Оптимізація завозу–вивозу вантажів у вузлі взаємодії залізничного, річкового і автомобільного транспорту (стр. 5 из 7)
Наприклад, для ділянки В1 — В10 і перевезенню вантажу за течією
Ср = 0,133·160 = 21,28 (ум.гр.од.)
У зворотному напрямку
Ср = 0,17·160 = 27,2 (ум.гр.од.)
Результати розрахунків приведені на рис. 2.2.
Рисунок 2.2 – Розрахунковий полігон транспортної мережі
На другому етапі встановлюються найкоротші (по вартості) шляху доставки вантажу: з пунктів виробництва в пункти споживання безпосередньо залізничним транспортом, з пунктів виробництва в порти перевалки, з портів перевалки в пункти призначення і, нарешті, найкоротші шляхи між портами перевалки.
2.2 Визначення найкоротших (по вартості) шляхів доставки вантажу
Пошук найкоротших шляхів виконується по спеціальних алгоритмах. Послідовність обчислень наступна:
1. Усім вершинам транспортної мережі привласнюється потенціал, свідомо більший усіх відстаней на мережі иі =∞.
2. Вершині, від якої визначається найкоротший шлях, привласнюється потенціал и0 = 0. Величина позначається спеціальною міткою (наприклад, «мінус»).
3. Перевіряється наявність на мережі вершин з мітками. Якщо їх немає рішення кінчене, якщо є — переходимо до наступного пункту.
4. Вибирається чергова вершина к з міткою. Вибирається перша з ще непереглянутих дуг, що виходять з вершини к. Перевіряється умова
uк = СКj < uj,
де ик, uj — потенціали вершин k і j; Сkj — «довжина» (вартість) дуги. Якщо умова виконується, переходимо до пункту 5,якщо немає — до пункту 6.
5. Величина ик + Ckj привласнюється як новий потенціал вершині j, що міститься міткою. Надалі вершина до іменується «суміжної» для j , якщо існує дуга, що веде від однієї з них до інший, і потенціал uj розрахований виходячи з потенціалу ик.
6. Перевіряється, чи всі дуги, що виходять з вершини к, переглянуті. Якщо ні, переходимо до пункту 4, якщо так, знімається мітка з вершини к, і переходимо до пункту 3.
У табл. 2.3 приведені питомі витрати на перевезення вантажу залізничним транспортом у пункти перевалки (ум.гр.од. /т).
Таблиця 2.3 – Питомі витрати на перевезення вантажу залізничним транспортом у пункти перевалки (ум.гр.од. /т)
| Пункт видобутку | Пункти перевалки | ||||
| В1 | В2 | В3 | В5 | В6 | |
| A1А2А3 | 6/6,6594,5/95,15106,3/106,95 | 115/115,4571,5/71,95200,3/200,75 | 135/135,3891,5/91,88220,3/220,68 | 192,3/192,5591,8/92,05169/169,25 | 114,5/114,871/71,3199,8/200,1 |
У чисельнику приведені витрати на доставку вантажу залізничним транспортом у порти перевалки, знаменнику зазначені витрати з урахуванням вартості перевалки.
Транспортні витрати на доставку 1 т вантажу залізничним транспортом з пунктів видобутку в пункти споживання по прямому варіанту приведені в табл. 2.4 (ум.гр.од. /т).
Таблиця 2.4 –Витрати на доставку 1 т вантажу залізничним транспортом з пунктів видобутку в пункти споживання по прямому варіанту (ум.гр.од. /т).
| Пункти видобутку | Пункти споживання | |||||||
| Бр | Мс | О | В3 | В5 | В7 | В8 | Л | |
| А1 | 108,3 | 88,8 | 151,5 | 135 | 192,3 | 144,5 | 180 | 243 |
| А2 | 199 | 176 | 174,5 | 91,5 | 91,8 | 98 | 136,5 | 199,5 |
| А3 | 126 | 167,5 | 230,2 | 220,3 | 169 | 229,8 | 265,3 | 295,5 |
Аналогічні розрахунки виконані для визначення витрат на доставку вантажу з портів перевалки в пункти споживання залізничним транспортом.
При складанні матриці витрат Cкj, з метою спрощення подальших розрахунків для споживачів, доставка вантажу в які при використанні річкового транспорту вимагає великих витрат, чим доставка залізничним транспортом, умовно приймається, що величина Cкj= М (свідомо велика вартість).
Наприклад, якщо вантаж доставляти в пункт споживання О після перевалки на річковий транспорт у порту В1 і перевезення його по річці до порту В8 з наступною перевалкою на залізницю, то приведені витрати:
С13 = Ср18 + Ср8+ Сп + Сж (2.11)
де Ср18 – витрати на перевезення вантажу річковим транспортом між портами В1 і B8; Сп — витрати на перевалку вантажу в порту B8; Сж — витрати на доставку вантажу з порту перевалки В8 у пункт О.
Використовуючи дані рис.2.2 і з огляду на, що Сп =0,65 ум.гр.од./тону, одержимо
Ср13 = 21,28+29,26+14,45+13,6+6,8+45,5+28,9+0,65+38 = 198,44 (ум.гр.од.)
Якщо вантаж доставляти з пункту В1 без перевалки на річковий транспорт, то
Сж13 =6+10,8+35,1+42,9+62,7=157,5 (ум.гр.од.)
Тому що Сж13 < Ср13, то С13 = М.
Аналогічні розрахунки виконані для інших варіантів доставки вантажу з портів перевалки в пункти споживання. Питомі витрати на доставку вантажу з портів перевалки в пункти споживання (ум.гр.од. /т) приведені в табл.2.5.
