Научная статья на тему 'Оценка эксплуатационных характеристик транспортного узла'

Оценка эксплуатационных характеристик транспортного узла Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
121
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Известия Транссиба
ВАК
Область наук
Ключевые слова
ТРАНСПОРТНЫЙ УЗЕЛ / ТРАНСПОРТНЫЙ ПОТОК / TRANSPORT STREAM / ГРУЗООБОРОТ / ЕМКОСТЬ СКЛАДА / WAREHOUSE CAPACITY / ДЛИНА ОЧЕРЕДИ / TURN LENGTH / ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ РАБОТЫ / TRANSPORT KNOT / GOODS TURNOVER / LOADING AND UNLOADING WORKS

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Белов Александр Анатольевич, Ларин Андрей Николаевич

В статье рассматривается задача определения длины очереди составов, суммарной грузоподъемности транспорта, не обеспеченного грузом, количество груза, находящегося в момент времени на складе транспортного узла, с учетом стохастически независимых встречных пуассоновского и квазипуассоновского транспортных потоков. Задача решена с использованием математического аппарата теории массового обслуживания. Полученные результаты могут быть использованы для определения оптимальных значений складских емкостей и технологического запаса груза транспортного узла при заданном грузообороте.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF OPERATIONAL CHARACTERISTICS OF TRANSPORT KNOT

In article the problem of determination of length of turn of structures, the total loading capacity of the transport which isn't provided with freight, quantity of freight of the transport knot which is in a timepoint in a warehouse on the basis of definition of distribution of a random variable of the freight expecting loading or unloading, and also the free capacity of vehicles taking into account restrictions on the capacity of warehouses is considered. During the solution of a task the following assumptions are accepted: capacity of cargo handling devices of transport knot isn't limited; time of the translation of giving of cars for the pogruzoch-but-unloading front and back isn't considered. The structure is understood as conditional structure which loading capacity is equal to the total loading capacity of some party of real structures, and the moment of its arrival to the arrival moment on transport knot of the last of them. The received results can be used for determination of optimum values of warehouse capacities and a technological stock of freight of transport knot at the set goods turnover.

Текст научной работы на тему «Оценка эксплуатационных характеристик транспортного узла»

5. Ильиных, А. С. Научно-методические основы высокопроизводительной технологии шлифования рельсов в условиях железнодорожного пути [Текст] / А. С. Ильиных // Вестник Сибирского гос. техн. ун-та. - Новосибирск. - 2013. - № 1. - С. 82 - 88.

References

1. Kalker J. J., Cannon D. F., Orringer O. Kachestvopoverkhnosti rel'sov i obsluzhivaniiapri sovremennykh zheleznodorozhnykh operatsiiakh (Rail quality and maintenance for modern railway operation). Netherlands: Kluwer academic publishers, 1993, 459 p.

2. Normativno-tekhnicheskaia dokumentatsiia. Tekhnicheskie ukazaniia po shlifovaniiu rel'sov (Normative-technical documentation. Technical instructions for the rails grinding). Moscow, OAS «Russian railways», 2004, 39 p.

3. Aksenov V. A., Fefelov V. N. Efficiency evaluation of the rail grinding technology [Otsenka effektivnosti tekhnologicheskogo protsessa shlifovaniia rel'-sov v puti]. Nauchnoe obozrenie -Scientific review, 2006, no. 3, pp. 28 - 30.

4. Aksenov V. A., Shalamov V. A., Kuz'menia A. A. Modern technology of rail reestablishment and quality control of the treated surface using rail-grinding trains [Peredovye tekhnologii vosstanovleniia rel'sov v puti i upravlenie kachestvom obrabotannykh poverkhnostei pri ispol'zovanii rel'soshlifoval'nykh poezdov]. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo universitetaputei soobshcheniia - Bulletin of the Siberian Transport University, 1999, no. 2, pp. 129 - 135.

5. Il'inykh, A. S. Scientific and methodological basis for high-performance technology rail grinding in the railway [Nauchno-metodicheskie osnovy vysokoproizvoditel'noi tekhnologii shlifo-vaniia rel'sov v usloviiakh zheleznodorozhnogo puti]. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta - Vestnik of the Siberian Technical University, 2013, no. 1, pp. 82 - 88.

УДК 656.078.12

А. А. Белов, А. Н. Ларин

ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНОГО УЗЛА

В статье рассматривается задача определения длины очереди составов, суммарной грузоподъемности транспорта, не обеспеченного грузом, количество груза, находящегося в момент времени на складе транспортного узла, с учетом стохастически независимых встречных пуассоновского и квазипуассоновского транспортных потоков. Задача решена с использованием математического аппарата теории массового обслуживания. Полученные результаты могут быть использованы для определения оптимальных значений складских емкостей и технологического запаса груза транспортного узла при заданном грузообороте.

Транспортный узел представляет собой совокупность транспортных процессов и средств для их реализации в местах стыкования двух или более видов транспорта. Узлы играют важную роль в организации комбинированных перевозок и совершенствовании взаимодействия различных видов транспорта.

Исследование влияния производительности погрузочно-разгрузочных механизмов на перерабатывающую способность транспортного узла основывается на статистическом анализе фактических данных о подходе транспортных единиц и железнодорожных составов к транспортному узлу и о длительности их грузовой обработки, в конечном итоге выражающейся длиной образуемых очередей. По существу применение теории очередей к задачам управления транспортным узлом сводится к механическому использованию готовых формул для определения основных характеристик обслуживания, полученных для простейших моделей, описывающих с равным успехом работу промтоварного магазина. В транспортном узле про-

102 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(21) 2015

— s 2vl 5

исходит постоянное взаимодействие нескольких видов транспортных потоков. Учет данной особенности в большинстве случаев приводит к резкому усложнению моделей. При этом важную роль должны сыграть современные методы асимптотического и качественного анализа сложных вероятностных систем. С математической точки зрения исследование процесса взаимодействия двух и более потоков событий сопряжено с большими аналитическими трудностями. Для встречных транспортных потоков в некоторых частных постановках эта задача решалась в работах [1, 2], где исследовался процесс образования очередей при погрузке однородного груза, поступающего на железнодорожных составах. При этом потоки предполагались либо однородными пуассоновскими, либо регулярными.

В данной статье рассматривается задача оценки эксплуатационных характеристик транспортного узла на основе определения распределения случайной величины груза, ожидающего погрузки или выгрузки, а также свободной емкости транспортных средств с учетом ограничений по емкости складов в более общей, чем представлено в источнике [2], постановке. При этом в целях упрощения исследований принято, что пропускная способность погрузоч-но-разгрузочных устройств транспортного узла не ограничена, т. е. акцент делается на изучение механизма формирования очередей только из-за нехватки груза на складе или из-за отсутствия свободной складской емкости. Полученные результаты в ближайшее время планируется обобщить для случая конечной пропускной способности транспортных узлов.

Взаимодействие транспортных потоков может происходить как при погрузке на автомобильный транспорт груза, прибывающего в транспортный узел на железнодорожных составах, так и, наоборот, при погрузке груза, прибывающего на автомобильном транспорте, на составы. В первом случае будет говориться о прямой, а во втором - об обратной задаче.

Пусть в транспортный узел поступают стохастически независимые потоки автомобильного транспорта и железнодорожных составов, причем поток автомобильного транспорта -простейший с интенсивностью Я, а поток составов - квазипуассоновый с параметром V и с распределением вероятностей числа составов в одной группе {Ьг}, I = 1, е, где е - максималь-

е

но возможное число составов в группе, ^ Ь = 1 ■

1=1

Состав, поступивший в узел, сразу же подается под разгрузку (погрузку), если имеется свободная складская емкость или автомобильный транспорт (груз на складе или на автомобильном транспорте). Временем перевода подачи вагонов на погрузочно-разгрузочный фронт и обратно пренебрегаем.

