2608 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ ЗАДАЧИ В ОРГАНИЗАЦИИ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Лабораторная работа N 1

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ТРОЛЛЕЙБУСНЫХ ДЕПО

1. Цель работы

1.1. Ознакомиться с требованиями предъявляемыми к троллейбусным депо и основными принципами их расположения по карте города.

1.2. Выбрать места расположения депо в городе и осуществить привязку троллейбусных маршрутов к депо, позволяющую минимизировать суммарный холостой пробег.

1.3. Ознакомиться с применением для этой цели транспортной задачи.

2. Общие положения

Троллейбусное депо представляет собой комплекс зданий и сооружений на огражденной территории. Здания предназначены для хранения, технического обслуживания и текущего ремонта подвижного состава.

При количестве более 150 машин ремонтную базу целесообразно выделить в самостоятельную организацию.

2.1 Требования к депо

Для того чтобы депо могло обеспечивать выполнение возложенных на него функций, в его составе должны быть следующие здания и сооружения:

- профилакторий с мастерскими;

- бытовые и  административные  помещения;

- стоянка для открытого хранения машин;

- котельные со складом топлива и площадка для золы;

- гараж для автомашин тех. помощи;

 

- складские помещения и площадки;

- контрольная проходная и сторожевые будки;

- подъездные пути;

- пожарные проезды;

- ограждения участка с необходимым числом въездных и выездных ворот.

Вопрос о размещении этих сооружений решается в зависимости от наличия земельных участков в городе, удобства строительства и обслуживания комплекса сооружений, а главным образом,  от объема транспортного

хозяйства в городе.

Планировка здания троллейбусного депо выбирается в соответствии с производственной мощностью депо, принятой системой организации технологического процесса, осмотра и ремонта троллейбусов, способом их хранения, перспективой дальнейшего развития проектируемого предприятия, особенностями топографии и конфигурации земельного участка и принятым решением по генеральному плану и схеме движения троллейбусов на участке.

Вместимость троллейбусных депо определяется производственными и экономическими соображениями. При этом учитывается :

а) целесообразная, с точки зрения технологического процесса, планировка депо;

б) удобство маневрирования и выпуска подвижного состава на линию;

в) наименьшие эксплуатационные расходы;

г)  минимальные  нулевые пробеги подвижного состава;

д) удобства руководства всей работой депо.

2.2 Требования к земельным участкам

а) Размеры территорий земельного участка должны соответствовать инвентарному количеству транспортных единиц с учетом принятых методов осмотра и хранения троллейбусов. Зависимость площади участка от количества троллейбусов приведена в таблице 1.

б) Конфигурация земельного участка должна быть по возможности прямоугольной с соотношением сторон примерно 3:2 и с расположением въездов и выездов на более длинной стороне.

в) В пределах земельного участка не должно быть высокого уровня грунтовых вод, оползней, болот и т. д.

г) Участок, отводимый под депо, должен быть расположен в районе, имеющим водопроводную, канализационную и электрические магистрали.

Расположение участка на плане города и по отношению к соответствующей, и намечаемой транспортной сети должно быть выбрано таким образом, чтобы нулевые пробеги троллейбусов были минимальны.

Таблица 1

Примерные площади земельных участков для троллейбусных депо, га

Инвентарное количество единиц

Депо

Объединения

До 25

26-50

51-75

76-100

101-150

151-200

1.5

2

2.5

3

3.5

4

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Под объединением понимается депо совместно с управлением городского троллейбуса.

Если раздельный въезд и выезд расположены на первой стороне участка депо, то въезд по ходу уличного движения должен предшествовать выезду.

д) Должны обеспечиваться минимальные пробеги троллейбусов на территории депо в процессе их ежедневного осмотра и хранения.

е) Выезжающие из депо троллейбусы не должны создавать ( по возможности ) помех движущемуся по данной дороге транспорту.

