2. Определение продолжительности грузовых операций с транспортной единицей, составом при перегрузке по «прямому» варианту и необходимого числа перегрузочных устройств (кранов)
Оптимальным способом перевалки контейнеров в пункте стыкования видов транспорта является их перегрузка по «прямому» варианту, минуя склад. В этом случае контейнер перегружается только один раз, что существенно снижает себестоимость перевозок на этом этапе.
Задача транспортников сводится к выбору перегрузочных устройств, определению продолжительности их работы с одним контейнером и схеме перегрузки контейнеров с одного вида транспорта на другой.
Для выбранного в задании 1 вида контейнера необходимо принять соответствующий кран и схему перевалки груза. На железнодорожном и автомобильном транспорте в основном применяют козловые или мостовые краны (рис. 7-9). Технические характеристики таких кранов приведены в таблицах 14 - 15. На водном транспорте из-за больших размеров судов применяют портальные краны на поворотной платформе (рис. 10 и табл. 16).
Для любого типа крана характерна последовательность выполнения операции с одним контейнером (продолжительность одного цикла tц работы), представленная на рис. 11.
Возможные варианты схемы перегрузки контейнеров с одного вида транспорта на другой в портах представлены на рис. 12. Для грузовых дворов, контейнерных площадок и других перегрузочных пунктов разрабатываются свои схемы перегрузки.
Продолжительность одного цикла (tц) работы крана определяется как
,
мин. (2.1)
где |
li — |
длина i-ой операции, м/мин.; |
|
2 — |
груженый и порожний рейсы крана; |
|
Vi — |
скорость выполнения i-ой операции, м/мин. |
Расчетное время на грузовые операции с одной транспортной единицей (судном, вагонам, автомашиной) одним краном определяется как
,
мин. (2.2)
где |
|
число контейнеров на одной транспортной единице i-го вида транспорта. |
—
Продолжительность
грузовых операций (
)
с
составом вагонов (караваном барж, судном,
автопоездом, автомашиной) зависит от
числа перегрузочных путей, их длины (
)
и
технологии выполнения перегрузочных
операций (с перерывами на подачи и уборки
подвижного состава или без перерывов)
с контейнерами на перегрузочных путях.
На взаимодействие автомобильного с другими видами транспорта длина перегрузочного пути и их количество существенного влияния не имеет.
Из-за большой грузоподъемности и вместимости подвижного состава водного транспорта для железнодорожников существенное значение имеет отношение количества груза в судне и одном поезде. Из-за ограничений по числу вагонов в составе поезда количество контейнеров в судне и на вагонах поезда в учебных целях можно быть одинаковым или кратным.
В
силу технологии выполнения перегрузочных
операций между водным и железнодорожным
транспортом (с перерывом или без перерыва
на подачу и уборку вагонов) лимитирующим
для перегрузки контейнеров по «прямому»
варианту судно-вагон является время на
грузовые операции с вагонами одного
поезда (
).
При одном перегрузочном пути и одном
кране это время определяется на формуле:
,
час/поезд (2.3)
где |
|
число вагонов в одной подаче, ваг./под.; |
|
|
количество подач вагонов одного поезда, под./поезд; |
|
|
время на вспомогательные операции с вагонами одной подачи в пунктах погрузки, перегрузки, выгрузки, включая время на одну подачу и уборку вагонов на перегрузочный путь, час. |
—
—
—
Ориентировочно
принимается
равным и рассчитываются как
,
час/подачу (2.4)
где |
|
продолжительность вспомогательных операций с одним поездом в пунктах погрузки, перегрузки, выгрузки, час/поезд (принимается по табл. 1 задания 3). |
—
Количество подач вагонов одного поезда устанавливается из выражения
,
подач/поезд (2.5)
где |
— |
число вагонов в составе поезда, ваг./поезд. |
Число вагонов в одной подаче ( ) зависит от длины перегрузочного пути и рассчитывается по формуле:
, вагонов/подач (2.6)
где |
— |
длина i-го перегрузочного пути, м (по заданию принята равной длине судна, lc); |
|
|
средняя длина вагона, м/ваг. |
—
При целочисленном определении число подач вагонов (Kпод.) принимается с округлением в большую, а число вагонов в одной подаче ( ) – в меньшую сторону.
При двух перегрузочных путях перерывов на подачу и уборку вагонов из-за параллельности выполнения операций нет. Учитывается только время на первую подачу и последнюю уборку вагонов. При этом продолжительность грузовых операций одним краном с вагонами одного поезда определяется как
,
час/поезд (2.7)
На
перегрузку контейнеров по «прямому»
варианту в пунктах стыкования между
взаимодействующими видами транспорта
в прямых смешанных интермодальных
перевозках по транспортному коридору
помимо вместимости, количества
перегрузочных путей и числа перегрузочных
устройств (кранов) существенное влияние
оказывают режим работы грузового фронта,
т.е. продолжительность одной смены
работы (
),
(час/смена) и их количество за сутки
(Kcм)
(смен./сутки).
