книги из ГПНТБ / Дегтяренко, В. Н. Транспортные узлы промышленных районов учебник

Р А З Д Е Л Т Р Е Т И Й

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛОВ

Г л а в а 1

РАЗМЕЩЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

ВПРОМЫШЛЕННЫХ УЗЛАХ

1.ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ЗОНИРОВАНИЕ

'Строительство и .реконструкция транспортных узлов требуют боль­ ших капитальных вложений, а эксплуатация — эксплуатационных расхо­ дов. Рациональное размещение отдельных элементов узла, увязка в еди­ ное целое всех транспортных сооружений дают значительную экономию средств при строительстве и в процессе эксплуатации.

Промышленный узел все время совершенствуется, развивается. Строятся новые предприятия, растет производительность существующих, увеличиваются грузопотоки, изменяются внутриузловые технологические связи предприятий. Все это непрерывно ставит новые требования к тран­ спортному узлу, многие из которых необходимо предусмотреть и учесть еще при его проектировании.

Схемы промышленных узлов должны предусматривать достаточное отдаление транспортной зоны от селитебной, взаимодействие различных видов пассажирского транспорта, особенно на их стыках, специальные пассажирские транспортные вводы в населенные пункты. На вводах дол­ жны обеспечиваться беспыльность и бесшумность работы транспорта, согласованность работы с городским транец ортом.

Железные и автомобильные дороги в промышленных узлах обслу­ живают не только грузовые перевозки, но и пассажирские. Сами дороги проходят мимо населенных пунктов, а зачастую и между жилыми кварта­ лами городов. Это предъявляет к размещению транспортных сооружений ряд важных требований. -При их проектировании необходимо предусмат­ ривать быструю и беспересадочную доставку рабочих на предприятия строго 'К началу смены. Освободившиеся рабочие должны быть в -самые

190

сжатые сроки вывезены с предприятий в города, поселки. В период пере­ смены возникают концентрированные пассажиропотоки, для обслужива­ ния 'которых должны быть привлечены все виды транспорта. Необходимо учесть удобства посадки, высадки и пересадки пассажиров с одного ви­ да транспорта на другой.

Схемы транспцртных узлов должны обеспечивать безопасность насе­ ления— одно из основных требований, предъявляемых к транспорту го­ родом. Она должна предусматривать развязки пешеходных дорог с тран­ спортными магистралями в разных уровнях, оставляя, по возможности, пешеходные дороги на дневной поверхности, минимальное путевое разви­ тие в пределах города, устройство совершенных средств сигнализации, блокировки,связи и др.

При проектировании новых и развитии существующих промышлен­ ных узлов необходимо учитывать естественные условия данного района. Основные пути решения указанных задач заключаются в следующих об­ щих положениях:

сосредоточение промышленных предприятий в одном районе в виде самостоятельной промышленной зоны, что дает возможность комплексно использовать системы промышленного водоснабжения, канализации, энергетические системы, транспортные сооружения;

зонирование территории в увязке с генеральной схемой развития промышленного района. Зонирование позволяет создать наиболее благо­ приятные условия для жилья, промышленного производства, работы транспорта. При этом между промышленной и жилой зонами создается защитная санитарная зона зеленых насаждений. Промышленная зона должна располагаться с подветренной по отношению к городу стороны..

На рис. 100 приведена схема зонирования промышленного узла с учетом преобладающих ветров. Зонирование, как видно на этом ри­ сунке, создает также благоприятные условия для дальнейшего развития: всех зон узла на перспективу.

Исключение могут составлять предприятия легкой и пищевой про­ мышленности, не выделяющие вредных тазов и пыли, при обеспечении всех внешних перевозок автомобильным или городским электротранспор­ том. Однако и эти предприятия целесообразно объединять в группы в це­ лях сокращения расходов на развитие различного рода промышленных, коммуникаций.

На рис. 101 в качестве примера приведена схема промышленного уз­ ла Ч. Эта схема, конечно, не может служить образцом. В ней наблюдают­ ся значительные нарушения изложенных выше принципов. Так, кроме ос­ новной промышленной зоны 1 (см рис. 101) создана промышленная зона 2, препятствующая развитию города в направлении на запад. Сво­ бодной для развития и устройства автомобильных подходов к городу ос­ тается только восточная его часть. Совершенно не на месте начато разви­ тие промышленной зоны 3. Однако в этой схеме основная промышлен­ ная зона 1 объединяет большинство предприятий и размещена компактно в северо-западной части узла. Четко выделены транспортная зона, зона зеленых насаждений, город имеет свободный выход креке.

191

Рис. 101. Схема промышленного узла

192

При проектировании промышленных узлов, если это не нарушает са­ нитарных требований, необходимо 'Стремиться к расположению промыш­ ленной зоны вблизи существующих железных дорог общей сети, что поз­ волит сократить расходы на перевозки.

Врайонах добывающей промышленности, где предприятия разбро­ саны на большой территории, также необходимо стремиться к соблюде­ нию изложенных выше требований, хотя это и значительно труднее.

Взависимости от типов предприятий, особенностей их технологии ус­ танавливаются нормы проектирования и размеры санитарно-защитных зон, которые приведены в соответствующих строительных нормах и пра­ вилах.

При решении вопроса о компоновке транспортного узла, т. е. проек­ тировании его генеральной схемы, необходимо прежде всего определить место расположения основных транспортных устройств. Задачи такого рода относятся к классу производственно-транспортных, т. е. учитываю­ щих изменение величины транспортных и производственных расходов при различной степени укрупнения производства в узле. Это в равной степени относится к размещению сортировочных станций, ремонтных де­ по, баз и т. д.

Уменьшение числа объектов увеличивает их потребную мощность, что сокращает стоимость единицы продукции, однако увеличивает тран­ спортные расходы на внешние перевозки.

Наиболее сложным здесь является вопрос формализации задачи, со­ ставления уравнения, выражающего влияние различных факторов на приведенную удельную стоимость единицы продукции. Численное реше­ ние функционала может быть произведено различными методами и руч­ ного, и машинного счета. Эти методы широко освещены в специальной литературе и здесь, за ограниченностью объема, не приводятся. Некото­ рые рекомендации даны только в задаче выбора места расположения ремонтной базы. Приведенный в этой задаче метод аппроксимации луче­ вой функцией зависимости приведенной стоимости ремонта от влияющих на него факторов представляет определенный интерес.

2.МЕСТО РАЙОННОЙ СОРТИРОВОЧНОЙ СТАНЦИИ

ВПРОМЫШЛЕННОМ УЗЛЕ

Районная сортировочная станция может быть совмещена с одной из крупных заводских сортировочных станций или располагаться в непо­ средственной близости к основным пунктам перевалочной и местной ра­ боты. Ее место определяется как центр маневровых нагрузок промыш­ ленного узла и соответствует минимальным суммарным маневровым про­ бегам.

Если объем сортировочной работы превышает оптимальный для од­ ной автоматизированной горки (7—8 тыс. физических вагонов в сутки), что может быть только в очень крупных промышленных узлах, имеющих несколько выходов на общую сеть, необходимо сравнить вариант пост­ ройки одной станции с двумя горочными комплектами и вариант двух сортировочных односторонних станций.

Размещение в узле нескольких сортировочных станций допускается

при:

удалении промышленных предприятий и портов друг от друга на расстояние, при котором обслуживание их одной сортировочной станцией вызывает |болыиие пробеги маневровых подач, перегружает внутриузловые станции и соединительные пути, удорожает стоимость перевозок;

вблизи него без промежуточных станций между районной сортировочной станцией и причальными путями, если это не ухудшает обслуживания других предприятий узла.

В промышленном узле для строительства заводской сортировочной станции может быть отведено несколько площадок. Необходимо рассмот­ реть и сравнить различные варианты расположения площадки, что требу­ ет большого объема расчетов. Целесообразнее решать задачу минимиза­ цией целевой функции, представляющей собой зависимость приведенной стоимости переработки вагона от факторов, на нее влияющих. Решение задачи облегчается тем, что число вариантов конечно и обычно невелико.

Границами рассматриваемого узла являются станции примыкания к магистральным дорогам. При расчетах необходимо учитывать то обсто­ ятельство, что постройка .нескольких сортировочных станций сокращает пробеги, но увеличивает себестоимость переработки одного вагона на гтанции. Могут быть рассмотрены варианты реконструкции станции при­ мыкания с передачей ей функции районной сортировочной станции или реконструкции для этих целей одной из крупных внутриузловых (завод: ских) станций.

