автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Совершенствование перегрузочных работ с навалочными грузами в речных портах с учетом выполнения требований по защите водоемов от загрязнения

РГ6 од

- ! ^ин 1" \ и Министерство транспорта РФ Департамент речного транспорта Волжская государственная академия водного транспорта

На правах рукописи УДК 656.62.073.437/492

НЮРКИН Сергей Иванович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ РАБОТ С НАВАЛОЧНЫМИ ГРУЗАМИ В РЕЧНЫХ ПОРТАХ С УЧЕТОМ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ ПО ЗАЩИТЕ ВОДОЕМОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность 05.22.19—Эксплуатация водного транспорта

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Н. Новгород 199 4

Работа выполнена в Волжской' государственной академии водного транспорта.

Научный руководитель: профессор, доктор технических наук И. П. Фадеев.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Е. Д. Бучин;

кандидат технических наук, доцент М. А. Государев.

Ведущее предприятие — Волжское объединенное ордена Ленина речное пароходство.

Защита диссертации состоится « » Сре 19 9Ц г. в час, в ауд. на заседании специа-

лизированного совета Д.116.03.01 Волжской государственной академии водного транспорта (603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_ 30 » \ ъ93 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью предприятия, просим направлять в адрес специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного совета

I. ОБЩАЯ ХАРЖЕРИСТШ РАБОТЫ

Актуальность усследованид. Влияние речного транспорта на состояние водных объектов и прилегающих территорий неоспоримо и потому не вызывает сомнений необходимость разработки организационных и технологических мероприятий по охране окружающей среды при работе флота и портов. *

Необходимость и обязательность вцполленяя оскопдо?. задачи речного транспорта - обеспечения производства и населения в перевозках грузов и пассажиров дополнилось а последнее время обязанностью соблюдения природоохранных требозаний, норм, правил и закоиоа.Разная степень нагрузки на водные экологические системы в различных бассейнах страна, законодательно закрепленная необходимость возмещения нанесенного природе ущерба с одной стороны к необходимость рассчитывать только на свои силы в новых экономических отношениях - с другой стороны, вынуждают речников искать оптлмалыше решения, позволяющие е минимальными дополнительными материальными и трудовыми затратами обеспечить заадту водоемов от загрязнений при выполнении всего комплекса работ, связанных о перегрузкой грузов в портах.

Вопросами совершенствования обработки судов в пертах успешно занимались Е.Д.Бучин, Л.'Л.Внлсгжашш, К.А.Гаринов, А.П. Казаков, В.А.Комарои, Б.И.Леванов, В.Б.Неволин, А.А.Пантян, В.М.Страхов, А.Е.Суколенов, А.ИЛ'елогик, И.Б.Фадеев л др.Про-блемы сопершеиствования зачистки судов в портах исследовались в работах В.П.оахарцева, В.И.Леканоза, В.И.Савинова, Э.П.Шер-,

ле, Различным аспектам защиты окружающей среда (водоемов и

\

воздуха) при работе речного граненорта посвящены работы В.А.

Бараца, М.С.Бут, А.К.Боровского, В.В.Дегтярева,С.П.Зубрилсаа, В.И.Косовского, В.П.Магалина, С.С.Нунупарова, А.С.Старикова, В.Л.Степанова, Л.В.Столяровой, В.Л.Этина и др. Решены или близки к решению многие задачи организационного и технологического характера по совершенствованию обработки сухогрузных и нефтеналивных судов в поргах, создан ряд технических средетэ по борьбе с происшедшим загрязнением, по предупреяденшз воз-моакых загрязнений при загрузке или разгрузке судов в ¡юр; ., Но большинство решений локализованы рамками судоходной линии, границами водно-транспортного узла. В то же время речной транспорт является слозтон динамичной системой с многоаспектной зависимостью составляющих се элементов.Позтому принятие оптимальных локальних решении не гарантирует получения I оптимальных результатов в целом по бассейну или отрасли. При разработке оптимально;! технологии загрузки сухогрузного судна навалочным грузом нь учитывается ее влияние на возможность загрязнения портовой акватории; создание по заказу речников Басокоэкономичкых средств добычи НО^ вызвало отрицательную реикцшо специалистов рыбного хозяйства и т.д. Все это подтверждает необходимости- разработки природоохранных керопрая-гий в рамках водного бассейна (т.е. суперрсгпокальных про-'грамм). Этому способствуем и постоянное ужесточение природоохранных норм и требований; проводимое на всех уровнях ■ от республиканского до местного.

