Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор публикаций и разработок по организации дорожно-ремонтных работ. Цель и задачи исследования
1.1. Анализ выполненных ранее исследований и разработок по организации и планированию дорожно-ремонтных работ .
1.2. Цель и задачи исследования 23
Глава 2 Системный анализ процесса функционирования автомобильно-дорожного комплекса
2.1. Системные исследования в управлении производством
2.2. Представление процесса функционирования автомобильно-дорожного комплекса с позиций системного подхода .
2.3. Системное моделирование функций управления автомобильно-дорожным комплексом
2.4. Обоснование ТЭП автомобильных дорог для решения задач организации дорожно-ремонтных работ
Выводы по главе 2 65
Глава 3 Экономико-математическая модель планирования работ по ремонту автомобильных дорог
3.1. Обоснование критерия выбора предпочтительных плановых решений
3.2. Экономико-математическая модель процесса формирования плана дорожно-ремонтных работ
3.3. Анализ методов оценки себестоимости перевозок автомобильным транспортом
3 4. Методика расчета затрат на ремонтные работы 92
Выводы по главе 3 94
Глава 4 Экспериментальные исследования зависимости расхода горючего от технических и экономических параметров автомобильно-дорожного комплекса
4.1. Анализ структуры автомобильного парка 96
4.2. Экспериментальные исследования зависимости расхода горючего от показателя ровности асфальтобетонного покрытия
4.3. Исследование зависимостей расхода горючего и других переменных элементов себестоимости автомобильных перевозок
Выводы по главе 4 133
Глава 5 Алгоритм формирования плана дорожно-ремонтных работ и рекомендации по его практическому использованию
5.1. Алгоритмы поиска предпочтительного варианта плана с ограничениями и без ограничений по ресурсам
5.2. Исследование влияния колебаний стоимостных показателей автомобильно-дорожного комплекса формирование плана дорожно-ремонтных работ
5.3. Практические рекомендации по формированию стратегии ремонтных работ на магистральных городских улицах
Выводы по главе 5 159
Заключение, выводы и рекомендации по производственному использованию результатов исследования
Библиографический список 164
- Анализ выполненных ранее исследований и разработок по организации и планированию дорожно-ремонтных работ
- Представление процесса функционирования автомобильно-дорожного комплекса с позиций системного подхода
- Экономико-математическая модель процесса формирования плана дорожно-ремонтных работ
- Экспериментальные исследования зависимости расхода горючего от показателя ровности асфальтобетонного покрытия
Введение к работе
Подъем экономики России в последние годы сопровождается повышением объемов перевозок грузов и пассажиров всеми видами транспорта. Автомобильные перевозки составляют наибольшую долю в суммарном объеме работы всей транспортной системы страны. В связи с увеличением объемов грузовых и пассажирских перевозок автомобильным транспортом количество автотранспортных средств (АТС) за последние 10 лет увеличилось более чем на 60%, и, как следствие, повысилась интенсивность движения по автомобильным дорогам общего пользования и городским улично-дорожным сетям. Например, в Ивановской области общее количество АТС повысилось на 63,6%. Наибольший прирост наблюдается по легковым автомобилям, количество которых увеличилось в 2 раза, численность автобусов увеличилась на 25%, наблюдается существенный прирост количества автопоездов большой грузоподъемности.
С ростом объемов перевозимых грузов и увеличением количества автомобилей и интенсивности движения существенно возрастают нагрузки на дорожную сеть, что приводит к интенсивному износу дорожных конструкций.
В результате, состояние большей части существующих автомобильных дорог Российской Федерации не удовлетворяет требованиям современного автомобильного движения. Низкие транспортно-эксплуатационные показатели дорожной сети снижают показатели, связанные с передвижением автомобиля по этим дорогам, увеличивают расход горючего, затраты на техническое обслуживание и ремонт автомобилей, амортизацию подвижного состава, повышают себестоимость перевозки грузов и пассажиров.
