автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Идентификация автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации

На правах рукописи

ЧУМЛЯКОВ Кирилл Станиславович

ИДЕНТИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЕИ ПО УРОВНЮ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ К НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМ УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.22.10 — Эксплуатация автомобильного транспорта

2 2 ОПТ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень-2009

003480760

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет» на кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта».

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Резник Л.Г.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Захаров Н.С.

кандидат технических наук, доцент Першин Ю.М.

Ведущая организация

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ), г. Омск

Защита состоится «11» ноября 2009 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.04 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, зал им. А.Н. Косухина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета, а также по e-mail: d_212_273_04@tsogu.ru

Автореферат разослан «8» октября 2009 г.

Телефон для справок (3452) 20-93-02.

Ученый секретарь диссертационного совета

Евтин П.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Автомобильный транспорт, являясь одним из основных и наиболее распространенных видов пассажирского и грузового транспорта в России, играет важную роль в транспортной системе страны. Существенное влияние на эффективность использования автомобилей и автотранспортных систем оказывают условия их эксплуатации. Большая часть территории Российской Федерации относится к зонам с суровыми и умеренными зимами.

При понижении температуры окружающего воздуха изменяются показатели эффективности автомобилей. Степень изменений этих показателей различна для автомобилей разных марок и моделей, имеющих различные эксплуатационные и конструктивные особенности. Следовательно, между конструкцией автомобиля, его свойствами и условиями эксплуатации существует неразрывная связь. Соответствие типа, конструкции и технической характеристики автомобиля условиям эксплуатации характеризуется его приспособленностью к данным условиям.

Несмотря на большой опыт исследований по проблеме повышения эффективности использования автомобилей в низкотемпературных условиях эксплуатации, существующие инструментальные методы оценки автомобилей по уровню приспособленности остаются недостаточно экономичными. Ввиду конструктивной сложности автомобиля и многообразия требований, предъявляемых к нему, необходима разработка новых методов и методик.

Одним из путей, направленных на снижение эксплуатационных затрат при оценке приспособленности автомобилей, является применение аналитических методов. Инструмент идентификации, позволяющий относить неизвестные по уровню приспособленности автомобили к той или иной группе с помощью критериев без проведения дополнительных измерений, до настоящего времени не предлагался.

Таким образом, актуальность данных исследований определяет необходимость развития аналитических методов оценки приспособленности автотранспортных средств, что в современных условиях экономии материальных и энергетических ресурсов позволит сократить эксплуатационные затраты и повысить эффективность использования автомобильного транспорта в низкотемпературных условиях. В связи с этим определена цель исследования.

Цель исследования: повышение эффективности использования автомобилей на основе алгоритма идентификации путем выявления и практического применения закономерностей формирования приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации.

Объектом исследования является процесс идентификации автомобилей при оценке их приспособленности к низкотемпературным условиям

эксплуатации, а предметом исследования - этот процесс для автомобилей конкретных марок и моделей.

Данная работа выполнена в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР ТюмГНГУ.

Методологической основой исследования служат системный анализ, теория вероятностей, методы распознавания образов и многомерного статистического анализа, основы технической эксплуатации автомобилей, научные основы приспособленности автомобилей.

Научная новизна работы:

• разработан алгоритм идентификации автомобилей на основе методов многомерного статистического анализа;

• сформировано пространство из эксплуатационных и конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации;

• предложена модель совокупного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации;

• установлен различный уровень приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и научно обоснована необходимость дифференцированного корректирования норм расхода топлива в зависимости от эксплуатационных и конструктивных особенностей автомобилей;

• разработаны математические модели - линейные дискриминант-ные функции для высокого, среднего и низкого уровней приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и проведена идентификация автомобилей разных марок и моделей, имеющих эксплуатационные и конструктивные особенности, по уровню приспособленности;

• разработаны методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и пути практического использования полученных результатов исследования.

Практическая ценность работы заключается в разработке методики оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, позволяющей аналитическим способом без дополнительных измерений определять соответствие конструкции автомобиля условиям его эксплуатации и корректировать нормы затрат материальных и энергетических ресурсов в зависимости от эксплуатационных и конструктивных особенностей.

На защиту выносятся:

• алгоритм идентификации автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации;

• пространство из эксплуатационных и конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации;

• модель совокупного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации;

• три кластера, выделенные по результатам кластерного анализа, соответствующие трем различным уровням приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации: высокому, среднему, низкому;

• математические модели - дискриминантные классификационные функции для каждого уровня приспособленности;

• специфика воздействия критериев приспособленности на уровень приспособленности автомобилей;

• методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации.

Реализация результатов работы. Разработанная методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации внедрена на автотранспортных предприятиях г. Тюмени. Использование методики позволяет получить экономическую эффективность на 18 % большую в сравнении с использованием методов прямых измерений. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров по эксплуатации автомобильного транспорта.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии - нефтегазовому региону» (Тюмень, 2005, 2009), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации систем транспорта» (Тюмень, 2007, 2008), на научно-практических конференциях «Транспортный комплекс 2008» и «Транспортный комплекс 2009» (Тюмень, 2008, 2009), на Международной научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин» (Тюмень, 2009), а также на заседаниях и научных семинарах кафедры ЭАТ ТюмГНГУ (Тюмень, 2005,2006, 2007, 2008, 2009).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано семнадцать статей, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации научных результатов диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (116 наименований) и приложений (25 страниц). Общий объем диссертации составляет 154 страницы (в том числе 19 таблиц, 16 рисунков).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, излагается цель исследования, научная новизна и практическая ценность работы, а также основные положения, выносимые на защиту. Определяются объект и предмет исследования.

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса, обоснованию решаемой научной задачи.

Проблеме повышения эффективности использования автомобилей в суровых низкотемпературных условиях эксплуатации посвящено большое количество работ, выполненных Бакуревичем Ю.П., Бородичем A.M., Букиным A.A., Великановым Д.П., Виленским Л.И., Говорущенко Н.Я., Де-дюкиным В.В., Захаровым Н.С., Карнауховым В.Н., Крамаренко Г.В., Кут-линым A.A., Лосавио Г.С., Островским Н.Б., Резником Л.Г., Толкачёвым С.С., Холявко В.Г., Храмцовым Н.В., Шевелёвым Ф.Н. и многими другими авторами в различных НИИ, ВУЗах и других организациях в нашей стране и за рубежом. Во всех работах подчеркивается отрицательное воздействие суровых низкотемпературных условий эксплуатации на эффективность работы автомобиля, а также важность оценки приспособленности автомобиля для повышения эффективности работы автомобильного транспорта. Указаны показатели, влияющие на уровень приспособленности автомобилей при эксплуатации в условиях низких температур. Обоснована необходимость в дальнейшем изучении приспособленности автомобилей к заданным условиям эксплуатации.

