Пропускна здатність ЗТК із урахуванням випадкових факторів

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

До виконання курсового проекту з дисципліни

«Взаємодія видів транспорту»

ДЛЯ СТУДЕНТІВ НАПРЯМУ

«Транспортні технології (автомобільний транспорт)»

Київ-2013

УДК 631.173.2/075.8

Методичні вказівки довиконання курсового проекту з дисципліни «Взаємодія видів транспорту» для студентів напряму «Транспортні технології (автомобільний транспорт)»підготував професор кафедри транспортних технологій та засобів у АПК С.Г. Фришев.

Рекомендовано вченою радою факультету інженерії агробіосистем НУБіП України. Протокол №10 від 14.06.2013 року.

Укладач: професор С.Г. Фришев.

Рецензенти: доцент В.Д. Гречкосій, доцент С.П. Пожидаєв.

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту з дисципліни «Взаємодія видів транспорту»» для студентів напряму

«Транспортні технології (автомобільний транспорт)»

Ум. Друк. Арк. 2,5.

Наклад 50пр.

Видавничий центр НУБіП України.

03041, Київ, вул. Героїв Оборони, 15

МЕТА І ЗАДАЧІ КУРСОВОЇ РОБОТИ

Мета курсового проекту - закріплення теоретичних знань по дисципліні "Взаємодія видів транспорту", придбання практичних навичок по визначенню оптимального варіанта організації взаємодії сільськогосподарських машинних агрегатів, транспортно-технологічних машин та автомобільного транспорту в польових умовах і транспортних вузлах.

При виконанні курсового проекту необхідно користуватися результатами сучасних досягнень науки і техніки в організації перевізних процесів, механізації вантажно-розвантажувальних робіт, керуванні складними виробничими об'єктами на автомобільному транспорті.

Для рішення поставлених завдань студент повинний знати основи загальнонаукових, загально інженерних і спеціальних дисциплін: прикладну математику, інженерну графіку, інформатику, автомобільні дороги, вантажні автомобільні перевезення, вантажознавство, комплексну механізацію виробничих процесів в АПК й вантажно-розвантажувальних робіт.

У двох розділах курсового проекту пропонується розглянути методики: 1) аналізу пропускної здатності збирально-транспортного комплексу для удосконалення його складу та 2 )розрахунку раціональних параметрів взаємодії залізничного та автомобільного транспорту

У процесі виконання роботи студент повинний вміти зробити розрахунок і аналіз пропускної здатності збирально-транспортного комплексу для удосконалення його складу шляхом зменшення кількості транспортних засобів за рахунок зменшення часу їх обороту, визначити оптимальний рівень завантаження каналу взаємодії, розрахувати обсяги перевалки за різними варіантами з залізничного транспорту на автомобільний .

СТРУКТУРА І ОБСЯГ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

Для виконання курсового проекту кожний студент одержує від керівника курсового проекту індивідуальне завдання , що може наводити реальну ситуацію на виробництві.

Виконання курсової роботи провадиться відповідно до графіка, наведеного у табл. 1.

Таблиця 1 - Графік виконання курсового проекту

ВСТУП

У вступі студент повинен стисло показати актуальність виробничих процесів в галузі взаємодії видів транспорту, описати проблемну ситуацію, що розглядається в курсовому проекті і викласти її основний зміст.

Під час збирання урожаю сільськогосподарської продукції із застосуванням перевантажувальної технології транспортний процес містить прийом продукції від збирального комбайна (завантаження), транспортування з перевантаженням до приймального пункту, розвантаження продукції та порожнього пробігу до поля. Цей процес характеризується взаємодію всіх складових сучасного технологічного ланцюга «поле - комбайни – причеп-перевантажувач – автотранспортні засоби», яка визначає продуктивність комбайнів та транспортних засобів (ТЗ). Раціональне співвідношення між параметрами технологічного процесу можливо встановити при дослідженні роботи комплексу збиральних і транспортних машин шляхом аналізу його пропускної здатності.

Найбільш поширене має взаємодія залізничного і автомобільного транспорту. При обробці вагонів та автомобілів на пунктах взаємодії для забезпечення оптимального обслуговування в основному вирішуються два
завдання: знаходження мінімального достатнього парку вантажно-розвантажувальних машин та визначення потреби в рухомому складі для ввезення-вивезення.

