МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра "Управление эксплуатационной работой"

Технология и организация перевозочного процесса на водном транспорте

Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта

для студентов факультета безотрывного обучения

Гомель 2008

Предназначено для выполнения курсового проекта по дисциплине «Технология и организация перевозочного процесса» студентами специальности 1«Экономика и организация производства», направления «Экономика и организация производства (водный транспорт)» факультета безотрывного обучения.

УДК 65

ББК 39.48

ISBN -419-2 ã , 2008

ã Оформление. УО «БелГУТ», 2008

45

4.5 Обоснование норм продолжительности технических и технологических операций…………...…………………………………………………..………..

53

5 Расчет эксплуатационных показателей работы флота………………………...…..

56

6 Пример организации перевозок грузов за навигацию и расчета показателей работы флота…………………………………………………….…………………..

62

6.1 Постановка задачи………………………………...……………………………

62

6.2 Организация перевозок грузов на участке водного пути………………...….

63

6.2.1 Расчет показателей грузовых перевозок и построение дислокации грузопотоков……………………………………………………...………

63

6.2.2 Выбор подвижного состава для перевозок………….…………………..

65

6.2.3 Нормирование загрузки флота………………………….……………….

69

6.2.4 Формирование грузовых колец………………………….………………

70

6.2.5 Нормирование ходового времени и скорости движения флота…….…

72

6.2.6 Нормирование продолжительности грузовой обработки флота…...….

75

6.2.7 Обоснование норм продолжительности технических и технологических операций….…………………………………………….……….…..

76

6.2.8 Расчет характеристик грузовых линий…………….……………………

78

6.3 Расчет эксплуатационных показателей работы флота………….……...…….

81

6.4 Выводы……………………….…………………………………………………

88

Список используемой и рекомендуемой литературы………………………...……..

89

Приложение А Техническая характеристика флота….……………………...……..

90

Приложение Б Перечень тем (вопросов), требуемых для изучения дисциплины «Технология и организация перевозочного процесса»……….…..

95

Введение

Водный транспорт является составной частью общей транспортной системы страны, а качество перевозок на транспорте существенно зависит от технологии перевозочного процесса и рациональной организации перевозок грузов и пассажиров.

Цель преподавания дисциплины «Технология и организация перевозочного процесса» – комплексное изучение технологии перевозочного процесса на водном транспорте, получение знаний о методах организации работы флота и портов, о системе планирования эксплуатационной деятельности подразделений водного транспорта (приложение Б).

Термин «технология» – греческого происхождения (искусство, мастерство, умение) - означает методы, приемы, режим работы, последовательность операций и процедур в производственном процессе для достижения поставленной цели.

Технология как наука ставит своей целью выявление физических, химических, механических и других закономерностей для определения и использования на практике наиболее эффективных производственных процессов. Применительно к водному транспорту технология изучает закономерности перевозочного процесса и использования технических средств в их взаимосвязях и взаимодействии, а также методы эффективной организации перевозок грузов и пассажиров.

Организация – составная часть управления, суть которой заключается в координации действий отдельных элементов системы, достижения взаимного соответствия функционирования ее частей, это совокупность процессов или действий, ведущих к образованию и совершенствованию связей между частями целого.

Курсовой проект - это самостоятельная работа студента по обобщению, углублению и закреплению знаний дисциплины. В проекте выполняется комплексная производственная задача эффективной организации перевозочного процесса для участка водного пути, решая которую, студент принимает самостоятельные управленческие решения, обоснованные расчетами. В пособии приводятся сведения из теории, наглядные примеры и рекомендации, требуемые для выполнения курсового проекта.

1 Расчет Показателей грузовых перевозок.

Формы изображения

грузовых и пассажирских потоков

Основными показателями перевозок пассажиров и грузов, которые необходимы для планирования и оценки эксплуатационной деятельности работы того или иного подразделения транспорта, являются: масса грузов и численность пассажиров, перевезенных за определенное время; грузооборот или пассажирооборот; дальность перевозки груза или поездки пассажира; густота перевозок грузов и пассажиров; коэффициенты неравномерности перевозок грузов или поездок пассажиров по времени и направлениям.