На основании информационных методов распознавания образов и многомерного статистического анализа рассмотрены различные системы классификаций. Показаны преимущества и недостатки применения методов.

На основе проведенного анализа для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

1. Разработать алгоритм идентификации автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации.

2. Проанализировать и сформировать пространство из эксплуатационных и конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации.

3. Определить рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации.

4. Установить совокупный показатель приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, определить численные значения показателя для автомобилей ряда конкретных марок и моделей, имеющих различные эксплуатационные и конструктивные особенности.

5. Выявить закономерности формирования приспособленности авто-

мобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации.

6. Разработать аналитический инструментарий идентификации автомобилей, методику оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям на основе методов многомерного статистического анализа и пути практического использования полученных результатов исследования.

Вторая глава посвящена аналитическим исследованиям. В ней изложена общая методика исследований, представляющая собой план выполнения аналитических и экспериментальных работ.

Идентифицировать автомобиль, неизвестный по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям, можно путем его сравнения с другими автомобилями, сопоставив их характеристики. Для автомобилей идентичных (иначе - схожих) по конструкции и одинаково эксплуатируемых степень изменения этих показателей будет одинаковой.

Схема процесса идентификации автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям представлена на рис. 1:

Рисунок 1 - Схема процесса идентификации автомобилей

Под идентификацией понимается совокупность действий, направленных на установление тождественности неизвестного по уровню приспособленности автомобиля известному на основании совпадения признаков.

По имеющейся информации на основании ранее проведенных теоретических и экспериментальных исследований в области эффективности использования автомобилей (гл. 1) было сформировано пространство из признаков - критериев, определяющих приспособленность автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, причем ни один из рассмот-

ренных признаков, взятый отдельно, не является достаточным для достоверной оценки {рис. 2).

Рисунок 2 - Эксплуатационные и конструктивные особенности, определяющие приспособленность автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации

Так, основными критериями, позволяющими идентифицировать автомобили по уровню приспособленности, являются их эксплуатационные и конструктивные особенности. Подтверждение данной гипотезы представлено в гл. 3,4.

На следующем этапе анализа устанавливаются основные входные и выходные параметры системы, представленные в виде неявной зависимости (1):

Р(х)= ЦХп, К, Н), (1)

где Хп — эксплуатационные и конструктивные особенности автомобилей;

К — совокупный показатель приспособленности;

Я - суровость низкотемпературных условий эксплуатации.

В результате была сформулирована гипотеза зависимости эксплуатационных и конструктивных особенностей, приспособленности и низкой температуры окружающего воздуха.

Для идентификации автомобилей необходим показатель приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации. Для разработки модели показателя применяется метод решения многокритериальных задач оптимизации с использованием обобщенного (интегрального) критерия.

Поскольку представляется сложным или в некоторых случаях даже невозможным объединить отдельные показатели в один обобщающий совокупный показатель, рассмотрим поиск оптимального решения в виде формального объединения отдельных показателей.

Предлагаемый совокупный показатель определяется по формуле 2:

л

П*. (2)

К =

1=1

где К[ — показатели (или коэффициенты) приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации по свойству, / — число свойств.

Совокупный показатель приспособленности А"изменяется в интервале от 0 до 1. Если К= 0, то автомобиль не приспособлен к данным условиям эксплуатации. Если К= 1, то автомобиль абсолютно приспособлен к данным условиям эксплуатации. Более высокая приспособленность автомобиля определяет более высокую его сравнительную эффективность использования в переменных условиях эксплуатации.

Поскольку все объединяемые показатели (или коэффициенты) приспособленности принадлежат одному интервалу, не имеют размерности и находятся в объективной зависимости между собой, выявленное оптимальное решение будет корректно.

На основании анализа существующих классификаций выдвигается гипотеза о трех уровнях приспособленности — высоком, среднем и низком. Проверка выдвинутой гипотезы осуществляется в гл. 3,4.

Для оценки уровня приспособленности автомобилей в работе принятый интервал от 0 до 1 разделим на три равных диапазона.

При установлении рациональных интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуатации используется универсальная 12-ти бальная шкала Л.Г. Резника. Единицей измерения суровости служит показатель суровости Я, соответствующий 1/12 максимально сурового интервала. В условиях эксплуатации автомобилей при температуре окружающего воздуха О °С показатель суровости Я равен 0, а в максимально суровых - 12 й.

Таким образом, чем больше баллов имеет интервал суровости, тем выше его суровость.

Для практического использования определены интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации: умеренный Не [0 7?; 3,0 Л]; умеренно суровый #е (3,0 Я; 6,0 Я]; суровый На (6,0 Я1, 9,0 Я]; очень суровый Не (9,0 Я; 12,0 Д]. Нижняя граница температуры окружающего воздуха обусловлена предельным значением, за которым завод-изготовитель не рекомендует эксплуатацию автомобилей в стандартной комплектации.

Согласно ГОСТ 16350-80 «Климат СССР» г. Тюмень относится к умеренно холодному климатическому району со средней температурой воздуха в январе, принадлежащей интервалу от -15 до -30 °С (рис. 3).

12

Я

[0 Я; 3,0Л] (3,0 Я; 6,0 Я] - (6,0 Я; 9,0 Я] -(9,0 Я~ 12,0 Д]

[4,5 Л; 9,0 Л]

-5

-10

-15

—I—

-20

—I—

-25

I

-30

-35

I

-40

°С

Рисунок 3 — Шкала интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуатации

В работе проведена идентификация автомобилей, учитывающая их эксплуатационные и конструктивные особенности, а также сведения о принадлежности к одному из диапазонов приспособленности, для интервала суровости низкотемпературных условий эксплуатации, соответствующего климатическому району г. Тюмени.

Третья глава посвящена методикам экспериментальных исследований. В данной главе приводится план эксперимента, экспериментальное оборудование, контрольно-измерительные приборы, расчет погрешности измерений.

Задачами экспериментальных исследований является проверка гипотез, выдвинутых в аналитических исследованиях.

Решаемые задачи предусматривают проведение экспериментальных исследований, которые являются пассивными (с использованием аналитических методов) и активными, состоящими из эксплуатационных испытаний.

Целью проведения пассивного эксперимента является сбор численных значений показателей приспособленности к низкотемпературным условиям по расходу топлива с указанием эксплуатационных и конструктивных особенностей автомобилей разных марок и моделей.

Для этого используются результаты исследований разных авторов по влиянию условий эксплуатации на эффективность использования автомобилей в низкотемпературных условиях. Из большого количества численных значений показателей приспособленности автомобилей выбираются те значения для разных автомобилей, которые позволят выявить различия уровней приспособленности автомобилей, связанные с их эксплуатационными и конструктивными особенностями.

Методикой экспериментальных исследований предусмотрено проведение эксплуатационных испытаний по определению расхода топлива автомобилями в условиях низких температур.

Автомобили, участвовавшие в проведении активного эксперимента, проходили предварительный контроль на соблюдение обязательных требований согласно ГОСТ 20306-90 «Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний». Для проведения контрольных измерений был составлен план эксперимента. Методикой предусматривалось проведение замеров расхода топлива в заездах автотранспортных средств по измерительному участку дороги со скоростью 90 км/ч и 120 км/ч при различных температурах окружающего воздуха.

Расход топлива определялся с использованием современного оборудования для диагностики двигателя автомобиля (переносной персональный компьютер, адаптер, программное обеспечение, автомобильный маршрутный компьютер) и электронного термометра для определения температуры окружающего воздуха.

Согласно нормативно-технической документации исследуемых автомобилей погрешность определения расхода топлива составляет 1 %. Распределение экспериментальных данных подчиняется нормальному закону.

В четвертой главе представлены результаты исследований и их анализ.

Для установления уровня приспособленности в качестве критериев идентификации автомобилей используются эксплуатационные и конструктивные особенности, содержащие информацию об автомобилях (различающие их), а также сведения о коэффициентах приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации по расходу топлива, входящих в совокупный показатель. Среди них тип двигателя, метод смесеобразования, наличие катализатора и лямбда-зонда, вид коробки переключения передач, наличие средств утепления подкапотного пространства -категориальные переменные; мощность двигателя, коэффициент аэродинамического сопротивления, трансмиссия (число осей) - непрерывные переменные.

Указанные переменные косвенно и/или явно определяют приспособленность автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и учитывают, описанные в гл. 2, особенности.

На основании конструктивных аналогий была составлена база данных значений совокупного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям по расходу топлива, состоящая из 165 наблюдений, среди которых 85 легковых, 80 грузовых автомобилей, используемых на территории РФ, а также установлены три различных уровня приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, что подтверждают результаты кластерного и дискриминантно-го анализов.

В практических задачах, когда необходимо провести классификацию данных, в которых имеются как непрерывные, так и категориальные переменные, или их значения не соизмеримы, используют методы многомерного статистического анализа.

Для разделения автомобилей на три уровня по набору особенностей, определяющих уровень приспособленности, используется кластерный анализ (метод к-средних). Помимо установления трех уровней приспособленности, представляется интерес определения различий между этими уровнями (кластерами), т.е. специфики критериев (переменных), которыми они различаются.

Механизм формирования трех уровней приспособленности автомобилей представлен на рис. 4.

500

К с; г э О. (О о ? О со

8 Л

х о и

т г ю

Ч о 2

с сг к

С

н 1® $

г V-(0

4

л

&

о

X

3 о

5

5.

Особенности автомобилей

-о- Высокий -о-- Средний -о- Низкий

Рисунок 4 - Профили эксплуатационных и конструктивных особенностей в кластерах

Выраженность характеристик позволяет сопоставить выделенные кластеры с описанными выше факторами, что интерпретирует эти кластеры как уровни приспособленности соответственно: «высокий», «средний» и «низкий».

Анализ научной литературы и результаты кластерного анализа позволили охарактеризовать кластеры, определив эксплуатационные и конструктивные особенности автомобилей для каждого уровня. Представлено в табл. 1.

Таблица 1

Характеристики уровней приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям

№ п/п Конструктивные особенности Эксплуатационные особенности Уровни приспособленности

1. Двигатель автомобиля оснащен системой электронного впрыска топлива или карбюратором, наличие каталитического нейтрализатора, лямбда-зонда. Низкий коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха. Автоматическая или механическая коробка переключения передач. Число осей - 2. Применение средств утепления подкапотного пространства. Применение низкозамерзаю-щих охлаждающих жидкостей для систем охлаждения. высокий

2. Бензиновый карбюраторный или дизельный двигатель. Оснащен системой подогрева воздуха на впуске или механизмом автоматического регулирования температуры воздуха на впуске. Механическая коробка переключения передач. Число осей - 2 и более. Постоянно работающий вентилятор системы охлаждения. Наличие утеплительного чехла. Установка шланга забора воздуха в положении «зима». средний

3. Бензиновый карбюраторный или дизельный двигатель. Высокий коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха. Механическая коробка переключения передач. Число осей — 2 и более. Отсутствие пунктов вышеуказанных особенностей. низкий

Для уточнения результатов кластерного анализа и выявления дискриминации между группами автомобилей по уровню приспособленности была проведена процедура дискриминантного анализа. С математической точки зрения этот метод незаменим для поиска переменных, позволяющих относить наблюдаемые объекты в одну или несколько групп, а также для классификации наблюдений в различные группы.

В результате анализа были получены следующие математические модели дискриминантных классификационных функций Б для каждого класса, позволяющие установить уровень приспособленности:

р! ,ыаш,й= -71,5+23,4-Х1+0,0008-Х2+292,8X3+81,2X4-58,4-Х5+ +1,6X6+5,9X7;

Р2 средний=-77,5+25,5-Х1-0,0016-Х2+140,8-ХЗ-29,6-Х4+34,5-Х5+

+0,6-Хб-19,4-Х7; '

Рз юпий^-122,05+31,4-Х1+0,009-Х2+170,8-ХЗ-37,6-Х4+40,9-Х5+ +0,5-Х6-28,4-Х7,

где XI - трансмиссия (число осей), ед.;

Х2 — мощность, л.е.;

ХЗ — коэффициент аэродинамического сопротивления;

Х4 — тип двигателя - бензиновый, да/нет;

Х5 — метод смесеобразования — карбюратор, да/нет;

Хб — механическая КПП, да/нет;

Х7 — наличие средств утепления подкапотного пространства, да/нет.

С исследовательской точки зрения, полученные классификационные функции следует трактовать как инструмент идентификации, позволяющий относить неизвестные по уровню приспособленности автомобили к той или иной группе с помощью критериев, входящих в уравнения в качестве переменных величин.

Значение критерия Уилкса X = 0,0091 стремится к нулю, что говорит о хорошем различии между классами, уровень значимости Р < 0,0007.

Априорные вероятности, задающие пропорции в общей классификации, для каждого уровня приспособленности отображены в табл. 2.

Таблица 2

Значения априорных вероятностей

Уровни приспособленности Высокий Средний Низкий

Априорные вероятности 0,51 0,39 0,10

В данном случае априорные вероятности определяются процентным соотношением (долями) автомобилей высокого, среднего и низкого уровней в классификационной выборке.

Интерпретация результатов дискриминантного анализа в терминах квадратов расстояний Махаланобиса между центрами классов представлена в табл. 3.

