Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ системы эксплуатации АТС и постановка научной задачи 9
1.1 Анализ Существующей системы эксплуатации АТС 9
1.2 Формулировка задач мониторинга эксплуатационных свойств АТС 16
1.3 Анализ состояния технико-экономических показателей эксплуатации АТС 20
1.4 Анализ применения математических моделей для технико-экономического анализа и обоснование организации эксплуатации АТС 24
1.5 Анализ существующих методов определения технической долговечности и выбор существующих параметров, влияющих на предельное состояние АТС 33
1.6 Анализ критериев технико-экономического анализа при оценке эффективности проведения мониторинга технико-эксплуатационных характеристик АТС 42
1.7 Выбор направления исследования и постановка научной задачи 48
Глава 2. Методические аспекты оценки влияния технико эксплуатационных характеристик на техническое состояние АТС 51
2.1 Методические положения оценки влияния технико-эксплуатационных характеристик на техническое состояние АТС 51
2.2 Закономерности влияния технико-эксплуатационных характеристик на статистику отказов АТС 95
2.3 Совершенствование методов мониторинга технико-Эксплуатационных характеристик АТС 104
2.4 Математическое моделирование влияния технико-Эксплуатационных характеристик на статистику отказов АТС 134 Выводы по второй главе 142
Глава 3. Модель эксплуатации АТС с учетом мониторинга технико Эксплуатационных характеристик 145
3.1 Взаимодействие методов оценки технико-эксплуатационных характеристик145
3.2 Методологические основы контроля и управления техническим состоянием автомобилей в эксплуатации 147
3.3 Модель контроля и управления готовностью АТС в эксплуатации 155
Выводы по третьей главе 166
Глава 4. Оценка экономической эффективности и обоснование целесообразности внедрения методов мониторинга технико-эксплуатационных характеристик АТС 167
4.1 Оценка резервов повышения эффективности использования подвижного состава автотранспортного предприятия 167
4.2 Определение ожидаемого экономического эффекта от внедрения разработанных мероприятий 176
Выводы по четвертой главе 183
Выводы по диссертационной работе 184
Приложения 187
Список использованных источников
- Анализ состояния технико-экономических показателей эксплуатации АТС
- Анализ критериев технико-экономического анализа при оценке эффективности проведения мониторинга технико-эксплуатационных характеристик АТС
- Закономерности влияния технико-эксплуатационных характеристик на статистику отказов АТС
- Определение ожидаемого экономического эффекта от внедрения разработанных мероприятий
Введение к работе
Актуальность исследования. На современном этапе развития автомобильного транспорта, исходя из невозможности быстрого обновления изношенного автомобильного парка, важной и актуальной задачей является повышение технической готовности АТС (автотранспортных средств) и эффективности их использования. Одним из основных направлений решения этой задачи является учет технической готовности при планировании этапов и объемов технического обслуживания.
В случаях постоянно изменяемой нагрузки, изменения в широких пределах климатических условий эксплуатации и сложности контроля условий эксплуатации, внедрение дорогостоящих средств диагностики основных узлов является не целесообразным. В случае не возможности внедрения методов контроля основных технико-эксплуатационных характеристик и сложности реализации непосредственной диагностики, целесообразно использование методов опосредованного контроля технической готовности автотранспортных средств.
Актуальным является совершенствование методов мониторинга условий эксплуатации АТС и разработка методов учета их изменения при планировании этапов технического обслуживания. Повышение конкурентоспособности любого автотранспортного предприятия неразрывно связано с необходимостью широкого внедрения ресурсосберегающих технологий. Основным направлением решения этой задачи является повышение эффективности использования АТС.
Существующие результаты исследований остаточного ресурса машин автомобильного транспорта обычно указывают на существенное несовпадение с их техническим состоянием и важность влияния изменения значений условий эксплуатаций на статистику выполнения неплановых ремонтов АТС.