цели н задачи исслездвакия. Основной цельа настоящего исследования является совершенствование перегрузочных работ к обработки судов в речных портах, обеспечивших заадту водое-кое от загрязнения перегружаемыми груза/л. Достижение основ-

ной целя обеспечивается выполнением следующих задач:

теоретическими исследованиями влияния различных факторов перегрузочного процесса на величину загрязнения водоемов;

проведением обширных натурных наблюдений за ходом грузовой обработки сухогрузных судов с навалочными грузами в речных портах;

разработкой методов определения оптимального способа и места проведения зачястннх и промывочных операций;

оценкой загруженности водоохранных средств с обоснованием предложений по многофункциональному их использованию э речных аортах.

Основными объектами исследования являются: существующие способы выполнения перегрузочных работ с навалочными грузами и связанный с этим процесс загрязнения водоемов.

Выбор объектов обусловлен насущной потребностью а снижении уровня загрязнения водоемов при перегрузке навалочных грузов.

Метода исследования. При выполнении работы, использовалась теоретические п практические результаты исследований учёнах и специалистов по вопросам эксплуатации водного транспорта и охраны окружающей среда, а такте методы математической статистики и технико-экономического обоснования, нормативный подход. Бри разработке математических моделей испояь-, зованы метода имитационного моделирования и целенаправленного перебора вариантов, а для проведения необходимых вычислений электронно-вычислительная техника. Натурные наблюдения

)

за ходом перегрузочного процесса, контроль остатков груза проводились с использованием методов аналитического контроля: весового, экспертного и др.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

процесс перегрузки навалочных грузов и грузовой обработки судов в порту исследуется с экологической точки зрения;

разработан метод определения влияния грузовместимости используемых в речных'портах грейферов на величину просыпи груза и, лак следствие, па величину загрязнения водоемов перегружаемыми грузами;

предложен метод обоснования целесообразности организации в порту причала, специализированного на зачистке сухогрузных судов;

обоснованы условия образования,длительности существования и эффективной эксплуатации в порту плавучего зачистного причала;

разработан метод обоснования оптимального размещения водоохранных- комплексов по речному бассейну с учетом возможной концентрации обслуживания судов в портах, оборудованных высокопроизводительными комплексами;

исследована возможность многофункционального использования в порту. плавуче!] станции для зачистки и промывки судов от остатков навалочных грузов;

задача обеспечения портов необходимыми водоохранными комплексами выполнена не на локальном (для каждого отдельного порта), а на макроуровне, обеспечивающем рассмотрение од-новрекенко нескольких портов и речного бассейна в целом.

Практическая значимость работы. Результаты исследований использоэаны:

при разработке проекта Правил охрани вод при речном судоходстве (раздел зачистка и промывка сухогрузного тоннажа). Заказчик - МРФ РСФСР Скине департамент речного транспорта);

пра разработке Положения о комплексном обслуживании транспортного флота (заказчик - департамент речного транспорт та);

отдельные результаты использованы при разработке "Методики расчета ставок за операции комплексного ■ обслуживания флота в порту".

На основе заполненных исследований бы яз. разработаны рекомендации по размещению водоохранных комплексов в -границах ВОРПа.

Важнейшие научные результаты, выносимые на защиту: экологически обоснованные предлокения по разработке " за-риантов и организации зачистки сухогрузных судов от остатков навалочного груза;

комплексный подход к обеспечению портов водоохранными средствами для про:лшкк судов;

метод исследования процесса грузовой обработки судов и природоохранных мероприятий в портах, как объекта управления и отитзации;

меюд оптимального распределения водоохранных средств по

ботн докладывались автором ¿¡а республиканском научно-техническом совещании Пути снижения загрязнения окружающей среды

речному бассейну.