Розділ 1. Визначення та аналіз пропускної здатності збирально-транспортного комплексу

Мета роботи – оволодіти методикою аналізу пропускної здатності збирально-транспортного комплексу для удосконалення його складу.

1.1 Умови ефективної роботи збирально-транспортного комплексу (ЗТК)

Збиральні бункерні комбайни використовуються як транспортно-технологічні засоби для виконання таких технологічних операцій:

· збирання урожаю сільськогосподарських культур (зерна, цукрових буряків, коренебульбоплодів та ін.) та завантаження його в бункер;

· вивантаження продукції з бункера в кузов транспортного засобу під час руху комбайна або на зупинці.

Розглянемо пропускну здатність збирально-транспортного комплексу із застосуванням зернозбиральних комбайнів (ЗК). Для усунення простоїв в технологічний ланцюг вводиться проміжна ланка – міжопераційний компенсатор, и перевезення здійснюється по схемі комбайн - компенсатор – автомобіль - тік. В якості компенсатору застосовується як правило причеп-перевантажувач (ПП).

Зерно з бункера комбайна вивантажується в бункер (кузов) причепа-перевантажувача, яким транспортується до краю поля, де перевантажується у великовантажні автомобілі для перевезення у хлібоприймальні пункти. Здійснюється найбільш раціональний технологічний процес транспортування зерна від комбайнів - перевезення з перевантаженням, який дозволяє суттєво підвищити продуктивність ЗК за рахунок виключення їх простоїв та не допустити ущільнення грунту в полі великовантажними АТЗ. Виконується робота технологічного ланцюга «поле – ЗК – ПП – АТЗ», де працюють три типа мобільних пунктів взаємодії у ланках: «поле - ЗК», «ЗК – ПП» та «ПП – АТЗ».

Необхідною умовою ефективної роботи збирально-транспортного комплексу (ЗТК) для перевантажувальної технології є виконання умови, при якої забезпечується максимальна пропускна здатність першої ланки «поле - ЗК», а також не гальмується робота другої ланки збоку третьої, що відображається наступними виразами:

, (1)

, (2)

де - пропускна здатність першої ланки «поле – ЗК»;

- пропускна здатність другої ланки «ЗК – ПП»;

- пропускна здатність третьої ланки «ПП – АТЗ».

Основні кроки аналізу пропускної здатності – це визначення необхідної пропускної здатності окремих ланок ЗТК, зіставлення пропускної здатності другої і третьої ланок, а потім вибір та аналіз альтернативних варіантів, що дозволяють подолати можливу суттєву різницю між їх значеннями.

На даний час в інженерній практиці найбільш поширені детерміновані розрахункові моделі двох типів:

1) з урахуванням детермінованого підходу з використанням аналітичних залежностей,

2) з урахуванням впливу на хід процесів випадкових факторів шляхом застосування імовірнісно-статистичного підходу.

Пропускна здатність ЗТК із урахуванням випадкових факторів

Пропускна здатність ЗТК при відсутності гальмування з боку ТЗ дорівнює пропускної здатності першої ланки «поле - ЗК» ланцюга.

Розрахункова пропускна здатність ланки «поле – ЗК» для перевантажувальної технології із урахуванням випадкових факторів (у імовірнісно-статистичному підході) для прийнятого нормального закону розподілу часу обслуговування визначається як

, бунк./зм., (3)

де - середнє арифметичне значення пропускної здатності ланки «поле – ЗК»:

, (4)

де - кількість (одиниць) комбайнів, що необхідні для збирання урожаю з площі поля S, га при урожайності зерна U, т/га та продуктивності комбайна за годину змінного часу знаходиться за формулою (числові значення в табл.. 1 додатку А):

, од., (5)

де СEILING – функція, яка повертає найближче більше ціле значення;

К_ЗМ – коефіцієнт змінності (1,5), який показує кількість змін (Т_ЗМ=8 год), що працює комбайн за добу;

Д_Р – кількість робочих днів для збирання зерна за агровимогами (12 днів);

- продуктивність ЗК за годину змінного часу визначається як

, т/год., (6)

де - продуктивність ЗК за годину робочого (основного) часу, яка знаходиться за даними технічної характеристики ЗК (Додаток А, табл. 1);

- коефіцієнт використання часу зміни, який приймається як =0,8;

- середнє арифметичне значення тривалості робочого циклу ЗК (часу наповнення бункера комбайна зерном), яка визначається в результаті експериментальних спостережень величини t_ЦП .;

, (7)

де t_і –середина і-го інтервалу розподілу часу виконання робіт;

n_і – кількість значень заміру в і-му інтервалі;

n – кількість інтервалів розподілу часу. Як приклад представлення результатів експериментальних спостережень величини t_ЦП – тривалості циклу наповнення бункера зерном, показано в табл. 1. Дані спостережень знаходяться в межах від 0,76 до 0,82 год. і поділяються на n = 7 інтервалів (0,82 – 0,76)/6=0,01 год.

- середнє квадратичне відхилення пропускної здатності ЗК:

, (8)

- середнє квадратичне відхилення тривалості часу робочого циклу ЗК

дорівнює

, (9)

- параметр, значення якого приймається залежно від прийнятого рівня ймовірності (приймаємо Р = =0,95) та кількості спостережень n тривалості часу робочого циклу комбайназ відповідної таблиці імовірнісних характеристик ( табл. 2).

Таким чином імовірнісно-статистичний підхід передбачає виконання таких задач: визначення середнє-арифметичного значення тривалості робочого циклу ЗК і середнє квадратичного його відхилення, вибір закону розподілу та доведення правомірності його використання, розрахунок імовірнісних характеристик пункту взаємодії.

Таблиця 1 – Результати експериментальних спостережень величини t_ЦП, год

Таблиця 2 - Значення залежності від довірчої імовірності Р(t) = і n-1

n-1
0,80	0,90	0,95	0,98	0,99
	3,08	6,31	12,7	31,8	63,7
	1.89	2,92	4,30	6,96	9.92
	1,64	2,35	3,18	4,54	5,84
	1,53	2,13	2,77	3.75	4,60
	1,48	2.02	2,57	3,36	4,03
	1,44	1,94	2,45	3,14	3,71
	1,40	1,86	2,31	2,90	3,36
	1,37	1,81	2,23	2,76	3,17
	1,36	1,78	2,18	2,68	3,06
	1,35	1,76	2,14	2.62	2,98
	1,34	1,75	2,12	2,58	2,92
	1,33	1,73	2,10	2,55	2,88
	1,33	1,77	2,09	2,53	2,84
	1,32	1,71	2,06	2,48	2,79
	1,31	1,70	2.04	2.46	2,75
	1,30	1.68	2,02	2,42	2,70
	1,30	1,67	2,00	2,39	2,66
	1.28	1.65	1,96	2,33	2,58

Оскільки зроблено припущення, що щільність розподілу імовірності величини t_ЦП підпорядковується нормальному закону, то теоретична щільність розподілу дорівнює

(10)

Перевірка правомірності використання закону нормального розподілу визначається критерієм Пірсона – критерієм χ² (хі-квадрат), який розраховується як:

, (11)

де N= - повний обсяг вибірки спостережень;

n_i – кількість елементів вибірки і-го інтервалу;

- емпірична імовірність попадання в і-й інтервал;

– ширина інтервалу.

- передбачувана (теоретична) імовірність попадання в і-й інтервал, яка визначається за формулою (10).

Розраховане значення χ² порівнюється з теоретичним його значенням для заданого рівня імовірності (або значущості), який визначається показником ступеня свободи. Рівень імовірності частіше всього задається значенням 0,95 (з відповідним рівнем значущості 0,05), а показник ступеня свободи знаходиться за формулою:

, (12)

де k – кількість інтервалів; s – кількість числових характеристик закону розподілу (математичне очікування, середнє-арифметичне значення і дисперсія).

Теоретичне χ² знаходиться з відповідної таблиці імовірнісних характеристик (табл. 3). Якщо розраховане значення χ² перевищує теоретичне його значення, то гіпотеза о нормальному розподілі відкидається. У протилежному випадку гіпотеза приймається і розрахункова пропускна здатність транспортної системи при імовірносно – статистичному підході для нормального закону розподілу визначається за формулою (3).

Таблиця 3 - Значення в залежності від r і Р

12
• 3
• Далее ⇒