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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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