Показатели работ автомобильного транспорта

Оптимизация маршрутов

Рекомендации по выполнению первой части: «Оптимизация маршрутов».

Целью первой части является:

- определение кратчайших расстояний от пунктов погрузки до пунктов разгрузки;

- определение оптимального плана перевозок, по которому грузооборот Р является наименьшим.

Маршрутизацией перевозок называется составление рациональных маршрутов, на которых обеспечивается наиболее высокая производительность подвижного состава и минимальная себестоимость перевозок при имеющемся парке подвижного состава, известном расположении грузоотправителей, грузополучателей и автотранспортного предприятия. Для планирования перевозок могут применяться различные упрощенные способы составления маршрутов. В данной курсовой работе планирование перевозок определяется топографическим способом, сущность которого заключается в том, что на постоянную схему территории, где выполняются перевозки, наносятся наиболее рациональные маршруты движения (принципом выбора маршрута является определение кратчайшего расстояния от грузоотправителя до грузополучателя).

Схема территории содержит расположение автомобильного транспортного предприятия, пунктов погрузки (Ai – для навалочного груза; Aij – для штучных грузов) и разгрузки (Bi – для навалочного груза; Bij – для штучных грузов) и пути, соединяющие их.

Для определения рациональных маршрутов движения необходимо определить кратчайшие расстояния от пункта погрузки до пункта разгрузки.

Оптимизацию матрицы перевозок рассмотрим на примере: даны пункты отправления А2, А4, А6, А7 и пункты назначения В4, В5, В6, В7 с указанными запасами и потребностями.

Предварительным этапом является составление матрицы исходных условий. В клетках матрицы указываются кратчайшие расстояния перевозок и объем грузов в тысячах тонн по отправителям и получателям (в данной матрице указаны кратчайшие расстояния в левых верхних углах клеток и необходимый объем грузов):

Пункты отправления	Пункты назначения	Запасы QA, тыс.т
В4	В5	В6	В7
А2	16,9	18,1	7,2	9,7
А4	10,9	12,1	3,2	5,7
А6	16,5	14,5	9,9	12,4
А7	19,4	15,4	9,9	12,4
Потребности QB, тыс. т

Если в условии варианта объем отправок не совпадает с объемом потребления (суммы по грузоотправителям и грузополучателям), то необходимо уровнять данные объемы. Затем следует первый этап решения –построение также в виде матрицы допустимого, то есть возможного, плана перевозок. Этот план можно строить различными методами, определяющими начало и последовательность его выполнения: от «северо-западного угла», или от «минимального элемента» матрицы. При нахождении допустимого плана перевозок транспортной задачи методом «северо-западного угла» весь груз, направляемый от отправителей к получателям, распределяется по клеткам с указанными расстояниями перевозок. На каждом шаге рассматривается первый из оставшихся пунктов отправления и первый из оставшихся пунктов назначения. При использовании этого метода на каждом шаге потребности первого из оставшихся пунктов назначения удовлетворялись за счет запасов первого из оставшихся пунктов отправления. Заполнения матрицы начинается с северо-западного угла:

Пункты отправления	Пункты назначения	Запасы QA, тыс.т
В4	В5	В6	В7
А2	16,9	18,1 –	7,2 –	9,7 –
А4	10,9	12,1	3,2 –	5,7 –
А6	16,5 –	14,5	9,9	12,4 –
А7	19,4 –	15,4 –	9,9	12,4
Потребности QB, тыс. т

Получен опорный план:

После каждой матрицы необходимо посчитать полученный грузооборот Р:

Р = 245*16,9+50*10,9+260*12,1+90*14,5+395*9,9+65*9,9+330*12,4 = 17 782,5 ткм

При нахождении опорного плана методом северо-западного угла, полученный план не всегда является оптимальным, поэтому дальнейшим этапом решения является перемещение груза по строкам из клеток с большим расстоянием в клетки с меньшим расстоянием. Для дальнейшей оптимизации матрицы допустимого плана перевозок используем метод аппроксимации Фогеля.