Если
грузовой фронт работает не круглосуточно
(
),
а меньше, то потребуется не равномерный
среднесуточный, а сгущенный подвод
подвижного состава к пунктам перевалки.
В противном случае часть контейнеров
будет перегружаться через склад.
Продолжительность работы грузового фронта за сутки устанавливается как
,
час/сутки (2.8)
Необходимое количество кранов (Kкр) для перегрузки по «прямому» варианту определяется по формуле:
, кранов (2.9)
В
дальнейшем при определении интервалов
отправления составов необходимо
экономически сравнить варианты сгущенного
подвода подвижного состава (если
< 24 часа/сутки) и частичной перегрузки
контейнеров через склад.
Пример.
Из
задания 1.
Контейнер
вида IAA
30
т.
Среднесуточное количество отправляемых
вагонов
= 193
вагона, т.е. два состава по 97 вагонов.
Ежедневно отправляем одно судно с 193
контейнерами и 97 автопоездов (два прицепа
на каждом по одному контейнеру). Из
задания 2.
На
грузовом фронте два перегрузочных пути,
каждый длиной 129 м (табл. 8).
Грузовой
фронт работает в одну смену (Kcм = 1)
продолжительностью tсм = 18
часов. Для интермодальной прямой
смешанной перевозки автомобильный –
железнодорожный – водный – автомобильный
транспорт принята схема
перегрузки
контейнеров козловой – портальный
краны, т.е. с автомобильного на
железнодорожный перегрузка козловым
краном, с железнодорожного на водный и
с водного на автомобильный – портальным
краном на поворотной платформе. В
качестве козлового крана принят КК-32
(табл. 14), а
портального – «Кондор»
(табл. 16). Для КК-32 грузоподъемность 40 т,
высота подъема груза 8,5 м со скоростью
подъема 11,7 м/мин., общая длина перемещения
контейнера (пролет моста и два рабочих
вылета консолей) равна 35 м со скоростью
59 м/мин. Для «Кондора» грузоподъемностью
40 т принята
высота подъема груза 8,5
м со скоростью 39,6 м/мин. Общая длина
перемещения контейнера 24 м (наибольшая
минус наименьшая длина вылета стрелы).
Поворот
стрелы крана на поворотной платформе
выполняется
одновременно с перемещением
контейнера. Передвижения кранов по
подкрановым путям в учебных целях
на учитываются. По формуле 2.1
определяем
время одного цикла работы крана: для
КК-32 tц = 4,1
мин., а для «Кондора» tц = 2,1
мин. Время на грузовые операции с одной
транспортной единицей подвижного
состава одним краном устанавливаем из
выражения 2.2. Время на выгрузку одного
вагона и одного автомобиля краном КК-32
мин.,
а
краном «Кондор»
.
Время на грузовые операции одним краном
с вагонами одного состава определяем
по формуле 2.7. Для этого по формуле 2.6
определяем число вагонов в одной подаче
ваг/подач. Из выражения
2.5 находим количество подач вагонов
одного состава Kпод = 13
подач. По заданию 3 (табл. 1) время на
вспомогательные операции с одним
составом вагонов
час/состав, а на одну подачу (2.4)
= 3,46
мин/подачу.
В итоге время на грузовые операции с железнодорожным составом при козловом кране
мин ≈ 7,2
час/состав
а при портальном кране
мин ≈ 3,8
час/состав
Для двух поездов (общее количество контейнеров на одно судно) соответственно
часа
и
часа.
Водный транспорт
в пунктах перевалки контейнеров
обслуживается портальным краном. Время
на вспомогательные операции с судном
(задание 3 табл. 1)
,
часа/судно.
Время на грузовые операции с одним судном при использовании портального крана равняется
мин ≈ 7,5
часа/судно
Автомобильный
транспорт в пунктах перевалки обслуживается
козловым и портальным кранами. Время
на вспомогательные операции с одним
автопоездом
часа/автопоезд.
Время
на грузовые операции с одним автопоездом
соответственно составит:
мин/состав ≈ 0,57
часа и
мин/состав ≈ 0,63 часа.
Продолжительность работы грузового двора (2.8) составляет
1
смена х 18 часов/смену = 18 часов.
