Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние теории и практики функционирования грузового автомобильного транспорта 18
1.1.Состояние практики функционирования грузовых автомобилей и автотранспортных систем доставки грузов 18
1.2. Современное состояние теории грузовых автомобильных перевозок 30
Выводы по первой главе 56
2. Концепция построения теории грузовых автомобильных перевозок по радиальным маршрутам 59
2.1.Обоснование системного подхода в исследованиях функционирования автомобильного транспорта при перевозке грузов по радиальным маршрутам 59
2.2.Классификация автотранспортных систем доставки грузов по радиальному маршруту 65
2.3. Транспортный процесс доставки грузов помашинными отправками как система с дискретным состоянием 77
2.4.Обоснование объекта исследования и методика исследования влияния величин ТЭП на функционирование средних автотранспортных систем доставки грузов 98
2.4.1 .Обоснование объекта исследования 98
2.4.2.Методика исследования влияния величин ТЭП на функционирования средних автотранспортных систем доставки грузов 101
Выводы по второй главе 108
3. Исследование функционирования ненасыщенных средних автотранспортных систем доставки грузов помашинными отправками 110
3.1.Исследование влияния величины коэффициента использования пробега на функционирование системы 110
3.2. Исследование влияния величины средней технической скорости на функционирование ненасыщенной системы 116
3.3.Исследование влияния величины времени простоя при выполнении погрузочно-разгрузочных работ на функционирование ненасыщенной системы 127
3.4.Исследование влияния величины грузоподъемности (грузовместимости) подвижного состава на функционирование ненасыщенной системы 133
3.5.Анализ влияния продолжительности работы на функционирование ненасыщенной системы 139
3.6.Модели функционирования ненасыщенных средних автотранспортных систем 144
3.6.1. Общие положения 144
3.6.2. Модель функционирования автомобиля в ненасыщенной средней системе доставки груза 146
3.6.3. Модель функционирования ненасыщенной средней системы доставки груза 150
Выводы по третьей главе 163
4. Исследование функционирования насыщенных средних автотранспортных систем доставки грузов помашинными отправками 165
4.1 .Особенности функционирования насыщенной средней системы доставки груза 165
4.2.Исследование влияния величины средней технической скорости на функционирование насыщенной системы 167
4.3 . Исследование влияния величины ритма выполнения погрузочно-разгрузочных работ на функционирование насыщенной системы 175
4.4.Исследование влияния величины грузоподъемности (грузовместимости) подвижного состава на функционирование насыщенной системы 184
4.5.Исследование влияния продолжительности работы на функционирование насыщенной системы 194
4.6.Модель функционирования насыщенной средней автотранспортной системы 202
4.6.1.Формулировка модели 202
4.6.2.Алгоритм модели 209
Выводы по четвертой главе 245
5. Экспериментальная проверка теоретических положений функционирования автотранспортных систем доставки грузов помашинными отправками 247
5.1. Совершенствование планирования доставки грузов помашинными отправками при использовании экономико-математических методов 247
5.1.1. Предлагаемая методика расчета потребности в транспортных средствах 255
5.1.2. Расчет потребности в транспортных средствах в ненасыщенной средней системе . 262
5.1.3. Расчет потребности в транспортных средствах в насыщенной средней системе 270
5.2. Экспериментальная проверка разработанных теоретических положений 278
5.3. Обзор результатов внедрения 300
Выводы по пятой главе 305
Основные результаты и выводы по диссертации 306
Библиографический список 309
Приложения 322
- Современное состояние теории грузовых автомобильных перевозок
- Транспортный процесс доставки грузов помашинными отправками как система с дискретным состоянием
- Исследование влияния величины средней технической скорости на функционирование ненасыщенной системы
- Исследование влияния величины ритма выполнения погрузочно-разгрузочных работ на функционирование насыщенной системы
Введение к работе
Транспорт является важнейшим элементом производственной инфраструктуры государства, от устойчивого и эффективного функционирования которого зависит стабилизация, подъем и структурная перестройка экономики, обеспечение целостности, национальной безопасности и обороноспособности страны, улучшение условий и уровня жизни населения /58/.
Одной из важных проблем на автомобильном транспорте, остается проблема повышения эффективности перевозок грузов и снижения их себестоимости. Возрастающие требования потребителей к необходимости доставки грузов в заданные сроки кардинально изменяет подход к решению данной проблемы.
Сложность рассматриваемой проблемы состоит в том, что транспортный процесс не может быть описан каким-то одним математическим выражением. Это связано с тем, что транспортный процесс протекает в определенной транспортной системе, состоящей из множества составляющих ее элементов различного вида и назначения. В такой системе, согласно условиям функционирования, проявляются закономерности, свойственные только данной системе.
В рыночных условиях заказчики транспортных услуг получают возможность выбора перевозчика. Выбор будет сделан в пользу того автотранспортного предприятия (АТП), которое окажется готовым представить транспортные услуги более широкой номенклатуры, высокого уровня качества по приемлемой цене. В связи с этим АТП совместно с организациями участниками транспортного процесса должны иметь возможность осуществлять свои функции на основе современных передовых технологий перевозки грузов, обеспечивающих доставку груза в заданные сроки с минимальными затратами.