Масса перевозимых грузов

(1.1)

где Gi – i-й грузовой поток, т. е. масса однородного груза, характеризуемая одним пунктом отправления и одним пунктом назначения, т.

Численность перевезенных пассажиров

(1.2)

где Yi – пассажиропоток или численность пассажиров, перевозимых из одного пункта отправления в другой пункт назначения в течение определенного периода, пас.

Масса перевозимых грузов и численность пассажиров не полностью характеризуют работу транспорта на перевозках, в этой связи на транспорте широкое распространение получили показатели транспортной работы: грузооборот и пассажирооборот.

Грузооборот

(1.3)

где lгi – дальность перевозки i-го груза, км.

Пассажирооборот

(1.4)

где lпассi – средняя дальность поездки пассажира, км.

Грузооборот и пассажирооборот характеризуют транспортную работу флота, однако они не являются продукцией транспорта. Продукцией транспорта является перемещение грузов и пассажиров от пунктов отправления до пунктов назначения. По грузообороту и пассажирообороту можно оценить трудовые и материальные затраты на транспортную работу для конкретных условий перевозок грузов или пассажиров.

Для оценки работы водного транспорта используются и такие производные показатели как средние дальности перевозки грузов – , пассажиров – , средняя густота или интенсивность перевозок на участке – :

, (1.5)

, (1.6)

. (1.7)

Густота перевозок характеризует напряженность грузовых перевозок на данном участке и интенсивность использования водного пути.

Коэффициент неравномерности перевозок грузов по времени

, (1.8)

где Gmax – размер (масса) перевозок в наиболее напряженный месяц навигации, т;

– среднемесячный размер перевозок, т.

Таким образом, коэффициент неравномерности перевозок грузов по времени показывает превышение их в наиболее напряженный месяц навигации над среднемесячным уровнем перевозок, то есть в конечном счете характеризует неравномерность транспортного процесса и показывает величину необходимого для покрытия этой неравномерности резерва провозной способности флота.

Коэффициент неравномерности перевозок грузов по направлениям

, (1.9)

где Апр, Аобр – грузооборот в прямом (наиболее загруженном) и обратном (менее загруженном) направлении соответственно, т·км.

Этот коэффициент показывает, насколько (по сравнению с прямым направлением) загружено обратное направление, поэтому он еще называется коэффициентом загрузки обратного направления. При = 1 весь тоннаж в обратном направлении будет возвращаться полностью загруженным, и, наоборот, при = 0 весь тоннаж возвращается в порожнем состоянии.

Грузовым потоком (грузопотоком) называется масса однородного груза, который предъявляется к перевозке из пункта отправления до пункта назначения за определенный период времени. Грузопоток характеризуется размером, дальностью перевозки, периодом отправления и является основой расчета показателей перевозок. Пассажирским потоком (пассажиропотоком) называется численность пассажиров, перемещаемых из пункта отправления в пункт назначения в течение определенного периода навигации.

Для наглядного представления грузовых и пассажирских потоков существуют различные формы их изображения:

–  табличная, в форме корреспонденции грузопотоков;

–  дислокация или схема;

–  таблица освоения грузопотоков;

–  картограмма и др.

Корреспонденцию грузовых потоков представляют в табличной форме, например, как показано в таблице 1.1, где указываются для каждого грузопотока наименование пунктов отправления и назначения, род перевозимого груза, расстояние перевозки, размер перевозок и грузооборот.

Таблица 1.1 – Корреспонденция грузопотоков

Порт

Род груза

G, тыс. т

l, км

Gl, т·км

отправления

назначения

Д

А

Колчедан медный

300

800

Д

Б

Соль

180

600

Д

В

Лесоматериалы

200

500

Г

Б

Камень бутовый

500

300

Г

Б

Пиломатериалы

200

300

60

Г

В

Зерно

300

200

60

А

Б

Сера

80

200

16

А

Г

Щебень

350

500

Б

Д

Мука

240

600

Б

В

Уголь

140

100

14

В

Б

Шлак

100

100

10

И Т О Г О

2590

¾

1

Пример 1.1 Рассчитать показатели грузовых перевозок для корреспонденции, приведенной в таблице 1.1.

