авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Теоретические основы рационального размещения элементов железнодорожных промышленных транспортно-технологических систем

-- [ Страница 4 ] --

Примечание:

– место расположения станции в узле; М11 – первый вариант размещения в пункте 1; М28 – второй вариант размещения в пункте 8; М36 – третий вариант размещения в пункте 6; Q – объемы перевозок грузов в поездах от сортировочной станции к i-й станции.

Решение транспортной задачи апробировано на примерах размещения распределительных станций в узлах обрабатывающей промышленности.

Рациональное размещение в промышленных узлах транспортно-складских систем, выгрузочных баз и грузораспределительных центров определяется на основе адаптированных экономико-математических моделей.

В сводной табл. 3 приведены целевые функции решаемых задач размещения различных транспортно-складских систем узлов при установленных ограничениях. В задаче размещения распределительных центров число независимых уравнений равно (m+n–1). Общее число переменных хij равно mn, число базисных переменных равно m+n–1, число свободных переменных равно Для построения первоначального плана используется метод «северо-западного угла» с последующим решением задачи по методу потенциалов.

Апробация разработанной модели произведена на примере автоматизированного расчета рационального размещения распределительного ТСК в промышленном узле при улучшении плана перевозок за четыре итерации. Решение задачи рационального размещения выгрузочных комплексов строительной индустрии в промышленных узлах сводится к комбинаторным методам при переборе вариантов местоположения баз.

Для решения задачи рационального размещения объектов при проектировании генеральных планов ТСК (терминалов, баз) применяется созданная модификация критерия размещения в методе двойного предпочтения. При этом схема грузового комплекса изображается по разработанной методике в системно-матричной форме.

Таблица 3 – Экономико-математические зависимости рационального размещения транспортно-складских систем в промышленных узлах

Наименование задачи Экономико-математические модели Параметры и ограничения
1 2 3
Размещение распределительных центров где Аr – приведенные расходы на перевозку, тыс. руб., Бr – приведенные затраты по переработке груза, тыс. руб. В – приведенные общеобъектные затраты, тыс. руб.; – удельные приведенные расходы по переработке груза на складах предприятий; n – места размещения складских систем; j – потребители; jr – потребность в r-м материале; xijr– объем перевозок r-го груза; сijr– расходы по перевозке r-го груза; xijr – годовой объем r-го груза на ТСК и базах; ijr – удельные приведенные затраты от «омертвления» оборотных средств в запасах на базах i=1,..,n; j=1, …,m; r = 1, …,s; потребность r-го потребителя распределение объема r-груза xijr 0
Размещение обогатительных фабрик (ОФ) в узлах угледобывающей промышленности где i – места добычи сырья (шахты); qi – годовой объем перевозок ОФ; j – места расположения ОФ, К – станции примыкания п/путей ОФ к транспорту общего пользования, сij – расходы на доставку груза от i-го места добычи до j-й ОФ; gj – расходы на обогащение груза на j-й ОФ; cjk – расходы на перевозку обогащенного груза от j-й ОФ до К-й станции в узле; Qi – мощность j-й ОФ. i =1,…,n; j=1,…,m; К=1,…,r;
Размещение выгрузочных комплексов строительной индустрии где i – потребители груза; j – места размещения баз; qi – потребность i-го получателя в грузе; хij – величины грузопотоков; аij – расходы зависящие от объема перевозок; bj – условно постоянные расходы для j–го места размещения комплекса i=1,…,n; j=1,…,m; хij 0; аij > 0; bj > 0
Продолжение табл. 3
1 2 3
Размещение объектов при проектировании генеральных планов ТСК (терминалов, баз) где i – количество складов ТСК; j – количество мест размещения складов; k – количество уровней складской матрицы; Ciжд, Ciавт – стоимость перевозок i-го груза ж.-д. и автотранспортом, руб./ткм; Lijkжд, Lijkавт – расстояния перевозки i-го груза до j-го места размещения склада на k-м уровне ТСК, км; qi - расчетный объем перевозок i-го груза, т i=1,…,n; j = 1,…, m; k = 1,…, z; qi > 0; Lijkжд > 0; Lijkавт > 0;

Склад с наименьшими размерами принимается за исходный мо­дуль площади ТСК, а остальные рассчитываются по отношению к нему с использованием коэффициента кратности. Каждой строке складской матрицы присваивается порядковый номер уровня, каждому столбцу – порядковый номер модуля. Размеры склада определены исходя из долгосрочного хранения грузов и соответствующих нагрузок на единицу площади. Составлены матричные схемы грузовых комплексов тупикового (рис. 8), комбинированного и сквозного типов. Стоимость перевозок рассчитана по укрупненным показателям с коэффициен­тами инфляции роста цен согласно формуле затрат на перевозку грузов.

Рисунок 8 – Схема грузового комплекса тупикового типа в матричной форме

Применение модификации критерия в методе двойного предпочтения при выборе рациональ­ного размещения складов на транспортно - складских комплексах по сравнению с методом последовательного приближения на порядок сокращает объем вычислений. Оптимум достигается за 4 – 5 итераций при 70 – 80 перестановках в методе последовательного приближения. При значительном количестве объектов задача размещения складов усложняется, что требует применения вычислительной техники, алгоритмов и программ. Пример решения задач такого класса приведен в виде блок-схемы на рис. 9.

Для оценки разработанных вариантов генеральных планов промышленных узлов с использованием универсальных математических методов и ЭВМ необходимо руководствоваться основными типовыми (оценочными) показателями норм проектирования. Для формирования общесистемного критерия оценки в исследованиях выделяются функциональные зависимости количественных , качественных и стоимостных показателей генплана с учетом значимых факторов (социальных, экологических и т.п.):

,

где - соответственно площади складских, производственно-технических сооружений, а также площади отводимые под железнодорожные, автомобильные подъезды, коммуникации и т.п.;

,

где - соответственно коэффициенты застройки, использования территории, отвода земель под транспортные коммуникации и т.п.

,

где – соответственно общие капитальные вложения и эксплуатационные расходы по варианту, капитальные вложения на 1 т грузооборота, себестоимость переработки 1 т груза, приведенные затраты на 1 т грузооборота и т.п.;

,

где – соответственно коэффициенты «нагрузки» грузоперевозок на населенность узла, экологической нагрузки, транспортной доступности, нагрузки на транспортные коммуникации

где – населенность экономического района;

– общие выбросы предприятий и производств узла;

– протяженность пассажирских линий, железнодорожных и автомобильных коммуникаций в узле;

– общий удельный «вес» всех производственно-складских объектов узла, участвующих в компоновке генерального плана.

На основе вышеприведенных зависимостей можно сформировать интегральную функцию эффективности проектного решения по размещению транспортно-технологических устройств в узле относительно установленного в диссертации критерия «вес» объекта

где знак «» в зависимости от категории экономического района (промышленно-транспортный - «» или рекреационный - «»).

Для рационального проектирования топологии промышленной железнодорожной сети (ПЖДС) используется логико-графическое моделирование. Количество вариантов связей структуры путевого развития ДДГ (-ДДГ) определяется по комбинаторному анализу возможных математических разбиений числа n двоичного дерева ПЖДС на сочетание цифр «1» и «2». Электронный планшет интерактивной системы построения путевого развития промышленных районов ПЖДС CAD приведен на рис. 10.

  Расчет -ДДг и электронный-198

Рисунок 10 – Расчет -ДДг и электронный планшет ПЖДС CAD

Научной новизной решаемых задач является их переработка и адаптация к создаваемой комплексной теории рациональной концентрации производственно-транспортно-технологических и складских систем промышленных узлов от макроуровня компоновки генерального плана промышленного узла до локальных уровней размещения общебазовых объектов грузовых терминалов и специализированных комплексов. Она включа­ет разработку новых оценочных критериев компоновочных решений размещения объектов, методов и моделей рационального размещения при проектировании схем узлов, алгоритмов адаптированных к автоматизированному проектированию ТТС, систем информационно-методического обеспечения проектирования.

В четвертой главе «Применение разработанных методов рационального размещения устройств промышленно-транспортных систем» рассматривается новый методологический инструментарий принятия решения по выбору рационального варианта размещения элементов ТТС. Следует отметить, что сформированные в третьей главе математические методы и модели, отражающие реальные структуры ТТС, требуют обработки значительных информа­ционных массивов. Для этого необходимо установление механизмов их использования с созданием прикладных программных комплексов принятия решений:

– рациональное размещение промышленных предприятий в узлах или сокращенное название «узел». В состав методологического инструментария входят методы теории вероятностей и массового обслуживания, имитационного моделирования, теории информации, теории графов в сочетании с модифицированными методами математического программирования;

«станция» – выбор рационального местоположения центров поездных и маневровых нагрузок в ТТС на основе теории графов с разработанной комбинаторной методикой сравнений вариантов перевозок грузов и сведением решения к закрытой транспортной задаче линейного программирования;

«сортировочный комплекс» – определение рациональных параметров сортировочного устройства на распределительных станциях узла. Методологический инструментарий составляют теория систем, методы многокритериальной оптимизации и статистического анализа;

«размещение» – установление целесообразных мест расположения распределительных транспортно-складских систем в узлах. Алгоритмом решения данной задачи предусматривается формирование матрицы корреспонденций и использование детерминированных методов математического программирования со сведением функции к закрытой модели.

«терминал» – расчет и нахождение рациональных мест расположения транспортно-складских объектов внутри комплекса на основе методов теории графов, имитационного моделирования и линейного программирования. Разработанный инструментарий выбора местоположения объекта по его «весу» с критериями рациональности, позволяет не только отказаться от эмпирического подхода на этапах решения задачи проектирования генерального плана, но и в десятки раз сократить трудоемкость расчетов.

«ж.-д. путь» – проектирование рациональной путевой топологии железнодорожной ТТС. Методологическую основу составляют методы теории графов, имитационного моделирования, теории информации и экспертных оценок. Разработанный метод формирования вариантов горловин парков на основе математического разбиения числа двоичного графа позволяет значительно сократить продолжительность расчетов и отказаться от принятого количества компоновок. Сформированные рациональные транспортно-технологические схемы основных ж.-д. станций промышленных ТТС в сочетании с методами теории надежности позволяют делать вывод о качестве выбранной путевой топологии.

Для реализации разработанных методов рационального размещения устройств ТТС каждую системологическую парадигму можно представить в виде программного научного комплекса (НК), включающего информационно-технологическое обеспечение; постановку задачи и экономико-математическую модель, метод и алгоритм решения; блок-схему и программное обеспечение; технические средства автоматизации расчета и проектирования: «НК – узел», «НК – станция», «НК – сортировочный комплекс», «НК – размещение», «НК – терминал», «НК – ПЖДС». На рис. 11 приведена разработанная автором структурная схема методологического обеспечения и системного представления методов расчета и проектирования ТТС для каждого научного комплекса.

Рисунок 11 – Методологический инструментарий обеспечения рационального размещения элементов ТТС

В результате применения НК получено: сокращение сроков проектирования генеральных планов в 2 – 3 раза с экономией до 2 млн руб. на одном проекте; сокращение итераций поиска рационального размещения транспортных объектов от 70 – 100 при полном переборе до 3 – 5 по разработанной методике; улучшение показателей генпланов: коэффициента застройки с 0,15 – 0,17 до 0,26 – 0,3; коэффициента использования территории с 0,5 – 0,57 до 0,7 – 0,75; высвобождение земель до 20 %.

В пятой главе «Эффективность предлагаемой теории концентрации транспортно-технологических систем в промышленно-транспортных узлах» согласно прогнозируемому увеличению грузо- и пассажиропотоков юга России определены основные направления развития промышленно-транспортных систем. Приведена апробация разработанной теории рациональной концентрации транспортно-технологических систем в промышленных узлах и рассчитан экономический эффект от ее внедре­ния.

Например, при рационализации обходов в Ростовском узле по разработанной методике экономия расходов на пропуску грузовых поездов в год составляет около 12 млн руб. За счет рационального размещения объектов выгрузочных комплексов северо-западной промзоны получено сокращение транспортных расходов на 10,6 млн руб. в год.

При реальном проектировании Северо-Восточного промышленного узла с рациональным размещением в нем предприятий строительной индустрии получено высвобождение 49 га земель и сокращение транспортных расходов на 112,3 млн руб. в год по сравнению с существующим положением.

В результате применения разработанных НК при развитии Крымского узла, как накопительно-распределительной системы портовых станций Азово-Черноморского бассейна, прибыль от перевозочной деятельности на данном направлении при завершении строительства в 2020 г. превысит транспортную составляющую почти в два раза и составит 1640 млн руб. С применением методов рационального проектирования ПЖДС выполнены различные варианты размещения участковой станции Таманская на 9 км Крымского узла по проектным грузопотокам. Эффективность проекта составляет 91,33 млн руб.

Логико-графическая интеграция «НК – размещение», «НК – терминал» и «НК – ПЖДС» представлены в проектировании генерального плана выгрузочного накопительного терминала («сухого порта») на 9 км в Таманском (Крымском) узле для разгрузки складских площадей порта и накопления судовых партий в случае форс-мажорных обстоятельств. В результате использования «НК – терминал» получены рациональные компоновки складских объектов и сформирован масштабный план комплекса. Экономический эффект составил около 60 млн руб. в год. Срок окупаемости капитальных затрат менее нормативного при коэффициенте Ен= 0,125.

От внедрения «НК – сортировочный комплекс» и «НК – ПЖДС» в Лиховском, Батайском и Ростовском узлах при проектировании сортировочных систем получено снижение годовых эксплуатационных расходов каждой на 8–10 % по сравнению с существующем положением.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.