Эти тенденции не сопровождаются соответствующим повышением инвестиций в развитие и поддержание дорожной сети, поэтому постоянное нарастание объемов разрушения автомобильных дорог опережает темпы выполнения ремонтных и реконструктивных работ. К сожалению, меры по
5 стабилизации и развитию экономики, принимаемые государством, не
способствуют улучшению экономического состояния дорожного хозяйства —
важнейшей инфраструктурной отрасли. В результате ликвидации дорожных
фондов, в определенной степени компенсировавших объемы потребления
ресурсов дорожной сети, и отсутствие других адекватных источников
инвестиций, дорожная отрасль лишилась стабильного финансирования.
В этих условиях важной задачей предприятий дорожного хозяйства становится рациональная организация работ и оптимальное распределение ограниченных ресурсов, которые должны использоваться с наивысшей экономической эффективностью. Для достижения этой цели необходимо модернизировать систему планирования дорожно-ремонтных работ, с учетом современных требований. Планирование в отрасли "Дорожное хозяйство" должно быть многофункциональным и многовариантным, что позволит выбрать из многочисленных вариантов наиболее эффективный план, причем критерии выбора должны основываться на условиях энерго- и ресурсосбережения, как в дорожной отрасли, так и на автомобильном транспорте.
Целесообразно разработать и реализовать систему долгосрочных, среднесрочных и краткосрочных планов для федерального и регионального уровней управления дорожными работами. Долгосрочные планы должны основываться на прогнозировании, научно-аналитическом процессе планирования, учитывать рост автомобильного парка, темпы развития народного хозяйства, социальные требования, уровень экономического состояния региона и государства в целом.
Научное обоснование плана работ позволит определить с учетом транспортно-эксплуатационных качеств дорог и параметров транспортных потоков^ набор и очередность ремонта объектов, виды работ на этих объектах. Наиболее важным является перспективное планирование ремонтов автомобильных дорог, т.к. общая тенденция в дорожном хозяйстве России
состоит в сохранении существующих автомобильных дорог и поддержании их транспортно-эксплуатационных показателей. Задачами текущего планирования являются определение видов и набора объектов строительства, реконструкции, ремонта и содержаний на планируемый год с учетом возрастающих транспортных нагрузок и социальных требований.
В настоящее время перспективное планирование в дорожной отрасли не имеет научной основы, что нередко приводит к нерациональному использованию финансовых ресурсов, т.е. при выполнении дорожных работ не достигаются результаты, соответствующие требованиям потребителя дорожной продукции. Ограничение ресурсов приводит к постоянному нарастанию "недоремонта" дорожной сети, который, в свою очередь, ускоряет снижение транспортно-эксплуатационного состояния дорог. Для повышения экономической эффективности разрабатываемых планов необходима методика плановых расчетов, построенная на максимизации сбережения ресурсов в автомобильно-дорожном комплексе.
Дорожные организации не располагают программными средствами, которые позволяли бы при разработке организационных и плановых решений предусмотреть все факторы, влияющие на формирование производственной программы предприятия.
Нормативная база Федерального дорожного агентства РФ в настоящее время не содержит документов, позволяющих руководителям дорожных органов принимать решения по оптимальному, обоснованному распределению ресурсов, выделяемых на дорожные работы, с учетом транспортно-эксплуатационных показателей отдельных участков дорожной сети. Все нормативные документы, как правило, предназначены для принятия магистральных, а не сетевых управленческих решений. В данном случае под "магистральными" понимаются решения по одной дороге или участку дороги. "Сетевые" решения предусматривают постановку задачи для множества
7 объектов, связанных в единую дорожную сеть, характеризуемую системой
технических и экономических показателей.
В условиях повышения цен на энергоносители как в России, так и за
рубежом [61] необходимо учитывать требования пользователей
автомобильных дорог к состоянию дорожных покрытий, влияющему на экономические показатели транспортного процесса. Основным показателем является расход горючего, зависящий, прежде всего, от транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог и являющийся наиболее существенным элементом себестоимости перевозок. Но разобщенность пользователей автомобильными дорогами не позволяет производить суммарный, в государственных масштабах, учет расходов и сбережений на автомобильном транспорте. А это затрудняет обоснование экономической эффективности инвестиций в дорожные работы, в результате чего дорожное хозяйство, являясь весьма эффективной отраслью, не получает доходов от оказания пользователям дорогостоящих услуг. Эффект от работы дорожного хозяйства оседает в обслуживаемых им отраслях [11].
С целью повышения качества управления дорожным хозяйством, необходима разработка системы подготовки организационных и плановых решений, построенная на эффективных методах оптимального планирования дорожных работ. Современные условия требуют от управленческого персонала дорожных организаций оперативного реагирования на изменение производственной, экономической и финансовой ситуации. Для этого необходимо математическое и программное обеспечение, позволяющее производить предплановые расчеты и формировать варианты производственной программы дорожной организации с учетом прогнозируемой конъюнктуры цен, тарифов, а также экономической, налоговой, технической и социальной политики. Одновременно в методике должны быть учтены параметры взаимодействия автомобильного транспорта и дорожного хозяйства в составе единой системы автомобильно-дорожного комплекса.
Общая характеристика диссертации.
Целью исследования является совершенствование методов организации и планирования ремонтов нежестких дорожных одежд на основе информации об изменении во времени их транспортно-эксплуатационных показателей (ТЭП) с учетом критериев ресурсосбережения.
Достижение цели обеспечивается решением следующих задач:
Разработка системной модели процесса управления транспортно-эксплуатационным состоянием автомобильных дорог в структуре автомобильно-дорожного комплекса с учетом влияния автомобильного транспорта на транспортно-эксплуатационные показатели дорожной сети.
Проведение теоретических и экспериментальных исследований зависимостей себестоимости автомобильных перевозок от расхода горючего и основных транспортно-эксплуатационных показателей дорожной сети;
Экспериментальные исследования степени влияния показателя ровности дорожного покрытия на расход горючего автотранспортными средствами с целью оценки изменения себестоимости перевозок в результате выполнения ремонта покрытия;
Разработка экономико-математической модели и алгоритма процесса управления назначением ремонтных работ на основе критериев сбережения финансовых ресурсов и энергоносителей.
Объектом исследования является транспортно-эксплуатационное состояние дорожной сети, как необходимое условие эффективности транспортного процесса в системе автомобильно-дорожного комплекса (АДК).
Предметом исследования является организация ремонта нежестких дорожных одежд с учетом закономерностей влияния показателей их транспортно-эксплуатационного состояния на ресурсосбережение в автотранспортном процессе.
9 Научную новизну исследования определяют:
— Системная модель автомобильно-дорожного комплекса, разработанная с
целью построения единой управляемой структуры, включающей
автотранспортный комплекс (АТК) и дорожное хозяйство (ДХ).
Экспериментальные исследования, в результате которых впервые выявлено влияние показателя ровности дорожного покрытия на расход горючего автотранспортными средствами.
Имитационная экономико-математическая модель процесса обоснования плана дорожно-ремонтных работ, построенная на основе системной модели и результатов экспериментальных исследований с учетом снижения расхода горючего за счет улучшения показателя ровности покрытия.
— Алгоритм и программа формирования оптимального набора подлежащих
ремонту участков дорожной сети, разработанные на основе метода
последовательного анализа вариантов плана.
Практическая значимость.
Результаты исследования предназначены для использования предприятиями, осуществляющими функции управления дорожным хозяйством, при обосновании планов выполнения дорожно-ремонтных работ. Применение разработанных алгоритмов будет способствовать повышению эффективности использования финансовых ресурсов, направляемых из различных источников на ремонт автомобильных дорог общего пользования и городских улично-дорожных сетей (УДС). Назначение очередности ремонта участков дорожной сети на основе предложенного метода приведет к снижению себестоимости автомобильных перевозок за счет сокращения расхода горючего автотранспортными средствами, достигаемого в результате рационального распределения финансовых ресурсов по сети дорог. Предложенный в работе метод предназначен для использования на уровне управления дорожным хозяйством субъекта Федерации.
