МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ ГРУЗОВЫХ ЕДИНИЦ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГРУЗОВ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Обоснована необходимость разработки методики формирования оптимальных объединенных грузовых единиц для штучных грузов в мягкой упаковке по интегральной схеме «грузовое место - транспортный пакет - контейнер» - в их взаимной увязке. Сформулированы требования и соответствующие математические условия технологической совместимости транспортных пакетов и транспортных средств: максимальное использование грузоподъемности и грузовместимости транспортных пакетов и транспортных средств, максимальное использование грузоподъемности перегрузочного оборудования. Сформулированы аналогичные математические условия технологической совместимости контейнеров и транспортных средств. Предложены алгоритмы проведения расчетно-аналитической работы по формированию оптимального транспортного пакета: определение параметров потребительской (транспортной) упаковки, оптимального способа размещения грузовых мест в транспортном пакете и их общего количества. Учтена необходимость соблюдения требований стандартов к габаритным размерам транспортного пакета, внутренним габаритам и грузоподъемности контейнера, характеристикам погрузчиков. Предложен алгоритм по определению рациональной схемы размещения сформированных оптимальных транспортных пакетов в контейнере: определение полезного объема контейнера, нахождение оптимального способа размещения транспортных пакетов в контейнере и нормы его загрузки. Рассмотрены преимущества использования разработанных методик и алгоритмов при проведении дальнейших исследований, а также в практической деятельности грузовладельцев, транспортных и транспортно-экспедиционных компаний - при планировании доставки грузовых партий, формировании оптимальных транспортных пакетов непосредственно на заводах-изготовителях, определении наилучших схем загрузки крупнотоннажных контейнеров транспортными пакетами.

