2636
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия» Кафедра «Организации перевозок и безопасности движения»
ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 190700.68 - Технология транспортных процессов
Воронеж 2014
УДК 656.13.
Климова, Г. Н. Планирование и организация эксперимента [Текст]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 190700.68 - Технология транспортных процессов / Г. Н. Климова, А. В. Кононова, Г. А. Денисов, Р. А. Кораблев; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 33 с.
В методических указаниях к практическим занятиям излагаются цели и задачи, исходные данные, методика и пример решения задач по дисциплине «Планирование и организация эксперимента»
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № от г.)
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение…………………………………………………………………......... |
4 |
Рекомендации по решению задач……….…………………………………... |
5 |
Приложение 1………………………………………………..……………….. |
6 |
Приложение 2………………………………………………………………… |
11 |
Приложение 3………………………………………………………………… |
15 |
Библиографический список…………………………………………………. |
32 |
3
ВВЕДЕНИЕ
Целью практических занятий по дисциплине является формирование навыков самостоятельной научной работы, инженерных исследований и наблюдений.
Достижение поставленной цели возможно путем решения ряда взаимосвязанных задач:
1.Организация и проведение наблюдений за отдельными операциями транспортного процесса; 2.Постановка и решение задач инженера по организации перевозок и управлению на транспорте;
3.Написание обзора состояния исследуемого вопроса в науке в виде реферата, научного доклада, научной статьи; 4.Написание обзора состояния исследуемого вопроса на практике в виде
реферата, научно-практического доклада, научно-практической статьи 5.Выполнения научного исследования по отдельному вопросу теории транспортного процесса.
4
Рекомендации по решению задач
Установление затрат времени на выполнение элементов транспортного процесса.
Решение осуществляется по следующей схеме:
-получение массива данных (средней технической скорости, затрат времени на погрузку-разгрузку и др.);
-выполнение статистических вычислений;
-обоснование применения полученных значений затрат времени на выполнение элементов исследуемых процессов.
Примеры решения приведены в приложении 1 и 2.
Постановка и решение задач инженера по организации перевозок и управлению на транспорте
Решение осуществляется по следующей схеме:
-постановка задачи;
-решение задачи;
-выбор наилучшего решения по установленному критерию. Пример решения приведены в приложении 3.
Обзор современных научных и практических решений по эффективной организации и управлению перевозками груза
Решение осуществляется по следующей схеме:
-согласование темы с лектором;
-решение задачи на основе использования научного или практического материала (перечень и объем источников устанавливается лектором);
-оформление обзора (реферат, доклад, стендовое сообщение, статья – вид оформления устанавливается лектором).
Приложение 1
5
Исследование скоростей
Решения, принимаемые в процессе планирования работы автомобилей: метод проектирования маршрутов, технико-эксплуатационные показатели (среднетехническая скорость движения автомобилей, время погрузки и разгрузки), метод построения расписания должны иметь обоснование.
Практические наблюдения показали, что в подавляющем большинстве случаев в пределах времени завоза каждый автомобиль выполняет один рейс. Погрузка на следующий завоз осуществляется либо по прибытию, либо через некоторое время после прибытия. Поэтому, расписание не требуется как метод упорядочения взаимодействия автомобилей.
Повысить контроль за осуществлением перевозок, а также осуществить разработку плановых заданий для автомобилей позволяет знание реальных скоростей, с которыми груз доставляется к местам назначения.
Среднетехническая скорость – это средняя скорость движения транспортных средств на данном расстоянии с учетом кратковременных простоев и задержек в зависимости от условий движения [1].
Скорость движения является важным фактором, который в значительной мере определяет выработку подвижного состава, безопасность движения, сроки доставки грузов и затраты на выполнение перевозок.
Осуществляя доставку грузов, транспортные средства движутся с различными скоростями, поэтому при выполнении эксплуатационных расчетов применяется усредненная величина скорости.
Скорость, с которой подвижной состав движется на отдельных участках пути, определяется дорожными и климатическими условиями, организацией и регулированием движения, квалификацией водителя, интенсивностью транспортного потока. При значительной интенсивности движения обгон становится невозможным, и скорость каждого автомобиля и всего потока определяется скоростью движения наиболее медленно движущегося транспортного средства.
Выявить количественное влияние всех вышеперечисленных факторов на уровень скорости движения довольно затруднительно. Маршрутные среднетехнические скорости для решения задач оперативного планирования должны ус-
6
танавливаться на основе натурных или статистических исследований, которые позволяют учесть совокупное влияние всех факторов одновременно. [2]
При использовании статистических методов определения скорости движения необходимо иметь массив данных. Статистический материал о скорости движения в реальных потоках может быть получен с помощью:
-самопишущих приборов (тахографов), предназначенных для наблюдений
ирегистрации движения подвижного состава без участия человека. Техническая скорость движения определяется как средняя арифметическая ряда мгновенных значений, снятых с ленты тахографа;
-анкет, заполняемых водителями;
-фотографий рабочего дня автомобилей [1].
Если автомобили не оборудованы тахографами, то целесообразным является получение данных с помощью хронометража, то есть составления фотографии рабочего дня автомобилей.