Таблица 3

Квадраты расстояний Махаланобиса между центрами классов

Уровня Высокий Средний Низкий

Высокий 0,0 94,6 139,1

Средний 94,6 0,0 23,7

Низкий 139,1 23,7 0,0

Критерии статистической значимости расстояний представлены в табл. 4.

Таблица 4

Критерии Фишера ^ значимости р расстояний

Уровни Высокий Средний Низкий

Критерий Фишера И Уровень значимости Р Критерий Фишера Б Уровень значимости Р Критерий Фишера Е Уровень значимости Р

Высокий - - 201,9 0,0 118,4 0,0

Средний 201,9 0,0 - - 19,2 0,0

Низкий 118,4 0,0 19,2 0,0 - -

Апостериорные вероятности для каждого уровня приспособленности, соответствующие различным значениям особенностей как эксплуатационных, так и конструктивных, представлены на рис. 5.

Значимость воздействия критериев приспособленности (непрерывных переменных) на уровень приспособленности автомобилей представлена в табл. 5.

Таблица 5

Значимость воздействия критериев приспособленности

Критерии приспособленности Критерий Значение Критерий Фишера Е Уровень значимости Р

Трансмиссия (число осей) X Уилкса 0,90 4,2 0,02

След Пиллая 0,10

Мощность двигателя X Уилкса 0,97 1.1 0,33

След Пиллая 0,03

Коэффициент аэродинамического сопротивления X Уилкса 0,78 10,5 0,00

След Пиллая 0,22

Профили апостериорных вероятностей и значений желательности

Рисунок 5 - Значения апостериорных вероятностей для высокого, среднего, низкого уровней приспособленности

Как видно из табл. 5, по критериям Уилкса и Пиллая предикторы «трансмиссия (число осей)» и «коэффициент аэродинамического сопротивления» будут иметь наибольшее воздействие на уровень приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям, т.к. уровни значимости р критерия Фишера Б меньше, чем 0,05, а значит, и на определение принадлежности автомобилей к тому или иному уровню приспособленности.

Итоговая матрица классификации и количество ошибок классификации для выборки наблюдений представлены в табл. 6.

Таблица 6

Матрица классификации

Уровни Корректно идентифицировано, % Высокий Средний Низкий

Высокий 100,0 43 0 0

Средний 90,9 1 30 2

Низкий 88,9 0 1 8

Общая классификация 95,3 44 31 10

Из табл. 6 видно количество корректно идентифицированных автомобилей (на диагонали матрицы) и количество тех, которые попали не в свои группы.

Построенная модель идентифицирует автомобили с точностью 95,3 %, что свидетельствует о ее достаточно высокой эффективности. Качество идентификации с использованием моделей было проверено на новых объектах исследования, не вошедших в обучающую выборку. Точность общей классификации по результатам кросс-проверки составляет 89,5 %.

Для подтверждения результатов дискриминантного и кластерного анализов, а также зависимости приспособленности от температуры окружающего воздуха были проведены эксплуатационные испытания по определению расхода топлива по методике, разработанной и апробированной на кафедре ЭАТ ТюмГНГУ.

В целях обеспечения репрезентативности выборки в эксперименте использовались (априорно) различные по уровню приспособленности автомобили: BA3-2115Í и ВАЗ 21093, которые не использовались при оценке функций классификации.

Полученные в результате активного эксперимента, графические зависимости путевого расхода топлива от температуры окружающего воздуха для исследованных автомобилей при движении со скоростями 90 и 120 км/ч представлены на рис. 6.

Рисунок 6- Влияние температуры окружающего воздуха на путевой расход топлива автомобилей ВАЗ-21151 и ВАЭ-21093 при движении: а) со скоростью 90 км/ч; б) со скоростью 120 км/ч

Из рис. 6 видно, что температура окружающего воздуха влияет на путевой расход топлива, причем для автомобиля ВАЗ 21093 существенней. Кривизна линий характеризует приспособленность автомобилей к низкотемпературным условиям по расходу топлива — приспособленность автомобиля ВАЗ 21151 выше по сравнению с приспособленностью автомобиля

ВАЗ 21093, что подтверждается процедурой идентификации с помощью дискриминантных классификационных функций (табл. 7).

Таблица 7

Результаты идентификации автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям

Марка и модель автомобиля. Значения дискриминантных классификационных функций Уровень приспособленности

ВЫСОКИЙ средний Рз НИЗКИЙ

ВАЗ 21151 94,4 -29,9 -69,6 высокий

ВАЗ 21093 42,9 44,1 23,6 средний

Таким образом, после соотнесения критериев идентификации автомобилей с функциями, установленными дискриминантным анализом, возможна идентификация неизвестных по уровню приспособленности автомобилей без проведения дополнительных расчетов и экспериментов. Автомобиль будет отнесен к тому классу, для которого дискриминантная классификационная функция примет наибольшее значение.

В пятой главе разрабатываются пути практического использования результатов, приводится расчет экономической эффективности от их внедрения.

На основе полученных моделей дискриминантных классификационных функций для высокого, среднего, низкого уровней приспособленности была разработана «Методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации». Предлагаемая методика позволяет охарактеризовать (научно обосновать) возможность эффективного использования автомобилей и определить, в какой мере их конструкции отвечают условиям эксплуатации.

Данные практические рекомендации разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований в области приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации и могут быть использованы для автомобилей и автобусов, различных марок и моделей. Для практического применения составлены методические указания с подробным описанием методики.

Реализация методики возможна в компьютерной программе, в основе которой лежит алгоритм обработки и анализа данных. Блок-схема обработки и анализа данных при идентификации автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации представлена на рис. 7.

Одним из направлений практического использования результатов является определение рационального подвижного состава автотранспортного предприятия для эксплуатации в низкотемпературных климатических условиях.

Отнесение автомобилей к определенному уровню приспособленности на основании идентификации их конструкций и особенностей эксплуатации обеспечивает возможность дифференцированного подхода к корректированию норм затрат материальных ресурсов в зависимости от установленных особенностей и создает предпосылки для системы конструктивных аналогий.

Рисунок 7 - Блок-схема алгоритма обработки и анализа данных при идентификации автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации

Предложенные в работе мероприятия и доработки могут быть в основе комплекса необходимых требований по повышению приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации на любом автотранспортном предприятии.

Экономический результат от внедрения «Методики оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации» составляет 3510 руб. на один автомобиль в течение зимнего периода в условиях представительного пункта умеренно-холодной климатической зоны г. Тюмени в ценах марта 2009 года, а использование аналитического инструментария в сравнении с методами прямых измерений позволяет получить экономическую эффективность на 18 % большую.

В приложении представлены акты внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена научно-практическая задача повышения эффективности использования автомобилей в низкотемпературных условиях на основе ал-

горитма идентификации путем выявления и практического применения закономерностей формирования приспособленности, а также разработки и научного обоснования инструментария идентификации автомобилей, позволяющего аналитически определять соответствие конструкции условиям эксплуатации.

2. Сформировано пространство из эксплуатационных и конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации;

3. Определены рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации: умеренный Не [О Я; 3,0 Л]; умеренно суровый Не. (3,0 Л; 6,0 Л]; суровый Не (6,0 Л; 9,0 Л]; очень суровый Не (9,0 Я; 12,0 Л], что соответствует температуре окружающего воздуха от 0 до -40 °С. Для умеренно холодного климатического района интервал суровости составляет от 4,5 Л до 9 Л при температуре воздуха от -15 до -30 °С.

4. Предложена модель совокупного показателя приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации, определены численные значения для автомобилей ряда конкретных марок и моделей, имеющих различные эксплуатационные и конструктивные особенности;

5. По результатам кластерного анализа установлены три уровня приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации: высокий, средний, низкий, соответствующие выделенным трем кластерам.

6. В результате дискриминантного анализа определены математические модели классификационных функций для каждого уровня приспособленности: Б] высокий? средний) Р3 и10кий. Определена специфика воздействия критериев приспособленности на уровень приспособленности автомобилей. Исходя из этого, представляется возможным идентификация автомобилей для определения уровня приспособленности.

7. Разработана и внедрена методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, представляющая собой аналитический инструментарий идентификации автомобилей, в учебный процесс ТюмГНГУ и на автотранспортных предприятиях г. Тюмени. Экономический результат от внедрения методики составляет 3510 руб. на один автомобиль в течение зимнего периода эксплуатации в условиях представительного пункта умеренно-холодной климатической зоны г. Тюмени в ценах марта 2009 года, а использование аналитического инструментария идентификации позволяет получить экономическую эффективность на 18 % большую в сравнении с использованием методов прямых измерений. Указаны другие пути практического использования полученных результатов.

8. Научно обоснована необходимость дальнейшего развития исследований в области дифференцированного корректирования норм затрат

материальных ресурсов в зависимости от эксплуатационных и конструктивных особенностей автомобилей.

Таким образом, основные выводы и рекомендации работы могут служить методической базой для исследований в области эксплуатации автомобилей в суровых низкотемпературных условиях, благодаря чему представляется возможным дальнейшее совершенствование алгоритма идентификации в целях оценки приспособленности автомобилей.

Основные положения диссертации и ее результаты изложены в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Чумляков К.С. Идентификация уровней приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации // Научно-технический журнал «Транспорт Урала» №1 (12)/2007 / Екатеринбург: УрГУПС, 2007. - С. 137-139.

2. Чумляков К.С. Алгоритм оценки приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации по расходу топлива // Научно-технический журнал «Транспорт Урала» №4 (19) / 2008 / Екатеринбург: УрГУПС, 2008. - С. 95-96.

3. Чумляков К.С. Использование многомерного статистического анализа для оценки приспособленности на автомобильном транспорте// Вестник Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) №3 (18)/2009 / Москва: МАДИ (ГТУ), 2009.-С. 17-20.

Учебно-методические пособия и рекомендации:

4. Карнаухов В.Н., Сопов А.Г., Чумляков К.С., Шорохов Ю.А. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Эксплуатация автомобилей в особых условиях» для студентов специальности 240100 «Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)» очной и заочной форм обучения. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - 30 с.

Научные статьи и материалы конференций:

5. Чумляков К.С. Оценка приспособленности автомобилей к суровым условиям путем эксплуатационного анализа их конструкций / «Новые технологии — нефтегазовому региону». Материалы 4-ой научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Тюмень: ТГНГУ, 2005. - С. 25.

6. Чумляков К.С., Сопов А.Г. Влияние температуры окружающего воздуха на индикаторные и эффективные параметры рабочих процессов двигателей / Проблемы и достижения автотранспортного комплекса. Материалы III всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: Уральские выставки, 2005. - С. 51-53.

7. Сопов А.Г., Чумляков К.С. Общая методика исследования эффективности использования автомобилей в суровых условиях эксплуатации на основе эксплуатационного анализа их конструкций / Материалы IV Меж-

дународной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера». -Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2005. - С. 291.

8. Сопов А.Г., Чумляков К.С. Влияние температуры окружающего воздуха на расход топлива автомобилей с системой распределенного впрыска топлива / Проблемы эксплуатации, качества и надежности транспортных и технологических машин. Межвузовский сборник научных трудов. - Хабаровск: ТОГУ, 2005. - С. 158-162.

9. Сопов А.Г., Чумляков К.С. Оценка приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям на основе идентификации их конструкций / Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин. Доклады Международной научно-технической конференции. - Тюмень: Феликс, 2006. - С. 200-201.

10. Чумляков К.С., Сопов А.Г. Проведение эксплуатационных испытаний в условиях низких температур окружающего воздуха на топливную экономичность автомобилей идентичных конструкций / Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин. Доклады Международной научно-технической конференции. - Тюмень: Феликс, 2006.-С. 226-227.

11. Сопов А.Г., Чумляков К.С. Требования к проведению эксплуатационных испытаний в условиях низких температур окружающего воздуха на топливную экономичность автомобилей идентичных конструкций / Эксплуатация автотранспорта и специальной нефтегазопромысловой техники. Межвузовский сборник научных трудов. - Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2006. - С. 211-214.

12. Чумляков К.С., Сопов А.Г. Основные задачи исследования приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям на основе идентификации их конструкций / Эксплуатация автотранспорта и специальной нефтегазопромысловой техники. Межвузовский сборник научных трудов. - Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2006. — С. 214-217.

13. Чумляков К.С. Распределение автомобилей по уровням приспособленности к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации / Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли. Материалы Международной научно-технической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2007. - С. 409-412.

14. Чумляков К.С. Конструктивные особенности автомобилей, определяющие приспособленность к низкотемпературным условиям эксплуатации по расходу топлива / Проблемы эксплуатации систем транспорта. Труды всероссийской научно-практической конференции 7 ноября 2007 г. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2007. - С.141-143.

15. Чумляков К.С., Лямзин A.M. Определение совокупного показателя приспособленности при дефиците информации о весовых коэффициентах / Современное состояние и инновации транспортного комплекса. Ма-

териалы Международной научно-технической конференции 17-18 апреля 2008 г. - Пермь: ГОУ ВПО ПГТУ, 2008. - С.176-178.

16. Резник Л.Г., Чумляков К.С. Особенности автомобилей, определяющие уровень приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации / Проблемы эксплуатации систем транспорта. Материалы всероссийской научно-практической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. - С. 268-272.