N

.Основные положбккя диссертационной ра-

в

Арктического бассейна, озера Байкал,рек Сибири и Дальнего В<ъ стока на основе совершенствования производственных процессов речного транспорта" (Иркутск, 1986 г.), на всесоюзном совещании "Пути предотвращения-загрязнения моря и атмосфера плавсредствами" (Ленинград, 1980 г.),, на всесоюзном совещании "Пути предотвращения загрязнения моря с судов" (Ленинград, 1983 г.), на межреспубликанских семинарах в Севастополе в 1981 и 1983 годах, на школах-семинарах на ВДНХ в 1964 и 1987 годах,на областной конференции молодых ученых Горьковской (Нижегородской) области в 1981 году,на региональной конференции молодых ученых в 1983 году, а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ГИИВТа (ВГАВТа) в 1978-1985 гг.

Теоретические исследования и разработанные автором предложения и рекомендации использованы при выполнении научно-исследовательских работ в ГШВТе (ВГАВТе).

Структура и объем. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных результатов и выводов и четырех приложений; изложена на 219 страницах машинописного текста (из них<>2 стр.приложения), включая 13 таблиц, 19 рис.с списка литературы из 102 наименований на 22 стр.

П. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность темы исследования, необходимость совершенствования перегрузочного процесса в речных портах и его влияние на снижение уровня загрязнения водоемов навалочными грузами; излагается перечень вопросов, подле .ханах исследованию, цель и задачи работы.

В перрон главе приводится анализ современного состояния

уровня завдты окружающей среды (водоемов) на речном транспорте.Дается характеристика водного транспорта как одного из многих водопользователей пресноводных водоемов. Приводятся опасные для окружающей среды особенности эксплуатационной деятельности речного транспорта. Выявлена повышенная экологическая опасность перегрузочных операций с навалочными грузами, выполняемых в речных портах. Выполнено экологическое ранжирование применяемых на транспорте способов и технических средств перегрузки навалочных грузов. На этой основе определены малоисследованные вопросы, основными из которых являются следующие:

выявление источников загрязнения водоемов при перегрузке навалочных грузов;

определение интенсивности загрязнения водоемов прй выполнении различных операций перегрузки,а также при выполнении ряда вспомогательных операций (зачистки, промывки);

обоснование "экологически чистых" способов зачистки и промывки сухогрузных судов от остатков навалочных грузов;

разработка экологически безопасных технологий грузовой и полной обработки сухогрузных судов в портах;

оптимизация (по экономическим критериям) расположения водоохранных технических средств■(комплексов) по речному бассейну с учетом их многофункционального использования.

.Во второй главе исследованы пропзнодствекно-экологиче-ские характеристики перегрузочного процесса и процесса обработки судов в портах, выведены математические зависимости для анализа и выбора оптимальных характеристик перегрузочного оборудования и типов судов.

На основе данных сетки типов и пара-метров грейферов,разработанной в МРФ РСФСР, и результатов исследований, выполненных под руководством проф., д.т.н. А.И.Телегина, исследованы параметры грейферов» используемых в речных портах, выявлены факторы, определяющие экологическую опасность крановой перегрузки навалочных грузов и разработан метод оценки этих факторов. Впервые выявлена эмпирическая зависимость между грузовместимостью и длиной режущей кромки используемых грейферов, выраженная в следующем вида:

где Е4 и £~г. - грузовместимости сравниваемых грейферов, м3;

I, и - длины режущих кромок сравниваемых грейферов,»».

Выполненные расчеты позволили установить изменение интенсивности снижения потерь груза и загрязнения водоемов при использовании грейферов повышенной грузовместимости.

Для основных типов судов из ядра грузового флота определены граничные значения целесообразности полной грузовой обработки судов у грузовых причалов и разработаны предложения по специализации грузовых причалов порта в зависимости от параметров системы: количества судов,', обрабатываемых и отдающих грузовой обработки,имеющегося числа грузовых причалов в порту, среднего количества перегрузочных машн на каждом при-' чаде и возможность ах перераспределения мевду причалами.