Как и всякая другая отрасль материального производства, транспорт имеет свой производственный процесс. Особенность транспорта заключается
в том, что он не перерабатывает сырья и не создает продуктов. На транспорте производственный процесс и продукция этого процесса совпадают во времени и в пространстве. Перемещение грузов является одновременно производственным (автотранспортным) процессом и продукцией транспорта.
В настоящее время уже невозможно осуществлять мероприятия, направленные на повышение эффективности транспортного процесса, только на основе интуиции и прошлого опыта работы. Очевидно, что в этих условиях необходимо более. качественное обоснование принимаемых решений при переходе на транспортное обслуживание строительного производства.
Появление современных ЭВМ с широкими вычислительными возможностями позволяет значительно расширить круг решаемых задач транспортного обслуживания.
Чтобы не вызывать семантических разночтений в трактовке отдельных терминов, дадим определения некоторым основополагающим понятиям, используемые в работе.
Радиальный маршрут - путь следования автомобиля по линиям перевозок исходящим или сходящимся в одном центральном грузовом пункте /83/.
Транспортный процесс - совокупность операций погрузки, транспортирования, разгрузочных операций и подачи подвижного состава под погрузку.
Доставка груза - совокупность операций транспортного процесса, которые необходимо совершить при перемещении груза от грузоотправителя к грузополучателю.
Автотранспортная система доставки грузов с позиций организации и управления грузовыми перевозками, каких бы она ни была размеров, представляет собой совокупность средств и путей сообщения, а также погрузочных и разгрузочных пунктов, подразделений анализа, планирования и управления транспортным процессом при доставке грузов.
Решение вопросов совершенствования теории грузовых автомобильных
7 перевозок и функционирования автотранспортных систем имеет важное организационное, экономическое и социальное значение, т.к. на основе этих теоретических положений разрабатываются и совершенствуются следующее: система планирования потребности в транспортных средствах, система организации оплаты труда, тарифы на перевозку грузов, оценка себестоимости перевозок, методики выбора и обоснования применения подвижного состава, планирование потребности в ресурсах и экономическая оценка организационных и управленческих решений /157/.
Только на основе точных знаний в теории функционирования автотранспортных систем возможна разработка ресурсосберегающих технологий перевозки грузов, что полностью согласуется с государственной концепцией развития транспорта /58,59/. Таким образом, вновь возникает необходимость решения вопросов совершенствования планирования и анализа работы транспортных средств на качественно новой научной основе.
Одним из направлений развития грузовых автомобильных перевозок является разработка более совершенных фундаментальных теоретических положений описания транспортного процесса, основанных на системном подходе к решению задач и дискретном представлении о его протекании.
Закладываемые в данной работе теоретические положения по описанию функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальному маршруту приводят научных и практических работников автомобильного транспорта к пониманию естественных процессов, свойственных реальным условиям работы, а также позволяют разрабатывать технологические системы, отвечающие оптимальному использованию ресурсов.
В своей деятельности транспорт связан с многочисленными ограничениями, которые накладываются на его работу обслуживаемой клиентурой, транспортной сетью, окружающей средой и множеством других ограничений объективного и субъективного характера. Тем не менее, транспорт функционирует по своим законам, знание которых является необходимым условием в повышении эффективности его работы.
В практике работы автомобильного транспорта при доставке грузов по радиальным маршрутам, как показали исследования, все расчеты на стадии планирования выполняются либо на основе опыта работы (от достигнутого уровня), либо на основе математического аппарата, который был разработан на примере маятниковых маршрутов. И то и другое не позволяет избежать ошибок в планировании и организации работы, которые проявляются в несоответствии расчетной (плановой) и фактической величин.
Работе грузовых автотранспортных средств по радиальным маршрутам было посвящено много научных исследований с применением различного математического аппарата и программного обеспечения. Однако в них разрабатывались локальные оптимизационные модели, но нигде не ставилась и не решалась задача общетеоретического плана по описанию функционирования радиальных маршрутов как системы, имеющей существенные особенности, в отличие от других систем и маршрутов.
Дело дошло до того, что в учебниках по грузовым автомобильным перевозкам, а также по технологии, организации и управлению строительным производством просто стали опускать раздел, связанный с теоретическим описанием таких автотранспортных систем. В лучшем случае отмечали, что есть такие виды перевозок и расчет выработки возможен путем суммирования выработок, складывающихся на отдельных ветвях радиального маршрута.
Отсутствие теоретических положений, адекватно отражающих протекание транспортного процесса, приводит научных и практических работников к принятию организационных, технологических и управленческих решений, не подкрепленных аналитическими проработками. Все это указывает на существенный пробел в теории автомобильных перевозок грузов, а также определяет важность научных разработок и исследований, направленных на совершенствование и разработку положений протекания транспортного процесса по радиальному маршруту.
Таким образом, научная и практическая проблема состоит в том, что сегодня требуются современные теоретические подходы описания транспортного процесса радиальных маршрутов, позволяющие обоснованно принимать решения при осуществлении сменно-суточного планирования и управления перевозкой грузов.
В связи с вышеизложенным объектом исследования является транспортный процесс автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам.
Выбор указанных систем обусловлен тем, что перевозка многих грузов, в т.ч. строительных материалов и конструкций в таких системах осуществляется по радиальным маршрутам, доля которых в общем объеме перевозок, по различным оценкам, составляет 60-70%. В свою очередь, именно в данных системах формируются транспортные затраты, которые в дальнейшем накладываются на стоимость готового продукта, именно здесь транспортное обслуживание нуждается в четкой организации и управлении для обеспечения требований, предъявляемых заказчиком транспортных услуг.
Другим немаловажным аспектом является то, что автотранспортные системы перевозки грузов по радиальным маршрутам относятся к-системам нижнего уровня (уровня маршрутов), на основе которых могут быть сформулированы базисные положения общей теории автотранспортных систем.
Цель работы состоит в совершенствовании теории грузовых автомобильных перевозок и разработке научных положений и моделей функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам помашинными отправками.
Сформулированная цель определила постановку и решение следующих взаимоувязанных задач:
-изучение современного состояния и выявление направлений совершенствования теории и практики грузовых автомобильных перевозок;
-разработка классификации автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам;
-разработка научной концепции построения теории функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам;
-с позиций системного подхода и дискретного характера протекания транспортного процесса исследование влияния изменения технико-эксплуатационных показателей (ТЭП) на функционирование автомобиля и системы в целом;
-разработка моделей функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам;
-разработка методики расчета потребности в подвижном составе в автотранспортных система доставки грузов нижнего уровня;
-проведение экспериментальной проверки и разработка рекомендаций по реализации теоретических положений в практической деятельности.
Предметом исследования является существующая теория грузовых автомобильных перевозок, в частности, методологическое и математическое описание транспортного процесса при доставке грузов по радиальному маршруту. Вместе с тем исследуются закономерности изменения выработки автомобилей и систем при изменении величин технико-эксплуатационных показателей.
Методологической основой постановки и разработки рассматриваемых вопросов являются концепция государственной транспортной политики РФ, а также научные труды отечественных и зарубежных ученых и практиков в области грузовых автомобильных перевозок.
Теоретической базой исследования являются следующие положения материалистической диалектики: о правомерности двух методов изучения явлений и процессов - детерминированного или вероятностного; о единстве анализа и синтеза в познании; положения теории грузовых автомобильных перевозок, общей теории систем и системный подход к изучению производственных процессов, а также положения математической статистики, исследования операций.
В процессе исследования использовались методы линейного и комбинаторного программирования; профессионально-логический подход с использованием аппарата математического моделирования, включая алгоритмизацию и программную реализацию моделей на ЭВМ.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
-впервые на базе системного подхода, дискретного представления о протекании транспортного процесса и иерархии транспортных систем разработаны теоретические основы описания функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам помашинными отправками;
-разработана классификация автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам, которые в рамках общей классификации автотранспортных систем принято называть средними системами доставки грузов (ССДГ);
-выявлены действительные закономерности влияния технико-эксплуатационных показателей на протекание транспортного процесса в автотранспортных системах доставки грузов по радиальным маршрутам;
-сформулированы и разработаны математические модели описания функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам;
-разработана методика расчета потребности в подвижном составе в автотранспортных системах нижнего уровня.
Созданные теоретические и методические положения являются основой для научно обоснованной оценки потребности в транспортных ресурсах при подготовке планов производства работ, а также теоретической и практической базой для расчета себестоимости автомобильных перевозок и экономической оценки проводимых мероприятий и принимаемых решений.
Практическая значимость и апробация работы. Разработанные теоретические основы функционирования автотранспортных систем доставки
12 грузов вооружают научных и практических работников, занимающихся вопросами проектирования, организации и управления транспортным процессом, инструментарием, позволяющим осуществлять на всех стадиях разработки технологических процессов поиск рациональных путей повышения эффективности и качества работы автомобилей и средних транспортных систем. Предложенные модели, алгоритмы и методики прошли апробацию на практике и могут быть использованы при проектировании, организации, планировании, управлении и анализе функционирования автотранспортных систем доставки грузов.
Применение научных и практических разработок в обучении студентов позволит повысить качество подготовки специалистов в различных отраслях экономики, использующих грузовой автомобильный транспорт. Особую научную и практическую значимость полученные результаты представляют для аспирантов и соискателей, занимающихся исследованиями в области совершенствования теории и практики организации перевозок грузов, экономики и управления автотранспортными предприятиями.
Работа выполнена в рамках реализации научной программы Российской академии естественных наук «Ноосферные транспортные системы Сибири и Дальнего Востока».
Основные результаты работы доложены, обсуждены и получили одобрение на научно-практических, научно-технических, международных конференциях, проводимых в СибАДИ с 1985 по 2004 г.г., на 49-ой научно-методической и научно-технической конференции Московского государственного автомобильно-дорожного университета МАДИ (ГТУ) (1991г.), на научно-методическом семинаре кафедры «Автомобильные перевозки» МАДИ (ГТУ) (1998г.), на 58-ой международной научно-практической конференции Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (1999г.), на международной конференции «Социальные и экономические аспекты развития региона: потенциал, проблемы и перспективы» Павлодарского университета (1999г.), на 4-ой международной научно-
13 практической конференции «Экономика, экология и общество» Санкт-Петербургского государственного технического университета (2002г.), на 2-ой международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств». Пензенской государственной архитектурно-строительной академии (2003 г.).
