Roland Jachimowski*, Emilian Szczepański*, Michał Kłodawski*, Katarzyna Markowska**, Janusz Dąbrowski***
*Warsaw University of Technology, **Silesian University of Technology, ***Koszalin University of Technology
Streszczenie
W artykule przedstawiono problematykę składowania kontenerów na placu składowym w lądowym terminalu intermodalnym i związaną z tym emisją szkodliwych związków spalin do atmosfery. Zagadnienie to rozważano z punktu widzenia dystansu pokonywanego przez urządzenia ładunkowe, czasu trwania prac ładunkowych oraz wynikającego z tego wydatku energetycznego i emisją CO2. Przeprowadzone badania podyktowane były dotychczasową niewielką liczbą publikacji na temat badania rozmieszczenia kontenerów na placach składowych w lądowych, kolejowo-drogowych terminala intermodalnych. Zdecydowana większość literatury poświęcona jest w tym zakresie morskim terminalom intermodalnym, których charakterystyka pracy różni się od tej w terminalach lądowych. Wskazano także na istotność tego problemu wynikającą z rosnących obrotów kontenerów przewożonych transportem kolejowym. Systematyczny wzrost tych przewozów i wyczerpywanie się zdolności obsługowych terminali intermodalnych powoduje konieczność usprawniania zachodzących tam procesów. Możliwość usprawniania tych procesów oprócz zastosowania narzędzi komputerowych realizowana jest także dzięki wykorzystaniu nowoczesnych urządzeń przeładunkowych. Urządzenia te w zależności od obszaru ich działania i zakresu ich zastosowania wykorzystują różne rodzaje zasilania, które w większym, bądź mniejszym stopniu wpływają na zanieczyszczenia środowiska. W przypadku rozważanych w niniejszym artykule suwnic jezdniowych, zasilanie to pochodzić może zarówno z silników spalinowych, hybrydowych jak i silników elektrycznych. Stąd też z punktu widzenia minimalizacji wielkości emisji szkodliwych związków spalin do atmosfery w artykule podjęto także problematykę wyboru urządzenia do realizacji zadań przeładunkowych.
Na potrzeby badań szczegółowo przedstawiono procesy obsługi kontenera w lądowym terminalu intermodalnym. Dokonano przeglądu literatury w zakresie metod i strategii składowania kontenerów. Rozważane procesy przeładunku kontenerów w relacji wagon-plac składowy zamodelowano w środowisku symulacyjnym FlexSim. Zbudowany model symulacyjny posłużył do opracowania 5 wariantów rozmieszczenia kontenerów na placu w funkcji ich rozmieszczenia na pociągu. Badania rozmieszczenia kontenerów na placu składowym wykonywano zarówno dla losowego jak i ustalonego rozmieszczenie kontenerów na pociągu. W przypadku losowego rozmieszczenia kontenerów na pociągu próby wykonywano dla 100 powtórzeń.
Na podstawie badań symulacyjnych określono dystans pokonywany przez urządzenie przeładunkowe (suwnicę RTG) oraz czas realizacji prac ładunkowych w poszczególnych wariantach. Wykorzystując podawane przez producenta suwnic dane o wielkości zużywanej przez suwnicę energii obliczono jej wydatek energetyczny w poszczególnych wariantach dla różnych sposobów zasilania (silnik spalinowy, hybrydowy, elektryczny).
Uzyskane wyniki pozwoliły na wybór najlepszej spośród rozważanych, strategii składowania kontenerów na placu przy uwzględnieniu wielkości emitowanego przez urządzenia przeładunkowe CO2 do atmosfery.
Słowa kluczowe
Transport intermodalny, terminal intermodalny kolejowo-drogowy, strategie składowania kontenerów, emisja CO2, analiza symulacyjna, FlexSim
Selection of a Container Storage Strategy at the Rail-road Intermodal Terminal as a Function of Minimization of the Energy Expenditure of Transshipment Devices and CO2 Emissions
Abstract
The article presents the problem of containers storage on a storage yard in an rail-road intermodal land and the emission of harmful exhaust gases into the atmosphere. This issue was considered from the point of view of the distance traveled by transshipment devices, the duration of loading work and the resulting energy expenditure and CO2 emissions. The research was dictated by the current limited number of publications in the area of the distribution of containers on storage yards in rail-road intermodal terminals. The vast majority of the literature is devoted in this field to marine intermodal terminals, which operating characteristics are different from inland terminals. The importance of this problem resulting from the growing turnover of containers transported by rail transport was also pointed out. The systematic increase of this type of transport and the depletion of the intermodal services' operating capability makes it necessary to improve the processes taking place in the storage area. The possibility of improving these processes in addition to the use of computer tools is also realized through the use of modern transshipment devices. Depending on the area of their operation and the scope of their application, these devices use various types of power supply, which affect environmental pollution. In the case of gantry cranes considered in this article, their power supply may come from both combustion engines, hybrids and electric engines. Therefore, from the point of view of minimization of harmful exhaust gases emissions into the atmosphere, in the article, the problem of choosing the device for carrying out transshipment tasks was also taken up.
For the purposes of the research, the processes of container handling in the rail-road intermodal terminal have been presented in detail. A review of literature in the field of container storage methods and strategies was carried out. The considered container reloading processes in the wagon-yard relation were modeled in the FlexSim simulation environment. The constructed simulation model was used to develop 5 variants of the distribution of containers on the storage yard as a function of their location on the train. Container deployments on the storage yard were carried out for both random and fixed distribution of containers on the train. In the case of a random arrangement of containers on the train, the tests were carried out for 100 replications.
On the basis of simulation tests, the distance covered by the transshipment device (RTG crane) and the time of carrying out the loading tasks in particular variants were determined. Using the crane data provided by the crane manufacturer, the energy expenditure was calculated in individual variants for different power supply methods (combustion engine, hybrid, electric engine).
The obtained results allowed the selection of the best strategy for containers storage, taking into account the amount of CO2 emitted to the atmosphere by transshipment devices.
Keywords
Intermodal transport, rail-road intermodal terminal, containers storage strategies, CO2 emission, simulation analysis, FlexSim
Pełny tekst / Full text
PDF (English)