2.3. Общая постановка транспортной задачи

Целевая функция и ограничения транспортной задачи имеют вид :

SSСij * Хij min,

SXij = Bj , j=1,n, (1)

SXij = Aj , i=1,m,

где Ai - количество продукции производимое в i-м пункте производства данным поставщиком ( вектор производства ) ;

Bj - количество продукции, потребляемое в j-м пункте потребления (вектор потребления);

Cij - затраты по перевозке единицы продукции из i-го пункта в j-й (матрица затрат);

Xij - количество продукции, перевозимое из i-го пункта в j-й. Транспортная задача называется закрытой, если A = B ,и открытой, если  A <> B . Открытая задача при решении сводится к закрытой путем введения фиктивных пунктов производства или потребления, причем затраты по перевозке из фиктивных и в фиктивные пункты принимаются равными нулю.

Для решения транспортной задачи используется несколько методов, самым распространенным из которых является метод потенциалов, однако в данной лабораторной работе транспортная задача решается двойственным симплекс-методом. Для этого в программе исходная модель предварительно приводится к единичному положительному базису.

Достоинством данного алгоритма является его простота, а недостаток- большой объем памяти.

Транспортная задача   имеет   ряд   приложений   к решению экономических задач  .  Так  модель  (1)  можно  использовать для решения задачи закрепления троллейбусов за депо.  Пусть имеется  m депо, каждое из которых может вместить A троллейбусов, и n маршрутов по B троллейбусов на каждом. C - это расстояние от i-го депо до j-го конечного пункта маршрута; X - количество троллейбусов

j-го маршрута, привязываемых к i-му депо. Тогда целевая функция (суммарный холостой пробег троллейбусов ) будет иметь вид

Z=SSCij * Xij - min.

Так как мощность депо ограничена , а число троллейбусов на маршруте заранее задано, то получаем

S Xij = Аi , SXij = Bj .

3. Содержание домашней подготовки к лабораторной работе

3.1. Ознакомиться  с  целью лабораторной работы.

3.2. Изучить требования к депо и земельным участкам под депо.

3.3. Ознакомиться с применением программы "TRAN" для решения транспортной задачи.

3.4. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

4. Порядок выполнения лабораторной работы

4.1. Изучить  существующие  маршруты  по  таблице        4 .

4.2. Установить месторасположение депо.

4.3. Определить расстояния от депо до ближайших конечных пунктов маршрутов.

4.4. В соответствии с вариантами задания (таблицы 2-3) осуществить привязку маршрутов троллейбусов к депо с помощью программы "TRAN". В программе поставщиками являются  депо,  потребителями - маршруты, затратами выступают расстояния от депо до конечных пунктов маршрутов.

5. Содержание отчета о работе

5.1. Номер варианта и количество троллейбусных депо.

5.2. Места размещения троллейбусных депо.

5.3. Результаты прикрепления  маршрутов к троллейбусным депо.

6. Контрольные вопросы

6.1. Основные  требования  к размещению троллейбусных депо.

6.2.Общая постановка транспортной задачи. Открытая и закрытая задачи.

6.3. Применение транспортной задачи к привязке троллейбусных маршрутов и депо.

Таблица 2

Количество троллейбусов на маршрутах

Номер

маршрута

Номера вариантов

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

10

16

36

11

18

38

9

14

34

13

17

28

8

14

32

12

20

30

3

12

38

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

3

15

17

--

20

15

14

--

8

8

15

9

18

16

4

5

18

23

--

26

10

13

--

9

10

12

8

20

7

5

3

14

18

--

25

16

13

--

8

9

14

7

20

17

3

4

16

14

--

21

13

17

--

10

6

17

7

16

20

2

7

11

16

--

19

18

11

--

7

11

18

5

17

14

7

6

17

10

--

12

13

17

--

10

11

16

7

10

12

8

4

16

18

--

21

17

20

--

6

6

17

8

21

20

1

Таблица 3

Емкость депо

Номер депо

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

50

50

50

75

50

75

50

75

60

50

60

75

75

60

50

50

50

75

65

55

65

55

75

60

60

50

75

50

 

 

Таблица 4

Описание маршрутов

Маршрут

Начальный пункт

Промежуточные точки

Конечный пункт

1

ул. Забайкальская

Московское шоссе

Первомайский проспект

пл. Соборная

2

Дашки-Военные

 

Рязань-1

 

пл. Мичурина

 

АО "Рязбыт- -оборудование"

3

Гор.больница N11

ул. Грибоедова.