Решение.

По формулам (1.1)–(1.9) рассчитываются показатели перевозок для рассматриваемой корреспонденции грузопотоков:

∑G = 300∙103 + 180∙103 + 200∙103 + 500∙103 + 200∙103 + 300∙103 +

+80∙103 +350∙103 + 240∙103 + 140∙103 + 100∙103 = 2 590 тыс. т;

А = (300∙800 + 180∙600 + 200∙500 + 500∙300 + 200∙300 + 300∙200 +

+ 80∙200 + 350∙500 + 240∙600 + 140∙100 + 100∙100) ∙103 = 1 077 млн т∙км;

На основании корреспонденции грузопотоков (см. таблицу 1.1) строится их дислокация (схема грузовых потоков) на рассматриваемом участке. Дислокация – это график (рисунок 1.1), на котором на оси абсцисс схематически изображается участок пути с указанием пунктов отправления и назначения грузов, с учетом расстояния между пунктами, а по оси ординат – размер грузопотока – Gi.

При построении дислокации грузопотоков обязательно соблюдение следующих правил.

Правило 1. Участок реки изображают в виде двух параллельных линий по горизонтали (лента реки) независимо от ориентации реки относительно сторон света. Направление течения реки принимают слева направо. В принятом масштабе расстояний в соответствии с географической последовательностью на ленту реки наносят все корреспондирующие пункты, то есть пункты отправления и назначения грузов.

Правило 2. Грузовые потоки в соответствии с принятым по вертикали масштабом располагают по правой стороне движения, то есть грузопотоки, следующие вверх, изображают над лентой реки (вверху), а следующие вниз – под лентой реки (внизу). В процессе построения дислокации в каждом пункте участка по оси ординат откладывают значения соответствующего размера перевозок груза, отправляемого из данного пункта.

Рисунок 1.1 – Дислокация грузовых потоков

Правило 3. Построение дислокации начинают с грузового потока, имеющего наибольшую дальность перевозки, группируя все потоки по родам грузов и пунктам отправления. Если грузовые потоки следуют в одном направлении, то их накладывают один на другой, то есть суммируют, в результате чего ордината на каждом участке показывает общий объем отправленного груза и густоту перевозок. Так как по оси абсцисс откладывают расстояние перевозки, площадь полученной фигуры с учетом масштабов по горизонтали и вертикали дает грузооборот в целом по участку, отдельно по направлениям перевозки и родам груза.

Если информацию о грузовых потоках представить в виде дислокации оказывается затруднительно, что особенно актуально для пароходств со значительными размерами перевозок и широкой номенклатурой грузов, применяется другая форма изображения грузопотоков – таблица освоения грузопотоков (таблица 1.2), в которой указывают: пункты отправления и назначения, массу перевозимого груза, отправленного из каждого пункта отдельно, по пунктам назначения и в целом, массу груза, прибывающего в каждый пункт назначения, распределение грузовых потоков по направлениям, а также густоту перевозок на отдельных участках и среднюю на всем расстоянии перевозки.

В данной таблице пункты отправления и назначения располагают последовательно, против течения реки, начиная с нижнего, корреспондирующего пункта. При этом пункты отправления располагают по вертикали, пункты назначения – по горизонтали. Таблица освоения грузопотоков имеет такую форму, когда в ее правой части расположены грузопотоки, следующие вверх (против течения реки), в левой части – грузопотоки, следующие вниз (по течению реки).

В поле, находящемся на пересечении горизонтальной строки (например, порт Д) и вертикального столбца (например, порт А), заносится масса груза, отправляемого из порта Д в порт А (300 тыс. т). Если из какого-либо порта (например, порта В) в какой-нибудь из портов (например, в порт Г) грузов не отправляют, то в соответствующем поле ставится прочерк.

Обработка данных таблицы освоения грузопотоков заключается в подсчете суммарных величин: всего отправлено по каждому пункту отправления по всем пунктам расчетного участка ∑Gотпр, отдельно вниз и вверх по течению; всего прибыло – по каждому пункту назначения, по всем пунктам расчетного участка ∑Gприб; густота перевозок между каждыми двумя смежными пунктами и средняя на расчетном участке – по направлениям отдельно.

