автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Совершенствование способов перевозки грузов разной номенклатуры в одном вагоне

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи

?г

5 ОД

РОМАНЕНКО Александр Иванович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ПЕРЕВОЗКИ ГРУЗОВ РАЗНОЙ НОМЕНКЛАТУРЫ В ОДНОМ ВАГОНЕ

05.22.08 - Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации и блокировки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск 2000

Работа выполнена в Сибирском государственном университете путей сообщения

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор А.М. Островский

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Н.Н. Ибрагимов

кандидат технических наук, доцент

Н.А. Феденев

Ведущая организация - Западно-Сибирская железная дорога

Защита состоится " V' ¿г' е/и1> 2000 г.

часов на заседании Специализированного совета К. 114.02.02 в Сибирском го-

в

сударственном университете путей сообщения по адресу: 630023, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191, ауд. 262.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Отзыв на автореферат (в двух экземплярах заверенных печатью) просьба направлять ученому секретарю совета по указанному адресу.

Автореферат разослан "•76" М4 2000

г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В.А. Грищенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из проблем обеспечения безопасности движе-шя поездов является проблема надежности крепления грузов в вагонах.

Промышленные предприятия, выпускающие разнородную продукцию, органи-ахши сферы снабжения и грузосоршровочные платформы железных дорог в вагоны [асто грузят совместно грузы разной номенклатуры. Но "Технические условия по-рузки и крепления грузов" предусматривают, в основном, способы перевозки одно-одной продукции. Поэтому при перевозке грузов данной номенклатуры необходи-ю систематически разрабатывать схемы или местные технические условия погрузи. Это приводит к перерасходу средств отправителей и дорог на разработку спосо-ов погрузки, происходят задержки поставок, или погрузку в вагоны производят с арушением условий размещения и крепления.

В результате ненадежного закрепления грузов на сети дорог отцепляют от по-здов сотни вагонов, а в ряде случаев происходят аварии и крушения. При этом из тепленных на пунктах коммерческого осмотра вагонов до 10-15% составляют ва-)ны с разнородными грузами, которые простаивают в ожидании исправления брака г 0,5 до 3 суток, и затраты на исправление погрузки составляют 800-900 рублей на

1ГОН.

Целью исследования является совершенствование способов перевозки грузов □ной номенклатуры в одном вагоне на грузовых пунктах с разным характером гру-потоков.

Для этого требовалось решить следующие задачи:

- исследовать номенклатурный состав и выявить закономерности в составе узопотоков;

- на основе результатов исследования разработать Методические положения разработке способов погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном гоне;

з

- с использованием Методических положений разработать способы погрузки i

крепления грузов для грузовых пунктов с разным характером грузопотоков;

- произвести проверку разработанных способов в эксплуатационных условиях:

- разработать блок-схему и программу для ЭВМ, позволяющую получать ре комендации или схемы погрузки возможных сочетаний грузов в вагонах.

Метод исследования. Исследование номенклатурного состава грузопотоков i применяемых способов погрузки выполнено на основе анализа первичной документации об отправлении грузов, технической документации на выпускаемую продукцию, местных технических условий погрузки и натурных наблюдений. При разработке и использовании Методических положений применялись методы структурного анализа, классификации исследуемых объектов, аппарат теории вероятности и математической статистики. Программа диалога с персональным компьютером разработана с использованием правил составления блок-схем и языка программирования Clipper 5.2. Исследования ускорений грузов и усилий в креплении произведены с использованием тензометрической аппаратуры. Обработка результатов эксперимента производилась методами математической статистики и корреляционного анализа.

Научная новизна. В работе дано комплексное решение задач по разработке способов совместной погрузки, крепления и перевозки железнодорожным транспортом грузов разной номенклатуры. Впервые разработана классификация грузов по признакам, определяющим способ размещения и крепления грузов в вагоне, которая применена в качестве основы для анализа структуры сочетаний групп грузов в отправленных вагонах и построения моделей сочетаний классов и сочетаний грузов, и построенные модели использованы для разработки способов погрузки и крепления грузов. Представленные в работе Методические положения впервые позволяют разработать ограниченное количество способов погрузки и крепления, которые при отправлении широкой номенклатуры грузов могут охватить множество возможных сочетаний разных грузов. Разработанная программа позволяет в режиме диалога с

ЭВМ получить указания по размещению и креплению любого сочетания грузов в сборных вагонах.

Практическая ценность работы. Методические положения могут быть использованы для разработки способов погрузки на грузовых пунктах, с которых отправляют широкую номенклатуру грузов при любом характере грузопотоков. Разработанные с их. использованием способы погрузки грузов снабжения и мелких отправок могут использоваться на всей сети железных дорог. Программа диалога с ЭВМ может быть использована в автоматизированных рабочих местах приемосдатчиков грузосортировочных платформ, и на ее основе могут разрабатываться другие программы, предназначенные для выбора способов погрузки.

Реализация результатов работы. По результатам исследований разработано и утверждено 29 местных технических условий погрузки грузов разной номенклатуры и нормативный документ "Основные положения по размещению и креплению на открытом подвижном составе грузов, отправляемых с грузосортировочных платформ Западно-Сибирской железной дороги".

Апробация. Основные положения диссертации доложены и получили одобрение на научно-технических конференциях Сибирского государственного университета путей сообщения (1991, 1992, 1997 г.г.), на научно-технических советах Западно-Сибирской железной дороги и на заседаниях кафедры "Грузовая работа и подвижной состав" СГУПС в 1997-2000 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.

Работа содержит 170 страниц, в том числе 39 иллюстраций и 30 таблиц. Список литературы содержит 104 наименования. Приложения приведены во втором то-VI е диссертации (41 приложение).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе исследуется современное состояние вопроса, проводится ана лиз структуры грузопотоков, транспортных характеристик и способов совместно! перевозки грузов, обосновывается актуальность проблемы совершенствования спо собов совместной перевозки грузов разной номенклатуры.

