Выбор оптимальной схемы завоза грузов на приток

Интегральная оценка прогноза среднего значения вычисляется по формуле:

Ŷ_tпр - t_1-α;n-2×S_ŷ ≤ M(y) ≤ Ŷ_tпр + t_1-α;n-2×S_ŷ

S_ŷ -оценка среднеквадратичного отклонения групповой средней,

t_1-α;n-2-табличное значения критерия Стьюдента (2,31),

_1-α -надежность прогноза,

_n-2 - количество степеней свободы,

t_пр -время прогноза.

Оценка дисперсий возмущений:

 

Оценка дисперсий возмущений:

t=1

S²_y = S² * {(1/n) + [(t_пр – t )²] / [ ∑(t- t )²]}

S²_y=214*{1/10+[(11-5,5)²/[(1-5,5)²+(2-5,5)²+(3-5,5)²+(4-5,5)²+(5-5,5)²+(6-5,5)²+(7-5,5)²+ (8-5,5)²+(9-5,5)²+(10-5,5)²]} = 100,58

=10

44-2,31×10 ≤ M(y) ≤ 44+2,31×10

20,9 ≤ M(y) ≤ 67,1

Найдем доверительный  интервал для индивидуального значения того же уравнения ряда, следующим образом:

Ŷ_tпр - t_1-α;n-2×S_ŷt0 ≤ M(y) ≤ Ŷ_tпр + t_1-α;n-2×S_ŷt0

Дисперсия индивидуального  значения:

t=1

S²_y10 = S² * {1+(1/n) + [(t_пр – t )²] / [ ∑(t- t )²]}

S²_y10 =214×{1+1/10+[(11-5,5)²/[(1-5,5)²+(2-5,5)²+(3-5,5)²+(4-5,5)²+(5-5,5)²+(6-5,5)² +  (7-5,5)²+ (8-5,5)²+(9-5,5)²+(10-5,5)²]} = 314,58

 

44-2,31×17,73 ≤ Y₀^* ≤ 44+2,31×17,73

3,05 ≤ Y₀^* ≤ 84,95

Вывод: Округленный доверительный интервал для среднего значения одиннадцатого уровня находится в промежутке от 3 до 84.

Анализируя выполненные  расчеты можно сделать вывод, что точечный прогноз навигации равен 44 суткам, оценка прогноза среднего значения равна интервалу от 23 до 64 суток, а интервальная оценка индивидуального значения равна интервалу от 3 до 84 суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение загрузки судна малотоннажного и крупнотоннажного

судна

 

1. Разработка вариантов схемы перевозки груза

 

Путевые условия

Характеристики	Обозначение	размерность	Величина
			магистраль	приток
Протяженность участка	l	км	300	100
Глубина судового хода	hг	м	2,1	1,2
Запас под днищем	∆h	м	0,15	0,1
Средняя потеря скорости	ωмаг	км/ч	3,3	3,9

 

Рассчитаем эксплуатационную осадку крупнотоннажного судна:

Т_э= h_г - ∆h

Для магистрали

Т_э= 2,1-0,15=1,95 м

Т.е. глубина судового хода позволяет загрузить судно на осадку 1,95 м, однако регистровая осадка составляет 1,8 м, т.к. Т_э> Т_р , то используется Т_э= Т_р=1,8 м.

Для притока:

Т_э= 1,2-0,1=1,1 м т.е. глубина судового хода позволяет загрузить судно на осадку 1,1 м, однако регистровая осадка составляет 1 м, т.к. Т_э> Т_р , то используется Т_э= Т_р=1 м.

Таблица 3.2

Характеристика  схемы завоза грузов

Схема перевозки груза	Осадка  судна на магистрали		Характер  операций в устьевом пункте	Осадка  судна на притоке
	регистровая	эксплуатационная		регистровая	эксплуатационная
I схема	1	1	-	1	1
II схема	1,8	1,1	-	1,8	1,1
III схема	1,8	1,8	Перевалка	1	1
IV схема	1,8	1,8	Паузка	1,8/1	1,1/1

 

Определим эксплуатационную загрузку:

Q_э=Q_р×((T_Э-T₀)/(T_Р-T₀)),

Q_э -регистровая грузоподъемность, тнж;

T_Э - эксплуатационная осадка судна, м;

T₀- осадка порожнем, м;

T_Р - регистровая осадка в грузу, м.

