Лабораторная работа № 4 Выбор марки мусоровоза, определение их количества для сбора и вывоза твердых бытовых отходов с территории домовладений. Построение маршрута движения мусоровоза

Целями работы являются:

- приобретение умений и навыков выбора мусоровозной техники, обеспечивающей вывоз твердых бытовых отходов с территории домовладений с наилучшими технико-экономическими показателями;

- приобретение навыков определения потребного количества мусоровозной техники для вывоза твердых бытовых отходов с территории домовладений;

- приобретение навыков графического построения маршрута движения мусоровозной техники на ПК с использованием «метода сумм».

Исходные данные для выполнения работы

1. Техническая характеристика мусоровозов (см. таблицу 4.1). Выдается руководителем работы каждому студенту индивидуально.

2. Себестоимость 1км пробега мусоровозов заданных марок (выдается руководителем работы каждому студенту индивидуально).

3. Объемы накопления твердых бытовых отходов в микрорайонах (см. таблицу 4.2), подлежащие ежедневному вывозу (выдаются руководителем работы каждому студенту индивидуально).

4. Вариант схемы улично-дорожной сети жилого района с размещением на ней центров микрорайонов (1, 2, …, 12), принимаемых условно за центр сбора твердых бытовых отходов в микрорайоне (выдается руководителем работы каждому студенту индивидуально). (см. пример на стр. 28, рис. 4.1).

5. Вывоз твердых бытовых отходов из зданий группы микрорайонов будет осуществляться на полигон через пункт 6 на расстояние ____ км.

Таблица 4.1

Техническая характеристика мусоровозов

Показатели	Мусоровозы
	Марка ______	Марка ______	Марка _____	Марка _____
Емкость кузова полезная (с учётом уплотнения, куб.м.)
Номинальная грузоподъёмность автомобиля, т.
Собственная масса автомобиля, т.
Мощность двигателя автомобиля, кВт
Полная масса автомобиля с полезной нагрузкой, т.
Длина автомобиля, м.
Ширина автомобиля, м.

Таблица 4.2

Объёмы накопления твёрдых бытовых отходов в макрорайонах, подлежащие ежедневному вывозу

Номера микрорайонов
Объёмы вывоза ТБО, куб.м.

Последовательность выполнения лабораторной работы

1. Производится выбор марки мусоровоза из числа мусоровозов, представленных в таблице 4.1. Выбор осуществляется на основании следующих показателей: коэффициент использования массы (К_м); удельная грузоподъемность (q_уд); удельная вместимость кузова на 1 т грузоподъемности (V_уд); удельная мощность двигателя (М_уд); коэффициент компактности (К_к); удельная себестоимость перевозки (С_уд).

Коэффициент использования массы определяется по формуле:

, (4.1)

где q – номинальная грузоподъемность автомобиля, т;

M_а – собственная масса автомобиля, т.

Удельная грузоподъемность определяется по формуле:

, (4.2)

где V_к – вместимость кузова, куб.м.

Удельная вместимость кузова на 1т грузоподъемности определяется по формуле:

, (4.3)

Удельная мощность двигателя определяется по формуле:

, (4.4)

где М_дв – мощность двигателя автомобиля, кВт;

m_n – полная масса автомобиля с полезной нагрузкой, т;

Коэффициент компактности определяется по формуле:

, (4.5)

где L_а – длина автомобиля, м;

В_а – ширина автомобиля, м.

Удельная себестоимость перевозки определяется по формуле:

, (4.6)

где C_км – себестоимость 1км пробега мусоровоза соответствующей марки, руб.;

V_б.о. – объем бытовых отходов, перевозимой мусоровозом в уплотненном состоянии, м³.

2. Определяется потребное количество мусоровозов для вывоза твердых отходов с территорией домовладений.

Ежедневную потребность в мусоровозах для вывоза твердых бытовых отходов рассчитывают по формуле:

, (4.7)

где V_с – суточный объем накопления твердых бытовых отходов, подлежащий вывозу, куб. м/сут.;

Р_сут – суточная производительность мусоровоза, м³/сут.;

К_исп – коэффициент использования мусоровоза, принимается равным 0,8.

Суточная производительность мусоровоза рассчитывается по формуле:

, (4.8)

где n_р – количество рейсов, выполняемых мусоровозом за рабочую смену (8 ч 0,5 ч).

Количество рейсов, выполняемых мусоровозом за рабочую смену определяется по формуле:

, (4.9)

где T_см – продолжительность рабочей смены, ч;

t_р – время одного рейса, ч, определяемое по формуле:

, (4.10)

где t_раб – время рабочего пробега мусоровоза по маршруту при сборе бытовых отходов в микрорайонах, ч;

t_пр – время пробега мусоровоза от последнего пункта погрузки до полигона и обратно до первого пункта погрузки на маршруте, ч;

t – время простоя под разгрузкой мусоровоза на полигоне, включая время на санитарную обработку мусоровоза, ч. Принимается равным 0,4.

