Файл: Луцкий С.Я. Оптимальное планирование механизации транспортного строительства.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 0
Применение |
в расчетах электронной |
вычислительной |
техники. |
Р а с ч е ты по распределению парка машин по участкам |
работ мож |
||
но производить вручную, если величины |
m и п меньше |
10 (напри |
мер, распределение парка взаимозаменяемых средств 'механиза
ции по о б ъ е к т а м на месяц) . |
|
|
|
|
|
Более сложные задачи целесообразно решать на |
Э В М |
по спе |
|||
циальным п р о г р а м м а м или по программе, реализующей |
|
симп |
|||
лекс-метод [32]. |
|
|
|
|
|
Д л я |
расчетов на Э В М подготавливают |
исходные |
данные |
(см. |
|
р а з д е л |
I ) , записывают их на специальных |
бланках |
по правилам, |
||
и з л а г а е м ы м в пояснениях к к а ж д о й п р о г р а м м е расчетов, |
и |
пере |
дают их в вычислительный центр. Бели работа машины і-го типо размера на /-м участке по техническим условиям или другим причинам не может быть запланирована, то при подготовке ис ходных данных для Э В М соответствующее значенеие ctj прини мают равным очень большой величине, например 10000. Появле
ние в оптимальном плане |
способов производства |
работ с |
очень |
|
большой себестоимостью |
свидетельствует о том, что ресурсов |
|||
парка машин недостаточно д л я своевременного |
выполнения |
|||
работ. |
|
|
|
|
В результате расчетов |
Э В М печатает данные, |
которые |
содер |
|
ж а т сведения о з а т р а т а х |
машино-смен м а ш и н а м и |
на |
всех |
участ |
ках по приближенному и оптимальному решению, величину кри
терия |
оптимальности по этим |
решениям, а т а к ж е |
число |
выпол |
||||||||||||
ненных |
итераций. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сетевой |
график |
оптимального |
распределения |
|
парка |
машин |
||||||||||
состоит |
из |
отдельных |
цепочек |
работ |
и событий, |
причем |
к а ж д а я |
|||||||||
цепочка |
и з о б р а ж а е т |
работу машин одного типоразмера . |
Пе |
|||||||||||||
речень |
р а б о т |
к а ж д о й |
цепочки |
составляется |
по |
заполненным |
||||||||||
в оптимальном |
плане позициям |
в |
|
соответствующих |
строках |
|||||||||||
т а б л . |
12. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Например, |
если |
в |
t/'-й позиции записано по |
оптимальному |
||||||||||||
решению хц машино-смен, то в |
і-ю цепочку сетевого |
т р а ф и к а |
||||||||||||||
включается |
р а б о т а |
комплекта машин |
і-го |
типоразмера |
на |
у'-м |
||||||||||
участке. Продолжительность |
этой работы |
определяется |
по |
сле |
||||||||||||
д у ю щ е й |
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
ац — ———, |
|
|
|
|
|
(55) |
|||
где |
ЧІ — число |
ведущих машин |
г-го |
типоразмера; |
|
|
||||||||||
|
|
— число |
смен |
работы |
машин |
і-го |
типоразмера |
на |
у'-м |
|||||||
|
|
|
участке в день. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
К а ж д о й |
цепочке |
работ ведущих |
машин |
д о л ж н ы предшество |
||||||||||||
вать подготовительные |
работы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
З а в е р ш а ю щ и м и |
работами |
на |
всех |
участках |
являются отде |
|||||||||||
лочные р а б о т ы |
и с д а ч а |
объектов . |
|
|
|
|
|
|
|
|
4.ОПТИМАЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПАРКА
МА Ш И Н
Пример 1. Требуется составить оптимальный план распреде ления парка взаимозаменяемых машин механизированной колон
ны на участке сооружения железнодорожного |
земляного полот |
||||||
на; по оптимальному плану построить сетевой график |
производ |
||||||
ства |
работ. Срок |
выполнения работ |
3 |
месяца. |
Границы |
||
участка — ПКО — ПК60 . |
Продольный профиль и |
помасспвные |
|||||
объемы приведены |
на |
рис. 19. Геолого-климатические |
условия: |
||||
район |
строительства |
/, |
грунт — суглинок; |
карьеры |
отсутствуют. |
Резервы вдоль пойменных насыпей 2 и 3 и кавальеры вдоль вы
емки / |
з а к л а д ы в а т ь |