Для определения потребного количества кранов (Kкр) по формуле (2.9) необходимо проанализировать режимы работы всех причастных предприятий. Железнодорожный и водный транспорт работают круглосуточно (задание 1), порт – круглосуточно (задание 6). Грузовой фронт – в одну смену 18 часов (задание 2), автотранспорт в две смены по 8 часов (задание 7).
Продолжительность
работы автотранспорта
= 2 ∙ 8 = 16
часов.
Перевозку контейнеров выполняем по схеме; грузоотправитель – автотранспорт – железная дорога – водный транспорт – автотранспорт – грузополучатель.
При организации перегрузки контейнеров по «прямому» варианту в пункте перевалки с автомобильного на железнодорожный лимитирующим является автотранспорт, а с железнодорожного на водный - грузовой фронт. В этом случае потребуется сгущенный подвод среднесуточного количества подвижного состава к пунктам перевалки.
В
итоге потребное количество кранов в
пунктах перевалки (2.9) на (и с) железнодорожный
транспорт составит КК-32
крана ≈ 1
кран, «Кондор»
= 
крана ≈ 1
кран
Выводы. «Прямую» перегрузку крупнотоннажных контейнеров вид IАА (40 футов) с автомобильного на железнодорожный транспорт выполняем козловым краном марки КК-32, а с железнодорожного на водный и с водного на автомобильный – портальным краном «Кондор». Необходимое количество кранов по одному крану каждой марки.
3. Определение времени доставки среднесуточного объема груза клиентуры, интервалов отправления составов, времени оборота транспортной единицы и необходимого общего количества подвижного состава по каждому виду транспорта
Сроком доставки груза клиентуры в прямых смешанных интермодальных контейнерных перевозках по транспортному коридору называется время, в течение которого среднесуточный объем груза, принятый у отправителя, должен быть доставлен получателю.
Среднее
время доставки (
)
груза одним составом i-го
вида можно определить из выражения
,
час (3.1)
где |
|
продолжительность грузовых операций в пунктах перегрузки (выгрузки, погрузки) с одним поездом (караваном барж, судном, автопоездом, автомашиной), час/состав (задание 2); |
|
Li — |
расстояние перевозки, км; |
|
|
норма суточного пробега i-го подвижного состава, км/сутки; |
|
|
дополнительное время в пути следования на обслуживание i-го подвижного состава (шлюзование, ожидание, отдых, пересменка и т.д.), час/состав. |
—
—
—
Общее время доставки каждой тонны (контейнера) груза от отправителя к получателю ориентировочно рассчитывается как
,
час (3.2)
Интервалом
отправления (
)
называется промежуток времени между
двумя последовательно отправляемыми
составами.
При равномерном среднесуточном отправлении интервал рассчитывается как
,
час /состав (3.3)
При сгущенном подвозе подвижного состава интервал устанавливается как
,
час /состав (3.4)
где |
Тi — |
продолжительность работы за сутки i-го лимитирующего элемента (автомобильный, водный, железнодорожный транспорт или грузовой фронт), час/сутки. |
Если Ti < 24 часа (см. задание), то при равномерном подводе подвижного состава требуется меньшее количество кранов, но часть контейнеров будет переваливаться через склад, а при сгущенном подводе – потребуется большее количество кранов, но все контейнера будут перегружены по «прямому» варианту.
Для
выбора рационального интервала
отправления (
)
составов
необходимо экономически сравнить
расходы (Si)
по обоим вариантам по формуле:
(3.5)
где |
|
потребное количество кранов соответственно при равномерном (в формуле 2.9 вместо будет 24 часа) и при сгущенном (в формуле 2.9 вместо подставить Ti) подводе подвижного состава (с точностью до двух знаков после запятой), кранов; |
|
|
стоимость одного часа работы крана (табл. 6 задания 9), руб/час; |
|
|
стоимость перегрузки одного контейнера соответственно по «прямому варианту или через склад в зависимости от видов транспорта (табл. 2 задания 5), руб/конт.; |
|
|
доля контейнеров, перегружаемых по «прямому» варианту. |
,
—
—
,
—
—
При
сгущенном подводе подвижного состава
= 1,
а при равномерном она определяется из
выражения:
, (3.6)
Оборотом
подвижного состава (
)
называется
время на выполнение всего цикла операций,
включая движенческие, от момента начала
одной погрузки груза до начала следующей
погрузки в данную транспортную единицу.
где |
|
время следования в порожнем состоянии i-го подвижного состава до пункта погрузки, сутки. |
—
Если перевозка осуществляется приписанными кольцевыми маршрутами, то оборот можно определить как
сутки (3.8)
Необходимое общее количество подвижного состава по каждому виду транспорта (Мi) устанавливается по формуле
,
ед.подв. состава (3.9)
Пример.
Из
задания 1.
Контейнер
вида IAA
т/конт.,
= 193
конт./сутки,
= 193
ваг./сутки, или
поезда/сутки. Из
задания 2. На
грузовом фронте имеется два перегрузочных
пути. Железнодорожный и водный транспорта
работают круглосуточно. Продолжительность
работы грузового фронта
часов/сутки, а автотранспорта
часов/сутки. Время на грузовые операции
с одним поездом при использовании
козлового крана
часа/состав, при портальном кране
часа/состав.
Время
на грузовые операции с одним судном
портальным краном составит
часа/судно.
Продолжительность
грузовых операция с одним автопоездом
козловым краном
мин/состав, а портальным
мин/состав.
Перегрузку контейнеров с автомобильного на железнодорожный транспорт выполняем краном КК-32, а с железнодорожного на водный и с водного на автомобильный – краном «Кондор». Грузовые фронты обоих пунктов перевалки одинаковые (по два перегрузочных пути).
При
равномерном подводе поездов к пунктам
перевалки контейнеров (
24
часа/сутки в формуле 2.9) потребуется
КК-32 Kкр = 2∙7,3 / 24 = 0,61
крана, «Кондор» Kкр = 2∙3,9 / 24 = 0,33
крана.
При сгущенном подводе поездов потребуется соответственно Kкр = 0,91 крана и Kкр = 0,43 крана (задание 2).
Из
задания 3.
Расстояние
перевозки водным транспортом Lв = 300
км, норма суточного пробега
= 300
км/сутки, время на
дополнительные
операций с судном в пути следования
= 4,0
часа/судно.
Для
железной дороги соответственно Lж = 1000
км,
= 550
км/сутки,
= 5,0
часов/поезд.
Автомобильный
транспорт:
км,
км,
км/сутки,
час/автопоезд.
Среднее время доставки груза одним составом (3.1) по видам транспорта составит:
- водным
часа/судно;
- железнодорожным
часа/поезд;
- автомобильным:
- от грузоотправителя до пункта перевалки контейнеров (условно)
часа/автопоезд;
- от пункта перевалки до грузополучателя (условно)
часа/автопоезд.
Общее время доставки контейнера с грузом (3.2) составит
часов
= 4,5 суток.
При равномерном подводе подвижного состава к пунктам перевалки интервал отправления (3.3) равен:
для водного транспорта |
|
|
для железнодорожного |
|
|
для автомобильного |
|
|
часа/судно;
часов/поезд;
часа/автопоезд.При сгущенном подводе интервал отправления (3.4) составит:
- водный транспорт лимитирует продолжительность работы грузового фронта
часа/судно;
- железную дорогу ограничивает автотранспорт
часов/поезд;
- автомобильный - число смен и их продолжительность
часа/автопоезд.
Из задания 5. Стоимость перегрузки одного контейнера по вариантам перегрузки
руб/конт.;
руб/конт.;
руб/конт.;
руб/конт.;
руб./конт.
Из
задания 9.
Стоимость
одного часа работы крана КК-32
100
руб/час, «Кондор»
=115
руб/час.
При
равномерном подводе подвижного состава
к пунктам перевалки доля перегрузки
контейнеров по «прямому» варианту
составит (3.6):
-
с автомобильного на железнодорожный
=0,67;
-
с железнодорожного на водный и с водного
на автомобильный
.
При сгущенном подводе для перегрузки контейнеров по «прямому» варианту во всех перевалочных пунктах транспортного коридора = 1.
Для
выбора рационального интервала
отправления (
)
подвижного
состава Необходимо сравнить возможные
расходы (Si)
по формуле 3.5.
При равномерном подводе подвижного состава к пунктам стыкования расходы на работу кранов и перегрузку контейнеров составят
При сгущенном подводе расходы равны
Экономически
рациональны является в этом случае
вариант сгущенного подвода составов
по видам транспорта к пунктам перевалки
с целью организации перегрузки контейнеров
по «прямому» варианту, т.е.
18
часов/судно,
8
часов/поезд,
0,16
часа/автопоезд.
Перевозку грузов клиентуры выполняем кольцевыми маршрутами подвижного состава по видам транспорта. Оборот (3.8) при этом составит:
- для водного транспорта
часа/судно;
- для железной дороги
часа/поезд;
- для автотранспорта
часа/автопоезд.
Необходимое количество подвижного состава (Мi) по видам транспорта (3.9) равно:
- для водного
(судна);
- для железнодорожного
(поездов)
или
= 970
(вагонов);
- для автомобильного
(автопоезд).
или 51 тягачей и 102 прицепов.