Методика расчетов по обоснованию схемы завоза

Методика расчетов приведена на примере варианта 1-0.

3.1. Нормирование загрузки судов.

Нормы загрузки определяются для каждого типа несамоходных судов на магистрали и на притоке. В проекте задан к перевозке тяжелый род груза (Уголь, МСМ, ЖБИ и т.д.), поэтому норму загрузки грузового судна будет определять только глубина судового хода. На магистрали глубина не ограничена, поэтому загрузка всех судов будет равна регистровой т.е. Q_э = Q_р, на притоке загрузка будет определяться по одному из выражений;

если H_Г - h T_Р; то Q_Э = Q_Р, [т] (7).

или

если H_Г - h < Т_Р, то Q_Э = _р [т], (8).

где H_Г - средняя за период глубина судового хода на притоке, м;

h – Минимальный запас воды под днищем судна. (при H_Г < 1,5м; h =0,1м; при H_Г 1,5м; h =0,15м).

Т_Р, Т_О – соответственно, осадка несамоходного судна с полной загрузкой и порожнем, м.

Пример нормирования загрузки несамоходных судов.

Вариант 1-0. Исходные данные:

Характеристики судов.

Таблица №2.

Тип судна, № проекта	QР, тнж	ТР, м	ТО, м
459К		1,8	0,4
		1,23	0,23

Глубина судового хода на магистрали – не ограничена, на притоке -1,45м.; h =0,1м.

Проект 459К.

Магистраль: H_Г - h > 1,8м; Q_Э = Q_Р =1500т;

Малая река: H_Г - h = 1,45 - 0,1 = 1,35 < 1,8м.

т.

Проект 328.

Магистраль: - h = 1,23; Q_Э = Q_Р = 800т.;

Малая река: - h = 1,45 - 0,1 = 1,35 > 1,23м

Q_Э = Q_Р = 800т.

Вывод: баржи проекта 459К на магистрали могут быть загружены на полную осадку с загрузкой Q_э=1500 т, на притоке – на осадку 1,35м с загрузкой Q_Э=1018т, баржи проекта 328 на магистрали и на притоке используются с полной загрузкой Q_э=800 т, при осадке 1,23 м.

Нормы загрузки несамоходных судов.

Таблица №3.

Тип судна	QР, тнж	ТР, м	Участок работы	ТЭ, м.	QЭ, т.
459К		1,8	магистраль	1,8
малая река	1,35
		1,23	магистраль	1,23
малая река	1,23

3.2. Нормирование скорости составов.

Нормирование скорости производится для всех сочетаний буксирных и несамоходных судов (буксир большой мощности с баржами большой и малой грузоподъёмности, аналогично для буксира малой мощности), при разной загрузке несамоходных судов (включая ход с порожними судами).

Порядок нормирования скорости составов.

3.2.1.Определяется приведенное сопротивление несамоходных судов с разной загрузкой, при этом следует учитывать, что:

если загрузка судна полная, т.е. , то

для порожнего судна .

Если загрузка судна меньше регистровой, приведенное сопротивление несамоходного судна определяется по одной из формул:

(9).

или

(10).

где приведенное сопротивление порожнего груженого судна,

Пример расчетов. Проект 459К.

Исходные данные: Q_Р = 1500 тнж, = 295 ;

С полной загрузкой

С загрузкой

Порожнем

Аналогично для проекта 328.

Проект 328; Q_Р = 800 тнж, Q_Э = 800 тнж, = 233 ; = 138 .

Приведенное сопротивление несамоходных судов.

Таблица №4

Тип судна, № проекта	QР, тнж.	QЭ, т	R’Э,
459К		Порожн.	194,0 262,5 295,0
		Порожн.	138,0 233,0

3.2.2. Определяется приведенное сопротивление состава. Предлагается использовать типовые составы, число барж в составе по участкам работы приведено в таблице 2 исходных данных. Приведенное сопротивление определяется для каждого варианта составов (см. п. 3.2.). Способ вождения судов принять толканием.

