Задача 5. Согласование подвода вагонов и судов в пункт перевалки при маршрутизации смешанных перевозок

Смешанные перевозки характеризуются передачей грузов с одного вида транспорта на другой. В связи с тем, что эффективная организация работы порта и железнодорожной станции по единой технологии требует согласованного и взаимоувязанного во времени подвода железнодорожных и речных составов в пункты перевалки, важное значение имеет обоснование интервалов прибытия судов и поездов.

Интервалы прибытия судов и поездов в пункты перевалки определяются расчетным путем исходя из общего объема перевалки груза, длительности периода согласованной работы железнодорожной станции и порта, норм массы железнодорожных и речных составов и их соотношения.

В общем случае расчетный минимальный интервал прибытия судов на период согласованной работы порта и железнодорожной станции, ч

, (5.1)

где – длительность периода согласованной работы порта и железнодорожной станции, сут; – число судовых рейсов по данной линии за период согласованной работы станции и порта.

Число судовых рейсов определяется как отношение планового объема перевозок грузов, следующих в смешанном сообщении , к эксплуатационной грузоподъемности типового речного судна .

, (5.2)

где ε – коэффициент использования грузоподъемности судов, тогда

. (5.3)

Аналогично определяется расчетный минимальный интервал прибытия железнодорожных составов

, (5.4)

где – количество вагонов в составе; – грузоподъемность вагона, т; – коэффициент использования грузоподъемности вагона.

Для оптимального варианта формирования составов в смешанном сообщении и разработки совмещенных графиков движения железнодорожных и речных составов следует добиваться полного соответствия весовых норм типовых составов речного и железнодорожного транспорта или обеспечить кратность их весовых норм.

Возможны следующие три случая соотношения весовых норм железнодорожных и речных составов (рис. 5.1):

● весовые нормы идентичны, и интервалы прибытия речных судов и железнодорожных составов равны (рис. 5.1, а);

● количество тоннажа в одном железнодорожном составе, поданном под погрузку на причалы пункта перевалки, полностью соответствуют количеству грузов, прибывающих в речных судах для перевалки на железнодорожный транспорт (рис. 5.1, б);

● грузоподъемность прибывающего железнодорожного состава боль­ше эксплуатационной грузоподъемности судна, поданного под выгрузку (рис. 5.1, в).

Рис. 5.1. Интервалы прибытия речных и железнодорожных составов при условиях: а – ; б – ; в –

При поступлении груза в одном судне больше, чем эксплуатационная грузоподъемность поезда приходится сгущать подход железнодорожных составов. Интервал прибытия железнодорожных составов определяется продолжительностью грузовой обработки судна и соотношением весовых норм речных и железнодорожных составов:

. (5.5)

Интервал между прибытием последнего железнодорожного состава при грузовой обработке первого судна и следующего состава, поданного к началу обработки второго судна , будет определяться

или

, (5.6)

где – время на отшвартовку предыдущего судна и пришвартовку следующего; – кратность норм массы речных и железнодорожных составов

. (5.7)

В реальных условиях при разработке графика, в силу ря­да технологических причин, возникает необходимость резервировать некоторое время между отшвартовкой предыдущего судна и пришвартовкой следующего к данному причалу. Это время называется интервалом разрыва .

В этом случае интервал прибытия железнодорожных составов

. (5.8)

При прибытии в одном железнодорожном составе количе­ства груза, превышающего эксплуатационную грузоподъемность судна, поданного под погрузку, приходится сгущать подход речных судов. Интервал сгущенного прибытия речных судов в пункт перевалки

. (5.9)

Интервал прибытия следующего речного судна, поданного к началу выгрузки второго железнодорожного состава,

или

. (5.10)

Максимальное использование перегрузочных средств на причале по времени достигается при интервале прибытия составов в пункт перевалки груза, равном технологическому интервалу.

Под технологическим интервалом обработки железнодорожных (речных) составов следует понимать период, в течение которого нельзя принять следующий состав железнодорожного (речного) транспорта для его подготовки к грузовой отработке. Это происходит вследствие занятости маневровых, подъездных и перегрузочных путей перевалочного пункта вагонами (а рейдов и причалов – судами), прибывшими под обработку в одном составе.

При интервале прибытия менее технологического времени, порт работать не может, так как будет происходить нарастающий простой составов в ожидании обслуживания.

Технологический интервал обработки судов зависит от их эксплуатационной грузоподъемности, комплексной производительности перегрузочных машин на причале и времени технических операций, связанных с пришвартовкой и отшвартовкой от причала судов, и операций, выполняемых в период нахождения судна у причала (за исключением операций, совмещенных по времени с погрузкой и выгрузкой и подготовительными операциями к ним).

Если грузовая линия обслуживается самоходными судами или составами из одной баржи, а обработка судов данной линии производится на одном причале, то технологический интервал обработки

, (5.11)

где – производительность перегрузочных машин на причале, т/ч; – суммарное время на технологические операции (постановка судна у причала, осмотр и оформление документов до и после погрузки (выгрузки), не совмещенное с грузовыми и подготовительно-заключительными операциями, отшвартовка и отход от причала, ч; – продолжительность пере­рывов за время обработки судна, ч.

При последовательной обработке на одном причале нескольких судов, прибывших в составе, технологический интервал обработки составов

, (5.12)

где – число судов в составе.

Расчет технологического интервала обработки речных составов значительно осложняется, когда грузовой участок включает несколько причалов различной пропускной способности, а суда, прибывающие под обработку в одном составе, имеют различную грузоподъемность. В подобных случаях технологический интервал обработки речных составов находят графическим методом.

Технологический интервал обработки железнодорожных составов определяют следующие основные факторы:

емкость и количество приемо-отправочных и маневровых путей на станции и перегрузочных железнодорожных путей на причалах порта перевалки грузов;

норма массы маршрута или группы вагонов;

комплексная производительность механизированных установок на причале при работе по прямому варианту;

время на постановку и уборку групп вагонов на перегрузочный фронт;

количество причалов, специализированных на перегруз­ке данного груза.

Технологический интервал обработки железнодорожных составов при обработке вагонов на одном причале, имеющем один погрузочно-разгрузочный путь,

, (5.13)

где – количество подач вагонов в одном составе; – время грузовой обработки одной подачи с учетом времени перерывов на обед и пересмену рабочих, ч; – время постановки одной подачи вагонов на перегрузочный фронт, ч; – время уборки подачи вагонов с фронта, ч; – время дополнительных операций с каждым вагоном, не совмещенных со временем грузовой обработки (взвешивание до и после погрузки и др.), ч; – время на операции по приему и отправлению составов, ч.

При организации последовательной погрузки (выгрузки) групп вагонов на двух погрузочно-разгрузочных путях одного причала величина технологического интервала обработки железнодорожных составов

. (5.14)

Технологический интервал обработки железнодорожных составов при обработке групп вагонов на двух или нескольких причалах, имеющих одинаковую пропускную способность и по два и более погрузочно-выг­ру­зочных пути, в значительной степени зависит от организации подачи групп вагонов на перегрузочный фронт и, прежде всего, от числа маневровых локомотивов. При этом величина технологического интервала обработки железнодорожных составов в каждом отдельном случае определяется графическим методом из схемы организации грузовой и технической обработки маршрутов.

Также графически определяется технологический интервал обработки вагонов одного состава на нескольких причалах, имеющих различное количество погрузочно-разгрузочных путей, разные производительность перегрузочных машин и время технических операций. В этом случае разрабатываются несколько вариантов графика, и выбирается вариант, обеспечивающий наименьшие простои вагонов.

Перевалка грузов по прямому варианту с одного вида транспорта на другой возможна только при одновременной обработке судов и вагонов. Следовательно, необходимо согласование сроков прибытия составов в пункт перевалки и подачи судов и вагонов на перегрузочный фронт порта.

Например, при установленном сроке прибытия судов (речных составов) на рейд порта, календарный срок прибытия железнодорожных составов на станцию

, (5.15)

где – продолжительность начальных операций с судном, включая его буксировку к причалу; – время швартовки судна у причала; – продолжительность операций с поездом по прибытии; – время подачи первой группы вагонов на погрузочно-разгрузочные пути причала.

Календарное время начала грузовой обработки судов и вагонов в порту согласуется с графиком движения судов и поездов. При этом следует исходить из возможности максимального использования для перегрузочных работ дневного времени суток.

Исходные данные

Годовой объем, тыс.т ∑G - 960

Период согласованной работы порта и станции Т э, сут - 250

Эксплуатационная грузоподъемность речного состава ∑Q кр, т - 1910

Коэффициент использования грузоподъемности судна ε - 0,9

Вместимость приемо-отправочных путей, ваг. - 48

Производительность перегрузочных машин на 1-м причале Р, т/ч - 105

Производительность перегрузочных машин на 2-м причале Р, т/ч - 85

Вместимость фронта на причалах, ваг. - 10

Продолжительность технологических операций с судном t т, ч - 1,4

Перерывы за время обработки судна tпер, ч - 0

Продолжительность подачи и уборки вагонов, ч - 0,65

Продолжительность обработки поезда по прибытии и отправлении, ч - 0,3

Средняя грузоподъемность вагона q, т - 57

Коэффициент использования грузоподъемности вагона α - 0,9

Решение

Расчетный минимальный интервал прибытия судов на период согласованной работы порта и железнодорожной станции:

I _в = 24 ∙ 250 ∙ 1910 ∙ 0,9 / 960000 = 10,74 ч;

n _судов = 24 / 10,74 = 3 суд;

1 причал - 2 суд;

2 причал - 1 суд;

Для оптимизации работы порта примем весовую норму железнодорожного состава равной эксплуатационной грузоподъемности судна:

n _ж⋅q⋅α=Qр⋅ε = 1910 ∙ 0,9 = 1719 т;

Проверим достаточность длины приемо-отправочных путей станции:

n _ж = 1910 ∙ 0,9 / 57 ∙ 0,9 = 34 ваг;

Определим потребное количество железнодорожных составов:

N _{составов} = 34 / 48 = 1 сост;

k = 34 / 10 = 4 подач;

I _ж = 10,74 / 1 = 10,74 ч;

Проверим достаточность числа причалов для переработки судов:

Для первого причала:

I _{в тех1} = 1910 ∙ 0,9 / 105 + 1,4 + 0 = 17,8 ч;

n _судов ∙ I _{в тех1} = 2 ∙ 17,8 = 35,6 > 24 ч,

Таким образом, первый причал не справится с обработкой всех судов. Наибольшее количество судов, которое возможно обработать с учетом имеющихся технических средств - 1 судно.

Для второго причала:

I _{в тех2} = 1910 ∙ 0,9 / 85 + 1,4 + 0 = 21,6 ч;

n _судов ∙ I _{в тех1} = 1 ∙ 21,6 = 21,6 ≤ 24 ч,

Таким образом, второй причал справится с обработкой всех судов.

Расчет времени на погрузку групп вагонов в подаче:

Определим количество пода по 10 вагонов:

k под = 34 / 10 = 3 подачи

Тогда наименьшее количество вагонов в подаче равно - 34 - 10 ∙ 3 = 4 ваг;

Наибольшее количество вагонов в подаче равно - 10 ваг;

Количество подач _по 4 вагонов - 1

Количество подач по 10 вагонов - 3

Определим время на погрузку вагонов по причалам:

1-й причал

Для подачи из 4 вагонов:

t гр1 = 4 ∙ 57 ∙ 0,9 / 105 = 1,7 ч;

Для подачи из 10 вагонов:

t гр2 = 10 ∙ 57 ∙ 0,9 / 105 = 4,9 ч;

Общее время на грузовые операции с вагонами составит:

tгр = 1 ∙ 1,7 + 3 ∙ 4,9 = 16,4 ч;

2-й причал

Для подачи из 4 вагонов:

t гр1 = 4 ∙ 57 ∙ 0,9 / 85 = 2,2 ч;

Для подачи из 10 вагонов:

t _гр2 = 10 ∙ 57 ∙ 0,9 / 85 = 6 ч;

Общее время на грузовые операции с вагонами составит:

t _гр = 1 ∙ 2,2 + 3 ∙ 6 = 20,2 ч;

Проверка достаточности количества причалов для железнодорожных составов

1 причал

I ж тех1 = 16,4 + 4 ∙ 2 ∙ 0,65 + 0,3 ∙ 2 = 22,2 ч;

1 ∙ 22,2 ≤ 24 ч,

При выгрузке железнодорожного состава на одном пути обеспечивается интервал для макисмально возможного количества судов.

2 причал

I ж тех2 = 20,2 + 4 ∙ 2 ∙ 0,65 + 0,3 ∙ 2 = 26 ч;

1 ∙ 26 > 24 ч,

При _{выгрузке} железнодорожного состава на одном пути не обеспечивается интервал для макисмально возможного количества судов, необходимо рассмотреть последовательную выгрузку на двух путях.

I ж тех2 = 20,2 + 0,65 + 0,65 + 0,3 ∙ 2 = 22,1 ч;

1 _∙ 22,1 ≤ 24 ч,

При последовательной выгрузке железнодорожного состава на двух путях обеспечивается интервал для макисмально возможного количества судов.

Время прибытия первого судна Tc1 - 1 : 0 ;

T ж1 = 1 + 1,4 - 0,3 = 2 : 6 ;

Время прибытия второго судна Tc2 - 5 : 0 ;

T ж2 = 5 + 1,4 - 0,3 = 6 : 6 .

Таким образом в данном разделе составлен контактный график взаимодействия водного и железнодорожного транспорта при согласованном подводе.

Рисунок 5.1. Контактный график взаимодействия порта и железнодорожного транспорта