Содержание к диссертации
Введение
Общая характеристика работы 4
Глава 1. Анализ состояния вопроса 8
1.1. Анализ состояния парка автобусов ГУП «Мосгортранс» 8
1.2. Обзор информационных систем учета расхода топлива на АТП 20
1.3. Факторы, влияющие на расход топлива автомобилей 28
1.4. Анализ методик нормирования расхода топлива городскими автобусами 47
1.5. Выводы по первой главе 53
1.6. Цель, задачи и общая методика исследований 55
Глава2. Теоретические исследования 58
2.1. Рабочая гипотеза исследования 58
2.1.1. Общие положения 58
2.1.2. Классификация факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов 59
2.2. Методический подход к определению и нормированию маршрутного расхода топлива городских автобусов 63
2.2.1. Теоретические предпосылки определения маршрутного расхода топлива городских автобусов 63
2.2.2. Формирование целевой функции 66
2.2.3. Нормирование маршрутного расхода топлива городских автобусов 70
2.3. Расчет факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов 71
2.4. Особенности построения регрессионной модели маршрутного расхода топлива городских автобусов 74
2.5. Выводы по второй главе 89
Глава 3. Экспериментальные исследования 91
3.1. Общая методика эксперимента 91
3.2. Частные методики эксперимента 93
3.2.1. Выбор полигона проведения экспериментальных исследований 93
3.2.2. Методика сбора и предварительной обработки статистического материала 99
3.2.3. Методика априорного ранжирования факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов 104
3.3. Ведение и учет расхода топлива городских автобусов в единой автоматизированной системе учета финансово-хозяйственной деятельности ГУП «Мосгортранс» 108
3.4. Методика формирования и анализа математических моделей маршрутного расхода топлива городских автобусов 118
3.5. Выводы по третьей главе 127
Глава 4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований 128
4.1. Предварительная оценка и выбор факторов, определяющих маршрутный расход топлива городских автобусов 128
4.2. Построение и анализ однофакторных моделей маршрутного расхода топлива городских автобусов 133
4.3. Построение и анализ многофакторной модели маршрутного расхода топлива городских автобусов 147
4.4. Методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива городских автобусов 157
4.4.1. Общие положения 157
4.4.2. Основные факторы, влияющие на расход топлива городских автобусов 159
4.4.3. Расчет индивидуальной маршрутной нормы расхода топлива городских автобусов 163
4.4.4. Пример расчета индивидуальных маршрутных норм расхода топлива городских автобусов 164
4.5 Выводы по четвертой главе 166
Основные результаты и выводы 169
Литература 172
Приложения 186
- Анализ состояния парка автобусов ГУП «Мосгортранс»
- Формирование целевой функции
- Выбор полигона проведения экспериментальных исследований
- Построение и анализ многофакторной модели маршрутного расхода топлива городских автобусов
Введение к работе
Актуальность работы
Автомобильный транспорт играет значительную роль в социально-экономическом развитии РФ. На его долю приходится 50-55% перевозок пассажиров и 70-75% перевозимых грузов. Автобусные перевозки осуществляются в 1286 городах и поселках городского типа Российской Федерации, а в 910 населенных пунктах они являются единственным видом пассажирского сообщения. На их долю приходится около 64% объема городских перевозок пассажиров.
В то же время автомобильный транспорт является весьма энергоемким. В РФ он потребляет 68% бензина и 16% дизельного топлива. Затраты эксплуатирующих организаций на топливо в общей структуре затрат являются значительными – порядка 18% от себестоимости перевозок.
Основным оператором в системе наземного городского пассажирского транспорта (НГПТ) города Москвы является Государственное унитарное предприятие (ГУП) «Мосгортранс», на долю которого приходится свыше 40% объема перевозок наземным городским пассажирским транспортом. Из них 73% перевозок пассажиров осуществляется городскими автобусами.
Доминирующей моделью подвижного состава в ГУП «Мосгортранс» является автобус ЛиАЗ-5256 и его модификации. Он начал поступать в ГУП «Мосгортранс» в 1999 году. В настоящее время в эксплуатации находится более 1,5 тыс. ед. подвижного состава данной модели. Это обуславливает актуальность темы исследования и обеспечивает достаточно представительную выборку, в том числе и при исследовании вопросов нормирования расхода топлива в эксплуатации.