Время рабочего пробега мусоровоза включает время на выгрузку отходов из несменяемых контейнеров в мусоровоз, время передвижения мусоровоза по маршруту сбора отходов, определяемое по формуле:

, (4.11)

где L_м – протяженность маршрута сбора бытовых отходов мусоровозом по группе микрорайонов, км;

V_раб – соответственно, рабочая скорость движения мусоровоза и контейнеровоза, км/ч. Принимается равной 5 км/ч.

Время пробега мусоровоза от последнего пункта погрузки до полигона и обратно до первого пункта погрузки на маршруте определяется по формуле:

, (4.12)

где L_п – расстояние от последнего пункта погрузки на маршруте до полигона и обратно до первого пункта погрузки на маршруте, км;

V_t – средняя техническая скорость движения мусоровоза, км/ч. Принимается равной 25 км/ч.

Для определения потребного количества мусоровозов с использованием формул 4.7 – 4.12 предлагается интуитивно составить маршрут движения мусоровоза по заданной группе микрорайонов, руководствуясь при этом кратчайшими расстояниями между центрами сбора бытовых отходов по схеме улично-дорожной сети жилого района.

После определения потребного количества мусоровозов для сбора и вывоза твердых бытовых отходов с территории микрорайонов по интуитивно составленному маршруту, предлагается провести проверку составленного маршрута на минимум пробега при объезде микрорайонов, то есть определить очередность объезда микрорайонов.

3. Построение маршрута движения мусоровозов по группе микрорайонов при сборе твердых бытовых отходов.

Для определения кратчайшего пути объезда заданных пунктов следует воспользоваться «методом сумм». Для чего строится и заполняется симметричная матрица, по главной диагонали которой располагаются пункты, включенные в маршрут, а в порожние клетки проставляются кратчайшие расстояния по схеме улично-дорожной сети (рис. 4.1). Расстояния между пунктами проставляются дважды. После заполнения таблицы, суммируя расстояния по столбцам, находят итоговую строку – строку сумм.

В таблице 4.3 приведен пример составления симметричной матрицы маршрута движения мусоровоза по заданной группе микрорайонов.

Таблица 4.3

Симметричная матрица маршрута движения мусоровоза по заданной группе микрорайонов (пример)

	5	8	10	10	6
5		4	7	9	5
8	4		3	5	3
10	7	3		4	4
10	9	5	4		4
6	5	3	4	4
39	30	23	28	32	22

По трем наибольшим числам строки сумм начинают построение маршрута, начиная с наибольшего числа и по мере убывания: 6 –5 –2. Далее, из строки сумм выбирают, из числа оставшихся, наибольшую сумму и номер пункта ей соответствующий. В данном примере – сумма 28 и пункт 3, ей соответствующий (если бы в строке сумм были две и более одинаковые суммы, то можно выбирать любую и пункт ей соответствующий). Место пункта 3 в начальном маршруте 6 – 5 –2 определяют поочередно на участке 6 – 5, а затем на участке 5 – 2. При этом для каждой пары этих пунктов находят величину прироста пробега автомобиля на маршруте при включении вновь выбранного пункта. Величину этого прироста (ΔL) находят по формуле:

, (4.13)

где l – расстояние, км;

i – номер первого соседнего пункта;

j – номер второго соседнего пункта;

k – номер включаемого пункта.

В приведенном примере в начальном маршруте 6 – 5 – 2 при включении пункта 3 на участке 6 – 5:

,

на участке 5 – 2:

.

Место пункта 3 будет там, где приращение расстояния будет наименьшим. Если приращение расстояний будет одинаковым, то место пункта 3 – на любом участке.

В приведенном примере , а . Следовательно, место пункта 3 на участке 5 – 2 и первоначальный маршрут дополнится и составит цепочку 6 – 5 – 3–2.

Вновь в симметричной матрице (табл. 4.3) находят в строке сумм наибольшую из оставшихся сумм и пункт ей соответствующий. В данном примере это сумма 23 и пункт 9. Пункту 9 определяют место на участках цепочки 6 – 5 – 3 – 2, используя формулу (4.13), а именно , , . Следовательно, место пункта 9 на участке 3 – 2, а цепочка составит 6 – 5 – 3 – 9 – 2.

Определим место в полученной цепочке оставшемуся пункту 11. . Так как на участке 6 – 5 приращение расстояния равно 0, то место пункта 11 на этом участке и дальнейших расчетов по другим участкам цепочки производить не нужно.

Итак, очередность объезда пунктов мусоровозам составит 6 – 11 – 5 – 3 – 9 – 2.

Если маршрут, построенный по «методу сумм», отличается от маршрута, построенного интуитивно, то необходимо найти величину сокращения пробега и сумму снижения себестоимости перевозок мусоровозом за один рейс и в целом за рабочий день.

Маршрут движения мусоровоза по заданной группе микрорайонов изображается графически с использованием схемы улично-дорожной сети (рис. 4.1).