17. Чумляков К.С. Разработка модели совокупного показателя приспособленности АТС к низкотемпературным условиям эксплуатации / Актуальные проблемы развития транспортного комплекса. Материалы V всероссийской научно-практической конференции 25-27 февраля 2009 г. -Самара: СамГУПС, 2009. - С. 403-405.

18. Чумляков К.С. Применение кластерного анализа для классификации АТС по уровню приспособленности / Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин. Материалы Международной научно-технической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2009. -С. 370-374.

Подписано в печать 2.10.2009. Формат 60x90 VV6 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 321.

Издательство государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет». 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38.

Отдел оперативной полиграфии издательства. 625039, г. Тюмень, ул. Киевская, 52.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Исследования эффективности использования автомобилей в низкотемпературных условиях эксплуатации

1.1.1. Особенности эксплуатации автомобилей в условиях низких температур

1.1.2. Вопросы приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации

1.1.3. Анализ методов оценки суровости низкотемпературных условий эксплуатации

1.2. Вопросы применения методов многомерного статистического анализа в классификации

1.2.1. Основы теории классификации

1.2.2. Ограничения и допущения применения методов

1.3. Выводы и задачи исследования

2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Общая методика исследования

2.2. Обоснование оценки суровости низкотемпературных условий эксплуатации автомобилей

2.3. Технико-аналитический обзор эксплуатационных и конструктивных особенностей автомобилей, определяющих приспособленность к низкотемпературным условиям эксплуатации

2.4. Разработка модели совокупного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации

2.5. Теоретические аспекты применения методов многомерного статистического анализа при идентификации автомобилей

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Методика проведения экспериментальных исследований

3.2. Описание экспериментального оборудования и контрольно-измерительных приборов

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ

4.1. Анализ результатов пассивного эксперимента

4.2. Анализ результатов активного эксперимента

5. ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Основные направления использования результатов исследования

5.2. Методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации

Автомобильный транспорт, являясь одним из основных и наиболее распространенных видов пассажирского и грузового транспорта в России, играет важную роль в транспортной системе страны. Существенное влияние на эффективность использования автомобилей и автотранспортных систем оказывают условия их эксплуатации. Большая часть территории Российской Федерации относится к зонам с суровыми и умеренными зимами.

При понижении температуры окружающего воздуха изменяются показатели эффективности автомобилей. Степень изменений этих показателей различна для автомобилей разных марок и моделей, имеющих различные эксплуатационные и конструктивные особенности. Следовательно, между конструкцией автомобиля, его свойствами и условиями эксплуатации существует неразрывная связь. Соответствие типа, конструкции и технической характеристики автомобиля условиям эксплуатации характеризуется его приспособленностью к данным условиям.

Несмотря на большой опыт исследований по проблеме повышения эффективности использования автомобилей в низкотемпературных условиях эксплуатации, существующие инструментальные методы оценки автомобилей по уровню приспособленности остаются недостаточно экономичными. Ввиду конструктивной сложности автомобиля и многообразия требований, предъявляемых к нему, необходима разработка новых методов и методик.

Одним из путей, направленных на снижение эксплуатационных затрат при оценке приспособленности автомобилей, является применение аналитических методов. Инструмент идентификации, позволяющий относить неизвестные по уровню приспособленности автомобили к той или иной группе с помощью критериев без проведения дополнительных измерений, до настоящего времени не предлагался.

Таким образом, актуальность данных исследований определяет необходимость развития аналитических методов оценки приспособленности автотранспортных средств, что в современных условиях экономии материальных и энергетических ресурсов позволит сократить эксплуатационные затраты и повысить эффективность использования автомобильного транспорта в низкотемпературных условиях. В связи с этим определена цель исследования.

Цель исследования: повышение эффективности использования автомобилей на основе алгоритма идентификации путем выявления и практического применения закономерностей формирования приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации.

Объектом исследования является процесс идентификации автомобилей при оценке их приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации, а предметом исследования - этот процесс для автомобилей конкретных марок и моделей.

Данная работа выполнена в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР ТюмГНГУ.

Методологической основой исследования служат системный анализ, теория вероятностей, методы распознавания образов и многомерного статистического анализа, основы технической эксплуатации автомобилей, научные основы приспособленности автомобилей.

Научная новизна работы:

• разработан алгоритм идентификации автомобилей на основе методов многомерного статистического анализа;

• сформировано пространство из эксплуатационных и конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации;

• предложена модель совокупного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации;

• установлен различный уровень приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и научно обоснована необходимость дифференцированного корректирования норм расхода топлива в зависимости от эксплуатационных и конструктивных особенностей автомобилей;

• разработаны математические модели - линейные дискриминантные функции для высокого, среднего и низкого уровней приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и проведена идентификация автомобилей разных марок и моделей, имеющих эксплуатационные и конструктивные особенности, по уровню приспособленности;

• разработаны методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации и пути практического использования полученных результатов исследования.

Практическая ценность работы заключается в разработке методики оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, позволяющей аналитическим способом без дополнительных измерений определять соответствие конструкции автомобиля условиям его эксплуатации и корректировать нормы затрат материальных и энергетических ресурсов в зависимости от эксплуатационных и конструктивных особенностей.

На защиту выносятся:

• алгоритм идентификации автомобилей по уровню приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации;

• пространство из эксплуатационных и конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации;

• модель совокупного показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации;

• три кластера, выделенные по результатам кластерного анализа, соответствующие трем различным уровням приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации: высокому, среднему, низкому;

• математические модели - дискриминантные классификационные функции для каждого уровня приспособленности;

• специфика воздействия критериев приспособленности на уровень приспособленности автомобилей;

• методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации.

Реализация результатов работы. Разработанная методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации внедрена на автотранспортных предприятиях г. Тюмени. Использование методики позволяет получить экономическую эффективность на 18 % большую в сравнении с использованием методов прямых измерений. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров по эксплуатации автомобильного транспорта.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии — нефтегазовому региону» (Тюмень, 2005, 2009), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации систем транспорта» (Тюмень, 2007,

2008), на научно-практических конференциях «Транспортный комплекс 2008» и «Транспортный комплекс 2009» (Тюмень, 2008, 2009), на Международной научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин» (Тюмень, 2009), а также на заседаниях и научных семинарах кафедры ЭАТ ТюмГНГУ (Тюмень, 2005, 2006, 2007, 2008,

2009).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано семнадцать статей, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации научных результатов диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (116 наименований) и приложений (25 страниц). Общий объем диссертации составляет 154 страницы (в том числе 19 таблиц, 16 рисунков).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Решена научно-практическая задача повышения эффективности использования автомобилей в низкотемпературных условиях на основе алгоритма идентификации путем выявления и практического применения закономерностей формирования уровней приспособленности, а также разработки и научного обоснования инструментария идентификации автомобилей, позволяющего аналитически определять соответствие конструкции условиям эксплуатации.