нельзя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В качестве критерия оптимальности принята |
с у м м а р н а я |
себе |
||||||||||
стоимость земляных работ на участке. |
|
|
|
|
|
|||||||
Состав |
парка машин |
приведен в табл . 15. |
|
|
|
|
||||||
Определим границы |
производственных |
участков. Насыпи 2 и |
||||||||||
•3 могут быть возведены только |
продольной, |
возкой грунта. По |
||||||||||
этому |
для |
машин |
всех типов |
возможно |
планирование |
возки |
||||||
грунта |
из выемки / |
в насыпь |
2 |
(при |
этом |
объем |
работ составит |
|||||
64 тыс. м3, |
средняя |
дальность |
возкп |
800 м), |
а |
из |
выемки |
I I — в |
||||
насыпь |
3 |
(объем |
работ 50 тыс. мъ, |
средняя |
дальность |
возки |
||||||
550 м). |
Оставшийся |
грунт из выемки |
I ввиду |
ограничения на р а з |
мещение кавальеров планируется д л я всех машин р а з р а б о т а т ь и
перевезти в насыпь 1 |
(средняя |
дальность |
возки 500 м). Н а |
Выемка |
І;130тыс.м3 |
.с |
ВыемкаЩ157тыс.м |
1 • |
\ |
Q |
A
~~~] |
Haciііль 2j 6k\ѵыс.г |
/ |
Hat ыпь 1; 161 г76/ O.h |
НасьІПЬ 3,SO m ыс. |
|
|
|
ПроизВоЭстВенные |
участки.: |
номер |
; |
тыс.мЗ |
|
|
|||
|
/; |
95 |
2 ; |
BS |
з; |
6k |
|
k;50 |
|
S |
; 107 |
|
О |
k |
8 |
12 IS |
20 24 |
28 |
32 |
36 |
45 |
M |
48 |
51 |
56 60 |
Рис. 19. Схематический продольный профиль |
участка ж е л е з н о д о р о ж н о г о |
земля |
||||||||||
ного |
полотна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
участках насыпи / (ПКО — ПК 14) и выемки / / ( П К 4 6 — П К 6 0 ) возможно планирование поперечного перемещения грунта экска ваторами и скреперами Д-213. Границы участков: 1-го — ПКО—
ПК14, |
2-го — П К 1 4 — П К 2 3 , |
3-го — П К 2 3 — П К З б , |
4-го — П К 3 6 — |
||||||||||||||||
ПК46, |
5-го — П К 4 6 — ПК60 . Рабочий |
объем по участкам |
указан |
||||||||||||||||
на рис. 19; суммарный объем равен 382 Ht3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
З а м е т и м , что при отсутствии ограничения на размещение ка |
|||||||||||||||||||
вальеров вдоль выемки I следовало |
бы для к а ж д о г о |
типа |
машин |
||||||||||||||||
выбрать вид и рациональную дальность возки грунта |
приближен |
||||||||||||||||||
ным расчетом |
по |
формуле |
(33). Д л я |
драглайна |
Э-1252 |
формула |
|||||||||||||
имеет |
вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сэ+С» |
1 |
Сэ + |
Сб = |
с э |
+ |
с б + |
х с а |
, |
|
|
|
|
|
(56) |
|||
|
|
|
Ркав |
|
|
Ррез |
|
|
|
Рпрод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где сэ , |
I |
— себестоимости |
машино-смен |
|
соответственно |
|||||||||||||
|
се., с а |
j д р а г л а й н а |
Э-1252 — 40,1 руб., |
бульдозера |
на |
||||||||||||||
|
|
|
базе |
трактора |
С-100 — 20,6 |
руб. |
|
и |
автосамо |
||||||||||
|
|
|
свала |
Кр |
АЗ - 222Б |
при |
дальности |
|
возки |
||||||||||
|
|
|
500 м — 21,0 |
руб. Д л я упрощения |
примера |
за |
|||||||||||||
|
|
|
траты |
на |
уплотнение |
грунта |
не |
учитывались; |
|||||||||||
Ркав, Ррез, |
Ь - э к с п л у а т а ц и о н н а я |
|
плановая |
производитель- |
|||||||||||||||
Рпрод |
I |
ность драглайна |
при перемещении |
грунта |
в |
ка |
|||||||||||||
|
|
|
в а л ь е р — 903 |
иг3 /машино-смеиа, |
из |
резерва — |
|||||||||||||
|
|
|
903 м3у'машино-смена |
|
и при |
продольной |
воз |
||||||||||||
|
|
|
ке — 734 |
|
м3Імашино-смена; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
X — количество |
автосамосвалов, |
при |
|
котором |
вы |
||||||||||||
|
|
|
полняется |
равенство |
(56). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
После расчетов по |
формуле |
определяем л; = 3,5 |
|
автосамосва |
|||||||||||||||
л а или для двух экскаваторов — 7 автосамосвалов . Т а к а я |
потреб |
||||||||||||||||||
ность в автосамосвалах возникает при |
дальности |
возки |
500 |
м. |
|||||||||||||||
Эта величина |
определяет |
|
границы |
|
производственного |
|
участка |
экскаваторов Э-1252, которые необходимо сравнить с границами участков других машин .
Составим |
расчетную |
таблицу (табл. 15) |
по |
типу табл . |
12. |
Р а з р а б о т к а |
и поперечное |
перемещение грунта |
на |
участках / |
и 5 |
не входят в область применения скреперов Д-357Г, поэтому в по зициях 4.1 и 4.5 поставлены прочерки.
Математическая модель задачи составляется следующим об
р а з о м . Искомые з а т р а т ы |
машино-смен Хц д о л ж н ы обеспечивать |
|
минимум целевой функции |
|
|
|
4 |
5 |
Z |
= 2 |
2 С і і Х і і |
|
і=і j = i |
83
|
|
|
|
|
|
Участок } |
|
|
||
|
|
|
|
Порядко |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Типоразмер машины |
|
вый |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
номер / |
|
Объем работ, |
тыс. м3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
95 |
|
|
56 |
|
Э-1252 |
(2 |
шт.) |
|
1 |
0,07 |
60,7 |
|
0,20 |
144,7 |
|
|
105 |
903 |
|
0 |
734 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Э-10011А |
(2 шт.) |
|
9 |
0,08 |
54,9 |
|
0,22 |
117,9 |
|
|
|
0 |
666 |
|
9 |
534 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Д - 213 |
(2 шт.) |
|
3 |
0,09 |
107,8 |
|
0,24 |
107,8 |
|
|
|
0 |
1220 |
|
0 |
416 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Д - 3 5 7 Г (2 шт.) |
|
4 |
|
— |
|
0,14 |
129,9 |
|
||
|
|
|
62 |
980 |
|
|||||
при |
условиях: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
своевременного окончания |
работ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2*« < Ф , - , |
і = 1 , 2 , 3 , 4 ; |
|
|
|
|
||
б) |
выполнения объема работ на к а ж д о м участке |
|
|
|
||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Р « * ч = v h І= 1.-.5; |
|
|
|
|
||
|
|
|
i=l |
|
|
|
|
|
|
|
в) |
при неотрицательных переменных a y ^ O . |
|
|
|
|
|||||
Д л я |
составления |
приближенного |
варианта |
распределения |
||||||
парка машин находим минимальную среди всех |
величин c?j |
в |
||||||||
табл . 15; это будет |
величина с \f |
=0,07 руб/м3. |
В |
позицию |
1.1 |
|||||
табл . |
15 записываем |
количество |
машино-смен |
работы |
Э-1252, |
|||||
равное: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хц |
|
/ |
M |
/ |
95 000 Д |
|
|
|
|
|
= |
min I Фі, — |
1 = min I 200, |
|
1 = 105 |
машшно-омен. |
|||||
|
|
x |
pu 1 |
v |
903 |
I |
|
|
|
|
Такое количество машино-смен обеспечивает выполнение пол ного объема работ на 1-м участке, поэтому 1-й столбец в даль
нейших расчетах не рассматривается . Среди |
остальных |
вновь |
|
находим |
минимальную величину с\£ = 0 , 0 7 руб/м3 и планируем в |
||
позицию |
1.5 количество машино-смен Э-1252, |
равное: |
|
Т а б л и ц а 15
|
|
|
Участок j |
|
|
|
рабочегоФонд времени,маши- смены-но |
- |
|
|
64 |
|
50 |
107 |
|
|
Резерв,машино смены |
||
|
3 |
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Объем работ, тыс. мэ |
|
|
|
|
|
||
0,21 |
155,2 |
0,20 |
144,7 |
0,07 |
60,7 |
200 |
0 |
||
0 |
734 |
0 |
734 |
95 |
903 |
||||
|
|
||||||||
0,24 |
128,4 |
0,22 |
117,9 |
0,08 |
54,9 |
200 |
0 |
||
97 |
534 |
94 |
534 |
0 |
666 |
||||
|
|
||||||||
0,36 |
107,8 |
0,25 |
107,8 |
0,07 |
107,8 |
62 |
8 |
||
40 |
300 |
0 |
386 |
14 |
1504 |
||||
|
|
||||||||
0,17 |
129,9 |
0,15 |
129,9 |
— |
|
|
62 |
0 |
|
0 |
735 |
0 |
940 |
|
|
||||
|
Л"і5 = |
min (200— 105, — — — |
) = 95 машино-смен, |
|
|||||
после чего 1-ю строку не рассматриваем . |
|
|
|
|
|||||
Такие расчеты проводятся до тех пор, пока |
с у м м а р н а я |
выра |
|||||||
ботка |
в пяти |