При разработке метода расчета целесообразности выделения в порту специализированного зачастного причала разнообразие эксплуатационных характеристик обрабатываемых,судов учтено через продолжительность их грузовой обработки ( ), время

I э •

зачистки судна (tu*) ( ij«, задано в доле от t rf> ) и затраты времени на швартовые операции (tw« ). Критерием решения вопроса о целесообразности выделения зачистного причала является изменение суммарной пропускной способности грузовых причалов порта, определяемое по выражению:

" , -y^V) ■ ' (г)

UM у + Cr^ + t)»«| Tmtg * Lrp g /

где Qf - грузоподъемность разгружаемого судна Г -го типа,т; , $ - признак типа судна; N - число грузовых причалов в порту, ед.; ~tw$s,trf.f ,tiovj, _ затраты времени Р -го судна на швартовые, грузовые и зачистные операции, ч; К - коэффициент, учитывающий изменение числа перегрузочных маиин на обработке судна. Если перераспределение кранов ка оставшихся' (H-i ) грузовых причалах не происходит, то К = 'I.

В условиях неравномерного поступления судов в порт и ча- • • стого возникновения очередей судов, ожидающих разгрузки, увеличение пропускной способности порта можно также обеспечить за счет переноса зачистиых операций на плавучий зачистной. причал, состоящий из плавучего крана и барж. Вопросам оперативного перераспределения плавучих перегрузочных машин по объектам работы на речном транспорте посвящены работы A.B. • Втюрина, А.Г.Прохорова, В.С.Сидорка и других авторов. В большинстве работ речь идет о концентрации кранов, приводятся методики определения моментов вреиени перевода -плавучих кранов с одного объекта на другой и т.п. Вместе о тем недостаточно исследованы вопросы совместного использования портальных и плавучих кранов при разгрузке судов в порту. В диссертации

предложен один из возможных способов оптимизации обработки судов, обеспечивши!} прирост пропускной способности грузввшс причалов порта и снижение продолнительности стоянок флота я порту. Для этого предлагается организовать в порту плавучий зачистной причал, состоящий из одного плавучего крана и одной или нескольких барж, у которого зачищать суда, разгруженные у грузовых причалов порта. В работах 3.11.Шерле, В.И.Захарцева установлено, что затраты-времени на зачистку судов составляю* от II до 40$ (в зависимости от классификационного типа судна) от общего времени разгрузки судна. Следовательно перенос этой операции с грузовых причалов порта на плавучий приведет к сокращению времени занятости грузовых причалов я, как следствие, к сокращении времени ожидания разгрузки других судов- 3 диссертации обоснованы факторы, определяющие необходимость образования плавучего эачистного причала, эффективность его работы и продолжительность существования. Необходимое количество барж в составе плавучего зачистного причала определяются по выраяению:

l >оу

mB = -^p±LL, . (J)

.

где fi¿e - -число судов 6 -го типа, зачистка которых будет проводиться у плавучего зачиотного причала (по результатам _ обработки-статистической информации в порту за несколько последних нап;1ГРДйГ0«ед.; Q*¡ - количество J -то груза,подле-ка-лего зачистке в £ -и судне, г; - грузоподъемность бар-зк, т (или нескольких барж).

Определила также наименьшая длина очереди судов 2 порту (при различных значениях срзднего времени ожидания судаш качала грузсгой обработки).нэп которой организация.плавучего

зачистного причала будет экономически выгодна. Для практического использования результаты расчетов сведаны в таблицу.

Таблица I

• Расчет наименьшей длины очереди судов

Перечень обо- :'Затраты .'Величина очереди судов,ед. (при раз-рудования пла-: времена :личноЙ величине среднего времени вучего зачист-:на ивар- :ожидания судами причала грузовой об-

ного причала гтовие :работки, сут)_.__

••операции,; 0<15 : 0>25 | о,35 • 0,45 .

КПл-5-30+1000 0,0415 - а,за 3,У2 2,24 1,63

0,0832 10,36 4,15 2,59 1,89

КПл-5-30* 0,0416 9,22 4,80 3,24 2,45

+2х1й00 0,0332 14,а? 6,00 3,75 2,73

Использование такого способа совершенствования грузовой обработки судов в порту одновременно снижает потенциальную опасность загрязнения водоемов перегружаемыми груза;«,что -также мсшю_учесть экономически. В целом эффект о® использования в порту плавучего зачистного причала мояяо определить по внракещгхО".

