Место и роль промышленного транспорта в транспортной системе

§ высокая степень неопределенности системы;

§ разделение системы на подсистемы с несовпадающими целями управления.

Основные источники значительной неопределенности больших транспорт-но-технологических комплексов: нерегулярность внешних воздействий на входы системы (неритмичность технологического процесса, статистическая неопреде-ленность продолжительности отдельных транспортных и технологических опера-ций и др.); структурная ненадежность системы (выход из строя отдельных ее эле-ментов). Неопределенность лишает смысла точную оптимизацию оперативных решений и требует поиска достаточно хороших решений, что согласуется с эври-стическими методами снижения неопределенности системы.

На промышленном транспорте управленческие, организационные, производственно-технические и прочие факторы находятся в сложной взаимной зависимости. Например, транспортно-технологические системы промышленного предприятия должны учитывать план выпуска и характеристику основной продукции, технологию производства, мощность оборудования, вероятность возникновения неполадок, а также ограничения производственно технологического характера. Составление плана перевозки, который был бы одновременно и реальным, и экономически выгодным, - задача далеко не легкая. Редко имеют место попытки решения сразу комплексной задачи, охватывающей крупный объект с большим числом грузопотоков и широкой номенклатурой промышленных транс-портных средств, потому что в этих случаях, помимо большой сложности реше-ния возникают дополнительные трудности организационного порядка, так как на отдельных грузопотоках устанавливаются сложные графики использования обо-рудования, практическая реализация которых невозможна. Кроме того, в таких. расчетах не учитываются элементы случайности, влияние которых возрастает с ростом сферы, охватываемой расчетом.

Ввиду большой сложности всех транспортно-технологических систем и влияния большого числа факторов происходят сбои в основном технологическом процессе промышленных предприятии. В доменном цехе из-за несвоевременной подачи сырья происходит более двух тысяч перешихтовок в год, в результате теряется около 20 тыс. т чугуна и перерасходуется около 1 тыс. т кокса. Следует иметь в виду, что неритмичность подвоза сырья и вызванные ею перешихтовки приводят к ухудшению качества чугуна (повышению содержания кремния и се-ры), изменению распределения фракции на колошнике, нарушению газового по-тока в печах и их теплового и шлакового режимов.

На участке горячих перевозок доменного цеха потери вызываются следую-щими причинами:

Ё задержками выпусков чугуна из доменных печей;

Ё задержками заливки мартеновских печей из-за несвоевременной подачи чугуна;

Ё снижением температуры чугуна (до 100 ^оС на каждом выпуске);

Ё непроизводительным использованием локомотивов и ковшей.

Весьма значительны экономические потери и на участке перевозок слитков из мартеновских цехов в отделение нагревательных колодцев. Сбои в подаче слитков приводят к невосполнимым потерям, вызываемым простоями обжимных и прокатных станов, снижением температуры слитков, непроизводительным ис-пользованием локомотивов и слитковозных составов и др. Сложным является управление взаимосвязями объектов и операций при погрузке угля в полувагоны.

Неритмичность подачи порожних вагонов под погрузку готовой продукции - источник серьезных нарушений технологического процесса предприятий, особенно тех, где складирование продукции невозможно или нежелательно. Так, прямые потерипроизводительности угольных резервов, на которых погрузка осуществляется непосредственно в подвижной состав, составляют 5-10%. На ма-шиностроительных заводах основные рабочие 10-12% рабочего времени простаивают из-за несвоевременного подвоза заготовок в обрабатывающие цехи и готовых изделий к сборочным линиям.

2. Автоматизованные системы управления промышленным транспортом

Автоматизированная система управления (АСУ) транспортом - одна из функциональных подсистем АСУ промышленных предприятий. Структура и функции промышленных подсистем зависят от особенностей основного производства. Можно выделить пять типов промышленных предприятий с различающимися системами управления транспортом: открытые горные разработки, угольные районы, металлургические заводы, машиностроительные и другие предприятия, а также межзаводские транспортно-технологические объединения.

На открытых горных разработках одна из основных функций АСУ состоит в оперативном управлении горно-транспортным процессом, что сводится к решению следующих задач:

o планированию выемки и погрузки горной массы по условиям оптимального ведения горных работ и наилучшего усреднения полезного ископаемого, планированию работы железнодорожных составов по критерию наилучшего использования горного и транспортного оборудования;

o оперативному управлению движением с выбором маршрутов следования и моментов отправления каждого состава по выбору очередного адреса назначения каждого автосамосвала после выполнения им предыдущего рейса.

При оперативном планировании работы транспорта угольного района реша-ется комплекс взаимосвязанных задач планирования погрузки перевозок и сбыта. Прежде всего, планируются поставки угля на обогатительные фабрики, затем распределение порожних вагонов по станциям примыкания подъездных путей по шахтам и фабрикам на каждом примыкании, а также поездная работа и регулиро-вание движения поездов и локомотивов.

Система управления транспортом металлургического завода состоит из не-скольких автономных подсистем. Две из них - системы управления горячими пе-ревозками чугуна и стали входят в системы управления соответствующими тех-нологическими участками завода и предназначены для распределения груженых и порожних чугуновозных ковшей или слитковозных составов и планирования ра-боты локомотивов с целью наилучшего удовлетворения оперативных потребно-стей технологических агрегатов. Специализированная транспортная подсистема АСУ металлургическим заводом предназначена для управления общезаводскими перевозками и решает задачи планирования работы с вагонами общесетевого и заводского парков, поездной работы и управления локомотивами.