Приведенное сопротивление состава определяется по выражению:

(11).

где m^’ – число барж в составе (см. табл.2 исходных данных), ед.;

k_сч – коэффициент счала, принимается по табл. №5.

Коэффициенты счала и увеличения скорости при толкании.

Таблица №5

Формула счала	Коэффициент счала	Коэффициент увеличения скорости при толкании
с полной загрузкой	порожнем
1+Т 1+1+Т 2+Т 1+1+1+Т 1+2+Т 3+Т 2+2+Т 1+3+Т 2+2+2+Т 3+3+Т	0,92 0,82 0,94 0,76 0,86 0,96 0,84 0,93 0,80 0,90	0,94 0,86 0,96 0,82 0,92 1,00 0,90 0,98 0,88 0,96	1,03 1,04 1,04 1,05 1,05 1,05 1,06 1,06 1,07 1,07

Пример расчетов.

Исходные данные: вариант схемы грузопотока.

Буксирное судно проекта P33Б, несамоходное судно проекта 459К с полной загрузкой ; ; формула состава при движении вниз 2+Т; = 0,94, :

Остальные расчеты приведены в таблице №6.

3.2.3.Определяется скорость состава относительно воды. Скорость составов определяется для всех вариантов составов с учетом схемы грузовых потоков(направление движения, участок работы- магистраль или приток).

Скорость состава относительно воды может быть определена интерполяцией по тяговой характеристике буксировщика или по формуле:

,(12).

где А, В - коэффициенты тяговой характеристики,

- сила тяги на швартовах, кг.

Пример расчетов для состава рассмотренного в п.3.2.2.

Состав Р33Б + 2 х 459К: А = -148,2 ; Б = -525,9 ; ;

Остальные расчеты по вариантам составов и участкам работы приведены в таблице № 6.

Расчёт приведенного сопротивления и скорости

составов относительно воды.

Таблица №6

№ проекта	Участок работы	Направление перевозок	Qэ, т	m’	Формула счала
буксирного судна	несамоходного суда
Р33Б	459К	магистраль   магистраль	вниз   вверх     вниз вверх	порож.   . порож.		Т+2 Т+2 Т+1+1     Т+2+2 Т+2+2	295,0 262,5 194,0     233,0 138,0	0,94 0,94 0,86     0,84 0,90	554,6 493,5 333,7     782,9 496,8	10,73 11,16 12,65     9,45 11,14
	459К	магистраль     приток     магистраль     приток	вниз   вверх   вверх вниз   вниз   вверх   вверх вниз	порож.   порож.   Порож.   порож.		Т+1 Т+1 Т+1   Т+1 Т+1   Т+2 Т+1 Т+2   Т+1 Т+1	294,0 262,5 194,0   262,5 194,0   233,0 233,0 138,0   233,0 138,0	0,92 0,92 0,94   0,92 0,94   0,94 0,92 0,96   0,92 0,94	270,5 241,5 182,4   241,5 182,4   438,0 214,4 265,0   214,4 129,7	11,05 11,4212,30   11,42 12,30   9,44 11,8011,12   11,80 13,29

3.2.4.Определяется техническая норма скорости (скорость относительно берега) по выражению:

, (13).

где - коэффициент увеличения скорости состава при толкании (таблица

№ 5);

приращение (+), потеря скорости (–) при движении состава, соот- ветственно, вниз и вверх, км/час.

Техническая норма скорости определяется по всем возможным вариантам использования составов с разной нормой загрузки несамоходных судов (таблица № 6), по участкам работы (приток, магистраль).

Пример расчетов приведен в таблице № 7.

Расчет технической скорости составов.

