CC BY
10
УДК 069
СРОКООБРАЗУЮЩАЯ МОДЕЛЬ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА НОВОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ НА ОСНОВЕ РАССТАНОВКИ ПРИОРИТЕТОВ ТЕМПОВ РАБОТ
А.В. Кабанов
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
Аннотация
В статье рассматривается организация строительства новой железной дороги с применением срокообразующей модели. Целью моделирования организационной системы по сооружению крупного транспортного объекта (железной дороги) является моделирование своевременного выполнения работ при эффективных значениях показателей деятельности строительной организации. Предлагается решение проблемы системного проектирования организации строительства крупных транспортных объектов, состоящих из элементов (частей) различного функционально-производственного назначения. Так же предлагается дополнительная методика решения проблемы измерения темпов потока разных видов работ.
Ключевые слова:
Приоритет потока, многоуровневая модель, приоритеты темпов работ, срокообразующие расчеты, коэффициент синхронизации потоков. История статьи:
Дата поступления в редакцию 07.12.19 Дата принятия к печати 09.12.19
Начало реализации проекта новой железной дороги определяется распорядительными документами федерального или отраслевого уровня, которые на основе проектных проработок устанавливают директивные технико-экономические показатели стройки, в том числе один из основных — директивный срок строительства, соответственно которому определяется Тц — продолжительность целевого комплексного потока возведения всей линии. Темп целевого комплексного потока — Vцп, определяемый как отношение длины линии L к сроку Тц, является целевой установкой (доминирующим темпом) для расчета сроков, темпов работ и потоков при возведении всех железнодорожных объектов входящих в новую линию.
Сроки строительства железнодорожных объектов определяются на основе разработанных организационных решений и технологии производства работ [1,2,3,4,5,6].
Планирование строительства новой железной дороги обеспечивает целенаправленность всех организационных, технических и технологических решений на достижение конечного результата — генеральной цели строительства: ввода железной дороги в эксплуатацию при достижении проектной мощности перевозок в установленные сроки.
При этом, с точки зрения рентабельности и прибыльности деятельности подрядных организаций железнодорожного строительства, ключевыми факторами организационно-технологических расчетов являются: сокращение сроков строительства, которые потребуются для возведения различных объектов составляющих железную дорогу; выбор вариантов, которые дадут быструю отдачу вкладываемых инвестиций. В связи с этим, основными критериями принятия организационных решений являются: минимизация срока строительства (при заданном директивном сроке выполнения строительно-монтажных работ, определенном по опыту строительства железных дорог в зависимости от протяженности, катего-
рии трудоемкости строительства и т. д.) и увеличение эффектов, возникающих в результате досрочного ввода объекта в эксплуатацию при соблюдении обязательных требований технологической связанности и технологической зависимости отдельных видов работ и строительных потоков.
Оптимизация сроков, при разработке вариантов организации строительства железной дороги, согласно вышеуказанным критериям, производится на уровне моделей:
- проектного ПОС (проекта организации строительства);
- ППОС — производственного (разрабатываемого подрядчиком) ПОС ;
- ПОР — проекта организации работ на участок линии(лот) или этап строительства;
- ППР — проектов производства работ на отдельные объекты.
Например на уровне ПОС и ППОС сроки обосновываются: сравнительным анализом схем строительства (одно-; двух-; многолучевой); различными методами организации строительных потоков и методами ведения работ; схемами этапности ввода железной дороги в эксплуатацию и т.д.
Создается иерархическая многоцелевая система строительных потоков разных видов (рис.1), темпы которых(У), в зависимости от технологии производства работ, находятся в отношениях доминирования или подчинения друг с другом. Например, с целью увеличения совмещения специализированных потоков(рис.1, потоки с1го по 7й) и исключения перерывов монтажно-укладочных процессов приоритет имеет — темп потока по укладке рельсо-шпальной решетки. Таким образом моделируется оптимальная (с точки зрения сроков строительства) очередность потоков на основе учета приоритетов их темпов. Организационно-технологические модели в системе ПОС-ППОС-ПОР-ППР, для минимизации общего срока строительства и повышения эффективности капитальных вложений за счет сокращения продолжительности строительства, являются срокообразующими.
Структура срокообразующих целей является основой системного проектирования организации строительства крупных транспортных объектов, состоящих из элементов (ранговых целей — участков по длине железнодорожной линии; этапов строительства и т. д.) различного функционально-производственного назначения. Обоснование системы ранговых целей происходит взаимосвязанно (по времени, в пространстве, по ресурсам), в интересах достижения общей(генеральной) цели строительства.
Целеполагание организации строительства новой железной дороги характеризуется: наличием большого числа потоков(целевой комплексный поток, разрабатываемый на основе директивного срока строительства по постановлению правительства о данной стройке; комплексные потоки подготовительного, основного и заключительного периодов; объектные потоки на основные составляющие объекты железной дороги; специализированные потоки; частные потоки и т.д.); целями реализации строительных потоков; большой размерностью организационно-технологических задач [1-3] для получения оптимальных управленческих решений; дискретностью параметров строительных потоков;, наличием большого числа критериев проектирования производства работ, вероятностным характером процессов выполнения работ, технико-экономических и организационно-технологических показателей. Работы выполняются целевым комплексным потоком, структура которого состоит из упорядоченного количества комплексных потоков, и их последовательность определяется приоритетом каждого из потоков. Приоритет потока устанавливается исходя из условий строительства, технологической последовательности и величины темпа комплексного потока.
На стадии организационно-технологической подготовки строительства важно определить направления финансовых потоков, соответствующих последовательности ввода в эксплуатацию объектов и частей железной дороги [4-6]. Направления финансовых потоков определяются генеральной и ранговыми целями строительства определяемыми особенностями каждой крупной стройки. Создание системы целей уточняется на этапе подбора и подготовки к работе генподрядной строительной организации. Целевая система организации строительства такого объекта выглядит как:
03
г
м О
-I
м
Э СО
5
8 :
ел ■
5 я
1 й
ГС О
I- I
а и
о о
Л (С
ч I
и -
3 *
О о
2 а
ГС 15
м
(л (Ц
ГС Е
а 3
Ю V
о * 8«
« о
й о
0 I
со (С
1 Ч.
< с Ш ^
< |2 * £
■ о
ш а
•V = (А*Яд)
где М — множество элементов моделей (на основе структуры срокообразующих целей) системы на уровне ППР, ПОР, ПОС(проектов производства работ, проектов организации работ, проекта организации строительства); — отношения элементов в целевой модели(дерево целей), характеризующиеся набором комплексных многоаспектных показателей организации строительства.
{М; Д д} ~~:* {>;опт > ^утэп} — совокупность(М) моделей системы ПОС, ПОР, ППР{М} и совокупность отношений между отдельными моделями {^д}> которая оценивается совокупностью {/^опт > ^/гэп} организационно-технологических Р и технико-экономических Р показателей.
■с ^ юпт ]тэп
Оптимальному состоянию системы «ПОС, ПОР, ППР» — соответствует набор вариантов организации строительства, обеспечивающих максимальный эффект в работе подрядных организаций, заказчика строящегося объекта; в социально-экономических требованиях регионов, при достижении генеральной цели строительства. Система создается мероприятиями, направленными на достижение согласованного взаимодействия всех участников строительства, деятельность которых регулируется, оценивается производственными критериями. Эти критерии обеспечивают контроль за своевременным окончанием определенных этапов и выполнением плановых объемов работ, для сдачи всего объекта в эксплуатацию в установленные сроки. Очевидно, что характер критериев организационной системы строительства носит «срокообразующий характер». Такими критериями являются темпы выполнения различных видов работ, темпы строительных потоков (объектных, специализированных, комплексных; целевых потоков).
В настоящее время, наиболее распространенным принципом согласования темпов работ является принцип: «Скорость эскадры, равна скорости наиболее тихоходного крейсера». Т.е. при определении, например, темпа объектного потока за его величину принимают темп одного из входящих в него частных потоков, имеющий меньшее значение. Такой подход (назовем его количественным) является слишком обобщенным и мало применимым для потоков, имеющих большое количества составляющих, например для специализированных и комплексных потоков, в совокупности элементов системы 8ор. То, как влияют различные сочетания целей строительства, на срокообразование (формирование этапно-ранговой и полной продолжительности строительства) хорошо прослеживается при рассмотрении структурных схем целей возведения различных видов крупных транспортных объектов (линейных, площадочных, линейно-площадочных).
Схемы разработаны с применением методов системного анализа, позволяющих математически формализовать процесс проектирования организации строительства. При этом создается оптимальный облик сложной иерархической структуры: 1) формирование крупного транспортного объекта в процессе строительства; 2) согласование взаимоотношений участников инвестиционно-строительного процесса (генподрядной и субподрядных организаций) на различных уровнях иерархии; 3) формирование структурной и параметрической модели.
Схема А (рис1.) — все части крупного транспортного сооружения сдаются в эксплуатацию одновременно, без промежуточных этапов, не выделяются части, имеющие самостоятельную эксплуатационную готовность. Крупное сооружение, для разработки Зор, разделяется на отдельные части по принципу — виды работ, субподрядчики, заказчики. Срокообразующие промежуточные или ранговые цели не выделяются, поэтому нет ограничений на темпы возведения частей сооружения. Срокообразующие расчеты производятся на уровне ППР. Срокообразующие эксплуатационно — целевые показатели определяются на уровне ПОС-ППОС (проект организации строительства — производственный проект организации строительства). Такая схема характерна для площадочных объектов (жилой комплекс, мост, завод и т.д.) и линейных: таких как новые высокоскоростные магистрали(где линия сдается целиком только после проведения этапа тестирования по всей длине).
