 |
|
Постановка задачи оптимизации технического оснащения и функционирования грузовых фронтов и методы ее решения
Технико-экономический анализ показывает, что при увеличении перерабатывающей способности грузового фронта увеличивается число погрузочно-разгрузочных машин. Это приводит к росту капитальных вложений на приобретение и монтаж ПРМ и эксплуатационные расходы на их ремонт, амортизацию и обслуживание. Вместе с тем, с увеличением мощности технического оснащения грузового фронта уменьшается простой вагонов в процессе погрузки и выгрузки, а, следовательно, и связанные с ним расходы.
При увеличении числа подач (уборок) возникают дополнительные затраты маневровых средств, но уменьшается время накопления вагонов, продолжительность грузовых операций и уменьшаются расходы, связанные с простоем вагонов.
На многих грузовых станциях погрузочно-разгрузочные операции выполняются не круглосуточно. С увеличением времени работы грузового фронта увеличивается время работы складов, сокращается время простоя вагонов в ожидании грузовых операций и сокращаются затраты, связанные с простоем вагонов, но при этом растут расходы по обслуживанию складов.
В то же время увеличить параметры грузовых фронтов можно только обоснованно. Например, за счет увеличения объемов перевозок грузов, появления новых грузов и т. п.
Таким образом, все параметры работы грузового фронта взаимосвязаны, и задача имеет много вариантов решения.
Главная цель оптимизации технического оснащения грузового фронта заключается в определении оптимального количества погрузочно-разгрузочных машин, количества подач вагонов, времени работы грузового фронта и длины грузового фронта, при которых обеспечиваются минимальные суммарные приведенные затраты Эпр и необходимая перерабатывающая способность грузового фронта. При этом на размер самих параметров накладываются ограничения, определяемые эксплуатационными и экономическими соображениями. Задача в виде целевой функции имеет следующий вид:
. (4.1)
Длина грузового фронта, число ПРМ и число подач (уборок) взаимосвязаны, поэтому параметр 
в расчетах можно не рассматривать, а формула (4.1) примет вид:
, (4.2)
при этом 
, 
и 
имеют следующие ограничения [3, 14].
,
,
,
,
, (4.3)
,
где 
– заданная вероятность безотказной работы погрузочно-разгрузочных машин; 
– средняя интенсивность потока отказов погрузочно-разгрузочных машин; 
– статическая нагрузка вагона, т; 
– часовая (техническая) производительность погрузочно-разгрузочных машин, т/ч;
– среднесуточный вагонопоток на грузовой фронт, ваг.
Уточним характер ограничений [3, 14]. Минимальное число подач 
определяется регулярностью обслуживания грузового фронта и должно удовлетворять фактической длине и вместимости грузового фронта , то есть
, (4.4)
где 
– длина вагона, м.
Максимальное число подач должно соответствовать ресурсам маневровых локомотивов 
, (4.5)
где 
– продолжительность маневровых операций на грузовом фронте, ч.
Минимальное число погрузочно-разгрузочных машин 
должно обеспечивать потребную перерабатывающую способность грузового фронта
. (4.6)
Максимальное число погрузочно-разгрузочных машин 
ограничивается выделяемыми для механизации погрузочно-разгрузочных работ ресурсами, а при отсутствии таких ограничений – допустимой по условиям техники безопасности длиной фронта 
, обслуживаемой одной машиной
. (4.7)
Минимальное время работы грузового фронта 
обычно принимается не менее 8 часов. Последнее условие в (4.3) выражает требование соблюдения нормы простоя вагонов.
Расчет грузовых фронтов во многом зависит от режима их работы.
Рассмотрим детерминированный режим работы грузового фронта при повременной системе оплаты труда. В этом случае приведенные расходы при поступлении вагонов определяются по формуле
, (4.8)
где 
– годовые отчисления на амортизацию и ремонт погрузочно-разгрузочных машин с учетом эффективности капитальных вложений, руб.; 
– расходы, связанные с простоем вагонов при погрузке-выгрузке, руб.; 
– расходы на подачу и уборку вагонов с учетом затрат вагоно-часов на маневровые операции, руб.; 
– расходы на заработную плату бригадам механизаторов, руб.; 
– расходы на заработную плату приемосдатчиков, руб.; 
– расходы, связанные с ожиданием вагонами подачи на грузовой фронт, руб.
Тогда развернутое выражение целевой функции (4.2) примет следующий вид
, (4.9)
где 
;
;
;
;
;
,
где 
– стоимость погрузочно-разгрузочной машины с учетом их транспортировки и монтажа, руб.; 
– доля годовых отчислений на амортизацию и ремонт машин; 
– коэффициент эффективности капитальных вложений; 
– приведенная стоимость одного вагоно-часа, руб./ваг-час; 
– коэффициент, учитывающий дополнительные операции, выполняемые погрузочно-разгрузочными машинами в процессе загрузки или выгрузки вагонов; 
– приведенная стоимость одного локомотиво-часа маневровой работы, руб/лок-час; 
– часовая тарифная ставка бригады механизаторов, руб./час; 
– стоимость обслуживания склада за час его работы, руб.
При сдельной оплате труда выражение (4.9) примет следующий вид
, (4.10)
Если время работы грузового фронта строго регламентировано или постоянно, то из выражения (4.10) исключают затраты на заработную плату приемосдатчиков и суммарные приведенные затраты определяют по формуле
, (4.11)
где 
.
Таким образом, задача оптимизации технического оснащения грузовых фронтов сводится к поиску только оптимальных параметров 
и 
.
При недетерминированном режиме работы грузового фронта появляются очереди транспортных средств в ожидании освобождения грузового фронта, если он окажется занятым. Поэтому при определении приведенных расходов учитываются:
– расходы, связанные с вагоно-часами ожидания освобождения грузового фронта, руб.,
; (4.12)
– расходы, связанные с автомобиле-часами ожидания освобождения грузового фронта, руб.,
. (4.13)
В формулах (4.12 и 4.13)
– среднее время ожидания соответственно вагонами и автомобилями освобождения грузового фронта, час;
– число автомобилей, поступающих в среднем за сутки на грузовой фронт;
– приведенная стоимость часа простоя автомобиля, руб.
Тогда приведенные расходы при недетерминированном режиме работы грузового фронта примут вид
, (4.14)
Анализ показывает, что время ожидания уменьшается, если сокращается продолжительность грузовых операций, возрастает перерабатывающая способность грузового фронта и количество ПРМ, а также длина погрузочно-разгрузочных, повышенных путей и эстакад.