Так, например, густота перевозок на i-м участке вверх определяется по формуле

, (1.10)

где – густота перевозок на предыдущем нижерасположенном участке, т·км/км;

– масса грузов, прибывших снизу в нижний пункт расчетного участка со всех пунктов, расположенных ниже него, т;

– масса грузов, отправленных вверх во все пункты, расположенные выше расчетного участка, для которого определяется густота перевозок, т.

Таблица 1.2 – Таблица освоения грузопотоков на участке водного пути А–Д

Порт отправления

Порт назначения

Масса отправленного груза, тыс. т·км

Густота перевозок, тыс. т·км/км

А

Б

В

Г

Д

вверх

вниз

вверх

вниз

А

80

—

350

—

430

—

430

300

Б

—

140

—

240

380

—

730

1280

В

—

100

—

—

—

100

590

1680

Г

—

700

300

—

—

1000

240

680

Д

300

180

200

—

—

680

436,25

910,00

Всего прибыло, тыс. т

сверху

300

980

500

—

—

1780

снизу

—

80

140

350

240

810

5

По данным таблицы освоения грузопотоков (см. таблицу 1.2) густота перевозок грузов вверх по участкам рассчитывается следующим образом:

для участка А–Б:

участка Б–В:

участка В–Г:

участка Г–Д:

Густота перевозок на i-м участке вниз рассчитывается по аналогии, начиная с верхнего участка водного пути по формуле

, (1.11)

где – густота перевозок на предыдущем вышерасположенном участке, т·км/км;

– масса грузов, прибывших сверху в верхний пункт расчетного участка со всех пунктов, расположенных выше него, т;

– масса грузов, отправленных вниз во все пункты, расположенные ниже расчетного участка, для которого определяется густота перевозок, т.

Для участка Д–Г:

участка Г–В:

участка В–Б:

участка Б–А:

Средние густоты перевозок вверх и, соответственно, вниз по течению реки, рассчитанные по формуле (1.7):

Правильность заполнения таблицы освоения грузопотоков можно проверить по следующим позициям:

-  масса грузов, отправленных вниз, должна быть равна общей массе грузов, прибывающих сверху;

-  масса грузов, отправленных вверх, должна быть равна общей массе грузов, прибывающих снизу;

-  густота перевозок вверх на последнем (самом нижнем) участке должна быть равна массе грузов, отправленных вверх из самого нижнего порта;

-  густота перевозок вниз на верхнем участке водного пути должна быть равна массе грузов, отправленных вниз из верхнего порта участка водного пути.

Следует обратить внимание на то, что при строгом соблюдении правил заполнения таблицы освоения грузопотоков из нее наглядно видно распределение перевозок по направлениям: размеры и грузооборот перевозок вверх по течению располагаются выше ее диагонали (в правой верхней части таблицы), а перевозки вниз – ниже диагонали (в левой нижней части).

2 Обоснование параметров грузовых судов, используемых на перевозках

2.1 Исходные данные для выбора параметров грузового флота

Обоснование параметров грузовых судов предполагает получение экономически целесообразных эксплуатационных характеристик этих судов. Обоснование проводят методом вариантов, поэтапно: подготовка и анализ исходных данных, отбор вариантов для проведения расчетов, расчет эксплуатационно-экономических показателей, анализ полученных показателей и выбор оптимального варианта решения.

В составе исходных данных выделяют информацию по грузовым и пассажирским потокам, условиям плавания и обработки флота в портах, а также характеристикам типов судов.

Информация по грузовым и пассажирским потокам включает в себя корреспонденцию перевозок и характеристики физико-химических свойств грузов. Условия плавания – это габариты судового хода и скорости течения, характеристики судопропускных сооружений и ветроволнового режима водного пути, а также сроки открытия и завершения навигации. В состав исходных данных по судам входят их основные технические, эксплуатационные и экономические параметры.

Эксплуатационная наука водного транспорта выра­ботала общие закономерности работы флота и портов, на основе которых возможны рекомендации по предварительной оценке эффективности работы грузо­вых судов на перевозках и отбор целесообразных вариантов для рас­четов. Основные из этих рекоменда­ций следующие:

-  для перевозки навалочных грузов (угля, руды, гравия, песка, шлака и др.) следует использовать суда открытого типа без палубных по­крытий, а также суда-площадки;

-  для грузов, требующих по своим физико-химическим свойствам за­крытых от атмосферных осадков помещений (зерна, цемента, бумаги, муки, химических удобрений и др.), следует использовать трюмные суда с люковыми закрытиями;

-  грузы, требующие повышенных скоростей доставки, рекомендуется перевозить в грузовых самоходных судах;

-  минерально-строительные или другие массовые грузы, следующие на большие расстояния с выходом в смежные пароходства, желательно перевозить в большегрузных соста­вах, включая секционные;

-  перевозки грузов в несамоход­ных судах, как правило, дешевле перевозок в грузовых теплоходах;

-  себестоимость перевозок сни­жается с увеличением грузоподъем­ности судов и пробега их с грузом;

-  с увеличением грузоподъемности судна возрастают его строительная стоимость и эксплуатационные рас­ходы, а их удельные показатели снижаются;

-  при малых пробегах и низких нормах перегрузочных работ выбирают суда небольшой грузоподъем­ности с целью снижения времени кругового рейса и времени стоянок под обработкой; это же рекомен­дуется и при малых партиях груза, предъявленного к перевозке;

-  габаритные размеры грузовых судов определяются путевыми усло­виями участков, на которых эти суда будут эксплуатироваться, а также размерами судопропускных соору­жений и каналов;

-  класс Регистра судна должен определяться разрядом водного пути, где оно будет эксплуатиро­ваться;

-  соотношения между главными размерениями судов различных типов, характеризующие общую прочность судна и его мореходные качества, следует принимать исходя из опыта проектирования и по­стройки флота.

На основе сформулированных рекомендаций предварительно отоб­ранные варианты включают в по­следующие расчеты для обоснова­ния основных параметров грузовых судов.

2.2 Обоснование эксплуатационных характеристик грузового судна

К основным экс­плуатационным характеристикам грузового судна относятся его габа­ритные размеры, регистровая грузо­подъемность, грузовместимость, ре­гистровая мощность и скорость.

Обоснование данных параметров осуществляется для отдельных линий и на­правлений перевозок. Эксплуата­ционные характеристики судна зави­сят от множества взаимосвя­занных факторов, которые сущест­венно влияют на конечный резуль­тат работы водного транспорта. В связи с этим решить задачу оптимизации отдельных параметров судна аналитическими методами не всегда удается, что объясняется значительной трудоемкостью нахождения анали­тических зависимостей, которые бы обобщали все исходные данные и давали однозначное решение. По­этому наиболее эффективным мето­дом, который применяется при обосновании эксплуатационных ха­рактеристик грузового судна, является метод вариантов.

Предварительно для расчетов назначают серию вариантов, каж­дый из которых имеет свои коли­чественные параметры по намечен­ным к обоснованию эксплуатацион­ным характеристикам. По каждому варианту рассчитывают экс­плуатационно-экономические пока­затели работы флота и по заранее установленному критерию опти­мальности выбирают наилучший вариант из всех включенных в рас­чет.

Например, общий вид задачи обоснования грузоподъемности, грузовместимости и скорости грузового судна (основных эксплуатационных характеристик) можно записать следующим образом: найти эксплуатационно-эконо­мические показатели работы флота для всех вариантов:

{Qр}i → {Vc}j → {v}k, (2.1)

где {Qр}i, {Vc}j, {v}k, – множества значений соответственно грузоподъем­ности, грузовместимости и скорости по различным признакам, характеризующим отдельные ва­рианты расчетов.

Из множества назначенных ва­риантов требуется выбрать такой, для которого критерий оптимальности будет минимальным или максимальным, в зависимости от направленности критерия (например, если в качестве критерия оптимальности выбран экономический показатель прибыль, то он должен стремиться к максимуму, если затраты или издержки – к минимуму).

Из приведенной зависимости видно, что число различных вариан­тов может быть настолько много­численным, что перебор всех их ока­зывается затруднительным. По­этому целесообразно ограничить общее число расчетных вариантов на основании рекомендаций, приведенных в подразд. 2.1, предва­рительно определив базовые зна­чения эксплуатационных характе­ристик грузового судна. Определение базовых значений позволяет в дальнейшем включать в расчет только те варианты, характеристики флота в которых близки к базовым.

При выполнении курсового проекта рекомендуется организовывать перевозки грузов, заданных руководителем, используя флот, характеристики которого приведены в приложении А.

Регистровая осадка базового судна устанавливается на основании неравенства

, (2.2)

где Hг – минимальная гарантированная глубина судового хода на всем притяжении заданного водного пути, м;

∆h – запас воды под днищем судна, м.

Значения норм минимального запаса воды под днищем судна в зависимости от характеристики водного пути и судоходных шлюзов, которые, в основном, являются ограничивающим элементом пропускной способности пути, приводятся в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 – Нормы минимальных запасов воды под днищем судов на свободных реках и каналах

Типы судов

Глубина судового хода, м

до 1,5

1,5-3,0

свыше 3,0

На свободных реках

Самоходные суда и толкаемые составы

0,10

0,15

0,20

Суда для перевозки нефтепродуктов I класса или взрывчатых веществ:

при песчаном и галечном грунте

0,10

0,15

0,20

при каменистом грунте

0,15

0,20

0,25

Несамоходные суда на буксире:

при песчаном и галечном грунте

0,05

0,10

0,15

при каменистом грунте

0,10

0,15

0,20

Плотовые составы (при любом грунте)

0,20

0,25

0,30

На каналах

Все суда и составы

0,15

0,20

0,30

Таблица 2.2 – Нормы минимальных запасов воды под днищем судов в

судоходных шлюзах

Тип шлюза

Глубина заложения короля, м

Минимальный запас воды под днищем судна, м

Деревянный

До 1,0

0,10

Свыше 1,0

0,15

Каменный и железобетонный

До 2,5

0,25

Свыше 2,5

0,40

Длину базового судна Lб и его ширину Вб ограничивают размеры камер шлю­зов, ширина и радиус закругления судового хода лимитирующих участков. Исходя из наиболее ра­циональных соотношений между размерами судна и габаритными размерами пути устанавливают не­сколько вариантов длины и ширины судна.

Важным условием, которое определяет верхние границы габаритных размерений судов, эксплуатируемых на водном пути, является соблюдение для них запасов расстояния по ширине и длине.

Так для судов и составов должны соблюдаться следующие нормативы запасов:

а) длина состава, счаленного жестким счалом, при следовании по течению должна быть в 3,5 раза и против течения в 2 раза меньше нормируемых радиусов закругления судового хода;

б) длина одиночных судов при следовании в обоих направлениях должна быть в 3 раза меньше нормируемых радиусов закругления судового хода.

При шлюзовании судов и составов в судоходном шлюзе предусматриваются запасы расстояния по длине и ширине его камеры (рисунок 2.1).

Минимальный запас расстояния между бортом шлюзуемого судна и стенкой шлюза должен быть: при полезной ширине камеры до 10 м – 0,2 м, от 10 до 18 м – 0,4 м, свыше 18 м – 0,5 м. Рекомендуемый запас расстояния по длине для шлюзов с полезной длиной камеры свыше 210 м – 10 м, от 151 до 210 м – 6 м, от 101 до 150 м – 4 м, от 51 до 100 м – 2 м, для более коротких шлюзов полезная длина камеры может использоваться полностью.

Рисунок 2.1 – Схема шлюзования толкаемого состава:

Δl – запас расстояния по длине камеры между судном и линиями знаков «СТОП»; Δb – запас расстояния по ширине между стеной камеры и бортом судна; Lкам, Bкам – полезные длина и ширина камеры шлюза, соответственно

Скорость базового судна в зависимости от сроков доставки грузов определяется по формуле

, (2.3)

где L – дальность перевозки, км;

tд – требуемый срок доставки, сут;

tт – об­щие затраты времени на технические операции по судну в начальном и конеч­ном пунктах линии, а также в пути следования, сут;

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6