Независимо от метода получения статистических данных весь материал обрабатывается с помощью методов математической статистики. На основании собранных сведений о времени движения транспортных средств и известных расстояний рассчитываются значения среднетехнической скорости:
V тi = |
li |
, |
(1) |
|
|||
|
t дв i |
|
|
где li – расстояние, пройденное единицей подвижного состава на i-ом маршруте, км;
tдвi – время, за которое было пройдено li , ч.
В ходе обследований было получено 86 значений среднетехнической скорости. Полученные значения Vт используются для составления рабочей таблицы, предварительная величина интервалов для которой определяется по формуле Г. А. Стреджерса:
Си = |
Vтах −Vтin |
, |
(2) |
|
1 +3,332 lg n |
||||
|
|
|
где Vтах - максимальная скорость, полученная в процессе исследований, км/ч; - минимальная скорость, полученная в процессе исследований, км/ч;
n - число проведенных наблюдений (общее количество полученных значений среднетехнической скорости).
7
По формуле (2) вычислим предварительную величину интервалов:
= 52,0−12,0 = Си 1+3,332 lg86 5
Процедура вычислений производится в специальной таблице, куда заносится вся исходная информация (таблица 1.1).
За начальное значение величины скорости Vа принимается то среднее значение интервала, которому соответствует наибольшая эмпирическая частота. В данном случае Vа= 24,5 км/ч.
Таблица 1.1. - Рабочая таблица вычислений
Номер |
Интервалы ско- |
Среднее значе- |
Эмпирическая |
|
|
разряда |
рости движения, |
ние интервала, |
частота |
1 |
2 |
|
км/ч |
км/ч |
|
|
|
|
12 – 17 |
14,5 |
17 |
17 |
17 |
|
17 – 22 |
19,5 |
20 |
37 |
- |
|
22 – 27 |
24,5 |
23 |
|
|
|
27 – 32 |
29,5 |
12 |
26 |
- |
|
32 – 37 |
34,5 |
4 |
14 |
35 |
|
37 – 42 |
39,5 |
3 |
10 |
21 |
|
42 – 47 |
44,5 |
3 |
7 |
11 |
|
47 – 52 |
49,5 |
4 |
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54 |
17 |
Σni = 86 |
|
|
61 |
71 |
|
|
|
|
|
S1 = 115 |
S2 = 88 |
|
|
|
|
d1 = 7 |
d2 = 54 |
Рассчитанные в таблице величины S и d используются для вычисления начальных моментов распределения m1 и m2:
m |
1 |
= |
|
d1 |
|
|
|
n ; |
|
(3) |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
m2 |
= |
|
S1 + 2 S2 |
|
|
||
|
|
. |
(4) |
||||
|
|
|
|
|
n |
||
Среднее значение Vт определяется с помощью первого начального момен-
та:
Vт =Va +Cи m1. |
(5) |
8
Используя формулы (3) и (5), рассчитаем значение среднетехнической скорости:
m1 = 7 =0,08 86 ;
Vт =24,5+5 0,08=24,9 км/ч.
Полученную величину среднетехнической скорости необходимо использовать при расчете производительности и, следовательно, планового задания для автомобилей в рассмотренных конкретных условиях доставки грузов. Но значение среднетехнической скорости является случайной величиной. Поэтому фактические скорости будут отличаться от среднетехнической, т. е. в действительности автомобили будут прибывать в пункты погрузки и разгрузки раньше или позже того времени, которое предусматривается средним расчетом, что и было зафиксировано при практическом наблюдении. Мерой рассеивания слу-
чайной величины Vт служит среднеквадратичное отклонение σ.
Для нахождения σ необходимо знать второй центральный момент М2 исследуемого ряда распределения скоростей, который может быть найден на основании второго начального момента:
М |
2 |
= m |
2 |
− m2 |
; |
(6) |
|
|
1 |
|
|||
σ =Си |
M 2 . |
|
(7) |
|||
По формулам (4), (6), и (7) определим значение среднеквадратичного отклонения:
m2 |
= |
115 + 2 88 |
=3,38 |
|
|
86 |
; |
М2 =3,38 −0,082 =3,37;
σ=5 3,37 =9.
Рассчитанное значение среднеквадратичного отклонения указывает, что фактические скорости движения транспортных средств находятся в пределах:
Vт= 24,9 ± 9 км/ч.
Это означает, что транспортные средства могут прибывать в грузовые пункты через неравные промежутки времени. Вероятностный характер скорости движения подвижного состава приводит к тому, что в равные интервалы
9
времени прибывает разное количество автомобилей, а для образования очереди автомобилей и простоев погрузочно-разгрузочного оборудования достаточно того, чтобы в прибытии транспортных средств наблюдались местные сгущения и разряжения. [1]
Величина скорости, равная 24,9 км/ч, соответствует нормативной скорости движения одиночных автомобилей в городских условиях эксплуатации.
Отклонение в 9 км/ч образовалось, потому что обследование проводилось и на маршрутах, часть клиентов которых находятся в пригороде. А для условий пригорода установлена совсем другая нормативная скорость движения транспортных средств (37 км/ч). Поскольку в данной работе будут спроектированы маршруты для клиентов, расположенных в черте города, необходимо применять величину скорости, равную 25 км/ч.
10