительными капитальными вложениями и затратами на амортизацию и ре монт, которые должны перекрываться экономией благодаря повышению производительности, уменьшению расходов на ремонт, электроэнергию и топливо. Совершенно ясно, что если технико-экономические показатели заменяемых и новых машин идентичны, то вопрос о замене может быть по ставлен только после того, как производительность эксплуатируемой маши ны начинает падать, а расходы на ее содержание расти. Если ж е ставится задача заменить эксплуатируемую машину новой, более совершенной и вы сокопроизводительной (решающее значение имеет фактор морального изно са), то тогда замена может быть выполнена в любое время.
Нетрудно заметить, что по характеру выбор оптимальной политики за мены относится к классу многоэтапных задач и решить ее можно методами динамического программирования. Д л я этого необходимо составить функ циональное уравнение, выражающее для года і либо приведенные затраты, либо экономию от замены устаревших машин более совершенными. Сравне нием суммарных затрат на каждом этапе определяется целесообразность замены.
М етодами сетевого планирования и управления можно моделировать и оптимизировать работу как отдельных объектов (складов, пунктов ремон та контейнеров, товарной конторы и др .), так и всей станции в целом. В ка честве математического аппарата для построения сетевых графиков, как известно, применяется теория графов. Сетевые графики на грузовой стан ции могут быть использованы:
при разработке технологического процесса работы и, в частности, для решения таких задач, как определение ее технико-экономических показате лей (например, простоя местного вагона, оптимальной потребности и наивы
15
годнейшего распределения ресурсов: рабочей силы, маневровых средств, погрузочно-разгрузочных машин и т. д .). В этом случае сетевые графики имеют статический характер;
в качестве инструмента оперативного планирования и управления рабо той грузовой станции. Тогда они носят динамический характер и связаны с многократным пересчетом сетей.
При решении первой группы задач не возникает ни принципиальных, ни технических трудностей. Что ж е касается использования сетевых графиков для оперативного планирования работы грузовой станции, то это связано с преодолением серьезных препятствий и решением дополнительных слож ных организационных и технических вопросов. Следует иметь в виду, что крупная грузовая станция представляет собой сложную динамическую си стему с быстро меняющейся ситуацией. Поэтому при оперативном плани ровании ее работы при помощи сетевого графика возникают две проблемы:
сбор и получение необходимой информации о ситуации перед нача лом составления плана, наличии и предполагаемом поступлении вагонов на грузовых пунктах, фактических ресурсах и технических средствах и т. д .;
определение оптимального периода планирования, продолжительность которого должна быть такова, чтобы, с одной стороны, было практически возможно переработать исходную информацию и построить сетевой график на следующий период и выдать рекомендации диспетчеру, а с другой, чтобы прогноз характера работы станции и рекомендации, выдаваемые сетевым графиком, были достоверными.
Естественно, чем более продолжителен период планирования, тем мень шую степень достоверности имеют прогнозы и рекомендации сетевого графи ка. Вместе с тем чрезмерное сокращение периода планирования вызовет трудности в сборе и переработке необходимой информации и построении сетевого графика. Помимо этого, глубина периода планирования зависит от технических средств, применяемых для построения сетевого графика, и от объема работы на грузовой станции. В порядке эксперимента на грузо
вых |
станциях |
Новый |
Порт Октябрьской и У сатово Одесско-Кишиневской |
||
дорог введено |
оперативное |
планирование и управление работой при |
|||
помощи |
сетевого графика. Сетевой график станции У сатово составляли |
||||
вручную |
на каждые |
6 ч работы. Это возможно благодаря тому, что в те |
|||
чение |
шестичасового |
периода |
со станции отправляется и на нее прибывает |
||
в среднем по одной передаче. |
При более интенсивной работе систему опе |
||||
ративного планирования и управления можно осуществить лишь на ЭВМ . Тем самым будет сделан очень важный шаг для перехода к автоматизи рованной kсистеме управления работой грузовой станции.
К наиболее интересной в теоретическом и практическом отношении задаче, связанной с построением и реализацией сетевого графика по кри териям времени, относится его оптимизация, для чего могут быть исполь-
16