Ключевые слова:
грузовые перевозки, транспортные пакеты, контейнеры
Текст
Введение Для сокращения стоимости доставки тарных грузов, а также ускорения обработки транспортных средств в пунктах отправления и назначения необходимо перевозить их не отдельными грузовыми местами, а объединенными грузовыми единицами, т. е. транспортными пакетами в термоусадочной пленке или пакетами, уложенными в универсальные контейнеры, которыми располагает железнодорожный транспорт. По этому пути идут все развитые зарубежные страны, где тарно-штучные грузы в транзитном сообщении между грузовыми терминалами перевозятся, как правило, только укрупненными грузовыми единицами, что позволяет значительно ускорять доставку грузов и снижать транспортные издержки [1, 2]. По линии Государственной системы стандартизации России разработаны отдельные методы формирования стандартных грузовых мест штучных грузов разных размеров и формы из товаров, первично уложенных в ту или иную потребительскую упаковку (пачки, коробки, пакеты и т. д.), а также определены требования к формированию транспортных пакетов [3]. Однако до сих пор не решенной комплексной научной задачей, имеющей практическое значение, является разработка методики формирования оптимальных объединенных грузовых единиц для штучных грузов в мягкой упаковке по интегральной схеме «грузовое место - транспортный пакет - контейнер» в их взаимной увязке, что весьма важно для доставки как тарных минеральных удобрений, так и других грузов в подобной упаковке (строительных, продовольственных). Разработка такой методики важна, прежде всего, для совместимости формируемых на заводах-поставщиках грузовых партий в средствах транспортирования (транспортных пакетах и контейнерах) и применяемых транспортных средств (судов, вагонов, автомобилей). Это позволит оператору доставки изначально правильно рассчитать потребное количество пакетов или контейнеров для подачи на склад отправителя или формирования на месте отгрузки, а также схему размещения их в транспортных средствах. Математические условия технологической совместимости транспортных пакетов, контейнеров и транспортных средств Условия технологической совместимости транспортных пакетов, используемых для перевозки тарно-штучных грузов, и транспортных средств должны удовлетворять следующим требованиям [4]: - грузоподъемность (грузовместимость) транспортного пакета должна быть использована в максимальной степени; - общая масса загруженного в транспортные пакеты груза и порожнего поддона (на котором сформирован транспортный пакет) должны быть меньше или равны грузоподъемности транспортного пакета; - максимально возможная масса загруженных транспортных пакетов должна быть меньше или равна грузоподъемности транспортного средства; - грузоподъемность (грузовместимость) транспортного средства должна быть использована в максимальной степени; - площадь основания загруженных транспортных пакетов должна быть меньше или равна площади грузовой платформы транспортного средства; - площадь грузовой площадки транспортного средства должна быть использована в максимальной степени; - грузоподъемность используемой погрузочно-разгрузочной установки должна быть использована в максимальной степени. Соответствующие указанным выше условиям математические неравенства и уравнения технологической совместимости транспортных пакетов и транспортных средств должны быть представлены в следующем виде: где Рп - грузоподъемность транспортного пакета (средства пакетирования), т; Vп - стандартные габариты транспортного пакета, м3; Кпг - коэффициент максимально возможного использования стандартных габаритов пакета (Кпг ≤ 1); γг - удельная масса груза, т/м3; Rпб - максимально возможная масса брутто транспортного пакета, т; Рпф - масса поддона, т; Gсп - фактическая масса загружаемого груза в транспортной пакет, т; Рт - грузоподъемность транспортного средства, т; Fт - площадь грузовой платформы транспортного средства, м2; Fп - площадь основания транспортного пакета, м2; Рпр - грузоподъемность используемой погрузочно-разгрузочной установки, т; n - количество транспортных пакетов, загружаемых в транспортное средство, ед (n - целое число); k - количество транспортных пакетов, укладываемых в один ярус в транспортном средстве, ед. (k - целое число); l - количество транспортных пакетов, одновременно перегружаемых погрузочно-разгрузочной установкой, ед. (l - целое число); i - индекс суммирования транспортных пакетов. Аналогичным образом определяются математические условия технологической совместимости контейнеров, используемых для перевозки тарно-штучных грузов, и транспортных средств: где Рк - грузоподъемность контейнера, т; Vк - внутренний объем контейнера, м3; Квк - коэффициент максимально возможного использования вместимости контейнера (Квк ≤ 1); Rкб - максимально возможная масса брутто контейнера, т; Ркб - фактическая загрузка контейнера, т; Gк - собственная масса контейнера (нетто), т; Fк - площадь основания контейнера, м2; m - количество контейнеров, загружаемых в транспортное средство, ед. (m - целое число); р - количество контейнеров, укладываемое в один ярус в транспортном средстве, ед. (р - целое число); j - индекс суммирования контейнеров. Применение приведенных выше математических формул дает возможность значительно сократить количество рассматриваемых альтернативных вариантов при изначальном выборе способа и схемы транспортирования тарно-штучных грузов, исключая из их числа явно нерациональные, как с точки зрения грузовладельца, так и транспортников. Алгоритмы формирования оптимальных транспортных пакетов и их загрузки в крупнотоннажные контейнеры При формировании оптимального транспортного пакета на заводе-производителе, на наш взгляд, должна быть выполнена следующая организационная и расчетно-аналитическая работа. 1. С учетом требований государственных стандартов (технических условий на продукцию) определяются параметры потребительской (транспортной) упаковки. В общем виде объем одного потребительского (грузового) места (Vпм, м3) выражается: где lпм, bпм, hпм - длина, ширина и высота одного потребительского места, м. 2. На основании найденных характеристик грузового места и стандартных требований к пакетированию грузов определяются параметры оптимального транспортного пакета. 