Таблица №7

Тип составов	Загрузка, т	Скорость относительно воды, ,		,	,	,
Магистраль. Начальный пункт - устье притока
Р-33Б+2 459К Р33Б+4 328     911+1 459К 911+2 328 911+1 328	2 1500 2 1018 4 800 1 1500 1 1018 2 800 1 800	10,73 11,16 9,45 11,05 11,42 9,44 11,80	1,04 1,04 1,06 1,03 1,03 1,04 1,03	11,16 11,60 10,02 11,38 11,76 9,82 12,15	+3,5 +3,5 +3,5 +3,5 +3,5 +3,5 +3,5	14,6615,10 13,52 14,88 15,26 13,32 15,65
Магистраль. Устье притока - Начальный пункт (порожнем)
Р33-Б+2 459К Р-33Б+4 328 911+1 459К 911+2 328 911+1 328	- - - - -	12,65 11,14 12,30 11,12 13,29	1,04 1,06 1,03 1,04 1,03	13,16 11,81 12,66 11,56 12,90	-3,5 -3,5 -3,5 -3,5 -3,5	9,66 8,31 9,16 8,06 9,40
Малая река. Устье притока – Конечный пункт.
911+1 459К 911+1 328	1 1018 1 800	11,42 11,80	1,03 1,03	11,76 12,15	-4,7 -4,7	7,06 7,45
Малая река. Конечный пункт – Устье притока (порожнем)
911+1 459К 911+1 328	- -	12,30 13,29	1,03 1,03	12,67 13,69	+4,7 +4,7	17,37 18,39

3.3. Нормирование времени.

Время нормируется отдельно по всем элементам технологического процесса по 4 схемам завоза груза, по типам флота.

3.3.1. Этап 1. Начальный пункт. Общее время стоянки в начальном пункте будет складываться из технических операций по прибытию порожнего состава, времени грузовых работ (погрузка), продолжительности технических операций по отправлению груженого состава:

, (14).

Для тяги будут отсутствовать грузовые операции, но состав операций, а, следовательно, и продолжительность технических операций будут другими:

, (15).

где ; - продолжительность технических операций по прибытию порожнего состава (для тяги с порожним составом), соответственно для тоннажа и тяги, час.

; - то же по отправлению груженого состава (для тяги с гру- женым составом), час.

- время грузовых работ (погрузки) тоннажа, час.

Продолжительность технических операций по прибытию или отправлению приведены в таблице №8.

Норма затрат времени на техническое обслуживание флота в портах-пристанях отдельно по прибытию или отправлению (время в часах).

Таблица №8

Регистровая грузоподъемность, тнж	Состояние судна	Вид флота
Несамоходное грузовое	Буксир-толкач
До 500     501-1000     Свыше1000	груженое порожнее   груженое порожнее   груженое порожнее	5,5+0,50 2,0+0,35   6,0+0,50 2,0+0,35   6,5+0,50 2,5+0,35	2,0+0,25 1,5+0,20   2,0+0,25 1,5+0,20   2,5+0,25 2,0+0,20

В таблице - число несамоходных судов в составе.

Продолжительность грузовых работ определяется по формуле:

, (16).

где - судочасовая норма погрузки (выгрузки).

В курсовой работе принять параллельную обработку судов в начальном и конечном пунктах (т.е. число причалов соответствует числу барж в составе).

Замечание: здесь и далее нормы времени рассчитывать с точностью до одного знака после запятой.

Пример нормирования времени в начальном пункте.

Этап 1. Из начального пункта возможно отправление составов по следующим вариантам:

Буксировщик большой мощности (проект Р33 Б):

1. С баржами большой грузоподъемности (проект 459К) с полной загрузкой (Q_Э=1500 т), m^’=2;

2. С этими же баржами с неполной загрузкой (Q_Э=1018 т), m^’=2;

3. С баржами малой грузоподъемности (проект 328) с полной загрузкой (Q_Э=800 т), m^’=4;

Буксировщик малой мощности (проект 911):

4. 911+1х459К (Q_Э=1500 т);

5. 911+1х459К (Q_Э=1018 т);

6. 911+2х328 (Q_Э=800 т);

7. 911+1х328 (Q_Э=800 т);

Состав Р33Б+2 459К, загрузка барж , число барж в составе ; род груза - уголь, т/ч; т/ч.