Моделирование степени достижения цели по схеме А
Схема Б (рис.1) — сооружение вводится в эксплуатацию частями, имеется несколько ранговых срокообразующих целей, они могут быть не связаны друг с другом, могут сдаваться в связанной последовательности. Формирование системы Sop)t основывается на приоритетности строек(лотов), которая устанавливается в зависимости от:
- программ (социальных; научно-технических; хозяйственного освоения) развития территорий, мегаполисов, отраслей;
- от приоритетности заказчиков.
В зависимости от этого формируется последовательность первоочередной сдачи лотов в эксплуатацию. Такая схема характерна для крупных объектов имеющих, так называемую «лотовую» или «участковую» структуру готовности строительной продукции. Показатель степени достижения генеральной цели:
Срокообразующие расчеты производятся на уровне ПОР (он разрабатывается на «лот», как на часть сооружения имеющую самостоятельную эксплуатационную готовность)
Схема В (рис.1) — срок возведения сооружения зависит от темпов одного или двух видов работ. Срокообразующей является ранговая цель (например, сооружение железнодорожного пути (темп укладки пути) при строительстве железной дороги). Эксплуатационно-целевые показатели определяются на уровне ПОР. Степень достижения цели выглядит, как:
Рис. 1 Примеры (А; Б; В) соотношения срокообразующих темпов комплексных и специализированных потоков на календарном графике ПОС новой железной дороги
г
ни О
-I ни
Э
со
5 ^
го : м ■
5 Я 1 й Е £
а и о о
.0 (С ^ X
3 *
О о 2 а
к & го ч
а*
м
П щ ГО с
а §
ю V
о *
И о
о ш
а о и X
в 2 £
< £ ш ^
< £
оа а < и
г— время производства работ подготовительного периода; V — темп комплексного потока подготовительного периода;
2ис.с.
V
3з.р.
4уп
V
— время производства работ по возведению искусственных сооружений;
— темп объектного потока по возведению искусственных сооружений; время производства работ по сооружению земляного полотна;
время производства работ по укладке пути; темп объектного потока по укладке пути; время производства работ по балластировке пути;
V, — темп объектного потока по балластировке пути;
г
время производства работ заключительного периода;
V — темп работ заключительного периода;
V ..и т.д. — темп комплексного потока этапа строительства;
(п.Ыуч)
У,_хт._. — темп комплексного потока участка строительства;
Темп целевого комплексного потока (V ) характеризует степень достижения цели строительства. В системе организационно-технологического проектирования крупного транспортного объекта КРТО(в нашем рассмотрении — новой железной дороги), в рамках целевой программы, глобальным критерием является темп реализации целевой программы (V ). Проектирование производства работ выстраивается по целевому принципу, с учетом зависимости критериев низовых, промежуточных, ранговых целей от реализации глобального критерия. Система целей строительства формируется на основе федеральных, территориальных, отраслевых информационных массивов.
Анализ влияния темпов строительных потоков на формирование сроков производства работ по сооружению новой железной дороги позволяет получить систему организации строительства — Бопт (ПО-С;ППОС;ПОР;ППР) устойчивую к внешним возмущениям, возникающим при выполнении работ, как по структуре, так и по функциональным связям [9, 10].
Сроки строительства Тстр новой железнодорожной линии длиной Ькш (рис.1.), определяются, для наиболее частных случаев (при коэффициенте совмещения потоков Кс), как сумма сроков специализированных потоков:
С учетом того, что сроки выполнения работ специализированных потоков (при использовании коэффициента корректировки фронта работ — Кфр) могут быть выражены через темпы соответствующих потоков, получим:
Срокообразование очевидно невозможно при проведении количественных вычислительных операций между дробными значениями по общему знаменателю из-за различных единиц измерения V по разным специализированным потокам. Поэтому используем транзитивно -порядковое ( с использованием приведения к одной критериальной шкале) сравнение доминирующего темпа потока для расчетов срока строительства.
Проблема измерений темпов (темп потока разных видов работ измеряется в различных единицах измерения) в настоящее время решается графическим путем или нормативно-аналитически. Для определения приоритетов темпов различных потоков по всей системе организации строительства железной дороги Бопт формируется шкала составного критерия оценивания [7-13], с учетом различных единиц
г
51
измерения и решается задача многокритериального принятия решений. В дополнение к этому предлагаемая нами методика использует метод отношений с использованием весов относительной важности. Уровень синхронизации потоков определяется по формуле
S= V /V
т пц
где 5 — коэффициент синхронизации темпов; Vш — темп потока (в измерителе по принятой шкале) данного ¿-го вида работ; УПц — общий темп целевого потока.
Для успешной реализации инвестиционно-строительного проекта создания новой железной дороги просчитывают согласованность специализированных и комплексных потоков.
Рис. 2. Схема расстановки приоритетов темпов потоков
Эффективной мерой согласованности является синхронизация темпов потоков. Предлагается проводить численную синхронизацию потоков (рис. 2) по их пространственно-временным характеристикам и транзитивную (порядковую) синхронизацию по приоритетности.
Выводы:
- расчет сроков строительства сложного линейного объекта — новой железнодорожной линии целесообразно производить с использованием системы (срокообразующей модели, учитывающей структуру промежуточных целей и схему ввода в эксплуатацию дороги) темпов целевых, комплексных и специализированных потоков сооружения объекта, определяемых на основе директивного срока строительства и приоритетов;
- применение срокообразующей модели синхронизации потоков строительства, по приоритетам темпов, позволяет увеличить коэффициент совмещения специализированных и комплексных потоков в составе целевого комплексного потока строительства железнодорожной линии. Это в свою очередь снижает сроки сдачи объектов в эксплуатацию и повышает эффективность инвести.ций в создание железной дороги
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гусаков А.А. Основы проектирования организации строительного производства (в условиях АСУ). М.: Стройиздат. 1977.
2. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление. М.: «Советское радио», 1976.
3. Будников М.С. и др. Основы поточного строительства, Киев, Будивельник, 1961.
V
Z ни О -I
IH
Э
CQ
s
s j
S :
СП ■
s я
1 Ä ГО о I- I
а и
о о
„а го
^ X
и s
О о Z а
го 11
а*
И
П щ
го с
S- 5
VO v О *
S>S
ft о S И
а о
Ü X
и S
О Р X и
< £
in Ч < g
* S ■ О
ей а < &
4. ОАО «Российские железные дороги « распоряжение от 4 Марта 2015 г. N 551р об утверждении методики классификации железнодорожных линий ОАО «РЖД»
5. Организация строительства железных дорог [Текст]: учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности 271501.65 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» ВПО / И.В. Прокудин, И.А. Грачев, А.Ф. Колос; под ред. И.В. Прокудина. — Москва: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2013. — 567 с.
6. Олейник П.П. Организация строительного производства. М.: МГСУ: Изд-во АСВ, 2010. 573 с. (Библиотека научных разработок и проектов МГСУ)
7. Шепитько Т.В., Спиридонов Э.С. Выбор организационно-технологических решений при переустройстве железных дорог. — М.: МИИТ, 2000. — 234с.
8. Болотин С.А., Мещанинов И.Ю. Основы постановки частной задачи комбинаторной оптимизации строительства комплекса объектов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. № 2 (602). С. 38-42.
9. Болотин С.А., Мещанинов И.Ю. Методика оценки чувствительности схемы
реализации комбинаторной оптимизации очередности освоения объектов // Вестник гражданских инженеров. 2009. — № 2 (19). — С. 20-24.
10. Кабанов А.В. Совершенствование организационно-технологического проектирования при строительстве крупных транспортных объектов. Вестник гражданских инженеров, №4, 2007, СПбГАСУ
11. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. — М.: Радио и связь, 1993. — 278 с.
12. Саати Т. Принятие решений при зависимостях и обратных связях: Аналитические сети/ Под ред. А.В. Андрей-чикова , О.Н.Андрейчиковой. М.: Издательство ЛКИ, 2008. — 360 с.
13. Терехина А.Ю. Анализ данных методами многомерного шкалирования,- М.: Наука, 1986,- 168с.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
А.В. Кабанов. Срокообразующая модель организации строительства новой железной дороги на основе расстановки приоритетов темпов работ. — Системные технологии. — 2019. — № 33. — С. 16—22.
TIME TRANSFORMING MODEL OF THE ORGANIZATION OF CONSTRUCTION OF THE NEW RAILROAD ON THE BASIS OF ARRANGEMENT OF PRIORITIES OF RATES OF WORKS
Kabanov A.V.
Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University
Abstract.
In this article the organization of construction of the new railroad is discussed with application of time transforming model. The purpose of modeling of an organizational system on a construction of a large transport object (railroad) is modeling of timely execution of works at effective values of indicators of activity of the construction organization. The solution of the problem of system design of the organization of construction of the large transport objects consisting of elements (parts) of various functional and production appointment is proposed. Also the additional technique of a solution of the problem of measurement of rates of a stream of different types of works is offered.
Key words:
Flow priority, multiple model, , rate of works, time transforming calculations, coefficient of synchronization of flows. Date of receipt in edition: 07.09.19 Date of acceptance for printing: 09.09.19