Реализация результатов работы. Разработанные теоретические положения и методики использовались при выполнении научно-исследовательских хоздоговорных работ «Разработка системы обеспечения доставки грузов (на примере доставки строительных грузов с ЗСЖБИ г. Омска)» (1985, ...,1987г.), «Повышение эффективности использования подвижного состава автокомбината № 1 г.Новосибирска» (1986 г.), «Организация перевозок топлива в условиях ЦОУП»( 1989г.), «Совершенствование организации и планирования перевозок грузов управления общественного питания омского облисполкома» (1989г.); «Комплексная программа совершенствования перевозок почтовых грузов в г. Омске и Омской области» (1994 г.). При выполнении грантов: «Основы теории функционирования систем доставки грузов» (СибАДИ, 1994г.); «Разработка основ теории функционирования автотранспортных систем гарантированной доставки с позиций логистики»» (Московского автомобильно-строительного института (МАСИ) 1995г.), «Теоретическое обоснование функционирования средних систем доставки груза (СибАДИ, 1996 г.).
Результаты исследований внедрены в производственном объединении "Омскавтотранс" при организации центров управления перевозками железобетонных изделий с заводов ЖБИ-1 и ЖБИ-5 на строительные объекты города; зерна с токов хозяйств на элеваторы Омской области; топочного мазута с нефтебазы «Советская» г.Омска потребителям; в ЗАО производственное управление "Алмаздортранс" г. Ленска акционерной компании «АЛРОСА» республика Саха-Якутия, в ООО «Сервисстрой» г. Радужный Тюменской области и др. организациях, для целей анализа и планирования работы подвижного состава.
Научные положения диссертации используются при обучении студентов в Московском государственном техническом университете, Санкт-Петербургском государственном инженерно-экономическом университете; Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии, Павлодарском университете (республика Казахстан), Южно-Уральском, Кубанском, Тверском, Орловском, Вологодском государственных технических университетах, институте транспорта Тюменского государственного нефтегазового университета и других вузах.
Достоверность результатов и обоснованность выводов подтверждены результатами экспериментальной проверки, а так же моделированием на ЭВМ. При этом использовался современный математический аппарат, положения теории математической статистики, системный подход к решению вопросов организации, планирования и анализа функционирования автотранспортных систем доставки грузов.
Анализ результатов показал, что теоретические положения функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам соответствуют реальному транспортному процессу и обладают высокой эффективностью разработанных положений и методик при использовании их в научных исследованиях и в практической деятельности.
Публикации. В диссертации нашли отражение теоретические и практические разработки многих авторских работ, опубликованных в 1985-2004 гг. общим объемом 45 п.л., в том числе четырех монографий, трех научно-технических отчетов и двух грантов.
Структура и объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, таблиц, рисунков, библиографического списка, приложений. Общий объем работы представляет 344 стр. текста, 51 табл.,84 рис. Библиографический список включает 272 наименований.
Структура диссертации определена последовательностью реализации задач исследования.
В первой главе проведен анализ современного состояния теории и практики грузовых автомобильных перевозок помашинными отправками груза.
Проанализированы научно-исследовательские и научно-практические работы в области развития теории грузовых автомобильных перевозок, связанных с организацией, планированием, анализом, управлением и проектированием работой автомобильного транспорта, а также с вопросами оптимизации и применения математических методов на автотранспорте.
Рассмотрение поставленных вопросов велось в соответствии с Концепцией государственной транспортной политики Российской Федерации, введенной в действие постановлением Правительства РФ для повышения эффективности и безопасности работы транспорта, для определения приоритетов его развития. Сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй главе излагается концепция построения теории функционирования автотранспортных систем доставки грузов по радиальным маршрутам, как средних систем доставки грузов. Для этого разработана классификация данных автотранспортных систем, обосновано решение применения системного подхода в исследованиях, а также положений теории иерархи-ческих многоуровневых систем.
Приведены результаты исследования транспортного процесса в различных типах автотранспортных системах доставки грузов по радиальным маршрутам и доказано, что независимо от многочисленных особенностей их функционирования они являются системами с дискретным состоянием.
Сформулированы понятия насыщенных и ненасыщенных средних систем. Проведено обоснование объекта исследования и предложена методика проведения анализа функционирования средних автотранспортных систем доставки грузов.
В третьей главе выполнены исследования функционирования ненасыщенных средних систем при изменении величин технико-эксплуатационных показателей. Выявлены действительные закономерности
влияния изменения величины ТЭП на работу автомобиля и функционирование ненасыщенных средних систем. Установлено, что закономерности влияния ТЭП описываются разрывными линейными функциями.
Разработаны модели функционирования простых, комбинированных средних систем, а также обобщенная модель функционирования ненасыщенных средних систем. Разработан алгоритм модели ненасыщенной средней системы.
В четвертой главе выполнены исследования функционирования насыщенных средних систем при изменении величины ТЭП. Выявлены действительные закономерности влияния изменения величины ТЭП на работу автомобиля и функционирование насыщенных средних систем. Проведено обоснование невозможности применения в расчетах выработки насыщенных средних систем математического аппарата классической теории транспортного процесса и других моделей систем нижнего уровня.
Разработана алгоритмическая модель функционирования насыщенных средних систем с использованием положений комбинаторного программирования и теории расписаний. Приводится алгоритм модели функционирования насыщенных систем.
В пятой главе изложена экспериментальная проверка теоретических положений функционирования средних автотранспортных систем доставки грузов помашинными отправками.
Выявлено, что при маршрутизации перевозок грузов с помощью экономико-математических методов линейного программирования проектируются средние системы, ветви которой по конфигурации соответствуют не изолированным маятниковым и кольцевым транспортным схемам, а радиальной. Разработана методика расчета потребности в транспортных средствах в автотранспортных системах доставки грузов.
Результаты экспериментальной проверки показали, что теоретические положения функционирования ССДГ соответствуют реальному транспортному процессу.
17 В общих выводах приводятся основные результаты, полученные в ходе исследований.
Приложения содержат документальное оформление использования разработанных теоретических положений функционирования средних систем в практике и подготовке специалистов различных отраслей экономики страны.
Современное состояние теории грузовых автомобильных перевозок
Решению теоретических вопросов и проблем эффективного использова Щ1 ния грузового автомобильного транспорта посвящены работы академика Чу дакова Е.А. (научные аспекты эксплуатации автомобильного транспорта), члена корреспондента АН СССР Великанова Д.П. (проблемы эффективного использования автомобилей)/34/, проф. Лейдермана СР., проф. Говорущенко Н.Я., проф. Николина В.И. (проблемы теоретических основ эксплуатации грузовых автомобилей) /54,101,157/, проф. Каниовского П.В., проф. Афа насьева Л.Л. (вопросы организации и планирования автомобильных перево . зок)/9,10,83/, проф. Бронштейна Л.А. (вопросы экономики, организации и планирования АТП)/26,27/, проф. Дегтярева Г.Н., Батищева И.И. (вопросы организации и механизации погрузочно-разгрузочных работ на автомобильном транспорте) /13,63/, проф. Чеботаева А.А. (вопросы эффективного использования специализированного автотранспорта)/243/, проф. Миротина Л.Б. (вопросы транспортной логистики)/122,123/, проф. Лившица В.Н. (сис 4 темный анализ экономических процессов на транспорте)/102/, д.э.н. Герони муса Б.Я /50,51/, проф. Панова С.АЛ 81,182,183/, проф. Кожина А.П./91/ (применение экономико-математических методов в планировании автомобильных перевозок), проф. Сергеева В.И.,проф. Смехова А.А., проф. Санкова В.Г.(вопросы экономического анализа функционирования логистических систем) /205,207,208,209,210/, проф. Аксеновой З.И., проф. Савицкой Т.В. (вопросы экономического анализа на АТП) /2,203/, проф. Николина В.И., проф. Зязева В.А., проф. Плохова С.Г., проф. Гобермана В.А. (научные осно вы совершенствования организации работы автомобильного транспорта в агропромышленном комплексе) /53,79,156,187/, проф. Мандрицы В.М. (проблемы комплексного анализа и прогнозирования работы грузовых АТП)/109/, Жаворонкова Е.П. /71,72,73/, Одинцова Д.Г. /175,176/, проф. Майера К.А. /105,106,107/, Атаева С.С. /6,7,8/, Беленького СЕ. /16/, проф. Миротина Л.Б. /35/, проф. Нагловского С.Н./ 148,149/ (проблемы транспортного обеспечения строительства) и многих других ученых и практиков.
Теоретические основы функционирования автомобиля были заложены в трудах СР. Лейдермана, П.В. Каниовского, Л.Л. Афанасьева, основное вни Щ1 мание которых, как и других ученых /10,39,83 и др./, было уделено вопросу определения элементов транспортного процесса, их исследованию, выбору и обоснованию системы измерителей, установлению закономерностей их влияния на производительность.
Несколько забытый в настоящее время метод характеристических графиков позволяет наглядно показать существующую взаимосвязь между показателями и тот предельный уровень выработки автомобиля, который можно при этом достичь. Однако формулы производительности и установленные закономерности были рассмотрены применительно к единице подвижного состава, который функционирует на изолированном маятниковом маршруте. Также данные формулы описывают функционирование автомобиля при известных значениях ТЭП с позиций непрерывности протекания транспортного процесса. При математическом построении произошло отождествление понятий производительности автомобиля и системы /155/.
Дальнейшие исследования, изложенные в работах /3,8,32,44,46,98,115, 117,220,239,241/, велись на основе данных зависимостей, выведенных для маятникового маршрута с обратным негруженым пробегом. Они были положены в основу математического аппарата для расчетов выработки на других типах маршрутов со всеми имеющимися недостатками, что заведомо приводило на практике к несоответствию расчетной величины с фактической.
В работах профессора Л.Л. Афанасьева /9,10/ указывается, что доставка груза от места производства к месту потребления включает выполнение известных операций. В связи с этим единицей технологического процесса является ездка, один законченный цикл. Рассматривая систему показателей работы автомобилей и транспортных систем, автор обращает внимание на неправильное решение вопроса о влиянии отдельных измерителей и условий эксплуатации на производительность автомобилей, так как при этом отсутствует выявленная зависимость производительности от элементов перевозочного процесса и влияние одних показателей на другие.
Результаты многочисленных научных исследований проведенных в Си-6АДИ в различных производственных отраслях /1,39,78,89,156,157,196,229, 233,242,250/, позволили выявить причины ошибочности применения в практике планирования работы грузового автотранспорта графиков функций, носящих непрерывный характер (прямые и гиперболы), рассчитывающиеся по -формулам 1.1 и 1.2. Такими причинами являются неучет дискретного характера протекания транспортного процесса и взаимодействия автомобилей через общие посты обслуживания.
Теоретическим основам повышения производительности транспортных средств в период уборки урожая посвящены работы Плохова C.F., Николина В.И., Гобермана В.А., Кокушкина А.А. /53,94,156,187/, в которых отмечается, что не решены многие проблемы в транспортном комплексе. Это выражается в наличии простоев и потерь времени, в не использовании возможностей автомобилей, низкой производительности, больших затратах на транспортировку грузов и др. Решение этих вопросов актуально и по настоящее время. Для этого были выявлены закономерности исполнения операций транспортного процесса во времени, математические модели и программы для решения частных задач работы транспорта.
Транспортный процесс доставки грузов помашинными отправками как система с дискретным состоянием
В научной и учебной литературе по организации транспортного обслуживания строительства /7,8,211,220 и др./, а также теории грузовых автомобильных перевозок /3,10,32,44,92/ указывается на необходимость совершенствования организации движения грузового транспорта по оптимальным маршрутам и повышения коэффициента использования пробега р. При этом в работе /92/ указывается, что увеличение р на 1% приводит к снижению себестоимости перевозок на 0,5 % и повышению производительности на 0,9 % . Однако решая транспортную задачу и сравнивая расчетный экономический эффект с фактическими результатами, научные и практические работники в большинстве случаев получали результаты, несопоставимые друг с другом. По исследованиям работников Московского института управления и вычислительного центра Главмосавтотранса расхождения между ожидаемым и фактическим эффектом почти всегда имеет место, а величина такого расхождения может достигать пятидесяти и более процентов.
Объяснение данному факту на примере микро-, особо малых, малых автотранспортных систем доставки грузов приведены в работе /122/. «В значительной мере это можно объяснить тем, что природа прироста транспортной продукции с увеличением Р на конкретных маршрутах перевозки грузов не отвечает используемой для расчетов математической формулировке» \стр.115,122\.
Проведенные исследования в данных системах и последующий анализ полученных результатов позволили автору в работе /157/ сделать вывод о том, что в таких системах не существует закономерной связи между коэффициентом P и выработкой транспортных средств, а при планировании работы автомобиля и расчете потребности в транспортных средствах коэффициент Р не должен использоваться. Количество же груза, доставляемого в системе, и выполняемая при этом транспортная работа - это функция числа ездок и величины груженого пробега.
Для осуществления научно-обоснованного планирования транспортным процессом встала необходимость проведения исследования по влиянию величины данного коэффициента на величину выработки автомобилей в более сложных системах - средних.
В качестве примера рассмотрим функционирование группы автомобилей одинаковой грузоподъемности в городских условиях эксплуатации, которые осуществляют завоз груза из периферии в центр, в простой средней системе /133/. Напомним, что ветви радиального маршрута (РМ) этой системы по конфигурации соответствуют маятниковым маршрутам с обратным негруженым пробегом. Тогда общее значение коэффициента Р для системы составляет 0,5.
Увеличение величины коэффициента Р произойдет в том, случае если на одной из ветвей системы появится грузовой пункт (например, на ветви 1) (см. рис. 3.1), в который будет возможна доставка груза при совершении пробега в обратном направлении. В данном случае по этой ветви автомобиль будет совершать ездку с грузом, а за оборот будет доставляться две порции груза.
При дальнейшем увеличении расстояния доставки груза (в нашем случае 1ге2) по этой же ветви величина коэффициента р в системе будет возрастать, но количество доставляемого груза за оборот по ветви и во всей системе не изменится (не увеличится), если не считать того факта, что появление дополнительных затрат времени на выполнение погрузочно-разгрузочных работ приводит к увеличению времени оборота по данной ветви, и при этом возможно сокращение ездки или даже оборота в конце смены.
Дальнейшее приращение объема доставляемого груза (числа ездок) произойдет в том случае, если станет возможным по другой ветви в обратном направлении хоть на каком-то расстоянии организовать доставку груза. В этом случае в системе произойдет скачкообразный рост количества доставляемого груза, возрастет величина коэффициента Р, но на остальных ветвях величина выработки останется неизменной. Поэтому, как бы ни пытались с помощью усредненных значений Р рассчитать выработку на всех ветвях ССДГ, результат будет только там, где действительно получается дополнительная ездка за оборот по определенной ветви системы.
Величина объема перевозок и грузооборота в системе является, соответственно, результатом сложения выработок в тоннах и тонно-километрах, выполняемых автомобилями на конкретных ветвях системы.
Изменение общего значения коэффициента Р при сохранении конфигурации ветвей РМ и величины выработки транспортных средств в системе может произойти за счет сокращения нулевых пробегов. Изменение расстояния и интенсивности перевозки по ветвям, появление новой ветви перевозок грузов такой же конфигурации приводит к изменению выработки системы, но не приводит к изменению величины коэффициента Р в системе. Анализ результатов функционирования системы позволяет говорить о том, что организационные мероприятия по осуществлению транспортного процесса, появление новых грузовых пунктов в системе изменили ее качественный облик, и, по сути дела, в организационном плане мы имеем уже не простую, а комбинированную ССДГ, некоторые ветви которой будут характеризоваться коэффициентом Р 0,5.
В качестве примера рассмотрим изменение величины выработки комбинированной средней системы, в которой осуществляется завоз и вывоз груза из центрального грузового пункта на периферию при изменении р. При этом принято допущение, что величина коэффициента (3 может изменяться при совершении автомобилем пробега с грузом в обратном направлении на всем протяжении по одной или нескольким ветвям системы.
В расчетах приняты следующие ограничения: расстояние перевозки груза по ветвям системы /пі= 5 км, /П2= 10 км, /пз= 15 км, /п4= 20 км, /п5= 25 км, средняя техническая скорость VT=25 км/ч, время в наряде Тн=10ч, затраты времени на выполнение погрузочных и разгрузочных операций за ездку /пв=0,6 ч, количество автомобилей Аэ=5 ед., номинальная грузоподъемность автомобиля 7н=10т,ус=1.
Результаты расчетов представлены в табл. 3.1 по данным которой построен график (см.рис.3.2). В графе 1 табл.3.1 приведены кодовые обозначения величины Р каждой ветви РМ. Например, для строки № 16— 11010. Это значит, что на первой, второй, четвертой ветви маршрута Р = 1, а на третьей и пятой Р = 0,5.
Исследование влияния величины средней технической скорости на функционирование ненасыщенной системы
В отношении представленного исследования следует указать на то, что оно приведено в качестве примера из общего объема выполненных расчетов и построений. Расчеты проводились во всех типах ненасыщенных средних систем - простых и комбинированных, в которых осуществлялись перевозки различных грузов (и не только строительных). Достоверность полученных результатов подтверждает объем выборки, который определялся при проведении исследований, общее количество расчетов сделанных в количестве нескольких тысяч, что гораздо больше, чем требовалось. При этом выявленные при проведении анализа закономерности протекания транспортного процесса характерны всем ненасыщенным средним системам.
В целом, полученный результат позволяет говорить о том, что выявленные действительные закономерности протекания транспортного процесса в средней автотранспортной системе адекватны реальным условиям эксплуатации, поскольку в большинстве случаев отклонение расчетов от факта равны 0.
Несовпадение расчетных величин, полученных прямым счетом накануне планирования и результатов натурных наблюдений, объясняется влиянием на работу подвижного состава различных факторов организационного и технического характера. К их числу относится неисправность подвижного состава, дорожные условия, неудовлетворительный уровень организации работ в пунктах погрузки-разгрузки, недисциплинированность водителей, неисполнение договорных обязательств поставщиков и потребителей и др. Однако, как показали исследования, количество несоответствий планируемой величины выработки и факта составляют 3 - 5% от общего количества натурных наблюдений. Причем величина несоответствий находится в пределах позволительной ошибки.
Таким образом, при планировании перевозок по действующей теории, которая не учитывает действительные закономерности протекания транспортного процесса в средних ненасыщенных системах, на всем протяжении изменения величины ТЭП наблюдаются отклонения от результатов натурных наблюдений, что на практике неизбежно приводит к срывам графиков поставок строительных конструкций и материалов по вине перевозчиков. Все вышеизложенное позволяет сделать следующие выводы: - величина выработки каждого автомобиля, функционирующего в ненасыщенной средней системе при изменении VT, неодинакова, а расчет планового задания по средним величинам на основе математического аппарата классической теории не адекватен реальному протеканию транспортного процесса; - с ростом скорости может увеличиваться объем перевозок в системе и выработка автомобиля, однако при этом выработка повышается не у всех автомобилей, а у отдельных, что связано с порядком выхода на линию и соответствующим временем пребывания в системе. - графическая зависимость выработки системы в тоннах при изменении скорости представляет собой вид разрывной линейной функции, а не гиперболы, как утверждает существующая теория транспортного процесса; - имеются значительные промежутки изменения средней технической скорости движения автомобиля, при которых выработка системы и автомобиля не претерпевает изменений; - при сменно-суточном планировании необходимо учитывать возможность реализации автомобилем выявленных рациональных значений скорости. В противном случае реализация промежуточных скоростей будет сопровождаться только необоснованными затратами /140/. Согласно положениям классической теории транспортного процесса считается, что в результате повышения производительности производства погру-зочно-разгрузочных работ и сокращения величины tnp, выработка подвижного состава в тоннах возрастает, а зависимость может быть описана уравнением равнобочной гиперболы (см. рис. 3.8) /10,44/. Исходными данными для расчетов послужили показатели, изложенные в п.п. 3.2. Для сопоставимости полученных результатов при проведении расчетов изменялось время нахождения автомобилей на постах погрузки и разгрузки в соответствии с шагом проведения исследований. В качестве допущения были приняты условно неизменными затраты времени на сопутствующие операции в каждом грузовом пункте. Время простоя автомобиля при выполнении погрузочно-разгрузочных операций определяется, прежде всего, производительностью обслуживаемых механизмов. Каждый грузовой пункт представляет собой отдельно функционирующую систему со своими сложившимися затратами времени на обслуживание, которые зависят от ряда факторов: -оснащение механизмами различной производительности; -грузы, предложенные к перевозке, могут относиться к разным классам, и в соответствии с этим будет различна степень использования номинальной грузоподъемности автомобилей, которая будет определять максимальное количество машинозаездов, которое может обслужить данный грузовой пункт; -затратами времени на выполнение сопутствующих операций (маневрирование, взвешивание, оформление документов и т.п.).
