Проверка перерабатывающей способности грузовых фронтов.

 

Выбранное техническое оснащение грузовых фронтов необходимо проверить по перерабатывающей способности в условиях работы с конкретным грузом, указанным в задании на проектирование.

Перерабатывающая способность может рассчитываться как по площади, так и по средствам механизации; меньшее значение одного из этих элементов принимается за результативное и сравнивается с расчетным суточным грузооборотом данного пункта. Если перерабатывающая способность складов меньше расчетного суточного грузооборота, то необходимо усиление технического оснащения, т.е. увеличение площади склада или числа погрузочно-разгрузочных машин.

Перерабатывающая способность складов (ваг/ сутки) по площади (емкости) для всех грузов, кроме контейнеров рассчитывается по формулам:

 

П_скл = F_скл * ρ / (К_пр * t_хр^ср * Р^ср (1 – α_н))

 

Для грузов, перевозимых в контейнерах:

 

П_скл = F_скл / (К_пр * t_хр^ср * F_к (1 – α_н) * N_к^ср)

 

Где: F_скл – площадь склада, м²;

ρ – средняя нагрузка на площади складских помещений, т/м²;

К_пр – коэффициент, учитывающий площадь, необходимую для проходов рабочих и поездов погрузочно-разгрузочных машин;

t_хр^ср – среднее время хранения грузов; определяется на основе грузооборота и нормативных сроков хранения по прибытию и до отправления.

 

U_пр U_отпр

t_хр^ср = ________________* Т_хр^пр _______________* Т_хр^отпр;

U_пр + U_отпр U_пр + U_отпр

 

α_н – коэффициент непосредственной перегрузки;

F_к - площадь, занимаемая одним контейнером, м2;

Т_хр^пр; Т_хр^отпр – нормативные сроки хранения грузов по прибытию и до отправления.

 

Величины ρ, Т_хр^пр, Т_хр^отпр, К_пр зависят от рода груза и принадлежности складов. На грузовых дворах указанные величины принимаются в соответствии с "Инструкцией по проектированию станций и узлов на железных дорогах СССР" [6] или по приложению 3. На подъездных путях в соответствии с местными нормами или по приложению 4.

Перерабатывающая способность складов по средствам механизации определяется в зависимости от режимов работы различных видов транспорта и норм выработки применяемых средств механизации, указанных в ЕНВ [5].

 

Тарно-штучные (МО):

t_хр^ср = 27 / (27 + 29) * 2,5 + 29 / (27 + 29) * 2 = 2,2

П_скл = (10920 * 0,4) / (2 * 2,2 * 20 * (1 – 0,2)) = 62 ваг/сут.

 

Тарно-штучные (ПО):

t_хр^ср = 18 / (18 + 16) * 2 + 16 / (18 + 16) * 2 = 2

П_скл = 4590 * 0,85 / (1,7 * 2 * 32 * (1 – 0,2)) = 44 ваг/сут.

 

Контейнеры:

t_хр^ср = 30 / (30 + 28) * 2 + 28 / (30 + 28) * 1 = 1,51

П_скл = 4350 / (1,9 * 1,51 * 2,8 * (1 – 0,2) * 10) = 67 ваг/сут.

 

Машинное оборудование (ТО):

t_хр^ср = 17 / (17 + 18) * 2,5 + 18 / (17 + 18) * 1 = 1,7

П_скл = 4200 * 0,9 / (1,6 * 1,7 * 32 * 0,8) = 54 ваг/сут.

 

Шпалы:

t_хр^ср = 10 / (10 + 0) * 20 + 0 / (10 + 0) * 10 = 20

П_скл = 6000 * 2 / (1,5 * 20 * 42 * 0,8) = 11 ваг/сут.

 

Уголь:

t_хр^ср = 9 / (9 + 0) * 20 + 0 / (9 + 0) * 5 = 20

П_скл = 5400 * 4 / (1,5 * 20 * 74 * 0,8) = 12 ваг/сут.