9Г ~ д д?А ~ Эп>.пР + 9«п , . (4)

где - величина снижения расходов по флоту за счет умень-

шения (Тактического валового времени находцеяия судов в порту, руб; Я.»,™,- величина су и,арных расходов по плавучему зато г- •

ному причалу за навигацию, руб; Э соо - величина сопутствующего экономического эффекта, возникающего на речном транопорте за счез? лере-

... возки судами дополнительного объема грузов за

»

сэкономленное в£емя, гыс.руб.

- • 12

Для проверки эффективности рекомендуемого метода был разработан алгоритм и написана машинная программа расчета 'сравнительных затрат флота при зачистке судов у грузового причала и у плавучего З'ачистного причала. Результаты выполненно-~то расчета подтвердили эффективность предлагаемого метода. Продолжительность обработки флота снижается на 10,24$,продолжительность ожидания снижается в 7 раз, суммарные затраты фло-

«

та за время нахождения в порту уменьшаются на 12$,то есть яв~ ляется экономически выгодной.

В третьей главе исследованы различные варианты решения вопроса сбора и утилизации промывочных вод с сухогрузных судов после их промывки.

В практике работы большинства портов периодически возникает необходимость промывки разгруженных судов от остатков различных грузов (в основном навалочных).. До настоящего временя эта проблема не нашла приемлемого решения и потому . промывка судов повсеместно сопровождается загрязнением водоемов.

В работе в зависимости от количества промываемых' судов исследована возможность установка в портах стоечной барда-накопителя промывочных вод для плавучей станции для зачистки и промывки сухогрузных судов от остатков навалочных грузов.

В связи со значительными материальными затруднениями большинство портов не может вкладывать большие капиталовложения в водоохранные мероприятия. В то же время • необходимость соблюдения водоохранных норм, правил и требований обязательна для всех. Следовательно порты, выполняя водоохранные меры, до.таны обходиться своими силами, обеспечивал защиту водоемов при лро.\:ывке сухогрузных судов. В отих условиях одним из наиболее простых вариантов решения является выделение из состава

портового флота баржи, предназначенной для приема с судов и накопления загрязненных промывочных вод. Определяющими условиями ее эксплуатации будут: количество проминаемых судов, -частота промывки, количество загрязненной воды, сдаваемой с одного судна, и вместимость баржи-накопителя,наличие в порту или в населенном пункте дюсг для сдачи с баржи накопленного количества промывочных вод ила необходимость перевода баржи в другой порт (населенный пункт,промышленное предприятие ), где есть условия для приема этих вод.

Е общем виде затраты на утилизацию промывочной воды,собранной на барже-накопителе,зависят от параметров всей системы, руб

, (О

где ¿вв - расстояние транспортировки баржи-накогштеля с места работы до места сдачи промивочных вод,™;

Эт, Э" - стоимость содержания рейдового толкача а суякв хода и стоянки, руб; - скорость движения рейдового толкача с баржой-накопителем, кг.'/сут; "/■„¡г^ - продолжительность обработка (откачки какоилекшос вод) баржи-накопителя у дополнительного (корреспондирующего) водоохранного средства (комплекса), сут;

Ьр - продолжительность ожидания бар.гоЯ-на:;опителем освобождения места приема промывочных вод, су?; коэ-теациент, характеризуй'.^ занятость мполня-тельного Вл выполнение.'/ пряорятетких залнок; Т»« - число т/х "иС*, раЯогч*хзгх в по^ту (язи рпссмот-

рении в качестве дополнительного ВК причалов приема сточных вод и-сухого мусора), ед. . Для выбора варианта сбора и утилизация промывочных вод с использованием баржи-накопителя в диссертации разработана оптимизационная экономико-математическая модель, реализующая Функции цели:

где б - признак баржи-накопителя;

р - признак дополнительного водоохранного средства; I - признак вида взаимосвязи баржи-накопителя с дополнительным водоохранным средством (комплексом), I « 1,2,3.

V.

