автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Формирование оптимальных комплектов дорожно-строительных машин на строительстве лесовозных дорог

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи КАРНАУХОВ Николай Иванович

УДК 630*373

ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

Специальность 05.21.01 — «Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1991

Работа выполнена на кафедре транспорта леса Московского лесотехнического института.

Научный руководитель — заслуженный деятель науки и

техники РСФСР, доктор техни-. ческих наук, профессор В. И.

Алябьев.

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Л. А. Гоберман,

кандидат технических наук А. И. Холопов.

Ведущее предприятие — Технологический трест Оргтех-

лесстрой.

Автореферат разослан « 3 » ■ ■ 1991 г.

Защита диссертации состоится на заседании специализированного совета Д 053.31.01 Московского лесотехнического института «20» . У-Л5~• 1991 г. в 10 часов

в аудитории .

Просим Ваши отзывы по автореферату ОБЯЗАТЕЛЬНО В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ направлять по адресу: 141001, Мытищи-1, Московской области, МЛТИ. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться о библиотеке МЛТИ.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, профессор 10. П. СЕМЕНОВ.

Поди, и печ. 4.03.91 г. Объем 1 п. л. Зак. 220 Тир. 100

Типография Московского лесотехнического института

Актуальность 'теш. Необходимым условием эффективного функця- . онироваиия лесозаготовительных предприятий п рационального использования и восстановления лесосечного древесного фовда является наличие в лесосирьевых базах предприятий достаточно 17стой сети надежных постоянно действующих лесовоз!шх дорог. Значительная часть лесосырье-вых баз не имеют дорожной сети требуемой густоты и качества. Поэтов для обеспечения установленных объемов вывозки леса в предприятиях Мин-леспрома ежегодно строят около 10 тыс.км постоянных и около 40 тыс. км временных лесовозных дорог. На строительстве лесовозных дорог используют дороянуи технику • различную по типам и маркам, а следовательно, и по производятельностям масин на выполнении тех или иных технологических операций, ото обстоятельство в условиях жесткой взаимосвязи дорожно-строительных операций вызывает недогрузку к значительные потери рабочего времени (от 10 до ЪЪ%) дорокно-строительных машин (ДСМ). Потери рабочего времени возникают в связи с наблюдаемым несовершенством организации дорожно-строительных работ (ДСР). Сокращение непроизводительных простоев на основе рационального формирования систем (комплектов) взапмодействувдих ДСМ является резервом по-• вниения производительности машин и эффективности строительства лесовозных дорог. Исследовагше и разработка методов формирования таких комплектов маплн, работающих с • минимальными потеря;,га рабочего времени и'высокими показателями эффективности, а так;:;е практическая реали-' зация результатов исследований на строительстве лесовозных дорог яв-' ляются актуальными задачами. ,

Цель работы. Теоретические исследования, разработка и практическая реализация математических моделей п алгоритмов формировагай оптимальных комплектов дорогих маыин и рациональных технологических режимов их работы на строительстве лесовозных дорог.

¡Летоды исследований. В работе использована методика исследований, включающая: анализ технической литературы, посвященной-вопросам тех-

нологии, организации и управления строительством лесовозных дорог, анализ состоялся и перспектив развития и особенностей строительства лесовозных дорог; теоретические исследования и разработку математических моделей процесса строительства дорог, как инструмент, поиска оптимальных тёхнологичсских, организационных и управляющие решений по комплектовании составов ДСМ, выбору" рекнмов работы мамин; экспериментальные исследования работы комплектов ДС1.1, области; нх эффектив-'кого использования; разработку технической документации для практического использования моделей а алгоритмов в виде задач оперативного планирования и управления работой комплектов дородных машин. При обработке экспериментальных данных использованы.теория вероятностей, ма> тематическая статистика и исследования операций.

Научная и ов г, s н a "su полйен него' исследования состоит в разработке козой методики (¿ормированет комплектов дорожно-строительных машин с ríe том мопени загрузки масин специализированного потока и совокупное.-^ ОСКОВ1Ш природно-произвОдствеышх факторов. "Методика испольсфе;' ." математические, модел'я', к алгоритмы, автоматизированного расчета пока-г : гелей эффективности строительства лесозозных дорог, оптимальных Tc.üioj¡oi'ii4cCiUíx реалов расоты комплектов ДСМ ii выбора оптпыдшшх комплектов мапд:н. Ка основании исследований даны рекомендации по стр; ктуреч и- областям эффективного использования комплектов ДСМ на выполнении подготовительных работ, возведении земляного полотна и строительстве дорокных одекд с гравийным покрытием.