 

На грузовом дворе, как правило, указанные режимы разные: железнодорожный транспорт работает круглосуточно (n_ж.д. = 3), а автотранспорт только днем (n_авт. = 1,5). В этом случае перерабатывающая способность складов грузового двора по механизации определяется по формулам:

Для всех грузов кроме контейнеров:

 

П_мех = (2ZH_выр β) / Рср * (2 - α_н) * (1/ n_ж.д. + 1/ n_авт.);

 

Для контейнерной площадки:

П_мех = (2ZH_выр β) / (2 - α_н) * N_к^ср * (1/ n_ж.д. + 1/ n_авт.);

 

Где: Z – число машин (ПРМ);

H_выр – норма выработки, т/смену, конт/смену;

n_ж.д.; n_авт – число смен работы железнодорожного и автомобильного транспорта в сутки;

β – коэффициент, учитывающий перерывы в работе фронта во время подачи, уборки и перестановки вагонов. β = 0,9

 

Тарно-штучные (МО):

П_мех = 2 * 17 * 126,6 * 0,9 / 20 * (2 – 0,2)*(1/3 + 1/1,5) = 108 ваг/сут.

 

Тарно-штучные (ПО):

П_мех = 2 * 14 * 126,6 * 0,9 / 32 * (2 – 0,2)*(1/3 + 1/1,5) = 55 ваг/сут.

 

Контейнеры:

П_мех = (2 * 3 * 178 * 0,9) / (1,8 * 10 * (1/3 + 1/1,5)) = 54 ваг/сут.

 

Машинное оборудование (ТО):

П_мех = 2 * 7 * 242,8 * 0,9 / 32 * (2 – 0,2)*(1/3 + 1/1,5) = 53 ваг/сут.

 

Шпалы:

П_мех = 2 * 1 * 331 * 0,9 / 42 * (2 – 0,2)*(1/3 + 1/1,5) = 8 ваг/сут.

 

Уголь:

П_мех = 2 * 1 * 554 * 0,9 / 74 * (2 – 0,2)*(1/3 + 1/1,5) = 8 ваг/сут.

 

 

Щебень:

П_мех = 2 * 1 * 456 * 0,9 / 71 * (2 – 0,2)*(1/3 + 1/1,5) = 6 ваг/сут.

 

Нефтепродукты:

Перерабатывающая способность по механизации не рассчитывается.

 

Результаты заносятся в таблицу №4, и проводится анализ имеющегося технического оснащения и необходимости его усиления.

 

Проверка перерабатывающей способности грузовых фронтов. Таблица №4

Наименование груза	Суточный грузооборот, ваг/сут.	Перерабатывающая способность	Потребное изменение
По емкости склада, ваг/сут.	По механизации ваг/сут	Площади складов, м^2	Числа машин, штук.
Тарно-штучные (МО)				___	___
Тарно-штучные (ПО)				___	___
Контейнеры				___	___
Тяжеловесные				___	___
Шпалы				___	___
Уголь				___	Добавить 1 кран
Щебень		___		___	___
Нефтепродукты		___	___	___	___

 

 

2.3. Оптимизация параметров грузовых фронтов.

 

Грузовой фронт, оснащенный погрузочно-разгрузочными машинами, может быть представлен как система массового обслуживания. Обслуживающими аппаратами этой системы являются погрузочно-разгрузочные машины и установки, которые обслуживают входящие потоки требований. В нашем случае требованиями являются транспортные средства: вагоны, автомобили и так далее.

Задача оптимизации заключается в том, чтобы выбрать такое техническое оснащение грузового фронта (число погрузочно-разгрузочных машин, длину складских путей, повышенных путей м разгрузочных эстакад, емкость погрузочных бункеров и т.д.), при котором суммарные приведенные расходы будут минимальными.

Кроме технического оснащения, может быть найдено оптимальное количество подач вагонов на грузовой фронт, оптимальное число часов работы грузового фронта и т.д.

В критерий оптимизации (приведенные расходы) включаются затраты, зависящие от оптимизируемых параметров грузового фронта; для курсового проекта такими параметрами являются число погрузочно-разгрузочных машин и число подач. Расчеты проводятся для детерминированного или недетерминированного режимов работы грузового фронта по указанию преподавателя.

В курсовом проекте рассматриваются следующие виды затрат:

Расходы на амортизацию и ремонт погрузочно-разгрузочных машин С₁

 

С₁ = а₁ * Z; а₁ = К_м * (А + Е)

 

Где: Z – число погрузочно-разгрузочных машин;

К_м – стоимость ПРМ, руб., принимается по данным [7]; К_м = 8320 руб.