Целью работы является повышение эффективности работы предприятий, эксплуатирующих городские автобусы, за счет объективного учета условий эксплуатации и технического состояния подвижного состава при нормировании расхода топлива.
Для достижения цели работы поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:
1. Проанализированы подходы и методики нормирования расхода топлива автомобилей в эксплуатации;
2. Выявлены и оценены основные факторы, влияющие на маршрутный расход топлива городских автобусов, и уточнена их классификация;
3. Разработаны теоретические положения и методический подход к нормированию маршрутного расхода топлива для городских автобусов в эксплуатации;
4. Построены одно- и многофакторные математические модели, описывающие зависимость расхода топлива от условий эксплуатации и позволяющие определять индивидуальные маршрутные нормы расхода топлива для автобусов ЛиАЗ-5256.25 в условиях действия единой автоматизированной системы управления финансово-хозяйственной деятельностью (ЕАСУ ФХД) ГУП «Мосгортранс».
5. Разработана методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов на основе применения современных информационных технологий;
6. Осуществлена опытная апробация разработанных методов и методик в условиях одного автобусного парка ГУП «Мосгортранс».
Объектом исследования являются автобусы ЛиАЗ-5256.25, работающие на городских маршрутах города Москвы.
Научная новизна работы характеризуется следующими положениями, которые выносятся на защиту:
- уточненная классификация факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов в эксплуатации и результаты экспертной оценки степени их влияния;
- однофакторные математические модели маршрутного расхода топлива городского автобуса ЛиАЗ-5256.25, описывающие зависимости маршрутного расхода топлива от эксплуатационных факторов – средней эксплуатационной скорости, скорости сообщения, средней длины перегона, коэффициента использования пассажировместимости, удельного числа поворотов, средней плотности транспортного потока, среднесуточного пробега, пробега автобуса с начала эксплуатации в тыс. км, «возраста» автобусов в годах;
- теоретико-методические положения и многофакторная математическая модель, построенная на главных компонентах, описывающая зависимость маршрутного расхода топлива городских автобусов ЛиАЗ-5256.25 от факторов, характеризующих техническое состояние подвижного состава (пробег и срок службы с начала эксплуатации), загрузки автобуса на линии (коэффициент использования пассажировместимости), условий движения (эксплутационная скорость, средняя длина перегона, средняя плотность транспортного потока);
- научно-практические подходы и методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов, базирующиеся на использовании современных информационных технологий, математического аппарата компонентного анализа и программных продуктов ЕАСУ ФХД ГУП «Мосгортранс» и учитывающие при разработке норм широкий спектр условий эксплуатации и возрастные характеристики подвижного состава.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования предложенной методики автобусными парками и автотранспортными предприятиями г. Москвы и других городов России при разработке индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов с целью повышения эффективности их работы за счет разработки объективных норм, учитывающих условия эксплуатации и характеристики подвижного состава.
Реализация результатов работы. Разработанная методика нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов и маршрутные нормы расхода топлива для автобусов ЛиАЗ-5256.25 приняты к использованию в филиале «9 автобусный парк» и в учебном процессе ФГБОУ ВПО «МГИУ» для студентов специальности «Профессиональное обучение «Автомобили и автомобильное хозяйство».
Личный вклад автора заключается в формировании идеи и цели работы, в постановке задач и их решении, разработке теоретических положений, методик, математических моделей, направленных на повышение эффективности разработки индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов, на всех этапах выполнения диссертационной работы.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на Международной научно–практической конференции Владимирского государственного университета «Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств» (2007 г.), Международной конференции МГИУ «Молодые ученые - промышленности, науке и профессиональному образованию: проблемы и новые решения» (2009 г.), 68-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (ГТУ) (2010 г.) и заседаниях кафедры «Эксплуатации транспортных средств МГИУ (2009-2011 гг.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 7 печатных работ, из них – 2 в изданиях из перечня ВАК РФ.