Анализ структуры грузопотоков с промышленных предприятий показал, чт( 55-65% отправления вагонов с сочетаниями разных грузов приходится на предпри ятия строительной индустрии, 35-45% - на предприятия, отправляющие металличе ские конструкции и изделия, 3-5% - на предприятия, отправляющие машины и обо рудование. Такую погрузку производят базы снабжения и материальные склады раз ных отраслей и ведомств, а в системе МПС наряду с материальными складами ваго ны с сочетаниями разных грузов формируют на грузосортировочных платформах.

На промышленных предприятиях грузят совместно и однотипную продукции разных марок, и разнотипную продукцию. При отправлении широкой номенклатур! грузов на предприятиях разрабатывают большое количество схем или схемы тольк! для характерных сочетаний. Во втором случае при погрузке вагонов часто исполь зуют схемы погрузки для близких или похожих сочетаний грузов.

Материальные склады и грузосортировочные платформы железных дорог гру зят совместно преимущественно разнотипные грузы, номенклатурный состав кото рых практически неограничен. На материальных складах из-за невозможности охва тить схемами погрузки все сочетания грузов, грузы в вагонах размещают и закреп ляют произвольно и только для грузов сложной формы разрабатывают схемы ил отправляют их автотранспортом. На грузосортировочных платформах схемы погруз ки вообще не разрабатывают. Груз на платформах закрепляют произвольно, а в по лувагонах практически не закрепляют.

Совершенствованию способов совместной перевозки разных грузов посвяще ны разработки ряда проектных институтов и конструкторских бюро промышленны: предприятий. Этим вопросам посвящены работы докторов технических нау

Л.А. Когана, Х.М. Лазарева, А.Д. Малова, а также кандидатов технических наук С.А. Егорова, Л.С. Козаковой, Л.Д. Пономаренко, М.В. Романенко и др. Но проблема многовариантности сочетаний грузов в каждом случае решалась частично. Применение кассет пирамид и пакетизация грузов решают проблему для однотипной продукции разных марок. Схемы погрузки тяжелых и легких грузов, разработанные ВНИИЖТом, и схемы модульной погрузки металлопроката, разработанные конструкторским бюро Свердловской железной дороги, предусматривают только характерные сочетания грузов. Предложенные Л.Д. Пономаренко алгоритмы решения задач решают проблему оптимального использования объема кузова крытового вагона без учета крепления. Перевод перевозок мелких отправок в контейнеры решает проблему крепления для близких по типу изделий, а для совместной погрузки грузов сложной формы потребуются схемы размещения и крепления в контейнерах. При этом не всякие крупногабаритные и тяжелые грузы можно погрузить в контейнер.

На зарубежных дорогах проблема частично решается путем применения многооборотных ленточных обвязок, разграничительных щитов и перемещающихся на раме вагона упоров. Но и в этих случаях требуется разработка схем размещения грузов и применение дополнительного крепления.

Поэтому проведение исследований и разработка Методических положений, которые бы позволили разработать ограниченное количество способов погрузки для множества возможных сочетаний грузов, являются актуальной задачей.

Во второй главе исследуется номенклатурный состав грузопотоков и разрабатываются Методические положения, позволяющие совершенствовать способы погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном вагоне.

Оказалось, что с таких грузовых пунктов отправляют широкую номенклатуру грузов, на появление их в вагоне влияет множество факторов, а на материальных складах и грузосортировочных платформах велика доля редко появляющихся грузов (на материальных складах до 40%, на грузосортировочных платформах до 70%).

Поэтому сделан вывод, что малым количеством способов погрузки для отдельных сочетаний грузов невозможно охватить множество возможных сочетаний грузов в вагонах.

Для сокращения способов погрузки предложено классифицировать грузы по признакам, влияющим на способ размещения и крепления грузов в вагоне. Фрагмент подгруппировки грузов Главного материального склада Западно-Сибирской железной дороги приведен в табл. 1.

Таблица 1

Фрагмент подгруппировки по длине грузов, систематически отправляемых

с Главного материального склада

Тара или способ упаковки Категория грузовых мест по длине Наименование грузов

Неупакованные объемные металлоизделия Двухметровые (от. 1.4 до 2.2 метров) Душ, триангели, тележки колесные багажные, вентилятор ВДН 10x1000

Трехметровые (от 2.2 до 3.4 метров) Гидрант с Ь =2.5 м, грейфер Н-18000

Шестиметровые (от 4.2 до 6.2 м) Воздухосборник емкостью 6.3 м3

Специальные и универсальные контейнеры Двухметровые (от 1.4 до 2.2 метров) Стекло оконное утолщенное в спецконтейнерах. Разные грузы в средне-тоннажных и универсальных контейнерах.

Неупакованные легкие грузы малого размера Однометровые (до 1.4 м) Котел "Универсал-6", фасонина газопроводная (колено, отвод, тройник, переход, ревизия, муфта, крестовина)

Однометровые (до 1.4 м) Катанка, проволока торговая, проволока сварная, проволокаТ-образная, сталь полосовая толщиной до 4мм.

Металлопрокат Двухметровые (от 1.4 до 2.2 м) Сталь кровельная, сталь листовая толщиной до 3.9 мм, сталь быстрорежущая диаметром до 25 мм, трубы чугунные канализационные

Четырехметровые (от 3.4 до 4.2 м) Трубы газопроводные

Грузы, попадающие в одну группу, имеют один способ упаковки, форму и близкие размеры. Это позволяет при выделении в вагоне места для каждой группы заменять в пределах группы один груз на другой без изменения способа размещения и крепления. Выделение мест также позволяет изменять количественный состав грузов.

Чтобы учесть при разработке способов погрузки множество возможных сочетаний грузов и факторы, влияющие на их появление, предложено не моделировать сочетания с учетом влияния факторов, а анализировать структуру выходящего потока и по результатам анализа строить модели сочетаний классов и сочетаний групп.