Грузоподъемность автомобильного транспорта будем измерять в единицах грузоподъемности состава и считать ее дискретной случайной величиной с распределением вероятностей {аг}, 1 = 0, 1, ...,г, где г - грузоподъемность наибольшего из рассматриваемых видов авто-

г

мобильного транспорта в единицах грузоподъемности состава, ^ а = 1.

1=1

Емкость склада в единицах грузоподъемности равна и. Свободная емкость на складе в тех же единицах в начальный момент времени / = 0 равна и0 (и ~ ио начальный технологический запас груза на складе). Для простоты расчета принято, что и и »0 - целые числа.

Согласованность в работе автомобильного транспорта и железной дороги по грузообороту, а также по срокам подачи тоннажа и составов выражается в том, что между параметрами Я и V существует некоторая зависимость. Если такую зависимость устанавливать исходя из условия выполнения в среднем в плановом промежутке (0, Т) плана по грузообороту [2], то

ЯгТ = уеТ = Q , или

Яг =уе, (1)

— г _ е

где г = е = ^1Ь1 ; Q - средний грузооборот узла на период (0, Т). При этом принимается

¿=1 ¿=1

№ 1(21) ЛЛИ С ИЗВЕСТИЯ Транссиба 103

=2015 ■

я = ы/т,

где N - планируемый в промежутке (0, 7) оборот автомобильного транспорта.

Полученные оценки для Я и V при достаточно большом N вполне приемлемы для эксплуатационных расчетов, хотя и не учитывают наличие регулирования подачи автомобильного транспорта и железнодорожных составов внутри планового периода (0, 7). Влияние же такого регулирования становится ощутимым при сравнительно небольших значениях N, если в качестве (0, 7) взять декаду или месяц. Поэтому в этом случае оценку параметров Я и V (при Ъ = 1, Ъ = 0, г = 2,3,..., е ) можно производить исходя из условия минимизации выражения:

J (Я, у) = / (Я, у) + /2 (Я)

где

т(7 \ 7 1Ь (ЯУ) 1 (УХ)1 1

ш(я,у)=Яу||(х-у) XXаД х.Л. Л,

0 0 1=1 к=1 (к - 1)!(кг -1)!

e-Яy-жdydx.

(Яу)

N-1

J 2 (Я)=Я1(у - т )2 ^

dy.

Здесь слагаемое

(Яу)" (ух г

я и (х - у)2

-Ях-ух

dydX

(3)

(4)

(5)

(6)

есть средний квадрат отклонения момента поступления к-го по счету автомобильного транспорта при условии, что он имеет грузоподъемность г, от момента прибытия соответствующей партии из г составов;

/ (Я, у) - средневзвешенная сумма всех таких отклонений.

Величина /2 (я) есть средний квадрат отклонения вероятного момента поступления последнего, ^го автомобильного транспорта от планового момента, в качестве которого принято Т.

Произведя необходимые вычисления, получили:

j (я, у) =

(N +1)

+

N ( N +1)

2 Я2

2Я2 2N +1

2 N +1

+1

+ г

+1

N (N +1)( 2 N +1) ЗЯу

- N ( N +1) 2 N

г +

(7)

г +

Я2

Я

т+т2

где

=

Х(г -г)

- г) а.

(8)

Приравнивая частные производные Ш/8Я, Ш/8у к нулю, получили следующую систему уравнений относительно 1/я, 1/у :

2(N + 5) (2N + 1) г_ 6Т

Я

2 N + 1 1

ЗЯ у

у

2 N + 1

N +1

( _2 Л

+1

(9)

= 0,

на основе решения данной системы получены следующие выражения:

зо

е

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

г=1

<

,\ = (ЛЧ1)9 ( 2 N + ^ + 6 (N + 5) + 2 (N + 5)( 2 N + 1К/Г

( 2 N +1)

+ 3

V = X

+ г + -

г 2 N +1 Отсюда при следует приближенное равенство:

V « X

г +

(10)

(11)

(12)

которое отличается от условия (1) при е = 1, если <га ф 0.

Основной задачей является нахождение явных выражений для введенных ниже показателей эксплуатационных характеристик транспортного узла. Изложение приведено применительно к прямой задаче; располагая ее решением, легко получить и решение обратной задачи с помощью лишь перемены обозначений.

Пусть рк (г) - вероятность того, что в момент времени I в транспортном узле имеется количество груза (на составах и складах), равное грузоподъемности к составов, если к > 0. Если же к < 0, то рк (г) - вероятность того, что в момент времени I в порту имеется свободная емкость (т. е. суммарная грузоподъемность автомобильного транспорта, находящегося в этот момент в узле), равная грузоподъемности к составов.

Введем в рассмотрение следующие случайные функции: 0() - суммарная грузоподъемность автомобильного транспорта, не обеспеченная грузом, в момент времени g (г) - суммарное количество груза, находящееся в момент времени I на составах в очереди; q(t) - количество груза, находящегося в момент времени на складе, в тех же единицах.

К основным эксплуатационным характеристикам функционирования транспортного узла относятся усредненные для рассматриваемого планового периода математические ожидания:

- - 1 т

^р = gср (&»0,г,е,оа,аь) = -1М[g^)]Ж;

Т 0

- - 1 т

Сср = Сср (<Э -«0 Гг,~е,аа ,аь) = - / М [ а (/ )] Л;

Т 0

____2 Т

^р = qср (<2и,и0 ,Г,е,°а ^Ь ) = 11М [Я (*)]

где

а2 =

£ (' - е )Ь

г=1

(13)

(14)

(15)

(16)

Вместо ^ср удобнее оперировать другим показателем - коэффициентом использования полезной емкости склада кисп, определяемым по формуле: 4СП = ^ Iю-

Введем следующие обозначения: Х(/) - случайное число групп составов, прибывших в транспортный узел в интервале (0, t); - случайное число единиц автомобильного транспорта, прибывших в транспортный узел в интервале (0, t);%k,к = 1,2, ...- дискретная случайная величина, равная числу составов, прибывших в к-й группе; , к = 1,2, ... - дискретная

г

0

случайная величина, равная грузоподъемности к-го автомобильного транспорта, прибывшего в транспортный узел.

Случайные величины и С, к > 1 предполагаются независимыми в совокупности, причем одинаково распределены по закону {аг}, I =1, г, а С - одинаково распределены по закону {Ьг}, 1 =1, е. Пусть также

Г х(г)

г ) = ;

(17)

С(г ) = 5] С ,

к=1

(считаем, что £(г) = 0, если X (г) = 0 и С(г) = 0 если У (г) = 0 ).

Количество груза на составах, ожидающих выгрузки (длина очереди составов). Под длиной очереди составов будем понимать усредненное для рассматриваемого планового периода математическое ожидание суммарного количества груза, находящегося на составах в

очереди, М[g(г)] = Легко видеть по определению, что g(г) = [^(г)-С(г)-и0] , где

[и]+= тах (0, и). Отсюда РА+и (г) = Р {g(г) = к} = Р {^(г)-£(г) = к + и0}, к > 0. По формуле полной вероятности имеем:

Р ^ (г ) = к } = Р {С(г ) = С(г)+к+и } = ] Р {С( х ) = «}• Р {С(х ) = п+к+«0} -

(18)

п=0

Поскольку оба рассматриваемых транспортных потока можно считать квазипуассонов-скими, то

где

1 1 й" -хг[1-— —__/? [

п!йгп

Р {С (г ) = "} = - — е

= Е4 (Хг)еЛп > 0;

г=1

Р {С (г ) = 0} = ехг;

Р £( г ) = "}:

1 й"

-V? [1-Ь( г

п! Ж" Р {$( г ) = 0} = ,

г=0

= ] В (V/)ге-> > 0;

г=1

а (г) = ] аг2' ; ;=1

е

Ь ( г ) = ] Ь^;

1=1

а1 а/...а/п

Ап1 = 5 1! 2 ( (

(]\, Л ) J1' J 2 ' . ' ' Jn ' у А />.

т / и • I • I - I ?

(Л' Уд) «Л ' ' Jn'

(19)

(20) (20а)

(21) (22)

и суммирование в последних суммах распространяется на множество наборов (д, у2,... уи) целых неотрицательных чисел, удовлетворяющих условиям:

/1 + /2 + . + //п = 1 + 2/2 + . + пп = п.

(23)

г=0

е

г

Отметим, что аи = 0 при п > г и Ъи = 0 при п > е. Подстановка соотношений (19) в правую часть (18) приводит к выражению:

к+и0 з

(< )=к нхв+и, ./У)+ХХ

.7=1

п=1

п / ч-

XX ^п, '-(Я/)г

.1=1

xx0 в+к+и, /(у) '

/=1

(24)

,-(Я+У>

к > 0,

где у

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

= Яг/ е.

Если, к примеру, а = 0,' = 1, г -1; а = 1; Ъ = 1, Ъ = 0,' = 2, е (поток составов - простейший, грузоподъемность единиц автомобильного транспорта равна грузоподъемности г составов), то формулу (24) можно переписать в виде:

) = к }= 4+и (г,2ЯИ+г )Я, (25)

где специальная функция I (г, х) (обобщенная функция Бесселя) определяется посредством ряда [2]

(г, ¿им:; р, 0.

' ( , ' ¿¿0 (г1 + р)! • р

Для этого частного случая найдем явное выражение для производящей функции:

*(^) = (') = к} = = (г, 2Я/)гг)Я/.

1=1 к=1

Перепишем соотношение (27) в виде:

л( г,/) = г'

Е(г,/)-ХЬ (г, 2Я/)гА

к=1

-(1+г )Я/

где

Р(г,/) = ХIк (г, 2^/)гк.

к=1

Дифференцированием по ^ нетрудно установить справедливость соотношения:

8 Е ( г,/ ) = Я Г гг + -Л Е ( г,/) + Ягг10 ( г 2 Я/) --Я г 1к ( г, 2 Я ) гА.

8/ V г ) г к=1

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

Интегрированием дифференциального уравнения (30) при начальном условии Е(г, 0) = 0 получено выражение:

Е ( г,/) = Яе( гг+1

\Яы

1

Ы0 (г,2Ям) - —X 1к (г, 2Ям)гА

к=1

dм.

(31)

Отсюда с учетом уравнения (28) получаем: г,/) = г"и < Яе( ) |е1 )

гг10 (г, 2 Ям ) - — X 1к (г, 2 Ям ) г *

du -

(32)

-XIк (г, 2Я/) гЧ е

■(1+г)Я/

X

X

0

0

V

к=1

Используя формулу (32), можно находить моменты распределения длины очереди составов. Например:

Я * Г г

М[*(/)] = 8 т(г, /) г=1 = Я| е"^)Ям XX (Оо + г - кУк (г, 2Ям) -

8г 0 к=1

у0

- г (и -1)10 (г, 2 Ям )]^м + XX (и - к Ук (г, 2Я )е

(33)

-(1+г )Я

Усреднение равенства (33) по промежутку (0, 7) дает формулу:

*ср =Я П 1 -/ 1 е^)Я/

X(«0 + Г - к) 1к (г, 2К) - г («0 -1) 10 (Г, 2К)

dt ! +

1 и т

+1 X ( «0 - к )$ П1+г )Я1к ( Г,2Ь ) Л.

Т к=1 0

(34)

Формулы (24) и (34) довольно громоздки и неудобны для вычисления и изучения асимптотического поведения gср при большом грузообороте. Получим более удобную для этой цели формулу. Очевидно, что

Рк (0 = ) - с(0+и -Ц, = к}, к = 0, ± 1, ± 2,... (35)

Умножая обе части равенства (35) на 2 и суммируя по к от - ю до + ю, получим:

Мг

X рк =( 0 гА = г"-и ехр [я /

к=-з

" (1)-1

ЧЪ (г)-1]!

(36)

При этом использованы равенства:

Мг= ехр {Я /[а (г)-1]};

<

Мг= ехр {у/[Ъ ( г )-1]}. Применяя к выражению (36) формулу обращения, для к > 0 будем иметь:

(37)

рк (0 = -^ $ г-и+и+1) ехр Я 2т г

а( 11-1

+

у[ъ(г)- 1]^г,

(38)

причем можно считать, что контур С охватывает точки г = 0 и г =1. Из уравнения (35) следует, что

М [* ( ¿»X р+и ( 0.

к=1

(39)

Заменив в соотношении (38) индекс к на к + и и умножив обе части на к, после суммирования с учетом возможности почленного интегрирования ряда найдем

М [ * ( ехр {я[а (Уг )-1] + У[ъ (г )-l]}dг.

2717?

(40)

Введем параметр ^ = и0, имеющий смысл начальной свободной емкости склада в единицах Q. После усреднения по промежутку (0, Т) соотношения (40) с учетом (1) получим:

к=1

г

108 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(21) 2015

- 1

<?ср

2^

-сЕ

т Т

/(г)ехр{(?[5(г)-5//1г]} (г-1)4

(41)

где

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

е/ ч 1 Г1 ^ 1и ч 1 1 ч (г-1)

г \ г) е г е Ь (г)

(42)

Здесь учтено, что { V2 = 0, в чем легко можно убедиться с помощью основной

С г в° (г -1)

теоремы о вычетах.

При больших Г (квартал, год) параметр Кроме того, очевидно, что »„соизмеримо с

Q и поэтому реальные значения 5 е [0,1]. Эти предпосылки дают возможность для расчета g получить асимптотическое разложение интеграла (41) при Q ^ю.

Так как Ь(1) = Ь'(1) = 0, Ь"(1) = (та2/г + г + (та2/е)+ ~е > 0) и /(г) аналитична при |г| > 1 (с

помощью теоремы Руше можно показать, что кроме двукратного корня г = 1 все остальные нули Ь (г) лежат внутри единичного круга), то удовлетворяются все условия теоремы, доказанной Г. В. Поддубным [3], в которой рассматривается равномерное по 5 > 0 асимптотическое разложение интеграла типа (41).

Для дальнейшего анализа удобно ввести следующие обозначения:

р0 (т ) = 3е-^4 В-4 (т); р(т) = В-(т)- тВ-4(т).

р2 (т ) =

В-4 (т)

(т) - 3тВ_2 (т) + 3т2В_3 (т) - т3Б_4 (т)

В 4 (т) '

Ф(р0 ) = Ь (Р0 )-5 /п Р0, у(Р0 ) = Ь"(Р0) + ^;

(43)

(р0 ) = Ь "(р0)--г;

Р0

* (р0 )=ты [*<р0 )]-12;

К (р0 )= 1 (р0 )[^(р0 )] 3/2; т = (р0 - 0[^(р0

где р0 = р0 (5) - корень уравнения хЬ '(х)- 5 = 0 такой, что р0 (0) = 1; Д (т) - функция параболического цилиндра. Ограничиваясь первыми двумя членами разложения интеграла (41), с помощью указанной теоремы находим

^р ,5,г,'/,^а,°Ь )« ^

Qw3 (р0)

2 к

/ (ро )р0 (т)е

QФ<Рo у™2 ¡2

:[\ + (к1 (р,,)^ (ш) + К (р0)р2 (и'))^2], (}»1.

(44)

1

с

0

<

X

Если и = 0, то из выражения (44) следует, что

g„ =(Q,8,r,/,Ga,Gb)-1 f (1)^

Q [*'«J 2 fQ

3 \|2л

2л:

¿+r+¿ -l

r l

Для вычисления р0(5) и функций от р0(5) можно использовать разложение Лагранжа.

Для этого уравнение р08'(р0) = 5 перепишем в виде: р0 = 1 + 5 Ро - 1 ч . Отсюда для любой

р0 8 ,(Р0 )

аналитической в окрестности точки г = 1 функции Е(г) имеем в некоторой окрестности точки 5 = 0

zn -1

F (Ро (5)) = F M + ¿ ^ \F (z)

z -1

zS'( z )

(46)

Удерживая два первых слагаемых из выражения (46), для малых 5 получим:

FU(*))« F (l)++ - 52

F "(1)- F '(1) 2S ,,(l)+ S W(l) F (1) F (1) S"(1) _

(47)

S"(1) 2[S"(1)]

где S"(1) = -1(i + 1)(i + 2)a, + 1lLi 0'-1)0' - 2)К

r ,=1 e г=з

Обратимся теперь к определению qcp. Поскольку M [q (t)] = Х Р (t) + v Я A (t), то с учетом соотношения (38) найдем

k=1

к=в+1

Zv+1+ü

2kí i z""+1(z-1)

rexp j }J

(1 ^ Л

а -1-1

1 z )

-vt \b ( z )- 1]l dz.

(48)

Усреднение равенства (48) по промежутку (0, T) приводит к следующему выражению

для qcp:

qcp =

1

2лiQ

/1(z)exp{Q[5(z)-5faz]}^_ ¡n j " "

(z-ir

(49)

где f1 (z) =

(z°+1 + и)(- -1)2

г8 ( г )

Из уравнения (49) видно, что асимптотика # (и, следовательно, кисп) при Q ^ з определяется также формулой (44) с заменой функции / (г) на (г). В частности, если и0 = 0, то

кисп - 3 (1 +1 ) £

G - G -

-=£■ + r + -=£■ + e

G» 1.

(50)

Суммарная свободная грузоподъемность транспортных средств, ожидающих погрузки. Для вывода формулы для Gср, аналогичной (41), исходим из равенства:

р_^) = Р{^)-^)-(ь-ь0) = к}, к = 0,±1,±2,...

(51)

С'

Поскольку М [О (г)] = ] кр_к (г), то аналогично выражению (40) найдем

ехр < Ул [а (г) -1] + VI

г '-1

(г -1)2

-йг.

(52)

Усреднение соотношения (52) по промежутку (0,7) приводит к равенству:

1

°ср 2ТГ7<2 с

— ф-—-;-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

¡п У

(-1Г

где (г ) =1 а(г)+1 ь( IV 1 -1; /(*) = %£; 5 =

(53)

и-и,

0

Ь (г )

Q

Так как 5(1) = Ь?"(1) = 0, Ь?"(1) = г + е + о,Цг + &Це > 0 , то для вычисления Сср при Q ^ ю можно использовать формулу (44), в которую вместо /(г), Ь(г) и 5 следует подставить соответственно /(г), 5(г) и 5. Например, при и = и0 Оср совпадает с выражением для , вычисленным при »0 = 0.

Найденные формулы для определения gср, Gср, и кисп фактически дают решение и обратной задачи. Здесь имеет место один результат, относящийся к категории двойственности. Полученные результаты позволяют решить задачу определения оптимальных значений и и и при заданном грузообороте Q. Целевой функцией могут служить, например, суммарные приведенные затраты, связанные с простоем тоннажа и созданием складских емкостей. Оптимизационная задача формулируется как задача целочисленного программирования.

Представило бы значительный практический и теоретический интерес обобщение результатов данной статьи на случай ненулевого времени погрузки-выгрузки транспортных средств. По-видимому, при изучении таких более общих и сложных моделей основным математическим аппаратом исследования должны служить различные асимптотические методы, такие как метод малого параметра, метод перевала, метод диффузионной аппроксимации и другие.

Список литературы

1. Зильдман, В. Я. Взаимодействие встречных транспортных потоков, имеющих пуассо-новский характер при отсутствии регулирования [Текст] / В. Я. Зильдман, Г. В. Поддубный // Математические методы решения экономических задач. - М.: Наука, 1977. - Т. XIII. -Вып. 3. - С. 524 - 535.

2. Зильдман, В. Я. Влияние резервов складских емкостей на простой транспортных средств при наличии полного регулирования [Текст] / В. Я. Зильдман, Г. В. Поддубный // Математические методы решения экономических задач. - М.: Наука, 1974. - Вып. 6. - С. 167 - 179.

3. Поддубный, Г. В. Асимптотическое разложение одного класса интервалов со сливающимся плюсом и точкой перевала [Текст] / Г. В. Поддубный // Журнал вычислительной математики и математической физики / Российская академия наук. - М., 1982. - № 5. -С.1052 - 1060.

ИЗВЕСТИЯ Транссиба

к=1

г

е

— Организация производства на транспорте

References

1. Zildman V. Y., Poddubnyj G. V. Interaction of the counter transport flows having poisson character in the absence of regulation [Vzaimodejstvie vstrechnyx transportnyx potokov, imeyush-hix puassonovskij xarakter pri otsutstvii regulirovaniya]. Matematicheskie metody resheniya ekonomicheskix zadach - Mathematical methods of the solution of economic tasks. Moskow, Science, 1977, T. XIII, no. 3, pp. 524 - 535.

2. Zildman V. Y., Poddubnyj G. V. Influence of reserves of warehouse capacities on idle time of vehicles in the presence of full regulation [Vliyanie rezervov skladskix emkostej na prostoj transportnyx sredstv pri nalichii polnogo regulirovaniya]. Matematicheskie metody resheniya ekonomicheskix zadach - Mathematical methods of the solution of economic tasks. Moskow, Science, 1974, no. 6, pp. 167 - 179.

3. Poddubnyj G. V. Asymptotic decomposition of one class of intervals with the merging plus and a point of the [Asimptoticheskoe razlozhenie odnogo klassa intervalov so slivayushhimsya plyusom i tochkoj perevala]. Zhurnal vychislitel'noi matematiki i matematicheskoi fiziki - Computational mathematics and mathematical physics, 1982, no. 5, pp.1052 - 1060.

УДК 629.488

Д. Г. Евсеев, А. В. Мелихов ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РЕМОНТА ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

В статье предложена новая методика, позволяющая определить уровень качества ремонта для любого отчетного периода в течение межремонтной эксплуатации. Приведен тестовый пример оценки качества деповского ремонта пассажирских вагонов.

Конкурентоспособность железнодорожного транспорта в пассажирских перевозках определяется многими факторами, такими как скорость, надежность, ритмичность, безопасность, комфорт, тариф и рядом других. При этом технический и качественный уровень пассажирского подвижного состава играет ключевую роль [1].

На рынке ремонтных услуг достаточно велика конкуренция среди вагоноремонтных предприятий, поэтому важно обеспечивать объективность и устанавливать единые принципы системы оценки качества ремонта пассажирских вагонов, поставляемых для нужд ОАО «РЖД».

Анализ статьи [3] позволил разработать аналогичную методику для оценки качества ремонта пассажирских вагонов с учетом условий эксплуатации и специфики подвижного состава.

Оценка качества ремонта пассажирских вагонов представляет собой комплекс операций, выполняемый для расчета показателей качества ремонта пассажирских вагонов, основанный на статистической обработке первичной информации об отказах вагонов и в первую очередь его узлов и агрегатов в установленный период эксплуатации после ремонта.

Выбор показателей качества для оценки пассажирских вагонов, поставляемых для нужд ОАО «РЖД» и его дочерних предприятий, проведен исходя из следующих основных требований:

- применяемость в ремонтном и эксплуатационном комплексах пассажирского хозяйства ОАО «РЖД» на всех уровнях;

- минимальность и достаточность количества используемых показателей для оценки качества продукции и услуг;

- практическая значимость показателей;

112 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(21) 2015

1

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.