Практическая ценность. Предложена методика ^армирования оптимадь шх комплектов мамлк и оптимальных ремиыов их работы на строительств лесовозам дорог. Полохешм методики использованы при разработке icy, ническон документации по автоматизированному (с использованием ЭВМ) решению задач определения технкко-окскомнческпх показателей строительство лейово'зша дорог, оитималышк технологические pecaras paoo'j дрхккашх Jiaàau, выбора оптимального комплекта ДСП и соотшшизя тех-

нологичесглх карг' строительства лесовозных дорог, применяема: и предприятиях Кировлесстроя, Кировлеспрома, Илимсклесстрся, Тюкеньлесстрся л Оргтехлесстроя. Разработанная техническая документация по Применяемым комплексам задач прошла опытную эксплуатацию, сдана1 в промыв-ленную эксплуатацию и передана в общесоюзный сонд алгоритмов я программ (ОФАП).

Апробация работы. Результаты исследовании ббсуядались на: конференциях а совещаниях, научно-технических конференциях профессорско- ' преподавательского состава ИДТИ (1980-1989 г.г.);

- научно-технической конкуренции .профессорско-преподавательского состава ¡ЗД1 (1985 г.); • .

- научно-технической конференции "Авгомагизирозандае проектирование объектов лесной промышленности" (ВДНХ СССР, 1981 г.);

- Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы разработки и внедрения автоматизированных систем управления в лесной, целлюлозко-бумаяной и деревообрабатывающей промышленности" (ВДНХ СССР, 1984 г.);

- научно-техническом совещании "Организация и совершенствование, транспортных .работ на лесозаготовках" (ЩШШ, 1985 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано II статей в научных сборниках и периодических изданиях. •

Объем работ. Диссертационная работа лзлохена на .212' страницах машинописного текста. Она содержит введение, 8 глав, выводи и библп-. ографию из 126 наименований таблиц, -55 рисунков и 9. приложении.

Основное содержание работы

Во ВВЕДЕНИИ представлено обоснование разрабатываемой темы, определены цель я направления исследований, приведены основные положения, являющиеся предметом защиты.

' ' - с -

а ш^РйСЬ главе охарактеризовано состояние и' перспективы развития строительства лесовозных дорог, применяемых при этом методов йормпро-ванпя ко:/ллектов ¿СМ, с формулирован!! задачи и методы исследований. Отмечено, что объемы строительства дорог по Шшлоспрому енегодно увеличивается. Большинство (СЦО строящихся дорог соорунается без технико-экономического обоснования применяемых машин, без долиной инженерной подготовки технологи« строительства. Из-за этого на объектах появляются значительные вкутрнсменше простои наши. По причинам организационного и технологического характера некоторые типы машин теряют до 50 и более процентов рабочего времени, эффективность работы

комплекта ДСМ на 15-25^ нике возможной.

совершенствования

Теоретические вопроси техколопш,уорганизации и'управления строи- ■

тельством лесовозных дорог освещены в работах В.П.Алябьева, Б.Л. Ильина, Б.П.Кувалдана, ЛЛ.Леонозича, А.С.Явамковлча, Л.Павлова, Л.С.;.1атвеснко и др., - дорог общего назначения: В.л.Еочпна, С.Е.Кан-торера, П.П.Керова, П.И.Сорокина, В.К.Некрасова, А.Ц.ШеПшна, А.11. Кривуша и Ду. Рез^ДаТ^к: их исследований я подходи к репэншо некоторый ::.-стннх проблем явились основой для реаения задач диссертацпонко-го исследования. Несмотря на значительное число работ по совершенствованию организации строительства лесовозных дорог методы сформирования оптимальных комплектов дородных маплн и ремлыов их работы остаются недостаточно разработанными. Поэтоад цель» исследовании по теме диссертации является разработка иетодакн дормпрозгшпя комплектов маган и ре;:а1мов их работы, обеспечивающей сокращение простоев, повышение производственных показателей и в итоге получеыо более высоких показателен объективности строительства обьеюга.

Во ВТОРО»1 главе диссертации выполнен анализ нроизводстьснко-око-ыомпческих показателен вшю:;ыеш:л дороглнх работ различным,:! комплектами 'машин, указаны особенности- и приыцкш организации строительства

лесовозных дорог,' распределение дорожной техники по. объединениям, до-рокньм управлениям и участкам. Задачей анализа является отбор и систематизация сЕязей наиболее характерных параметров и показателей работы и формирования комплектов ДСМ и реализации их в математических моделях.

Строительство лесовозных дорог представляет собой совокупность . технологических операций, выполняемых комплектами дороано-строитель-шх шшн. ;<01ч11лект ДСт будет раоотагь эффективно, если он-сформирован о соблюдением технологического, организационного и конструктивно-эксплуатационного соответствия.

В диссертации определены и систематизированы параметры и показатели ДСМ, характеризуйте это .соответствие и технико-экономические показатели, оценивапцие эффективность работы ДСМ как по отдельности так и в комплекте.

Для формального .представления, параметрических связей комплекта ДСГЛ в математических моделях используем систему параметров, характеризуют;« выполнение j операций L типами машин. Состоять система ыоано охарактеризовать следувдгмл группами переменных: параметра со-cvciiiiiw системы Sjj^Sjj^...,Sym» которые прсдстазляются вектором состояния S[jf параметры управления Ху{1Х^2)...,.Хг(>(Представлены зе-ктором уиравлешш Ху и. параметры эфСект:зности ^tj^,<..,п представляется вектором результата С оC'I--sт;::iiюс тi.0 R . IIa параметры • состояния и управления для конкретных производственных условий наклад;:и:штся ограничения:

fymln* h * S4 max ,. ХУ min< Ц $ ХУ max *

характеризующие технологические и организационные особенности работы коглшектов ДСП.

В результате решекш задачи выбора оптшлального комплекта машш для каздоП систош определяем: RK4= РцС-Sy, X{j) ; RKn

и оитш.шльнис значения Xj^, Xj<2},.., , при которых

При назначении носко.

&К 8 Рк —

нескольких критериев

ерпев формирование из гак обобщен-

ного критерия производится с использование:.; экспертных весовых коэффициентов или применения итерационного метода уступок.

В связи с трудностями разработки математических моделей и алгорит-1.ЮВ решения с^эрмулирозанлой оптимизационной задача в диссертации принят модульный декомпозиционный подход с последовательным приближением решения к оптимальному.На основе такого-подхода разрабатывается общая модель реиенля задачи, включающая два вспомогательных мода-ля (рис.1):

-определение технико-экономических показателей строительства лесовозных дорог (задача ЗД-2); . '

- определение оптимальных технологических ремимов работы комплектов да (ЗД-З),

а та.^е оинмикы ^одль-н^бод оагошаыдоо фшш:та каши (ЗД-4).

Дяд удобства и более элективного использования разработанных математические моделей и алгоритмов в практике планирования л упраз-лс -,1Я строительством лесовозных дорог в процессе работы по теме дис-ciM_.iv",га разработаны еще три модуля, позволяйте определять оптимальнее объемы ДСР и число машн (ЗД-5), эг^сктп-мше области использования ДСк1 (модуль ЗД-4Э) и автоматизировано па ЭВМ составлять технологические карты строительства лесовозных дорог с оптимальными комплектами

'ТЕСТЫ глава диссертации является описание:.: математических моделей и алгоритмов задачи 8Д-2 расчета сдедугнзнс доязэсдсгаешзэс л технико-иконо;.'лчесы1х показателей эй-акткьностн строительства лесовозных дорог.

ЧН'.'.до шалн на шс&дногаш техно-

ДСП.

.ч о г л ч е о 1:;; х он о раций

н

р..С. J. Принципиальная cxeí¿a фори-лрозанзд оикиальшдх комплектов дорохно-сгрошелькых шлян

Длина соорунаешй дороги,км Цг

Срок строительства, год —__ ' Т=ПШТ[;+4

Лине;:кая производительность ДСМ,ш D = D /л

,ЧПЛ 'ГЦ]/ «oij

КоэССадент одновременности выпол- _ 100 Й^ЬЦКсмцКтг'ч'ТЦ

нения работ ' • Qy

Коэффициенты загрузки маыин на Т* К Н

i/ 400 Vnt „ hjn¿-jnMu

выполнении технологических опера- К3"——- "" | _2__

ций и в комплекте , % 4 1 ^Mj.

Скорость потока, км/см VnT*~ ^Ц^ ^ПЛи^МЦ

Н

Состав комплекта м •-i Jy М■;

Пи,1^---1—

Ml Í00

Эксплуатационные затраты комплекта . ^

дсм, руб Эмск = ЕЭМС[ нм.

Себестоимость строительства доооги, Ъ TI/ f Г

руб/км • Y

Удельные капитальные и йриведешше _

: траты, руб Ryra^'L '

Удельные трудозатраты, чел/см RyT3= ТКсм^р /

т .

Металлоемкость и энерговоорулен- Tu д . ZLHu А..,,.