Одним из основных недостатков существующей системы технического обслуживания является учет действия эксплуатационных постоянных или почти неизменных факторов. Однако скорость движения, уровень загруженности АТС, дорожные условия и состояние дорожного покрытия, по которому движется транспорт, может существенно изменяться как во времени, так и для различных подвижных единиц одного парка. В условиях локализованных транспортных систем контроль значений перечисленных факторов эксплуатации и контроль их влияния на изменение технической готовности АТС является эффективной альтернативой внедрения дорогостоящих средств диагностики с аналогичными задачами.
Результаты научных исследований и практика технической эксплуатации автотранспортных средств показывают существенные колебания значений основных технико-эксплуатационных характеристик транспортных средств и соответствующие колебания количества внеплановых ремонтов.
Вышеуказанное, актуализирует необходимость решения научно-прикладной проблемы повышения технической готовности и эффективности использования АТС путем внедрения мер, основанных на совершенствовании методов мониторинга значений технико-эксплуатационных характеристик АТС.
Степень разработанности темы исследования. Для повышение эффективности использования парка автотранспортных средств неразрывно связано с необходимостью учета его фактической готовности при планировании периодов и объема технического обслуживания.
Учету условий эксплуатации при планировании ремонта АТС и оптимизации межремонтного пробега посвящены работы Е.С. Кузнецова, Р.Х. Хасанова, Н.Я. Говорущенко, Г.М. Напольского, Л.Г. Резника, А.Г. Сергеева, В.А. Бондаренко, А.П. Болдина, Н.С. Захаров Н.С, И.Н. Аринина, М.М. Болбас, А.П. Дунаева, Ф.Н. Авдонькина, И.Н. Аринина, Б.Д. Прудовский, В.П. Воронов В.П., И.Б. Гурвича, И.Е. Дюмина, Б. С. Клейнера и других авторов. В направлении разработки средств и методов диагностики технической готовности и контроля условий эксплуатации средств транспорта следует отметить работы Е.С. Кузнецова, Р.Х. Хасанова, Н.Я. Говорущенко, В.П. Воронова, Н.Н. Якунин.
Среди работ, посвященных определению технической готовности АТС в процессе эксплуатации, можно выделить два основных направления – прямой (усовершенствование средств диагностики) и опосредствованный (усовершенствование методов контроля условий эксплуатации). Представленная работа посвящена последующему усовершенствованию методов контроля условий эксплуатации.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования – является разработка комплексной методики управления технической готовностью на основе мониторинга условий эксплуатации.
Объектом исследования является техническая готовность автотранспортного средства.
Предметом исследования является процесс мониторинга условий эксплуатации.
Задачи исследования:
-
Провести анализ методов получения информации о технической готовности АТС.
-
Исследовать технико-эксплуатационные факторы, влияющих на техническую готовность АТС, для выявления наиболее весомых и оценить величину их влияния.
-
Разработать модель влияния условий эксплуатации на техническую готовность АТС для обеспечения контроля за изменением статистики его отказа.
-
Разработать метод опосредованного мониторинга технической готовности для получения информации об изменении значений для единичного АТС.
-
Уточнить модель технической эксплуатации АТС с учетом мониторинга условий эксплуатации АТС, на основе совместного рассмотрения «дерева» целей и «дерева» систем. Разработана система показателей оценки состояния ТЭА хозяйствующих субъектов с учетом мониторинга условий эксплуатации АТС.
-
Усовершенствовать существующие методы мониторинга основных эксплуатационных характеристик АТС локализованных транспортных систем для реализации их опосредованного контроля.
-
Провести технико-экономическое обоснование внедрения мероприятий по повышению эффективности использования АТС с применением результатов проведенных исследований.
