Optimal planning model of road-vehicle operation on carry routes at cargo transportation by fine parties within a given area Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 656.212.5

МОДЕЛЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕСУ НА РОЗВІЗНИХ МАРШРУТАХ

Н.Ю. Шраменко, доцент, к.т.н., ХНАДУ

Анотація. Розроблено математичну модель оперативного планування роботи автомобілів на розвізних маршрутах при наявності потрібної сумарної продуктивності автомобілів в порівнянні з наявним обсягом перевезень.

Ключові слова: модель, оптимальне планування, розвізний маршрут, дрібнопартіонні вантажі, вантажний термінал.

Вступ

Одним з основних напрямків удосконалення системи організації міжміських перевезень дрібнопартіонних вантажів є формування термінальних систем, які відповідають загальним технологічним принципам

цілісності процесів перевезення.

Ефективна експлуатація термінальних

транспортних систем вимагає досліджень для

вирішення комплексу задач, до яких відносяться: розробка принципів

оперативного управління системою; координація роботи елементів транспортної системи, вибір оптимальних параметрів функціонування системи та ін.

Термінальна система характеризується значною кількістю зовнішніх змінних, наявністю випадкових факторів, значною кількістю внутрішніх зв’язків між елементами системи та наявністю неформалізуємих факторів.

Складний характер транспортного процесу обумовлює неможливість застосування

єдиного критерію для оптимізації параметрів всієї термінальної системи.

Оскільки на терміналах концентруються дрібнопартіонні вантажі, то їх подальше розпилення в межах певного регіону здійснюється розвізними маршрутами. В

зв’язку з цим основну увагу приділено

розробці моделі оперативного планування роботи автомобілів на розвізних маршрутах в межах регіону при наявності потрібної сумарної продуктивності автомобілів в порівнянні з наявним обсягом перевезень.

Аналіз публікацій

На процес формування вантажопотоків при термінальній системі перевезень впливають фактори, які характерні для будь-якого регіону незалежно від його розмірів, рівня промислового розвитку, числа населених пунктів, вантажовідправників і

вантажоодержувачів [1]:

- наявність безлічі клієнтів з незначним обсягом перевезень і великою періодичністю доставки вантажів;

- нерівномірність вхідного вантажопотоку партіонних вантажів.

При цьому основним принципом формування маршрутів виступає зональний, тобто розбиття території, що обслуговується на зони, які об’єднують вантажоодержувачів, розташованих близько один від одного [2]. При оперативному плануванні перевезень маршрути формують таким чином, що на кожному з них автомобілі обслуговують клієнтуру тільки однієї або двох близько розташованих зон.

Однак принцип зонального обслуговування в разі невеликого обсягу та індивідуального

характеру окремих відправок є не ефективним. Тобто виникає необхідність формування оптимальних розвізних маршрутів з урахуванням основних вимог ефективної експлуатації автотранспортних засобів.

Мета і постановка задачі

Метою публікації є розробка моделі оперативного планування роботи автомобілів на розвізних маршрутах при доставці дрібнопартіонних вантажів в межах регіону.

Оперативне планування роботи автомобілів на розвізних маршрутах здійснюється відділом оперативного планування терміналу шляхом обробки сукупної інформації протягом характерного періоду часу:

- наявність замовлень на доставку вантажів окремим одержувачам;

- сумісність перевезень окремих видів вантажів;

- наявність особливих вимог вантажовласників до умов перевезення;

- строк поставки вантажу;

- наявність пріоритетності вивозу вантажу;

- схема вулично-дорожньої мережі;

- графіки та режими роботи терміналу та пунктів розвантаження;

- потрібні типи автотранспортних засобів;

- наявні типи автотранспортних засобів;

- наявна кількість автомобілів k-ї марки;

- вантажність автомобілів;

- собівартість перевезення вантажу

автомобілями k-ї марки при обслуговуванні

7-го сектора.

Розглянемо випадок наявності надлишкової кількості автомобілів в порівнянні з наявним обсягом перевезень, що виражається умовою

ÏWk Ч Nk і є" е Q . (1)

k= 1 7= 1i= 1

де Wk - продуктивність k-го автомобіля; Nk -кількість автомобілів k-ої марки; Q - обсяг

вантажу 7-му вантажоодержувачу на 7-му секторі, т.

При цьому в якості секторів виступають групи клієнтів, об’єднаних за певними ознаками [3].

У цьому випадку, при плануванні роботи автомобілів необхідно вирішити такі задачі:

- розподіл автомобілів між окремими секторами регіону, що обслуговується;

- закріплення автомобілів за групою вантажоодержувачів 7-го сектора;

- формування оптимальних розвізних маршрутів.

Модель оперативного планування роботи автомобілів на розвізних маршрутах при перевезеннях дрібнопартіонних вантажів у межах регіону

У випадку наявності надлишкової кількості автомобілів в порівнянні з наявним обсягом перевезень розподіл транспортних засобів між секторами доцільно провести за умовою мінімальних сумарних експлуатаційних витрат на перевезення С.

Такий вибір критерію обумовлено тим, що система штрафів за невиконання перевезення не працює (оскільки є повна можливість їхнього виконання на відміну від попереднього випадку), а при фіксованих доходах за перевезення прибуток перевізника буде залежати саме від величини експлуатаційних витрат.

При цьому необхідно враховувати, що в основі організації транспортного процесу на розвізних маршрутах лежить не підвищення питомої ваги вантажного пробігу, а скорочення загального пробігу автомобілів.

Математична модель поставленої задачі матиме такий вигляд:

n m -

C = е е C7 Чік,- 4Z7 ® min , (2)

7 = 1 k = 1

де Ckj - собівартість перевезення вантажу j-го сектора автомобілями k-ї марки, грн/км; lkj - середня довжина розвізного маршруту j-го сектора для автомобіля k-ї марки, км;

за умов

м

Це"

п j = 1 п

■J THk ЧNk,k = 1,2,...,m

Tkj

не Nkj j ak, k = 1,2,•••, m

(3)

п

j = і

пN^. і 0, k = 1,2,...,m; j = 1,2,...,"

п

Пе qkЧїj4Nkj = е Qj, j = 1,2,•••,"

u i ik чу j4. i

де tнрj - середній час на навантаження-

розвантаження в j-му секторі, год.; Zkj -кількість розвізних маршрутів в j-му секторі, на яких працює автомобіль k-ї марки; VTkj -технічна швидкість автомобіля k-ї марки на j-му сегменті, км/год.; Тщ - час у наряді автомобіля k-ї марки, год.; Nkj - кількість автомобілів k-ї марки на j-му секторі; ak -загальна кількість автомобілів k-ї марки на терміналі; g j - середньозважений

коефіцієнт використання вантажності автомобіля k-ї

марки на j-му секторі; qk - вантажність k-ї марки автомобіля, т.

Подальший розподіл рухомого складу за окремим розвізним маршрутам j-го сектора здійснюється з урахуванням вимог максимального використання вантажності автомобіля та мінімального загального пробігу автомобілів.

Ця вимога може бути виконана, якщо кожен автомобіль k-ї марки буде обслуговувати розвізний маршрут сформований таким чином, щоб відстань між суміжними пунктами обслуговування обраної групи клієнтів була мінімальною.

Пропонується всіх клієнтів j-го сектора об’єднати в один розвізний маршрут за критерієм мінімум загального пробігу автомобілів

е І,. 1) . ® min

,=1 (г~1)-1

І.

де і- і)- і - відстань між суміжними пунктами обслуговування, км.

Тобто, необхідно вирішити задачу «комівояжера» для й пунктів. Таким чином, буде отримана оптимальна послідовність обслуговування клієнтів, яку необхідно поступово розподіляти на окремі групи клієнтів, об’єднуючи їх в розвізний маршрут та закріпляти за ним автомобіль к-ї марки, виходячи з максимального використання вантажності (вантажомісткості) автомобіля (рис. 1).

Рис. 1. Схема розподілу вантажоодержувачів на групи: 1, 4, 8,..., f p, d - порядковий номер клієнта, який є замикаючим у відповідній групі

Модель розподілу автомобілів за розвізними маршрутами має вигляд

pf * Q* ц + + p жп Qm ц + +

Є 3 qk-------------------------Ч + ... + Є З qk-Ч + ... +

г'= 'и gki ш г= f+ 'и gki ш

d ж Qki ц

+ е 3 qk Ч ® min (5)

г' = p + 'и g ki ш

k = 1,2,..., m.

Умови-обмеження для моделі (5)

M m d Q, d

пе е —ЧNkj = е Q, j = 1,2,...,«

п k= 1г'=1 g kij г'=1

nmd Q, m

не е —Ч Nj J е qk 4Zj, j = 1,2,..., n (6)

П k= 1= 1 g kij k= 1

п

п

gNj і 0, k = 1,2,...,m; j = 1,2,...,n.

Для отриманих груп клієнтів розробляються оптимальні розвізні маршрути (задача «комівояжера») за критерієм мінімум часу знаходження на маршруті.

Слід зауважити, що вирішення задачі «комівояжера» для великої кількості пунктів обслуговування (декілька десятків) має суттєві особливості, на чому буде

зосереджено увагу в подальших

дослідженнях.

Висновки

Рекомендується для оптимального оперативного планування роботи автомобілів на розвізних маршрутах доставки дрібнопартіонних вантажів в межах регіону використовувати розроблену математичну модель, яка враховує вимоги щодо максимального використання вантажності автомобіля та мінімального загального пробігу автомобілів при умові мінімальних сумарних експлуатаційних витрат на

перевезення, та орієнтована з одного боку на раціональне використання парку

автотранспортних засобів, та з іншого - на виконання наявних обсягів перевезення вантажів.

Виявлено, що для формування розвізних маршрутів застосування зонального принципу не доцільно, оскільки він не враховує вимог ефективної експлуатації автотранспортних засобів. Для формування оптимальних розвізних маршрутів необхідно розглядати всю групу вантажоодержувачів j-го сектора, що дозволить раціонально використовувати автотранспортні засоби та скоротити сумарні експлуатаційні витрати на перевезення.

Література

1. Воркут А. И. и др. Транспортное обслужи-

вание торгово-оптовых баз. - К.:

Техніка, 1985. - 112 с.

2. Беляев В.М. Терминальные системы пере-

возок грузов автомобильным транспортом. - М.: Транспорт, 1987. - 287 с.

3. Шраменко Н.Ю. Модель оптимального

планування роботи автомобілів на розвізних маршрутах при перевезеннях дрібнопартіонних вантажів // Автомобильный транспорт. - Харьков: ХНАДУ,

- 2007. - Вип. 20. - С. 129 - 132.

Рецензент: М.А. Подригало, професор, д.т.н., ХНАДУ.

Стаття надійшла до редакції 19 квітня 2007 р.