/ , D .gy4AMl , n

ность процесса, кг/к-м, Квт/кгл '4l~' £ i ГЧ~

Уровень механизации П.„, — 400 Но

В приведенных формулах: Hj^j - число машсоомеи выполнения j операции маыинамл (. типа; KtMij- кос-'^пциент сменности; Kyrij ~ коэффициент технической готовности; Q0q - объем работ по ] онерац:и. на одном' ш дороги (мэ, м2, м,т,кг); Rn>j - производительность мага

км/омен, ы3/слен, т/смен; Q ■> - объем работ по j операция, м3,

ti ,т; YB0>-'- citopocTb выполнения операций,км/смен; 3¡ílc¡_ - эксплуа-

тационные затраты'машин I типа, руб; С^р - затраты -на предшествующие работы, руб; С^б ~ затрзты на перебазировку машин комплекта руб; оптовая стоимость машн. комплекта, руб; Еп ¡-нормативный

коэффициент; Нр - число промышленно-производственных работа,чел; АМ1- масса маоиш I типа, кг; мощность машины I типа,квт;

Н0 - число операторов мамин комплекта, чел; Н& - число вспомогательных рабочих, чел.

По разработанному алгоритму расчет строительства дорог может выполняться по нескольким вариантам. В наиболее характерных из них (ЗД-2-1, ЗД-2-2 и ЗД-2-З) рассчитываются основные параметры: численность машин комплекта, объемы и сроки выполнения ДСР, и производственные и'технико-экономические показатели строительства дорог.

3 ЧЕТВЕРТОЙ главе предстазлена разработка алгоритмов и ЭЗ:'-иро-гра.м'лы для модулей ЗД-З и ЗД-4 определения оптимальных технологических ре;л:мов работы и выбора оптимальных комплектов допогло-строптель-ных машин. Для решеш-д задач с использоиыаем модулей ЗД-З и ЗД-4 в работе использоваш регулярные чнсленные методы поиска оптимума и метода направленного перебора и дихотомии. Определение оптимальных тех-

• нологичиских редиьмов работы комплектов ДСМ и выбор оптимального комплекта машин производился на основе модуля расчетной технико-экономической задачи ЗД-2. По алгоритмам модуля ЗД-З вычисляют показатели эффективности работы комплекта ДСМ, а по оптимизационным алгоритмам

• задачи ЗД-З определяются оптимальные рекш.и: численность и загрузка . ма.лн комплекта, срок строительства,- скорость потока к коэффициент использования комплекта ДСЦ.

При решети задачи по алгоритмам модуля ЗД-З находятся такие допустимые значения параметров ремимов работы дорожных машин, которые при заданных значешш: производственшх условий работы ДСМ обуславливают наибольшее или наименьшее■значение критерия оптимальности.

3 процессе поиска оптимального решения из расчетного варианта ЗД-2 используется информация по загрузке машш кошлекта. При этом каждому типу машн поо'чередно задается загрузка К3=100^. Тип машины, котс-ро;.у присваивается 1^=100^ является ведущей в специализированном комплекте потоки. Поочередное задание такой загрузки каздому типу машин и^и^злодагсл. Исходом huujj&büeuiioro перебора. Затем осуществляются по-вариантше иасчеты следунцпх параметров работы составов ДСМ:

к -Ш' к .....Kv/ •

^ь-цНм^Ц , Kcli= К31гНмиКу2, —, Koim=K3|.,nHMirKyml

н' ч и' ......» H -^т.

Vlôo 5 "Чтио' . Hmí"T w 1

Ч-нГ1 Гн7"5.....

¿ nMt2 nMim

t

T'-JL. Т'-Лк , T1 - Tm .

M 1 la-T^' .....» Im~— >

V;-Y,Ky<, V; = VaK,¿.......> Vm=YmKym;

и значении целевых функций: RKj= F<(Н'м^ Кэ[, ,T<X,S,i) ,

Ч» ^Kj».....» RKm=MHMÎmXîm Jm .......Х,М)

где Ky • • Kej_ ~ коэффициенты увеличения использования киши, йиоффацииата заоди&и ишлш лО.,:Ш1икта и 0040]. загрузки по типа;.! ДОМ; HML, - старая и новая численности маши, комплекта;

У' - новый коэффициент загрузки, срок строительства и скорость потока.

Оптимальные значения параметров рсЕШоа работ да онред,еляагся

экстремальными значениями целевой функции

тах Rk/ы или

Lmin R<.Afí

При поиске оптимальных параметров X* используется метод дихотомии, закгача-дадься в делении областей поиска-на две части, отбрасывания той части, в.которой отсутствует экстремум, делением оставшейся области еще на две части и т.д. до тех пор, пока оставшаяся часть не будет превышать точности поиска. Таким образом,, для заданного по типам комплекта ДСГЛ определяются оптимальные параметры режимов их работи: численность, загрузка малшн, срок строительства, скорость потока и др.