Условия задачи оптимального размещения районной сортировочной станции могут быть сформулированы следующим образом. Возможны Лг пунктов ее расположения, в том числе п существующих станций (примы­ кания или внутриузловых). Если обозначить:

Xi — объем работы сортировочной станции в t-м пункте;

Ci — затраты, пропорциональные объему работы t-й станции;

di — условно-постоянные затраты, не зависящие от .объема работы t-й станции;

Фг(Х{) — приведенную стоимость переработки одного вагона на рекон­ струируемых и вновь строящихся станциях, то

(80)’

Q m m — минимальный объем сортировочной работы, при котором целе­ сообразно строительство самостоятельной станции.

194

Для .решения поставленной задачи необходимо минимизировать це­ левую функцию

где Bi — объем перевозок в вагонах всех предприятий на £-ю станцию. Приведенную целевую функцию можно упростить исключением явно

нецелесообразных вариантов. Решение ее может быть проведено одним из широко распространенных методов (например, методом (Маша).

Подробно методика расчета выбора места сортировочной станции в узле с глубоким анализом всех факторов разработана Институтом комп­ лексных транспортных проблем.

3. РАЗМЕЩЕНИЕ СКЛАДОВ И БАЗ ВЫГРУЗКИ1

Пусть в промышленном узле .имеется п мест возможного размеще­

ляются:

.один общий «фиктивный» поставщик ссф (£=1), в качестве которого могут быть приняты входные железнодорожные станции. Мощность «фиктивного» поставщика принимается равной годовой потребности предприятий в г-ж материале;

грузовые дворы (£—2, 3, ..., k, &+1); универсальные базы (£=&+2, &+3, .... & + n + 1),

а потребителями:

грузовые дворы (/— 1, 2, 3, ..., k ) ;.

универсальные базы (j= k, £ + 1 , . . & + н);

предприятия узла (} —к - \ - п + \,. . k-\-n-\-m).

1 См. сноску на стр. 161.

Оптимальное распределение грузопотоков, числа и места размеще­ ния баз будет соответствовать минимуму щелевой функции

S S

В— приведенные общеобъектные затраты грузовых дво­ ров, баз и общезаводских складов предприятий;

fi (хи)> х и— соответственно удельные приведенные расходы и го­ довой объем переработки г-го груза на грузовых дво­ рах станций и базах;

зовых дворов и выгрузочных баз (условно-постоян­ ные). Для каждого варианта расположения базы в них включаются приведенные расходы на строитель­ ство и содержание подъездных железнодорожных, автомобильных и иных путей («привязочные рас­ ходы») ;

дов предприятий-потребителей (условно-постоянные);

196

■ф].— удельные приведенные затраты от омертвления обо­

ротных средств в запасах и при перегрузках r-го ма­ териала на грузовых дворах и базах;

фч/— то же, ,на складах предприятий.

Годовой объем перевозок r-го груза от t-ro поставщика /-му потреби­

объем /что материала, прибывающего в узел, полностью распределя­ ется .между грузовыми дворами станций, базами и складами предпри­ ятий:

где р] — годовая потребность потребителя; q ‘r— годовая мощность поставщика.

Приведенная многопродуктовая двухэтапная закрытая транспортно­ производственная модель может быть решена одним из комбинаторных методов, например методом последовательного пересчета издержек В. А. Маша1.

Предварительно необходимо провести подготовительную работу, от тщательности которой во многом зависит точность решения. Как и во всех производственно-транспортных задачах, прежде всего необходимо найти зависимость удельных производственных (складских, базовых) расходов от объема переработки грузов. Такая зависимость не является линейной и может быть найдена на основе статистического анализа ха­ рактеристик типовых проектов баз и складов. Для механизированных выгрузочных баз она имеет вид

Ъ

197

где а — расходы, зависящие от объема переработки, в коп/т; Ь— расходы, не зависящие от объема переработки в тыс. коп.\

эти величны составят соответственно 10 и 7870, для лесоматериалов 61 и 1480.

Удельные приведенные расходы на перевозку грузов железнодорож­ ным и автомобильным транспортом зависят от дальности перевозок и в общем случае могут быть выражены уравнением

дуктовых задач (г— 1, 2, 3, ..., s), связанных между собой общеобъект­ ными затратами, которые распределяются пропорционально грузообо­ роту каждого груза. После решения однопродуктовых задач производит­ ся корректировка общеобъектных «привязочных» и удельных приведен­ ных расходов на складскую переработку грузов. После ряда итераций получаем распределение, уже ранее встречавшееся, которое и является оптимальным планом решения задачи.