Грузопотоки с грузосортировочных платформ существенно различаются по номенклатурному составу (60-80% характерных грузов). Поэтому необходим анализ, построение моделей и разработка способов погрузки для каждого потока. До 85% вагонов отправляют с "ядром". От состава "ядра" (рис.1 ) зависит наличие и характер его крепления: однородные грузы закреплены отправителем, груз разных отправок закреплен группами, а в полувагонах чаще незакреплен.

Таким образом, разрабатывая способы погрузки необходимо учитывать наличие "ядра", его состав, наличие или отсутствие крепления, размеры и место положения.

По результатам исследований разработаны Методические положения, предусматривающие порядок разработки способов погрузки

Разработку необходимо производить поэтапно:

На Восточно-Сибирскую

Ж.Д. 42%

На Целинную ж.д. 39*Л N42'/.

18%

На Куйбышевскую ж.д. 28% г

На Московскую ж. д.

36%

На станцию Алтайская

Ц^^а!££>^51%

□ доля вагонов с "ядром" из однородных грузов; йдоля вагонов с "ядром" из грузов одного класса;

□ доля вагонов с "ядром" из грузов двух классов; ■ доля вагонов с "ядром" из грузов трех классов.

Рис. 1. Процентные соотношения в грузопотоках вагонов с разным составом "ядра"

1. Составить перечни и изучить характеристики грузов.

2. Классифицировать грузы.

3. Произвести анализ структуры сочетаний классов, групп и грузов и определить вероятность их появления.

4. Построить модели сочетаний классов и групп.

5. Определить наиболее вероятные сочетания грузов для сочетаний групп в моделях.

6. Для определения вероятностей появления сочетаний предложено использовать формулы теории вероятности. Так, при достаточном объеме выборки можно использовать формулы:

для сочетаний классов а| Р (а,)= п (а^/т, (1)

для сочетаний групп Ь>, Р(Ь,)= РЬ/а; • Р(а;), (2)

для сочетаний грузов сч Р(сч) = Рсч^ -Р(Ь|), (3)

где п(а0 - количество вагонов с сочетаниями классов а;; т - общее количество вагонов в выборке; Р Ь,/а, - вероятность появления сочетания групп Ь, в сочетании классов а,; Рсч/Ь, - вероятность появления сочетаний грузов сч в сочетании групп Ь|.

Заложенный в классификации принцип замены одних грузов другими позволяет при ограниченном объеме выборки на грузовых пунктах с широкой номенклатурой грузов использовать для сочетаний групп и грузов приближенные формулы вероятностей, составленные на основе формул произведения вероятностей. Например, использовав для сочетаний классов и групп формулы (1) и (2) для сочетаний грузов Сч можно применить формулу

Р(Сс) =

8=га=1

П ПРсё/1-РО)

1.8=1 а=1

•Р(ьр, (4;

где Р(1) - вероятность появления 1 грузов в группе Вб; Реал - вероятность появления груза са в сочетании групп Ь,.

Методические положения дают рекомендации по выделению мест для грузов каждой группы и способам крепления.

Третья глава посвящена исследованиям и разработкам, выполненным с использованием Методических положений.

Выполнены исследования по разработке способов перевозки железобетонных лотков на девяти предприятиях Новосибирской области и Алтайского края, грузов снабжения на материальных складах и грузов, перевозимых мелкими отправками, на грузосортировочных платформах Западно-Сибирской железной дороги.

В результате изучения транспортных характеристик грузов и технологии работы для каждого грузового пункта была предложена классификация грузов. Для однотипной продукции оказалось достаточным разделение на группы и подгруппы по ширине и высоте, так как длина и способы крепления у них одинаковы. При отправлении разнотипной продукции кроме размерных характеристик в качестве одного из принципов классификации используется характер опорной поверхности и способ крепления (рис.2).

Ограниченная номенклатура лотков позволила использовать для определения вероятностей появления сочетаний формулы (1), (2) и (3). Несмотря на значительные объемы выборки на материальных складах и грузосортировочных платформах (сведения о годовом и полугодовом отправлении) широкая номенклатура грузов выявила необходимость определения вероятностей появления сочетаний групп и грузов с использованием приближенных формул

Р'

сон ч

р^ —

П-ПР(Вук)-Р(к)

1=1 Я1

ППР(С,/т) Р(т)

, 1=1 ,=!

(5)

Рг , (6)

соЧ4 ' 4 '

где Р^ч а - вероятность появления (1-го сочетания классов; Р(к) - вероятность появления к групп в классе А; при п классов в сочетании; Р(В^)- вероятность появления группы Ь] при к групп в классе ; Р(т) - вероятность появления т грузов в группе В, при к групп и п классов в сочетании; Р(0/т) - вероятность появления груза С1 при т "рузов в группе В^

а >

И

Классы (по характеру опорной поверхности п способу

Укрупненные группы (по габаритным размерам)

Группы (но длине)

Грузы

Рис.2. Классификация грузов, отправляемых в сборных вагонах

В каждом случае по результатам анализа были построены модели сочетали классов и групп (или групп и подгрупп). Модели для сочетаний железобетонны лотков приведены в таблицах 2 и 3. Использование моделей при разработке спосо бов погрузки позволило учесть весь объем возможных сочетаний грузов. Преду смотренная в классификации возможность замены грузов в пределах групп (под групп) позволила использовать для разработки способов погрузки модели сочетани; групп и наиболее вероятные для каждого сочетания в модели сочетания грузов. Пр] отправлении широкой номенклатуры грузов количество сочетаний групп может ока заться очень значительным. В таких случаях предложено объединить сочетания

группы по характерным признакам и составить структурную модель сочетаний групп, а при разработке способов погрузки в каждой группе модели выделить наиболее характерные по количественному составу сочетания групп и для них определить наиболее вероятные сочетания грузов.

При использовании одной классификации и принципов построения моделей для разных грузопотоков мелких отправок модели отдельных грузопотоков оказались близкими по структуре и вероятностям появления сочетаний. В таком случае для разработки способов погрузки можно использовать общую модель для грузопотоков одного направления.

Таблица 2

Модель сочетаний групп железобетонных лотков в вагоне

Сочетания групп лотков Вероятность появления сочетаний

1. Сочетания лотков шириной 1050-^1200 мм 0,281

2. Сочетания лотков шириной 1700-И850 мм 0,276

3. Сочетания лотков шириной 1400+1480 мм 0,124

4. Сочетания лотков шириной 1050-^1200 мм и 1400+1480 мм 0,092

5. Сочетания лотков шириной 1400+1480 мм и 1700+1850 мм 0,088

6. Сочетания лотков шириной 750+800 мм 0,052

7. Сочетания лотков шириной 750+800 мм и 1050+1200 мм 0,052

8. Сочетания лотков шириной 1050+1200 мм, 1400+1480 мм и 1700+1850 мм 0.022

9. Сочетания лотков шириной 1050+1200 мм и 1700+1850 мм 0,009

10. Сочетания лотков шириной 750+800 мм и 1400+1480 мм 0,004

Изучение транспортных характеристик грузов показало, что грузы, отправ-тяемые мелкими отправками, в каждой укрупненной группе не только имеют оди-тковый способ упаковки и близки по габаритным размерам, но и незначительно отдаются по длине (1-2 метра). Это позволило использовать в качестве основной для разработки способов погрузки модель сочетаний укрупненных групп. Здесь в каче-ггве характеризующих используются сочетания групп и грузов в потоках на дороги, •де они наиболее вероятны. Фрагмент одной из таких моделей приведен в табл.4

Таблица'.

Модель сочетаний подгрупп железобетонных лотков в вагоне

Сочетания групп Сочетания подгрупп лотков Вероятность появления сочетаний подгрупп

2 2(1) 0,123

2(2) 0,079

2(1), 2(2) 0,079

4 4(2) 0,276

3 3(1) 0,124

2-3 2(1), 3(1) 0,079

2(2), 3(1) 0,013

3-4 3(1), 4(2) 0,088

1 1(1) 0,052

1-2 KD, 2(1) 0,052

2-3-4 2(1), 3(1), 4(2) 0,022

2-4 2(2), 4(2) 0,009

1-3 1(2), 3(1) 0,004

Состав грузопотоков мелких отправок позволил использовать одну классификацию грузов на трех грузосортировочных платформах. Поэтому, несмотря на разную номенклатуру грузов, оказалось, что способы погрузки, разработанные для одной станции, с учетом незначительных дополнений могут охватить сочетания грузов отправляемых с других станций.

В результате применения Методических положений разработано ограниченное количество схем (17 схем для железобетонных лотков и 12 схем для грузов снабжения) и способы погрузки грузов в сборных вагонах. Схемы и способы (рис.3) предусматривают замену одних грузов другими и изменение количества грузов в пределах выделенных мест, а при штабелировании за счет увеличения количества ярусов с одним грузом и уменьшения количества ярусов с другим грузом.

Таблица 4

Фрагмент модели сочетаний укрупненных групп в потоке западно-южного

направления

Сочетания классов Структура сочетаний укрупненных групп Вероятность появления Дороги, в потоках которых сочетания наиболее вероятны

1-2 3. Сочетания с наличием мелких ящиков и грузов с деревянной опорой, в том числе группы: - с легкими металлоизделиями малого размера - с легкими металлоизделиями малого размера и объемными металлоконструкциями - с объемными металлоконструкциями 0,174 0,034 0,068 0,072 Приднепровская Целинная Свердловская

1 4. Сочетания с наличием только больших ящиков и грузов с деревянной опорой 0,024 Октябрьская

5. Сочетания с наличием больших и мелких ящиков и грузов с деревянной опорой 0,112 Одесская

6. Сочетания с наличием только мелких ящиков и грузов с деревянной опорой 0,028 Белорусская

Е-».

Обозначения грузов: I. сталь толстолистовая; II. сортовой металл; III. шины Г1300; IV. трубы чугунные канализационные; V. сталь быстрорежу-

Та

1-щиты торцевые; 2-растяжки инвентарные; 3, 4-подкладки; 5-распорный брусок; 6,7-обвязки; 8,9 - увязки; 10-гвозди. Рис. 3. Схема погрузки и крепления проката длиной до 12 метров и тяжелых металлоизделий длиной 1-4 метра

Контрольная проверка показала, что разработанными схемами и способами охвачено до 95-98% сочетаний.

В четвертой главе приведены результаты эксплуатационных испытаний надежности разработанных способов погрузки.

Ударные, поездные испытания и опытные перевозки подтвердили надежность разработанных способов размещения и крепления грузов.

Во время испытания платформы, погруженной железобетонными лотками Л5 и Л7 серии ИС01-04 общей массой 71,3 тонны, с использованием тензометрической аппаратуры измерены ускорения груза в разных ярусах по высоте погрузки (рис.4) и усилия в креплении.

а) 16

м/с2 14

12 •)пр 10

т . /

/ / ■ 1

/ /. . /

/. , /

/ / /

/ , г

✓

Ь) 16

и/с2

12

10

У /

« / ■ "У-

/ / У / * '

/ * X У '

/ > • > : х X X

ь*м/ч

' от/з '

Рис. 4. Зависимости продольных (а) и вертикальных (б) ускорений железобетонных лотков от скорости соударения вагонов (—(■) - для первого яруса, — ( • ) - для 3 яруса, - ••- (х) - для 4 яруса).

Определены эмпирические зависимости величин ускорений и усилий в креплении от скорости соударений Ус и и скорости движения поезда Уп . Зависимость продольных и вертикальных ускорений от скорости соударений хорошо описывается уравнением третьей степени

юперечных и вертикальных ускорений от скорости движения - линейной функцией

Оказалось, что при такой массе груза усилия в отдельных растяжках могут пре-ышать значения, рассчитанные в соответствии с требованиями р.1 гл. 1 "Техни-гских условий погрузки и крепления грузов", но во всех случаях не достигают пре-ела прочности.

По результатам эксплуатационных испытаний на Западно-Сибирской железой дороге утверждено 29 местных технических условий погрузки и нормативный экумент "Основные положения по размещению и креплению на открытом подвиж-ом составе грузов, отправляемых с грузосортировочных платформ Западно-ибирской железной дороги".

В пятой главе разработаны предложения по применению способов совместной гревозки грузов разной номенклатуры и дана оценка эффективности их примене-

11Я.

Разработанные нормативные документы предусматривают способы погрузки 1я множества возможных сочетаний грузов. Для ускорения выбора нужного спо-эба и исключения ошибок на предприятиях, отправляющих ограниченную но-енклатуру грузов, достаточно составить альбом с каталогом.

При отправлении широкой номенклатуры для выбора способа погрузки пред-эжено использовать ЭВМ. Если разработаны типовые схемы, то для определения зчетаний классов и групп по наименованиям грузов целесообразно разработать травляющую программу, а в файлы памяти ввести классификацию и перечни гру-)в каждой группы. Если с грузового пункта отправляют широкую неограниченную эменклатуру, то необходим длительный логический анализ и не исключены ошиб-Для ускорения выбора способа погрузки в сборных вагонах и повышения на-

(8)

(9)

дежности работы разработана программа диалога с компьютером на языке Clipper 5.2. Алгоритм программы приведен на рисунке 5. Программа включает 449 оператс ров вопросов и 603 оператора с рекомендациями и указаниями. Программа выполняет логическую функцию выбора способа размещения и крепления, а пользовател] должен предоставить информацию о грузе в форме ответов "да" или "нет".

Способы погрузки грузов, разработанные с использованием Методических положений, позволили исключить необходимость сис тематической разработки схем и местных технических условий погрузки: 17 схем для железобетонных лотков предусматривают 65 сочетаний грузов, 12 схем для грузов снабжения исключают необходимость разработки 100-12( схем в год, до внедрения Основных положена по погрузке грузов в сборных вагонах требовалась разработка схем для каждого вагона с мелкими отправками. Для отправителей исключаются задержки поставок и перерасход средств на автотранспорт.

Способы погрузки железобетонных лотков предусматривают увеличение загрузки вагонов в 1,5-1,9 раза. Это позволяет при перевозке каждой 1000 тонн лотков высвободить

до 9 вагонов рабочего парка и получить эко-Рис. 5 Алгоритм программы

номию расходов в местном сообщении более 4

определения способа

тыс. рублей.

погрузки грузов в

Разработанные схемы и способы погруз-

сборном вагоне

ки предусматривают для каждого сочетания

грузов рациональный способ размещения и надежный способ крепления. Это позволяет при погрузке каждого вагона обеспечить безопасность движения поездов и сохранность грузов.

Сравнительно одинаковые потребности дорог в материалах и оборудовании, а также применимость способов погрузки грузов в сборных вагонах для грузосортиро-вочных платформ с разным характером грузопотоков позволяют сделать вывод о возможности использования разработок на сети железных дорог Российской Федерации и на железных дорогах стран СНГ.

ВЫВОДЫ

1. Многие предприятия, организации сферы снабжения и грузосортировочные платформы железных дорог грузят в вагоны совместно грузы разной номенклатуры. В таких случаях для каждого сочетания грузов необходимо разрабатывать схемы погрузки и крепления в вагонах. При отправлении широкой номенклатуры грузов количество схем погрузки может быть неограниченным. Это приводит к перерасходу средств на разработку способов перевозки, или погрузку производят с нарушением условий размещения и крепления, что не обеспечивает безопасности движения поездов.

2. В результате исследования структуры грузопотоков и факторов, влияющих на появление грузов в вагонах, сделан вывод о том, что малым количеством способов погрузки для отдельных сочетаний грузов невозможно охватить множество возможных сочетаний грузов. Для сокращения способов погрузки предложено классифицировать грузы по признакам, влияющим на характер размещения и крепления грузов в вагоне. Заложенный в классификации принцип замены грузов позволяет использовать в качестве основы для разработки способов погрузки модель сочетаний групп и характеризующие каждую группу модели наиболее вероятные сочетания

грузов. Использование предлагаемой классификации позволяет объединить в группах или подгруппах грузы, имеющие одинаковый способ упаковки, близкие по размерам и закрепляемые одним способом. При выделении для каждой группы места в вагоне это позволяет производить замену одних грузов другими в пределах групп и изменять их количество без изменения способа размещения и крепления.

3. По результатам исследований предложены Методические положения по разработке способов погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном вагоне. Применение Методических положений позволяет разработать для каждого грузового пункта ограниченное количество способов погрузки, которые охватывают до 95-98% возможных сочетаний грузов в вагонах.

4. Эксплуатационные испытания подтвердили практическую применимость и надежность разработанных способов размещения и крепления грузов. Измерения с использованием тензометрической аппаратуры позволили определить эмпирические зависимости ускорений груза и усилий в креплении от скоростей соударения и движения при загрузке вагона до 72 тонн и многоярусной погрузке грузов.

5. По результатам испытаний утверждено 29 местных технических условий

для грузов разной номенклатуры и нормативный документ "Основные положения по размещению и креплению на открытом подвижном составе грузов, отправляемых с грузосортировочных платформ Западно-Сибирской железной дороги". Разработана программа, позволяющая в режиме диалога с персональным компьютером-получать указания по размещению и креплению любого сочетания грузов в сборных вагонах.

6. Разработанные способы погрузки предусматривают для каждого сочетания грузов рациональный способ размещения и надежный способ крепления и позволяют исключить необходимость систематической разработки схем и местных технических условий погрузки. Их внедрение позволяет обеспечить безопасность движения

поездов и своевременность поставок продукции. Схемы погрузки железобетонных лотков позволяют при погрузке каждой 1 ООО тонн груза высвободить до 9 вагонов рабочего парка и получить экономию расходов в местном сообщении более 4 тысяч рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Войтюк Н.С., Романенко А.И. Уплотненный способ погрузки железобетонных лотков /Информ. листок № 89-58, ЦНТИ. Новосибирск, 1989.- 4с.

2. Войтюк Н.С., Евсюков В.В., Егоров С.А., Романенко А.И. Результаты эксплуатационных испытаний новых способов погрузки и крепления железобетонных лотков длиной 3 м.//Совершенствование перевозок грузов по железной дороге. Новосибирск: НИИЖТ, 1989. с. 5-16.

3. Романенко А.И. О структуре потока грузов, отправляемых Главным материальным складом. //Вопросы улучшения использования вагонов и сохранности грузов. Новосибирск: НИИЖТ, 1990. с.52-56.

4. Романенко А.И. О перевозке грузов Главного материального склада. - Тезисы докладов научно-технической конференции "ТРАНССИБ и научно-технический процесс на железнодорожном транспорте". Новосибирск: НИИЖТ, 1991. с.75-76

5. Романенко А.И. Использование вероятностного моделирования при разработке технических условий погрузки грузов в сборных вагонах. - Тезисы докладов научно-технической конференции, посвященной 60-летию института "Проблемы железнодорожного транспорта Сибири". Новосибирск: НИИЖТ,1992. с.9

6. Войтюк Н.С., Романенко А.И. Разработка способов размещения и крепления грузов разных наименований в сборных вагонах.//Совершенствование технологии и условий железнодорожных перевозок. Новосибирск: СГАПС, 1995. с 60-71.

7. Войтюк Н.С., Егоров С.А., Романенко А.И., Смолкина М.Е. О разработке способов погрузки и крепления на открытом подвижном составе грузов Главного матери-

ального склада Западно-Сибирской железной дороги.//Совершенствование технологии и условий железнодорожных перевозок. Новосибирск: СГАПС, 1995. с. 55-60.

8. Романенко А.И. Совершенствование способов перевозки грузов разной номенклатуры в одном вагоне. - Тезисы докладов научно-технической конференции, посвященной 65-летию университета "Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства в Сибири". Новосибирск: СГУПС, 1997,. с. 12.

9. Романенко А.И. Использование программирования для получения рекомендаций по размещению и креплению разнородных грузов в одном вагоне . // Совершенствование эксплуатационной работы железнодорожных дорог. Новосибирск: СГУПС, 1999, с. 46-54.

1. Современное состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Постановка вопроса

1.2. Анализ структуры грузопотоков, транспортных характеристик и способов перевозки грузов разной номенклатуры в одном вагоне

1.3. Обзор исследований и технических решений на железнодорожном транспорте Российской Федерации и за рубежом

1.4. Цель и задачи исследования

2. Исследование номенклатурного состава грузопотоков и разработка Методических положений по разработке способов погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном вагоне

2.1. Исследование номенклатуры грузов, их транспортных характеристик и определение закономерностей в составе грузопотоков

2.2. Требования к Методическим положениям по разработке способов погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном вагоне

2.3. Методические положения по разработке способов погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном вагоне

3. Применение Методических положений для разработки способов погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном вагоне

3.1. Применение Методических положений для разработки способов погрузки и крепления железобетонных лотков, отправляемых промышленными предприятиями

3.2. Применение Методических положений для разработки способов погрузки и крепления грузов, отправляемых материальными складами железных дорог

3.3. Применение Методических положений для разработки способов погрузки и крепления грузов, отправляемых в сборных вагонах

4. Результаты эксплуатационных испытаний надежности разработанных способов погрузки и крепления грузов разных наименований в одном вагоне

4.1. Результаты экспериментальной проверки способов совместной погрузки и крепления железобетонных лотков разных марок

4.2. Результаты экспериментальной проверки способов совместной погрузки и крепления грузов, отправляемых материальными складами железных дорог

4.3. Результаты экспериментальной проверки способов совместной погрузки и крепления грузов, отправляемых в сборных вагонах

5. Предложения по применению разработанных способов совместной перевозки разнородных грузов и использованию ЭВМ для получения рекомендаций по их размещению и креплению в вагонах

5.1. Предложения по применению разработанных нормативных документов

5.2. Пример применения ЭВМ для получения рекомендаций по размещению и креплению грузов в сборных вагонах

5.3. Результаты внедрения и эффективность применения разработанных способов перевозки грузов разной номенклатуры в одном вагоне

Выводы.

1. Разработанные нормативные документы предусматривают множество номенклатурных сочетаний и количественных соотношений грузов в вагонах. Использование рекомендаций и предложений позволит сократить время для выбора способа размещения и крепления и исключить возможные ошибки.

2. Принятие ошибочных решений более вероятно при использовании типовых схем для грузов снабжения и Основных положений, определяющих порядок погрузки грузов в сборных вагонах. Для этих случаев даны предложения по использованию персональных компьютеров и автоматизированных рабочих мест.

3. Разработаны алгоритм, блок-схема и программа диалога с персональным компьютером. Использование программ в АРМ приемосдатчика позволит получать рекомендации для любого сочетания и любого количественного соотношения грузов при погрузке и сортировке сборных вагонов.

4. Внедрение разработанных нормативных документов исключает необходимость систематической разработки схем и местных технических условий погрузки. Это позволяет грузовладельцам и дороге экономить средства на разработку и утверждение способов погрузки, исключить перерасход средств на использование автотранспорта. Для предприятий и снабженческих организаций это позволит исключить задержки поставок, а на материальных складах сократить простои вагонов в 2-3 раза.

5. Нормативные документы предусматривают для каждого номенклатурного сочетания и количественного соотношения грузов рациональный способ размещения и надежный способ закрепления в вагоне. Это позволяет при погрузке каждого вагона обеспечить безопасность движения поездов и сохранность перевозимых грузов.

6. Внедрение схем погрузки и крепления железобетонных лотков на платформах позволяет за счет увеличения статической нагрузки при перевозке каждой 1000 тонн груза высвободить до 9 вагонов рабочего парка и получить экономию расходов в местном сообщении 4029,35 рублей.

7. Разработанные схемы и способы погрузки могут быть использованы для других материальных складов и грузосортировочных платформ железных дорог.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ существующего положения, исследования и разработки, выполненные с целью совершенствования способов перевозки грузов разной номенклатуры в одном вагоне, позволяют сделать следующие выводы.

1. Многие предприятия, организации сферы снабжения и грузосортировоч-ные платформы железных дорог грузят в вагоны совместно грузы разной номенклатуры и в разных количественных соотношениях. В таких случаях для каждого сочетания грузов необходимо разрабатывать схему погрузки и крепления грузов в вагоне. При отправлении широкой номенклатуры грузов количество сочетаний грузов и соответственно схем погрузки может быть большим или даже неограниченным. Это приводит к перерасходу средств на разработку способов перевозки , или погрузку в вагоны производят без должного закрепления, что не обеспечивает безопасности движения поездов.

2. Совершенствованию способов перевозки грузов разной номенклатуры в одном вагоне посвящены многие исследования и разработки. Но в настоящее время нет научных и технических решений, позволяющих ограниченным количеством способов погрузки охватить множество возможных сочетаний грузов.

3. В результате исследования структуры грузопотоков и факторов, влияющих на появление грузов в вагоне, сделан вывод о том, что малым количеством способов погрузки для отдельных сочетаний грузов невозможно охватить множество возможных сочетаний грузов в вагонах. Для сокращения способов погрузки предложено классифицировать грузы по признакам, влияющим на характер размещения и крепления грузов в вагоне.

В зависимости от характера грузопотока такими признаками могут быть: длина, ширина, высота, характер опорной поверхности, способ упаковки, способ крепления.

Что бы при разработке способов учесть возможные сочетания грузов и факторы, влияющие на появление грузов в вагоне, необходим анализ структуры сочетаний грузов в отправленных вагонах.

4. Разработаны Методические положения по разработке способов погрузки и крепления грузов разной номенклатуры в одном вагоне. Для разработки способов погрузки необходимо: классифицировать грузы по признакам, определяющим способ размещения и крепления; использовать классификацию в качестве основы для анализа структуры сочетания грузов; применить формулы теории вероятности для определения вероятностей появления сочетаний классов грузов, групп грузов и отдельных грузов в вагонах; построить модели сочетаний классов и сочетаний групп; использовать модели для разработки способов погрузки и крепления грузов.

5. Применение Методических положений на грузовых пунктах с разным характером грузопотоков показало, что использование такой классификации позволяет объединить в группах или подгруппах грузы, имеющие одинаковый способ упаковки, близкие или одинаковые размеры и закрепляемые одним способом. При выделении для каждой группы места в вагоне можно производить замену одних грузов другими в переделах каждой группы и изменять их количество без изменения способа размещения и крепления.

6. Заложенный в классификации принцип замены одних грузов другими позволяет использовать как основу для разработки способов погрузки модель сочетаний групп или укрупненных групп и характеризующие каждую группу модели наиболее вероятные сочетания грузов.

7. Применение Методических положений позволило разработать для каждого грузового пункта ограниченное количество схем и способов погрузки, которые охватывают 95 - 98% возможных сочетаний грузов в вагонах.

8. Выполненные по разработанным способам опытные погрузки вагонов, эксплутационные испытания и опытные перевозки подтвердили надежность выбранных способов крепления. Выполненные с использованием тензометрической аппаратуры измерения позволили определить эмпирические зависимости ускорений груза и усилий в креплении от скоростей соударений и движения при загрузке вагона до 72 тонн при многоярусной погрузке грузов. Продольные, поперечные и вертикальные ускорения в каждом ярусе имеют свои значения и уменьшаются от нижнего яруса к верхнему. Результаты измерений усилий в растяжках позволяют сделать вывод о надежности выбранных способов крепления.

9. По результатам испытаний на Западно-Сибирской железной дороге утверждено 17 местных технических условий погрузки железобетонных лотков, 12 местных технических условий погрузки грузов снабжения и нормативный документ "Основные положения по размещению и креплению на открытом подвижном составе грузов, отправляемых с грузосортировочных платформ ЗападноСибирской железной дороги".

10. Разработана программа, позволяющая в режиме диалога с персональным компьютером получить указания по размещению и креплению любого сочетания грузов в сборных вагонах.

11. Разработанные с использованием Методических положений способы погрузки предусматривают для каждого сочетания грузов рациональный способ размещения и надежный способ крепления и позволяет исключить необходимость систематической разработки схем и местных технических условий погрузки. Их внедрение позволяет обеспечить безопасность движения поездов, своевременность поставок продукции, а при погрузке каждой 1000 тонн железобетонных лотков высвободить до 9 вагонов рабочего парка и получить дороге экономию расходов в местном сообщении 4029,35 р.

Схемы погрузки грузов снабжения и способы погрузки грузов, отправляемых мелкими отправками могут быть использованы не только на Западно-Сибирской, но и на других железных дорогах.

Применение Методических положений на грузовых пунктах с разным характером грузопотоков позволяет сделать вывод о возможности их использования на других грузовых пунктах.

1. Закон Российской Федерации «О федеральном железнодорожном транспорте» от 20.07.1995 г. М.: Редакция газеты «Гудок», 1995. - 58 с.

2. Матюшин Л.Н., Жернокеева Н.И. Совершенствование перевозок грузов мелкими отправками крытого хранения. // Железнодорожный транспорт. Серия «Грузовая и коммерческая работа. Контейнерные перевозки». ЭЦ / ЦНИИ-ТЭИ МПС. 1998., - Вып. 2. - с. 1 - 24.

3. Кравцов С.Д. Совершенствование доставки грузов мелкими отправками. // Железнодорожный транспорт. 1987. № 6. с. 12 16.

4. Сетевой план формирования мелких отправок перевозимых на открытом подвижном составе. / МПС СССР. М: Транспорт, 1982. 56с.

5. Егоров С.А., Войтюк Н.С., Романенко А.И. Перевозка изделий сборного железобетона. Рациональные способы погрузки и крепления. // Железнодорожный транспорт. 1988. № 10. с. 25 27.

6. Егоров С.А. Совершенствование перевозок железобетонных изделий. // Промышленный транспорт. 1986. № 3. с. 4 5.

7. Прохоров В.Г., Шустов Б.В. Инвентарная оснастка для перевозки конструкций КПД на железнодорожных платформах. // Транспортное строительство. 1981. №8. с. 50-51.

8. Методика разработки и технико-экономической оценки способов совмещенной перевозки тяжелых и легких грузов в железнодорожном подвижном составе. М.: ВНИИЖТ, 1986. 28 с.

9. Романенко М.В., Малов А.Д., Галушкин А.Б., Андреева Е.В. Эффективность совмещенной перевозки грузов. // Железнодорожный транспорт. 1988. № 3. с. 27-31.

10. Понаморенко Л.Д., Туранов И.Н. Оптимизация погрузки тарноштучных грузов. // Железнодорожный транспорт. 1982. № 2. с. 30-31.

11. Технические условия погрузки и крепления грузов. / МПС СССР. М.: Транспорт, 1990.-408 с.

12. Елуков А.П. Погрузка в полувагоны транспортных пакетов, сформированных из пиломатериалов разных длин со стыкованием. // Деревообрабатывающая промышленность. 1990. № 2. с. 18-19.

13. Верховодов В.Е., Коновалов А.М. Перевозка мелких отправок в транспортных пакетах. / Информ. листок № к 61 (944) 121591. ДЦНТИ ЗападноСибирской ж.д. Новосибирск, 1982. - 4 с.

14. Проведение исследований по разработке эффективной технологии погрузки и перевозки мелких отправок в крытых вагонах: Отчет о НИР (заключительный). / ВНИИ ж.д. транспорта (ВНИИЖТ); Руководитель Тютюнник Б.И. -HP ГР 01880023846. Москва, 1989. 165 с.

15. Галубурда В.Г. Исследование устойчивости нормальных грузопотоков во времени. //Тр. МИИТа. М.: МИИТ, 1970. Вып. 567. с. 10.

16. Галубурда В.Г. Исследование устойчивости грузопотоков. // Тр. МИИТа. М.: МИИТ, 1981. Вып. 686. с. 36-43.

17. Петров Д.П., Колев Б.К. Методика за разработване на технологични карти за подреждане на товарни единици в транспортни средства и контейнери. // Же-лезонътен транспорт. 1985. № 10. с. 6 10. (болг.)

18. Prescrizioni per il carico dei carri Cherubim Fabio. "Tecn. prof. Coli, in g ferrov. Ital.", 1984, 49, № 9, 529 531 (ит.)

19. Lashings a considered approach. "Cargo Syst. Int.", 1978, 5, № 8, 59, 61, 63. (англ.)

20. Wie gut ist unser Gütertransport ? Eine ladung richtig zu sichern Kostet unterm Strich nisht mer, als es falsch zu machen. Blasius Wolfram. "Materialfluss", 1984, № 11, 28, 33. (нем.)

21. Sicherer Gütertransport. "Verkehr und Technik", 1984, 37, № 3, 104, 106 107. (нем.)

22. Die Scherung und Schonung des Laadegutes von Eisenbahngütrwagen. Teil 2: Hiffsmittel zur Vereinfachung der ladegutsicherung. Celten Klaus-Albert. "Einers Taschen 6. Eisenbahntechnik, 1983". Darmstadt, 1983. 125 146. (нем.)

23. Kizavy spôsob ulozenia tovaru na zelznicnom nakladnom vozni. Marko Juraj. "Zelezn. tech", 1987, 17, № 2, 61 62. (словац.)

24. Хайнек M. Специальные устройства для крепления грузов в вагонах. // Железные дороги мира, 1985. № 8. с. 41 42.

25. Новосибирский завод «Промстальконструкция». Сибвнешторгреютама. Изд. № 30 МП, Новосибирск: Изд-во «Советская Сибирь», 1994. 8 с.

26. Волынцев Н.П. и др. Справочник инженера-технолога предприятия сборного железобетона. Киев: Буд1вельник, 1983. 225 с.

27. Железобетонные конструкции: Справочное пособие научно-технических достижений. М.: ВНИИНТПИ, 1990. 50 с.

28. Бердичевский Г.И. и др. Производство сборных железобетонных изделий: Справочник. / НИИ бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1989. 447 с.

29. Линовский В.М. Сборный железобетон: Справочник. М.: Стройиздат. Ленинградское отделение, 1990. 144 с.

30. Майданов А.Д., Шаройко A.B. Экономика, организация и планирование материально-технического снабжения железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1988.-287 с.

31. Тагунцев С.Д. и др. Материально-техническое снабжение железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1985. 357 с.

32. Совершенствование перевозок грузов мелкими отправками. М.: МИИТ, 1974. 194 с.

33. Краснова З.Н. Совершенствование организации перевозок мелких партий грузов. / Опыт работы Юго-Восточной дороги. / М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1989. -28 с.35