В пролегшее планирования и управления строительством дорог по теме диссертации была репгсна задача автоматизированного определения оптимальных объемов отроптельшге .материалов и числа малин /модаль '¿к-Ь/ дня приготовления смсси из поска и глины,, доставляемых из ' блпзлвявдих карьеров. По розультируэдему модулю ЗД-4 при взаимодействии с модулями сд-2-1, Зл-2-2 и ЗД-З, из возможных вариантов

коотиектов ДС'Д находится К -нй опуамапышй 'вариант, при котором: * „ X т* Гтг(?.С?:'7 к

R=F(H^,T,r,.....,ияи

В ТШ'ОЛ главе щюдстактсны розу цьтаты аксперимснталмшх исследований rjKciHj атацпопнчх и техно югических параметров и показателе!! работи ,цоро;.шнх мгиинп на строительстве лосонозшк дорог. Цсльч ис-слодовгипш, проведенных в предприятиях Кировской и Иркутской областей явлдиасъ разрасотка и проверка поломешш теоротических исследований и вмявлснис статистических закономерностей изменения фактических значений параметров работа допалшх шшм с нослодуищш использованием результатов дтя йормпрокзлня комплектов машпн и практическом ннодпонкн. ]1 рсз;льтате полигоны:

- з:исо1М нормального распределения вроменч циклов оульдозера №-27 я ЛХ-5'1, экскаваторов 0-G52, 00-1124, папочной машиш Й11-19, переобор; кованной в окскаватор и лопюрг.шьпого распраде-гения г.ре-мош набора грунта в ковш скрепером а-357; , ■

- эмпирические зависимости производительности и времени циклов бульдозеров ДЗ-27, ДЗ-54 и ДЗ-43, скрепера Д-357, самосвалов ЗИЛ-555, 1.1АЗ-503, КамАЗ-5511 и КрАЗ-256, экскаватора Э-ЮОИ от скорости и расстояния перемещения грунта, мощности машины (табл. I ). Для скрепера Д-357 выявлена зависимость производительности и себестоимости перемещения груптй 1Г категории от расстояния перемещения грунта и коос;>-фицлента технической готовности машин (рис.2). Аналогичные зависимости бы^и получены а дум лесодоролшых машин и машин специального назначения: например ЛП-18, переоборудованного в укладчик железобетонных плит, валочной машины ЛП-19, переоборудозанной в экскаватор, агрегата ДД—1 с рабочим органом ЛД-10(, выполняющего бульдозерные работы и работы по корчевке пней.

Исследование производственных и технико-экономических показателей работы дорокко-строптельных машин общего назначения бульдозеров ДЗ-43, Д3-53, ДЗ-54 , Д-101, ДЗ-27, скреперов. Д-357, самосвалов ЗИЛ-555, ¡.'¿3-503, КамАЗ-5511, КрА3^255, автогрейдеров,"прицепных катков, спе-цпальных лесодорожных й. других ыашк позволило разработать номограмму для опред^л^ыш«,па1^меТров работы ДСМ и показателей эффективности строительства лесовозных дорог (рис.З): число шиш, эксплуатационные затраты, удельные капитальные и приведенные затраты комплекта маиин себестоимость работ. Экспериментальным! исследованиями определена степень адекватности разработанных математических моделей и алгоритмов реалыпдм процессам строительства дорог. Степень адекватности по различным параметрам и показателям работы комплектов ДСМ составляет ■: до .95,1.

В ШЕСТОЙ главе излокены результаты исследования разработанных математических моделей, алгоритмов и ЭВМ-программ для оценки эффективности выполнения дорохко-отроительшх работ, определения оптимальных комплектов ДСМ и зон эффективного их использования. Оценке

Pik:. 2. Зависимость производительности и себестоимости переме-.цепия грунта II категории скреперами Д-357 с бульдозераии-тсл-'начаыи дЗ-27 и ДЗ-5'i- от расстояния перемещения грунта и коэффициента технической готовности малиц

Таблица I

Эшшриеокиа зависимое™ производительности и вреиени циклов ДО. к скорости, шцюо» и расстояния перешдения грунта.

МАРКА

МАШИНЫ БУЛЬДОЗЕРЫ

ДЗ-54 ДЗ-27 ДЗ-54 . ДЗ-27

ДЗ-54 ДЗ-27

СКРЕПЕР А-357

Д-357С ДЗ-54 Д-357С АЗ-27 Самосвалы ЗИЛ-555 МАЗ-503

К»мАЗ-5511

КсАЗ-258 Экскаватор 3-10011

Аналитическое выражение

т|„ '0.0032 Ус, .0.00062 Щ („-0.0027 V» • 0.00058 £ ^ -0.84«0.0053 N 30< N«120 Ч. -0.89 »0.0055 N 120 < N <160

48.32.1197.3//.