Анализ состояния парка автобусов ГУП «Мосгортранс»
Государственное унитарное предприятие (ГУП) «Мосгортранс» является основным оператором в системе наземного городского пассажирского транспорта города Москвы.
На 1 января 2008 года ГУП «Мосгортранс» - это 31 пассажирское эксплуатационное предприятие и 22 специализированных предприятия; 715 маршрутов, общей протяженностью 7538,8 км, в том числе 586 автобусных, общей протяженностью 6135,2 км; общая численность работающих в 2007 году составила 38647 чел.
Линейные перевозки пассажиров в ГУП «Мосгортранс» являются убыточными. В 2007 году доходы от перевозки пассажиров городскими автобусами составили 7159910,6 тыс. руб., расходы по эксплуатации -16018627,8 тыс. руб., а убыток от пассажирского движения - 8858717,2 тыс. руб. По сравнению с 2006 годом убытки выросли на 3,9%.
В 2007 году завершилась практическая реализация проекта по внедрению Единой автоматизированной системы управления финансово-хозяйственной деятельности (ЕАСУ ФХД) в парках и депо ГУП «Мосгортранс» [87].
В рамках данного проекта создана единая корпоративная сеть ГУП «Мосгортранс»; произведена модернизация локальных вычислительных сетей филиалов, осуществлено переоснащение технологической инфраструктуры предприятия. Создано единое решение для эксплуатационных филиалов с учетом разнородной специфики по видам транспорта. Унификация производственных процессов предприятия с помощью внедренных модулей ЕАСУ ФХД обеспечила руководству ГУП «Мосгортранс» получение аналитической информации в режиме реального времени.
На 01.01.2008 г. на балансе филиалов ГУП «Мосгортранс» состоит 5407 автобусов. Движение подвижного состава в течение 2007 года по маркам приведено в табл. 1.1.1. В 2007 году приобретено 405 автобусов, из них 380 ед. - за счет собственных средств ГУП «Мосгортранс» и 25 ед. - в рамках инвестиционной программы финансирования ГУП «Мосгортранс».
Анализ табл. 1.1.1 показывает, что доминирующей моделью подвижного состава (ПС) в ГУП «Мосгортранс» является автобус ЛиАЗ-5256 и его модификации и наблюдается высокая разномарочность авто транспортных средств.
Размещение подвижного состава по автобусным паркам и обеспеченность местами хранения и ремонтными зонами приводится в табл. 1.1.2
Анализ табл. 1.1.2 показывает, что практически все автобусные парки приспособлены для полноценного и качественного обслуживания и текущего ремонта (ТО и ТР) подвижного состава.
По состоянию на 01.01.2008 г. достигли срока амортизации и подлежат списанию 776 автобусов или 13,4% от общего их количества (табл. 1.1.3).
Динамика автобусов П/П «Мосгортранс» за последние 12 лет представлена в табл. 1.1.4.
Анализ табл. 1.1.4 показывает, что автобус ЛиАЗ-5256.25 начал поступать в ГУП «Мосгортранс» в 1999 году. Последняя партия данного подвижного состава (140 ед.) зачислена на баланс предприятия в 2005 году. В настоящее время в эксплуатации находится более 1,5 тыс. ед. подвижного состава данной модели. Это обеспечивает достаточно представительную выборку [14,17,30,94], в том числе и при исследовании вопросов нормирования расхода топлива.
Для повышения качества транспортного обслуживания пассажиров и увеличения сбора проездной платы каждый автобус ГУП «Мосгортранс» оборудован техническими средствами автоматизированной системы контроля проезда (АСКП). Это позволяет также совместно с автоматизированной системой мониторинга пассажиров (АСМ ПП) контролировать работу водителя на маршруте, при необходимости определять наполнение автобусов и т.д. [84, 114].
Старение парка автобусов негативно сказывается на его работоспособности на линии [74, 98].
В результате ухудшается топливная экономичность ПС [4, 88] и появляются отказы автобусов на линии (табл. 1.1.5).
Анализ потерь линейного времени показывает, что 65% из них приходится на потери линейного времени по техническим причинам.
