книги из ГПНТБ / Золотарь, И. А. Экономико-математические методы в дорожном строительстве

И. А. ЗОЛОТАРЬ

ЭКОНОМИКО­ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

МОСКВА. ТРАНСПОРТ. 1974

УДК 625.7/.8.003.1

Экономико-математические методы в дорожном строительстве. З о л о т а р ь И. А. М., «Транспорт», 1974,248 с.

В книге рассмотрены основы системного технико-экономиче­ ского анализа применительно к дорожному строительству. Опти­ мизация решений в области проектирования и строительства авто­ мобильных дорог требует выбора критерия оптимальности и при­ менения соответствующих экономико-математических моделей для отыскания таких решений. Поэтому большое внимание в книге уде­ лено выбору критериев экономичности решений в области проекти­ рования и строительства автомобильных дорог.

Рассмотрено применение обычных моделей алгебры к отыска­ нию оптимальных решений в области дорожного строительства. Ряд задач решен методами экстремального анализа. Так как широкое применение в современном технико-экономическом анализе находят методы исследования операций, последним в кни­ ге уделено наибольшее внимание. Для подготовки читателя к ис­ пользованию этих методов предварительно рассмотрены основные положения теории вероятностей и математической статистики.

Все примеры, показывающие использование методов исследо­ вания операций для отыскания оптимальных решений, подобраны применительно к проектированию и строительству автомобильных дорог.

В последнее время усилилось внимание к вопросам надежно­ сти проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Поэтому в книге введена соответствующая глава, в которой кратко излагаются основы теории надежности и на ряде примеров показана методика применения теории надежности к технико-эко­ номическому анализу в области дорожного строительства.

Книга предназначена для инженерно-технических работников дорожного и аэродромного строительства, студентов и аспирантов автомобильно-дорожных и инженерно-строительных вузов.

Рис. 53, табл. 44, библ. 33.

31801-070

------------------ 70-74 0491011—74

(Ё ) Издательство «Транспорт», 1974.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Одной из важнейших задач девятого пятилетнего плана разви­ тия народного хозяйства СССР является повышение эффективно­ сти производства всех видов и, в частности, эффективности капи­ тальных вложений. Предусматривается в связи с этим повышение эффективности использования автомобильного транспорта путем сокращения простоев, порожних пробегов, увеличения коэффици­ ента внутрисменного использования автомобилей. Должно быть обеспечено существенное снижение сметной стоимости строитель­ ства автомобильных дорог благодаря принятию более рациональ­ ных проектных решений.

Снижение себестоимости дорожного строительства при реализа­ ции проектных решений возможно лишь на основе глубокого тех­ нико-экономического анализа производства, а это, в свою очередь, требует развития экономического мышления инженера-дорожника. В соответствии с решениями XXIV съезда КПСС для совершенство­ вания планирования и управления строительством должны широко внедряться экономико-математические методы, электронно-вычи­ слительная техника. В связи с этим большое внимание в настоящее время уделяется коренному улучшению экономической подготовки кадров всех уровней. Отыскание и реализация оптимальных реше­ ний в любой народнохозяйственной области представляет главное содержание конкретной экономической работы.

Дорожное строительство по вопросам оптимизации производ­ ства еще не в полной мере удовлетворяет современным требова­ ниям. В определенной степени это объясняется недостатками в под­ готовке кадров автомобильно-дорожными вузами по современным экономико-математическим методам и вопросам использования электронно-вычислительной техники. ■ - ' ■

В настоящей книге рассматривается методика применения сов: .. ременных экономико-математических методов и ;в первую очередь ' методов исследования операций к отысканию оптимальных реше­ ний в области дорожного строительства.

Технико-экономический анализ дорожно-строительных работ с применением методов исследования операций позволяет при реше­ нии задач дорожного строительства находить оптимальные и наи­ более экономичные решения. Так, методами линейного програм­

вом транспортных средств. Методами теории массового обслужива­ ния дается решение задачи определения оптимального количества

3

Г л а в а

I

ОСНОВЫ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

ВДОРОЖ НОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

§1. Содержание понятий экономика и организация дорожного

строительства

Перед экономической наукой поставлена главная проблема: усилить разработку научно обоснованных методов планирования и управления народным хозяйством и на их основе обеспечить по­ вышение эффективности общественного производства. При реше­ нии этих вопросов методологическим стержнем должен быть еди­ ный народнохозяйственный критерий экономической эффективно­ сти. Очевидно, что и эффективность дорожного строительства должна рассматриваться исходя из общего, принятого на сегодня критерия экономической эффективности в народном хозяйстве

СССР.

Для рассмотрения критериев оптимальности при проектирова­ нии и строительстве автомобильных дорог наибольшее значение имеют фундаментальные положения марксистско-ленинской эконо­ мической теории по основному экономическому закону социализма, закону стоимости, индивидуальному и общественно необходимо­ му рабочему времени на производство товара.

При дальнейшем изложении мы исходим из следующего опре­ деления: организация строительства автомобильной дороги — это совокупность (система) мероприятий планирования, управления, производства работ, материального и технического обеспечения в целях реализации проектных решений по строительству дороги

(рис. 1).

Целью организации работ является возведение сооружения, пре­ дусмотренного проектом. Организация строительства автомобиль­ ной дороги в современных условиях должна обеспечить: высокую производительность труда, выполнение работ в заданные сроки, высокое качество работ, минимальную себестоимость строитель­ ства.