Q_э ^кт=1000×((1,8-0,54)/(1,8-0,54))=1000 т

Q_э ^мт=150×((1-0,47)/(1,8-0,47))=150 т

По условию задачи h_г на притоке 1,2 м, следовательно все значения схем №1, №2 будем принимать по Q_э на притоке.

Q_э ^кт=1000×((1,1-0,54)/(1,8-0,54))=706 т

Q_э ^мт=150×((1-0,47)/(1,8-0,47))=150 т

Таблица 3.3

Условия плавания судов

Тип флота	Магистраль		Приток
	полная	частичная
Крупнотоннажное  судно	1000	706	706
Малотоннажное судно	150	150	150

 

2. Определение эксплуатационной скорости всех видов флота

Определяем эксплуатационную скорость относительно воды крупнотоннажного  малотоннажного судна в зависимости от загрузки по формуле:

U_э=U₀-((T_Э-T₀)/(T_Р-T₀)×(U_Э-U₀)),

U₀-скорость судна порожнем км/ч;

U_э - регистровая скорость судна, км/ч.

По магистрали:

U_э ^кт=20,7-((1,8-0,54)/(1,8-0,54)×(20,7-19))=19 км/ч

U_э ^мт=16,5-((1-0,47)/(1-0,47)×(16,5-12,7))=12,7 км/ч

По притоку:

U_э ^кт=20,7×((1,1-0,54)/(1,8-0,54)×(20,7-19))=19,94 км/ч

U_э ^мт=16,5×((1-0,47)/(1-0,47)×(16,5-12,7))=12,7 км/ч

3. Схема завоза груза на приток

Схема №1

 В

М

М

М

 

 

                                  А М                                              Б

   Схема  №2

 В

К

К

К

 

 

 

К

                    А Б

 

 

Схема №3 В

 

М

М

К

К

А Б

 

 Схема №4  В

М

К

К

К

М

     

К

А Б

                

Рис. 2 Схемы завоза груза  на приток

Условные обозначения:

                  - груженое судно

                  - порожнее судно

         -  выгрузка

          - погрузка

      - прибытие порожнем

         - отправление порожнем

___- движение с грузом

_ _ _             - движение порожнем

 - паузка

 

4. Определение технической скорости всех видов судов

Определяем техническую  скорость малотоннажного и крупнотоннажного судна по схемам в зависимости от условий плавания, км/ч:

U= U_э±ω_маг(пр)

Первая схема для малотоннажного судна:

По магистрали:

U_гр ^маг=12,7+3,3=16 км/ч

U_пор ^маг=16,5-3,3=13,2 км/ч

По притоку:

U_гр ^пр=12,7-3,9=8,8 км/ч

U_пор ^пр=16,5+3,9=20,4 км/ч

Вторая схема для крупнотоннажного судна:

По магистрали:

U_гр ^маг=19+3,3=22,3 км/ч

U_пор ^маг=20,7-3,3=17,4 км/ч

По притоку:

U_гр ^пр=19,2-3,9=15,3 км/ч

U_пор ^пр=20,7+3,9=24,6 км/ч

Третья схема для крупнотоннажного судна на малотоннажное судно:

По магистрали: для крупнотоннажного судна

U_гр ^маг=19+3,3=22,3 км/ч

U_пор ^маг=20,7-3,3=17,4 км/ч

По притоку: для малотоннажного судна

U_гр ^пр=12,7-3,9=8,8 км/ч

U_пор ^пр=16,5+3,9=20,4 км/ч

Четвертая схема для паузки с крупнотоннажного судна на малотоннажное судно:

По магистрали: для крупнотоннажного судна

U_гр ^маг=19+3,3=22,3 км/ч

U_пор ^маг=20,7-3,3=17,4 км/ч

По притоку: для малотоннажного судна

U_гр ^пр=12,7-3,9=8,8 км/ч

U_пор ^пр=16,5+3,9=20,4 км/ч

По притоку: для крупнотоннажного судна

U_гр ^пр=19,2-3,9=15,3 км/ч

U_пор ^пр=20,7+3,9=24,6 км/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет продолжительности круговых рейсов по схемам перевозок

Продолжительность круговых рейсов рассчитывается по формуле:

t_кр=t_тн+ t_пгр+ t_топ+ t_хг+ t_тз(пер)+ t_тк+ t_вгр+ t_х0+ t_тз

     t_тн – время на технические операции в начальном пункте, ч;

     t_пгр – время погрузки, ч;

t_топ – время на технические операции в пути, 1ч на каждые 100км;

t_хг – время хода с грузом;

t_тз(пер) – технические затраты в пункте перевалки, ч;

t_тк  - технические операции в конечном пункте, ч;

t_вгр – время выгрузки, ч;

∑t_х0 – время хода порожнем, ч;

∑t_тз – технические затраты в пути 3% от ∑t_хr + ∑t_х0 , ч.

Первая схема для малотоннажного судна:

t_пгр=150/17=8,8 ч

t_вгр=150/13=11,53 ч

t_кр=3×2+8,8+((300×2+100×2)/100)+(300/16+100/8,8+100/20,4+300/13,2)×1,03+1,8×2+11,53=97,39 ч

Вторая схема для крупнотоннажного судна:

t_пгр=705,6/26=27,1 ч

t_вгр=705,6/23=30,6 ч

t_кр=3,5×2+27,1+((300×2+100×2)/100)+(300/22,3+100/15,3+100/24,6+300/17,4)×1,03+2,1×2+30,6= 119,38 ч

Третья схема для перевалки  с крупнотоннажного судна на  малотоннажное судно:

для крупнотоннажного судна:

t_пгр=1000/26=38,46 ч

t_вгр=1000/23=43,47 ч

t_кр=3,5×2+38,46+((300×2)/100)+(300/22,3+300/17,4)×1,03+2,1×2+43,47=130,74 ч

для малотоннажного судна:

t_пгр=150/17=8,8 ч

t_вгр=150/13=11,53 ч

t_кр=3×2+8,8+((100×2)/100)+(100/8,8+100/20,4)×1,03+1,8×2+11,53= 48,67 ч

Четвертая схема для паузки части груза из крупнотоннажного судна в малотоннажное судна:

для малотоннажного судна:

t_пгр=150/17=8,8 ч

t_вгр=150/13=11,53 ч

t_кр=3×2+8,8+((100×2)/100)+(100/8,8+100/20,4)×1,03+1,8×2+11,53=48,67 ч

для крупнотоннажного судна:

t_пгр=1000/26=38,46 ч

t_вгр=705,6/23=30,67 ч

t_вгр=(1000-706)/23=12,8 ч

t_кр=3,5×2×2+38,46+(((300×2)+(100×2))/100)+2,1×2+30,67+12,8+(300/22,3+100/15,3+100/24,6+300/17,4)×1,03=150,64 ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Определение потребности во флоте

 

       Количество отправлений определяется  в зависимости от количества перевозимого груза и эксплуатационной загрузки судна:

m = G_расч / Q_э;

Количество рейсов определяется в зависимости от периода  навигации и продолжительности  кругового рейса в зависимости  от вида флота и водного пути:

n = t_нов / t_кр;

Потребность во флоте  определяется в зависимости от количества отправлений и количества рейсов:

ф = m/n;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                            

 

 

 

  Таблица 5.1

Динамика количества отправлений, рейсов и потребности во флоте  по трем прогнозам.

Номер   схемы			Точечный   прогноз		Минимальный   прогноз		Максимальный   прогноз
1	малотоннажный  флот	m	72000/150	480	72000/150	480	72000/150	480
		n	44*24/97,39	11	20*24/97,39	5	67*24/97,39	16
		ф	480/9	44	480/5	96	480/16	30
2	крупнотоннажный  флот	m	72000/706	102	72000/706	102	72000/706	102
		n	44*24/119,38	9	20*24/119,38	4	67*24/119,38	13
		ф	102/9	11	102/4	25	102/13	8
3	малотоннажный  флот	m	72000/150	480	72000/150	480	72000/150	480
		n	44*24/48,67	27	20*24/63,98	7	67*24/63,98	25
		ф	480/27	48	480/7	68	480/25	19
	крупнотоннажный  флот	m	72000/1000	72	72000/1000	72	72000/1000	72
		n	44*24/130,74	8	20*24/130,74	4	67*24/130,74	12
		ф	72/7	10	72/4	18	72/12	6
4	малотоннажный  флот	m	(72000-72*706)/150	141	(72000-72*706)/150	141	(72000-72*706)/150	141
		n	44*24/48,67	22	20*24/63,98	7	67*24/63,98	25
		ф	141/22	7	141/7	20	141/25	6
	крупнотоннажный  флот	m	72000/1000	72	72000/1000	72	72000/1000	72
		n	44*24/150,64	7	20*24/150,64	3	67*24/150,64	11
		ф	72/7	10	72/3	18	72/11	6