При определении опорного плана транспортной задачи методом аппроксимации Фогеля на каждой итерации по всем столбцам и по всем строкам находят разность между двумя записанными в них минимальными расстояниями. Как правило, применение данного метода позволяет получить либо опорный план, близкий к оптимальному, либо оптимальный план:

 

Пункты отправления	Пункты назначения	Запасы QA, тыс.т	Разности по строкам
В4	В5	В6	В7
А2	16,9 –	18,1 –	7,2	9,7 –		2,5	2,5	2,5	-	-	-	-
А4	10,9	12,1 –	3,2	5,7 –		2,5	2,5	-	-	-	-	-
А6	16,5 –	14,5	9,9	12,4 –		2,5	2,5	2,5	2,5	2,1	14,5	14,5
А7	19,4 –	15,4	9,9 –	12,4		2,5	2,5	2,5	2,5		15,4	-
Потребности QB, тыс. т
Разности по столбцам	5,6	2,4
	-	2,4
	-	0,9	2,7	2,7
	-	0,9
	-	0,9	-
	-	0,9	-	-
	-	14,5	-	-

В строке 1 разность будет равна 9,7-7,2=2,5. Данную разность заносим в первую колонку строки 1 поля «Разности по строкам». По аналогичному принципу определяется и для остальных строк.

Для столбца 1 разность составляет 16,5-10,9=5,6. Данное значение заносится в первую строку поля «Разность по столбцам». По аналогичному принципу определяется и для остальных столбцов.

Далее определяется наибольшая величина среди разностей всех строк и столбцов, она равна 5,6 в столбце В4. В этот столбец с наибольшей разницей вносим максимальную поставку. Поставка заносится в ячейку с минимальным расстоянием, а именно 295 т в ячейку А4В4 с расстоянием 10,9 км. При этом, потребности грузополучателя В4 можно считать полностью удовлетворенными. Для определения следующей поставки необходимо заново рассчитать разницу двух ее минимальных расстояний для всех строк и столбцов, не учитывая уже тех поставщиков/потребителей, предложение/спрос которых удовлетворены.

Максимальная разница в столбце В6 (равна 4). В этом столбце минимальное расстояние составляет 3,2 км в ячейке А4В6, значит необходимо внести в эту ячейку максимально возможную поставку, равную 310-295=15т.

Таким образом, определяются все поставки в транспортной задаче.

Получен опорный план:

Считаем грузооборот Р:

Р = 245*7,2+295*10,9+15*3,2+285*14,5+200*9,9+65*15,4+330*12,4 = 16 174,5 ткм

Проверим полученный опорный план на оптимальность методом потенциалов. При определении оптимального плана транспортной задачи методом потенциалов сначала находится какой-нибудь её опорный план, а затем последовательно он улучшается.

Пункты отправления	Пункты назначения	Запасы QA, тыс.т
В4	В5	В6	В7
А2	16,9	18,1 –	7,2 –	9,7 –
А4	10,9	12,1	3,2 –	5,7 –
А6	16,5 –	14,5	9,9	12,4 –
А7	19,4 –	15,4 –	9,9	12,4
Потребности QB, тыс. т

Получен опорный план:

Считаем грузооборот Р:

Р = 245*16,9+50*10,9+260*12,1+90*14,5+395*9,9+65*9,9+330*12,4 = 17 782,5 ткм

При нахождении опорного плана методом северо-западного угла, полученный план не всегда является оптимальным, поэтому для дальнейшей оптимизации матрицы допустимого плана перевозок используем метод потенциалов:

А2 = 245т, А4 = 310т, А6 = 485т, А7 = 395т

В4 = 295т, В5 = 350т, В6 = 460т, В7 = 330т

Кратчайшие расстояния перевозок представлены матрицей С

С = км

1) Определяем тип задачи – открытый или закрытый

Задача закрытая, т.к. , т.е 245+310+485+395=295+350+460+330

2) Строим опорный план перевозок:

	В4 = 295	В5 = 350	В6 = 460	В7 = 330
А2 = 245	16,9	18,1 –	7,2 –	9,7 –
А4 = 310	10,9	12,1	3,2 –	5,7 –
А6 = 485	16,5 –	14,5	9,9	12,4 –
А7 = 395	19,4 –	15,4 –	9,9	12,4

3) Проверяем полученный план перевозок на вырожденность

условие вырожденности

условие невырожденности ,

где k – количество поставок в матрице, т.е. количество ,

m – количество строк в матрице

n – количество столбцов в матрице

7 = 4+4-1, т.е. задача невырожденная.