Чем лучше решены эти задачи, тем выше уровень организации работ. Проектные дорожные организации разрабатывают проект организации строительства (ПОС), а подрядные строительно-мон­ тажные организации — проект производства работ (ППР). Сле­ довательно, оптимальная организация строительства автомобиль­ ной дороги может быть обеспечена усилиями проектной и строи­ тельно-монтажной организаций по оптимизации всех основных комплексов мероприятий, составляющих суть организации строи­ тельства.

5

Комплекс мероприятий и работ, обеспечивающий постройку ав­ томобильной дороги, чрезвычайно разнообразен. Кроме основных работ, к которым относят строительно-монтажные, транспортные и работы по приготовлению материалов, полуфабрикатов и кон­ струкций, выполняются еще и значительные подготовительные ра­ боты (постройка подъездных дорог, временных производственных и бытовых помещений и сооружений, сетей связи, водо- и энерго­ снабжения и т. п.).

Подготовительные работы в определенном минимуме обязатель­ но должны предшествовать основным, иначе неизбежны потери вре­ мени и материальных ресурсов, несмотря на более раннее разверты­ вание основных работ.

Рис. 1. Структура организации строительства автомобильной дороги

Организация дорожного строительства многостепенна. Можно различать организацию работ в целом, на какой-то конкретной базе и даже отдельно взятой машине, организацию управления, мате­ риального или технического обеспечения.

Особо следует сказать об управлении, материальном и техни­ ческом обеспечении.

Управление работами — это комплекс, включающий сбор и пе­ реработку информации, принятие решений, доведение их до испол­ нителей с последующим контролем исполнения. Управление рабо­ тами, как и их организация, является многостепенным и прони­ зывает все звенья производства и его обеспечения. Различают частные виды управления: материальным и техническим обеспече­ нием, строительно-монтажными, транспортными работами и др.

6

Кроме того, можно выделить и управление строительством в де­ лом как элемент организации всех работ.

Под материальным обеспечением понимается комплекс меро­ приятий по обеспечению стройки материальными ресурсами (топ­ ливом, смазочными материалами, битумом, камнем, песком и т. д.) до стадии их производственной переработки. Последнее обстоятель­ ство очень важно, так как иначе трудно провести грань между материальным обеспечением и производственными процессами. Например, уточнение наличия карьеров, оценка объема их запасов, согласование возможности их использования — все это функции материального обеспечения. Добыча и погрузка материалов в карьерах, их вывозка на трассу — это уже производственные про­ цессы. Другой пример: подача всех материалов по железной доро­ ге на прирельсовый А Б З — функции материального обеспечения. Их переработка и выпуск, например асфальтобетонной смеси, относятся к производству, которое не может существовать без ма­ териального обеспечения. Даже простейшие работы (устройство боковых канав автогрейдером и т. п.) требуют наличия топлива, не говоря уже о наличии самих машин.

Наконец, техническое обеспечение1 — это комплекс мероприя­ тий, обеспечивающий исправное состояние используемых на до­ рожном строительстве машин, оборудования и транспортных средств.

Вся система мероприятий, составляющих суть организации строительства автомобильной дороги, а также основные и подгото­ вительные дорожные работы должны быть подвергнуты экономи­ ческому анализу (планирование работ, управление, материальное и техническое обеспечение). Изучение этой системы в современных условиях наиболее правильно вести с позиций так называемого системного анализа, развитого в последние годы и представляю­ щего собой методологию решения сложных проблем.

В теории системного анализа под системой понимается группа взаимосвязанных элементов, действующих совместно в целях вы­ полнения заранее поставленной задачи. Основная цель системного анализа — найти оптимальный способ выполнения задачи, стоящей перед системой. Отсюда следует, что задача системного анализа и технико-экономического анализа применительно к организации строительства дороги едина-— найти оптимальное решение по ор­ ганизации строительства дороги в целом. Однако это оказывается чрезвычайно сложным, и часто приходится решать вопросы оптими­ зации не системы в целом, а входящих в нее подсистем (подсисте­ мы планирования, управления, производства работ, материального

итехнического обеспечения).

Внастоящее время мы можем чаще всего добиваться оптими­ зации определенных подсистем, т. е. обеспечивать не общую, а част­

ную оптимизацию. Прежде всего это объясняется недостаточной

1 Этот термин предлагается по аналогии с «материальным обеспечением». Он не может быть заменен термином «техническое обслуживание», так как вклю­ чает, кроме такового, мероприятия ремонта и правильной эксплуатации техники.

7-

оптимум по стоимости (рис. 2, а). Таким образом, для каждого из сравниваемых вариантов нужно найти такое сочетание высоты на­ сыпи, толщины и расположения подстилающих слоев, при котором суммарные затраты на дорожную конструкцию были бы минималь­ ны. На рис. 2, б этой конструкции соответствует точка минимума кривой Д, отражающей суммарную стоимость земляного полотна и дорожной одежды.

Рис. 2. Принципиальные схемы к нахождению оптимального варианта дорожной конструкции:

Очевидно, что экономический анализ большой проблемы по час­ тям требует наличия системы, которая позволяла бы сопоставлять между собой все полученные критерии частной оптимизации и по­ лучать единый комплексный критерий для проблемы в целом. Эта задача исключительной сложности для условий дорожного строи­ тельства пока еще не получила достаточно полного решения.

Основным способом изучения сложных систем является мате­ матическое их моделирование, выполняемое заблаговременно. В самом деле, реальное экспериментирование по вопросам строи­ тельства автомобильных дорог в крупных масштабах, как правило, нецелесообразно. Учет же опыта строительства других дорог, даже в данном районе, хотя и необходим, но не позволит прямо найти оп­ тимальное' решение по строительству рассматриваемой дороги.

При моделировании сложных систем и подсистем их часто при­ ходится упрощать, сохраняя при этом наиболее существен­ ные черты.

9