Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Анализ существующих методов планирования и организации перевозок навалочных грузов ... 9-31
1.1. Анализ организации работы грузовых станций по перевозке навалочных грузов 9-16
1.2. - Разработка подходов и методологических принципов планирования и организации работы грузовых станции 16-24
1.3. Использование математических методов и ЭВМ в планировании и рационализации перевозок грузов 25-31
ГЛАВА 2. Экономико математическое моделирование планирования работы грузовых стіщйй при переработке навалочных грузов 32-99
2.1. Анализ неравномерностей перевозок навалочных грузов и ее влияние на планирование работы 32-41
2.2. Оптимизация потребной мощности технических средств 41-77
2.3. Оптимальное распределение технических средств по родам грузов и подвижного состава 77-88
2.4. Использование подвижного состава по грузо-под"емности в зависимости от рода навалочных грузов и применяемых технических средств 88-99
ГЛАВА 3. Экономико математическое моделирование обеспечения грузовых объектов станции вагонами и эффективность от применения оптимальных работы 100-149
3.1. Определение запаса порожних вагонов и уровня обслуживания грузовых об"ектов станций 100-102
3.2. Экономико-математическое моделирование обеспечения порожними вагонами для различных производственных ситуаций 103-130
3.3. Методика определения эксплуатационных расходов механизированной переработки навалочных грузов 130-136
3.4. Экономическая эффективность от применения оптимальных планов работы 137-147
Заключение 147-149
Библиография
- Разработка подходов и методологических принципов планирования и организации работы грузовых станции
- Использование математических методов и ЭВМ в планировании и рационализации перевозок грузов
- Оптимизация потребной мощности технических средств
- Экономико-математическое моделирование обеспечения порожними вагонами для различных производственных ситуаций
Введение к работе
"Главная задача одиннадцатой пятилетки", - говорится в проекте ХХУІ с"езда КПСС - состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы".
В связи с этим основной задачей железнодорожного транспорта является полное и своевременное удовлетворение потребностей народного зохяйства и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы. В этих целях:
совершенствовать организацию перевозочного процесса и управления им;
повысить уровень использования и надежность работы технических средств транспорта;
обеспечить дальнейшее совершенствование планирования работы транспорта, устранять встречные, излишне дальние и другие нерациональные перевозки грузов, снизить удельные транспортные издержки;
укрепить материально-техническую базу транспорта, ускорить внедрение новой техники, повысить уровень комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ;
осуществлять техническое перевооружение, обеспечить дальнейшее увеличение провозной и пропускной способности железных дорог, а также наращивание мощностей железнодорожных стан-
вдй и узлов;
- улучшить использование локомотивов и вагонов.
Для выполнения основной задачи транспорта Среднеазиатской железной дороги предусмотрен рост грузооборота на одиннадцатую пятилетку на 11,4%, только по Узбекской ССР в 11-й пятилетке и 1985 году составит 69450 мднт.км., или 66,2% обпема дороги. Рост отправления грузов в пределах Узбекской ССР за одиннадцатую пятилетку возрастет на 7,8%, в том числе по навалочным грузам на 6,6%, в том числе цемента на 34,2%.
В этих условиях большое значение приобретают вопросы дальнейшего совершенствования перевозочного процесса с помощью его оптимизации и решения комплекса задач планирования и управления, завершения комплексной механизации и автоматизации пог-руночно-разгрузочных работ, повышения эффективности использования основных производственных фондов и снижения транспортных издержек в народном хозяйстве.
Дальнейшее совершенствование планового управления экономикой предусмотрено постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об улучшении планирования и усилении хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы". Важнейшей частью мероприятий по повышению эффективности общественного производства является совершенствование планирования и управления транспортом. В решении этой проблемы важнейшую роль должны сыграть оптимальные планы грузовой работы и использования транспортных средств как основы эффективного оперативного управления перевозочным процессом.