4) Оптимизируем опорный план, используя метод потенциалов.

Определяем потенциалы строк U_i и столбцов V_j по выражению (1), по клеткам с поставками.

Неизвестны две величины, для этого зададимся любыми значениями потенциала U_i либо V_j равным нулю. Пусть U₃ =0. Теперь согласно формуле (1) вычислим все потенциалы:

 

 

	В4 = 295	В5 = 350	В6 = 460	В7 = 330	Ui
А2 = 245	16,9	18,1 –	7,2 –	9,7 –
А4 = 310	10,9	12,1	3,2 –	5,7 –	-6,0
А6 = 485	16,5 –	14,5	9,9	12,4 –	-3,6
А7 = 395	19,4 –	15,4 –	9,9	12,4	-3,6
Vj	16,9	18,1	13,5

 

V₁ = C₁₁-U₁ = 16,9-0 = 16,9

U₂ = C₂₁-V₁ = 10,9-16,9 = -6,0

V₂ = C₂₂-U₂ = 12,1+6 = 18,1

U₃ = C₃₂-V₂ = 14,5-18,1 = -3,6

V₃ = C₃₃- U₃ = 9,9+3,6 = 13,5

U₄ = C₄₃-V₃ = 9,9-13,5 = -3,6

V₄ = C₄₄-U₄ = 12,4+3,6 = 16

 

5) Определяются характеристики свободных клеток, т.е. там, где нет поставок

E₁₂ = 18,1-(0+18,1) = 0

E₁₃ = 7,2-(0+13,5) = -6,3

E₁₄ = 9,7-(0+16) = -6,3

E₂₃ = 3,2-(-6,0+13,5) = -4,3

E₂₄ = 5,7-(-6,0+16) = -4,3

E₃₁ = 16,5-(-3,6+16,9) = 3,2

E₃₄ = 12,4-(-3,6+16) = 0

E₄₁ = 19,4-(-3,6+16,9) = 6,1

E₄₂ = 15,4-(-3,6+18,1) = 0,9

 

	В4 = 295	В5 = 350	В6 = 460	В7 = 330	Ui
А2 = 245	16,9	18,1 =	7,2 <	9,7 <
А4 = 310	10,9	12,1	3,2 <	5,7 <	-6,0
А6 = 485	16,5 >	14,5	9,9	12,4 >	-3,6
А7 = 395	19,4 >	15,4 >	9,9	12,4	-3,6
Vj	16,9	18,1	13,5

6) Условие оптимальности задачи, когда все . В нашем примере Е₃₁, Е₃₂, Е₄₁, Е₄₂< 0. Для клетки 23 строим контур перераспределения поставок. Он должен включать поставки, иметь прямые углы и быть замкнутым, т.е. выходить из свободной клетки и входить в нее. Для клетки 23 изобразим контур в матрице и вынесем его отдельно:

	В4 = 295	В5 = 350	В6 = 460	В7 = 330	Ui
А2 = 245	16,9	18,1 =	7,2 <	9,7 <
А4 = 310	10,9	12,1 260	3,2 <	5,7 <	-6,0
А6 = 485	16,5 >	14,5 90	9,9 395	12,4 >	-3,6
А7 = 395	19,4 >	15,4 >	9,9	12,4	-3,6
Vj	16,9	18,1	13,5

 

 

Т.к. в клетку 23 контура будет помещена поставка, то метим ее знаком "+", а у остальных клеток знаки чередуются.