2.1. Рассчитывается оптимальный способ размещения грузовых мест в транспортном пакете. Для этого может быть использована предлагаемая система математических уравнений и неравенств: где lгм, bгм, hгм - длина, ширина и высота грузового места, м; Lпр, Впр, Нпр - предельно допустимая габаритная длина, ширина и высота транспортного пакета, сформированного на поддоне, м; jяр - допустимое количество ярусов при укладке грузовых мест на поддоне; хгм - количество грузовых мест, укладываемых на одном ярусе; zгм - допустимое количество грузовых мест на поддоне, исходя из его грузоподъемности, ед.; qгм - масса одного грузового места, кг; Gпр - предельно допустимая грузоподъемность поддона, на котором сформирован транспортный пакет, т. 2.2. Определяется количество грузовых мест на поддоне (zгм), масса всего транспортного пакета с учетом средств пакетирования и его габаритные размеры. Допустимое количество грузовых мест в сформированном транспортном пакете выражается, ед.: Масса оптимального транспортного пакета брутто, т, и его объем, м3, рассчитывается по формулам где qсп - масса средств пакетирования в транспортном пакете, кг; Lпо, Впо, Нпо - оптимальная длина, ширина и высота транспортного пакета соответственно при выполнении всех стандартных требований. При формировании транспортных пакетов и загрузке их в крупнотоннажные контейнеры грузоотправители и транспортники сталкиваются с необходимостью решения ряда актуальных практических задач, в том числе: формирование транспортного пакета, обеспечивающего в максимальной степени использование грузоподъемности (грузовместимости) контейнера; составление схемы размещения транспортных пакетов в контейнере; определение нормы загрузки контейнера при использовании оптимальных транспортных пакетов и рациональной схемы их размещения. Решение этих задач возможно при применении предлагаемых математических неравенств и уравнений, отвечающих на указанные выше вопросы и базирующихся на стандартных требованиях: А. Не должны превышаться установленные стандартами линейные габариты транспортного пакета, м: при Б. Не должны превышаться определенные стандартами объемные, м3, и массовые, т, размеры транспортного пакета: (1) или (2) В. Транспортные пакеты должны вписываться во внутренние габариты контейнера: (3) Г. Не должна превышаться грузоподъемность контейнера: (4) Д. Электропогрузчик должен иметь такие характеристики, чтобы при загрузке транспортных пакетов в контейнеры обеспечивалось выполнение условий (1) и (4). Дополнительные обозначения в неравенствах (2) - (4): Vпф - фактический объем сформированного транспортного пакета, м3; Gпф - фактическая масса сформированного транспортного пакета, т; Lвк, Ввк, Нвк - внутренние размеры контейнера (длина, ширина и высота), м; Zпо - количество пакетов, загруженных в контейнер, ед.; Qк - грузоподъемность контейнера, т. С учетом рассчитанных параметров оптимального транспортного пакета разрабатываются рациональная схема размещения пакетов и норма загрузки контейнера соответственно: 1. Определяются полезные (которые можно занять грузом) длина и ширина контейнера. Длина пола контейнера (Lпк, м), которую можно занять грузом, вычисляется где Lк - длина пола контейнера, м; Δlк - длина пола контейнера в районе дверей, не используемая для укладки, м. Ширина пола контейнера (Впк, м), занятая грузом, рассчитывается где Вк - ширина пола контейнера, м; Δbк - ширина пола контейнера в районе дверей, м. 2. Рассчитывается полезная высота (Нпк, м) укладки пакетов в контейнере: где Нк - внутренняя высота контейнера, м; Δhк - высота, не используемая для укладки, в том числе с учетом свойств груза, м. 3. Рассчитывается полезный объем контейнера, м3: 4. Находится оптимальный способ размещения транспортных пакетов в контейнере, для чего необходимо выполнить ряд условий и требований. 4.1. Определяется допустимое количество транспортных пакетов, которое может быть размещено в контейнере (после расчета принимается меньшее целое число): где хпо - количество пакетов, укладываемых в одном ряду на нижнем ярусе в контейнере, ед.; упо - количество рядов транспортных пакетов в нижнем ярусе в контейнере, ед.; jпо - допустимое количество ярусов при укладке транспортных пакетов в контейнере. По результатам расчетов необходимо составить схему размещения пакетов в контейнере. При этом следует иметь в виду, что для отдельных видов грузов, ввиду их отнесения к опасным грузам, к примеру, аммиачной селитры, стандартами определена одноярусная укладка. 4.2. Рассчитывается количество груза (Gкг, т), которое может быть загружено в контейнер: 4.3. Определяется норма загрузки контейнера (Нкг, %): В результате расчета должно оказаться, что норма загрузки контейнера грузом равна или меньше 100 %. Размеры крупнотоннажных контейнеров унифицированы не только в соответствии с государственными стандартами Российской Федерации, но и международными стандартами ИСО (ISO), поэтому их использование должно вести к выполнению всех предложенных математических условий оптимизации технологической общности контейнеров и транспортных средств, используемых для перевозки тарно-штучных грузов. Выводы Использование предлагаемого математического аппарата позволит: - проводить в дальнейшем целенаправленные исследования по определению значений фактических потерь, необходимых для учета в стоимости доставки грузов тем или иным способом или в той или иной транспортной схеме; - при планировании доставки грузовых партий в максимальной степени учитывать интересы грузовладельцев по формированию партий тарно-штучных грузов и транспортных предприятий, предоставляющих перевозочные и перегрузочные средства; - формировать оптимальные транспортные пакеты непосредственно у заводов-изгото-вителей для грузов, первично выпускаемых в бумажных мешках или полиэтиленовых пакетах; - определять наилучшие схемы загрузки крупнотоннажных контейнеров транспортными пакетами с привлечением электропогрузчиков.
Список литературы

1. Плужников К. И., Чунтомова Ю. А. Транспортное экспедирование, агентирование и брокераж: учеб. М.: ТрансЛит, 2012. 576 с.

2. Телегин А. И., Костров В. Н. и др. Транспортное экспедирование: учебн. пособ. Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2010. 400 с.

3. Стандартизация и сертификация продукции. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение: справ. пособ. / под ред. проф. А. И. Телегина. Н. Новгород: Изд-во ВГАВТ, 2001. 278 с.

4. Ничипорук А. О. Методические основы определения оптимальных способов и схем транспортирования минеральных удобрений: моногр. Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2009. 108 с.


Войти или Создать
* Забыли пароль?