Исследования, имеющиеся в литературе в области планирования освещают вопросы совершенствования планирования промышлен-
ных предприятий на основе применения экономико-математических моделей и ЭВМ. В меньшей мере они касаются линейных подразделений железнодорожного транспорта. Слабо изученными остаются вопросы экономико-математического моделирования планирования работы грузовых станций, являющихся одним из основных средств повышения качества разработки планов.
Учитывая особенности грузовой работы станций при перевозке грузов, разработка вопросов оптимального планирования работы грузовых станций является актуальной проблемой.
Теоретическая и практическая значимость темы диссертации усиливается также необходимостью повышения уровня экономической эффективности использования технических средств, в частности уровня комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ, внедрения более совершенной технологии перевозок, снижения удельных транспортных издержек, на перевозку грузов, улучшения использования вагонов.
Указанные обстоятельства предопределили цель и задачи данного исследования, заключающиеся в исследовании и разработке теоретико-методологических основ совершенствования методов планирования работы грузовых станций на основе экономико-математического моделирования их работы при переработке грузов.
В соответствии с этим определены задачи диссертационной работы:
исследование проблемы эффективной организации работы грузовых станций по переработке навалочных грузов;
разработка комплекса экономико-математических моделей планирования работы грузовых станций:
а) установление оптимального количества технических
средств;
б) оптимальное распределение грузов по вагонам с учетом
эффективного использования технических средств;
в) определение эффективной организации обеспечения гру
зовых об"ектов порожними вагонами;
- оценка экономической эффективности разработки оптимальных планов работы грузовых станций.
Методологической и теоретической основой исследования послужили труды классиков марксизма-ленинизма о закономерностях развития общественного производства, материалы и решения с"ездов КПСС, Постановления ЦК КПСС, ЦК КП Узбекистана по вопросам дальнейшего совершенствования планирования и управления народным хозяйством, инструктивные и методологические указания по улучшению грузовой работы железных дорог. В процессе исследований и разработок использованы методы математического моделирования, линейного программирования, теории массового обслуживания, теории управления запасами.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Первая глава посвящена исследованию и анализу современного состояния и существующей системы планирования работы грузовых станций железнодорожного транспорта, обосновывается разработка подходов и методологических принципов планирования и организации работы грузовых станций, использования экономико-математических методов и ЭВМ в планировании и управлении их работой.
Вторая глава посвящена разработке комплекса экономико-математических моделей грузовой работы станций. В этой главе излагается постановка задач, алгоритмы решения задач по предла-
_ 7 -
гаемой методике, обеспечивающие оптимальные планы работы грузовых станций железных дорог.
Третья глава посвящена разработке экономико-математического моделирования обеспечения порожними вагонами грузовых станций при различных условиях их работы, методике определения эксплуатационных расходов и эффективности от применения оптимальных планов работы.
В заключении сформулированы основные выводы исследования, рекомендации и предложения по использованию полученных результатов. .
Научная новизна работы в том, что впервые на базе системного подхода рассмотрены проблемы текущего планирования работы грузовых станций. Разработан комплекс экономико-математических моделей оптимального планирования работы грузовых станций по переработке навалочных грузов. Предложена реализация комплекса задач предлагаемыми методами, ведущих к удовлетворенности и обеспеченности грузовых станций в вагонах, комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, в связи с чем повышается эффективность всей работы станции. Практическая значимость исследования позволяет:
а) осуществить расчеты по установлению технических
средств и принять оптимальные плановые варианты;
б) выбрать оптимальную структуру распределения техничес
ких средств при погрузке грузов по родам вагонов;
в) установить оптимальный запас порожних вагонов на стан
ции;
г) оценить эффективность использования оптимальных тех
нических средств в плановых расчетах.
Экономико-математические модели, алгоритмы и программы могут быть использованы в текущем планировании работы грузовых станций. Методика и результаты исследования апробированы на Среднеазиатской железной дороге.
Разработка подходов и методологических принципов планирования и организации работы грузовых станции
Планирование и организация работы грузовых единиц при переработке навалочных грузов требуют определенных особенностей. Рациональная организация работы станций - подача и уборка вагонов и грузовые операции, позволяет улучшить использование вагонов и локомотивов, а также снизить себестоимость перевозок, что в свою очередь, существенно влияет на производительность подвижного состава. Технически и экономически правильная организация работы станции по переработке навалочных грузов предусматривает выполнение плана перевозок, установленных заданий по погрузке и выгрузке, норм простоя вагонов и статической нагрузки.
Работа грузовых станций осуществляется в постоянно изменяющихся оперативных условиях. Для улучшения работы станций следует изучить факторы, действующие на неритмичность грузовой работы, причины ее порождающие, и те последствия, к которым она приводит. Установив законы неравномерности, модно более правильно учитывать их как в оперативном планировании, так и при решении вопросов на длительный период организации работы станции по переработке грузов. Основными методами в организации работы станций остаются:
1. Дальнейшее совершенствование работы станций на основе широкого применения передовых методов и повышение уровня маршрутизации перевозок навалочных грузов.
2. Сокращение времени простоя вагонов под грузовыми операциями, непрерывного повышения статической нагрузки вагонов на основе применения прогрессивных способов подготовки грузов к перевозке и уплотненного размещения их в вагонах.
3. Значительное увеличение перевозок навалочных грузов в контейнерах и специальных вагонах, как путем развития действующей технической базы, так и с созданием новых технических средств для их эксплуатации.
4. Повышение уровня комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ при переработке навалочных грузов на основе широкого применения методов пакетирования грузов, различного типа поддонов, стропов и других приспособлений.
5. Развитие и улучшение технической оснащенности грузового хозяйства, увеличение перерабатывающей способности под"езд-ных путей, грузовых дворов, пакетных перевозок кирпича и насып ных грузов перевозимых в таре.
6. Совершенствование организации коммерческой работы на базе внедрения наиболее прогрессивной технологии перевозочного процесса и др.
Для эффективной организации работы станции необходимо дальнейшее совершенствование методов планирования перевозок грузов.
План работы грузовой станции - представляет собой составную часть всего железнодорожного плана. Все задания плана по транспорту тесно связаны с заданием по народному хозяйству в целом и по каждой его отрасли. "Все планы отдельных отраслей производства, - говорил В.И.Ленин, - должны быть строго координированы, связаны и вместе составляют тот единый хозяйственный план, в котором мы так нуждаемся" /1.2/. Планирование деятельности линейных предприятий железных дорог представляет собой одно из звеньев единой системы планирования железнодорожного транспорта.
Транспортные планы основываются на передовой технике и технологии транспортного производства, на передовых методах работы. Эти планы должны быть эффективными и направлены на экономию общественного труда и рост накоплений. Освоение постоянно растущего об"ема перевозок должно осуществляться на основе всемерного роста производительности труда, более эффективного использования производственных основных фондов и оборотных средств и систематического снижения себестоимости перевозок. Важная цель планирования - выявление и мобилизация внутренних резервов. Использование внутренних резервов железных дорог, отделений и линейных предприятий в организации труда, совершенствовании методов эксплуатавдоннои работы, повышении производительности труда локомотивов и вагонов составляет важнейшую задачу планирования на транспорте. Большое значение для планирования работы линейного предприятия, в частности грузовой станции, имеет правильный выбор методов планирования.
Использование математических методов и ЭВМ в планировании и рационализации перевозок грузов
Проблема рационализации грузовых перевозок является одной из крупнейших комплексных народнохозяйственных проблем, решение которой имеет большое значение для повышения эффективности общественного производства. Возможность рациональной организации перевозочного процесса и транспортно-экономических связей и огромного сбережения за счет этого во всех сферах общественного производства материальных, трудовых и финансовых затрат появилось только в условии социалистического хозяйства на базе общественной собственности на средства производства и планирования, развития экономики в общегосударственном масштабе. Резервы экономии затрат общественного труда на транспортирование в масштабе народного хозяйства имеются во всех сферах общественного производства и в частности:
В сфере производства - рациональное размещение производства на территории страны с учетом в числе других также транспортного фактора, т.е. с соблюдением требования наименьших совокупных затрат на производство и обращение между пунктом производства и потребления продукции.
В сфере обращения - оптимизация транспортно-экономических связей, рациональное прикрепление пункта производства к пунктам потребления, с учетом всех факторов, обеспечивающих оптимизацию транспортных затрат на всем пути продвижения материального потока от поставщика до потребления.
В собственной сфере транспортной системы - экономически целесообразное распределение перевозок внутри транспортной системы с учетом эффективного использования каждого вида транспорта, типа подвижного состава, рода применяеглых средств механизации для переработки грузов, где обеспечиваются оптимальные транспортные затраты и наилучшее использование технико-экономических особенностей каждого из них.
Перевозочный процесс по доставке грузов в пункты назначения включает затраты по подготовке грузов к перевозке, по погрузке грузов и подвоз их, а также по перевозке магистральным транспортом.
К затратам, связанные с погрузочно-разгрузочными работами относятся затраты не только на внедрение комплексной механизации и автоматизации перегрузочных процессов, которые занимают большой удельный вес на внутрипроизводственном транспорте, но и затрат, связанных с содержанием под"ездных путей промышленных предприятий.
Все эти проблемы эффективно разрешаются с применением математических методов и ЭВМ.
Интенсивное развитие работы транспорта вызывает необходимость выявления глубинных резервов, сокращения транспортных издержек и их научного обоснования, в тесной связи с технологией перевозки грузов. Все это требует расширения и углубления сферы применения математических методов и ЭВМ в перевозочном процессе.
Математические методы оптимизации грузопотоков начали разрабатываться в 40-х годах нашего столетия Л.В.Канторовичем, Т.Куимансом, Ф.Хитчкоком, В 50-х годах Данциг, Л.Форд, Д.Фал-керсон показали, как можно упростить общие методы решения задач линейного программирования и сделать их наиболее оптимальными.
Вопросами применения математических методов и ЭВМ в об -27- ласти оптимизации работы железнодорожного транспорта занимаются советские ученые - Л.В.Канторович, А.Н.Петров, Ф.И.Кочнев, А.Л.Лурье, А.А.Бакаев, Е.Н.Нестеров, А.Л.Брудно, Ю.А.Олейник, И.Я.Бирман, и др. /4.27, 4.34/.
Вопросы же планирования, управления и интенсификации перевозок наиболее полно освещены в трудах д.э.н., проф. Т.С.Хача-турова, В.И.Дмитриева, И.В.Белова, Е.Д.Ханукова, Ю.И.Колдомасо-ва, В.И.Шафиркина, М.Н.Беленького, М.А.Симановского, Б.В.Крича, давших ценные предложения по оптимизации перевозок народнохозяйственных грузов. /3.1, 4.74/.
Вопросы оптимального распределения вагонов под погрузку, освещены в трудах д.т.н., проф. А.А.Смехова, вопросы оптимального регулирования вагонопотоками даны в работах А.Б.Каплана, вопросы оптимального распределения погрузочно-разгрузочных машин освещены в работах И.Н.Кизя, Н.З.Шора.
К.э.н. Каплан Б.А. в своих работах применяет методы линейного программирования для комплексного регулирования вагонным парком.
При этом распределение вагонов на погрузочных станциях производится в целях достижения максимальной статистической нагрузки на вагон. В качестве критерия использована максимально возможная статистическая нагрузка на вагон.
В работе Боровских Л.И. /3.2/ рассматривается распределительная задача линейного программирования. Задача эта многоиндексная, так как здесь учитываются род груза, тип вагона, пункты отправления и прибытия при минимуме общей суммы расходов по перевозкам на всех направлениях сети на примере изотермического подвижного состава.
Оптимизация потребной мощности технических средств
Факторы, влияющие на экономическую эффективность использования технических средств грузового об"екта. Работа под"ездных путей, производящих погрузку цемента и нерудных строительных материалов, и ее перерабатывающая способность во многом определяют успешность всей технологии их по обслуживанию вагонов. При этом под успешностью переработки вагонов подразумевается не просто обеспечение плана погрузки или выгрузки их, но выполнение заданного об"ема работы при наиболее экономичных условиях. Это значит, что мощность грузовых об"ектов, его перерабатывающая способность не просто должны обеспечить заданный об"ем ра
боты по погрузке или выгрузке, но осуществить это в оптимальном по технико-экономическим условиям режиме, обеспечить условия наилучшего использования погрузочно-разгрузочных машин и маневровых локомотивов подвижного состава, складских емкостей и др. Если перерабатывающая способность грузовых об"ектов достаточна лишь для освоения заданного об"ема работы по обслуживанию вагонов, то в этом случае максимально будет использованы технические средства, но создается значительный простой вагонов в ожидании обслуживания, т.е. будет плохое использование подвижного состава. Такое решение задачи обслуживания вагонов непригодно. При слишком большой перерабатывающей способности грузового фронта, когда почти не будет простоя вагонов в ожидании погрузки, но будет большой простой в ожидании работы технических средств, т.е. погрузочно-разгрузочных машин и устройств, происходит значительное омертвление капитальных вложений в них. Эта крайность также является неприемлемой, как и первая, по экономическим условиям. Оптимальное решение задачи обслуживания вагонов будет где-то между этими крайними случаями, которые обеспечивают минимальные расходы, связанные с переработкой их. Основными факторами, определяющими потребную мощность технических средств грузовых фронтов являются задаваемый об"ем обслуживания вагонов, степень неравномерности поступления на станцию примыкания поездов с порожними вагонами и степень неравномерности процесса подачи. Кроме указанных факторов, необходимо учитывать еще экономические факторы, т.е. стоимость вагона-часа простоя и локомотива-часа простоя и локомотива-часа работы, с одной стороны, и капиталовложения и годовые эксплуатационные расходы на усиление мощности технических средств грузового об"екта с другой стороны. Чем дороже вагоно-часы ожидания обслуживания, тем выше требования к мощности технических средств грузового фронта. Капиталовложения на увеличение перерабатывающей способности грузового фронта и годовые эксплуатационные расходы на содержание появившихся после усиления мощности технических средств, находятся на другой чаше экономических весов. Сопоставление их со стоимостью вагоно-часов ожидания обслуживания позволяет найти оптимальную по экономическим условиям потребную мощность технических средств.
Анализ работы грузовых об"ектов, производящих погрузку навалочных грузов показывает, что кроме сезонной неравномерности об"ема работы присуща постоянная неравномерность, связанная с изменением интервалов подачи порожних вагонов под погрузку. Эта неравномерность возникает из-за взаимодействия очень большого числа постоянных и непостоянных факторов, связанных с эксплуатационной работой железной дороги и использованием подвижного состава. Кроме неравномерности грузооборота и подачи порожних вагонов на грузовые об"екты еще имеется неодинаковое время обслуживания транспортных потоков, которое также зависит от многих факторов.
В данном разделе работы рассматривается методика оптимизации работы обслуживающей системы грузового об"екта, производящих погрузку минеральных строительных материалов, т.е. числа погрузочно-разгрузочных машин и устройств по отношению к входящему потоку и времени обслуживания вагонов.
Краткое описание процессов массового обсяужвания. Для исследования процессов обслуживания в условиях неравномерности целесообразно использование теории массового обслуживания.
Экономико-математическое моделирование обеспечения порожними вагонами для различных производственных ситуаций
Однотипные порошне вагоны при простейшем случае (детер-шрованный спрос). Рассмотрим простейший случай, который иллюстрируется на рисунке 3.1., когда вагоны, выполняющие запасы, поступают на под"ездные пути группами.