Из клеток, полученных со знаком "-", выбирается поставка с наименьшим значением, которая будет являться поставкой перераспределения X₂₂ = 260.

Вводим ее в клетки с учетом их знаков:

7) Перенесем контур в новую матрицу, а также дополним ее поставками, неиспользованными в контуре:

	В4 = 295	В5 = 350	В6 = 460	В7 = 330
А2 = 245	16,9	18,1 –	7,2 –	9,7 –
А4 = 310	10,9	12,1 –	3,2	5,7 –
А6 = 485	16,5 –	14,5	9,9	12,4 –
А7 = 395	19,4 –	15,4 –	9,9	12,4

 

Повторяем шаги с 3) по 7), до тех пор пока все

Т.к. , то полученная матрица

представляет собой оптимальный план перевозок.

При данном плане перевозок грузооборот Р:

Р = 245*9,7+225*3,2+85*5,7+295*16,5+190*14,5+160*15,4+235*9,9 = 15 944 ткм

После определения оптимального плана перевозок запишем полученные маршруты с объемом перевозок Q, расстоянием одной ездки с грузом l_ег, и расстоянием ездки l_е (l_e=l_ег*2 т.к. маршрут является простым маятниковым).

А2-В4 (Q = 245 тыс.т; l_ег = 9,7 км; l_е = 19,4 км)

А2-В6 (Q = 225 тыс.т; l_ег = 3,2 км; l_е = 6,4 км)

А4-В5 (Q = 85 тыс.т; l_ег = 5,7 км; l_е = 11,4 км)

А6-В6 (Q = 295 тыс.т; l_ег = 16,5 км; l_е = 33 км)

А7-В4 (Q = 190 тыс.т; l_ег = 14,5 км; l_е = 29 км)

А7-В5 (Q = 160 тыс.т; l_ег = 15,4 км; l_е = 30,8 км)

А7-В7 (Q = 235 тыс.т; l_ег = 9,9 км; l_е = 19,8 км)

 

2. Выбор подвижного состава и погрузо-разгрузочных механизмов

Рекомендации по выполнению второй части: «Выбор типа подвижного состава и погрузо-разгрузочных механизмов».

В данной курсовой работе автомобили перевозят два типа груза: навалочный и штучный. В этой части сравниваются показатели автомобилей и погрузо-разгрузочных механизмов по каждому типу груза и выбираются наиболее эффективные и экономичные автомобиль и погрузо-разгрузочный механизм, а так же здесь необходимо указать правила и способы перевозки навалочных и штучных грузов.

К массовым навалочным грузам относятся грунт, глина, песок, камень, гравий, щебень, шлак и т.д. – почти 150 наименований. Они составляют 75-80% общего объема перевозок грузов строительства. Помимо строительных, к навалочным относятся все виды зерновых культур, сахарная свекла, картофель и другие культуры сельского хозяйства.

Выбор подвижного состава осуществляется на основании справочника НИИАТ и/или данных сети интернет, исходя из современных марок транспортных средств и городских условий эксплуатации.

При выборе типа подвижного состава как для перевозки навалочных, так и для перевозки штучных грузов следует учитывать следующие характеристики автомобилей:

- Номинальная грузоподъемность, т;

- Полный вес, т;

- Максимальная скорость, км/ч;

- Максимальная мощность, л.с.

- Вместимость кузова, м³;

- Вместимость ковша экскаватора, м³ (данный параметр используется при перевозке строительных навалочных грузов);

- Габаритные размеры.

Исходя из этих перечисленных характеристик автомобилей, выбирается наиболее эффективный и экономичный.