Методологической основой для решения поставленных в работе задач, является системный подход. Для оценки существенности влияния условий эксплуатации на техническую готовность АТС использован метод экспертных оценок, методы математической статистики использованы при обработке ответов экспертов и оценки погрешностей усовершенствованных методов мониторинга эксплуатационных факторов. Аналитический метод распределения пассажиропотоков использован для расчета уровня загрузки АТС. Теория нечетких множеств использована для построения модели влияния условий эксплуатации на статистику отказов АТС.
Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности ВАК: 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта, п.2 «Оптимизация планирования, организации и управления перевозками пассажиров и грузов, технического обслуживания, ремонта и сервиса автомобилей, использования программно-целевых и логистических принципов», п. 10. «Закономерности изменения технического состояния автомобилей, агрегатов и систем».
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1. На базе теории нечетких множеств создана математическая модель влияния величины значений технико-эксплуатационных характеристик на статистику отказов АТС, что позволяет отразить величину влияния изменений условий эксплуатации на техническую готовность АТС;
2. Разработан метод опосредованного единичного (для каждого отдельно взятого автотранспортного средства) мониторинга технико-эксплуатационных характеристик АТС.
3. Разработана структура взаимодействия существующих средств контроля режимов эксплуатации автотранспорта, что дало возможность определить порядок комплексного анализа параметров их работы для опосредованного контроля технико-эксплуатационных характеристик для каждой транспортной единицы.
4. Усовершенствован метод расчета уровня загруженности АТС путем учета времени движения пассажиров между остановками, что позволило повысить точность определения пассажиропотоков на любом промежутке времени.
5. Усовершенствована модель технической эксплуатации АТС с учетом мониторинга эксплуатационных характеристик АТС, на основе совместного рассмотрения «дерева» целей и «дерева» систем. Разработана система показателей оценки состояния ТЭА хозяйствующих субъектов с учетом мониторинга технико-эксплуатационных характеристик транспортных средств.
Практическая значимость исследования заключается в следующем:
-
Разработанная модель влияния величины значений эксплуатационных характеристик на статистику отказов АТС дала возможность повысить техническую готовность транспортных средств за счет корректировки периодов его технического обслуживания;
-
Метод расчета уровня загруженности автобусов АТП позволил корректировать загруженность пассажиро-мест и повысить точность определения загруженности.
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в АТП г. Санкт-Петербурга, эксплуатирующие современный подвижной состав.
Теоретические положения и результаты экспериментальных исследований, полученные при выполнении диссертационной работы, используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «СПБГАСУ» при подготовке бакалавров и магистров направления 190500.68 «Эксплуатации транспортных средств».
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных конференциях: 68-я научная конференция процессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов, СПбГАСУ (г. Санкт-Петербург, 2011); 64-я Международная научно-техническая конференция молодых ученых, посвященная 300-летию со дня рождения М.В. Ломоносова «Актуальные проблемы современного строительства», СПбГАСУ (г. Санкт-Петербург, 2011), Материалы международной научно-практической конференции «Эффективность и безопасность автомобильно-дорожного комплекса» (г. Санкт-Петербург, 2012), II Международный конгресс студентов и молодых ученых (аспирантов, докторантов) «Актуальные проблемы современного строительства», СПбГАСУ (г. Санкт-Петербург, 2013);.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, общим объемом 3,6 п.л., лично автором – 3,1 п.л., в том числе 4 работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, утвержденный ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав с выводами по каждой из них, общих выводов. Диссертация содержит 187 страницу машинописного текста, 14 таблиц, 34 рисунков, 4 приложений и списка использованной литературы из 169 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.
Анализ состояния технико-экономических показателей эксплуатации АТС
Надежность - комплексное свойство технического объекта (производства, устройства, машины, системы); состоит в его способности выполнять заданные функции, сохраняя свои основные характеристики (при определенных условиях эксплуатации) в установленных пределах. Надежность охватывает безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Показатели надежности - вероятность безотказной работы, наработка на отказ, технический ресурс, срок службы и ДР [6]. Действующая стратегия и программа технического обслуживания и ремонта автотранспорта, которая основана на планово-предупредительных мероприятиях, нуждается усовершенствований в направлении индивидуализации контроля эксплуатационных характеристик АТС.
Учету условий эксплуатации при планировании ремонта ТС и оптимизации межремонтного пробега посвящены работы Е.С. Кузнецова, Р.Х. Хасанова, Н.Я. Говорущенко, Г.М. Напольского, Л.Г. Резника, А.Г. Сергеева, В.А. Бондаренко, А.П. Болдина, Н.С. Захаров Н.С, И.Н. Аринина, М.М. Болбас, А.П. Дунаева, Ф.Н. Авдонькина, И.Н. Аринина, Б.Д. Прудовский, В.П. Воронов В.П., И.Б. Гурвича, И.Е. Дюмина, Б. С. Клейнера и других авторов. В направлении разработки средств и методов диагностики технического состояния и контроля условий эксплуатации средств транспорта следует отметить работы Е.С. Кузнецова, Р.Х. Хасанова, Н.Я. Говорущенко, В.П. Воронова, Н.Н. Якунин.
Основой аналитического расчета фактического состояния элементов подвижных единиц является получение достоверной информации об их начальной безотказности и долговечности. Подтверждению этому посвящены работы А.С. Проников[8] и Н.С. Захаров [7]. Экономическая составляющая, а именно - минимум приведенных затрат, связанных с плановыми и внеплановыми ремонтами, взят за основу для установления сроков проведения следующего этапа технического обслуживания в работах [9]. Большое значение для развития направления совершенствования системы планово-предупредительных ремонтов имело введение принципа кратности проведения профилактических мероприятий. Уменьшение приведенных затрат на плановые и внеплановые ремонты с учетом заданной вероятности безотказной работы АТС рассмотрены в работе [10]. Недостатком перечисленных работ является то, что основная их часть посвящена расчета оптимального пробега ТС между ремонтами или оптимизации цикличности проведения тех или иных видов предупредительных работ, при этом под оптимизацией подразумевается перечисления пробега механизма с учетом местных условий эксплуатации, тогда как сами эти условия принимаются детерминированной и постоянной величиной. Большая детализация расчета не проводилась по причине отсутствия технических средств и сложность методов учета этих факторов.
В работе [11] было предложено для корректировки межремонтного пробега с целью учета местных особенностей эксплуатации использовать коэффициенты, которые отражали бы такие факторы, как техническую готовность дорожные условия, климатические условия, возраст автотранспорта и др. Для случаев, когда есть возможность определить гистограммы распределения наработки до отказа механизмов в заданных условиях эксплуатации и описать распределение с помощью известного закона, ряд авторов, Е.С. Кузнецов, Г.В. Крамаренко и другие, предлагают зависимости и целевые функции, с помощью которых появляется возможность адаптировать систему технического обслуживания к местным условиям [10, 12]. Однако учитывая постоянное изменение основных технико-эксплуатационных характеристик функционирования локализованных систем, необходим помашинный учет показателей отказа транспортного средства с постоянным контролем эксплуатационных характеристик АТС. Обычно задача оптимизации системы обслуживания ТС R общем виде сводится к выбору оптимального периода технического обслуживания. Под оптимальностью следует понимать минимум затрат на эксплуатацию при соблюдении норм по безопасности работы. В этом направлении принято выделять два подхода - поэлементный и общий. Поэлементный подход предусматривает расчет межремонтных периодов для каждой детали в отдельности, а при общем - АТС рассматривается как единая система. Например, рассматривая АТС как единую систему, в [4] отмечено, что множество вероятных отказов ТС в период эксплуатации V включает в себя множество случайных WB И постепенных отказов Wn. При этом Wn с; W We z.W, W = We{j Wn. Важно отметить, что распределение случайных отказов в основном зависит от качества и программы ремонта ТС и имеет экспоненциальный характер кривой. На распределение постепенных отказов отмечено влияние условий эксплуатации, причем для автомобилей такие отказы имеют нормальный закон распределения [4,1]. Можно предположить, что на характер и количество случайных отказов влияние факторов условий эксплуатации несущественный.
При уменьшении или увеличении межремонтного периода рв отношении к средней наработки на отказ ср меняются н на Рп [4,2], что отражают вероятность неплановых (Рн) и плановых (Рп) ремонтов г транспортного средства. Поскольку цена планового ПРи непланового С С С ремонта ир автомобиля разная, причем, как правило, нр пр [10], важнейшим фактором выбора величины р является экономическая составляющая. Для учета экономической составляющей обслуживания АТС разработан ряд целевых функций. В работе [13] предложено ввести такое понятие целевой функции, минимизация которой позволяет, на основе данных о цене планового и непланового ремонта и зависимости вероятности отказа от пробега, определять оптимальный, с точки зрения затрат на обслуживание, межремонтный период.
В литературе [14,15] указывается, что выражение для целевой функции существенно зависит от характера закона распределения наработки до отказа. Поскольку для различных подвижных единиц он разный, в работе [14] для случая нормального закона распределения постепенных отказов АТС предложено отдельное выражение.
Рассмотрены выражения, тем не менее, малопригодны для практического применения, поскольку на практике величину СР и ее зависимость от условий эксплуатации оценить очень трудно. Действующая планово-предупредительная система ремонта предусматривает постановку на плановый ремонт АТС до начала их массового выхода из строя для предотвращения большого количества неплановых ремонтов. Одновременно ведется статистика наработки до отказа со всех неплановых мероприятий. Такая статистика позволяет построить график потока отказов \Ч для пробега АТС до величины р. Тогда для практических расчетов наиболее удобно использовать целевую функцию в виде, предложенном в [13]. Предполагается, что функция Ч ; должна отражать влияние местных условий эксплуатации на показатели надежности АТС. Однако, как показывает практика, даже если автомашины эксплуатируются в одном АТП, но на разных маршрутах, то они имеют существенную разницу в статистике неплановых отказов по причине разницы в условиях эксплуатации.
Если параметры закона распределения зависят от условий эксплуатации, возникает необходимость постоянного контроля над его характеристиками и разработки эффективных методов контроля их изменения.
Анализ критериев технико-экономического анализа при оценке эффективности проведения мониторинга технико-эксплуатационных характеристик АТС
Использование функции в виде (1.27), позволяет, по заданным условиям эксплуатации (эксплуатационным характеристикам), рассчитать оптимальный период ремонта (ТР-1) для каждого АТС отдельно. Подставив в выражение (1.27) средние значения эксплуатационных характеристик для всего парка на протяжении года, получим оценку среднего значения оптимального межремонтного пробега для всего парка транспортных средств , находящегося в эксплуатации. Это позволяет получить оценку экономической эффективности предложенного усовершенствования на любой период с известными значениями эксплуатационных характеристик.
Оценку эффективности внедрения разработанных методов контроля эксплуатационных параметров АТС можно получить приняв допущение о постоянстве эксплуатационных характеристик для всех транспортных средств и, соответственно, одинаковое значение параметров распределения вероятности отказа АТС. Следует заметить, что поскольку на практике эксплуатационные характеристики АТС отличаются - реальный эффект, от контроля фактической нагрузки на автотранспорт, будет больше расчетного.
Проведенный анализ позволил сделать следующие выводы:
1. Анализ методов получения информации о фактическом техническом состоянии АТС дал возможность обосновать перспективность определения технического состояния транспортных средств за счет мониторинга контроля технико-эксплуатационных характеристик.
2. Рассмотрена существующая система организации технического обслуживание АТС, что дало возможность выявить не одинаковые условия эксплуатации и необходимость их индивидуальной фиксации. Выявлена неэффективность существующих методов учета технико-эксплуатационных характеристик АТС в случае изменения и неравномерного распределения нагрузки.