А– норма годовых отчислений на амортизацию и ремонт машин, выраженная в долях; [7]; А = 0,12;

Е – коэффициент эффективности капитальных вложений, выраженный в долях, Е = 0,15

 

а₁ = 8320 * (0,12 + 0,15) = 2246

С₁ = 2246 Z

 

Расходы, связанные с простоем вагонов под грузовыми операциями, С₂:

 

С₂ = а₂ / (X * Z),

 

Где: Х – количество подач вагонов на грузовой фронт;

 

а₂ = 365 * N₁ * N₂ * Р^ср (2 – α_н) а_в-ч / П;

 

N₁ = max (U_пр, U_отпр); N₂ = U_пр + U_отпр;

 

а_в-ч – приведенная стоимость одного вагоно-часа простоя. а_в-ч = 60 коп = 0,6 руб.

П - часовая эксплуатационная производительность погрузочно-разгрузочных машин или установок, т/ч;

 

П = Н_выр / (7 * К₀), К₀ = 0,7

П = 242,8 / (7 * 0,7) = 49,5 т/ч.

 

N₁ = max (13, 15); N₂ = 13 + 15 = 28 ваг/сут.; N_1max =15

а₂ = 365 * 15 * 28 * 32 * (2 – 0,2) * 0,6 / 49,5 = 107031

С₂ = 107031 / (XZ)

 

Расходы, связанные с простоем вагонов в ожидании подачи на грузовой фронт, С3;

 

С₃ = а₃ / Х; а₃ = 4380 N₁ (1 + ν_п²) а_в-ч,

 

Где: ν_п – коэффициент вариации вагонопотока на грузовой фронт (значение ν_п равно дробной части коэффициента Кн для этого груза. ν_п = 0,1

 

а₃ = 4380 * 15 * (1 + 0,1) * 0,6 = 43362

С₃ = 43362 / Х

 

Расходы, связанные с маневровыми локомотиво-часами на подачу и уборку вагонов с грузового фронта, С₄

 

С₄ = а₄ * Х; а₄ = 365 * t_м * а_л-ч

 

Где: t_м = затраты времени на подачу и уборку вагонов у грузового фронта, ч. (t_м = 0,5 – 0,7)

а_л-ч - приведенная стоимость одного маневрового локомотиво-часа, руб. а_л-ч = 14 руб.

 

а₄ = 365 * 0,7 * 14 = 3577

С₄ = 3577 Х

 

Для решения задачи можно использовать метод перебора вариантов.

Таким образом, критерий оптимизации R (X, Z) при недетерминированном режиме работы грузового фронта с учетом вышеизложенных зависимостей имеет вид:

 

R (X, Z) = a₁Z + a₂ / XZ + a₃ / X + a₄X,

 

