книги из ГПНТБ / Казаков А.П. Технология и организация перегрузочных работ учебник

Вчастном случае среднее время ожидания судном обслуживания

впорту будет равно:

при п = 1

Uгр2

(161)

1—Uгр

при п = 2

при п = 3

(А/Гр )3 ^гр

(163)

18 + бА,^рр--(А^гр) 3 ---( k t r p f

при п = 4

(А^гр)4 6'р

(164)

96 + 48А/Гр + 6 (А^Гр)2- 2 (А?гр)3 —(А<гр)4

Приведенные формулы для определения среднего времени ожида­ ния судами грузовой обработки не всегда дают удовлетворительные ре­ зультаты, совпадающие с фактическими затратами времени на ожида­ ние. Это объясняется тем, что не учитываются возможные уменьше­ ния неравномерности движения судов за счет регулирования, манев­ рирования флотом и перегрузочными средствами, а также несовпаде­ нием фактического распределения прибытия и обработки судов с рас­ пределением по закону Пуассона и показательному закону.

Всвязи с этим ряд авторов предлагает вносить поправки в формулы для расчета времени ожидания судном освобождения причалов [31, 461 или производить расчет по другим формулам, учитывающим допол­ нительные факторы.

Внастоящее время диспетчерский аппарат при значительном скоп­

лении судов под обработкой на специализированных причалах порта в ряде случаев часть судов направляет в другие порты и разрешает порожние суда использовать для перевозки других грузов. В этих слу­ чаях длина очереди ограничивается и характер работы порта будет представлять собой систему обслуживания с отказом.

Если длительность обслуживания (погрузки или выгрузки) рас­ сматривать как операцию регулируемую, что бывает в действитель­ ности, то для ее описания больше подходит не показательный за­ кон, а нормированное распределение Эрланга

271

служивание в порт поступает регулируемый судовой поток, рассчиты­ вается при следующих условиях.

б) более чем с четырех-пяти различных линий; в) работающие по рейсовой форме организации движения;

г) обслуживаемые не закрепленными постоянно толкачами и бук­ сирами;

3) нвх = 0,4 ~ 0,6 — в остальных случаях.

3. Время грузовой обработки судна имеет нормированное распре деление Эрланга и характеризуется средним временем грузовой об-

272

4.Каждым причалом одновременно может обслуживаться только одно судно.

5.Суда обслуживаются в порядке очередности поступления в порт При этих условиях среднее время ожидания

способности причалов;

1у2

и= 1 гр — коэффициент, учитывающий нестандарт­

2 7 3

и совпадает с известным выражением для пуассоновского потока. При

т — 10 значения tom, рассчитанные по формуле (167), отличаются от рассчитанных по формуле (171) не более чем на 10—15%.

Если время обработки судов близко к стандартному (со = 0,5), то можно воспользоваться формулами для частных случаев [46, 881:

при п = 1

Большую роль в улучшении оперативного руководства и управле­ ния транспортным процессом должны сыграть электронно-вычисли­ тельные машины, которые позволят хранить в памяти и быстро обра­ батывать всю информацию, необходимую для регулирования и оптими­ зации работы флота и портов.

Вэтих условиях возрастут возможности для оперативного регули­ рования работой флота и портов, ограничения длины очереди судов, ожидающих погрузки-разгрузки, что в конечном счете, вместе с обо­ снованными резервами пропускных способностей в портах (в резуль­ тате увеличения числа причалов и их механовооруженности) позволит уменьшить стоянки судов в ожидании обработки у причалов.

Как показывает анализ формул (167) — (174), время ожидания су­ дами освобождения причалов возрастает при повышении коэффициента использования их пропускной способности ф. Оптимальное исполь­ зование пропускной способности причалов должно быть таким, при котором обеспечиваются минимальные приведенные расходы по прича­ лам и флоту за время его обработки и ожидания обслуживания.

ВМетодическом руководстве по разработке графика движения [88! рекомендуется принимать коэффициент использования пропускной способности причалов ф: при одном причале для судов «Волго-Дон» — 0,5, «Шестая пятилетка» — 0,52, для несамоходных судов грузоподъ­

емностью 3000 т — 0,65; при двух причалах —соответственно 0,6; 0,67; 0,77.

Если при расчете окажется, что коэффициент использования про­ пускной способности выше приведенного в рекомендациях, то предла­ гается разработать мероприятия по увеличению пропускной способ­ ности причалов.

274

§ 52. Обоснование оптимального количества перегрузочных установок и резервов пропускной способности на причальном фронте

Математические зависимости, установленные теорией массового обслуживания, показывают, что увеличение производительности пе­ регрузочных средств на причале—важнейшее средство сокращения не только продолжительности грузовой обработки, но и времени ее ожидания.

При постоянном грузообороте причала с увеличением числа и про­ изводительности перегрузочных установок сокращается время стоянки судов в порту и уменьшаются эксплуатационные расходы по флоту, но при этом возрастают расходы по содержанию механизации и повы­ шается себестоимость перегрузочных работ.

Зависимость между увеличением производительности перегрузоч­ ного оборудования и ростом себестоимости переработки 1 т груза на причале (при постоянном грузообороте) определяется конкретными ус­ ловиями. Например, если на причал вместо двух кранов будет постав­ лен один, более мощный, себестоимость при полном использовании грузоподъемности кранов снизится.

Однако на практике очень часто приходится увеличивать пропуск­ ную способность причалов не только повышением грузоподъемности установок, но и увеличением их числа, так как не всегда можно пол­ ностью использовать установки большой грузоподъемности.

Задача по определению оптимального числа пу однотипных устано­ вок на причальном фронте при заданном грузообороте и неравномер­ ном поступлении тоннажа под обработку сводится к сравнению не­ скольких вариантов, из которых лучшим будет вариант с наимень­ шей суммой приведенных затрат на 1 т перегружаемого груза:

по содержанию портовых сооружений, перегрузочных установок и по флоту за время его обработки и ожи­ дания обработки, руб./т;

Е — отраслевой нормативный коэффициент эффективности капиталовложений;

/Сп, Л”м>-Кф — удельные капиталовложения соответственно в порто­ вые сооружения, перегрузочные установки и во флот за время его обработки и в ожидании обработ­

275

Qu — навигационный грузооборот причального фронта, т;

пу — число перегрузочных установок на причальном фронте;

.Эм — эксплуатационные расходы, зависящие от числа перегру­ зочных установок на причале, руб.;

—эксплуатационные расходы, не зависящие от числа пере­ грузочных установок на причале (зависят от величины

грузооборота), руб.; Эф — суточное содержание судна на стоянке, руб.;

Сс — количество груза в судне расчетного типа, т; /гр — среднее время грузовой обработки судна, сутки;

tom — среднее время ожидания грузовой обработки, сутки. Удельные капиталовложения в портовые сооружения, перегрузоч­

ные установки и во флот за время обработки и ее ожидания

где Кп — строительная стоимость портовых сооружений и устройств,

руб.; Ку — стоимость одной перегрузочной установки, руб.;

Кф— строительная стоимость судна, руб.

Подставляя в формулу (175) значения Sn, SM, Эф и К п, К м, Кфи де­ лая преобразования, получим

Время грузовой обработки зависит от числа перегрузочных уста­

где Ру — средневзвешенная производительность (с учетом вариантов обработки и «слоев») одной установки на обработке судна, т/сутки;

kcn — коэффициент, учитывающий снижение производитель­ ности перегрузочной установки при работе на причале трех и более машин; принимается по опытным данным, приведенным в табл. 9.

Среднее время ожидания грузовой обработки зависит также от сум­ марной производительности установок на причале и количества прича­ лов [формулы (160) — (164), (167) — (174)]. Оно устанавливается рас­ четным путем с использованием теории массового обслуживания [73, 88]. Прежде чем применять формулы теории массового обслуживания, необходимо изучить характер распределения входящего судопотока, обслуживаемого данным причалом (или причалами), а также распре­ деление продолжительности грузовой обработки судов на причалах.

276

При назначении числа однотипных причалов стремятся ограничить­ ся их наименьшим количеством, которого достаточно для своевременной обработки всех прибывающих судов с данным грузом. Поэтому при рас­ чете сначала исходят из того, что все перегрузочные установки будут помещены на одном причале. Только в том случае, когда их число ока­ жется большим, чем можно разместить на одном причале, принимают два, а затем и большее число причалов.

При одном причале в системе обслуживания без отказа tom опреде­ ляется по формуле (161).

п у &сн Р у (Ти Пу kcu Ру — Qh)

После подстановки в уравнение (178) значений /гр и /ож из формул (179) и (180) и соответствующих преобразований получим:

Решая уравнение (181) при различном значении лу, находят опти­ мальное число перегрузочных установок пу. опт, которому будет соответствовать наименьшая сумма удельных приведенных расходов

(рис. 151).

При этом следует иметь в виду, что суммарная производительность оптимального числа перегрузочных установок на причале должна обес­ печить выполнение установленных судо-часовых норм

и переработку среднего суточного грузооборота

Если эти условия не соблюдаются, то необходимо принимать на причале такое число установок, при котором выполняются данные условия.

277

Оптимальное число перегрузочных установок на причале можно найти, и не решая всех отдельных вариантов насыщения причала пе­ регрузочными установками, а непосредственно из уравнения (181), если взять от него первую производную при переменном л и прирав­ нять ее нулю. При этом значение второй производной должно быть больше нуля. Однако получающееся при этом уравнение весьма слож­

мулы (182), получают уравнение, решая которое при различных зна­ чениях пу, можно определить минимальную величину удельных при­ веденных расходов 5 пр. Минимальному значению приведенных расхо­

дов будет соответствовать оптимальное количество перегрузочных уста­ новок пу. опт на каждом из двух причалов.

278

Формула (178) является основной. Она может быть использована для определения оптимального количества перегрузочных установок на причале и в тех случаях, когда tom принимается по установленным нор­ мативам на основе статистических данных или равно нулю.

При расчете оптимального числа перегрузочных установок могут учитываться также эксплуатационные расходы по содержанию подвиж­ ного состава сухопутного транспорта и приведенные удельные капита­ ловложения за время его обработки на причале, а при перегрузке цен­ ных грузов — и оборотные средства, вложенные в грузы за время их пребывания в порту. Однако эти факторы обычно оказывают небольшое влияние на число перегрузочных установок и во многих случаях не учитываются.

Оптимальное число перегрузочных установок на причальном фронте обеспечивает также создание экономически обоснованного суточного резерва пропускной способности:

Резервы пропускной способности причалов наряду с регулирова­ нием движения флота —важнейшее средство уменьшения стоянки судов под обработкой и в ожидании грузовой обработки при неравномерном поступлении их в порт.

В табл. 10 приведены результаты расчетов, выполненных для опре­ деления оптимального числа кранов грузоподъемностью 5 и 10 т для перегрузки на причале 500 тыс. т каменного угля, перевозимого в гру­ зовых теплоходах типа «Шестая пятилетка». На зачистке трюмов ис­ пользуется трюмная машина.

При заданных условиях и принятой технологии оптимальное число на причале кранов грузоподъемностью 5 т составляет 3, а грузоподъ­ емностью Ют — 2.

Изменение приведенных удельных расходов в зависимости от числа кранов на причале показано на рис. 151. Вариант с одним краном гру­ зоподъемностью 5 т не рассматривался, так как он не обеспечивает пе-

279

регрузки заданного грузооборота. Не рассматривался также вариант с пятью десятитонными кранами, поскольку его показатели заведомо хуже варианта с четырьмя кранами.

Приведенная методика обоснования типа и оптимального количе­ ства перегрузочных установок на причале дается применительно к од­ ному типу судна. Однако на выбор оптимального типа и количества перегрузочных установок влияет тип судна, а на выбор оптимального типа судна — производительность и количество перегрузочных уста­ новок в пунктах погрузки и выгрузки. Поэтому правильнее всего за-

рота Qh

дачу по выбору типа судна, типа и количества перегрузочных установок в портах погрузки и выгрузки решать комплексно, учитывая минимум приведенных затрат 5 пр по всему транспортному процессу:

грузки и выгрузки;

S B— удельные расходы по погрузке и выгрузке; Кф> -Кф.ш % В — удельные капиталовложения во флот за время

перевозок и обработки в порту погрузки и вы­ грузки;

Кп, *в — удельные капиталовложения по порту погрузки

ивыгрузки.

Вэтом случае получается значительное число расчетных вариантов (рис. 152), решение которых возможно только с использованием ЭВМ

испециальных математических методов (см. § 58).

Преимущество этой методики — одновременное обоснование оп­ тимальности целого комплекса параметров транспортного процесса.

280