Сравнение потерь линейного времени 2007 и 2006 годов (табл. 1.1.6) дает четкую картину на их увеличение и по опозданиям с выходом, и по простоям на линии и по возвратам в парк.
Можно предположить, что рост потерь линейного времени по простоям на линии и возвратам с линии ведет к увеличению расхода топлива автобусов.
Таким образом, проявляется тенденция снижения линейной работоспособности городских автобусов ГУП «Мосгортранс», которая требует дальнейшего подробного анализа, в том числе и в части нормирования маршрутного расхода топлива.
Анализ показывает, что изменяется средняя эксплуатационная скорость городских автобусов (рис. 1.1.1), увеличивается время пребывания ПС в наряде (1.1.2), а это, в свою очередь, также сказывается на потреблении моторного топлива [28, 58, 68, 80, 98].
Кроме того, вариация средней эксплуатационной скорости по маршрутам движения является более существенной [20, 34, 43, 46, 74].
Таким образом, в сложившихся условиях вопросы определения и нормирования расхода топлива городских автобусов являются весьма важными и актуальными.
Формирование целевой функции
В общем виде целевая функция должна определяться по формуле 2.1.1.
Однако как показали ранее выполненные исследования [3,15,43,46,47,54,74,98] эксплуатационные факторы являются взаимосвязанными величинами. Поэтому для их корректного отображения при моделировании необходимо применять компонентный анализ [2.3.15.39.43.46.47.54.55.73.80.81.100].
При расчете главных компонент, определяющих маршрутный расход топлива городских автобусов возможны два варианта действий.
Первый вариант - когда вся совокупность влияющих факторов, описывается одним набором главных компонент (рис. 2.2.2).
Далее из полученной совокупности главных компонент отбираются наиболее значимые и на них строится регрессия.
Конструкционные, технологические и организационные факторы (Бт) кроме «возраста» автобусов учитываются в модели косвенно за счет свободного члена регрессии.
Второй вариант - когда вся совокупность влияющих факторов, описывается двумя наборами главных компонент (рис. 2.2.3).
Далее, из каждой совокупности главных компонент отбираются наиболее значимые, и на них строится регрессионная математическая модель маршрутного расхода топлива городских автобусов.
В ходе вычисления главных компонент определяются их основные числовые характеристики (собственные числа, дисперсии, коэффициенты при факторах и т.д.), по которым проводится отбор главных компонент [2,15,31,37,38,43,46,74,100]. Практический опыт использования компонентного анализа показывает [3,15,37,38,100], что при построении регрессионной модели маршрутного расхода топлива городских автобусов целесообразно использовать второй вариант, поскольку, в данном случае, реализуется более четкая группировка влияющих факторов и их структуризация. Кроме того, более реалистично отображается классификация влияющих факторов, а, следовательно, - и физика исследуемого процесса.
Выбор полигона проведения экспериментальных исследований
Для проведения экспериментальных исследований в качестве объекта наблюдения были выбраны городские автобусы ЛиАЗ-5256.25, которые являются наиболее распространенной моделью ПС в условиях ГУП «Мосгортранс».
При выборе полигона проведения эксперимента были также проанализированы и учтены особенности проведения компонентного анализа по методам Р, О, Р и О -техники [2,15,31,46].
При помощи Р-техники [2,31] выполнено 95% работ, посвященных компонентному анализу. При Р-технике объектом исследования должны являться несколько автобусных автотранспортных предприятий, которые сравниваются по ряду параметров, образующих систему показателей, влияющих на нормативную базу городских автобусов. При этом изучается взаимосвязь между параметрами и факторами. Для интерлретации используется, как правило, т {т п) наиболее весомых главных комлонент.
Р-техника позволяет анализировать различные комбинации общих свойств объектов и обобщить характерные признаки объектов исследования [2,15,31,46].
О-техника менее распространена. При помощи О-техники определяется степень взаимной близости N объектов на основе корреляций признаков. При этом выделяется группа объектов, наиболее близких друг другу по рассматриваемым признакам. Эти объекты объединяются в группу, характеризующуюся близкими величинами нагрузки той или иной главной компоненты для данных объектов. Если рассматривать матрицу первичных оценок признаков - X (рис. 3.2.1), то при П-технике изучаются корреляции между признаками (строками) матрицы, а при О -технике исследуются корреляции между объектами (столбцами) матрицы [2,15,31,46].