ул. Дзержинского

ЦПК и О

 

4

Комбайновый завод

ул. Октябрьская

Кинотеатр "Москва"

ул. Крупской

5

ул. Строителей

 

Рязань-2

 

Театральная площадь

ул. Строителей

 

6

Завод "Рязцветмет"

Театральная площадь

Кинотеатр "Дружба"

Памятник

Ф.Полетаеву

8

ул. Попова

 

ул.

Революции

ТД "Барс"

 

Станкозавод

 

9

 

Комбайновый завод

 

Кинотеатр "Дружба"

ТД "Барс"

 

Памятник

Ф. Полетаеву

10

ул. Крупской

Кинотеатр

"Москва"

Гостиница

"Первомайс-

кая"

пл. Свободы

11

 

Завод "Рязцветмет"

 

Завод "Теплоприбор"

"Спортивная"

 

Памятник Ф. Полетаеву

 

12

 

Шереметьево

 

Мясокомбинат

 

Театральная площадь

Завод "Рязцветмет"

 

13

 

Гор.больница N11

 

ул.

Циолковского ул.

ул.

Горького

Медуниверситет

 

14

 

Шереметьево

 

Циолковского

 

Завод"САМ"

ул.Строителей

 

15

 

пл. Мичурина

 

Пам. Петрову

 

Автовокзал "Центральный"

Комбайновый завод

 

16

 

ул .Крупской

 

Московское шоссе

 

ул.

Дзержинского

Театральная площадь

 

17

Телезавод

ул.

Октябрьская

Московское шоссе

пл. Победы

Библиографический список

1. Проектирование городского хозяйства/ Под ред. Э.Я. Турчи­хина.  М.: Стройиздат,  1983.

2. Миркин Б.Г., Фаенсон А.И. Экономико-математические методы в планировании жилищно-коммунального хозяйства.  М.: Стройиздат, 1990.

3. Варелопуло Г.А. Организация движения и перевозок на городс­ком пассажирском транспорте. М.: Транспорт, 1981.

Лабораторная работа  N 2

РАЗРАБОТКА ГОРОДСКОЙ СИСТЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ

ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

1. Цель работы

1.1. Ознакомиться с методами санитарной очистки города и утилизации твердых бытовых отходов .

1.2. Определить    оптимальное   расположение  полигонов     и

мусороперерабатывающих  заводов (МСБ) для твердых бытовых  отходов

(ТБО).

1.3. Расчет необходимого количества транспортных средств для вывоза ТБО из черты города.

1.4. Осуществить привязку микрорайонов города к полигонам и заводам, позволяющую минимизировать затраты по перевозке мусора.

2. Общие положения

2.1. Санитарная очистка города

Санитарная очистка городов среди комплекса задач по охране окружающей среды занимает важное место. Она направлена на содержание в чистоте селитебных территорий, охрану здоровья населения от вредного влияния бытовых отходов, их своевременный сбор, удаление и эффективное обезвреживание для предотвращения возникновения инфекционных заболеваний и охраны почвы, воздуха и воды городов и пригородных зон от загрязнения бытовыми отходами. Влияние результатов санитарной очистки на состояние окружающей среды зависит от того,насколько она качественно выполняется и полно охватывает весь необходимый комплекс работ. Объем работ  по санитарной очистке городов велик и в связи с интенсивным  развитием  городов  постоянно возрастает. В современных условиях такой большой объем работ может быть своевременно и качественно выполнен только при высоком уровне механизации на всех стадиях технологической цепи. Получают интенсивное развитие разработка и производство  специализированного  мусоровозного  автотранспорта. С каждым годом  ужесточающиеся требования  к качеству окружающей среды вызывают    необходимость         широкого  внедрения  и       дальнейшего совершенствования  методов         механизированного обезвреживания и использования твердых бытовых отходов. Выбор правильного направления сбора, удаления  и  обезвреживания ТБО играет важную роль в экономии природных и материальных ресурсов, что является одним из аспектов охраны окружающей среды.  Задачи санитарной очистки решаются на разных уровнях, в связи с чем и планирование мероприятий по их осуществлению ведется на уровне региона (агломерации или группы городов), города(городского района), жилого массива, а также дворовой территории и отдельного здания. В общегородском масштабе решаются прежде всего вопросы о типе , мощности и размещении предприятий по  обезвреживанию ТБО, строительства мусороперегрузочных станций , комплектования парков спецавтомашин в зависимости от типа жилой застроки , характеристики дорожной сети , расстояния вывоза и других местных условий , мощности и размещения ремонтной базы и филиалов-стоянок спецавтомашин, оснащения их ремонтным оборудованием в зависимости от размера и протяженности города.

