Введение к работе
Актуальность темы исследования. Совершенствование транспортных потоков лесных предприятий, с учётом технологических особенностей последних, является необходимым условием развития лесного комплекса страны на современном этапе. В лесной отрасли на долю транспортных расходов приходится значительная часть общих затрат на производство конечной продукции. По мере роста спроса на высококачественную древесину лесопромышленники вынуждены перемещаться в более удалённые участки лесного фонда. Для их освоения требуется, в первую очередь, создание социальной и промышленной инфраструктуры, которая не может развиваться без ввода в эксплуатацию новых лесовозных дорог круглогодичного действия и распределения транспортных потоков лесоматериалов по дорогам общего пользования.
Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследо-вательских работ кафедры промышленного транспорта, строительства и геодезии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» – Разработка энергосберегающих и экологически перспективных технологий транспорта леса (номер госрегистрации 01201168746).
Цель работы состоит в совершенствовании системы формирования транспортных потоков лесоматериалов на основе разработки моделей и алгоритмов их размещения и концентрации в зависимости от производственных мощностей лесозаготовительных и лесоперерабатывающих производств в малолесных регионах.
Задачи исследования:
-
Разработать общую математическую модель для решения многопараметрических задач формирования транспортных потоков лесоматериалов из арендуемых участков лесного фонда в пункты их переработки.
-
Разработать математические модели и алгоритмы выбора поставщиков лесоматериалов, модельного ряда автотранспортных средств при транспортном освоении участков лесного фонда предприятий малолесных регионов.
-
Разработать математическую модель распределения транспортных потоков между поставщиками лесоматериалов, потребителями промежуточной продукции и лесоперерабатывающими предприятиями.
-
Разработать математическую модель концентрации транспортных потоков лесоматериалов в пункты потребления с одно- и двухсторонними ограничениями производственных мощностей лесопромышленных предприятий.
-
Разработать теоретические основы моделирования движения лесовозных автопоездов по автомобильным дорогам в малолесных регионах.
Предмет и объект исследования. Предметом исследования являются методы, математические модели и алгоритмы совершенствования транспортных потоков лесоматериалов на предприятиях лесного комплекса. Объектами исследования являются транспортные потоки лесоматериалов и технологии их функционирования в малолесных регионов.
Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования. Использованы методы: системного анализа, математического и имитационного моделирования, исследования операций, динамического программирования, а так же натурные наблюдения.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Общий критерий формирования транспортных потоков лесоматериалов из арендуемых участков лесного фонда в пункты их потребления.
-
Модели и алгоритмы выбора поставщиков лесоматериалов, применения модельного ряда автотранспортных средств при транспортном освоении участков лесного фонда предприятий малолесных регионов.
-
Математическая модель распределения транспортных потоков между поставщиками лесоматериалов, потребителями промежуточной продукции и лесоперерабатывающими предприятиями.
-
Математическая модель концентрации транспортных потоков лесоматериалов в пункты потребления с одно- и двухсторонними ограничениями производственных мощностей лесопромышленных предприятий.
-
Аналитические зависимости и имитационные модели определения параметров движения лесовозных автопоездов по автомобильным дорогам в малолесных регионах.
Научная новизна результатов исследования
Разработан комплексный подход в решении проблемы совершенствования транспортных потоков лесоматериалов из арендованных участков лесного фонда предприятий, позволяющий повысить эффективность функционирования лесопромышленных производств, включающий:
-
математическую модель решения многопараметрической задачи формирования транспортных потоков лесоматериалов в пункты их переработки, отличающуюся приведением многопараметрической задачи формирования транспортных потоков лесоматериалов к однопараметрической с помощью коэффициентов соизмерения;
-
математические модели, алгоритмы выбора поставщиков лесоматериалов, модельного ряда автотранспортных средств для их доставки, учитывающие технические характеристики лесовозного транспорта, сезонный характер вывозки в малолесных регионах;
-
математическую модель распределения транспортных потоков между поставщиками лесоматериалов и лесоперерабатывающими предприятиями, учитывающую потребителей промежуточной продукции;
-
математическую модель концентрации транспортных потоков лесоматериалов в пункты потребления, отличающуюся одно- и двухсторонними ограничениями производственных мощностей лесопромышленных предприятий малолесных регионов;
-
методику моделирования движения лесотранспортных потоков, отличающуюся учетом интенсивности движения, расположением автопоездов, входящих в поток, количеством полос движения и числом скоростных групп.
Теоретическая и практическая значимость работы
Теоретическая значимость работы состоит в разработке комплекса математических моделей и алгоритмов, позволяющих решать задачи по совершенствованию транспортного освоения участков лесного фонда с учетом эффективного использования парка лесовозных автопоездов, погрузочно-разгрузочных устройств; обосновать закономерности изменения параметров лесотранспортных потоков, учитывающие изменения их интенсивности, распределение интервалов движения, позволяющие решать задачи комплексного использования древесного сырья на предприятиях лесного комплекса.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные математические модели, алгоритмы позволяют выбрать наиболее рациональные варианты в системе распределения лесотранспортных потоков как внутри участков лесного фонда предприятий, так и между лесозаготовительными и лесоперерабатывающими предприятиями малолесных регионов страны, установить параметры транспортных потоков, модельный ряд автотранспортных средств, позволяющих снизить долю затрат на транспортно-грузовой процесс в общей себестоимости производства конечной продукции деревоперерабатывающих производств.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. В соответствии с формулой специальности 05.21.01 – «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» разработаны вопросы математической, организационной и методической основы формирования транспортных потоков лесоматериалов, математические и алгоритмические средства с целью совершенствования поставки лесоматериалов. Диссертационное исследование соответствует пункту 15 паспорта специальности: «Обоснование схем транспортного освоения лесосырьевых баз, поставки лесопродукции, выбора техники и способов строительства лесовозных дорог и инженерных сооружений».
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается имитационным моделированием транспортных потоков лесоматериалов с доверительной вероятностью 0,95 у полученных закономерностей путем использования в работе современных, апробированных теоретических подходов с применением методов математического моделирования, теории вероятности, сопоставлением результатов исследований с данными практической деятельности предприятий.
Апробация и реализация результатов диссертации
Практическая апробация проведена на предприятиях Теллермановского филиала КУВО «Лесная охрана» (Воронежская область), ООО «ЛЗП Кеналес» (Архангельская область), ООО ИНЦ «Инлестех» (Уральский технопарк, г. Екатеринбург) и ЗАО «Агродорстрой» (г. Лебедянь, Липецкая область). Рекомендации по результатам диссертационного исследования для предприятий позволяют увеличить производительность лесотранспортных потоков на 10 %, выработку на лесовозный автопоезд на 8 %, при снижении среднего расстояния вывозки лесоматериалов на 7…12 км, с годовым экономическим эффектом в размере 2,4 млн. руб. Научные и практические результаты работы внедрены в учебный процесс Белорусского государственного технологического университета (БГТУ), Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета (СПбГЛТУ), Лесотехнического института Северного (арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова (САФУ), Поволжского государственного технологического университета (ПГТУ). Основные результаты диссертационной работы докладывались на международных, всероссийских научно-технических и научно-практических конференциях в ВГЛТА (Воронеж, 2006-2011 гг.); УГТУ (Ухта, 2011 г.); «Севергеоэкотех» (Ухта, 2012 г.); «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2012 г.); «Наука и образование для лесопромышленного комплекса» (МГУЛ 2012 г.).
Публикации. Результаты исследований отражены в 29 научных работах, общим объемом 13,25 п.л. (авторских 5,5 п.л.), в том числе 10 статей в изданиях, определенных ВАК Минобрнауки РФ. Без соавторов опубликовано 5 статей.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 136 наименований, 4 приложений. Содержание работы изложено на 160 страницах машинописного текста, иллюстрировано 28 рисунками и 12 таблицами.
Похожие диссертации на Обоснование транспортных потоков лесоматериалов в малолесных регионах