Р - техника применяется не к N объектам исследования, а к одному объекту. В этом случае одно автобусное автотранспортное предприятие оценивается по небольшому числу признаков в разные интервалы времени. Можно производить оценку через сутки, неделю, месяц, год и т.д. Обычно изучается корреляция между каждой парой признаков и определяется, в какой степени периодически замеряемые два признака подвержены одинаковым изменениям своих показаний. Исследования могут проводиться через разные интервалы времени. При этом, сталкиваясь с колебаниями условий процесса, имеется возможность получать контролируемые измерения признаков при меняющихся условиях [2,15,31,46].
Таким образом, при данном подходе представляется возможным отслеживать не только изменения эксплуатационных и организационных факторов, но и учитывать колебания внешней среды при определении маршрутного расхода топлива городских автобусов в условиях ГУП «Мосгортранс».
Кроме того, Р-техника позволяет изучить индивидуальные особенности объекта (автобуса, автобусного маршрута или автобусного автотранспортного предприятия), что является весьма важным при разработке маршрутных норм расхода топлива городских автобусов.
0-техника используется при изучении одного объекта, но по большому числу признаков. Оценка проводится в некоторые моменты времени по всем признакам. Корреляция рассматривается не между парами тестов, а между парами дней (недель, месяцев и т.д.) [2,15,31,46].
Условиями для О и Р-техники являются: N - число замеров в N промежутков времени t-i, t2,..., tN у одного объекта по п признакам. Примером применения О-техники на практике является реализация п видов изделий в течение N дней одним магазином [31].
В методах снижения размерности, а именно это преследуется в первую очередь при определении маршрутного расхода топлива городских автобусов в условиях ГУП «Мосгортранс», многомерная классификация может быть проведена по наиболее существенной информации, заключенной в первых, наиболее весомых главных компонентах. Исследователю представляется также возможность выбора главных компонент в зависимости от того, какие внутренние, непосредственно не измеряемые, но объективно существующие закономерности они вскрывают. Это, в частности, относится к отображению при разработке норм расхода топлива городских автобусов, конструкционных и ряда эксплуатационных факторов - коэффициент сопротивления качению, коэффициент сопротивления движению, характеристик дорожного покрытия (тип и ровность дорожного покрытия на отдельных маршрутах, угол продольного уклона профиля трассы маршрута) и т.д.
При нормировании маршрутного расхода топлива городских автобусов в условиях ГУП «Мосгортранс» целесообразно на первом этапе применять принципы Р-техники, поскольку нормирование для конкретной модели городского автобуса начинается в каждом конкретном автобусном парке, а на втором этапе для проверки полученных нормативов и их уточнения для всей совокупности маршрутов (св. 500 ед.) можно использовать и Р-технику.
С учетом изложенного в качестве полигона эксперимента были выбраны производственные условия и маршрутная сеть филиалов «9 автобусный парк» и «14 автобусный парк» ГУП «Мосгортранс».
Выбор указанных предприятий обусловлен следующими причинами;
- филиалы являются типичными автобусными предприятиями с налаженной планово-предупредительной системой ТО и ремонта (табл. 3.2.1);
- предприятия стабильно работают на протяжении последних лет;
- на филиалах налажена автоматизированная система учета индивидуальной работы подвижного состава, в том числе и по расходу топлива;
- на филиалах успешно функционирует автоматизированная система контроля проезда (АСКП), влияющая на режимы движения автобусов на маршруте и позволяющая более точно определять объем перевозок пассажиров на маршруте [114];
При проведении эксперимента на подконтрольных автобусах работали высококвалифицированные водители первого и второго класса на постоянно закрепленных городских маршрутах.
Во время проведения эксперимента были обследованы условия эксплуатации на городских автобусных маршрутах в 2004 -2009 гг.
Эксплуатация автобусов проходила в условиях умеренного климата.
Дорожные условия - асфальтобетон, равнинная или слабохолмистая местность.
Категория условий эксплуатации - третья.
Построение и анализ многофакторной модели маршрутного расхода топлива городских автобусов
Построение и анализ однофакторных регрессионных математических моделей маршрутного расхода топлива городскими автобусами (QMT) выявили ряд значимых факторов, определяющих величину данного расхода. К ним относятся; средняя эксплуатационная скорость (\/э); скорость сообщения (Vc); средняя длина перегона {1пер) коэффициент использования пассажировместимости (у)\ средняя плотность транспортного потока; пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км (L) и «возраст» автобусов в годах (в).
Малозначимым фактором оказалось удельное число поворотов как незначимый фактор проявил себя среднесуточный пробег. Для дополнительной проверки полученных зависимостей был проведен корреляционный анализ вышеуказанных факторов [2,3,13,15,17,19,20 и др.]. Их влияние на маршрутный расход топлива оценивалось по коэффициенту парной корреляции (см. раздел 2.4).
Результаты корреляционного анализа подтвердили результаты од-нофакторного регрессионного анализа. Факторами, влияющими на маршрутный расход топлива городских автобусов, также оказались средняя эксплуатационная скорость (ГФ = -0,856); скорость сообщения {ГФ=-0,665); средняя длина перегона ( ф =-0,710); коэффициент использования пассажировместимости ( =0,679); средняя плотность транспортного потока ( ф =0,888); пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км (Гф =0,838) и «возраст» автобусов в годах ( =0,798). Малозначимым оказался фактор удельного числа поворотов и незначимым - среднесуточный пробег. Поэтому они были выведены из дальнейшего рассмотрения и учета. Из дальнейшей обработки также был выведен фактор скорости сообщения, поскольку его заменил фактор средней эксплуатационной скорости как оказывающий наибольшее влияние на маршрутный расход топлива городских автобусов и по результатам однофакторного регрессионного анализа и по итогам корреляционного анализа.
Кроме того, в ходе корреляционного анализа было установлено, что ряд факторов связаны и взаимодействуют между собой. Это факторы, характеризующие условия эксплуатации городских автобусов (средняя эксплуатационная скорость, средняя длина перегона, коэффициент использования пассажировместимости, средняя плотность транспортного потока) [15,43,74,98] и их возрастной состав (пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и «возраст» автобусов в годах).
Взаимосвязанные факторы обладают определенными свойствами, в частности, явлением мультиколлениарности [2,15,31,37,38 и др. и более полно отображают состояние изучаемых процессов и явлений. Для анализа мультиколлениарности факторов и изучения закономерностей их изменения обычно применяют компонентный или факторный анализы [2,15,31,37,38 и др.].
Для учета совместного влияния значимых факторов на маршрутный расход топлива городских автобусов была построена многофакторная регрессионная математическая модель. Это было выполнено с помощь математического аппарата компонентного анализа. Указанная процедура реализовывалась на основе прикладной компьютерной программы 8Р88 11.0.
Построение многофакторной модели маршрутного расхода топлива городских автобусов на главных компонентах осуществлялось в несколько этапов.
В начале с помощью стандартной программы 8Р88 11.0 были определены главные компоненты для факторов условий эксплуатации (приложение 4) и факторов, характеризующих возрастной состав (пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и «возраст» автобусов в годах) городских автобусов (приложение 5).
Затем из полученных главных компонент отбирались наиболее значимые. Отбор наиболее значимых главных компонент осуществлялся по их собственным числам критерию «каменистой осыпи» и доли дисперсии, описываемой каждой компонентой.
Для определения числа компонент принимаемых в рассмотрение для построения математической модели маршрутного расхода топлива городских автобусов были найдены собственные значения главных компонент, характеризующих влияние условий эксплуатации подвижного состава (табл. 4.3.2) и их возрастной состав (табл. 4.3.3), по которым можно так же определить процент воспроизведения общей дисперсии. По критерию собственного числа, который предлагает принимать в рассмотрение компоненты с собственным значением больше единицы (результаты представлены в табл. 4.3.2 и 4.3.3) при построении регрессии маршрутного расхода топлива городских автобусов на главных компонентах необходимо рассматривать первые две главные компоненты по условиям эксплуатации городских автобусов и первую главную компоненту по их возрастному составу.
По критерию «каменистой осыпи» рассматривалось графическое изображение собственных чисел корреляционной матрицы, которые наносятся на график в порядке их убывания. Выделение заканчивается на той главной компоненте (точке), после которой исследуемая зависимость близка к почти горизонтальной прямой линии (приложения 4 и 5).
Таким образом, по критерию «каменистой осыпи» (результаты представлены в приложениях 4 и 5) также целесообразно брать только первые две главные компоненты для условий эксплуатации и одну первую главную компоненту для «возраста».
Анализ многофакторной регрессионной математической модели (формула 4.3.8) показал, что доминирующее влияние на маршрутный расход топлива городских автобусов из влияющих факторов оказывают: конструкционные и технологические факторы - 43%; условия эксплуатации и природно-климатические условия - 47%, из них коэффициент использования пассажировместимости - 24%, средняя эксплуатационная скорость - 13%, средняя плотность транспортного потока - 6% и средняя длина перегона - 4% и организационные факторы - 10%, в том числе пробег автобуса с начала эксплуатации в тыс. км - 5%, «возраст» автобуса в годах - 5% (рис. 4.3.1).
Таким образом, полученная математическая модель маршрутного расхода топлива городских автобусов подтверждает и уточняет соотношения влияющих факторов, полученные при экспертном опросе (раздел 4.1).
Исследование полученной регрессионной математической модели (формула 4.3.8) с помощью коэффициента эластичности показало, что среди влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов факторов наибольшей эластичность обладает коэффициент использования пассажировместимости. При изменении его на 1% маршрутный расход топлива городских автобусов изменяется на 0,368%. Далее по эластичности идут - средняя эксплуатационная скорость - 0,2%, средняя плотность транспортного потока - 0,087%, «возраст» автобуса в годах - 0,075%, пробег автобуса с начала эксплуатации в тыс. км -0,072%, и средняя длина перегона - 0,058%.
Анализ полученной математической модели (формула 4.3.8) по приращению влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов факторов на величину своего среднеквадратического отклонения показал, что наиболее чувствительным является коэффициент использования пассажировместимости - 4,46%, а далее идут средняя плотность транспортного потока - 4,2%, средняя эксплуатационная скорость -3,9%, средняя длина перегона - 3,48%, пробег автобуса с начала эксплуатации в тыс. км -1,34% и «возраст» автобуса в годах -1,34%
Обобщая, следует отметить, что:
- корреляционный анализ подтвердил влияние на маршрутный расход топлива городских автобусов средней эксплуатационной скорости, скорости сообщения, средней длины перегона, коэффициента использования пассажировместимости, средней плотности транспортного потока, пробега автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и «возраста» автобусов в годах. Он также показал, что средняя эксплуатационная скорость более существенно влияет на маршрутный расход топлива городских автобусов (гф = -0,856) нежели скорость сообщения (гф 0,0,65);
- часть значимых факторов является взаимосвязанными между собой. Например, средняя эксплуатационная скорость и средняя длина перегона (гф = 0,91), пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и «возраст» автобусов в годах (Гф= 0,908). Поэтому для дальнейшей оценки влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов факторов был применен компонентный анализ;
- полученная в результате компонентного и регрессионного анализов математическая модель маршрутного расхода топлива городских автобусов является адекватной исследуемому процессу (средняя ошибка аппроксимации составляет 8,6%) и исследуемым исходным данным (коэффициент детерминации равен 0,907, фактическое значение критерия Фишера составляет 35,65, что значительно больше его табличного значения, равного 2,0);
- анализ построенной математическая модель маршрутного расхода топлива городских автобусов показал, что она подтверждает основные теоретические предпосылки исследования и теорию автомобиля в целом, поскольку основными параметрами, влияющими на маршрутный расход топлива, являются факторы, характеризующие режимы движения городского автобуса, в частности, нагрузочный режим (коэффициент использования пассажировместимости) и скоростной режим (средняя эксплуатационная скорость, средняя длина перегона и средняя плотность транспортного потока).