10 Практическая реализация результатов исследования заключается в
рекомендациях для технических служб дорожных организаций Ивановской
области и г. Иванова. Рекомендации использованы при подготовке годовых
планов ремонта дорог общего пользования ряда административных районов
области и улично-дорожной сети центра г. Иванова.
Апробация работы.
Основные теоретические и практические положения диссертации докладывались и получили одобрение на: третьей научной конференции аспирантов ИГ АСА (2003 г.), всероссийской научной конференции "Молодые женщины в науке" г. Иваново (2004 г.), научно-технических конференциях "Информационная среда вуза" г. Иваново (2002, 2003, 2004 г.), а также на научных конференциях в г.г. Вологде (2002, 2003, 2004 г.) и Санкт-Петербурге (2004 г.)
Исследования выполнены в составе программы Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", подпрограмма "Архитектура и строительство", проект "Разработка методов и экономико-математических моделей оптимальной организации строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог в регионе".
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных статей.
Анализ выполненных ранее исследований и разработок по организации и планированию дорожно-ремонтных работ
Решению проблем организации и планирования дорожно-ремонтных работ посвящены исследования многих отечественных и зарубежных ученых, которые в своих работах предлагают различные подходы к созданию системы планирования и управления транспортно-эксплуатационными качествами автомобильных дорог путем оптимизации плановых расчетов.
В статье [85] предлагается определять фактическую потребность в ремонтных работах на основании объективной, своевременной и полной информации о состоянии автомобильных дорог. Результаты оценки направлены на планирование конкретных мероприятий, конечный результат которых состоит в обеспечении высоких транспортно-эксплуатационных показателей дорожной сети РФ. Накопленная информация используется для определения потребности в ремонтных работах, адресного планирования ремонтных мероприятий, исходя из объема выделенных средств, подготовки материалов для ежегодного и среднесрочного планирования, повышения уровня безопасности дорожного движения.
Э.В. Дингес и Ю.Н. Петров [34, 35] рассматривают проблему устранения недостатков, связанных с разработкой программ развития и благоустройства дорожной сети, планированием использования средств федеральных и территориальных фондов и т.д. Выполненный ими анализ показал, что при обосновании планов и проектных решений нередко имеет место ряд существенных недостатков таких, как отсутствие комплексности в рассмотрении вариантов планов и проектов, отсутствие единого подхода к оценке затрат и результатов, недоучет динамичности процессов, риска и неопределенности информации, отсутствие единой нормативной базы расчетов. Исследования кафедры "Экономика дорожного хозяйства" МАДИ (ГТУ) дают основания утверждать, что эти недостатки могут быть устранены, если изменить методы расчетов факторов и определить, какое влияние может оказать на эффективность принимаемых решений изменение факторов. Предлагаемые кафедрой методические подходы показали высокую эффективность при решении технико-экономических задач, что позволило сформулировать ряд рекомендаций на которые мы будем опираться в дальнейших исследованиях: - При обосновании объемов и стоимости работ по проведению технико-экономических изысканий и обследований объектов дорожного хозяйства следует исходить из требуемой точности расчета основных параметров проектов и планов, которая должна устанавливаться не априори (как это делается в настоящее время), а путем компьютерного моделирования условий их реализации. - Методы расчета (определения) факторов, характеризующих условия осуществления даже однородных технико-экономических процессов, не могут быть едиными (унифицированными); их выбор должен определяться в зависимости от требуемой точности расчетов. - Точность определения любого параметра плана или проекта должна находится в прямой зависимости от степени его влияния на показатели эффективности их реализации и, в частности, на показатель чистого дисконтируемого дохода. - Выбор тех или иных методов определения эффективности планов и проектов, а также точность расчета, должна устанавливаться в зависимости от степени значимости отдельных видов эффектов в их общей величине. В статье Васильева А.П. и Апестина В.К. [12] рассмотрена проблема рационального распределения имеющихся ресурсов, выбора приоритетных участков для ремонта, обеспечивающего наибольший народнохозяйственный эффект. При этом автор предлагает рассматривать два варианта: наличие финансирования в полном объеме; ограничение финансируемых ресурсов. При первом варианте трудностей не возникает, нужно только определить очередность ремонта объектов и виды работ с учетом их технико-эксплуатационных характеристик. Второй вариант планирования дорожно-ремонтных работ несколько усложняется. При ограничении ресурсов необходимо правильное их распределение по объектам, установить очередность ремонта объектов, виды работ на этих объектах, все это сводится к необходимой разработке планов дорожно-ремонтных работ.
Большое значение в процессе обоснования методов оптимального планирования дорожно-ремонтных работ имеет разработка норм межремонтных сроков. Этой проблеме большое внимание уделил В.К. Апестин [2]. Предложенные им методы расчета основаны на учете процессов изменения транспортно-эксплуатационных показателей дорожных одежд под воздействием интенсивности движения, климатических факторов и оценке суммарных приведенных затрат.
Большой вклад в теорию экономической эффективности выполнения дорожных работ внес профессор Гарманов Е.Н. В своих исследованиях [16] он заложил основы технико-экономических обоснований проектов строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог. Критерием оптимальности вариантов организации дорожно-ремонтных работ является минимизация суммарных приведенных затрат, которые определяются по всей отрасли в целом, в соответствии с установленными на данном участке дороги объемами ремонтных работ и объемами перевозок. В работах [23, 24, 26] Гриценко А.Д. предлагает ввести в управление дорожным хозяйством долгосрочное планирование, которое в период изменений экономического уклада в России было исключено из управленческой деятельности. На данный момент эта методика планирования достаточно актуальна. В условиях нестабильной рыночной экономики и при ограничении ресурсов такое планирование необходимо для более эффективного использования средств. Предлагается экономико-математическая модель планирования дорожно-ремонтных работ. В основу моделирования положен принцип максимизации экономической эффективности эксплуатации автомобильного транспорта на данной дорожной сети. Задача этой экономико-математической модели решается при условии ограничения ресурсов, что характерно для экономики России на данный период. Она также определяет очередность ремонта участков и изменяется во времени.
Представление процесса функционирования автомобильно-дорожного комплекса с позиций системного подхода
Автомобильно-дорожный комплекс (АДК) представляет собой многоплановую, многоотраслевую, многокритериальную сложную, управляемую систему. Существует точка зрения, что большие (по величине, количеству элементов) и сложные (по сложности связей, алгоритмов поведения) системы — это разные классы систем [14]. С этой позиции автомобильно-дорожный комплекс является большой системой, т.к. он состоит из множества элементов, относящихся к автотранспортному комплексу и к дорожному хозяйству. Кроме того, он является и сложной системой, поскольку множество его элементов связаны множеством разнообразных связей. Классификация систем предполагает их разделение по степени организованности. Выделяются хорошо организованные и плохоорганизованные, или диффузные, системы. По этой классификации автомобильно-дорожный комплекс относится к диффузным системам. Его диффузность обусловлена наличием большого количества транспортных средств, имеющих случайные параметры, движущихся по случайным с точки зрения системы маршрутам и оказывающих случайные воздействия на остальные элементы системы. Несмотря на диффузные свойства автомобильно-дорожный комплекс является большой системой, подчиненной единым народнохозяйственным целям. Исследование системы предполагает решение одной из важнейших задач - отделение системы от среды, с которой взаимодействует система. В соответствии с утверждением [57] "... среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы". В процессе исследования граница между системой и средой может изменяться. Уточняя модель системы, исследователь может включить в среду некоторые составляющие, которые он первоначально включал в систему. И, наоборот, исследуя корреляцию между компонентами системы и среды, он может посчитать целесообразным включить в систему составляющие среды, имеющие сильные связи с элементами системы.
В книге [86] рекомендуется для описания функционирования системы в процессе системного анализа строить модели двух типов: модели окружающей среды и модели операционных потоков системы. Моделирование окружающей среды необходимо для того, чтобы четко сформулировать цели и задачи, возникающие перед системой в ходе решения проблемы, а также ограничения и требованиям к системе.
Объектом системного исследования в диссертации является автомобильно-дорожный комплекс, среда которого сложна и многообразна и оказывает существенное воздействие на все элементы системы. Для того, чтобы определить размеры системы, необходимо установить рациональные границы между системой и средой. На рис. 2.1. изображена взаимосвязь исследуемого объекта с внешней средой. Используя символику теории множеств, исследуемую систему можно представить следующим образом: Sm(A,QA,R,Z,SR,T), (2.1) где: S - система автомобильно-дорожного комплекса с внешней средой; А - множество элементов автомобильно-дорожного комплекса, {B,D}eA; В - множество элементов автотранспортного комплекса, Ь,еВ; D - множество элементов дорожного хозяйства, d,eD; QA - свойства, дополняющие понятие элемента; R - множество связей между элементами системы и их свойствами г,єД; Z - совокупность целей системы S, zt є Z; SR - множество элементов внешней среды системы S, (sr)t є SR; Т - интервал времени, в течение которого исследуется процесс функционирования системы S. АДК как система обладает высокой степенью коммуникативности, т.е. качеством, предполагающим наличие множества связей со средой.
Внешнюю среду АДК составляют факторы, внешние по отношению к системе , которые, с одной стороны, находятся вне контроля тех, кто разрабатывает или принимает решение, и в этом смысле являются фиксированными или заданными с точки зрения системы, и, с другой стороны, не являются нейтральными по отношению к системе и оказывают существенное влияние на достижение ее целей [30]. Автомобильно-дорожный комплекс, как объект системного моделирования, имеет ряд особенностей: 1.. Сложность, обусловленная наличием множества объектов, имеющих различные параметры, что приводит к большим массивам исходных данных. 2. Взаимодействие в едином производственном процессе двух, ведомственно разобщенных, элементов автомобильно-дорожного комплекса — автомобильного транспорта и дорожного хозяйства, приводящее к усложнению формализации задач планирования. 3. Динамика изменения параметров во времени по законам, различным для каждого параметра и каждого объекта. 4. Стохастический характер большинства параметров с распределениями по различным законам. 5. Необходимость организации нескольких видов ремонтно-профилактических мероприятий на автомобильных дорогах, причем любое мероприятие может быть выполнено на любом объекте. Система АДК состоит из двух подсистем — автомобильно-транспортного комплекса (АТК) и дорожного хозяйства (ДХ) [29]. Каждая из подсистем выполняет свои функции, имеет свои задачи и цели, конечный результат. Ни у одной из подсистем нет преимущества перед другой, имея приблизительно одинаковую ценность, поэтому АДК является децентрализованной системой. Между АДК и окружающей средой существует постоянная связь, которая задает условия и получает конечный результат, что делает систему открытой.
В настоящее время АДК является нерегулируемой системой, т.к. АТК и ДХ не взаимодействуют между собой организационно при выполнении транспортного процесса. Все условия, которые задает внешняя среда, передаются каждой подсистеме отдельно и при этом никак не координируются, что приводит к повышению степени диффузности всей системы. Несмотря на ведомственную разобщенность, АДК должен исследоваться как единая народнохозяйственная система. На рис 2.3 приведена существующая система АДК, которая состоит из двух подсистем, при этом они между собой никак не связаны. Все условия, которые задает внешняя среда, воздействуют на каждую подсистему отдельно и при этом не регулируются, что приводит к диффузности всей системы. Входными параметрами данной системы являются объемы, качество, услуги и ресурсы, направленные на повышение транспортно-эксплуатационных качеств дорожной сети. На выходе такой системы можно ожидать получение результатов, связанных с повышением ТЭП, но при этом конечный итог не будет учитывать всех потребительских качеств, т.к. каждая из подсистем существует в отдельности. Требования к потребительским качествам дорог, которые задает внешняя среда АТК, не увязываются с подсистемой ДХ, поэтому ДХ не может полностью удовлетворять всем запросам общества.
Экономико-математическая модель процесса формирования плана дорожно-ремонтных работ
Понятие моделирования основано на использовании аналогии и предполагает построение действующей или реальной модели, обладающей свойствами или характеризуемой соотношениями, которые подобны свойствам или соотношениям рассматриваемой реальной системы.
Обычно под моделью понимается объект, поставленный в определенное отношение к моделируемой системе. Отношения между моделью и моделируемым объектом могут носить характер нетождественного подобия, аналогии, изоморфизма, изофункционализма и т.д. Процесс построения модели в общем случае имеет иерархическую структуру со сложным поисковым характером достижения цели. Это обусловлено тем, что, поставив задачу изучения той или иной системы, строят ее модель не только на основе предварительных знаний об объекте исследований, но и по результатам моделирования выделяют в изучаемой системе свойства и отношения, которые могут быть использованы для дальнейшего совершенствования модели.
Экономико-математическая модель представляет собой описание экономического процесса в виде уравнений, неравенств, функций [37, 54]. Цель построения экономико-математической модели — установление количественных и качественных зависимостей между переменными, характеризующими изучаемое явление, и, в конечном итоге, выявление необходимых условий, обеспечивающих получение требуемого результата, - цели поставленной задачи. В общем виде решение экономико-математической задачи можно расчленить на следующие 5 этапов: 1. Экономическая постановка задачи. При этом приводится описание объекта исследования, характеристика исходных данных и систематизация их, установление границ исследования, выбор показателя критерия оптимальности, формулировка конечного результата - цели решения. 2. Математическая постановка задачи. Систематизированные исходные данные задачи и необходимые дополнительные величины представляются в виде математических зависимостей (уравнений, неравенств), формулируются требования к переменным и ограничения (неотрицательность, количественные изменения и соотношения), выявляются основные факторы и устанавливаются зависимости, определяющие результаты решения задачи. После представления задачи в математических зависимостях начинается заполнение их численными значениями. 3. Выбор математического метода. Чтобы решить экономическую задачу с помощью того или иного метода, необходимо установить зависимость переменных, представленных в уравнениях и неравенствах. На основании этого выбирается тот метод математического программирования, алгоритм которого позволяет решать задачи данного класса. При отсутствии готового алгоритма разрабатывается новый. 4. Вычислительный этап. На этом этапе осуществляется разработка программы по выбранному алгоритму, ее отладка и решение задачи на реальных исходных данных. 5. Анализ результатов решения. Полученный результат проверяется на выполнение условия оптимальности. Если это условие не выполняется или не соответствует действительному явлению или процессу, то необходимо проанализировать весь процесс вновь, чтобы устранить ошибки в расчете. Таким образом, после разработки модели в нее необходимо ввести определенную информацию, чтобы проверить, насколько приближаются воспроизводимые ею данные к ранее зарегистрированным экспериментальным данным, которые соответствуют введенной информации.
В решении задач совершенствования планирования и управления народным хозяйством важная роль принадлежит математическим методам. Это, в первую очередь, обусловлено возросшей степенью сложности работы по обеспечению и правильности выбора из большого числа возможных альтернатив эффективных планов [8]. В работах [31, 87] авторами сделаны выводы о том, что плановые и управленческие решения требуют не только понимания качественных аспектов действия системы, экономических законов, но и учета конкретных форм их проявления. Планирование в дорожном хозяйстве воспринимается главным образом, как процесс разработки системы заданий, контрольных цифр, отражающих намеченные цели развития и функционирования отрасли.
Основные подходы к решению задач планирования следует искать с помощью построения моделей, достаточно точно отражающих реально существующие экономические связи между объектами и их взаимоотношения в процессе производства [6,7]. В процессе планирования и управления отраслью "Дорожное хозяйство" построение математической модели должно отражать экономические связи и взаимоотношения двух элементов автомобильно-дорожного комплекса — автомобильного транспорта и дорожного хозяйства. Одной из главных проблем создания системы планирования ремонтно-профилактических мероприятий на сети дорог, с помощью которой могут быть получены варианты плана, отвечающие установленному критерию, является разработка содержательной и адекватной экономико-математической модели. Дорожное хозяйство, как сложная технико-экономическая система, характеризуется многими параметрами, значения которых могут отклоняться по случайному закону, а эффективность функционирования системы зависит от ряда случайных воздействий. Поэтому при исследованиях такой системы необходимо использовать методы, позволяющие применять аппарат статистического моделирования. Очевидно, что получение необходимой достоверности и точности моделирования зависит от инструментальной точности приборов, реализующих моделей, и статистической точности получаемых результатов. Принципы и правила моделирования достаточно хорошо известны и суть их сводится к следующему [62].