10< £ <120

17524.7 В. - 50.6 . -£-

10< I. < 140

И ,¡=294,57 - 0,1381,

Зскккчзоо

КОЗФ. КОРРЕЛЯЦ

К = 0.71

К <= 0.69 К "0.88

ГПц« 0X166*. »7.8: Ши • 0Я48Г'-5.4 ПЦ, •ОЯ7б£. «6.4:П1ц'0Я41/. «3.7

Я. «0.0025*' 5.99 /1 «8.5 Я„. 117.8/Г"

К" " ООО25-000374 £.

0.00245>0.002951. Л,-400.97/0 87 •/.

!?„ • 758 67-95.8Хг

К 078

ПРСИЗВОДКГЕЛЬНОСГк RillO, 8 СМЕН»

Оптовая uihi i леи

M

-о I

' ! ! : *—;—Г—

УдЕ'ьн ПРИВЕдсн lltrtTU '«.la

Рес. 3. Ноиограша~;определепия показателей эффективности строительства лесовозных дорог-.

по разработанной методике подвергались различные системы машин на выполнении подготовительных работ, возведении земляного полотна и строительстве дорог с гравийным покрытием. Исследуемыми параметрами, влияющими на эффективность выполнения работ, являются объемы ДСР, расстояния перемещения материалов, типы, марки и число машин, срок строительства, коэффициент загрузки машин и коэффициент использования комплектов ДСМ и др.

В результате выполненного исследования получены зависимости производительности (скорости потока) от типоз и марок ДСМ комплекта, удельных приведенных затрат, себестоимости, трудозатрат, капитальных затрат на выполнение подготовительных работ, возведения земляного полотна и сооружения дорог о гравийным покрытием, комплектами, содержащими: корчеватели, рыхлители, бульдозеры, самосвалы, скреперы, экскаваторы, прицопные катки различных марок^от объемов. ДО? и числа, за-' грузки машин и расстояния перемещения грунта и'гравия.- Зависимость . уди^ьних приведенных затрат от ооъема дСР и расстояния перемещения грунта комплектами"ДСМ и длины захватки (для ДД-4 и ЛД-30) представлена на рнс.4, изображающего также области эффективного использования дородной техники на возведении от I до 20 км земляного полотна в _ год за 150 дней, объеме земляных масс на I км дороги - 8000 м3.. Из-за изменения объемов работ и дальности перемещения грунта численность машин в потоке меняется, Измепяотся и удельные приведенные затраты-, главный общепринятый критерий эффективности выбора оптимального комплекта ДСМ. При изменении объемов ДСР зоны эффективного применения комплектов машин меняются. Меняются они и при изменении расстояния " перемещения грунта,- длины захватки, категории грунта,численности машин, срока и схемы выполнения ДСР, критерия оптимальности.

В представленной работе 'исследовались элективные области применения комплектов машн на выполнении работ по возведению земляного полотна из меотных и привозных грунтов, сооружению гравийного покры-

тля п комплексных работ: возведения земляного полотна и сооружения дорокноь одежды и установлены для кандой области оптимальные комплекты машин.

СЕДК/1АЯ глава освещает практическое использование результатов исследований, приведены структурно-функциональные схеш организации автоматизированных расчетов по разработанным алгоритмам и ЭВ.1!-про-грамм в Кировской и Иркутской областей, а такке в состеме Оргтехлес-строя (строительный трест-дороаснйе предприятие).

Решение задач по формированию эффективных комплектов машин, осуществлялось на ЭйЫ класса ЕС в кустовых ВЦ Г.Кирова, Усть-Илимска и ГВЦ Минлеспрома. Для предприятий Кировской области и Иркутской области рассчитаны реяимн работы комплектов машин и показатели эффективности строительства более 400-км различных типов дорог, для предприятий системы Оргтехлесстрой - строительный трест - предприятие более 2000 км дорог. 'Сотрудниками треста с 1984 года рассчитывалась потребность в'дорошюы технике на предстоящий строительный период для объединена Совзлесстрой, включающего 13 строительных трестов. За про-■ шедший период были рассчиташ и определены оптимальные комплекты ДСП и оптимальные .-змиш их работы для строительства более 6000 от дорог. Техническое обеспечение по решению указанных выше задач передано в города Свердловск, Красноярск и Усть-Илимск. Экономический эффект от внедрения рекомендаций, полученных в резудьтате автоматизированных расчетов, з различных условиях составляет 300-1200 руб. на отроите:::, стзо I км дороги. За время промышленной эксплуатации указанных задач экономический эффект от внедрсшгя результатов составил более 800 т::г руб. (табл.:2).