4. РАЗМЕЩЕНИЕ РЕМОНТНОЙ БАЗЫ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УЗЛАХ

Размещение ремонтной базы промышленного транспорта—это тран­ спортно-производственная задача, основанная на выборе .варианта, обеспечивающего наименьшие затраты на ремонт и транспортирование нуждающейся в ремонте техники.

Себестоимость ремонта зависит от мощности депо и его годовой про­ граммы. В больших.депо производственные расходы на один ремонт ни­ же, чем в малых, но с увеличением хозяйства растут транспортные рас­ ходы по доставке локомотивов, увеличивается время нахождения локо­ мотивов в пути.

Ори определении мощности и места размещения ремонтного хозяй­ ства необходимо учитывать ремонт всех локомотивов независимо от их ведомственной принадлежности. Целесообразно предусмотреть также ре­ монт кранов и других механизмов на железнодорожном збоду.

В основном должны быть учтены «тяжелые» ремонты, т. е. подъемоч-

.ные, большие периодические для тепловозов, промывочные для парово­ зов и т. д. Технический осмотр и малый периодический ремонт целесооб­ разно производить в централизованном ремонтном хозяйстве только тог­ да, когда оно расположеноблизко от маневровых районов, к которым при­ креплены локомотивы. В противном случае лучше организовывать не­ большие пункты технического осмотра в месте концентрации маневровой работы. Обычно это отдельные промышленные узлы или промышленные зоны в больших узлах; вопрос решается путем технико-экономического сравнения.

198

Решение задачи размещения централизованного ремонтного хозяйст­ ва несколько усложняется тем, что локомотивный парк в промышленных узлах неоднороден. В работе используются не только тепловозы и элек­ тровозы, но и паровозы, в том числе старых марок.

В основных отраслях промышленности в ближайшие пять лет пере­ возки будут переведены на тепловозную и электрическую тяги, но в мно­ гоотраслевых промышленных узлах паровозы сохранятся, очевидно, еще достаточно долго. В этом случае при решении вопроса оптимально­ го размещения ремонтной базы придется учитывать и последователь­ ность перехода на современные локомотивы различных транспортных хозяйств, специализацию депо для ремонта разных типов локомотивов.

Прежде чем приступить к определению оптимального размещения ремонтной базы, необходимо решить ряд технических и экономических задач. Надо установить инвентарный парк локомотивов по всем предпри­ ятиям и объединенным хозяйствам, объемы потребных ремонтов для ло­ комотивов и погрузочно-разгрузочных машин и механизмов, подлежа­ щих ремонту. Следует внимательно изучить имеющиеся ремонтные хо­ зяйства, их запрузку, оснащение, возможность расширения, а также се­ бестоимости ремонтов по всем существующим хозяйствам, потребные капитальные вложения для их реконструкции и обновления оборудо­ вания.

Необходимо также определить расходы на доставку в ремонт техни­ ки в зависимости от расстояния, и, наконец, что очень важно для пра­ вильного решения задачи, установить зависимость себестоимости ремон­ тов от мощности (годовой программы) ремонтного хозяйства.

Рабочий парк локомотивов и погрузочно-разгрузочных машин и ме­ ханизмов устанавливается на расчетный год эксплуатации о учетом рос­ та производства, изменения структуры грузопотоков. При этом обяза­ тельно учитывается преимущественное развиие автомобильного и не­ прерывных видов транспорта, а также перераспределение грузопотоков в узле. В инвентарный парк включают кроме рабочего парка технику, находящуюся в ремонте и резерве.

Программа ремонтов определяется в соответствии с нормами их пе­ риодичности. Для тепловозов эти нормы, разработанные государствен­ ным институтом Промтрансниипроект, приведены в табл. 25.

ТА Б Л И Ц А 25. ПЕРИОДИЧНОСТЬ РЕМОНТА ТЕПЛОВОЗОВ

>рия тепловоза

П р и м е ч а н и е . В знаменателе указана периодичность ремонтов для локомотивов, рабо­ тающих в горнорудной промышленности.

199