Оптимизация работы машин по демонтажу и разрушению зданий

Предположим, что на разрушение объекта привлечены r экскаваторов и п машин для перевозки продуктов разрушения. Среднее время погрузки одной машины равно v^-1, а среднее время автосамосвала в пути l^-1.

Если в момент прибытия автосамосвала на объект экскаваторы заняты, то машина становится в очередь под погрузку.

Пусть х(t) - количество машин, которые находятся на объекте в момент t. Процесс х(t) является случайным в силу того, что время транспортирования имеет случайный характер в силу технических причин и наличия «пробок», как и сам процесс, из-за различной степени армирования разрушаемых конструкций и их габаритов.

Сделанные предположения означают, что время нахождения автосамосвала в пути и время погрузки имеют показательное распределение соответственно с параметрами l и v. Математическая модель позволяет получать явные формулы для различных характеристик и решать частные задачи при организации производства.

Пусть P_k(t) обозначает вероятность того, что в момент t на объекте имеется к машин.

Тогда для 0 £ к £ п P_k(t + h) = P_k(t)P - за время h ни одна машина не выполнила погрузку; +P_k-1(t)P - одна машина прибыла и стала в очередь под погрузку; +P_k+l(t)P - одна машина выполнила погрузку +о(h).

Это позволяет выявить следующие соотношения:

P₀(t + h) = P₀(t)(1 - lnh) + P₁(t)vh + o(h) для 0 < к < r;

P_k(t + h) = P_k(t)(1 - l(n - k)h - vkh) + P_k-1(t)l(п - к + 1)h + P_k+l(t)(k + 1)vh + o(h)

для r £ к < n,

P_k(t + h) = P_k(t)(1 - l(n - k)h - rvh) + P_k-1(t)l(n - к + 1)h + rvhP_k+1(t) + o(h);

P_n(t + h) = P_n(t)(1 - rvh) + (п - 1)lP_n-1(t)h + o(h).

Отсюда получаем систему дифференциальных уравнений

P^¢_k(t) = (-l(п - к) + vk)P_k + l(п - к+ 1)Р_к-1 + v(k + 1)P_k+l для 0 < к < r;

P^¢_k(t) = - (l(п - к) + rv)P_k + l(п - к+ 1)Р_к-1+ rvP_k+l для r £ к < n;

P^¢_n = -rvP_n(t) + Чп - l(п - 1)Р_п-1

При стационарном распределении и получаем систему уравнений, если положим P^¢_n(t) = 0.

Решение такой системы имеет следующий вид

где

При работе одного экскаватора (r = 1)

В качестве критерия эффективности, по которому можно выбирать оптимальное число машин для данного количества экскаваторов, необходим учет стоимости С₀ - простоя экскаватора и С₁ - стоимость простоя машин.

Зная вероятность различных состояний Р_к, определяем время простоя экскаваторов

а при r = 1 L = Р₀.

Среднее время простоя машин

Для одного экскаватора (r = 1)

Средние издержки в единицу времени составят W(n) = C₀L + С₁М.

Вероятность того, что экскаватор простаивает при времени погрузки r = 0,2, когда число автосамосвалов п = 4, составляет L = 0,1914, а средний простой автосамосвалов М =0,5810.

Технология разрушения зданий, как правило, предусматривает использование двух экскаваторов, один из которых производит разрушение верхних этажей с размещением боя на нижних этажах и созданием бермы для расположения второго экскаватора, который непосредственно осуществляет цикл погрузки боя и последовательного разрушения нижележащих этажей.

Исследование математической модели такой технологии показало, что на различных этажах разборки и перевозки продуктов разрушения среднее время простоя экскаваторов может достигать L = 0,5-0,7 при среднем числе простаивающего автотранспорта М = 0,3-0,35.

В зависимости от принятой технологии осуществляется расчет параметров среднего времени простоя машин, оптимизации их потребного количества и минимизации экономических потерь.

На рис. 13.9 приведен фрагмент технологической карты на демонтаж крупнопанельного дома при совместной работе двух экскаваторов. Он включает циклограмму работы каждого из экскаваторов и автосамосвалов в соответствии с технологической последовательностью демонтажа ячеек здания, фундаментов и отрывки котлована под новое здание.

Рис. 13.9. Технология демонтажа крупнопанельного дома при совместной работе двух экскаваторов
а - циклограмма технологического процесса демонтажа; б - технологическая последовательность демонтажа экскаватором «LIEBHERR R 942»; в - технологическая последовательность демонтажа экскаватором «HITACHI EX 400»

Для сноса зданий повышенной этажности из кирпича и бетона создан самый большой 100-тонный экскаватор японской фирмы Komatsu. Он оборудован многосекционной стрелой с гидроприводом, что позволяет вести работы на высоте 40 м. Экскаватор оснащен системой оповещения машиниста об опасном наклоне стрелы, с помощью установленной телекамеры он может наблюдать за процессом обрушения. Стрела экскаватора оснащена системой подачи и распыления воды, что снижает запыленность рабочей зоны, повышает обзор и обеспечивает нормальные условия работы.

На рис. 13.10 приведены рабочие моменты разрушения зданий различных конструктивных схем с использованием экскаваторов различных модификаций.

Рис. 13.10. Рабочие моменты сноса зданий
а - экскаватором Liebherr, оборудованным 4-звеньевой стрелой; б - то же, экскаватором Hitachi; в - то же, двумя экскаваторами; г - 100-тонным экскаватором Komatsu с пятизвеньевой стрелой

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: