Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основы организации и управления ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог 11
1.1. Организация и технология ремонта асфальтобетонных покрытий городских дорог и их особенности 11
1.2. Существующие методы организации и оперативного управления в строительстве 47
1.3. Критерий эффективности дорожно-строительного производства при ремонте УДС 53
1.4. Выводы по главе 1 65
Глава 2. Теоретические исследования по организации и оперативному управлению ремонтом дорожных покрытий городских дорог 68
2.1. Оптимизация организационных и технологических решений по ремонту покрытий городских дорог при плотном движении транспортных потоков 68
2.2. Модель оперативного управления ремонтом дорожных покрытий городских дорог 79
2.3. Выводы по главе 2 85
Глава 3. Производство и транспортирование асфальтобетонных смесей с АБЗ на строительный объект в городских условиях 87
3.1. Исследование производительности АБЗ 87
3.2. Особенности перевозки горячих смесей в городских условиях 91
3.3. Исследование скоростей движения автомобилей-самосвалов на городских дорогах 97
3.4. Оценка производительности автосамосвалов в городских условиях 100
3.5. Технико-экономическое обоснование маршрута движения автосамосвалов по УДС 102
3.6. Обоснование состава транспортного звена 105
3.7. Выводы по главе 3 107
Глава 4. Процессы укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси при ремонте городских дорог 109
4.1. Особенности укладки и уплотнения горячих асфальтобетонных смесей при ремонте городских дорог 109
4.2. Исследование производительности асфальтоукладчиков в городских условиях 118
4.3. Технико-экономическое обоснование состава механизированного звена по ремонту покрытия улично-дорожной сети города 121
4.4. Выводы по главе 4 130
Глава 5. Рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог 131
5.1. Введение 131
5.2. Организация дорожно-ремонтных работ городских дорог при плотном движении транспортных потоков 132
5.3. Мониторинг работ по ремонту покрытий городских дорог 134
5.4. Обоснование решений по оперативному управлению дорожно-ремонтными работами 136
5.5. Корректировка организационно-технологических параметров системы «АБЗ - транспортировка - укладка асфальтобетонной смеси» при ремонте покрытий городских дорог 140
5.6. Выводы по главе 5 148
Глава 6. Основные выводы по работе 149
Список сокращений и условных обозначений 151
Список литературы 152
Приложения 168
- Существующие методы организации и оперативного управления в строительстве
- Модель оперативного управления ремонтом дорожных покрытий городских дорог
- Технико-экономическое обоснование маршрута движения автосамосвалов по УДС
- Технико-экономическое обоснование состава механизированного звена по ремонту покрытия улично-дорожной сети города
Введение к работе
Актуальность исследования. В условиях роста автомобилизации населения до 12% в год и ограниченности в строительстве новых дорог больших городов, уровень загрузки городских магистралей достиг 0,9-1,0. Средняя скорость транспорта на улично-дорожной сети (УДС) в периоды «пик» снизилась до 20-22 км/ч, себестоимость перевозок возросла на 20-30%, повысилась аварийность на городских дорогах.
Рост интенсивности движения, увеличение осевых нагрузок на изношенную дорожную одежду, «хронический недоремонт» привели к развитию «колейности», интенсивному разрушению проезжей части до 40-60%. Низкое качество дорожно-ремонтных работ требует их повторного проведения через 2-3 года. Повышение эффективности дорожных работ возможно за счет совершенствования организации и управления ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог с учетом специфичных производственных условий:
– ограниченным фронтом работ и концентрации дорожной техники на участках ремонта дорожного покрытия;
– необходимостью организации движения городского транспорта по объездным маршрутам, которые зачастую не приспособлены для пропуска плотного транспортного потока. На объездных маршрутах и на участках производства работ скорость автомобилей снижается до 15-20 км/час, образуются заторы, повышается риск дорожно-транспортных происшествий (ДТП);
– низкой эксплуатационной скоростью автосамосвалов, перевозящих асфальтобетонную смесь от АБЗ к месту ее укладки, приводящей к чрезмерному охлаждению смеси, ее температурной и минеральной сегрегации, снижению качества дорожно-ремонтных работ;
– требованиями к проведению ремонта покрытий в кратчайшие сроки или при пониженных температурах воздуха, что следует учитывать при организации транспортировки, укладки и уплотнения смесей.