•■0^ )

где 96 - стоийость содержания баржи-накопителя, руб/сут;

- затраты времени на переход баржи-накопителя к

р ~ыу водоохранному средству и обратно, сут;

Ч'

- затраты времени на откачку промывочных вод из

баржи-накопителя, сут;

ЭросГ

р - стоимость суточного содержания дополнительного водоохранного средства в работе, руб/сут; - вместимость баржи-накопителя, ы3| Ув<. - вместимость т/х "ОС", м3;

Эос" - стоимость содерланкя т/х "СС", руб/оут;

- продолжительность кругового рейса т/х "ОС" при транспортировке промывочных вод с баржи-накопителя на причал приема сточных вод и сухого мусора, сут;

- количество загрязненной вода, образуемое при промывке Р -го судна у баржи-накопителя, м3;

а - количество судов Р -го типа, промытых у бар-яи-накопителя до ее заполнения, ед.;

- стоимость утилизация I м? загрязненной промывочной воды, руб.

Данная модель реализуется при следующих ограничениях:

1. Количество воды, сдаваемой на р -й БК со всех барж-накопителей, должно быть меньше резерва его пропускной способности, оставшегося после выполнения приоритетных заявок,-то есть:

, И

2. Суммарные затраты времени на обслуживание барж-накопителей доллш бить меньше имеющихся ресурсов времен« р -го ВК, то есть:

. 3« Неотрицательность переменной,

Ь)

Результаты расчета на примере исходных данных Нижегородского порта показали, что установка бар^я-накопителя в порту позволит решить проблему сбора загрязненных вод с прошваемых судов. Рассмотрение вариантов утилизации показало, что уд.'!.«-

ние промывочных вод на причал приема сточных вод и сухого мусора практически исчерпает пропускную способность причала. Любое изменение частоты сдачи собранных вод на причал приведет к значительным простоям транспортного флота. Следователь*

''йо,.необходимо рассмотреть и возможность установки в порту более производительного водоохранного средства - плавучей станции, проект которой разработан в ШО "Судоремонт" совместное ВГАВТ. Станция работает по, принципу оборотного водоснабжения и имеет двухконтурную систему очистки загрязненной промывочной води. Предусмотренная в проекте возможность зачистки судов от остатков навалочных грузов значительно расширяет сферу использования плавучей станции в речном порту.

Станция в зависимости от сложившейся обстановки в порту может работать в режиме высокоэффективного промывочного комплекса, пункта приема собранных промывочных вод с барж-накопителей, установленных в соседних пунктах, специализированного плавучего зачистного причала при'возникновении в порту очереди судов, или при обработке в порту многосекционного состава. Суммарный эффект от использования в порту плавучей станции определяется по выражению:

гДв - экономия эксплуатационных расходов по флоту при зачистке $ -ых судов у плавучей станции, руб; - экономия эксплуатационных расходов по флоту, при зачистке большегрузных составов, разгружаемых в порту, руб;

Э^Г - дополнительные расходы по рейдовому флоту,занятому на переводе плавучей станции к грузовым прича-

Г7 .

лам для разгрузки собранных остатков грузов, руб; " расхода по содержанию плавучей станции, руб; - сопутствукиций экономический эффект, возникающий за счет выполнения судами и составами дополнительного объема перевозок, руб;

к».

вссп - экономическая составляющая экологического эффекта за счет уменьшения загрязнения водоемов, при зачистке и промывке судов у плавучей станции, руб.

Приведенный в диссертации пример расчета на условных исходных данных показал, что использование станции дает не только экологический, но и экономический эффект в сумме 70730 тыс.руб (в ценах 1993 года).

В четвертой главе исследован вопрос оптимального размещения водоохранных комплексов по речному бассейну о учетом экономически оправданной концентрации промывки судов в портах, обеспеченных высокопроизводительными водоохранными комплексами. При решении этого вопроса критерием выбора должна,на каш взгляд, служить экологически оправданная минимизация портовых затрат на природоохранные мероприятия с учетом дополнительных расходов по судам за время их обработки у водоохранных комплексов.

Для решения задачи разработана экономико-математическая модель, представленная в следующем виде:

F> И

где £ - признак типа судов*. f = 1,2,...,5 ;

р - признак типа водоохранного комплекса,/) =1,2,

tw - признак типа "базового" порта, А- = 1,2,...,A S

^ - признак типа "небазового" порта,^ = 1,2,..., Z J

~ количестно ' ~х промываемых за навига-

цшо у р -го ВК в о-(Т)-« порту, ед.;. ~ стоимость промывки £ -го судна у р -го ВК в а^)-ом порту, руб.