R (1, 6) = 2246 * 6 + (107031 / 1 * 6) + 43362 + 3577 = 78254

R (1, 7) = 2246 * 7 + (107031 / 1 * 7) + 43362 + 3577 = 77951

R (1, 8) = 2246 * 8 + (107031 / 1 * 8) + 43362 + 3577 = 78286

R (1, 9) = 2246 * 9 + (107031 / 1 * 9) + 43362 + 3577 = 79045

R (2, 6) = 2246 * 6 + (107031 / 2 * 6) + 43362 / 2 + 3577 * 2 = 51230

R (2, 7) = 2246 * 7 + (107031 / 2 * 7) + 43362 / 2 + 3577 * 2 = 52202

R (2, 8) = 2246 * 8 + (107031 / 2 * 8) + 43362 / 2 + 3577 * 2 = 53492

R (2, 9) = 2246 * 9 + (107031 / 2 * 9) + 43362 / 2 + 3577 * 2 = 54995

R (3, 6) = 2246 * 6 + (107031 / 3 * 6) + 43362 / 3 + 3577 * 3 = 44607

R (3, 7) = 2246 * 7 + (107031 / 3 * 7) + 43362 / 3 + 3577 * 3 = 46004

R (3, 8) = 2246 * 8 + (107031 / 3 * 8) + 43362 / 3 + 3577 * 3 = 47613

R (3, 9) = 2246 * 9 + (107031 / 3 * 9) + 43362 / 3 + 3577 * 3 = 49363

R (4, 6) = 2246 * 6 + (107031 / 4 * 6) + 43362 / 4 + 3577 * 4 = 43084

R (4, 7) = 2246 * 7 + (107031 / 4 * 7) + 43362 / 4 + 3577 * 4 = 44693

R (4, 8) = 2246 * 8 + (107031 / 4 * 8) + 43362 / 4 + 3577 * 4 = 46461

R (4, 9) = 2246 * 9 + (107031 / 4 * 9) + 43362 / 4 + 3577 * 4 = 48336

 

Описанный процесс расчетов представляется в виде таблицы №5.

 

Таблица №5

Число подач Х	Количество машин Z
Zmin= 1	Zmin=2	Zmin+1=3	Zmin+2=4	Zmin+3=5	Zmin+4=6	Zmin+5=7	Zmin+6=8	Zmin+3=9
Xmin = 1							77951 *
Xmin +1 = 2					50768 *
Xmin + 2 = 3				43088 *
Xmin + 3 = 4			40806 *
Xmin + 4 = 5			40431 *

 

Далее строим график зависимости приведенных расчетов от количества погрузочно-разгрузочных машин и числа подач вагонов на грузовой фронт с выделением оптимальных параметров.

 

2.4. Разработка генплана грузового двора.

 

Для разработки генплана грузового двора нужно использовать полученные линейные размеры складов и выбрать принципиальную схему грузового двора (тупиковую или сквозную). На масштабной схеме (М 1:1000) показать склады, автопроезды, железнодорожные пути, вагонные весы, помещения товарной конторы, площадку для стоянки автомобилей, а также примыкающие подъездные пути. Размещение устройств грузового двора производится по типовым схемам.

Расположение грузового двора на территории станции должно обеспечивать:

• удобное сообщение с обслуживаемыми населенными пунктами;
• наименьшее число пересечений железнодорожных путей с автопроездами, удобный проезд к складам;
• удобную стоянку транспортных средств при производстве операций по осмотру и приему грузов от отправителей, а также при погрузке или выгрузке;
• компактное размещение всех устройств грузового двора;
• необходимую пропускную способность и беспрепятственное развитие грузового двора на перспективу;

• рациональное районирование территории грузового двора по родам грузов.

При размещении складов на грузовом дворе необходимо склады со строительными материалами (цемент, известь, алебастр) и другими пылящими грузами, перевозимыми навалом, удалять от складов штучных грузов и контейнерных площадок не менее чем на 50 метров и располагать с учетом направления ветров в данном районе.

Целесообразно объединить склады, в которых находятся грузы с одинаковыми условиями хранения и имеющие однородную механизацию погрузочно-разгрузочных работ.

Для обеспечения маневровой работы на грузовом дворе необходимо предусмотреть:

• выставочные пути, на которых производится прием, отправление и подсортировка подач;
• погрузочно-разгрузочные пути;
• ходовые пути, служащие для перемещения подвижного состава по территории грузового двора;
• соединительные пути, которые служат для уборки вагонов с погрузочно-разгрузочных путей или перестановки с одного пути на другой;
• весовой путь.

Вагонные весы должны быть на тех станциях, где общая погрузка или выгрузка навалочных грузов, требующих взвешивания, составляет 20 и более вагонов в сутки.

Весовой путь проектируется сквозным, прямым; прямой участок пути принимается не менее 15 м с каждой стороны вагонных весов.

Марки крестовин на грузовом должны быть не круче 1/6 (для симметричных переводов) и 1/ 9.

Расстояние между складами и осью пути определяется по габариту приближения строений и равно 1920 мм. Нормальное расстояние между осями параллельных путей на грузовом дворе установлено не менее 4800 и 4500 мм.

Ширина автопроездов на грузовом дворе определяется схемой движения автотранспорта (тупиковая или сквозная), порядком следования автомашин (с обгоном или без обгона), типами складов и способом постановки автомашин к складам (торцевой или боковой). Ширина тупиковых автопроездов на грузовом дворе (с поворотными площадками) с учетом указанных выше факторов составляет от 15 до 35 метров.