Повышенные транспортные издержки на участках ремонтных работ требуют минимизации фронта и сроков дорожно-ремонтных работ и предъявляют особые требования к организации и управлению строительным производством.
Степень разработанности темы. Решению задач организации и
управления строительством и ремонтом дорожных покрытий уделено большое
внимание в работах Батракова О.Т., Могилевича В.М., Бобровой Т.В.,
Бочина В.А., Большакова В.А., Бим-Бада М.И., Горелышева Н.В., Иванова Н.Н.,
Золотаря И.А., Зубкова А.Ф., Калужского Я.А., Костельова М.П.,
Могилевича В.М., Некрасова В.К., Пермякова В.Б., Шестакова В.Н., Селиванова А.С., Силкина В.В. и других ученых. Достаточно глубоко проработаны организационно-технологические процессы при ремонте и строительстве асфальтобетонных покрытий, построены системы управления и разработаны механизмы взаимодействия между функциональными элементами строительного процесса.
Вместе с тем вопросы организации и управления работами по ремонту покрытий городских дорог в условиях одновременного пропуска плотных транспортных потоков на основе мониторинга строительного процесса остаются нерешенными.
Данные положения определяют актуальность, практическую значимость, цель и задачи диссертационного исследования.
Цель работы состоит в совершенствовании организации и управления дорожно-ремонтными работами на городских дорогах при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса.
Для достижения данной цели в работе поставлены следующие задачи:
-
Выполнить обзор и анализ существующих методов организации и управления строительством и ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;
-
Исследовать и обосновать статистические законы распределения производительности дорожно-строительных машин, их зависимость от основных технических характеристик механизмов и производственных условий в организационно-технологической цепочке «АБЗ-транспорт-укладочное звено»;
-
Разработать математическую модель управления дорожно-ремонтными работами на городских дорогах на основе мониторинга строительного процесса;
-
Обосновать организационно-технологические решения по управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;
-
Разработать рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.
Объектом исследования является технологический процесс ремонта асфальтобетонного покрытия городских дорог с позиций передовых методов организации и управления дорожным строительством.
Предметом исследования – закономерности процессов организации и управления производством работ, связанных с ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.
Информационной базой исследования послужили ранее выполненные исследования ученых, статистические материалы, представленные предприятиями дорожного хозяйства, а также натурные наблюдения за ремонтом асфальтобетонных покрытий улично-дорожной сети г. Волгограда.
Научная новизна исследования заключается в разработке модели организации и оперативного управления ремонтом асфальтобетонных покрытий, основанной на мониторинге и многофакторном регрессионном анализе строительного процесса, обосновании эксплуатационной производительности АБЗ, транспорта и укладочного звена от основных технических характеристик машин и производственных условий, разработке организационно-технологических решений по оперативному управлению процессом ремонта асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке.
Теоретическая и практическая значимость работы. Обоснованный с научной точки зрения методический подход поможет оценить маневренность организаций и обеспечить выполнение программы работ по ремонту асфальтобетонного покрытия городских дорог за счет рационального использования ресурсов подрядной организации, ее способности адаптироваться к меняющимся производственным условиям. Разработанные методические рекомендации позволят повысить эффективность и качество дорожно-ремонтных работ.
Теоретической и методологической основой исследования являются основные положения строительства и ремонта автомобильных дорог, теория систем и производственных функций, методы математической статистики и программирования, многофакторный корреляционный анализ, методы экономической теории.
В качестве инструмента исследований для решения поставленных задач использован системный анализ и его методы, экономико-математическое моделирование, морфологический и функционально-стоимостной анализ и методы имитационного моделирования производственных и технологических процессов.
На защиту выносятся:
-
зависимости эксплуатационной производительности АБЗ, транспорта и укладочного звена от основных технических характеристик машин и производственных условий;
-
модель организации и оперативного управления ремонтом асфальтобетонных покрытий, основанная на мониторинге и многофакторном регрессионном анализе строительного процесса;
-
организационно-технологические решения по управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;
-
рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса.
Достоверность научных положений и результатов, содержащихся в диссертации, обеспечена применением программного обеспечения (Microsoft Office Excel, Autodesk AutoCAD, OptimaG) и подтверждается согласованием выводов теоретического анализа с результатами модельных и натурных экспериментов.
Апробация работы. Полученные результаты были представлены на III-ей (13-15 мая 2009 г.), IV-ой (11-14 мая 2010 г.), V-ой (11-13 мая 2011 г.), VI-ой (15-17 мая 2012 г.), VII-ой (14-16 мая 2013 г.), международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России» (г. Волгоград); на ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (14-16 апреля 2009 г., 13-15 апреля 2010 г., 19-20 апреля 2011 г., 25-27 апреля 2012 г., 29-30 апреля 2013 г.); на II-ой научно-технической конференции «Инженерные проблемы строительного
материаловедения, геотехнического и дорожного строительства» (г. Волгоград, 24-25 сентября 2009 г.); на международной научно-практической конференции «Малоэтажное строительство в рамках национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России»: технологии и материалы, проблемы и перспективы развития в Волгоградской области» (г. Волгоград, 15-16 декабря 2009 г.); на международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем – 2009» (г. Волгоград, 13-15 октября 2009 г.); на международной конференции «Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство», посвященная 80-летию строительного, 40-летию архитектурного образования Волгоградской области (г. Волгоград, 6-10 сентября 2010 г.); на VI международной научной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г. Волгоград, 13-14 октября 2011 г.); на XVI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (г. Волгоград, 8-11 ноября 2011 г.); на международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований '2012» (Одесса, 2012 г.); на VII международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (16-18 мая 2012 г., г. Пенза); на международной конференции «Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство», посвященной 60-летию деятельности ВолгГАСУ (18-21 сентября 2012 г.), на II-ой международной научно-практической конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе» (24.03-21.04.2014 г., г. Саратов).
Результаты исследований отмечены премией Президента Российской Федерации по поддержке талантливой молодежи в номинации «Научно-техническое творчество и учебно-исследовательская деятельность» (г. Москва, 2012 г.), а также первым местом на конкурсе статей, проводимым Университетом штата Мичиган (MSU), США в рамках работы Волгоградской секции Мичиганского отделения Международного института транспортных инженеров (ITE) (2010 г.).
Реализация результатов исследования. Результаты исследований были использованы при составлении проекта организации и проекта производства дорожно-строительных работ МУ «Комдорстрой» на объектах «Транспортная развязка: проспект Университетский, владение 107 в Советском районе г. Волгограда», «Капитальный ремонт улицы им. Богомольца в Тракторозаводском районе Волгограда». Разработаны научно-практические рекомендации по ремонту асфальтобетонных покрытий городских дорог в условиях плотных транспортных потоков» (г. Махачкала, 2010 г.), методические рекомендации по выполнению выпускной квалификационной работы «Ремонт асфальтобетонных покрытий городских дорог» (г. Волгоград, 2012 г.), учебное пособие «Ремонт асфальтобетонных покрытий городских дорог» (г. Волгоград, 2014 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ, в том числе 4 статьи в научных журналах и изданиях, которые включены в
перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов по работе и рекомендаций, списка литературы, включающего 153 наименования, и приложений на 4 страницах. Основной текст содержится на 171 странице, и включает 28 таблиц и 97 рисунков.
