книги из ГПНТБ / Оптимизация процессов грузовой работы

относительно избыточным строкам относятся нейтральные строки (с нулевой разницей), относительная избыточность или недостаточность которых определяется на основании

Правило: если абсолютно недостаточная строка связана с нейтральной, то послед­ няя получает наименование относительно недостаточной и обозначается 0. Далее, если относительно недостаточная строка связана с нейтральной, то последняя также счи­ тается относительно нейтральной. И так до тех пор, пока не будут исчерпаны все связи. Нейтральные строки, не получившие наименования относительно недостаточных, счи­ таются относительно избыточными и обозначаются + 0 .

2 0 2

Б д6 = LBS. Следовательно, строки Е, Ж и Б относительно недостаточные. Проставим

лучает также наименование относительно недостаточной и в ее графе «Разность» про­ ставляем знак «—».

Ш а г 2. В каждом столбце табл. 31 вычисляем разности между минимальным пробегом в избыточных строках и пробегом в клетках с корреспонденцией. Значения разностей показаны под столбцами. Выбираем наименьшую разность Д, которая называется разрешающим слагаемым, и записываем в графе «Вспомогательный столбец» недостаточных строк.

В нашем примере А = шіп (5, 5, 5, 8, 6, 13, 13, 16, 29, 21) = 5. Прибавляем разрешающее слагаемое к пробегам всех недостаточных строк и результаты запишем второй строкой в табл. 31.

203

Ш а г 3. Перераспределяем комплекты контейнеров. Для этого к клетке без корреспонденции, но со значением пробега, равным в клетке с корреспонденцией в том же столбце, строится цикл пересчета. Вершинами цикла являются клетка без коррес­ понденции, некоторые (не менее одной) клетки с корреспонденциями, а также один ненулевой избыток и один ненулевой недостаток комплекта. При построении цикла не­ балансы (разность комплектов) непосредственно друг с другом не соединяются и цепь цикла получается разомкнутой. В вершинах, являющихся небалансами, цикл направле­ ния не изменяется, а начинается или заканчивается. Эги крайние вершины всегда от­ рицательные. Клетке без корреспонденции с новым значением пробега (нижняя цифра), совпадающим со старым значением пробега (верхняя цифра), присваиваем знак «+». В загруженных клетках (клетках с корреспонденциями) проставляем знаки «—»

и«+» поочередно.

Внашем примере значения пробегов сравнялись в столбцах 1, 2 и 3. Образуем циклы пересчета. Первый цикл — это избыточная строка А и недостаточная К, стол­

бец 1 и столбец небалансов. Вершины цикла: небаланс строки А, равный 1 (знак «—»), клетка без корреспонденции AI (знак «+»), клетка с корреспонденцией, равной 1 (знак «—»), клетка К1 и небаланс строки К, равный 3 (знак «—»). Вершины второго цикла: клетки, стоящие на пересечении избыточной строки Г, недостаточной строки К, столбца 2 и столбца небалансов. Контур третьего цикла ограничен избыточной строкой И, недостаточной строкой К, столбцом 3 и столбцом небалансов.

Находим наименьшую абсолютную величину переноса поставки или небаланса

кроме Б, Е, Ж, 3, строки А, В, Г и К также стали нейтральными. Проделав эту опера­ цию по изложенным выше правилам, получим знаки, которые проставлены в табл. 32 в столбце небалансов напротив соответствующих строк.

Повторяем ш а г 2. Вычисляем разность в столбцах 5—10, вычитая из мини­ мального пробега в клетках избыточных строк пробеги в клетках с корреспонденцией каждого из этих столбцов. Разности запишем внизу. Разрешаемое слагаемое Д = min

204

точную и запишем это в табл. 33. Теперь все строки нейтральные. План оптимальный.

+550-1 + 460-1 + 310-1 + 450-1 + 280-1 + 320-1 + 380-1 + 360-1 + 600-1 =

=4400 крано-м.

Дл я сравнения оптимального плана с результатами, получаемыми при­ емосдатчиками, сделаны проверочные расчеты на сортировочном контейнер­ ном пункте станции Свердловск-Сортировочный. Они показали, что в оп­ тимальных оперативных планах пробеги сокращаются примерно на 10% по сравнению с планами, составленными приемосдатчиками (табл. 34).

Оптимизация работы кранов методами линейного программирования. Совершенствование работы контейнерных пунктов зависит главным обра­ зом от улучшения использования погрузочно-разгрузочных машин, в ре­ зультате чего увеличивается их производительность, снижаются трудовые затраты, уменьш ается расход энергии, сокращ аются простои вагонов и автомобилей. На контейнерных пунктах обычно применяют сдвоенные опе­ рации: за один полный цикл работы крана на место выгруженного из ва ­ гона контейнера устанавливается другой, подлежащий отправлению в этом

же вагоне. Это позволяет сократить порожние пробеги погрузочно-разгру­ зочных машин и повысить их производительность. Однако выбрать рацио­ нальный план работы кранов на длительный период трудно, поэтому для каждого цикла схема движения устанавливается с учетом кратчайшего рас­ стояния перемещения. Такой способ не обеспечивает оптимального ис­

пользования кранов в период обработки всей подачи контейнеров, в связи с чем необходимо на основе выбранного критерия оптимальности организо­ вать рациональную работу кранов с учетом их общего маршрута движения.