• Данная модель реализуется в работе при следующих ограничениях:

1. Продолжительность промывки всех £ -х судов, поданных на промывку к ^ -м Ш в -ом порту, .не должно превышать ресурс рабочего времени всех имеквдхся р -х ВК в г^т) -ом порту, то есть:

2. Суточное количество заявок с 4 £ -х судов на промывку у р -го ВК не должно превышать пропускной способности р -го ВК в о^ -ом порту, то есть:

* Пг* ' 6$)

3. Неотрицательность переменной, то есть:

Решение задач!! в нашем случае выполнено как реиение мно- ' гоэтапкой задачи с получением оптимального решения на каждом этапе и уточнением степени оптимальности'на последующих этапах. Так как при отыскании локального оптимума на каждом этапе экологическая составляющая оптимума (снижение уровня загрязнения водоема) не изменяется, то расчет этой составляющей выполнен на последнем стане решения задачи. Принято целесооб- • разным разделить задачу на четыре этапа. На первом этапе определяется оптимальный тип Ш для каждого порта бассейна (в качестве базы взяты порты Волжского бассейна,как самого круп-

19 .

ного по количеству рассматриваемых портов, объемам перевозки грузов и количеству судов, требующих промывки) и необходимое их количество.

Поиск оптимального типа Ш производится по минимуму совокупных затрат по ВК и флоту, определяемых по выражению:

где Т - признак "небазового порта", у = 1,2,.5

^¡л. ~ количество ^ -х судов из -го порта, пришедших на промывку к ? -му ВК, ед. количество # -х судов из | -го порта, возвращающихся после промывки в (Ь -ом порту в | -й порт, ед.;

Л

- величина эксплуатационных расходов по- рейдовому толкачу, используемому для транспортировки баржи-накопителя или плавучей станции к месту откачки накопленных вод и собранных остатков груза, руб.

Для расчета разработан алгоритм решения задачи.Стохастический характер входящего судопотока учтен расчетной величиной продолжительности ожидания промывки ^ -го судна у р -го ВК в Л' -ом порту. Результаты расчета показали.что в большинстве портов и пристаней Волжского бассейна (за исключением Нижегородского и Ахтубаяского) установка барж-вакоиягелей является более экономичным решением.

На втором этапе исследуется возможность концентрации промывки судов в отдельных ("базовых") портах,при оборудовании их более высокопроизводительными ВК. С этой целью все порты бассейна по величине входящего судопотока распределены

на две грушш: базовые порты - им присвоен индекс "а" и небазовые, имеющие индекс Последние в зависимости от месторасположения закреплены за"соответствующими "базовыми" портами в соответствии с рис.1.

€)—0—©->

<з--е:

Рис.1. Очередность рассмотрения у -х портов

По формуле (17) определяются совокупные приведенные затраты при промывке -х судов из у -го порта в а^ -ы порту. Долученное значение сравнивается с суммой затрат по обоим портам, определенных на .первом этапе решения задачи и по мишшалыюму значению выбирается оптимальный вариант промывки судов. В такой последовательности рассматривавшая все порты бассейна и проверяется якономичеекая целесообразность концентрация промывки £ -х судов в Ъ/ -х портах.

На третьем этапе оценивается возможность многофункционального использования плавучих станций и специализированных береговых причалов,'установленных в а- -х портах, при наличии свободных ресурсов рабочего времени.

На четвертом этапе определяется экономический (всего) и экологический эффекты, обеспеченные установкой в портах водоохранных комплексов различной степени сложности и производительности. На атом этапе по каждому порту определяется и величина экологического эффекта, выраженная в стоимостном выражении, руб

], О9)

где Ц • - величина ущерба при сбросе в водоем I т ^ -го

груза, руб;г

№&в(Г) - количество составов, разгруженных за навигацию в "с " ")-ом порту, ед. { - количество причалов в "ц" (и"| ")-ом порту,предназначенных для разгрузки секций составов, ед,;

Х^ - средняя длина очередей судов, возникающих в т

порту в ожидания грузовой обработки, ед.; количество очередей Р -х судов,возникающих за навигэАдаю в "а " '")-ом порту, ед.