Таблиця 2.5 – Питомі витрати на доставку вантажу з портів перевалки в пункти споживання (ум.гр.од. /т)
| Порт перевалки | Пункти споживання | |||||||
| Бр | Мс | О | В3 | В5 | В7 | В8 | Л | |
| В1 | М | М | М | 82,37 | 80,15 | 11,69 | 114,94 | 206,65 |
| В2 | 190,19 | 108,1 | 74,35 | М | 51,65 | 33,1 | 51,65 | М |
| В3 | 204,15 | 135 | 116,55 | М | 54,21 | 60 | 78,55 | М |
| В5 | 217,12 | 173,72 | 155,27 | 69,4 | М | 98,72 | 117,27 | М |
| В6 | 218,78 | М | 67,55 | 45,31 | 68,84 | М | 29,55 | М |
2.3 Формування економіко-математичної моделі
Другий етап рішення задачі полягає у формуванні економіко-математичної моделі, що враховує технічні і технологічні обмеження. У випадку відсутності обмежень по пропускній здатності залізничних станцій, ліній і портів перевалки з річкового транспорту на залізничний оптимальний варіант взаємодії забезпечується, якщо будуть знайдені позитивні значення перемінних Xiк, Xкj, Xij і при цьому досягається мінімум функції
(2.12)де Cik — вартість доставки 1 т вантажу i-го пункту видобутку в к-й порт перевалки з урахуванням витрат на перевалку; С'ij — витрати на перевезення 1 т вантажу з i-го пункту видобутку в j-й пункт споживання по прямому варіанті; С"kj — вартість перевезення 1т вантажу з к-ro пункту в j-й район з урахуванням витрат на перевалку з води на залізницю.
Крім того, перемінні повинні задовольняти наступним умовам:
- вимога збалансованості обсягів виробництва обсягам споживання 
(2.13)Найважливішим обмеженням є облік перероблювальної спроможності річкових портів:
(2.14)де Qk - перероблювальна спроможність к-го порту.
Для рішення задачі складають спеціальну таблицю, що складається з квадрантів (рис. 2.3).
Рисунок 2.3 – Приклад рішення задачі на ПК
У верхньому лівому квадранті відбивають зв'язки між пунктами видобутку і портами перевалки з залізничного транспорту на річковий, у нижньому правом — взаємозв'язку між портами перевалки і пунктами споживання вантажу. Нижній лівий квадрант представляє квадратну матрицю, у якій відбивають зв'язки між портами перевалки з залізничного транспорту на річковий. Ці зв'язки не мають змісту, тому постачання дозволені лише по головній діагоналі , де вартість перевалки приймається рівної нулеві. Інші клітки лівого нижнього квадранта заповнюються «забороненими» тарифами — коефіцієнтами М. На фіктивній діагоналі розмістяться значення перемінних, котрі відбивають недовикористану частину потужності портів перевалки, тобто їхній резерв. У верхньому правому квадранті відбивають прямі зв'язки пунктів видобутку зі споживачами.
З огляду на, що перероблювальна спроможність комунікацій, що проходять через порти перевалки з залізничного транспорту на річковий, є часто обмеженої, перевіряється спільність рівняння (2.7), а також двох додаткових:
(2.15)Далі задача розв’язується в середовищі Excel за допомогою меню СервісÞПошук рішення.
2.4 Аналіз оптимального розв’язку
Аналіз оптимального розв’язку показує:
1) Пункт Мс потрібно забезпечувати залізничним транспортом з пункту А1, Пункт В5 з пункту А2.
2) З пункту видобування А1 вантаж потрібно завозити в пункт Мс – 200 тис. тон вантажу та в В3 – 280 тис. тон. З пункту видобування А2 вантаж надходить у розмірі 149тис. тон на В5, та 65 тис. тон на В7.
3) У портах В3, В5 не слід відкривати причали для перевантаження мінерально-будівельних вантажів із залізничного транспорту на річковий.
4) Реалізація такого плану зможе забезпечити оптимальний режим взаємодії залізничного і річкового транспорту при перевезенні мінерально-будівельних матеріалів у даному економічному районі. Витрати на перевезення вантажу складають:
Е=180*6,65+106*115,45+14*114,8+200*88,8+280*135+146*71,3+149*91
8+65*98+150*126+40*169+60*29,55=128492,90 (тис. т).
ЧАСТИНА 3. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ПРОСТОЮ АВТОМОБІЛІВ ТА ВАГОНІВ ПІД ВАНТАЖНИМИ ОПЕРАЦІЯМИ МЕТОДОМ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
Визначити доцільність створення на вантажному дворі станції системи регулювання, що забезпечує збір і збереження інформації про місцезнаходження автомобілів на вантажних фронтах, стану вантажно-розвантажувальних механізмів і прийняття рішень про їхнє використання та передачу команд водіям автомобілів з метою підвищення ефективності взаємодії автомобільного та залізничного видів транспорту під час перевезення тарно-штучних вантажів. Відвантаження вантажів здійснюється двома бригадами з двох секцій ангарного складу. Автомобільний транспорт працює протягом 8 год. У процесі статистичного дослідження було встановлено, що прибуття автомобілів на вантажний двір носить випадковий характер і описується законом Пуассона з інтенсивністю
=2,8 авто/год.. Коливання тривалості обслуговування автомобіля в секції складу описується нормальним законом розподілу з параметрами: математичне очікування t0= 28 хв., середнє квадратичне відхилення σ0= 8 хв.