На машиностроительных заводах отдельные подсистемы АСУ предназначены для управления железнодорожным и автомобильным транспортом. Первая из них решает те же задачи, что и подсистема управления общезаводскими перевозками в металлургии. Вторая строится в зависимости от принятого варианта организации работы автотранспорта: по графику, под руководством диспетчера, под руководством оперативного персонала технологических цехов. Во всех случаях система решает задачи технико-экономического, сменно-суточного и оперативного планирования и учета, автомобильных перевозок, причем методы решения этих задач различны для каждого варианта организации перевозок.

Системы управления перевозками в межзаводских транспортно-технологических объединениях решают задачи: планирования ввоза и вывоза сы-рья, топлива и полуфабрикатов; обеспечения предприятий-потребителей необходимыми материалами, а поставщиков - порожними вагонами; контроля за про-движением основных грузов; сбора и накопления учетных данных. Подобные системы работают в тесном взаимодействии с АСУ магистральным транспортом.

Информационное и техническое обеспечение АСУ. Реализация АСУ начи-нается с создания информационных систем. Центральный вопрос разработки АСУ - организация сбора и обработки информации. В системах управления промышленным транспортом используется информация о пребывающих на предприятие и отправляемых с него вагонах и грузах. Наряду с оперативной информацией в АСУ используются плановые данные и нормативно-справочная информация (НСИ). Для ввода в систему оперативной информации, ее хранения, обработки и представления пользователям результатов расчета используется широкий набор технических средств (ТС), которые могут быть разделены на две группы - общего назначения и специализированные транспортные.

По функциональным признакам ТС АСУ подразделяются на четыре груп-пы:

Ш регистрации, сбора и подготовки информации. Документированная информация фиксируется и подготавливается вручную; для ввода оперативной информации часто применяются специализированные транспортные датчики;

Ш передачи информации, обеспечивающие обмен данными между пункта-ми их возникновения, переработки и потребления. Характеристики этих средств зависят от дальности передачи, объема данных и требуемой скорости их доставки;

Ш хранения и обработки информации - вычислительные системы, конфигурация которых зависит от потребностей конкретных задач;

Ш отображения и выдачи информации, предназначенные для представле-ния данных в виде документов и видеограмм на перфоносителях, экранах дисплеев, мнемосхемах и т.п.

В состав серийных средств ввода и вывода информации входят устройства прямой связи человека с ЭВМ с помощью индивидуальных пультов с ручным вводом данных, с фиксацией информации на бумаге или выводом ее на экран, ввода-вывода с промежуточным носителем информации, непосредственного вво-да с первичных документов, ввода-вывода данных в ЭВМ с удаленного терминала через канал связи.

Наиболее совершенные из используемых терминалов -- абонентские пункты, представляющие собой комплекс устройств для обработки данных и обмена информацией между удаленным абонентом и ЭВМ или между двумя удаленными абонентами. Для автоматизации ввода оперативной информации.

АСУ промышленным транспортом используются специализированные уст-ройства, обеспечивающие контроль состояния железнодорожных путей и показаний сигналов, обмен информацией с движущимися объектами железнодорожного и безрельсового транспорта, счет числа проследовавших осей и вагонов, считыва-ние информации с движущегося подвижного состава, автоматическое взвешива-ние груза в вагонах, автомобилях и на конвейерной ленте, контроль количества груза на складах и в бункерах, контроль работы погрузочных и выгрузочных агре-гатов (экскаваторов, вагонов-опрокидывателей, кранов), начала и окончания гру-зовых операций и др. Для участков замкнутых технологических перевозок разра-ботаны устройства передачи информации о размещении и состоянии локомотивов и автосамосвалов. В составе оборудования специальных пультов транспортных диспетчеров наряду с табло-мнемосхемами (а иногда и взамен их) могут приме-няться дисплеи, позволяющие наглядно отображать буквенно-цифровую и графи-ческую информации.

Железнодорожный промьпаленный транспорт. На участках технологиче-ских перевозок функции управления транспортом тесно связаны с функциями, управления основным производством, поэтому транспортные подсистемы разра-батываются в составе комплексных АСУ технологическими участками. Основное отличие систем управления технологическими перевозками от информационно-справочных состоит в необходимости стыковки вычислительного комплекса (ВК) с устройствами железнодорожной автоматики (УЖДА) и другими датчиками ин-формации.

В разрабатываемых АСУ на участках горячих перевозок принят различный. уровень автоматизации управления. В одних случаях на автоматизированную часть системы возлагается лишь распределение транспортных средств и планиро-вание перевозок, в других - и оперативное управление движением. В частности, задача управления транспортом участка "сталь-прокат" решается в три этапа:

o планирование потока плавок, когда разрабатывается наивыгоднейший план-график загрузки обжимного стана, определяющий для каждого слитковозно-го состава время начала и окончания всех технологических операций;

o планирование работы локомотива, когда при освобождении одного из локомотивов несколько очередных (запланированных на предыдущем этапе) ра-бот распределяются между локомотивами, и для каждого состава определяются наивыгоднейшие направления движения, путь в парке назначения и место стоян-ки в выбранном пути;

o управление движением, когда управляющие команды передаются ис-полнительным устройствам железнодорожной автоматики.

Информация о ходе технологических операций передается с различных площадок, из стриппера, отделения нагревательных колодцев и двора изложниц с помощью пультов ручного ввода или стандартных терминальных устройств. Для передачи информации о положении транспортных средств, состоянии путей и стрелок применяются устройства электрической централизации стрелок и сигна-лов или датчики номера составов. Информация поступает также от устройств въездной и переездной сигнализации, весовой автоматики, счета осей и др. Для слежения за движением применяются рельсовые цепи. Таким образом, исходная информация о подвижном составе и выполняемых операциях вводится в систему вручную, а о передвижениях -- автоматически. Пульты диспетчера цеха подготов-ки составов и транспортного диспетчера содержат устройства ввода и вывода, обеспечивающие обмен информацией между человеком и ЭВМ.)

Системы станционного уровня предназначены для автоматизации управле-ния маневровой и грузовой работой на крупных железнодорожных станциях про-мышленныхпредприятий. На промышленных сортировочных станциях целесооб-разна привязка типовой АСУ.

Система обеспечивает решение следующих задач:

* обработку в реальном масштабе времени информации о подходе поездов и подготовку составов к расформированию (расчет и выдачу размеченной теле-граммы натурного листа, сортировочного листа и справок о наличии и подходе вагонов различных категорий);

* учет наличия и расположения вагонов на путях сортировочного парка и подготовку составов к отправлению (подготовку ведомости накопления вагонов, телеграммы-натурного листа на сформированный поезд, справок о составе поезда и наличии в нем вагонов и контейнеров различных типов и др.);

* подготовку ответов на запросы о состоянии станционных путей и наличии на них вагонов различных категорий;

* ведение учета и составление отчетности по стандартным формам;

* текущее планирование работы станции.

Совершенствование управления грузовой и маневровой работой достигает-ся с помощью систем диспетчерского контроля работы грузовых пунктов. Пульты ручного ввода информации (ПРВ) устанавливаются на основных грузовых фронтах и диспетчерских пунктах производственных цехов. С ПРВ в цифровом коде передается информация о номере грузового фронта, номерах и числе вагонов, роде и массе груза, времени начала и. окончания грузовых операций, потребности в вагонах или автомобилях и др. Информация поступает в ЭВМ, на мнемопультьт или дисплеи начальника смены, грузового диспетчера и маневровых диспетчеров для целей оперативного управления. Одновременно автоматизируются учет про-стоя вагонов на грузовых фронтах и взаиморасчеты между железнодорожными и производственными цехами, а пользователи системы обеспечиваются оператив-ной информацией о сверхнормативных простоях вагонов, автомобилей и погру-зочно-разгрузочных механизмов, текущих значениях основных показателей рабо-ты станции.

Технологические карьерные перевозки. Автоматизированные системы управления технологическими карьерными перевозками разрабатываются в со-ставе комплексных АСУ горнотранспортным процессом. Информацию о положе-нии составов и занятости экскаваторов получают из сигналов, поступающих с ло-комотивов, с помощью специальной телемеханической системы. Сигнал о прохо-ждении составом контрольной точки и данные, набираемые на пульте машини-стом локомотива, передаются по радиоканалу в вычислительное устройство. Сис-тема предназначена для контроля и учета основных параметров регулирования, выбора режима погрузки, определения пункта погрузки (зоны карьера и экскаватора) и направляемого туда состава, выбора адреса выгрузки для составов, гру-женных породой. Комплекс аппаратуры горного диспетчера обеспечивает ввод сменного задания по экскаваторам и отвалам, хранение этой информации и ее пе-редачу транспортному диспетчеру, вывод данных о ходе погрузки. У транспорт-ного диспетчера, кроме диспетчерского пульта, установлены устройства для приема по радиоканалам информации с электровозов и для автоматической печати исполненного графика ведения горно-транспортных работ. Для горных пред-приятий черной и цветной металлургии и угольной промышленности созданы и другие варианты систем управления горнотранспортным процессом. В современных системах применяются центральные и периферийные устройства ЭВМ третьего поколения, дисплейные модули, датчики контроля размещения локомо-тивов и состояния экскаваторов.

Внешний транспорт. В обеспечении нормальной работы промышленных предприятий большое значение имеет предварительная информация о подходе вагонов и грузов с внешней сети. Существующие системы обмена предварительной информацией между магистральным и промышленным транспортом могут быть значительно улучшены при использовании автоматизированных информацион-ных систем.

Наиболее эффективно организуется оповещение грузополучателей о про-движении адресованных им вагонов и грузов при внедрении на дорогах автоматизированных систем управления эксплуатационной работой. В этом случае вся необходимая информация поступает из дорожного вычислительного центра предприятия или на терминальные устройства грузополучателя. При отсутствии такой системы со стыковых станций дороги или со станций формирования на завод пе-редаются телеграммы-натурные листы на прибывающие в адрес завода поезда. Наряду с этим предусматривается передача предварительной информации о про-гнозируемой сдаче вагонов с предприятия в вычислительный центр и на сортировочные станции дороги, автоматизированный обмен информацией между пред-приятием и автоматизированными сортировочными станциями, машинное фор-мирование перевозочных документов и документов о качестве продукции, обмен информацией между предприятиями грузоотправителями и грузополучателями. При перевозке продукции кольцевыми маршрутами разрабатываются автоматизированные системы контроля за их дислокацией. В этом случае информация о про-хождении маршрутами контрольных точек поступает в вычислительный центр дороги, откуда передается в вычислительный центр предприятия. На основании этих данных определяются дислокация маршрутов, дается прогноз их прибытия, составляются сведения об их использовании и др.

Автомобильный промышленный транспорт. Автоматизированная система технико-экономического планирования предназначена для расчета основных пла-новых показателей работы заводского автотранспорта, обеспечивающих наилучшее использование транспортных средств при условии своевременного выполне-ния заданного объема перевозок.

Для внедрения системы технико-экономического планирования разрабаты-ваются карты технологического процесса транспортировки, технико-нормировочные карты транспортного процесса, нормы времени и расценки работ. При этом распределение транспортных средств по цехам, основанное на средне-годовых статистических данных, заменяется оперативным распределением, исхо-дящим из реальной потребности в перевозках. Системы сменно-суточного плани-рования и маршрутизации работы межцехового автомобильного транспорта раз-рабатываются соответственно принятой организации перевозок (по графику, по заявкам, с распределением по цехам и др.). Оптимизация планирования и мар-шрутизация перевозок сокращают затраты времени на выполнение перевозок общий пробег машин и объем грузовых работ на 20-25%. Разработаны и внедрены эффективные методы планирования внутризаводских автомобильных перевозок по маятниковым маршрутам и методы построения расписания движения транс-порта по радиально-кольцевым маршрутам, обеспечивающие максимальное ис-пользование, грузоподъёмности транспортных средств при доставке

продукции одного цеха в другие. Некоторые алгоритмы оптимизируют маршруты перевозок по минимуму пробега автомобилей.

Большинство показателей, характеризующих работу автотранспорта про-мышленного предприятия, можно получить в результате обработки первичного

учетного документа - путевого листа. Кроме учета трудовых и материальных за-трат, путевой лист используется для начисления заработной платы водителям и расчетов за перевозку грузов.

Автоматизированные системы оперативного управления экскаваторно--автомобильными комплексами распределяют поток автомобилей по забоям исхо-дя из требований сменного плана выемки, если обеспечивается требуемая ших-товка руд:

v выбирают пункт погрузки и маршрут следования каждого автосамо-свала с целью минимизации суммарных простоев горного и транспортного обору-дования;

v учитывают работу экскаваторов и автосамосвалов;

v контролируют пра-вильность выполнения команд водителями.

Разработаны различные варианты по-добных систем, различающихся составом автоматизируемых функций, особенно-стями технических решений узлов съема и передачи информации с автомобиля на автомобиль и др.

Во всех случаях автосамосвалы оборудуются датчиками, передающими но-мер машины по радиоканалу. Номер считывается устройствами опознания, распо-ложенными у въездов в карьер, в пунктах погрузки (выгрузки) и других кон-трольных точках. Считанный номер передается по радиоканалу в диспетчерский пункт. Номер загрузившего автосамосвал экскаватора также передается по радио-каналу и в некоторых системах фиксируется в логическом устройстве, установ-ленном на автосамосвале, а затем считывается в контрольных точках. Масса груза автоматически фиксируется либо при прохождении автосамосвала через весы, ли-бо весомером, установленным непосредственно на машине. Вся информация по-падает в диспетчерскую, где фиксируется на машинном носителе или вводится-непосредственно в ЭВМ. Решение об адресовании автосамосвала, принятое дис-петчером или вычислительным устройством, передается на табло, установленное у въезда, в карьер, либо по радиоканалу непосредственно в кабину водителя. Ино-гда предусмотрен обмен между автосамосвалом и экскаватором специальными сигналами, гарантирующими правильность выполнения задания.

Лекция 7

ПРОМЫШЛЕННО-ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ ПРЕДПРИЯТИЙ

1. Промышленный транспорт предприятия как техническая система

Транспортная системология -- это наука о транспортной системе, целью которой является обеспечение цельности, всестороннего подхода к решению сложных проблем развития и эксплуатации промышленного транспорта. В основе понятий системного подхода к транспорту положен понятийный аппарат, заимст-вованный из общей теории систем, базой которого является понятие "система" и связанные с ним системные категории системные связи и отношения, системные свойства). Структурные образования системных понятий: система (системообра-зующий компонент; системный объект; границы системы, состав системы); системные связи и отношения (технические, технологические, экономические, пра-вовые, социальные, специальные, информационные, материальные, энергетиче-ские); системные свойства (большая, искусственная, открытая, техническая, соци-альная, целостная, обособленная, централизованная, децентрализованная, управляемая; детерминированная, целостностная, динамическая, самоорганизующаяся, эмерджентности).

Системное представление о промышленном транспорте предприятия пред-полагает выделение системных объектов, к которым относятся вход, процесс, выход, цель, критерии, обратная связь и ограничения.

Вход транспортной системы обусловливается системообразующим компо-нентом, а именно предъявляемым количеством (объемом) грузов, подлежащих перевозке различными видами транспорта. Это характеризует промышленную транспортную систему как систему потоковую, определяет ее внутреннюю структуру, состав и содержание процесса. Процесс функционирования транс-портной системы характеризуется чрезвычайной сложностью, определяемой многообразием вариантов возможного удовлетворения потребностей предприятия в перемещении грузов, а также исключительно высоким динамизмом материаль-ных потоков, их большим разнообразием по характеру и свойствам. Процесс транспортной системы характеризуется набором соответствующих параметров.

Выход транспортной системы характеризует результат ее деятельности, является функцией совокупности факторов, обусловленных входом и процессом системы. Деятельность системы предполагает наличие цели, ради достижения ко-торой она функционирует и осуществляется процесс управления ею.

Цель транспортной системы определена как необходимость более полного и своевременного удовлетворения потребностей в перевозке грузов. Естественно, эта цель должна быть достигнута при определенном критерии.

Критерий -- показатель, экстремальное значение которого характеризует степень соответствия хода функционирования транспортной системы поставлен-ной цели, может быть оценен достигнутым значением функционала.

Обратная связь -- важнейшее понятие кибернетики, означающее воздейст-вие результатов управления на процесс этого управления. Для обеспечения целе-направленного функционирования транспорта как системы с заданными значе-ниями на ее выходе необходимо постоянно воздействовать на процесс, изменяя параметрысистемы через влияние на ее вход с учетом действующих ограничений. Это требует организации управления материальными потоками в границах всей транспортной системы (от входа до выхода), т.е. "от двери до двери". Такое управление может быть основано на использовании принципа обратной связи. Это обусловливает необходимость четкого установления границ транспортной" системы, в пределах которых и должен проявляться этот принцип в управлении транспортом как системой.

Ограничения отображают внутренние свойства системы в процессе их взаи-моотношения с внешними ограничивающими факторами. В экономических сис-темах ограничения увязывают их технико-экономические характеристики и пла-ны действий с ресурсами, предназначенными к потреблению. Учитывая, что транспортная система является частью экономической, большим потребителем материальных, энергетических, финансовых и людских ресурсов, ее развитие на-ходится под прямым воздействием ограничений по этим видам ресурсов.

Границы промыииенно-транспортной системы обусловливаются тем, что промышленный транспорт является составной частью сферы обращения и обес-печивает перемещение готового продукта из сферы непрерывного производства в сферу потребления. Границы транспортной системы вытекают из экономических. границ перемещения грузов в сфере обращения. При этом основу транспорта сфе-ры обращения составляют магистральные виды. Однако при существующей фор-ме организации распорядительства техническими средствами отдельные виды ма-гистрального транспорта, как правило, не обеспечивают полностью перевозочный процесс грузов в сфере обращения, т. е. "от двери до двери". Подвоз грузов (про-дукции) из сферы производства к магистральным видам транспорта и подача гру-зов с магистральных видов транспорта в сферу потребления осуществляются по подъездным путям к промышленным предприятиям, строительным и торговым организациям. Эти перевозки относятся к сфере обращения независимо от того, чьими средствами (функции распоряжения) они выполняются -- отправителя или получателя грузов или средствами транспорта общего пользования. Связь внеш-него промышленного транспорта с магистральными осуществляется через так на-зываемые стыковые пункты, которые размещаются на железнодорожных станци-ях, в речных и морских портах, аэропортах и др.

С учетом изложенного модель транспортной системы в ее границах схема-тически можно выразить как совокупность транспортных коммуникаций магистральных видов транспорта и внешнего промышленного транспорта, объединен-ных между собой стыковыми пунктами. Модель транспортной системы отражает прежде всего ее потоковый характер. Грузы на входе системы распределяются по каналам транспортных магистралей, что характеризует транспорт как коммуника-ционную систему, главная функция которой - реализация сообщений материальных объектов. Связь промтранспортных коммуникаций со средой осуществляется с помощью внешнего промышленного транспорта через стыковые пункты. Следовательно, состав всей транспортной системы можно представить совокупностью трех подсистем со свойственными им конструктивными особенностями: внешнего промышленного транспорта, транспортных магистралей и пунктов их стыкования. Под пунктом стыкования понимают подсистему транспорта как комплекс технических средств и обустройств взаимодействующих видов транспорта и совокупности отношений между ним, обеспечивающих переход (передачу) материального потока с внешнего промышленного транспорта на транспортные магистрали и обратно.

Внешний промышленный транспорт обеспечивает связи и отношения на. входе и на выходе транспортной системы. При этом выход в сферу материального производства, функционирование потоков этой сферы, а также выход из нее осуществляет промышленный транспорт.

Под единой транспортной системой понимается комплекс технических средств, коммуникаций и обустройств различных видов транспорта и совокуп-ность отношений (технологических, организационных, правовых, социальных и специальных), обеспечивающих полное, своевременное и качественное удовлетворение потребностей в перевозке грузов в сфере обращения.

Системное представление транспорта на макро уровне связано с изучением его как части системы более высокого ранга - народного хозяйства, а предметом изучения являются системные связи и отношения, формируемые на входе и выхо-де транспортной системы.

При этом исследование системных связей и отношений при макро подходе связано с практическим решением следующих основных сис-темных задач транспорта:

· рационального распределения материальных потоков по видам транс-порта;

· организации системы комплексного транспортно-экспедиционного об-служивания получателей и отправителей грузов независимо от вида транспорта, применяемого для перемещения.

Системное представление транспорта на микро уровне связано, с одной стороны, с познанием его составных подсистем (внешнего промышленного транс-порта, транспортных магистралей и пунктов их стыка) и формируемых между ними системных связей и отношений, с другой - это познание составных частей транспортных магистралей при их последовательном размещении (прямые смешанные перевозки).

Отмеченные практические задачи системного характера как на макро, так и на микроуровнях познания транспорта свидетельствуют о прямой зависимости решения проблемы создания единой транспортной системы от комплекса науч-ных и практических задач координации работы и комплексного развития различ-ных видов транспорта. Особо необходимо подчеркнуть, что возникающие сис-темные связи и отношения как на макро, так и на микроуровнях формируются и проявляются в основном в транспортных узлах. Из этого вытекает одно из важ-нейших системных положений транспорта: транспортный узел - важнейшее звено всего перевозочного конвейера, один из главнейших элементов при формирова-нии единой транспортной системы. Согласно общей теории систем одним из условий оптимального функционирования больших систем является наличие в их управляющих частях центрального органа управления, функцией которого явля-ется координация действий подсистем, стимулирование и регламентация их дея-тельности, обеспечивающие согласование собственных интересов подсистем с целью (интересами) всей системы, т. е. превращение ее в централизованную систему. Только в централизованной системе можно достичь важнейших системных свойств транспорта: совместимости или гармонии подсистем, оптимизации системы в целом.

2. Система транспортных измерителей

Систему транспортных измерителей можно построить на базе трех основ-ных единиц: транспортной массы, транспортного пути и транспортного времени, а технологические измерители можно установить на базе этих трех основных. Система транспортных измерителей дает, кроме того, величины, которые могут быть отнесены к затратам, возникающим при перевозках.

Транспортная масса представляет собой число транспортных или производственных единиц. Этот измеритель может быть скаляром или вектором. Скалярная транспортная масса состоит из находящихся в покое или движении еди-ниц. Векторная транспортная масса обладает пространственно-временной инфор-мацией об источнике и пункте назначения, а в большинстве случаев и о моменте времени перевозки. Скалярный транспортной массой являются тонны угля, ле-жащего на складе. В скалярных величинах измеряется число имеющихся в распо-ряжении подвижного состава. Векторной транспортной массой является, например, число автомашин, которые в определенный момент времени находятся в движении. В зависимости от того рассматриваются ли сами транспортные средст-ва или нет, применяют уточнения "брутто" и "нетто" (если величины транспорт-ной массы выражаются в физических единицах массы). Вариантом обозначения транспортной массы может быть понятие объема перевозок.

Транспортный путь рассматривается не только как расстояние между начальным пунктом или пунктом зарождения грузопотока до пункта назначения, но характеризуется одновременно и своим направлением. Таким образом, с точки зрения математики транспортный путь является вектором. В действительности надо учитывать фактический путь, который в зависимости от конкретной задачи обозначается как путь следования, маршрут следования, маршрут перевозки или же как кратчайший путь.

Транспортным временем является промежуток времени, необходимый для, процесса перевозки. Если же в виде исключения должен быть задан абсолютный момент времени процесса перевозки, то транспортное время относится к нулево-му пункту установленной системы координат, например к началу суток.

Необходимо различать время хода и время нахождения в пути. Время хода соответствует времени, в течение которого транспортная масса действительно на-ходится в движении и которое, таким образом, не содержит в себе времени оста-новок. Время нахождения в пути учитывает передвижение, остановки на проме-жуточных станциях, переформирование поездов, а также при известных обстоятельствах смену одного транспортного средства другим и ожидание. При грузо-вых перевозках общее время транспортировки обозначается временем или сроком доставки. При рассмотрении оборота подвижного состава имеют дело с временем оборота, которое соответствует продолжительности эксплуатационного цикла. Так, например, для грузового вагона это промежуток времени от момента одной погрузки до момента следующей погрузки.

С помощью измерителей работы в абсолютных величинах оценивают как отдельные транспортные перевозки, так и процессы перемещения между отдель-ными пунктами в их совокупности, т.е. оценивают так называемые транспортные потоки. Из трех основных измерителей - транспортной массы, транспортного пути и транспортного времени образуются для отдельных потоков новые производ-ственные измерители.

Мощность транспортного потока определяется как количество транс-портной массы, переходящее в единицу времени в определенном пункте или че-рез определенное сечение транспортного пути в определенном направлении. Та-ким образом, мощность потока является четко выраженным векторным понятием, т.к. имеет и величину, и направление.

Транспортная работа определяется как скалярное произведение вектора транспортной массы и вектора пути. Таким образом, она является скаляром и может суммироваться. Эта величина не отнесена к определенному промежутку времени. При ее определении первый из сомножителей может быть взят в действи-тельных или в тарифных единицах массы, а второй - как действительно пройден-ный путь или как тарифное расстояние. Это дает четыре возможности интерпре-тации произведения. Необходимо различать понятия транспортной работы, пред-. ставляющей собой в основном статистическую величину, и механической работы, которую совершает локомотив за счет развиваемой им силы тяги на определен-ном отрезке пути.

Транспортная производительность определяется произведением транс-портной массы и транспортного пути, отнесенным к транспортному времени. Ее можно также подсчитать как транспортную работу, отнесенную к времени, или как произведение транспортной массы и скорости, или же как мощность транс-. портного потока, умноженную на путь.

Число транспортных средств, находящихся на определенном отрезке пути, отнесенных к длине этого отрезка, называется линейной плотностью потока.

Между отдельными транспортными измерителями можно установить взаи-мосвязи. Если брать отношения измерителей одинаковых размерностей, то можно получить относительные величины, часто выражаемые в процентах. В других случаях из отношений измерителей образуются средние значения технологиче-ских величин.

3. Промышленно-транспортные системы предприятий и их основные показатели

Транспортные системы горно-обогатительных комбинатов.

Транспорт горно-обогатительного комбината решает комплекс организационных, технических и оперативных задач и в соответствии с этим состоит из нескольких функциональных подсистем.

Для карьера основными являются:

* подсистема управления производственно-хозяйственной деятельностью;

* подсистема горноподготовительных работ (включая геологоразведку, буровзрывные работы и др.);

* подсистема горно-транспортных работ, которая при наличии нескольких видов транспорта может состоять из нескольких подсистем (экскаваторно-автомобильный комплекс, железнодорожный транспорт).

В отдельных случаях можно выделить подсистему внешнего транспорта.

Технология выемки и транспортировки горной массы на карьерах предопре-деляет неразрывную связь горных и транспортных операций. Работа горно-транспортного комплекса планируется в несколько этапов.

Последовательно раз-рабатываются:

* планы производства;

* календарные планы и основные показатели работы карьера на год и по кварталам;

* квартальные и месячные планы работ отдельных цехов рудоуправления (разреза);

* месячные планы-графики горных работ, отражающие основные задания на расстановку экскаваторов, объем бурения и погрузки каждым экскаватором по видам груза, места производства работ;

· качественные показатели полезного ископаемого и предельный срок выполнения основных горно-подготовительных, отвальных и транспортных работ;

* недельные планы - графики, детализирующие эти задания;

* сменные задания по экскаваторам.

Оперативное управление карьерным транспортом во многом зависит от ха-рактера транспортно-технологического цикла, а также некачественных характери-стик полезного ископаемого и технологических требований к подготовке обогащаемого или отправляемого продукта. Во многих случаях возникает необходимость в шихтовке руды или угля перед подачей на приемный склад обогатительной фабрики или в процессе заполнения этого склада, необходимость в шихтовке угля в составе одного отправительского маршрута.

В замкнутых системах (рудные карьеры) горную массу перевозят в желез-нодорожных составах, состоящих из нескольких вагонов, которые не расцепляют-ся и не выходят за пределы карьера. Для замкнутой системы допустимы также не-которые отклонения в организации перевозочного процесса. Так, возможна пол-ная взаимозаменяемость подвижного состава, используемого под погрузку полез-ного ископаемого и породы, или специализация подвижного состава. Имеют значение условия залегания и вскрытия месторождения, т.е. ведется ли погрузка руды и породы одними и теми же экскаваторами и перевозка обоих грузов по одним и тем же путям или же вскрышной и рудный комплексы строго специализированы. Возможны и другие промежуточные варианты, когда только часть экскаваторов и подвижного состава специализирована, а часть взаимозаменяема.

В разомкнутых системах (угольные разрезы) полезное ископаемое отправ-ляется в железнодорожных вагонах, приходящих с внешней сети. Порожние со-ставы перед погрузкой расцепляют на группы, которые после погрузки вновь объ-единяют. Здесь естественно, возникают совершенно новые задачи управления, связанные с распределением вагонов, тогда как в замкнутой системе (при движении не расцепляемых составов) основной является задача их адресования.

Транспортно-технологический комплекс угольного района. Этот комплекс имеет ряд существенных особенностей. К их числу можно отнести следующие:

ь большие размеры системы. Угольный район, обслуживаемый одним по-грузочно-транспортным управлением (ПТУ), включает до 20-30 шахт. Иногда в состав района входят также несколько угольных и закладочных карьеров, пять-шесть обогатительных фабрик (в том числе и фабрики, работающие на привозном угле), несколько станций примыкания к сети МПС, до 20-25 углесборочных и yr-лепогрузочных станций, 100-300 км железнодорожных путей, 10-30 локомотивов, сотни вагонов собственного парка. Объем погрузки в наиболее мощных. ПТУ превышает 20-25 млн. т в год и в перспективе с учетом растущих перевозок за-кладочных материалов возрастёт в

1,5-2 раза;

ь сложность технологии и высокие требования к точности ее реализации. Железнодорожный транспорт района выполняет перевозку коксующегося угля с. шахт на обогатительные фабрики, энергетического и коксующегося угля с шахт, разрезов и обогатительных фабрик на внешнюю сеть; обеспечивает доставку ма-териалов с центрального закладочного комплекса, а также материалов на шахты, вывозку породы с шахт на внешние отвалы; обслуживает десятки предприятий других отраслей промышленности, расположенных в угольном районе;

ь необходимость четкого согласования и взаимной увязки во времени элементов технологического процесса в связи с отсутствием, недостаточным развитием или нежелательностью использования межоперационных заделов и бу-ферных емкостей. Наиболее типичный пример этого - работа обогатительных фабрик при отсутствии складов привозных углей;

ь многофазность системы. Как правило, транспортные средства в преде-лах района проходят через несколько обслуживающих устройств, существенно меняя при этом свои качественные характеристики (например, после погрузки или выгрузки), что требует прогноза состояния элементов системы;

ь ограниченный объем ресурсов (как правило, меньше потребности в них). Ограничения прежде всего относятся к числу вагонов. Нехватка порожняка и не-равномерность его поступления выдвигают чрезвычайно жесткие требования к оперативному планированию погрузки. Недостаточная пропускная способность транспортной сети играет весьма существенную роль в ряде районов, где рост пу-тевого развития района значительно отстает от роста объема перевозок;

ь большой объем информации, необходимой для оперативного управле-ния системой, и короткое время на ее обработку. Загрузка диспетчера составляет шесть-семь сообщений в минуту, а перерабатываемая им за смену информация насчитывает несколько тысяч сообщений;

ь высокая степень неопределенности системы, вызываемая как неопреде-ленностью внешней среды (нерегулярностью подхода порожних и груженых ва-гонов с внешней сети, неритмичностью выпуска продукции предприятиями, осо-бенно шахтами, и др.), так и неопределенностью элементов самой системы.

Транспортная система металлургического завода.

К числу важнейших признаков этой транспортной системы можно отнести следующие:

Ш разнообразие грузопотоков и их жесткая связь с технологией основного производства. По сравнению с подсистемами транспорта предприятий добываю-щей промышленности, где приходится иметь дело с массовыми потоками одно-родных грузов, на металлургическом заводе резко возрастает число невзаимоза-меняемых потоков, различающихся родом груза, направлениями перевозок, условиями и срочностью доставки, типом используемого подвижного состава и др. По сравнению с машиностроением, где грузопотоки еще более разнообразны, на ме-таллургических заводах транспорт непосредственно влияет на технологию, осо-бенно на участках "горячих" перевозок, где связь между транспортными и техно-логическими агрегатами осуществляется без складирования продукции;

Ш большой объем перевозок и значительное число управляемых объектов. На крупном современном металлургическом заводе объем перевозок достигает 100 млн. т/год, что превышает объем перевозок на предприятиях других отраслей промышленности. Железнодорожная сеть завода включает 300-500 км путей, 20--30 железнодорожных станций и постов. На заводе одновременно находятся 1-1,5 тыс. вагонов, 2-3 тыс. вагонов местного парка, 2-2,5 тыс. единиц специального подвижного состава (чугуновозных и шлаковозных ковшей, слитковозных теле-жек), несколько десятков локомотивов, а погрузочно-разгрузочные работы с ваго-нами осуществляются на сотнях грузовых фронтов;

Ш жесткая регламентация перевозок во времени в соответствии с требованиями технологического процесса. В одних случаях эти требования определены заранее и зафиксированы в плановых документах (график выпуска чугуна, контактный график перевозок в вагонах заводского парка), в других случаях возни-кают оперативно (требования мартеновских цехов на подачу плавочных составов, потребность пунктов погрузки готовой продукции в вагонах и др.);

Ш декомпозиция объекта управления. В технологическом цикле металлур-гического производства выделяется ряд участков (производств), транспортные подсистемы которых слабо взаимодействуют друг с другом. Автономные транс-портные участки формируются для перевозок сырья с аглофабрик в доменный цех; угля внутри коксохимического производства; кокса в доменный цех; груже-ных и порожних слитковозных составов; чугуновозных ковшей; доменного шлака и др. В связи с этим появляется возможность выделить в системе управления транспортом металлургического завода ряд независимых или взаимодействую-щих подсистем;

Ш сложное построение подсистем управления транспортом. Большой объем перевозок, технологическая взаимозависимость с основным производством и декомпозиция управления транспортом порождают сложную иерархическую структуру, в которой отдельные управляющие органы разделены функционально, и территориально, по уровню, рангу и другим признакам.

Транспортная система машиностроительного завода. Машиностроитель-ные заводы являются одними из наиболее трудно управляемых объектов. Обилие и разнообразие изделий, находящихся в разных стадиях производства, необходи-мость изготовления каждой из многих тысяч деталей в нужное время и доставки ее в нужную "точку", завершающую технологический маршрут, порождают сложные задачи. В то же время уровень механизации и автоматизации управления транспортом в машиностроении ниже, чем в других отраслях промышленности. Машиностроительные заводы весьма разнообразны по видам выпускаемой про-дукции, составу цехов, объему производства и технологии.

Специфика управле-ния транспортом машиностроительных заводов по сравнению с транспортом дру-гих отраслей промышленности определяется следующими особенностями основ-ного производства:

Ё большим разнообразием номенклатуры перевозимых изделий сложными маршрутами доставки каждого из них. Так, на и из крупных заводов тяжелого машиностроения в работе временно находятся 3,5-4 тыс. заказов, в каждый из них до 10 тыс. деталей и узлов; все детали в процессе обработки проходят в среднем через пять цехов и в каждом цехе - несколько десятков станков (рабочих мест);

Ё наличием заделов или буферных емкостей на стыках с техническими аг-регатами, что в большинстве случаев позволяет организовать перевозки не "от аг-регата к агрегату", а "от склада к складу". В условиях большого разнообразия пе-ревозимых изделий устойчивый ритм производства и сборки готовой продукции может быть обеспечен лишь декомпозицией системы относительно автономные части с созданием буферных ёмкостей на их стыках. Это же условие в большин-стве случаев снижает требования к срочности перевозок. Так, сдвиг перевозок, например, на несколько минут, а иногда и часов не приводит к простоям произ-водственных мощностей, как это случается при перевозках грузов "от агрегата к агрегату" (например, на открытых горных разработках или на участках горячих перевозок металлургических заводов);

Ё высокой степенью неопределенности системы, которая является следст-вием широкой номенклатуры производства, мелко партийности перевозок и оби-лия связей транспорта с технологией;

Ё относительно небольшим грузооборотом предприятий по сравнению с другими отраслями тяжелой промышленности;

Ё организацией объединений и фирм, состоящих из головного завода и не-скольких заводов-филиалов, перевозки между которыми осуществляются железнодорожным и автомобильным транспортом;

Ё широким использованием для внутризаводских перевозок разных видов транспорта (железнодорожного, автомобильного, электрического напольного, конвейерного).

На машиностроительных заводах основной объем внешних перевозок осуществляется железнодорожным транспортом, а межцеховых -- автомобильным и конвейерным (при поточно-массовом характере производства) или автомобильным и железнодорожным (при индивидуальном характере производства). Приме-няется также напольный транспорт.

Транспортная система химического предприятия. Химические комбинаты могут включать в себя и горные предприятия, ведущие добычу химического сырья, и обрабатывающие предприятия. Принципы построения транспортных подсистем этих предприятий совпадают с принципами построения аналогичных сис-тем для машиностроительных заводов. Вместе с тем системам управления транс-портом химических комбинатов свойственны некоторые особенности.

На химических предприятиях внутризаводские технологические перевозки полуфабрикатов, как правило, отсутствуют. Перевозки, осуществляемые железнодорожным и автомобильным транспортов, охватывают:

* ввоз сырья, топлива и вспомогательных материалов;

* вывоз готовой продукции и отходов производства;

* внутризаводские перевозки сырья и вспомогательных материалов со складов в пункты потребления;

* внутризаводские перевозки отходов производства и некоторых видов продукции из пунктов зарождения (производства) в пункты складирования (выво-за).

Хотя объем внутризаводских перевозок и невелик, предприятия располагают значительным собственным парком подвижного состава, состоящим на крупных химических комбинатах из нескольких сотен вагонов, в основном цистерн. Потребность в столь большом по объему парке специальных вагонов вызвана тем, что они используются для перевозок грузов не сколько внутри комбината, сколько по сети железных дорог - между предприятием и потребителями его про-дукции. Иногда в собственных цистернах доставляют на химкомбинаты некото-рые виды сырья.Вагоны заводского парка специализированы для перевозок различных гру-зов. Так, один из крупных химических комбинатов располагает 500 собственными цистернами двенадцати типов (азотные, хлорные, соляные, аммиачные, олеумные и др.), из которых 270-330 в каждый момент времени находятся на комбинате, а остальные -- в пути. На этом же комбинате одновременно находится около 300 ва-гонов парка МПС (в том числе 140 цистерн и 160-180 вагонов других типов). Цистерны МПС также специализированы по видам груза (сернокислотные, бен-зиновые, меланжевые и др.). Загружаемые на комбинате крытые вагоны не имеют жесткой специализации, но их пригодность под погрузку того или иного груза ус-танавливается в зависимости от технического состояния и чистоты вагонов.