Организация автомобильных перевозок (основа)

Размещение грузов на складах

Способ размещения грузов на складе определяется видом хранимых грузов, их физико-химическими свойствами, прочностью тары и другими условиями.

Штучные грузы в зависимости от габаритов хранят в штабелях или на стеллажах.

Хранение в штабелях позволяет экономно использовать полезную площадь склада за счет многоярусной укладки грузов, не требует дополнительных затрат на создание несущих конструкций. Число ярусов хранения определяется прочностью тары.

Стеллажное хранение позволяет хранить грузы в мягкой таре в несколько ярусов,

облегчает непосредственный доступ к любому грузовому месту за счет четкой фиксации его месторасположения. Стеллажи могут быть универсальными и специализированными, каркасного или элеваторного типа.

Сыпучие грузы хранят преимущественно в штабелях.

Порошкообразные и наливные грузы хранят в закрытых хранилищах: бункерах,

силосах, резервуарах.

7.5. Техника безопасности при выполнении погрузочно-разгрузочных работ

101

Соблюдение правил техники безопасности является объективной необходимостью для предотвращения аварий, травм и гибели работающих при выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Общие требования к технике безопасности сформулированы в системе стандартов ССБТ. Кроме того, на автомобильном транспорте действуют Межотраслевые правила по охране труда на автомобильном транспорте (ПОТ Р М-027-2003).

Раздел Правил «Погрузка, разгрузка и перевозка грузов» непосредственно посвящен проблеме безопасности при выполнении погрузочно-разгрузочных работ при перевозке грузов. Основные положения правил следующие:

погрузочно-разгрузочные работы выполняются под руководством лица, знающего правила техники безопасности и назначенного письменным приказом руководителя организации, производящей эти работы;

к погрузочно-разгрузочным работам допускаются лица не моложе 18 лет, сдавшие экзамен по технике безопасности; подросткам от 16 до 18 лет разрешается грузить

и выгружать только следующие грузы: навалочные, легковесные, штучные,

пиломатериалы. При переноске тяжестей на расстояние до 25 м допускается максимальная нагрузка для них 16 кг;

площадки для выполнения погрузочно-разгрузочных работ должны иметь твердое и ровное покрытие, ширина подъездных путей не менее 6,2 м при двухстороннем движении и не менее 3,5 м при одностороннем движении;

движение на складах организуется преимущественно поточное, с минимумом маневрирования и движения задним ходом;

рабочим запрещается находиться в опасной зоне работы ПТМ (на маршрутах движения авто-, электропогрузчиков, других ПТМ, непосредственно под стрелой и в зоне досягаемости груза при его отклонении в результате раскачивания);

к управлению ПТМ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующее обучение и инструктажи по технике безопасности;

ПТМ периодически должны подвергаться освидетельствованию (в Гостехнадзоре или комиссией предприятия) с фиксацией результатов освидетельствования в техническом паспорте и на самой машине.

Погрузочно-разгрузочные работы занимают значительную долю в рабочем времени автомобиля при его эксплуатации. Сокращение непроизводительных простоев подвижного состава не только повышает эффективность его использования, но и

102

снижает себестоимость перевозок, что в свою очередь позволяет снижать тарифы на

транспортную продукцию и в конечном счете на продукцию производящих отраслей.

103

8. Планирование перевозок. Оптимизационные задачи

Повышение эффективности автомобильных перевозок грузов связано с применением методов математики для решения прикладных задач. На этапе проектирования технологических процессов перевозок грузов определяют кратчайшие расстояния между пунктами транспортной сети, решают задачу закрепления грузополучателей за грузоотправителями, составляют рациональные маршруты перевозок. В ходе оперативного управления перевозками могут решаться задачи согласования работы транспортных средств и погрузочно-разгрузочных пунктов,

складов, рационального объезда пунктов на маршрутах и другие. В данном разделе рассматриваются наиболее часто встречающиеся при планировании перевозок оптимизационные задачи.

8.1.Маршруты движения и показатели работы подвижного состава

Эффективность транспортного процесса во многом определяется умелой его организацией. От того, насколько в результате грамотного планирования удастся эффективно использовать рабочее время

δ t = t дв / T н ,

сократить непроизводительный пробег

β = L г / L общ ,

устранить недогруз подвижного состава

γ = q ф / q н ,

зависит результат производственной деятельности всего АТП и соответственно прибыльность перевозочного процесса.

Сложность решения транспортных задач объясняется тем, что на работу подвижного состава одновременно оказывают влияние множество факторов, учесть которые бывает не только сложно, но зачастую и невозможно. Это наглядно подтверждается формулой для расчета часовой производительности подвижного состава

Входящие в формулу показатели неоднозначно влияют на производительность.

Так, производительность подвижного состава находится в прямой зависимости от количества перевозимого груза (qнγ). В то же время с увеличением количества

104

загружаемого груза возрастает время простоя: tп-р = f(qнγ) и снижаются скоростные характеристики подвижного состава: его динамичность, маневренность и, в конечном счете, величина технической скорости: Vт = f(qнγ), что в свою очередь снижает производительность

Целью решения оптимизационных задач обычно является достижение максимального эффекта при ограниченных ресурсах и большом количестве ограничений в условиях выполнения перевозок.

Степень достижения целей оценивают показателями, которые должны иметь вполне определенные численные значения и называются критериями оптимальности.

Вкачестве критерия оптимальности на автотранспорте могут применяться:

минимум транспортных издержек;

максимум производительности;

минимум времени на выполнение перевозок и др.

Определение и обоснование критерия оптимальности, показателей и характеристик, принимаемых в качестве ограничений и условий, описание их посредством математических формул называется математическим моделированием.

Применение всевозможных математических методов при планировании транспортного процесса позволяет сформулировать планово-экономические задачи и получить оптимальные результаты при их решении. Такие задачи называют

оптимизационными.

Для постановки оптимизационной задачи требуется установить и сформулировать в виде математических зависимостей условия транспортной ситуации, действующие ограничения и критерий оптимальности.

В ситуации, показанной на рис. 9.1, условиями являются возможности грузоотправителей по отпуску грузов – ресурс по отпуску

n

хi ai (9.2) i 1

и потребности грузополучателей

m

х j b j . (9.3) j 1

Целевой функцией является минимум транспортной работы при выполнении

перевозки в заданном объеме

Ограничение x ij ≥ 0 – неотрицательные значения грузопотоков.

Рис. 9.1. Схема грузопотоков:

А i , B j – грузоотправители и грузополучатели; x ij – расстояния перевозок

Решение задачи оптимально, если при некоторых значениях показателей,

определяющих состояние целевой функции, удастся получить ее минимальное (при решении задачи на минимум) или максимальное (при решении на максимум)

значение.

Математическое описание расчета условий, ограничений и критерия оптимальности составляет математическую модель задачи.

Практически все задачи, решаемые при организации транспортного процесса, по своей сути являются экстремальными, а поиск наилучших решений всегда производится в условиях дефицита и ограниченности ресурсов.

Выбор оптимального варианта – это закономерный процесс поиска более высокого уровня организации планирования и управления на автомобильном транспорте.

В зависимости от характера параметров, с помощью которых осуществляется математическая постановка задач, применяются и различные методы их решения. В

связи с тем, что в качестве критерия оптимальности чаще всего используют экономические показатели, такие методы называют экономико-математическими.

Классификация методов оптимального планирования перевозок приведена на рис.

9.2.

С помощью задач линейного программирования выполняются анализ и решение задач с линейными связями и ограничениями. Термин «программирование» используется как синоним термина «планирование». Подразумевается разработка программы – плана оптимального решения задачи.

106

Методы оптимального планирования перевозок

Признаки классификации

Рис. 9.2. Методы оптимального планирования перевозок

Линейные зависимости характерны для таких задач планирования грузовых перевозок, как закрепление грузополучателей за поставщиками, распределение автомобилей по объектам и маршрутам исходя из минимума непроизводительных пробегов, маршрутизация перевозок и другие. Для решения этих задач могут использоваться графические методы (если имеются только две переменные (рис. 9.3),

что на практике встречается крайне редко), но чаще используются специальные алгоритмы.

Рис. 9.3. Графическое решение задачи линейного программирования

Если задачи описываются нелинейными уравнениями, то применяются соответственно методы нелинейного программирования.

Свойство нелинейности состоит в том, что результат взаимодействия нескольких факторов не равен алгебраической сумме их действий. Например, если для технического обслуживания автомобиля вместо двух ремонтников назначить четырех,

то нет оснований утверждать, что они выполнят ту же работу в два раза быстрее;

аналогично, два погрузчика из одного вагона не всегда выгрузят груз в два раза быстрее, чем один.

Для нахождения экстремальных значений в таких задачах используется правило,

что в точках перегиба производная функции превращается в ноль, а вторая производная положительна в точке минимума и отрицательна в точке максимума (рис. 9.4)

107

Рис. 9.4. Экстремальные значения функции

Ряд задач планирования перевозок можно решать поэтапно, последовательно. Для решения таких задач используются методы динамического программирования.

В основе этого метода лежит совокупность приемов, позволяющих находить оптимальные решения, решая последовательно ряд задач, результаты которых используются для выработки стратегии решения последующих, более сложных, задач.

Кроме методов математического программирования, в решении планово-

экономических задач используются методы прикладной математики, базирующиеся на теории вероятностей (стохастическое моделирование), теории массового обслуживания, математической статистики.

Стохастическое (вероятностное) моделирование предполагает наличие в условиях задачи каких-то неопределенностей.