Экспериментальные исследования зависимости расхода горючего от показателя ровности асфальтобетонного покрытия
Целью эксперимента является оценка в реальных дорожных условиях влияния показателя ровности покрытия на расход горючего автомобилей - представителей групп. Испытания производились на представителе легковых автомобилей ВАЗ - 2106.
Экспериментальные измерения [27] произведены при помощи измерительного комплекса, разработанного совместно кафедрами "Автомобильные дороги" Ивановской государственной архитектурно-строительной академии (ИГАСА) и "Автоматика" Ивановского государственного химико-технологического университета (ИГХТУ). В состав измерительного комплекса входят следующие приборы, устанавливаемые на автомобиль - лабораторию: 1. Электромеханический расходомер - дозатор мембранного типа; 2. Электромеханический толчкомер, устанавливаемый на задний амортизатор автомобиля - лаборатории ВАЗ -2106; 3. Электромагнитный измеритель пройденного пути, устанавливаемый на переднее колесо автомобиля - лаборатории; 4. Таймер.
Основным требованием к автомобилю — лаборатории является его хорошее техническое состояние, соответствующее средним характеристикам технического состояния представляемой этим автомобилем группы. Главное условие состоит в том, чтобы расход горючего двигателем автомобиля — лаборатории не превышал установленных для этой марки нормативов. Рїзмерительньїй комплекс позволяет производить во время испытательного проезда по экспериментальным участкам дорог регистрацию следующих параметров: 1. Расход горючего в миллилитрах. 2. Показатель ровности в см/км применительно к прибору ТХК — 2. Приведение полученных результатов к стандартному прибору ПКРС-2У осуществляется путем проведения их сравнительных испытаний. Но для ориентировочной оценки показаний использованного толчкомера можно принять переходным коэффициент 5, кроме того, практические наблюдения показывают, что при измерении ровности на участке дороги с отличным состоянием покрытия толчкомер дает результат S = 50 — 60 см/км, а по ПКРС - 2У такое покрытие оценивается S = 250 — 300 см/км [72]. 3. Пройденный путь в метрах. 4. Время проезда по участку в минутах. Выбор экспериментальных участков производился в соответствии с целью эксперимента и при выполнении ряда требований: 1. Асфальтобетонное покрытие. 2. Показатель ровности покрытия должен варьировать на различных участках в пределах значений, характерных для дорожной сети общего пользования. То есть от отличного состояния (по ПКРС — 2У S = 300 -г- 500 см/км) до плохого (S 3000 см/км). Количество экспериментальных участков должно обеспечить охват всего требуемого диапазона измерения показателя ровности покрытия, характерного для дорожной сети общего пользования. 3. Следует выбирать участки без резких изменений показателя ровности в пределах одного участка. 4. Параметры плана трассы, продольного профиля и интенсивность движения на каждом экспериментальном участке должны позволять поддерживать заданный режим движения автомобиля — лаборатории. 5. Наиболее важным этапом планирования эксперимента является определение необходимого количества измерений. В проводимом эксперименте должны быть определены: - наименьшая длина экспериментального участка для обеспечения точности измерения расхода горючего; - наименьшее количество экспериментальных участков из условий обеспечения достоверности эксперимента по измерению расхода горючего; - наименьшее количество экспериментальных участков из условия обеспечения достоверности измерений показателя ровности покрытий.
Протяженность каждого участка должна быть достаточна для каждого измерения расхода горючего с заданной точностью. Точность измерений определяется разрешающей способностью расходомера, который разработан по принципу дозатора. Предварительная тарировка прибора, произведенная путем измерения вырабатывания двигателем нормированного расхода горючего, позволила определить объем одной дозы - 14 мл (рис 4.5.).