столбцах не будет равна о б ъ е м а м |
работ на соответ |
||||||
ствующих участках. Полученные в результате |
расчетов затраты |
||||||||
машино-смен Хц д а ю т приближенный |
план |
распределения |
парка |
||||||
машин . Они записаны в позициях т а б л . 15 в колонках слева |
вни |
||||||||
зу. Составленный план |
обеспечивает |
выполнение земляных |
работ |
при полном использовании фондов рабочего времени всех машин,
кроме |
скреперов |
Д-213, у которых |
остались |
неиспользованными |
|||||
8 машино-смен, записанные в столбце «Резерв» . |
|
|
|||||||
|
При расчете оптимального варианта распределения парка ма |
||||||||
шин все величины |
Хц по приближенному плану считаем |
базисны |
|||||||
ми элементами . И х число 9 (в основных столбцах — 8 и в столб |
|||||||||
це |
« Р е з е р в » — 1) |
равно |
требуемому числу |
базисных |
элементов |
||||
т |
+ п = 9. Расчет |
оптимального |
в а р и а н т а проводится |
последова |
|||||
тельными приближениями — итерациями . |
|
|
|
||||||
|
1-я |
и т е ра ц и я, 1-й |
э т а п . |
Вычеркнем |
строки |
и |
столбцы |
||
(табл. |
15), с о д е р ж а щ и е |
по одному |
базисному элементу, |
в следу |
ющем порядке. Первыми |
вычеркиваются столбцы 1 и 4 и строка 4, |
||||
затем строка |
1 и столбец |
2, д а л е е |
столбец 5 и строка 2, после |
это |
|
го столбец 3 |
и последней строка |
3. В приближенном |
плане |
все |
|
строки и столбцы оказались вычеркнутыми, значит их |
потенциа- |
84 |
85 |
|
л ы могут быть определены |
последовательно |
по формуле |
(49). |
|||||
Потенциал третьей строки, в которой записаны резервные |
маши- |
|||||||
но-смены, « з = 0. Остальные |
потенциалы находим по порядку: |
|||||||
1) |
08 |
= « з + с з з |
0 + 1 0 7 , 8 |
= |
0,36; |
|
||
|
|
Рзз |
|
300 |
|
|
|
|
2) |
ѵъ |
= из |
+ |
с 3 5 |
0 + 1 0 7 , 8 |
= |
0,07; |
|
|
|
|
Рзъ |
|
1504 |
|
|
|
3) «і = |
раѵъ - |
с 1 5 = |
903 • 0,07 - |
60,7 = 2,5; |
|
|||
аналогично: |
4) « 2 = 63,6; |
5) |
о 2 = 0,34; 6) |
и4 |
= 0,34; 7) о, = 0,07; |
8)« 4 = Ю З , 1 .
На х о д и м величины Д^ в небазисных позициях:
A u = |
с я - |
PL2V2 + |
« 1 = |
144,7 - |
734 • 0,34 + |
2,5 = |
- |
102,8; |
|||||||
A із = |
с 1 3 |
— різ«з + « і = |
155,2 — 734 • 0,36 + |
2,5 = |
|
— 113,3; |
|||||||||
A u = |
— 102,8; |
Д 2 1 = |
71,9; |
|
Д а = |
71,9; |
|
Д3 і = |
|
22,3; |
|||||
А32 = |
- 3 3 , 2 ; |
А з 4 = - 2 3 , 2 ; |
Д 4 3 = —31,0; |
Д« = |
- |
93,0. |
|||||||||
Среди величин ы,- и Д,-;- имеются отрицательные. |
Следователь |
||||||||||||||
но, распределение |
|
машин может |
быть |
улучшено. |
Минимальной |
||||||||||
величиной является Діз. Вводим в |
базисные |
элементы |
затраты |
||||||||||||
машино-смен |
экскаваторов |
Э-1252 |
на 3 j M участке. |
|
|
|
|||||||||
2-й э т а п . |
Д л я |
расчетов |
коэффициентов |
|
перераспределения |
||||||||||
УІІ строим, начиная |
от позиции 1.3, две цепочки |
базисных |
элемен |
||||||||||||
тов, заканчивающиеся |
в базисной |
позиции |
резервного |
столбца |
|||||||||||
(рис. 20). П е р в а я |
цепочка |
проводится |
поочередно |
|
по |
строкам |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Резерв; |
|
|
|
|
||||
i |
\ |
|
|
|
|
|
|
/ |
|
г |
|
uf |
= 2,5 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
2 |
|
@£>| |
|
U2 |
- 63,S |
3 |
Ж |
|
|
4 |
<^ = 103,1 |
|
|
Рис. 20. Д в е цепочки базисных переменных при Д і 3 < 0 |
|
86