Если при решении задач, описываемых детерминированными моделями,

показатель эффективности зависит от факторов известных либо вычисляемых в ходе решения задач, то стохастическое моделирование, кроме того, позволяет учесть влияние неизвестных факторов. Дело в том, что реально в практике организации перевозок часто существенное влияние оказывают именно непредвиденные обстоятельства. Если же результат решения задачи зависит от неизвестных факторов

(9.5), то даже при известных значениях α и х, но неизвестном ξ задача не может быть решена, она остается неопределенной.

где:

α, х – известные или определяемые в ходе решения параметры;

ξ – неизвестный параметр.

Наличие неопределенных параметров ξ переводит задачу в новое качество – задачу о выборе решения в условиях неопределенности. Примером задачи с неопределенными условиями может служить задача определения рационального

108

соотношения между транспортными средствами разной специализации либо разной грузоподъемности.

Система наиболее часто применяемых в практике планирования грузовых автомобильных перевозок оптимизационных задач приведена на рис. 9.5.

8.2.Транспортная сеть. Расчет кратчайшего расстояния

Необходимость определения кратчайших расстояний возникает всегда, если требуется получить оптимальный вариант организации перевозок. При густоразветвленной сети автомобильных дорог, когда между пунктами отправления и пунктами назначения имеется несколько вариантов сообщений, определить кратчайший путь бывает сложно. Для нахождения оптимального варианта сообщения применяют математические методы, основанные на использовании в качестве исходной информации транспортной сети, отражающей транспортные связи между пунктами отправления и назначения грузов (пассажиров).

Транспортная сеть учитывает только ту часть дорожной сети, по которой возможно организовать соответствующие перевозки, то есть учитываются ограничения по состоянию улиц (дорог), одностороннее движение, ограничения на движение грузового транспорта, на полную массу транспортного средства, нагрузка на ось и другие. Модель транспортной сети представляют в виде графа (рис. 9.6).

Граф состоит из вершин, условно обозначающих пункты отправления,

назначения, пересечения дорог, размещения АТП и другие, и отрезков дорог (их называют ребрами), соединяющих вершины. По некоторым из ребер движение может быть разрешено только в одну сторону (ребра 4–1, 6–5 на рис. 9.6), такие ребра называют дугами. Всякое неориентированное ребро может быть представлено как две равноценные, но противоположно направленные дуги.

2

3

4 6

Рис. 9.6. Модель транспортной сети

Транспортная сеть может быть представлена только связным графом, таким, в

котором каждая вершина может быть соединена с любой другой его вершиной. Для

109

выполнения этого условия каждая вершина графа должна иметь как минимум одну входящую и одну выходящую дугу.

Моделирование транспортной сети начинают с размещения вершин. Вершины присваивают грузообразующим и грузопоглощающим пунктам, центрам крупных жилых кварталов, обособленных населенных пунктов, пересечениям улиц и дорог.

Вершины, имеющие между собой транспортное сообщение, связывают ребрами или (в

случае односторонней связи) ориентированными дугами.

При построении графа следует выбирать рациональное число вершин. С одной стороны, необходимо определить расстояния между всеми пунктами, куда или откуда осуществляются перевозки. Следовательно, число вершин должно быть как можно больше. С другой стороны, чем больше число вершин, тем транспортная сеть будет сложнее, определение кратчайших расстояний потребует длительного времени.

Для снижения размерности задачи и ускорения расчетов для транспортных сетей больших городов или районов применяют микро- и макрорайонирование.

При микрорайонировании транспортной сети в качестве вершин используют не пересечения улиц (дорог) и конкретные пункты отправления и назначения, а центры микрорайонов (районов строительства, получения или назначения грузов).

Макрорайонирование транспортной сети заключается в разбиении ее на отдельные подсети, расчеты по которым выполняются раздельно, а затем объединяются для получения общего результата. При изменениях дорожной обстановки производится пересчет отдельной подсети, в которой произошли изменения транспортных связей, но не по всей транспортной сети.

Задача о кратчайшем пути может быть сформулирована следующим образом:

для связного графа, имеющего R вершин и N ориентированных дуг длиной C ij ,

требуется найти кратчайшие расстояния от заданной вершины i0 до всех остальных вершин этого графа. В каждую вершину графа может входить только одна дуга,

принадлежащая какому-либо кратчайшему пути.

Все алгоритмы решения такой задачи предусматривают последовательное определение расстояний до смежных с заданной вершиной и выбор из них минимальных. Задачи могут решаться как вручную, так и с использованием ЭВМ.

Для решения задачи все множество вершин сети разбивают на три группы:

1 – вершины, расстояния до которых уже найдены;

2 – вершины, смежные (связанные дугой) с вершинами первой группы;

3 – все остальные вершины.

110