3. Учитывая, что существующая система технического обслуживания отслеживает только фактический пробег АТС, для условий эксплуатации пассажирского транспорта, контроль фактического технического состояния эффективно достигается за счет совершенствования методов мониторинга и учета технико-эксплуатационных характеристик.
4. Учитывая, что существующая система предусматривает контроль лишь фактического пробега, актуальной задачей является усовершенствование методов и средств контроля технико-эксплуатационных характеристик АТС. Обнаружено, что в условиях эксплуатации транспорта пригородного и городского сообщения для контроля фактического технического состояния оптимальным решением является контроль условий эксплуатации АТС и фиксация технико-эксплуатационных характеристик для каждого отдельного автотранспортного средства.
5. В результате анализа существующих методов контроля технико-эксплуатационных характеристик АТС выявлено, что в современных условиях рассмотренные методы требуют усовершенствования с целью повышения точности, оперативности и организации помашинного контроля параметров. Известные методы контроля загруженности АТС, определение технической скорости и определения топливной экономичности АТС не учитывают неравномерность распределения действия факторов на единицы АТС.
Исходя из этого, целью диссертационной работы является решение научно-практической задачи повышения эксплуатационного качества автотранспортных средств путем усовершенствования методов мониторинга технико-эксплуатационных характеристик.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Провести анализ методов получения информации о техническом состоянии АТС для выявления перспективных путей повышения его эксплуатационного качества и эффективности его использования. 2. Исследовать технико-эксплуатационные факторы, влияющих на техническое состояние АТС, для выявления наиболее весомых и оценки величины их влияния. 3. Разработать модель влияния технико-эксплуатационных характеристик на техническое состояние АТС для обеспечения контроля изменения статистики его отказа. 4. Разработать метод мониторинга технико-эксплуатационных характеристик для получения информации об изменении их значения для каждой единицы АТС. Провести технико-экономическое обоснование внедрения мероприятий по повышению эксплуатационного качества АТС с применением результатов проведенных исследований. Глава 2
Методические аспекты оценки влияния технико-экплуатационных характеристик на техническое состояние АТС
Как показано в главе 1, в случае стабильности эксплуатационных факторов, действующих на техническое состояние АТС, они могут быть учтены с помощью соответствующих методик корректировки пробега между этапами технического обслуживания [2,4,5,14].
Однако в современных условиях необходимо учитывать, что вместо постоянных расчетных нагрузок на АТС действует распределение нагрузок с некоторой плотностью вероятности. В случае эксплуатации автотранспорта с неодинаковыми нагрузкой и условиями использования ресурса, имеется существенный разброс параметров кривой распределения наработки до отказа. Поскольку такая зависимость является функцией как рабочих качеств, так и условий эксплуатации, повышение эффективности от применения методов оптимизации затрат на эксплуатацию и ремонт возможно лишь при использовании средств контроля за изменением параметров закона распределения вероятности отказа АТС.
Закономерности влияния технико-эксплуатационных характеристик на статистику отказов АТС
Данная типизация получена на основании анализа реализации параметра потока отказов агрегатов и систем АТС [50] в различных условиях движения. Однако, предложенный измеритель условий движения может использоваться только лишь при движении АТС по дорогам высших технических категорий с ровным сухим асфальтобетонным покрытием в равнинном типе рельефа местности при нормальной метеорологической видимости на маршруте.
Скорость АТС, лежащая в основе расчета коэффициента помехонасыщенности маршрута зависит от многочисленных факторов внешней среды. Наибольшее влияние на реализацию скоростных свойств автомобилей оказывают значимые факторы дорожных условий (тип покрытия дороги, число полос движения, ширина проезжей части, элементы плана и профиля дороги; тип рельефа местности; степень ровности дорожного покрытия; состояние покрытия по погодному признаку; условия движения АТС). Весовое состояние транспортного средства и целый ряд климатических факторов ( в частности, метеорологическая видимость) также оказывают существенное влияние на реализацию скорости движения автомобиля. При формировании же измерителя потенциальных свойств условий движения необходимо выбрать функциональное свойство АТС, однозначно изменяющееся при изменении уровня помехонасыщенности на маршруте движения (в качестве помех следует рассматривать элементы, находящиеся на проезжей части или в непосредственной близости от нее и способствующие резкому изменению режимов работы агрегатов и систем движущихся автомобилей, т.е. это средства регулирования движения, движущиеся соседние автомобили и пешеходы, пересечения и примыкания дорог и т.п.). Следует также учесть и принцип однозначности учета факторов внешней среды при комплексной оценке условий испытаний и эксплуатации АТС. В силу указанного принципа при оценке условий движения недопустимо использовать внешние факторы, нашедшие свое отражение в коэффициентах приведения дорожных условий К и Кп (техническая категория дороги, виды покрытия проезжей части, типы рельефа местности, состояние покрытий по степени ровности и погодному признаку), в интегральных показателях транспортных и климатических факторов (весовое состояние АТС, температура, давление и влажность воздуха).
С учетом выше перечисленных требований к формированию коэффициента помехонасыщенности формула определения измерителя потенциальных свойств условий движения автомобилей примет вид V -а П,= тах пр (2.14) где П — коэффициент помехонасыщенности і-го характерного участка маршрута движения; Vmax - максимальная скорость движения АТС с нормированной нагрузкой на дороге 1 технической категории в равнинном типе рельефа местности при сухом, ровном покрытии, км/ч; a - коэффициент корректирования максимальной скорости АТС для дорог технических категорий в различных типах рельефа местности, учитывающий уменьшение скорости на дорогах со сложном продольным профилем; Vi - фактическая скорость движения АТС с нормированной нагрузкой по і-му характерному участку маршрута, км/ч; соі - коэффициент приведения фактической скорости на і-ом участке маршрута движения по состоянию покрытия дороги по степени ровности, погодному признаку и метеорологической видимости. Коэффициент приведения фактической скорости соі учитывает влияние степени ровности, состояние покрытия по погодному признаку и метеорологической видимости на величину фактической скорости движения АТС. Значение соі следует принимать из условия преобладающего воздействия какого-либо из трех факторов а ,=тах{ у = 1,2,3 (2.15) где у" - коэффициент приведения фактической скорости на характерном участке маршрута с конкретной ровностью дорожного покрытия к возможной скорости на том же участке маршрута с ровным покрытием дороги; УІ - коэффициент приведения фактической скорости на характерном участке маршрута в конкретном состоянии проезжей части по погодному признаку (мокрое покрытие, накатанный снег, гололед) к возможной скорости на том же участке маршрута с сухим покрытием дороги; Уз - коэффициент приведения фактической скорости на характерном участке маршрута с конкретной метеорологической видимостью к возможной скорости движения на том же участке маршрута с нормальной метеорологической видимостью (не менее 700 м).
Определение ожидаемого экономического эффекта от внедрения разработанных мероприятий
Выражение (2.57) является основой организации опосредованного помашинного контроля эксплуатационных характеристик и дает возможность повышения точности определения скорости и ускорения движения АТС путем усовершенствования метода контроля их дислокации.
Поскольку расчет скорости движения можно вести не только на основе данных о нахождении АТС на участке маршрута (2.54) но и по факту его выезда с это участка, то /, х -х V = " t,lj txixV х - х я (2.58) где vcp - средняя скорость движения АТС на участке маршрута. Приняв за ординату АТС середину его длины, преобразуем выражение (2.58) к виду: V _ = Х:+ЇАІС))-(Х Л-ІІАТС) tA (2.59) Разделим порядок расчета скорости на два этапа: 1) нахождение соответствий „ордината - время"; 2) расчет скорости и ускорения движения АТС. Тогда можем получить выражение для расчета хп и tn - при въезде на участок маршрута: , ,2 (2-60) - при выезде с участка маршрута: 120 VATC) x=x + (2.61) t.=t t-Л Итак, имея массив данных соответствий хп и tn, полученных из выражений (2.60) и (2.61), для маршрута можем в общем виде рассчитать скорость его движения на каждом участке между точками фиксации и время, которому соответствовала рассчитанная скорость: »А, = 1п 1п-\ (2.62) Ч где и А - скорость движения АТС по маршруту А по участку маршрута і - идентификатор элементарного маршрута между ординатами хп и "и-1 t А - время, что соответствует рассчитанному значению величины и А . Видно, что использование выражения (2.62) позволяет получить кривую изменения скорости движения опосредованно для каждого АТС на участке маршрута за счет анализа данных от радиочастотных датчиков. Анализ изменения скорости движения на соседних участках дает информацию о динамики изменения скорости движения АТС. Используя результаты расчетов за выражением (2.62), можем записать: (\ h ( Хп-\ Х /7- 4 Vl U л -U tA t \ V и-1 п-2 ) fA, А,_Х , хп]соответствует tn], то есть имеем где aA - ускорение движения АТС на участке /.
Множество значений ординат X = {хх, х2, множество значений моментов времени T = {tx,t2 заданное отображение X — Т. Тогда может быть использована интерполяционная формула, что сравнивает с отражением, которое представляет собой некоторую функцию x(t), функцию известного класса x(t)=x(t;p0,p],p2,...,pn), что зависит от п + 1 параметров р, выбранных так, чтобы значения X(t) совпадали со значениями x(t) для данного множества п + 1 значений аргумента tn, соответственно X{tn) = x{tn )-хп.
Предлагается использовать интерполяционную формулу Лагранжа [ПО, 19], которую можем записать в виде выражения: у(л_ {t-h\t-h)-(tn) у , л v 7 v w \ хо + (tQ\t2)..(tn) + т2 V хх +... (t»oXtn\Y\t H-\) где X{t) - функция зависимости перемещения ординаты АТС от времени. Выражение (2.64) для построения кривой изменения скорости и ускорения может быть заменен на менее точные выражения (2.62) и (2.63), или, проведя преобразования по (2.55) и (2.56), записать выражения для v(t) и a(t).
Однако способ построения интерполяционных кривых требует получения точных данных ординаты нахождения АТС и время его фиксации. В случае получения данных с погрешностью, не позволяет построить адекватную кривую, наиболее рациональным является использование методов наименьших квадратов или других методов обработки статистических данных [110]. Совершенствование метода расчета уровня загруженности АТС
Традиционные способы определения массы автотранспорта с помощью весов успешно используются в промышленности, однако в условиях пригородного и городского сообщения использовать их неоправданно дорого и сложно. Среди аналитических методов расчета можно выделить как основное направление - контроль пассажиропотоков с использованием динамической вероятности их распределения [111 - 113].
Поскольку в условиях, которые рассматриваются, установка бортовых систем нежелательна, рассмотрим математические основы расчета пассажиропотоков и опробуем его для Маршрута автобуса 1346 - Санкт-Петербург.
В литературе [114] для прогноза уровня загруженности пересадочных и пассажирообразующих пунктах предложено использовать теорию графов и динамических вероятностей распределения потоков пассажиров, которые входят и выходят на остановочных пунктах. Основой метода является предположение, что пассажиры, которые входят в пункт в заданный промежуток времени, направляются с других пунктов пропорционально вероятностям выхода пассажиров.
Представим последовательность вершин (пересадочных пунктов) и дуг (участков маршрута), из которых состоит, рассматриваемый в примере маршрут.
Для проверки действенности выбранной методики расчета используем результаты последнего эталонного исследования, проводившегося для маршрутных сетей [115].