2.2. Выбор метода обезвреживания и утилизации ТБО

Известно более 20 методов обезвреживания и утилизации ТБО. По каждому имеется 5-10 разновидностей технологий, технологических схем, типов сооружений. Методы обезвреживания и утилизации ТБО по конечной цели (по направленности) делятся на ликвидационные (решают в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решают и задачи экономного использования вторичных ресурсов). По технологическому принципу различают биологические, термические, химические, механические и смешанные методы.

Наибольшее распространение получили следующие          методы:

1) складирование          на            полигонах        (ликвидационный

биолого-механический);

2) сжигание (ликвидационный термический);

3) компостирование(утилизационный   биологический; ТБО       содержат достаточное   количество  биогенных  веществ  для того, чтобы из них вырабатывать компост) .  Прогнозируется рост теплоты сгорания ТБО, что повысит их ценность как топлива.

Размеры удельных капитальных затрат для заводов по однотипной технологической схеме с использованием оборудования, работающего по одному принципу, зависит от мощности (производительности по приему ТБО) сооружений.

Выбор метода и типа сооружений в конкретном городе или регионе зависит от местных условий и осуществляется на основе обязательного сравнения технико-экономических показателей ряда вариантов с учетом климатических факторов, санитарно-эпидемиологической обстановки, а также численности обслуживаемого населения. Учитывается также возможность отвода земельного участка под сооружения. Участок для строительства сооружений по обезвреживанию и утилизации ТБО должен обеспечивать оптимальные условия размещения.

Оптимальными условиями для строительства завода по механизированной переработке ТБО в компост являются:

1) наличие гарантированных потребителей компоста в радиусе до 20 км;

2) размещение завода у границы города на расстоянии до 15 км от центра сбора ТБО;

3) численность обслуживаемого населения более 350 тыс. чел.

Оптимальными условиями для строительства завода по сжиганию ТБО с утилизацией тепловой энергии могут быть: обеспечение потребителями тепловой энергии в комплексе с подстраховывающей ТЭЦ или котельной; размещение завода в пределах городской застройки (в промзоне) и радиусе до 7 км ( при одноэтапном вывозе ТБО без применения перегрузочных станций ) от центра сбора ТБО и до 0.5 км от врезки в существующий теплопровод ; наличие шлакоотвала или потребителя шлака в качестве вторсырья не далее 10 км от завода; численность обслуживаемо­го населения >350 тыс. чел.

Простейшими и   наиболее   распространенными      сооружениями пообезвреживанию ТБО являются полигоны. Отходы складируют на грунт с соблюдением условий,  обеспечивающих защиту от загрязнения  атмосферы, почвы   прилегающих участков, поверхностных и грунтовых вод, препятствующих  распространению  болезнетворных микроорганизмов. На полигонах производят  уплотнение ТБО, позволяющее увеличить нагрузку отходов на единицу площади  сооружений и обеспечивающее  экономичное использование земельных участков. После закрытия полигонов поверхность земли рекультивируют для последующего использования.

2.3. Основные требования к размещению участка под полигон:

- удаление от жилой застройки не менее чем на 500 м (санитарно-защитная зона);

- удаление  от  аэродромов не менее 10 км;

-от автомобильной дороги не менее 500 м;

-грунтами основания полигона должны служить глины и тяжелые суглинки;

-грунтовые воды на глубине более 2 м, выходы грунтовых вод в виде ключей должны отсутствовать;

-возможность складирования ТБО на высоту (глубину) не менее 10 м (для высоконагружаемых полигонов не менее 20 м).

Площадь земельного участка, отводимого под полигон ТБО, выбирают из условия срока его эксплуатации 15-20 лет, а если местные условия позволяют то на более длительный период.

Наиболее экономичны земельные участки близкие по форме к квадрату.

Требуемая площадь участков для высоконагружаемых полигонов Ф, га, на стадии предварительных расчетов при параметрах, может быть определена по эмпирической формуле:

Ф=( Н+0.0Н)(T/15) ,

где Н  -  средняя  численность  населения  городов  за  расчетный

срок,тыс.чел. (при Н>1); Т - расчетный срок эксплуатации полигонов,лет

(10<T<25).

2.4.Использование транспортной задачи для приклепления микрорайонов к полигонам

Для задачи оптимального прикрепления сооружений по обезвреживанию и утилизации ТБО к жилым районам города с целью минимизации затрат применяется транспортная задача.

Математическая модель имеет вид:

F(X)=SSCijXij

при условиях:

SXij = Aj (j=1, ..m),

SXij= Bj (i=1, ..n),

где m - число предприятия по утилизации ТБО; n - число микрорайонов; Bi - количество ТБО в микрорайоне; Cij - затраты по перевозке ТБО из микрорайона до предприятия по утилизации ТБО; Xij - искомое коли­чество ТБО микрорайона на полигон (мусоросжигающий завод - МСЗ); Aj - количество ТБО, принимаемое полигоном (МСЗ).

2.5. Расчет   нормативного   количества   мусоровозов   и контейнеров

В настоящее время в городе Рязани используются мусоровозы КО-413 на шасси "ГАЗ" и КО-415 на шасси "КАМАЗ". Вместимость КО-413 составляет 15 куб.м и КО-415 - 38 куб.м .

Вместимость одного контейнера для сбора мусора - 0,75 куб. м. C учетом плеча КО-415 за один рейс перевозит около 60 контейнеров, за день совершая два рейса. КО-413 за один рейс вывозит 20 контейнеров, в день делает три рейса.

Плечом называется приблизительное расстояние из всех концов города до полигона.

Для г.Рязани это плечо равно 13 км .

Вывоз контейнеров производится через день. Согласно санитарным нормам, срок заполнения контейнера не должен превышать двух суток.

Исходя из выше перечисленных данных можно расчитать количество машин, необходимых для вывоза ТБО в городе, районе, квартале. При расчете используется коэффициент выхода машин: Квм=0,7 , он характеризует то количество машин, которые ежедневно выходят в рейс, при этом учитываются машины на ремонте, машины не вышедшие в рейс из-за болезни или отпуска водителя, и прочие причины невыхода машин в рейс.

Норма накопления отходов на одного человека в год равна 1,07 куб.м .Из них 1 куб. м - ТБО и 0,07 куб. м - пищевые отходы. Используя эти нормы и зная численность населения города (района, квартала), можно рассчитать нормативное количество мусоровозов и контейнеров .

Численность населения районов города Рязани представлена в табл.1. Варианты и мощности предприятий по утилизации ТБО представлены в табл.2.

Таким образом, число мусоpовозов М, необходимых для вывоза бытовых отходов, опpеделяется по фоpмуле

М = Пгод / ( 365 * Псут * Кисп ) ,

где Пгод - количество бытовых отходов, подлежащих вывозу в течение года с пpименением данной системы , куб.м ;

Псут - суточная пpоизводительность единицы данного вида транспорта, , куб.м;

Кисп -   коэффициент  использования  паpка  (0,7...0,8).

Суточную пpоизводительность мусоpовоза опpеделяют по фоpмуле

Псут = Р * Е ,

где Р - число pейсов в сутки ; Е - количество отходов, пеpевозимых за один pейс, куб.м .

3. Содержание домашней подготовки

3.1. Ознакомиться с целью лабораторной работы .

3.2. Изучить методы санитарной очистки города и требования к размещению участков под полигоны .

3.3. Ознакомиться с применением программы "TRAN" для решения транспортной задачи .

3.4. Подготовить ответы на контрольные вопросы .

4. Порядок выполнения лабораторной работы

4.1. Ознакомьтесь  с  теоретической частью.

4.2. Ознакомьтесь с картой города и разбейте его на микрорайоны.

4.3. Определите количество населения в каждом микрорайоне и количество ТБО, накапливаемое в каждом микрорайоне за год.

4.4. Рассчитайте требуемое количество мусоровозов по каждому микрорайону.

4.5.В соответствии с требованиями (2.3) разместите предприятия по утилизации ТБО и определите их мощность.

4.6. Определите расстояние от предприятий до микрорайнов по карте города.

4.7. Осуществите привязку микрорайонов к предприятиям по утилиза­ции ТБО в соответствии с программой " TRAN ". В программе поставщиками являются предприятия, потребителями - микрорайоны , затраты - рассто­яния от микрорайонов до предприятий (табл.1).

4.8. По результатам п.4.7 рассчитайте средневзвешенное по коли­честву мусора растояние от микрорайонов до полигонов и предприятий и сравните его с плечом.

Таблица 1

Численность населения микрорайонов города

|N  |Микрорайон     |Население,|        |N  |Микрорайон               |Население,|

|п/п|                            | тыс.чел  |         |п/п|                                    |   тыс.чел   |

|1  |Приокский                | 40     |         |13 |Шлаково                              | 30     |

|2  |Канищево                  | 50     |        |14 |Соколовка                           | 20     |

|3  |Недостоево               | 10     |         |15 |Никуличи                            | 10     |

|4  |Московское              | 50     |          |16 |р-н пл.Победы                    | 40     |

|5  |Дягилево                   | 15     |         |17 |р-н ул.Дзержинского          | 30     |

|6  |Ворошиловка           | 5       |         |18 |р-н ул.Гагарина                   | 30     |

|7  |Борки                         | 10     |        |19 |р-н ул.Братиславской         | 30     |

|8  |р-н пл.Ленина           | 30     |         |20 |Южный                                |    5   |

|9  |р-н ул.Грибоедова    | 20     |        |21 |Ситники, Дашки воен.,Октябр|15 |

|10 |Касимовское ш.       | 15     |

|11 |Дашково-Песочня   | 50     |

|12 |р-н ул.Радиозаводской | | 20 |

 

Таблица 2

Варианты исходных данных

Номер

варианта

Число

полигонов

Количество ТБО, принимаемое полигоном, тыс.куб.м.

Число

МСЗ

Количество ТБО, принимаемое

МСЗ,

тыс.куб.м.

1

2

3

4

5

6

2

1

2

1

3

3

170

150

200

250

150

200

2

2

1

3

1

-

200

220

150

100

100

-

5. Содержание отчета о работе

5.1.Номер варианта и количество предприятий по утилизации ТБО.

5.2.Места   размещения   предприятий.

5.3.Результаты прикрепления микрорайонов к предприятиям.

6. Контрольные вопросы

6.1. Методы санитарной очистки города.

6.2. Требования к участкам по размещению полигонов по утилизации ТБО и мусороперерабатывающих заводов.

6.3. Применение транспортной задачи  к  привязке  микрорайонов  к

полигонам и МСБ.

Библиографический список

1.Б.Г.Миркин, А.И.Фаенсон, Экономико-математические методы в планировании жилищно коммунального хозяйства. М.: Стройиздат, 1990., 211 с.

2. Санитарная очистка и уборка населенных мест  Под ред. Мирного

В.В.  М.: Стройиздат , 1990. , 156 с.