. Разработанные по теме диссертации математические модели, алгоритмы и ЭВ'Л-програ.м'.ш используются в учебном процессе 1/1ЛТИ и УДТИ.

Таблица 2

Обьеш внедрения автоматизированного решения задачи полученный экономический эффек!

ЗАДАНА

ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

ОБЪЕКТ

ОПЫТ НУЮ

ПРО-МЫШЛ.

ВЫПОЛНЕНО РАСЧЕТОВ

ОБЪЕКТ

ЧИСЛО

ОБЪЕМ РАБОТ

ЗКОНОМИЧ ЭФФЕКТ. ТЫС. РУБ

за-2

СТРОИ" ТЕЛЬСТ ВО ЛЕСС возкых ДОРОГ

СОЮЗЛЕС-СТРОЙ

1380

1381

УИЛПК

1984

198S

КИРОВЛЕС-СТРОЙ ОМУТНИНСКИЙ лпх

ВОЛОГДАЛЕС-

СТРОЙ КАРЕЛЛЕС -

СТРОЙ ТЮМЕНЬЛЕС-

СТРОЙ КОМИЛЕС -СТРОЙ

9 14 3

3

4 1

16 9.4 км 42 хм 28.6км

24.5км 52км 4 км

26,8 12

24,6

ЗД-З

СОЯЗЛЕССТРОИ УИЛПК

1982 19 83

1964

1S85

КАРЕЛЛЕССТРОИ

ТЮМЕНЬЛЕССТРОЙ

АРХЛЕССТРОЙ

КОМИЛЕССТРОЙ

ИЛИМЛЕССТРОЙ

КИРОВЛЕССТРСЙ

в

СО 3 2 31 17

39.9км 301км 15.8км 8.4 км 319км 112км

> 613,5

32,8 15,4

3A-3S

УИЛПК

1986

1987

ИЛИМЛЕССТРОИ

3

26 241

зд-з

УИЛПК ссгззлЕсстРой

1986

1927

1987

1988

ИЛИМЛЕССТРОЙ

ТРЕСТЫ С0ЮЗЛЕССТР0Я

23 18 6

107.9 км 215 3см I0S3.M

3G, О

ЗД-4

ССЗг\ЕССТР0И

1S83

1984

КИРОВА ЕССТРСМ ТЮМЕНЬЛЕССТРОЙ

3 2

IГ

25

12

Зкм А км

•¿Л—4 ЗА-В

3J|.—2П

=С03ЛЕССТР0Й

1986

В90

I9G7

1987

1990

Оргтехлесстрой ЕРМЬЛЕ ССТГОЙ

УГ7Г

14 5 км

1^6

74,3

Эконом ЭФФЕКТ НА СТРОИТ 1 КМ ДОРОГИ 350 - 1500 РУС

- 2-1-ВЫВОДЫ

Ьа основания выполненной диссертационнок работ сфоргдуллрозага; и реализованы следующие выводы и рекомендации.

1. Строительство лесовозных дорог представляет собой оломны;'; динамический процесс, выполняемый при большом многообразии различного вида условий. Анализ технологии и организации строительства дорог с использованием машш общего назначения и специальных лесодороглзлх машин показал, что ¿армирование комплектов в конкретных условиях осуществляется не всегда достаточно обоснован^. Поэтому разработка методики формирования комплектов ДО! является актуальной задачей.

2. Общая задача выбора-оптимальных по типам и численности комплектов до'роышх машин, оптимальных технологических режимов их рабо- , ты для конкретных условий сОоредтшрсоана в шюгопарзметрлчесг.ой мго-гокриториальиой постановке. Для решения общей задачи разработан комплекс взаимоувязак;шх математических моделей, расчетшх алгоритмов и машинных програш с возможностью их совместного использования для речения основной задачи зыбора оптимальных комплектов ДСМ и самостоятельно для решения "опальных задач расчета техншсо-эк.оношчесгпх, эксплуатационных и т: ..»логических показателей, составления технологически карт строительства лесовозных дорог и да.