Тоннаж:

Всего время стоянок тоннажа в начальном пункте:

Тяга:

Всего время стоянок в начальном пункте:

Остальные расчеты приведены в таблице№9.

Пример нормирования времени в начальном пункте (время в часах).

Таблица №9

Тип состава	Тоннаж	Тяга
Р33Б+ 2 459К   Р33Б+ 4 328				25,0 17,0   13,3	3,2 3,2   3,4	7,5 7,5   8,0	35,7 27,7   24,7	2,4 2,4   2,3	3,0 3,0   3,0	5,4 5,4   5,3
911+ 1 459				25,0 17,0	2,9 2,9	7,0 7,0	34,9 26,9	2,2 2,2	2,8 2,8	5,0 5,0
911+ 2 328 911+ 1 328				13,3   13,3	2,7   2,4	7,0   6,5	23,0   22,2	1,9   1,7	2,5   2,3	4,4   4,0

Так как процесс завоза груза на малую реку разбит на этапы, то после определения времени стоянки в начальном пункте целесообразно определить элементную ставку себестоимости по операции стоянки в начальном пункте (за 1- й этап):

, (17)

где - стоимость содержания буксирного судна на стоянке, руб/судочас;

- стоимость содержания несамоходного судна, руб/судочас;

- время стоянки в начальном пункте, соответственнно,

буксирного и несамоходного судна, час.

Пример расчета элементной ставки для состава Р33Б+2 459К.

Исходные данные:

= 891 руб/судочас; = 94,2 руб/судочас;

= 5,4 час; = 35,7 час; = 2 ед;

= 1500 т.

Остальные расчеты представлены в таблице № 10.

Расчет элементной ставки себестоимости по первому этапу.

Таблица № 10

Тип состава	Тяга	Тоннаж	, руб/т
, руб/судочас	, час	, руб/судочас	, ед	, час	, т
Р33Б+2 459К Р33Б+2 459К Р33Б+4 328 911+1х459К 911+1х459К 911+2х328 911+1х328	891,0 891,0 891,0 568,0 568,0 568,0 568,0	5,4 5,4 5,3 5,0 5,0 4,4 4,0	94,2 94,2 104,0 94,2 94,2 104,0 104,0		35,7 27,7 24,7 34,9 26,9 23,0 22,2		3,84 4,93 4,69 4,09 5,28 4,55 5,73

Примечание: пример расчета не приводился.

3.3.2. Нормирование путевого времени, производится по вариантам составов, отдельно по магистрали и по притоку (но, в общем, по направлениям – с грузом и порожнем).

Время в пути определяется по выражению:

, (18).

где путевое время, соответственно, в прямом и обратном направлениях, час;

Путевое время на отдельном участке:

, (19).

где протяженность участка (магистраль или приток), км;

техническая скорость на участке, табл. №7,

коэффициент задержек в пути, принять

Пример расчетов для состава Р33Б+2 459К.

По магистрали: Начальный пункт – Устье притока; L=750км, техническая скорость вниз с грузом; вверх

Путевое время вниз с грузом:

Вверх порожнем:

Всего в пути:

Результаты расчетов приведены в таблице №11.

Путевое время по участкам работы (в оба направления).

Таблица №11

Тип состава	Прямое направление	Обратное направление (порожнем)
		час.			час.
Магистраль. Начальный пункт – Устье притока.
Р33Б+2 459К   Р33Б+4 328	2 1500 2 1018 4 800	14,66 15,10 13,52	56,3 54,6 61,0	Пор. Пор. Пор.	9,66 9,66 8,31	85,4 85,4 99,3	141,7 140,0 160,3
911+1 459К   911+2 328 911+1 328	1 1500 1 1018 2 800 1 800	14,88 15,26 13,32 15,65	55,4 54,1 61,9 52,7	Пор. Пор. Пор. Пор.	9,16 9,16 8,06 9,40	90,1 90,1 102,4 87,8	145,5 144,2 164,3 140,5
Малая река. Устье притока – Конечный пункт.
911+1 459К 911+1 328	1 1018 1 800	7,06 7,45	57,7 54,6	Пор. Пор.	17,37 18,39	23,4 22,1	81,1 76,7

Элементная ставка себестоимости по второму этапу (движение по магистрали):

, (20)

где - стоимость содержания буксирного судна на ходу, руб/судочас;

- время в пути состава (в оба направления – вниз и вверх), час.

