Тема 2. Грузопоток - анализ и прогнозирование Теоретический раздел

Грузопотоки, перерабатываемые на складах и терминалах, делятся на внешние и внутренние.

Внешние грузопотоки – это грузопотоки прибытия и отравления грузов со склада на внешний (по отношению к складу) транспорт. Таким внешним транспортом может быть: железнодорожный, автомобильный, напольный рельсовый (тележки) и безрельсовый (электропогрузчики и электротележки) электротранспорт, конвейерный транспорт (подвесные, ленточные, роликовые, тележечные конвейеры).

Внутренние (внутрискладские) грузопотоки – это перемещения грузов между различными технологическими участками внутри склада: с разгрузочного участка в зону хранения, из зоны хранения – на участок разгрузки и т.д.

Одним из основных показателей, определяющих параметры проектируемого склада, является величина и характеристики внешнего грузопотока. При проектировании складов может быть использована следующая последовательность расчета внешних грузопотоков.

Этап 1. Определение внешних средних суточных грузопотоков

по прибытию груза на склад:

, т/сут. (1)

по отправлению грузов со склада:

, т/сут. (2),

где Q_г – годовой грузопоток, т/год;

Т_пр, Т_от – число суток работы склада по приему и отправлению грузов.

Число дней работы склада по приему или выдаче грузов принимается:

• при поступлении или отправлении грузов железнодорожным транспортом - Т_пр = Т_от = 365 сут./год

• при поступлении или отправлении грузов конвейерным транспортом: при непрерывном производстве – Т_пр = 365 сут., при шестидневной рабочей неделе – Т_пр = 305 сут., при пятидневной рабочей неделе Т_пр = 253 сут.

Этап 2. Определение расчетных суточных грузопотоков

по прибытию грузов на склад:

, т/сут. (3)

по отправлению грузов со склада:

,т/сут. (4)

где - средние суточные грузопотоки по прибытию и отправлению грузов со склада, вычисленные по формулам (1) и (2), т/сут.

k_пр, k_от – коэффициенты неравномерности прибытия и отправления грузов со склада.

Коэффициенты неравномерности зависят от вида транспорта прибытия и отправления грузов, величины грузопотока и многих других факторов. При проектировании склада принимают:

• при прибытии и отправлении груза железнодорожным транспортом - k_пр= 1,1-1,5, k_от =1,1-1,5;

• при прибытии и отправлении груза автомобильным транспортом, напольным электротранспортом, электротележками - k_пр = 1,3-3,0, k_от = 1,3-3,0;

• при прибытии и отправлении груза конвейерным транспортом - k_пр= 1,1-1,2, k_от =1,1-1,2.

Во всех случаях меньшие значения коэффициентов неравномерности принимают при больших грузопотоках (200-300 тыс.т/год), а большие – при малых грузопотоках (30-50 тыс.т/год).

Этап 3. Корректировка величины расчетных суточных грузопотоков с учетом уточненного коэффициента неравномерности внешнего грузопотока

Уточнение величины расчетных суточных грузопотоков производится двумя способами: на основе определения коэффициента неравномерности внешнего грузопотока и с помощью метода превышения средних значений.

Для определения коэффициента неравномерности внешнего грузопотока прибытия (или отправления) грузов со склада используются следующие методы:

1. расчет на основе максимально возможного грузопотока;

2. расчет с применением статистических показателей.

По первому методу коэффициент неравномерности грузопотока, прибывающего на склад, определяют по формуле:

k_пр = Q_cmax/, (5)

где Q_cmax – максимальный суточный грузопоток, который наблюдался за определенный, достаточно длительный период времени (например, за год), т/сут.;

–средний суточный грузопоток по прибытию груза на склад, определяемый по формуле (1), т/сут.

При применении второго метода используются статистические данные по грузопотоку за длительный период времени (число величин в статистической выборке должно составлять не менее 50-60).

Полученные статистические данные обрабатываются в табличной форме (табл. 2)

Таблица 2

Форма таблицы для определения коэффициента неравномерности

грузопотока, прибывающего на склад

№ интервала	Интервалы Qi’ – Qi”	Средняя величина в интервале	Частота попадания в интервал ni	Относительная частота попадания в интервал fi = ni/m	Накопленная относительная частота Fi=Fi-1+fi	Отклонения от средней -M[Q]	Квадрат отклонений (-M[Q])2
1	2	3	4	5	6	7	8
1.
2.
…
k

Число интервалов k значений случайной величины грузопотока обычно принимается равным 8-15. Для учебной задачи количество интервалов может быть сокращено до 5.

Начало первого интервала принимается равным минимальному значению грузопотока: Q₁=Q_min.

Величина интервала определяется по формуле:

ΔQ = (Q_max – Q_min)/k (6)

где Q_max , Q_min – максимальное и минимальное значения случайной величины в статистической выборке.

Начало каждого последующего интервала величин грузопотоков принимается равным концу предыдущего интервала Q_i’ = Q_i-1”. Конец каждого i-го интервала (кроме последнего), определяется по формуле:

Q_i” = Q_i’ + ΔQ, т/сут. (7)

где Q_i’ – начальная величина i-го интервала;

ΔQ – величина интервала значений грузопотока.

Конец последнего, k-го интервала принимается равным максимальной величине грузопотока в статистической выборке: Q_k” = Q_max.

Средняя величина грузопотока в i-м интервале (столбец 3) определяется по формуле:

= ½ (Q_i’+Q_i”), т/сут. (8)

где Q_i’, Q_i” – величина начала и конца i-го интервала, т/сут.

В столбце 4 записывается число n_i случаев, когда величина грузопотока попала в соответствующий i-й интервал. Сумма по этому столбцу должна быть равна общему числу величин в статистической выборке m.

В столбце 5 определяется относительная частота попадания случайной величины грузопотока в соответствующий i-й интервал: f_i = n_i/m.

В столбце 6 записывается накопленная относительная частота f_i попадания случайной величины в i-й интервал, начиная от первого до i-го интервала включительно:

(9)

Для определения величины математического ожидания грузопотока M[Q], используемой в столбцах 7 и 8, применяется формула

(10)

На основании значений столбца 8 производится расчет дисперсии случайной величины грузопотока:

(11)

где k – число интервалов значений случайной величины суточного грузопотока;

- средняя величина грузопотока в i-м интервале;

Таким образом, значение коэффициента неравномерности k_пр может быть определено по формуле:

k_пр = 1 + ν[Q] (12)

где ν [Q] - коэффициент вариации грузопотока, вычисляемый как:

ν [Q] = σ[Q]/M[Q] (13)

В этой формуле σ [Q] - среднее квадратическое отклонение:

(14)

Далее величины расчетных суточных грузопотоков корректируются с учетом уточненного коэффициента неравномерности внешнего грузопотока с использованием формул (3) и (4).

Использование метода превышения средних значений позволяет корректировать расчетную величину суточного грузопотока без предварительного вычисления коэффициента неравномерности.

В этом случае задается доверительная вероятность [P] того, что грузопоток не превысит расчетную величину (для расчетов величина Р принимается равной 0,95). Затем в табл.2 следует найти такой i-й интервал, для которого в столбце 6 накопленная относительная частота F_i начинает превышать доверительную вероятность [P], т.е. доверительная вероятность должна попасть в промежуток между двумя соседними значениями накопленной относительной частоты F_i-1 и F_i:

(15)

Тогда расчетная величина суточного грузопотока определяется с использованием формулы линейной интерполяции:

(16)