К примеру, при перевозке грунта (навалочный груз) используются автомобили-самосвалы различных марок, например:

Выбор подвижного состава:

 

Показатели	Модели автомобилей-самосвалов
КамаАЗ-6540-4Э	КамаАЗ-65115	КрАЗ-6510	МАЗ- 5516	Урал-ИВЕКО-63291
Номинальная грузоподъемность, т	18,5	15,0	15,0	20,0	20,0
Полный вес, т	30,5	24,45	26,38	32,0	33,5
Максимальная скорость, км/ч
Максимальная мощность, л.с.
Вместимость кузова, м3		8,5		10,5	14,0
Вместимость ковша экскаватора, м3	2,2-3,7	1,7-2,8	1,6-2,7	2,1-3,5	2,8-4,7
Габаритные размеры: - длина, м - ширина, м - высота, м в том числе кузова: - длина, м - ширина, м	7,65 2,5 2,955	6,71 2,5 2,92	8,29 2,484 2,8	7,53 2,5 3,2   4,44 2,28	8,02 2,5 3,147

Исходя из перечисленных характеристик автомобилей-самосвалов, наиболее эффективным и экономичным является автомобиль-самосвал …, т.к. …

Так же одним из факторов является соотношение вместимости ковша экскаватора к вместимости кузова (оно должно быть равным от 1/5 до 1/3).

Навалочные грузы на автомобильном транспорте занимают наибольший удельный вес. Перевозки их характеризуются массовыми грузопотоками.

Для погрузки навалочных грузов применяются экскаваторы, одноковшовые погрузчики, многоковшовые погрузчики, либо скребковые погрузчики. Из перечисленных типов погрузо-разгрузочных механизмов необходимо выбрать только один.

Основное назначение экскаваторов – разработка карьеров, выполнение вскрышных работ, проходка траншей, котлованов, производство земляных работ в строительстве и так далее. Вместе с тем, большинство экскаваторов одновременно являются высокопроизводительными средствами механизации погрузочных работ при вывозе грунта автомобилями-самосвалами. При их совместной работе обеспечивается комплексная механизация разработки карьеров и транспортировки грунта или породы. Важнейшим их параметром является вместимость ковша.

Для погрузки на автомобильный транспорт сыпучих навалочных грузов, находящихся в штабеле на открытых площадках широко применяют одноковшовые погрузчики.

Многоковшовые погрузчики предназначены для погрузки в автомобили песка, щебня, гравия, угля, торфа, грунта и других сыпучих и навалочных грузов на базисных складах и в перевалочных пунктах. В эксплуатации наиболее известны многоковшовые погрузчики Д-565, Д-452, Т-166М.

В данной работе для погрузки используются …

Выбор погрузо-разгрузочных механизмов:

Показатели	Модели фронтальных погрузчиков
JCB 436 HT	JCB 3CX	JCB 456 ZX
Полезная мощность двигателя, кВт/ л.с.	129/173	65/92	161/216
Снаряженная масса, кг
Емкость ковша, м3	2,3-2,7	1-1,3	3,1-3,5
Максимальная грузоподъемность при полном повороте рамы, кг
Высота погрузки при полном опрокидывании ковша на 45 градусов, м	4,04	2,64	3,97

Из предложенных моделей выбираем…

 

Выбор погрузо-разгрузочного механизма и автомобиля для перевозки и организации погрузо-разгрузочных работ штучных грузов зависит от типа штучного груза. К штучным грузам относятся: лесоматериалы, цемент в мешках, лакокрасочные материалы, панели стеновые, блоки фундаментные и другие. При выборе автомобиля следует использовать характеристики, перечисленные ранее.

Например, краска перевозится на бортовом автомобиле с тентом. Перевозка лакокрасочных материалов осуществляется в основном в пакетах на поддонах максимальной грузоподъемностью 500-800 кг. Способ укладки груза – блочный, груз крепится на поддонах и перевязывается стальной лентой.