Исследование влияния величины ритма выполнения погрузочно-разгрузочных работ на функционирование насыщенной системы
В работах /9,10/ ритм определяется как «период времени между отправлением двух последовательно уходящих из пункта загруженных (разгруженных) автомобилей». Согласно проведенным исследованиям ненасыщенных систем ритм работы системы влияет на продолжительность нахождения автомобиля на маршруте, в связи с чем каждый последующий входящий в систему автомобиль имеет меньшее по продолжительности время на исполнение своей работы. Поэтому последние вышедшие на линию автомобили могут выполнить меньшее количество ездок и меньший объем перевозок, чем ранее вышедшие автомобили.
В работе /229/ выявлено, что при анализе функционирования автомобилей, особенно в насыщенных малых системах, следует оперировать не временем погрузки-разгрузки, а ритмом работы данной системы.
В отличие от малых систем, где ритм определяется максимальной величиной ритма одного из грузовых пунктов, в средних системах, как отмечено выше, определяющим фактором является ритм работы центрального пункта, т.к. его пропускная способность определяет, какое количество груза будет доставляться в системе. Как видим, время погрузки-разгрузки (tnp) относится к показателям, определяющим работу автомобиля, а ритм центрального грузового пункта (системы) к показателям, определяющим эффективность работы всей системы в целом.
Если в ненасыщенных системах оперировать величиной tnp можно, то функционирование насыщенных систем необходимо рассматривать с использованием ритма в связи с тем, что автомобиль в таких системах вынужден еще и простаивать в ожидании погрузочно-разгрузочных операций. Появление и продолжительность этого времени с помощью аналитического аппарата выявить не представляется возможным, поэтому привлечение имитационного моделирования и теории расписаний становится необходимостью в рассмотрении функционирования насыщенных ССДГ.
Что касается средних насыщенных систем, то дополнительным аргументом за использование ритма в качестве показателя является различная величина tnp, складывающаяся на каждой ветви системы, а использование в расчетах средней величины tnp приводит к обезличиванию ветвей системы, на основании которой невозможно определить затраты времени на совершение погрузочно-разгрузочных операций конкретной ветви системы. Более того, если использовать подвижной состав различной грузоподъемности, то тем более следует использовать ритм работы системы, т.к. грузоподъемность и время погрузки-разгрузки - это связанные между собой показатели.
В связи с этим функционирование всей системы должно быть подчинено ритму работы центрального пункта, а как долго будет простаивать автомобиль в периферийном пункте, при условии выполнения заданного объема перевозок, это может повлиять только на потребность в транспортных средствах.
Анализ влияния изменения ритма работы на эффективность функционирования насыщенной ССДГ проведем на примере той же системы вывоза кирпича. Согласно полученным результатам, представленным в табл. 4.4, на основе которых были построены графические зависимости изменения Q, Аэ, Ь0бЩ от R (см.рис.4.5-4.8), приходим к выводу, что непрерывная зависимость изменения исследуемых показателей в результате совершенствования погру-зочно-разгрузочных работ и изменения ритма работы системы не проявляется.
Графическая зависимость изменения выработки насыщенной средней системы как представлено на рис. 4.5 имеет вид разрывной линейной функции. При этом не наблюдается монотонного изменения величины выработки системы.
Увеличение выработки произойдет в том случае, если величина ритма уменьшится настолько, что грузовые посты центрального пункта системы смогут обслужить хотя бы на один машинозаезд больше. В противном случае, уменьшение ритма работы системы не приведет к увеличению количества доставляемого груза, и средства, направленные на совершенствования погрузочно-разгрузочных работ, не будут оправданы.
Из анализа графических зависимостей, представленных на рис. 4.5, видно, что поле рисунка при изменении ритма делится на две области. Первая — интервал значений ритма, при которых система не насыщена (величины менее 0,130 ч), т.к. возможности центрального пункта превосходят суммарный объем груза, предъявленный к перевозкам.
Вторая — интервал значений ритма, при которых система насыщена (величины более 0,130 ч). В результате роста ритма выполнения погрузочно-разгрузочных работ происходит снижение количества машинозаездов, которое пункт может обслужить за одинаковое время работы, в результате чего пропускная способность стала меньше объема груза, предъявленного к перевозке. В связи с этим можно сделать вывод о том, что каждой величине ритма соответствует максимально возможное количество груза, которое возможно перевезти в данной системе.
При разработке модели и расчетах необходимо учитывать данное соотношение количества заявленного объема груза пропускной способности системы (центрального пункта). Неучет выявленного положения в практике планирования, приводящий к снижению эффективности работы всей системы, и объясняет ситуации, почему не выполняется плановый объем перевозок.
Насыщенные системы характеризуются тем, что грузовое оборудование центрального пункта во времени занято в течение всей смены и отсутствуют простои в ожидании прибытия очередного автомобиля. Работа же автомобилей, как правило, сопровождается простоями в ожидании обслуживания на грузовом посту, причем, чем больше величина ритма, тем больше величина суммарного времени ожидания. В свою очередь, увеличение времени ожидания погрузочно-разгрузочных операций приводит к росту продолжительности оборота по ветвям системы и увеличению величины интервала прибытия автомобилей в центральный пункт системы.