Интегральный экономический эсГфекг с учетом экологической составляющей определяется по следующему выражению, руб

А -и*?*3«

е.-)"/■•«] , (и)

Результаты расчета показали, что установка в портах Волжского бассейна 6 плавучих станций для зачистки и промывки сухогрузных судов и 9 барж-накопителей позволит значительно сократить загрязнение водоемов перевозимыми и перегружаемыми навалочными грузами. Величина экономической составляющей экологического эффекта составляет более млн.рублей (в ценах 1392 года).

В заключении, сформулированы основные результаты и выводы по выполненным исследованиям:

I. Определены интенсивность и Луги попадания перегружаемых навалочнух грузов в водоемы на отдельных этапах грузовой обработки, зачистки и промывки сухогрузного судка, выявлены причины загрязнения водоемов.

' 2. Разработан метод обоснования целесообразности выделения в порту специализированного зачистиого причала из числа грузовых причалов порта, разработана алгоритм и машинная программа расчета. По результатам расчета построены графики и соикллены таблицы для использования на практике.

3. Ояределены условия организации и ейфектшзной .эксплуатации в порту плавучего зачистного причала. Разработаны алга-_ ритм и машинная програмна расчета эффективности эксп^агациа в порту такого причала, реализованная на ЭВМ типа ЕС.

4. Разработаны методические основы обоснования оптимального типа водоохранного комплекса (ВК) дня отдельно взятого порта.

5. На примере портов Волги разработан метод оптимального распределения ВК по портам речного бассейна с учетом эффективной зоны действия комплексов, расположенных в "базовых" портах. Разработанные алгоритмы и машинная программа расчета, реализованная на ЭВМ типа ¿С, позволяют использовать ее и для решения аналогичного класса задач в условиях других рэчных бассейново В качестве экологического критерия выбора использована величина предотвращенного ущерба за счет сокращения объема загрязнения: водоемов навалочными грузами при зачистке ,и промывке сухогрузных судов, рассчитанного в соответствий с. Методикой подсчете убытков, причиненных государству нарушением основ водного законодательства.

аз

• Основные результаты теоретических исследований использованы при разработке проектов общэотраслевых документов, частично внедряемых на речном транспорте.

Основные положений диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Оценка некоторых источников загрязнения водоемов при эксплуатации портов.- Тр./ГИКВТ, 1379. Вцп.168„ 4.2. С.69-73.

2. Загрязнение пресноводных водоемов при перегрузке' навалочных грузов в речных портах.- В сб. "Пути предотвращения "загрязнения моря к атмосферы плавсредствами",- Л.: Судостроение, 1930.- Вып.315.- С.52-57.

3. Адализ влияния емкости грейс[еров на величину загрязнения аквато;.уй портов перегружаем;««! навалочным;: грузами.- В сб. "Проблемы речного транспорта" // Тезисы докладов научно-технической конференции,- Горький: Г<»/ШТ, 19в0,- С.75-77.

4. ".етодика обоснования выделения отдельных причалов для зачастив— Тр./ГлИВТ; 1882— Вып.120.- С. 130-133.

5. Некоторое результата исследований в области охраны водоемов от загрязнения при перегрузке назалочних грузов на речном транспорте.- В сб. "Поважнее осМектияности водного транспорта" // Тезисы докладов научно-технической кончерен-ц>1К. - Горький: гшлумьз.- С.41-42.

о. Направления интенсификации обработки (¡лога п портах с учетом требований задата водоемов от загрязнения //Тезисы докладов научной конференции моло.шх ученых Горькозскэй облаем. ~Горы;и;'!: 1"1>1ВГ, - (а соавторстве).

7. Принципы размещения вочоохранннх срэлстз по речному бассейну.- В сб. "Предотвраяенке загрязнения виутре.тких 2о-

доемов и охрана труда на речном транспорте". - Л.: ЖВТ, • 1987. - С.103-108. '

8„ Определение целесообразности образования в порту плавучего зачнстного причала. - Тр./ШИВТ, 1ЭВ9. - Вып.241.-С.30-39 (в соавторстве).