Пример расчета для состава Р33Б+2 459К.

Исходные данные:

= 1741 руб/судочас; = 94,2 руб/судочас;

= 141,7 час; = 2 ед;

= 1500 т.

Остальные расчеты представлены в таблице № 12.

Расчет элементной ставки себестоимости по операции движения по магистрали вверх или вниз (второй этап).

Таблица № 12

Тип состава	, ед	, т	, руб/судо-час	, руб/судо-час	, час	, руб/т
Р33Б+2 459К Р33Б+2 459К Р33Б+4 328 911+1х459К 911+1х459К 911+2х328 911+1х328			1741,0 1741,0 1741,0 989,0 989,0 989,0 989,0	94,2 94,2 104,0 94,2 94,2 104,0 104,0	141,7 140,0 160,3 145,5 144,2 164,3 140,5	91,1 132,7 108,1 105,1 153,4 122,9 192,0

3.3.3. Нормирование времени в промежуточном пункте (устье притока). Нормирование времени необходимо производить по вариантам составов и схемам доставки. По исходным данным возможны следующие схемы доставки:

1. Маршрутная схема доставки груза без переформирования состава.

В этом случае состав следует из начального пункта без переформирования состава (без изменемия числа барж в составе) и без изменения загрузки барж.

По этому варианту может работать только буксировщик проекта 911 с одной баржей проекта 459К () или с одной баржей проекта 328 ().

Варианты работы составов:

Магистраль Малая река

По этой схеме доставки никаких дополнительных затрат времени на устье притока (технические операции, переформирование состава и т. д.) не требуется (состав проходит устье без остановки).

2. Немаршрутная схема без изменения загрузки, но с изменением числа барж на устье притока или сменой тяги.

Возможные варианты работы:

Магистраль Малая река

;

;

Магистральная тяга доводит состав до устья, оставляет состав на устье, формирует состав из барж, которые приведены на устье буксировщиками, работающими на притоке, и далее отправляется в обратный рейс с порожними баржами (тяговое плечо по магистрали).

Тяга малой мощности после расформирования состава проводит по одной барже по притоку (по заданию на проектирование) до конечного пункта (тяговое плечо по притоку).

Время нахождения магистральной тяги на стыке тяговых плеч складываются из технических операций по прибытию с гружеными судами и по отправлению в обратном направлении с порожним составом.

Время нахождения на устье тяги, работающей на притоке складывается из технических операций с груженым составом по отправлению и с порожним составом по прибытию:

У тоннажа стоянки в устьевом пункте будут складываться из технических операций по прибытию и отправлению на магистральном тяговом плече; технических операций по прибытию и отправлению на тяговом плече по малой реке и кроме того дополнительных затрат времени на расформирование и накопление состава (вывод формулы приведен в разделе III):

(21).

где число барж в составе, соответственно на магистрали и на малой реке;

интервал отправления составов по малой реке; час.

(22).

где период завоза (вывоза) груза на малую реку(с малой реки), сут;

масса груза в составе на малой реке, т;

масса перевозок, т;

коэффициент неравномерности перевозок по времени (в расчетах принять ).

Масса груза в составе по малой реке:

(23).

где загрузка несамоходного судна на малой реке, т.

Интервал отправления должен быть откорректирован в сторону уменьшения до одного из следующих ближайших рекомендуемых значений: 12; 16; 18; 24; 32; 36; 48; 72; 96; 120; 144, час.

Следует отметить, что интервалы отправления по магистрали и малой реке связаны зависимостью:

(24).

Подробнее вопрос согласования тяги на стыке тяговых плеч будет рассмотрен ниже.