Существующие методы организации и оперативного управления в строительстве
Вопросами организации и оперативного управления строительным производством в различное время занимались Афанасьев А.В., Величкин В.З. [16, 17], Билецкий О.Б. [19, 20], Брехман А.И. [26], Вайнкоф П.Ф. [27], Воропаев В.И. [33], Голенко Д.И. [37], Гусаков А.А. [44], Мамед-Заде Н.А. [80], Сырцов Е.Д. [133], Стенсфильд Р. [152], Цай Т.Н., Грабовый П.Г., Большаков В.А. [98], Эддоус М. и другие ученые. Исследования в области организации и управления дорожного строительства выполняли И.А. Золотарь, Ю.А. Мальцев [3, 54, 55, 104], В.А. Бочин, А.М. Антонов, Е.В. Калечиц [14], В.М. Могилевич [87, 88, 89, 103], В.К. Некрасов [90, 130], И.С. Николаев [92, 93], В.М. Сиденко, О.Т. Батраков [119-122], Б.Н. Карпов [127], М.И. Вейцман, Е.М. Зейгер [28, 129], Б.М. Томаев [140], Т.В. Боброва [21, 22, 87], В.С. Боровик [24] и др., которые рассматривают оперативное управление как элемент единой системы планирования строительного производства. Экономические показатели строительства могут быть повышены ритмичным выполнением дорожных работ [14, 44, 89, 98]. Увеличение коэффициента ритмичности на 1% позволяет повысить фондоотдачу на 0,317%, снизить сметную стоимость объекта на 0,35% [87].
Исследования [26] свидетельствуют, что до 90% простоев бригад при строительстве объектов объясняется несовершенством оперативного управления строительным производством. Руководители любого уровня дорожного производства много времени отводят на решение оперативных задач, вместо задач на перспективный характер, на которые у них не хватает времени. Необходимо предопределять причины и источники возникновения отклонений и заранее из имеющихся в наличии ресурсов, выстроив критерии предпочтения, выбрать приемлемые варианты по проектированию механизмов для их моделирования и дальнейшего разрешения. В существующих методах оперативного управления не учитываются многие технологические и организационно-экономические факторы производства работ. В условиях ограниченных как финансовых, так и материально-технических ресурсов актуальность данной проблемы не может не возрастать.
Оперативное управление строительством включает в себя: текущее (оперативное) планирование, количественный и качественный контроль и учет выполняемых работ, решение текущих задач материально-технического снабжения и поддержания в исправном состоянии средств механизации и транспорта, мероприятия по рациональному использованию всех наличных трудовых и материально-технических ресурсов и т. д. Решение всех этих вопросов должно быть направлено на достижение главной цели оперативного управления - на реализацию проектов организации строительства и производства работ.
Доказано, что совершенствование системы оперативного управления в строительстве позволяет сократить продолжительность работ в 1,2-1,4 раза, трудоемкость на 20-22 %, стоимость строительства - на 15% [26].
Экономико-математические модели помогают выделить наиболее важные связи строительных объектов, описать их и оценить параметры производства, поэтому в управлении строительным производством получили широкое распространение. Видов производственных функций, применяемых в теории экономико-математического анализа, разработано целое множество, которое можно подразделить на несколько основных классов, причем каждая имеет свои особенности и применяется в конкретных случаях.
В общем случае, производственная функция (ПФ) - это количественная зависимость между затратами ресурсов, уровнем технологий и др., т.е. объемами и факторами производства в единицу времени, применяемая в теории экономико-математического анализа [12, 147].
Для получения заданного количества продукции необходимо определить оптимальную комбинацию ресурсов, что и позволяет сделать производственная функция, которая определяет влияние каждого из ресурсов на результат производства.
Существует двухфакторная производственная функция вида Y = f(K, L), которая получила широкое распространение в теории производства, где 7 -максимально возможный объем выпуска, L - количество ресурсов труда и капитала К, в единицах использования (выпуска) в единицу времени. Удобство графического отображения, позволяет ПФ данного вида показать зависимость между факторами. Слабую зависимость между объемом выпуска и удельным расходом материалов или такой фактор, как производственные площади, который не может быть рассмотрен без капитала. Наиболее распространены следующие ПФ.
Модель оперативного управления ремонтом дорожных покрытий городских дорог
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что при организации и оперативном управлении ремонтом проезжей части УДС, необходимо максимально сокращать сроки производства работ за счет: использования производительных асфальтоукладчиков с повышенной уплотняющей способностью, комбинированных и вибрационных катков, автосамосвалов повышенной грузоподъемности до 20 т; оптимизации поставщиков асфальтобетонной смеси и маршрута ее перевозки с АБЗ на строительный объект.
Сущность оперативного управления заключается в ликвидации нарушений, которые возникают во время осуществления проектной производственной программы по ремонту дорожного покрытия, в своевременной корректировке технологических процессов в соответствии с меняющимися производственными условиями [4, 5, 6, 7, 10, 67].
В процессе мониторинга дорожно-ремонтных работ, который диспетчер выполняет через интервалы времени t, им оцениваются отклонения фактического графика производства работ от проектного (рисунок 2.17). В случае существенных отклонений фактического графика принимаются организационно-технологические решения по повышению интенсивности производства работ. В большинстве случаев, требуемое управленческое решение принимается без технико-экономического обоснования, основываясь только на производственном опыте. Вопрос обоснования допустимых отклонений траектории графика фактического выполнения работ от плановых показателей до настоящего времени остается нерешенным.
Траекторию проектного графика выполнения работ можно описать: где J І - проектная интенсивность выполнения работ; tt - текущее время (0 tt
Т). Рисунок 2.17. Расчетная схема корректировки графика выполнения дорожных работ в случае его сбоя
Возможность реализации проектного графика работ на объекте в i – ый момент времени за интервал ti определяется условием: соответственно проектная и фактическая интенсивность выполнения дорожно-ремонтных работ в / - ый момент времени, который определяется за интервал времени tt по величине приращения объема работ; N - подсчитанное за предшествующий период времени количество расчетных интервалов; Х б/ - общий фактический объем выполненных работ; общий проектный объем выполненных работ за предшествующие периоды времени. При отклонении фактических объемов работ ЛQФв меньшую сторону, происходящих систематически, для корректировки строительного процесса необходимо спрогнозировать момент принятия управленческого решения: где AQi Д - допустимое отклонение фактического графика выполнения работ от проектного в i - ый момент времени.
Резерв в увеличении производительности дорожно-строительного отряда без изменения его состава определяет допустимое отклонение графика от проектного. При этом между резервом времени (Т - ti) до окончания строительства и допустимым отклонением существует линейная зависимость.
Допустимое отклонение при детерминированном подходе определяется:
- вероятностью увеличения коэффициента использования Ки ведущих дорожно-строительных машин в составе отряда, определяющих интенсивность производства работ IП:
- возможностью увеличения производительности механизированного отряда в целом, обеспечивающего проектную интенсивность работ IП: tAQi = I ( Т i), (2.19)
Определение допустимого отклонения при вероятностном подходе основано на распределении сменного темпа работ по нормальному закону, и оценивается среднеквадратичным отклонением суточной интенсивности производства работ тI относительно математического ожидания IП : ЦQi = ФРОI( Т i), (2.20) где ФР - нормируемое отклонение, которое зависит от принятого уровня надежности. Если в процессе мониторинга строительного процесса отклонения фактического графика выполнения работ превышают допустимые, перед диспетчером возникает задача корректировки технологического процесса. Такая ситуация может возникнуть из-за ошибок и просчетов в проектах организации (ПОС) и производства работ (ППР), допущенных проектировщиками, из-за несоблюдения проектных решений в процессе строительства, а также при воздействии факторов, которые не могут быть учтены из-за их вероятностного характера (поломка машин и механизмов, климатические условия и т.п.) [4, 5, 6, 7, 10, 55, 67]. Допущенные просчеты при комплектовании дорожно-строительных отрядов, обуславливающие несоблюдение проектных решений в ПОС и ППР, имеют устойчивый тренд отклонений. Резкое изменение в интенсивности выполнения работ является следствием случайного воздействия производственных факторов.
Для изменения производственного процесса необходимо принятие управленческих решений, которое основывается на обеспечении скорректированной интенсивности производства работ 1К:
Производство работ может быть увеличено за счет: увеличения производительности АБЗ за счет количества смесителей, мощности или режима работы; увеличения грузоподъемности автомобилей, их количества, что повлияет на провозную возможность транспортного звена или изменения маршрута перевозки смеси; повышения интенсивности производства работ на объекте за счет увеличения производительности укладочного звена. На основе данных мониторинга, полученных за предшествующий период времени методом регрессионного анализа и с помощью производственной функции возможно принятие нужного организационного и технологического решения по корректировке фактической интенсивности производства работ: 11 = C0 PП j WТ ,j PУ , j, (2.22) где іП - производительность АБЗ; WТ - провозная возможность транспортного комплекса; РУ, t - производительность укладочного звена; С0- коэффициент, отражающий влияние на интенсивность производства неучтенных факторов работ; al, а2, аЗ - коэффициенты влияния на интенсивность выполнения дорожно-ремонтных работ различных технологических факторов [4, 5, 6, 7, 10, 67]. Значения коэффициентов al, а2, аЗ определяют какие требуется принять решения и их стратегию развития, а с помощью математической модели (2.22) можно смоделировать как отреагирует на данное корректирующее решение производственная среда.
Технико-экономическое обоснование маршрута движения автосамосвалов по УДС
При обосновании маршрута перевозки горячей смеси на объект необходимо обеспечить доставку асфальтобетона в пределах допустимого температурного интервала (раздел 4.3). При этом удельные затраты на перевозку 1 тонны смеси должны быть минимальны: где Тв - время перевозки смеси с АБЗ к месту ремонтных работ, час; Исв - число светофорных объектов на маршруте; 1св - средние потери времени автомобиля на одном светофорном перекрестке (0,13 час); Тук - задержки автосамосвала на участке дорожно-ремонтных работ, час; Тд- допустимое время остывания горячей смеси до минимальной температуры, час; С - удельные затраты на перевозку смеси, руб./т; М - количество марок автомобилей; TV, - количество автосамосвалов j- ой марки; Sj - себестоимость 1 авт-км пробега самосвала, руб.; tр -продолжительность работы самосвала на перевозке смеси в течение смены, час; Sj - потери на 1 час простоя автосамосвала 7-го типа;; 1 - сменная потребность в асфальтобетонной смеси, т ; п- количество рейсов автосамосвала 7-ой марки на объект.
Время простоя автосамосвала на светофорных перекрестках зависит от его уровня загрузки (рисунок 3.16). Обследование УДС г. Волгограда показывает, что средневзвешенный уровень загрузки светофорных перекрестков равен:
Согласно рисунку 3.17 средневзвешенные задержки на одном светофоре составляют tce = 0,1 3час .
Расчетная величина себестоимости пробега автомобиля Sj в конкретных дорожных условиях, зависит от скорости автосамосвала и его грузоподъемности (рисунок 3.18), определяется выражением:
Предложенная модель оптимизации маршрута движения автосамосвалов по улично-дорожной сети к строительному объекту (3.14) позволяет учитывать состояние и уровень загрузки УДС, наличие регулируемых перекрестков, число и грузоподъемность автосамосвалов, интенсивность потребления асфальтобетонной смеси.