Наиболее простым критерием оптимальности является пробег крана, однако необходимо учесть, что пробег мостовых или козловых кранов скла­ дывается из пробегов тележки и моста (фермы). Геометрическая величина общего пути транспортируемого груза не отражает затрат времени и энер­ гии, так как вследствие разных скоростей передвижения время пробега одного и того ж е расстояния тележкой и мостом неодинаково. Расход энер­ гии на перемещение моста обычно в несколько раз выше, чем на передви­ жение тележки.

Поэтому наиболее приемлем для поставленной задачи критерий так называемого приведенного пробега, под которым понимают общие затраты времени на перемещение груза или порожнего захватного органа (крюка, автостропа) из одной точки в другую с учетом совмещения операций во вре­ мени. Практически приведенный пробег может быть определен как наиболь­ шее время из двух величин времени — перемещения тележки и перемеще­ ния моста. Д алее приведенный пробег будем называть просто пробегом крана.

В соответствии с установленным критерием можно составить матрицу пробегов крана в единицах времени. Матрица включает затраты времени

205

на пробеги между всеми контейнероместами на площадке и в вагонах. Ч то ­ бы решить задачу оптимизации работы кранов на контейнерных пунктах, необходимо технологические процессы, например процесс сортировки, представить в виде математических моделей. При способе сортировки с ча­ стичной выгрузкой [14] оптимизация работы кранов дает основной эффект на перегрузке контейнеров из вагонов на площадку и обратно. Следует учи­ тывать такж е, что контейнерную площадку обслуж ивает несколько кранов, закрепленных за определенными участками, а между последними созд а­ ются зоны обмена контейнерами. Поэтому для каждого крана необходимо

контейнеры устанавливают на определенные места. Д л я погрузки контей­ неров на освободившиеся места в вагонах краны направляю т к участку, специализация которого совпадает с новым назначением вагонов. Чтобы математически описать технологический процесс работы кранов, введем следующие обозначения:

Р— множество точек, соответствующих свободным кон ­ тейнероместам на контейнерной площадке;

перемещения состоит из замкнутых маршрутов, каждый из которых соот­ ветствует полному циклу работы крана. Если началом замкнутого маршрута служ и т элемент lk, то этот нее элемент служ ит и окончанием маршрута •(рис. 62). В каждой точке множеств М и Р кран может побывать один р аз,

206

чек — для контейнеров весом брутто 3 т, кратчайший путь между элемен­

можно не учитывать в расчетах.

Чтобы найти оптимальный план работы крана, надо рассчитать все возможные варианты и выбрать наилучший. Однако практически эта зада­

но п\п\.

Поэтому предлагается метод оптимизации работы кранов с использо­ ванием теории линейного программирования. Пробеги между точками заданных множеств можно представить так, как показано в табл. 35. Знак оо показывает, что в соответствии с технологическими особенностями ра­ боты контейнерного пункта связи между точками данных множеств от­ сутствую т. Внутри матрицы с элементами сц пробеги между некоторыми точками такж е могут быть равны оо, так как в соответствии со специализа­ цией вагонов некоторые контейнеры грузятся лишь в ограниченное число вагонов или даж е в один вагон. П оставленная задача решается в такой по­

207

2 08

Д л я решения задачи предложенным методом необходимо, чтобы

2 Р ; = 2 т і- В реальных условиях обычно 2 р г > 2’ jn i. Поэтому из множест-

I I і I

Исследованиями установлено, что специализировать сортировочные пункты по направлениям нецелесообразно. На грузосортировочных пунк­ тах специализация выгодна лишь при определенном соотношении местных и транзитных вагонов [13]. При отсутствии специализации контейнеры од­

оптимизации работы крана в этом случае имеет значение следующая осо­ бенность: освобождаемое предыдущим рейсом крана место на площадке •может быть использовано для установки контейнера в последующие рейсы при обработке одной и той ж е подачи вагонов. Следовательно, наряду с эле­ ментами pi в качестве свободных мест должны быть рассмотрены элементы ліі. Задача решается следующим образом. Методами решения транспорт­ ной задачи определяют места в вагонах /г, на которые должны быть установ­ лены контейнеры, размещенные на площадке, ти и находят первые участки

■обрабатываемых краном. Д алее составляю т матрицу расстояний D между элементами. т * , элементами подмножества 5 и элементами /г в соответст­ вии с ранее найденными значениями сі}. Зная ctj и имея в виду замкнутый вид маршрута за каждый цикл работы крана, в строку k матрицы D вносят расстояния от точки m k до точки lt через все элементы подмножества S , исключая mh, если она входит в S . Минимизируя линейную форму, состав­ ленную на основе матрицы D , получим кратчайший суммарный пробег крана для последующих участков замкнутых маршрутов. Затем его сум­ мируем с результатом, полученным по формуле (V I. 19).

209

Т а б л и ц а 36

При составлении плана работы крана по результатам расчетов может оказаться, что отдельные рейсы его намечены на места площадки, занятые в данный момент контейнерами. В этом случае нужно несколько изменить последовательность перемещения крана между контейнерами, располо­ женными в вагоне (между элементами /г), сохранив расчетные замкнутые маршруты.

Т ак как расстояние между установленными в вагоне контейнерами меняется незначительно, такая корректировка плана практически не ска­

210

^ 3 - + 1 7 - + 1 6 - + 3 - + 4 ^ 1 8 ^ 1 1 ^ 4 - + 5 ^ 1 ^ 1 5 - > 5 - + 6 - + 13-+-

211