Б этом случае запас порожних вагонов убывает с постоянной интенсивностью пока не достигнет нуля. Через время Т уровень запасов порожних вагонов восстанавливается. Таким образом, допускается, что потребность под"ездного пути в порожних вагонах известен, и выполнение запаса их производительности через определенное время (tnoq). В этом случае необходимо определить оптимальное число вагонов в подаче при минимальных расходах.
Суточный спрос порожних вагонов удовлетворяется за счет подачи их со станции. Если производится одна подача в сутки, то средний уровень запасов порожних вагонов на под"ездном пути равен одной четверти суточного спроса. Таким образом, при числе подач равной "ГПпод" и суточной потребности -JVT средний уровень запа сов порожних вагонов будет равен тгтРі d, Hi nog
Приведенные расходы на подачу вагонов определяются по формуле: Р LnoQ= (СЛ 1Т1поа+Cg i TJInoQ РУБ., (3.4.) где: Сл и Cg - приведенная себестоимость часа работы маневрового локомотива и вагона-часа в движении в руб/час; ГПпоа - гасло подачи в сутки; tnoct - время на подачу вагонов на грузовой об"ект.
Кроме расходов на подачу вагонов, еще имеются расходы, связанные с простоем их на грузовом об"екте в ожидании погрузки и под грузовыми операциями, которые определяются по формуле: Lnp- rruT g (to5K+t2p)pyp. (3.5.) где: Со - приведенная себестоимость вагона-часа простоя вагонов в руб/час; to " среднее время ожидания вагонов в час; tap — простой вагонов под одной грузовой операцией в час. Таким образом, общие суточные приведенные расходы составляют: _.
Расходы на обслуживание под"ездных путей зависят от их общей протяженности, расстояний подачи - уборки вагонов, количества вагонов в подаче, типа маневровых средств и продолжительности их работы с учетом вспомогательного времени.
Продолжительность маневровой работы при подаче вагонов в зависимости от расстояний выхода локомотива устанавливалась по формуле: где: 1/м-Ан - расстояние выхода локомотива от первой стрелки примыкания под"ездного пути к путям станции до места постановки вагонов, кіл.; VMAB - скорость маневровых передвижений при подаче - уборке вагонов, км/ч. По данным выборочного обследования станций І/МАН= 6 км/час (с учетом разгонов и замедлений) ; tgon - дополнительное время простоя маневрового локомотива, приходящееся на I выход, (по данным выборочного обследования в среднем to0n= 0,3 ч.). Оптимальным числом подач вагонов на грузовой об"ект является, минимизирующее выражение (3.6.). Чтобы найтиfflo, возьмем производную по "Ліг?" д приравняем ее нулю:
Средняя время ожидания вагонов ("Ьож ) зависит от характера поступления вагонов на под"ездной путь под погрузку, продолжительности одного вагона и суточной потребности на порожние вагоны.
Кроме того, оно ("Ьоэк ) зависит от законов распределения поступления вагонов и числа каналов обслуживания. В таблице 3.1 приведена величинаtaoа на I выход маневрового локомотива для различных расстояний 6мм : Таблица 3.1 МАИ 0,5 ! 1,5 ! 2,0 ! 2,5 ! 3,0 ! 4,0! 5,0 ! 6, t по 0,38 0,55 0,63 0,72 0,8 0,97 1,13 1,3 В таблице 3.2 приведены расходы железных дорог на одну подачу вагонов на под"ездные пути в зависимости от tno j , и количество вагонов в подаче.
На основании формулы 3.6 определяет значения приведенных расходов, количество вагонов в подаче в зависимости от продолжительности подач, суточного вагонооборота и времени работы погрузочно-разгрузочных машин (табл. 3.3).
На основании данных таблицы 3.3 построены кривые зависимости приведенных расходов от количества вагонов в подаче (рис. 3.2) откуда видно, что при работе погрузочно-разгрузочных машин количество вагонов в подаче увеличивается с увеличением расходов и продолжительности подач, а также суточного вагонооборота. Так при N = 20 ваг., П„ = 6 ваг., а при Н = 120