3. Группа расчетных технико-экономических моделей, алгоритмов с реализацией их на ЭЗМ класса КС, языке П , позволяет автоматпзигогг -но для составов ДСГЛ з конкретных условиях определять значения ?лсл;,. .-тациеншх и пропзводст^ешЕХ показателей: производительности и -1ЮСТН дошго, объеш п продолжительность выполнения работ, труде--' мегаллос:тости, эяергозоот-укешюота и энергоемкости, техшыо-ок'дг чос:"лх показателей: ¡штгаш, ог-сплуатацкошшх и прячедегав-.*: •;••••

п др. Взо эти показатели используются в одтггллзшщошпг: т^Р"''" выбору кошликгзл шшп с сятлмяяькллд рзгпгп.'л: кх плс/чл ••

критериев оптимальности. '

4. IIa основе расчетной технико-экономической модели с использованием методов направленного перебора и дихотомии разработаны алгоритмы оптимизации режимов работы ДСМ по численности, загрузке, взаимозаменяемости, длинам захваток и алгоритм выбора комплектов ДОМ

по минимуму или максимум критерия оптимальности, выбираемому руководителем (пользователем). Разработанные оптимизационные алгоритмы и математические модели позволяют такке определять структуру и количественный состав парка отдельных предприятий, регионов, строительных трестов и объединении в зависимости от годовой программы строительства.

5. Расчетные и оптимизационные математические модели и алгоритмы разработаны и реализованы на ЭВМ класса ЕС с возможностью использования их в системе автоматизированного планирования и управления строительством лесовозных'дорог, путем составления текущих и перспективных планов выполнения ДСР, линейных и сетевых графиков, технологических карт, проектов производства работ и оперативного воздействия на работу комплектов ДСМ..Указанные документы составляются "из результатов решения задач по разработанным математическим моделям и алгоритмам и на основе их формируют составы ДСМ и разрабатывают технологию строительства дороги. Контроль точности результатов моделирования показал достаточно высокую степень адекватности (до Э5£) расчетов по моделям реальному процессу строительства дороги.

6. Информационную основу математических моделей'и алгоритмов строительства лесовозных дорог составляют результаты экспериментальных наблюдений.за ходом реального процесса. В работе исследованы ста-тисгаческие закономерности изменения временных, скоростных, ыощност-ных и объемных параметров работы ДОН и влияние их на производительность маши, от величины которых зависят производственные и технико-»¡чоко:.±часкце показатели строительства дорог, и, как следствие формл-

- 23 -

г

ровакие комплектов шизга.

7. С использованием разработанных моделей и алгоритмов проведен сравнительный анализ эффективности выполнения различных видов дородных работ различит,и типами! и марками машин, вшвлено влияние изменения параметров работы комплектов машгн на показатели эффективности и определены области элективного использования комплектов ДС;.1.

8. методика формирования оптимальных комплектов ДС1,1 на строительстве лесовозных дорог принята в промушленную эксплуатацию в предприятиях трестов .ал^оилесстроя, 41Д,ь..скльсстрой, Оргтехл ее строй. Экономический эффект от применения рекомендаций, полученных в результате аз-томатизированшх расчетов составляет 350-1500 руб. на I км строящейся дороги. Общая фактическая эффективность от внедрения автоматизированных расчетов по разработанным по теме диссертации алгоритмам и программам более <300 тыс.руб;' Результаты исследований внедрены з учебный процесс -лесотехнических вузов.

■ ' Основное содержание диссертации изложено в работах: I. математическая модель и алгоритм расчета показателей эффективности строитель "гва лесовозных дорог. Каучн.труды ШЛИ, вип.12С,1980. '2.' Расчет оргаыгзации строительства лесовозшх дорог.-Науч.труды ЖГИ, вып. 133,1931.

3. Анализ эффективности строительства лесовозных дорог по расчетно-од'лвлцзацаониол модели. Каучн.тр. ДОТ»1, вып. 142, 1932.

4. Оптимизиищ численности и загрузки комплектов дорояно-стронтоль-ны:: машин на строительстве лесовозшх дорог. Нэучн.тр. ШГЛ, вып. 151, 19оЗ.

6. практика автоматизированного расчета показателей эффективности :: ремнмои работы дороыыэ-строителышх машин. Каучн.тр. !УШ,вш1.Г?2. 1935.

С. Автомпгит;;ы;и оперативного пдашровакхя и уярзвлеж: на с по:: ■::-стае лесовозных дорог. Тезисы докладов, ВДНХ СССР, !:";'„

V. Автоматизация оперативного планирования и управления на строительстве дорог. Лесная промышленность й 4,1983 (в соавт.)

8. Автоматизация оперативного планирования к управления на строительстве лесовозных дорог. Тезисы докл.(ЦНИИМЭ, 1985 (в соавт.)).

9. Определение областей рационального применения доронно-строитель-ных машин на строительстве лесовозных дорог с гравиЕнны покрытием Каучн.тр.ШПИ, выя. 177, 19С6.

10. Бригадный подряд на строительстве лесовозных дорог с автоматизированным оперативным, планированием работ.-Научн.тр.ЖГИ, вып.189,

19И7.

11. Автоматизация оперативного управления строительством лесовозных

\ • - г •

дорог на подрядной основе, Научн.тр.ШТИ, вып..212. , 1988.