Выбор подвижного состава:

Показатели	Модели бортовых автомобилей
УРАЛ-43206-0551	ЗИЛ-433110	МАЗ-437041-269	ЗИЛ-433360
Номинальная грузоподъемность, т	4,07	6,0	5,15	6,0
Полный вес, т	12,15	12,0	10,1	11,0
Максимальная скорость, км/ч
Литраж, л	11,5	10,0	13,0	10,0
Габаритные размеры: - длина, м - ширина, м - высота, м	7,902 2,5 2,965	7,61 2,5 2,656	7,1 2,55 2,7	7,04 2,5 2,48
Габаритные размеры платформы: - длина, м - ширина, м - высота, м	3,89 2,33	4,692 2,326 0,575	5,305 2,48 0,536	3,752 2,326 0,575

Из предложенных видов автотранспортных средств для перевозки выбирается…

В качестве грузоподъемных машин, обеспечивающих комплексную механизацию погрузо-разгрузочных работ с затаренными материалами в пакетированном виде, применяют вилочные электро- и автопогрузчики, краны с подвесными вилочными захватами и автомобили-самопогрузчики кранового типа. К кранам с подвесными вилочными захватами относятся следующие модели: 4022 (грузоподъемностью 2 т), 4043 (грузоподъемностью 3 т), 4045 (грузоподъемностью 5т).

Выбор погрузо-разгрузочных механизмов:

Показатели	Модели автопогрузчиков
Грузоподъемность на вилах, т	1,0	2,0	3,2	5,0
Наибольшая высота подъема вил, м
Наибольшая скорость передвижения без груза, км/ч
Наименьший радиус поворота по наружному габариту, м	1,63	2,15	3,5	3,7
Собственная масса, т	2,2	3,62	4,95	6,45

Из предложенных моделей выбираем…

По такому принципу выбирается автомобиль и погрузо-разгрузочный механизм для штучных грузов.

Показатели работ автомобильного транспорта

Рекомендации по выполнению третьей части «Показатели работы автомобильного транспорта».

Данная часть – расчетная. Здесь проводятся расчеты по показателям для всех типов автомобилей парка.

1) Определение времени ездки с грузом t_е (по каждому маршруту), ч:

l_ег – расстояние одной ездки с грузом, км;

V_Т – техническая скорость автомобиля, км/ч;

t_п-р – время на погрузку разгрузку, ч;

– коэффициент использования пробега, =0,5.

2) Определение количества ездок z, шт:

Т_м – время маршрута;

l_х – холостой пробег, км (l_х = l_ег).

3) Определение суточного пробега L_сут, км:

l_х – холостой пробег (для последней ездки не выполняется), км;

l_н – нулевой пробег (кратчайшее расстояние от автотранспортного предприятия до пункта погрузки и пункта разгрузки), км;

4) Определение фактического времени в наряде, ч:

5) Определение производительности автомобиля, т:

q_н – номинальная грузоподъемность автомобиля, т;

– статический коэффициент использования грузоподъемности;

Для навалочных грузов =1; для штучных грузов определяется по формуле:

q_ф – фактическая грузоподъемность автомобиля, т

6) Определение груженого пробега автомобиля за рабочий день, км:

7) Определение порожнего пробега автомобиля за рабочий день, км:

8) Определение общего пробега автомобиля за рабочий день, км:

9) Определение коэффициента использования пробега за рабочий день:

10) Определение эксплуатационной скорости автомобиля, км/ч:

4. Определение показателей по всему парку

Рекомендации по выполнению четвертой части «Определение показателей по всему парку»

1) Определение необходимого количества автомобилей в эксплуатации

Д_э – количество дней в эксплуатации, Дэ = 257

Q – необходимый объем потребления, т

2) Определение интервала движения между автомобилями на маршруте, ч:

I > t_п-р, при несоблюдении данного условия необходимо увеличить количество погрузочно-разгрузочных устройств.

3) Определение на маршруте i -ого автомобиля (по каждому маршруту):

Т_м1=Т_м Т_м2=(Т_м1-I), Т_мi=(Т_м(i-1)-I)

4) Определение груженого пробега парка за год, км:

Суммирование выполняется по всем маршрутам.

5) Определение общего пробега парка за год, км:

6) Определение авточасов за сутки:

7) Определение автодней годовых:

8) Определение авточасов годовых:

9) Определение среднего фактического времени в наряде, ч:

10) Определение автодней инвентарных (списочных):

=0,8

11) Определение среднесуточного пробега по АТП, км:

12) Определение списочного количества автотонн:

13) Определение средней грузоподъемности парка, т: