3.4. Определение соответствия между грузопотоком и провозной возможностью транспортного комплекса

 

При организации перевозочного процесса к переменным величи­нам относят мощность пункта производства (объем грузопотока) и число подвижного состава автомобильного транспорта, участвующего в перевозках (провозные возможности). В результате, в одно время часть грузов не перевозится, а в другое - не используется часть провозных возможностей подвижного состава, что приводит к значи­тельному колебанию объемов перевозок по дням месяца.

Потребные провозные возможности транспортного комплекса определяются ростом объема перевозок. Этот параметр может быть как постоянным, так и переменным. Линейная функция потребности в перевозках может быть выражена:

 

или (3.1)

 

или

 

где Q(t) - планируемый объем перевозок в период t; q₀ - объем перевозок в предшеству­ющий период; A _t -число единиц подвижного состава в транспортном комплексе в период t; постоянные коэффициенты, которые могут быть как положительными, так и отрицательными.

Для дальнейшего рассмотрения примем, что функция потребности в перевозках Q и провозные возможности транспортного комплекса W_K выражаются:

 

(3.2,a)

(3.2,6)

 

Действие динамической модели показано на рис. 3.2 кривыми изменения провозной возможности (А) и потребности в перевозках грузов f(А). Положение равновесия соответствует точке пересечения Q и W_K. В начальный период провозная возможность составляет W_k0 и перевозится Qo объема груза, соответствующее точке Qo на кривой f(A). При недостаточной провозной возможности подвижного состава, выделяемого для перевозок, спрос на автомобили начинает превышать фактическую потребность.

Рис. 3.2. Динамическая модель определения соотношения между грузопотоком и провозной возможностью транспортного комплекса.

 

Это объясняется тем, что системы с обратной связью, какой явля­ется транспортный комплекс, характеризуются следующими парамет­рами: структурой - составом транспортного комплекса; задержками - временем, необходимым для сбора информации и передачи ее различ­ным частям системы; усилением - отдельные звенья системы реаги­руют на информацию гораздо активнее, чем можно было бы ожидать.

Поэтому во второй период провозные возможности составят W_K1, которые перевезут Q₁ грузов. От точки Q₁ на кривой f(А) движение пойдет по горизонтали до пересечения с кривой . (A). Вертикаль, опущенная из этой точки, покажет потребные провозные возможности следующего временного интервала, а на ось ординат - объем груза, перевозимого в следующий период. Относительная провозная возмож­ность и объем перевозимого груза являются соответственно коорди­натами точек Q₁, Q₂, Q₃ на кривой f(А), которые стремятся к точке с координатами Q, W_x.

Расположение точек Q ₁, Q₂, Q₃ зависит от характера зависимостей (А) и f(А). Колебания могут быть затухающими, взрывными и регу­лярными. Если функции f(А) и (А) заданы уравнениями:

 

(3.3)

 

где W_Ko - провозные возможности транспортного комплекса в предшествующий период; и Ь постоянные коэффициенты,

 

то соответствие провозной возможности объему перевозок будет выражено уравнениями:

 

(3.4)

и

(3.5)

 

В случае, когда происходит отставание провозной возможности подвижного состава от потребности в перевозке, уравнение {3.4} будет иметь вид:

 

(3.6)

Вычтя одно уравнение из другого и приняв получим:

 

(3.7)

 

Это уравнение описывает отклонения от уровня равновесия. Если обозначить С== а/b и поставить его в уравнение, то:

 

(3.8)

 

Если известно значение A₀ момент t₀, то:

(3.9)

 

В этом случае:

 

(3.10)

 

и последовательно равно значениям –А₀С; А₀С²; -A₀С³, так что приобретает поочередно то положительные, то отрицательные значения.

Анализ показывает, что возможны следующие случаи:

1) , угол наклона f(А) к оси ОA Больше, чем угол наклона (А), В этом случае С > 1 и ряд последовательных значений явля­ется бесконечно-возрастающими по абсолютной величине, ~, и имеют место взрывные колебания.

2) , т.е. углы наклонаf(А) и (A) равны. В этом случае С и ряд значений будет состоять из чередований и , т.е. A_t будет то больше, то меньше W_K на одну и ту же вели­чину.

3) , угол наклона больше, чем f(А). В этом случае С < 1 и последовательные A_t уменьшаются по абсолютной величине. Колебания затухающие, стремящиеся к уровню равновесия. Чем больше | | по отношению к , т.е. чем круче (A) no сравнению с f(А), тем скорее будут затухать колебания.

Таким образом, для обеспечения равномерности перевозок необ­ходимо, чтобы провозная возможность подвижного состава опережала потребность в перевозке. Если за критерий оптимальности принять минимальные потери, связанные с перевозкой груза, то рациональный уровень провозной возможности может быть определен из выражения:

где W_K - провожая возможность транспортного комплекса; Q ~ объем перевозок, г; — среднее квадратическое отклонение провозной возможности транспортного комплексе, т; -стоимость 1т груза р/т; р- тарифная плата за перевозку 1 т груза, р/т.

 

3.5. Определение соответствия между плановой и фактической провозными возможностями транспортного комплекса

 

Для возможности оценки производительности подвижного состава автомобильного транспорта, работающего в различных эксплуатацион­ных условиях, введено понятие потенциальная провозная возмож­ность, под которой понимается 'производительность транспортного комплекса при рациональных технико-эксплуатационных показате­лях. Потенциальные провозные возможности определяются общей грузоподъемностью парка подвижного состава транспортного комп­лекса и производительностью, приходящейся на 1 т грузоподъемности при рациональных условиях организации перевозок.

Несоблюдение внешних и внутренних условий приводит к измене­нию провозной возможности транспортного комплекса. В этих случаях провозная возможность транспортного комплекса может быть опреде­лена с помощью корректирующего коэффициента:

 

(3.11)

 

где — потенциальная провозная возможность транспортного комплекса; K_а — коэффи­циент, учитывающий внешние к внутренние условия.

 

Реализация потенциальной провозной возможности зависит, с одной стороны, от организации перевозочного процесса, а с другой - от внутренней деятельности АТП. Исходя из этого, обеспечение необ­ходимой провозной возможности транспортных комплексов сведено к учету влияния на потенциальную провозную возможность следующих факторов: „возраста" подвижного состава, мощности АТП, квалифи­кации водителей, организации работы подвижного состава.

Рассмотрим влияние на коэффициенты внешних и внутренних условий эксплуатации. Данные получены на основе анализа и обра­ботки данных о работе АТП, расположенных в Волгограде и области.

Влияние старения подвижного состава. Известно, что с увеличе­нием „возраста" автомобиля увеличиваются затраты на его содержа­ние, трудоемкость текущего ремонта и уменьшается его производи­тельность. Коэффициент, учитывающий старение и уменьшение про­возной возможности единицы подвижного состава, определяется по формуле:

 

(3.12)

 

где а₀, а₁, а₂,— коэффициенты, зависящие от модели автомобиля и условии эксплуатации; t — порядковый год эксплуатации автомобиля;t₁— пробег автомобиля в первый год его эксплуатации.

 

Влияние мощности АТП. Значение коэффициента, учитывающего влияние мощности автотранспортного предприятия на провозные возможности подвижного состава, определяется по формуле:

 

(3.13)

 

где а_и - инвентарное число автомобилей на предприятии.

 

Влияние квалификации водителей. Значение коэффициента учитывающего влияние классности водителей на провозные возмож­ности подвижного состава, можно принимать следующим: 1,0 - для водителей первого класса; 0,85 - для водителей второго класса; 0,79 -для водителей третьего класса.

Влияние числа работающих автомобилей. Чем больше автомобилей одновременно работают (при одной и той же длине ездки с грузом) в одном пункте, тем выше вероятность простоя автомобилей в ожидании погрузки и, как следствие, снижения их провозной возможности. Значение коэффициента, учитывающего влияние числа единиц под­вижного состава, работающих в транспортном комплексе на провоз­ную возможность определяется по формуле:

 

(3.14)

 

где р - приведенная плотность, входящего потока автомобилей.

 

Расчеты показывают, что значения коэффициента К_а^а очень незна­чительно зависят от закона обслуживания при малых р, а зависят главным образом от среднего значения . С увеличением величины р, когда последняя приближается к единице, закон распределения времени обслуживания играет весьма существенную роль.

Влияние организации работы. При организации перевозок автомо­билями А = Sn (S- количество постов погрузки) работу пункта погруз­ки можно организовать несколькими способами:

за каждым постом погрузки закрепляется n определенных автомо­билей. Например, при перевозке с бетонного завода одновременно бетона и раствора автомобили, участвующие в перевозках, прикреп­ляются к определенным секциям; во время уборки урожая автомо­били закрепляются за комбайнами и т.д.;

все А автомобилей обслуживаются S постами, причем очередной автомобиль поступает на первый освободившийся пост погрузки.

Анализ показывает, что эти ситуации путем математической схематизации могут быть сведены к задачам, рассматриваемым в теории массового обслуживания. Методы теории массового обслужи­вания путем моделирования работы системы позволяют находить основные ее показатели (среднее время ожидания начала обслужива­ния, средняя длина очереди, загрузка постов погрузки или разгрузки и др.). При работе пункта погрузки, имеющего два погрузочных поста, в первом случае имеем две одноканальные системы массового обслу­живания, а во втором - одну систему с двумя постами обслуживания.

В первом случае к каждому погрузочному посту будет поступать поток автомобилей интенсивностью , а во втором случае интенсив­ность входящего потока будет . Параметр, характеризующий ритм погрузки по первому варианту, будет и по второму - .

Значение коэффициента К₀^р учитывающего влияние организации работы на реальную провозную возможность подвижного состава, определяется из уравнения:

 

(3.15)

 

Таким образом, суммарный коэффициент, учитывающий влияние внешних и внутренних условий на фактическую провозную возмож­ность подвижного состава, определится по формуле:

 

(3.16)

 

Определение рационального резерва. При организации перевозоч­ного процесса иногда случается, что количество подвижного состава автомобильного транспорта в процессе перевозок уменьшается, к тому же отказывают и погрузочно-разгрузочные посты.

Практика показывает, что при осуществлении перевозочного процесса в этапах „погрузка", „разгрузка", „транспортирование груза" и „подача подвижного состава" имеют место два типа отказов -внезапные и постепенные. Надежность перевозочного процесса свя­зана с надежностью работы автомобилей на линии. Отказы отдельных автомобилей на линии возникают из-за поломок, аварий, внезапной болезни водителя и т.д. При осуществлении процесса перевозок грузов отказ одного или нескольких автомобилей не всегда связан с отказом перевозочного процесса. Однако уменьшение числа работающих автомобилей приводит к уменьшению объема перевозок, изменению уровня эффективности, снижению качества перевозок, нарушению нормального функционирования обслуживаемых предприятий.

По своему характеру отказы отдельных единиц подвижного состава относятся к необесценивающимся, т.е. после восстановления работоспособности процесс возобновляется с того места, на котором он был прерван. Вся выполненная работа между соседними отказами является полезной. При осуществлении перевозочного процесса возможны случаи, когда обесценивается часть выполненной работы (связанная с порчей перевозимого материала в результате отказа подвижного состава).

В настоящее время повышение надежности перевозок грузов осуществляется методом резервирования подвижного состава. Еже­годно во время уборки урожая в сельское хозяйство направляются десятки тысяч автомобилей, значительная часть которых - а качестве резерва. Расчеты, проведенные в Приволжском территориально-транс­портном управлении, показывают, что 25-30 % подвижного состава может быть высвобождено от доставки зерна с токов на элеваторы.

Отсутствие методики определения оптимального резерва подвиж­ного состава приводит к значительным народнохозяйственным поте­рям как в результате несвоевременности перевозок грузов из-за отсутствия резерва автомобилей, так и в результате использования увеличенного резерва подвижного состава.

При перевозке народнохозяйственных грузов при n однотипных автомобилей возможны следующие варианты организации работы автомобилей:

при отказе любого из этих автомобилей он немедленно заменяется исправным;

замена отказавшего автомобиля на исправный не производится.

Организация работы по первой схеме связана с применением резервирования. Суть его состоит в том, что в звено „транспортирова­ние" добавляют один или несколько резервных автомобилей, которые по мере возникновения отказов последовательно подключаются на место основных компонентов и выполняют их функции.

При организации перевозок грузов резервные автомобили до момента включения их в работу могут находиться в ненагруженном или нагруженном резерве. Ненагруженный резерв - когда резервные автомобили не находятся в рабочем состоянии и до их включения вместо основного работающего автомобиля не могут отказать. Нагру­женный резерв - когда резервные автомобили находятся в том же режиме работы, что и" основные автомобили. Второй вариант резерви­рования в практике организации перевозок грузов применяется значительно чаще, чем первый, когда для выполнения работы выде­ляется большее число автомобилей, чем положено по расчету.

Организация резервирования для АТП связана со снижением производительности подвижного состава автомобильного транспорта и повышением себестоимости перевозок. Наиболее простым предположе­нием результата резервирования является то, что себестоимость перевозок груза линейно возрастает с увеличением количества авто­мобилей. Исходя из этого, потребность в резервировании возникает тогда, когда существуют определенные ограничения на организацию перевозок грузов. Эти ограничения могут быть связаны с обеспече­нием перевозки определенного количества груза в определенный срок, с обеспечением минимальной стоимости перевозки и погрузочно-разгрузочных работ, т.е. ограничение накладывается либо на отдель­ные звенья транспортного комплекса, либо на транспортный комплекс в целом.

При организации перевозок грузов, когда за определенное время необходимо перевезти определенное количество груза не обязательно с постоянной интенсивностью, а этапы „погрузка" и „разгрузка" имеют неограниченную пропускную возможность, можно использовать нагруженный резерв. Отдельные компоненты А-В-Д выполняют одну и ту же функцию, поэтому их можно рассматривать как элементы, соединенные параллельно. Перемещение груза будет прекращено тогда, когда откажут все единицы подвижного состава, хотя транс­портный комплекс может отказать и раньше.

Для звена „транспортирование", состоящего из одного основного и m-1 резервных автомобилей, вероятность возникновения отказа определится по формуле:

 

(3.17)

 

где Р(t) - надежность работы автомобиля.

 

При организации перевозок грузов по определенному графику, например, при перевозке бетона, раствора, обслуживания комбайнов, характер звена „транспортирование" груза таков, что из (т + п) авто­мобилей, одновременно выполняющих определенную работу, для ее удовлетворительного выполнения необходимо, чтобы не меньше п автомобилей было исправно (работало). В этом случае, резервная группа справляется со своими функциями до тех пор, пока число работающих автомобилей будет не менее п. В момент, когда число работающих автомобилей становится равным п - 1, наступает отказ резервной группы. Необходимое число резервных автомобилей:

 

(3.18)

 

где - общее число отказов за 1 ч работы.

 

3.6. Провозные возможности транспортного комплекса

3.6.1. Производительность грузового автомобиля

 

Под провозными возможностями транспортного комплекса пони­мается количество груза в тоннах, которое может перевезти данный транспортный комплекс в единицу времени при конкретных технико-эксплуатационных условиях организации перевозки. Провозные возможности транспортного комплекса определяются числом автомобилей в комплексе и производительностью каждой единицы подвижного состава.

Под производительностью грузового автомобиля понимается количество перевезенного им груза за единицу времени. Производительность, отнесенная к 1 ч работы автомобиля, называется часовой производительностью. Количество циклов транспортного процесса за 1 ч работы одного автомобиля определится (при перевозке грузов цикл транспортного процесса называют также ездкой с грузом) по формуле:

 

Z_ц =1/t_ц = Z_e (3.19)

 

где Z_Ц - число циклов транспортного процесса; Ze - число ездок с грузом; t_Ц - продолжительность цикла транспортного процесса, ч.

 

Если автомобиль работает с постоянной нагрузкой q_ф = const ,то его производительность за 1 час работы определится по формуле:

 

W_aЧ =q_фZ_e (3.20)

 

где W_{a Ч} - часовая производительность автомобиля, т/ч; q_ф - фактическая загрузка автомобиля, т.

 

Так как продолжительность цикла транспортного процесса складывается из времени движения автомобиля и времени простоя под погрузкой и разгрузкой, то, учитывая технико-эксплуатационные условия организации перевозки, время, затрачиваемое на один транспортный цикл, определится по формуле:

 

(3.21)

 

где t_дв- время движения автомобиля, ч; t_пр — время простоя автомобиля под погрузкой-разгрузкой, ч; l_ег - длина ездки с грузом, км; - коэффициент использования пробега; V_т- техническая скорость, км/ч

 

Учитывая, что за каждую ездку перевозится тонн груза, производительность автомобиля будет определяться по формуле:

 

(3.22)

 

где q - номинальная грузоподъемность автомобиля, т; _с - статический коэффициент использования грузоподъемности.

 

Часто подвижной состав работает по маршруту, соединяющему несколько пунктов погрузки-разгрузки, так называемому кольце­вому маршруту. Время оборота (ездки) подвижного состава на кольце­вом маршруте:

 

(3.23)

 

где l_М - общая длина кольцевого маршрута, км; t_ПРi - простой под погрузкой-разгрузкой за каждую ездку, ч.

Разновидностью кольцевого маршрута является развозочный, маршрут, при движении по которому производится постепенная по­грузка (сборный маршрут) или выгрузка грузов. За один оборот, в этом случае, выполняется одна ездка.

Другой разновидностью кольцевого маршрута является сборно-развозочный маршрут, когда одновременно развозится один груз и собирается другой. Например, развозка сырья, сбор готовой продук­ции, развозка торговых грузов, сбор тары и др.

При работе на развозочном маршруте на каждый заезд в последу­ющие пункты маршрута, добавляется время на маневрирование, оформление документов, прием (сдачу) груза.

Время оборота подвижного состава на развозочном маршруте:

 

(3.24)

 

где 1_М - длина маршрута, км; t_пр - время на погрузку-разгрузку, ч; t_з- время на каждый звезд, ч; п_з - число заездов.

Число оборотов за 1 ч работы на маршруте:

(3.25)