Пример расчетов.

Период завоза ; ; .

Состав на магистрали: Р33Б+2х459К (Q_Э=1018 т);

на притоке: 911+1х459К (Q_Э=1018 т).

Время технических операций тоннажа на магистральном тяговом плече:

Для тоннажа на тяговом плече на притоке:

Расчет времени накопления рекомендуется начинать с расчета интервала отправления по притоку (формула 22):

.

Принимаем интервал до рекомендованного значения .

Интервал отправления по магистрали (формула 24):

.

Время расформирования (накопления) состава относится на тяговое плечо по магистрали (формула 21):

Всего стоянок тоннажа по магистральному тяговому плечу ():

Результаты расчетов приведены в таблице №12.

Расчет интервалов отправления и времени расформирования

(накопления) составов.

Таблица №12

Тяговые плечи (участок работы)
Магистраль	Приток
Тип состава					Всего стоянок, час	Тип состава
расчетный	принято
	26,2	24,0	48,0	24,0	10,7	34,7		9,9
	20,6	18,0	72,0	54,0	11,4	65,4		8,9
	20,6	18,0	36,0	18,0	9,7	27,7		8,9

Элементная ставка себестоимости по операции переформирования составов на устье притока рассчитывается как сумма элементных ставок по магистральному тяговому плечу – и по притоку - :

, (25).

Элементная ставка по тяговым плечам рассчитывается по формуле 17.

Пример расчетов.

Состав

Проект Р33Б – = 989 руб/судочас; = 5,4 час.

Несамоходное судно проект 459К - = 1018 т; = 94,2 руб/судочас; время стоянок на магистральном тяговом плече - = 34,7 час; на тяговом плече по притоку = 9,9 час.

Проект 911 - = 568 руб/судо34час; =5 час.

Магистральное тяговое плечо:

Тяговое плечо по притоку:

Всего на устье:

Расчеты по остальным вариантам приведены в таблице №13.

Элементная ставка себестоимости по операции переформирования состава на устье притока по тяговым плечам.

Таблица №13

Тип состава	, руб/су-дочас	, руб/су-дочас	, т	, ед	, час	, час	, руб/т
Магистральное тяговое плечо
Р33Б+2 459К Р33Б+4 328 911+2х328	989,0 989,0 568,0	94,2 104,0 104,0			5,4 5,3 4,4	34,7 65,4 27,7	5,8 10,1 5,2
Тяговое плечо по притоку
911+1х459К 911+1х328	568,0 568,0	104,0 104,0			5,0 4,0	9,9 8,9	4,8 4,0

Общая по тяговым плечам ставка себестоимости на устье притока:

Вариант

S₃ = 5,8 + 4,8 = 10,6 руб/т

Вариант

S₃ = 10,1 + 4,0 = 14,1 руб/т

Вариант

S₃ = 5,2 + 4 = 9,2 руб/т

3. Немаршрутная схема с перевалкой и сменой тяги.

По этому варианту груз с крупнотоннажных судов полностью перегружается на малотоннажные суда

Для упрощения расчетов (чтобы не согласовывать интервалы отправления по участкам работы) будем считать, что перевалка груза осуществляется через берег, т.е. груз из барж большой грузоподъемности полностью выгружается на берег, а затем грузится на суда меньшей грузоподъемности. В этом случае работу флота можно рассматривать как работу на двух отдельных линиях - на магистрали и на притоке. Стоянки тяги по тяговым плечам будут такими же, как и по предыдущей схеме.

Для крупнотоннажного флота, работающего на магистральном участке стоянки в устьевом пункте, складываются из технических операций по прибытию с грузом, времени выгрузки и технических операций по отправлению порожних судов:

(26).

По условию на устье принимается параллельная обработка судов состава, тогда время грузовой обработки всего состава будет равно времени выгрузки одного судна:

(27).

где норма загрузки крупнотоннажного судна, т;

судочасовая норма выгрузки,

Для малотоннажных судов на притоке (погрузка):

(28).

Варианты составов: