Исследование влияния величины скорости на функционирование микро и особо малой системы Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 656.1

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЕЛИЧИНЫ СКОРОСТИ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРО И ОСОБО МАЛОЙ СИСТЕМЫ

Н.В. Хохлова, В.И. Николин, д-р техн. наук, проф., Сибирская государственная автомобиЛьно-дорожная академия (СибАДИ).

Аннотация. Известно, что величина скорости зависит от многих причин технического и организационного характера. Проведенные исследования скорости движения позволяют сделать вывод о том, что скорости движения автомобилей является случайными. Следовательно, для описания функционирования вероятностных систем нужен математический аппарат отличный от общепринятого в теории массового обслуживания.

Ключевые слова: скорость движения, микро и особо малые системы, математический аппарат.

Введение

Вопрос о необходимости совершенствования управления транспортным производством является актуальным в настоящее время. Совершенно очевидно, что все операции, в своей реализации, в той или иной мере подвержены элементам случайности.

Описание и постановка задачи Средняя техническая скорость по своему описанию - это скорость доставки грузов при движении транспортных средств на маршруте. Она применяется в оперативном, текущем и перспективном планировании.

В научной и учебной литературе, с детерминированных позиций, средняя техническая скорость определяется «как средняя скорость автомобиля к времени движения, включая время простоя в пути, связанного с регулированием движения» [1, 2]: за каждую ездку

I

Уге =

за один оборот

t

цв

То

t

(1)

(2)

цо

за несколько оборотов

А1

Ут =

общ

АДи аи ■ 24 Р8

(3)

где: 1в - длина ездки, км; tqв - время движения за ездку, ч; 1М - полная длина маршрута, км; tqo - время движения за оборот, ч;

А1общ - общий пробег работающих автомобилей, км;

АДи - автомобиле-дни инвентарные, дни;

аи - коэффициент использования;

Р - коэффициент использования времени суток;

8 - коэффициент использования рабочего времени.

Однако известно, что величина скорости зависти от многих причин технического и организационного характера. Поэтому средняя величина скорости, найденная на основании отчетных данных по группе автомобилей, может не совпадать со скоростью отдельного автомобиля, работающего, например, в микросистеме и даже один и тот же автомобиль в разные дни месяца может двигаться с разными скоростями, т.к. в различные дни его движение подвержено влиянию различных вероятностных факторов. Это подтверждается исследованиями работы автомобилей в микросистемах, обслуживаемые транспортными средствами предприятий ЗАО АТК «Тавус», ЗАО «ТранКК» и др.

По данным, полученным на основе натурных наблюдений при выполнении перевозок строительных грузов, был построен график (рис. 1), на котором видно, что величина ско-

рости вероятностная, и зависит от множества причин случайного характера и по дням эксплуатации принимает различные значения, т.к. абсолютные отклонения составляют от -10,2 до +8,9 км/ч, а величина максимального относительного отклонения составила 35,66%.

— / • 7

ТЛ _ /м 7 е

Утм ~ ^

(4)

1

ql

где Х^ - время движения при выполнении /-ой ездки.

Описание средней технической скорости применительно к особо малым системам следует проводить с учетом того, что протяженность ездок за оборот в системе разная. Кроме того, следует учитывать различное число ездок за остаток времени, которое зависит от конфигурации маршрута. Тогда

к /

7ОС ЮС . Vі іОС . Vі іОС

7 О • /М + 2 /ГЕ1 + 2 /Х)

7

ОС ОС

О

к

о +21

1ао 2 \

(5)

qel

где /М - длина маршрута особо малой си-

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

дни

Рис. 1. Изменение величины скорости по дням эксплуатации

Попытки найти какую-либо закономерность колебаний величины скорости по дням и описать с помощью известных законов распределения случайных величин не увенчались успехом. Поэтому можно только констатировать, что если применять в планировании

работы детерминированную величину Vт, как

это принять на практике, то это ежедневно может приводить к ошибкам в планировании объемов перевозок и транспортной работы.

Результаты исследования показывают, что значение средней технической скорости автомобиля в микросистеме зависит, в том числе, от длины маршрута и от числа ездок. Тогда более правильно рассчитывать среднюю скорость по следующей зависимости

стемы, км;

Х0 - количество оборотов, выполняемых

автомобилем в системе за время Тс ;

ЮС юс

1ГШ ; 1х) - длина ездок с грузом и без груза,

которые может выполнить автомобиль за остаток времени, км;

+°с к

X 0 - время движения за оборот в системе, ч;

X ■ - время движения, которое требуется при

исполнении нй ездки за остаток времени, ч.

Установленные математические зависимости уточняют описание средней технической скорости в рассматриваемых системах, но они не пригодны для оперативного планирования работы, т.к. действительные скорости зависят, как уже указывалось, от множества причин случайного характера, выявить влияние которых весьма затруднительно, а учитывая, что ни один из известных аналитических методов расчета средней скорости на маршруте не может быть рекомендован для практического использования [3], маршрутные средне технические скорости для решения задач оперативного планирования должны устанавливаться на основе натурных или статистических исследований, которые сразу позволяют учесть совокупность влияния всех вероятностных (случайных) факторов.

При использовании статистических методов определения средней технической скорости необходимо иметь массив данных, которые в данной работе были получены с помощью анкет, заполняемых водителями и фотографий рабочего дня, проводимых лично автором и его помощниками. Полученный материал обрабатывался с помощью метода сумм математической статистики [4, 5]. На основе собранного материала были составлены рабочие таблицы вычислений, предварительная величина интервалов для которых определялась по формуле Г.А. Стреджерса .

Значение средней технической скорости является случайной величиной. Поэтому фактические скорости будут отличаться от сред-

1

1

ней, т.е. в действительности автомобили будут прибывать в грузовые пункты раньше или позже того времени, которое предусматривается средним расчетом, что и было зафиксировано при практических наблюдениях. На основе полученных данных была построена выравнивающая кривая (рис. 2).

т

Vт, км / ч

Рис. 2. Гистограмма распределения Vт и

выравнивающая теоретическая кривая

Представленная графическая зависимость (см. рис. 2) подтверждает, что транспортные средства могут прибывать в грузовые пункты через неравные промежутки времени. Вероятностный характер скорости движения приводит к тому, что в равные интервалы времени прибывает разное количество автомобилей.

Проведенные независимо друг от друга исследования скорости движения позволяют сделать вывод о том, что независимо от региона, дорожного покрытия, состояния дорог, плотности транспортного потока и др., скорости движения автомобилей являются случайными величинами и в каждой автотранспортной системе доставки грузов их распределение согласуется с нормальным законом Гаусса. Поэтому в грузовые пункты каждой автотранспортной системы поток требований (автомобилей) на обслуживание (погрузку или разгрузку) поступает и будет поступать с отклонением от запланированного детерминированного момента прибытия по среднему значению скорости, в пределах ±О, при этом Пуассоновский поток в закрытых автотранспортных системах (микро и особо малых) не применяется. Следовательно, для описания функционирования таких вероятностных систем нужен математический аппа-

рат отличный от общепринятого в теории массового обслуживания.

Дополнительно были проведены исследования в системах, где автомобили работают по расписанию (графикам). Всего было проведено 675 наблюдений и таким образом получено 675 результатов прибытия автомобилей в грузовые пункты. Из них в срок, в соответствии с средним значением скорости, зафиксировано 305 случаев (45,18%), 129 прибытий с опозданием (19,1%) и 241 приход раньше времени (35,7%). В восьми случаях зафиксировано неприбытие автомобилей и с очень большим опозданием, что объясняется аварийными ситуациями (с автомобилем и происшествиями на дороге).

Отсюда можно утверждать, что значение величины Оуказывает на то, что если при планировании для расчета потребности в транспортных средствах использовать значение скорости Vт = Vт — О, то автомобили

часть времени будут простаивать в ожидании обслуживания в грузовых пунктах, но зато такая система по переработке грузов будет функционировать практически без простоев, т.к. теория массового обслуживания утверждает, что если на входе будет бесконечная очередь требований на обслуживание, то будет отсутствовать простой любой системы массового обслуживания [6] по причине не прибытия автомобилей в срок.

Каждой величине Vт в автотранспортных

системах соответствует определенное значение О. Для микро и особо малых вероятностных автотранспортных систем применение в

планировании Vт = Vт — О позволит рассчитать гарантированный объем доставки грузов в системах за плановое время Тс . Значит в определенных условиях работы в моделях микро и особо малых систем для расчетов

вместо Vт нужно применять Vт = Vт —О. Однако чтобы определить эти условия необходимо исследовать влияние величины Vт на

уровень выработки в указанных системах.

Заключение

На сегодняшний день отсутствует инструмент, который регулировал бы и учитывал вероятностные изменения при планировании и управлении перевозок грузов. Полученные результаты при исследовании влияния изменения скорости движения на результативность функционирования микро и особо ма-

лой систем позволяют сделать вывод о том, что данная величина является случайной. Для описания функционирования такого типа си-

Библиографический список

1. Николин В.И. Основы теории автотранспортных систем (грузовые автомобильные перевозки)/ В.И. Николин, Е.Е. Витвицкий, С.М. Моча-лин, Н.И. Ланьков.// Омск: Издательство ОмГПУ, 1999. - 281 с

2. Николин В.И. Классификация систем доставки грузов автомобильным транспортом. - Омск, 1986. Рукопись представлена СибАДИ. Деп. в ЦБНТИ Ми-навтотрансом РСФСР, № 409ат-Д86. - 10 с.

3. Вельможин А.В и др. Технология, организация и управление грузовыми автомобильными перевозками. Учебник для вузов. - 2-е изд., доп./А.В. Вельможин, В.А. Гудков, Л.Б. Миротин; ВолГТУ. Волгоград, 2000. - 304 с.

4. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов.- 5-е изд.-М.: Высш.шк.,1998.-576 с.

5. Вентцель Е.С.. Теория вероятностей и ее инженерные приложения/ Е.С. Вентцель., Л.А. Овчаров // М.: Высшая школа, 2000. - 480 с.

стем необходим математический аппарат, учитывающий вероятностный характер изменения скорости движения в системе.

6. Николин В.И. Транспортный процесс как вероятностная система / Си-6АДИ - Омск, 1984. -Деп. ЦБНТИ Минавтотранс РСФСР, №222-ат-Д84.

Research of size influence of functioning speed on micro and especially small systems

N. V. Khokhlova, V. I. Nikolin

It is known, that the size of speed depends on many reasons of technical and organizational character. Therefore its average size cannot coincide with speed of the separate automobile. The mathematical device is necessary for the description of functioning systems that differ from the mass service standard in the theory.

Статья поступила 14.03.2008 г

УДК 625.731:658.5(075.8)

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЗВИТИЮ РЕГИОНАЛЬНОЙ СЕТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Н. В. Кабанов, канд. техн. наук., доц., Н. Ю. Кузнецова, А. Ю. Харламов Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Аннотация. Рассмотрены концептуальные положения развития региональной сети автомобильных дорог Омской области. Определены расчетные уровни инвестиционных затрат, индексы доходности и сроки окупаемости капитальных вложений.

Ключевые слова: региональная сеть, автомобильные дороги.

Введение

Развитие рыночного потенциала Российской Федерации и повышение степени автомобилизации населения ставит перед государством концептуальную проблему развития единого транспортного комплекса. В статье рассматривается принципиальная постановка задач Программы развития региональной сети автомобильных дорог.

Методы решений

Развиваясь по пути рыночных преобразований, Россия столкнулась со значительным

дефицитом в сфере транспортной инфраструктуры.

Развитие и совершенствование рыночных отношений обусловили большое количество межрегиональных связей при разомкнутых формах материально-технического обеспечения, снабжения населения потребительскими товарами, сферами функциональных услуг.

Вместе с тем, подъем экономики 20002008 г.г. породил определенные надежды на улучшение социально-экономической обстановки. В сложившейся ситуации определился