При оптимизации состава транспортного звена по количеству и маркам автосамосвалов необходимо учитывать себестоимость пробега автомобиля и непроизводственные потери, связанные с простоями на АБЗ ( tабз ), на регулируемых перекрестках, при выгрузке смеси в асфальтоукладчик ( t у ). При этом производительность транспортного звена должна быть не меньше проектной интенсивности потребления смеси на строительном объекте. Оптимальный состав звена должен обеспечить минимум удельных транспортных затрат:
В качестве примера рассмотрена транспортная задача по перевозке горячей смеси с АБЗ на строительный объект в городских условиях на расстояние 10 км при проектной интенсивности потребления полуфабриката 500 т в смену. На маршруте имеется 5 светофорных объектов со средней задержкой движения самосвалов 0,13 час. Средняя скорость транспорта 30 км/час, при уровне загрузке улично-дорожной сети 0,5. При оптимизации состава транспортного звена рассмотрены автосамосвалы: КаМАЗ-5511 грузоподъемностью 10 т; КаМАЗ-55111 грузоподъемностью 13 т; МАН-35.342 грузоподъемностью 18,7 т; Volvo FM 6x6 грузоподъемностью 20 т. Расчеты по (3.17) показали, что оптимальным является транспортное звено из четырех автосамосвалов КаМАЗ-55111, перевозка которыми позволяет обеспечить минимальные удельные транспортные затраты (рисунок 3.20).
Удельные транспортные затраты на перевозку смеси до 10 км
Эффективность перевозки смеси автосамосвалами КаМАЗ-55111 определяется минимальными себестоимостью перевозки и нпроизводственными затратами, связанными в простоями автомобилей при их разгрузке в асфальтоукладчик и задержками на регулируемых перекрестках (таблица 3.4). Таблица 3.4 - Удельные затраты на перевозку асфальтобетонной смеси
Марка игрузоподъемностьсамосвалов , т Кол-во Удельнаясебестоимостьпробега, руб. Удельныезатратыпростоя, руб./т Удельные транспортные затраты, руб./т
Предложенная модель оптимизации состава транспортного звена (3.17) позволяет минимизировать себестоимость пробега автомобиля и затраты связанные с простоями автосамосвалов на АБЗ, на регулируемых перекрестках, при выгрузке смеси в асфальтоукладчик.
Технико-экономическое обоснование состава механизированного звена по ремонту покрытия улично-дорожной сети города
В условиях современного высокомеханизированного дорожного строительства стоимость механизированных работ является определяющей частью общих затрат при строительстве и ремонте транспортных сооружений. Ее характерной особенностью является то, что она в наибольшей степени зависит от принимаемых организационно-технологических решений, и является критерием оценки эффективности принимаемых управленческих решений. Исследованиями в области оптимизации состава механизированных дорожных отрядов при строительстве дорожных одежд занимались Канторер СВ. [65], Атонов А.М., Бочин В.А., Калечиц Е.В. [97], Золотарь И.А. [55], Могилевич В.М., Боброва Т.В. [87], Ван Н.В., Коновалов СВ., Некрасов В.К. [84, 90], Суханов СВ. [90], Кириенко В. А., Селю ков Л.У., Чижевский Ю. С. [108]. В отмеченных работах, формирование рациональных составов механизированных звеньев предложено вести путем оптимизации длины сменной захватки по стоимостным или энергетическим показателям.
Выбор эффективного варианта механизации строительства Канторер СВ. [65] предлагает выполнять по приведенным удельным затратам: где См.о. - себестоимость механизированных работ; СФприв - стоимость фондов, приведенная к начальному периоду; То - число лет, в течение которых выполняется объем рассматриваемого вида механизированных работ; Ен -нормативный коэффициент эффективности.
Атонов А.М., Бочин В.А., Калечиц Е.В. [97], для оценки эффективности организационно-технологических решений предложили использовать стоимость работы машин и оборудования на единицу строительной продукции: где С - стоимость работы машин и оборудования на принятую единицу продукции, руб; См-см - стоимость машино-смены отдельных машин, занятых на выполнении строительного процесса, руб/маш-смену; Псмзвена - сменная производительность звена.
Для подбора рационального состава механизированного звена и определения длины захватки учеными Ван Н.С., Кириенко В.А., Коноваловым СВ., Селюковым Л.У., Чижевским Ю.С. была предложено вести расчет по минимальным удельным затратам, приходящимся на единицу продукции [84, 108]: где Cqi - затраты на выполнение механизированных операций; Cpqi- затраты на выполнение ручных операций, которые сопутствуют работе машины типа q марки j; Mqi - число машин типа q марки j; Т - время работы машин типа q марки j в течение смены; /р - расчетная длина сменной захватки, м.
Золотарь И.А. [55], Казачкова Л.О. [63] предложили в качестве критерия использовать удельные энергозатраты в дорожные работы: где Nt - число дорожных машин z-го вида с мощностью двигателя , выполняющих строительно-монтажные работы; tt - среднее суммарное время работы в часах машины /-го вида для выполнения дорожных работ на 1 км дороги; tCM- продолжительность смены (8,2 - 12 ч.); Ки - коэффициент использования машин по времени.
Могилевич В.М., Боброва Т.В., предложили подбор рационального состава механизированных звеньев выполнять по приведенным затратам [87], приходящимся на единицу продукции: где Сед - приведенные затраты, приходящиеся на единицу строительной продукции; Сы - приведенные затраты машино-смены машин типа q марки j; М
- число машин типа q марки j; Еп =0,08 - коэффициент приведения затрат; т-продолжительность строительства по вариантам механизации, доли года; Vi -объема работ на участке /.
По условию минимизации приведенных затрат (С,) на единицу строительной продукции, в пределах сменной захватки до 830 м, по данным Некрасова В.К. и Суханова СВ. можно выполнить оптимизацию состава механизированного звена [90]: где С - затраты, приведенные на 1 ч использования машин типа q марки /, руб; Т qj продолжительность смены; Ен - нормативный коэффициент эффективности; С, балансовая стоимость машин, руб; Ф - годовой фонд работы машин; М - число машин типа q марки/
Авторами [90] доказано, что при максимальном взаимодействии машин в составе звена и минимальных внутрисменных простоях обеспечивается минимизация функции (4.13). Перепады приведенных затрат, при изменении длины захватки, возникают в местах увеличения числа ведущих машин.
Исследования автора диссертации показывают (глава 1), что максимальная длина сменной захватки при ремонте городских дорог не более 500 м, ведущая машина представлена, как правило, одним асфальтоукладчиком, продолжительность ремонта участка УДС не более месяца. Наибольшую долю в структуре удельных затрат имеют транспортные расходы (до 40%), связанные с перевозкой смеси на строительный объект (рисунок 4.10). где Qа бз,C ,C - соответственно, стоимость машино-смены асфальтобетонного завода, автосамосвалов и звена по укладке и уплотнению смеси в покрытии; Ма б ,М ,Му - соответственно, число асфальтобетонных заводов, автосамосвалов и машин по укладке и уплотнению смеси; fаб з, ., . - соответственно, время работы асфальтобетонного завода, автосамосвалов и машин по укладке и уплотнению смеси в течение рабочей смены; В целях разработки экономико-математической модели оптимизации состава системы «АБЗ - транспорт - укладочное звено» выполнены исследования влияния производственных факторов (транспортная схема поставки смеси, длины сменной захватки, состава механизированного звена) на удельную стоимость ремонта асфальтобетонного покрытия. Исследования выполнены на основе компьютерного моделирования технологических процессов укладки асфальтобетонной смеси толщиной 5 см и ширине 3,5 м при ремонте проезжей части. Расчеты составов звеньев и технико-экономические показатели их работы по укладке смеси выполнены в программе OptimaG, при длине сменной захватки от 120 до 900 п.м. и дальности перевозки смеси 5 км, 10 км, 15 км, 30 км. Перечень дорожных машин, их производительность и балансовая стоимость, стоимость эксплуатации в ценах 2001 г., дальность перевозки горячей смеси с АБЗ на строительных объект приведены в таблице 4.4.