2. Сформировано пространство из эксплуатационных и конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации;

3. Определены рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации: умеренный Не [OR; 3,0 /?]; умеренно суровый Н е (3,0 R; 6,0 R]; суровый Н е (6,0 R; 9,0 Л]; очень суровый Я е (9,0 R; 12,0 R], что соответствует температуре окружающего воздуха от 0 до -40 °С. Для умеренно холодного климатического района интервал суровости составляет от 4,5 R до 9 R при температуре воздуха от -15 до -30 °С.

4. Предложена модель совокупного показателя приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации, определены численные значения для автомобилей ряда конкретных марок и моделей, имеющих различные эксплуатационные и конструктивные особенности;

5. По результатам кластерного анализа установлены три уровня приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации: высокий, средний, низкий, соответствующие выделенным трем кластерам.

6. В результате дискриминантного анализа определены математические модели классификационных функций для каждого уровня приспособленности: Fi высокий, F2 средний, F3 низкий- Определена специфика воздействия критериев приспособленности на уровень приспособленности автомобилей. Исходя из этого, представляется возможным идентификация автомобилей для определения уровня приспособленности.

7. Разработана и внедрена методика оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации, представляющая собой аналитический инструментарий идентификации автомобилей, в учебный процесс ТюмГНГУ и на автотранспортных предприятиях г. Тюмени. Экономический результат от внедрения методики составляет 3510 руб. на один автомобиль в течение зимнего периода эксплуатации в условиях представительного пункта умеренно-холодной климатической зоны г. Тюмени в ценах марта 2009 года, а использование аналитического инструментария идентификации позволяет получить экономическую эффективность на 18 % большую в сравнении с использованием методов прямых измерений. Указаны другие пути практического использования полученных результатов.

8. Научно обоснована необходимость дальнейшего развития исследований в области дифференцированного корректирования норм затрат материальных ресурсов в зависимости от эксплуатационных и конструктивных особенностей автомобилей.

Таким образом, основные выводы и рекомендации работы могут служить методической базой для исследований в области эксплуатации автомобилей в суровых низкотемпературных условиях, благодаря чему представляется возможным дальнейшее совершенствование алгоритма идентификации в целях оценки приспособленности автомобилей.

1. Авдонькин Ф.Н. Оптимизация изменения технического состояния автомобиля в процессе эксплуатации. М.: Транспорт, 1993. - 350 с.

2. Автомобильный справочник. Перевод с англ . Первое русское издание. М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2002. - 896 с.

3. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика. Основы эконометрики: Учебник для вузов: В 2-х т. Т. 1. Теория вероятностей и прикладная статистика. - М: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 656 с.

4. Алексеева И.М., Ганченко О.И., Петрова Е.В. Статистика автомобильного транспорта. М.: Экзамен XXI, 2005. - 352 с.

5. Анисимов И.А. Приспособленность автомобилей с дизельными двигателями к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов / Дис. . канд. техн. наук. Тюмень, 2003. - 195 с.

6. Артамонов М.Д., Иларионов В.А., Морин М.М. Теория автомобиля и автомобильного двигателя. М.: Машиностроение, 1968. - 279 с.

7. Багиров Ш.М. Исследование коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля в зимних условиях / Дисс. .канд. техн. наук. М., 1953.- 190 с.

8. Бакуревич Ю.П., Толкачёв С.С., Шевелёв Ф.Н. Эксплуатация автомобилей на Севере. М.: Транспорт, 1973. - 180 с.

9. Белов А.Г. Приспособленность автомобилей с дизельными двигателями к низкотемпературным условиям эксплуатации по расходу топлива / Автореф. дис. канд. техн. наук. Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. - 19 с.

10. Ю.Богайчук Я.Э. Влияние низкотемпературных условий эксплуатации на экологичность автомобилей /Автореф. дис. канд. техн. наук. Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. - 19 с.

11. П.Бокк З.Г., Мельникова Э.А., Резник Л.Г. Приспособленность автомобилей к условиям эксплуатации: Учебное пособие для вузов. — Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 1995. 96 с.

12. Болбас М.М., Савич E.JL, Кухаренок Г.М. Транспорт и окружающая среда. Мн: изд-во Технопринт, 2003. - 262 с.

13. З.Борисов А.Н., Крумберг О.А., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей: Примеры использ. / Риж. техн. ун-т. Рига: Зинатне, 1990.-184 с.

14. Боровиков В.П. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. СПб.: Питер, 2003. — 688 с.

15. Боровиков В.П. Популярное введение в программу STATISTICA. М: Компьютер Пресс, 1998. - 267 с.

16. Боровиков В.П., Ивченко Г.И. Прогнозирование в системе Statistica в среде Windows: Основы теории и интенсивная практика на компьютере: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Финансы и статистика, 2006. - 368 с.

17. Боровков А.А. Математическая статистика. — Новосибирск: изд-во ИМ СОР АН, Наука, 1997. 772 с.

18. Боровков А.А. Теория вероятностей. 3-е изд. М.: Эдиториал УРСС и Новосибирск: изд-во ИМ СОР АН, 1999. - 470 с.

19. Бородич А. и др. Резерв экономии топлива // Автомобильный транспорт. 1979. - №10. - С. 33-34.

20. Бородин A.M. Исследование работы транспортного дизеля при эксплуатации в условиях низких температур / Дис. . канд. техн. наук. Иркутск, 1969.- 189 с.

21. Бочаров П.П., Печинкин А.В. Теория вероятностей. Математическая статистика: Учебное пособие. -М.: Гардарика, 1998. -326 с.

22. Брахман Т.Р. Многокрнтериальность и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и связь, 1984. - 288с.

23. Букин А.А. Исследование и пути улучшения эксплуатационных режимов грузовых автомобилей в зонах сурового климата / Дис. . канд. техн. наук. -М., 1963.- 195 с.

24. Бутков П.П., Прокудин И.Н. Экономия топлив и смазочных материалов при эксплуатации автомобилей. М.: Транспорт, 1976. - 133 с.

25. Буянов Е.В. Транспорт для Севера. — М.: Транспорт, 1970. 120 с.

26. Бындикова Ю.А. Оценка приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации / Автореф. дисс. . канд. техн. наук. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. 18 с.

27. Великанов Д.П. Автомобильные транспортные средства. М.: Транспорт, 1977. - 326 с.

28. Великанов Д.П. Эффективность транспортных средств и транспортной энергетики. М.: Наука, 1989. - 460 с.

29. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 2006.575 с.

30. Виленский Л.И. Исследование влияния низких температур окружающего воздуха на эксплуатационную топливную экономичность автомобиля / Автореф. дисс. . канд.техн.наук. Москва: 1980. - 22 с.

31. Воронин Ю.А. Начала теории сходства. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 128 с.

32. Ганзин С.В. Оценка топливной экономичности и оптимизация режима движения автомобиля. Автореф. дис.канд. техн. наук.: Волгоград, 1994. -16 с.

33. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов. 6-е изд., стер. -М.: Высш. шк., 1998. 479 с.

34. Говорущенко Н.Я. Автомобильное топливо. Как его экономить. -Харьков: Вища школа, 1979. 144 с.

35. Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. -М.: Транспорт, 1990. — 135 с.

36. Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. М.: Транспорт, 1987. - 206 с.

37. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. Переиздат. Сентябрь 1985.-93 с.

38. ГОСТ 20306-90. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 1991.-35 с.

39. ГОСТ 22576-90 Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 1991. — 15 с.

40. Дедюкин В.В. Влияние низких температур воздуха на тепловое состояние агрегатов и расход топлива автомобилем ЗИЛ-130 // Проблемы освоения нефтегазовых ресурсов Западной Сибири: Сб. науч. тр. Тюмень: ТюмИИ, 1991.-С. 222-227.

41. Дедюкин В.В. Влияние скорости движения и полезной нагрузки на расход топлива автомобилей с карбюраторным и дизельных двигателями // Региональные проблемы эксплуатации автомобильного транспорта: Межвуз. сб. науч. тр. Тюмень: ТюмИИ, 1995. - С. 16-20.

42. Дедюкин В.В. Влияние факторов условий эксплуатации на топливную экономичность автомобилей ЗИЛ-130 и КамАЗ-5320 // Нефть и газ Западной Сибири. Тюмень: ТюмИИ, 1989. - С. 174-175.

43. Дедюкин В.В., Маняшин А.В. Влияние полезной нагрузки и низких температур воздуха на коэффициент сопротивления качению шин // Проблемыэксплуатации машин в суровых условиях Сибири: Сб. науч. тр. Тюмень: Тю-мИИ, 1991.-С. 98-102.

44. Доклад об особенностях климата на территории российской федерации за 2007 год. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (РОСГИДРОМЕТ) / http://www.meteorf.ru. 2008. - 35 с.

45. Дубров A.M., Мхитарян B.C., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы: Учебник для вузов. М.: Издательство: Финансы и статистика, 2005.-352 с.

46. Евтин П.А. Сбережение топлива при эксплуатации автомобилей в температурных условиях Севера и Сибири / Дисс. . канд. техн. наук. Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. - 114 с.

47. Захаров Д.А. Влияние зимних условий эксплуатации автомобилей на топливную экономичность двигателей / Автореф. дис. канд. техн. наук. — Тюмень, 2000. 17 с.

48. Захаров Д.А. Влияние зимних условий эксплуатации автомобилей на топливную экономичность двигателей / Дис. . канд. техн. наук. Тюмень, 2000. - 123 с.

49. Захаров Н.С. Влияние сезонных условий на процессы изменения качества автомобилей / Дис. . докт. техн. наук. Тюмень, 2000. - 594 с.

50. Захаров Н.С. Влияние условий эксплуатации на долговечность автомобильных шин. Тюмень. ТюмГНГУ, 1997. - 139 с.

51. Иванов В.Н., Ерохов В.И. Экономия топлива на автомобильном транспорте. М.: Транспорт, 1984. - 300 с.

52. Избранные труды. Эффективность автомобильных транспортных средств и транспортной энергетики / Великанов Д.П. М.: Наука, 1989. - 199 с.

53. Иларионов В.А. Эксплуатационные свойства автомобиля (Теоретический анализ). М.: Машиностроение, 1966. - 277 с.

54. Карнаухов В.Н. Сбережение топливно-энергетических ресурсов при эксплуатации автомобильного транспорта в низкотемпературных условиях / Автореферат дис. д-ра техн. наук. Тюмень, 2000. - 41 с.

55. Карнаухов В.Н. Сбережение топливо-энергетических ресурсов при использовании автотранспорта зимой. -М.: Издательство «Недра», 1998. 180 с.

56. Карнаухов Н.Н. Приспособление строительных машин к условиям Российского Севера и Сибири. -М.: Недра, 1994. — 351с.

57. Кендалл М.Дж., Стьюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды. М.: Наука, 1976. - 736 с.

58. Ким Дж.-О., Мыоллер Ч.У., Клекка У.Р. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. Пер. с англ. — М: Финансы и статистика, 1987. 215 с.

59. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. 4-е издание. М.: Высшая школа, 2008. - 496 с.

60. Колосов В.Н. Математическое моделирование процессов в машиностроении Электронный документ. // http://elib.ispu.ru/library/lessons/ Koposov/ index.html / Проверено 29.12.2008.

61. Копотилов В.И. Автомобили: Теоретические основы: Учебное пособие для вузов. Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. - 403 с.

62. Красильников В.В. Статистика объектов нечисловой природы. — Наб. Челны: Изд-во Камского политехнического института, 2001. 144 с.

63. Кузнецов Е.С., Воронов В.П., Болдин А.П. и др. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Под ред. Е.С. Кузнецова. 3-е изд., пе-рераб. и доп. - М.: Транспорт, 1991.-413 с.

64. Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных. 4-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. - 512 с.

65. Кутлин А.А. Исследование влияния режима движения автомобилей на температуру их основных агрегатов и расход топлива в зимних условиях эксплуатации / Дис. . канд. техн. наук. Тюмень, 1981. - 177 с.

66. Кутлин А.А. Исследование топливной экономичности автомобилей в зимних условиях//Межвуз. науч. сб. Тюмень: ТГУ, 1976. Вып. 61. - С. 12-23.

67. Лаптев С.А., Храмов Ю.В., Крупченко B.C. и др. Исследование влияния температуры окружающего воздуха на скоростные качества и топливную экономичность автомобиля. М.: Транспорт, 1969. - 22 с.

68. Лосавио Г.С. Эксплуатация автомобилей при низких температурах. -М.: Транспорт, 1973.- 120 с.

69. Лурье М.И., Токарев А.А. Скоростные качества и топливная экономичность автомобиля. М.: Машиностроение, 1967. - 611с.

70. Мандель И.Д. Кластерный анализ. М: Финансы и статистика, 1988. -176 с.

71. Маняшин А.В. Корректирование линейных норм расхода топлива принеравномерном движении автомобилей / Автореф. дисс.канд. техн. наук.

72. Тюмень: ТюмГНГУ, 1999.-21 с.

73. Математический энциклопедический словарь. М., Советская энциклопедия, 1988. - 846 с.

74. Методологические основы научных исследований: Учебное пособие / Под общей редакцией Ю.Д. Земенкова. Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2005.-288 с.

75. Новиков О.А., Уваров В.Н. Вероятностные методы решения задач автомобильного транспорта. — М.: Транспорт, 1969. 136 с.

76. Новосёлов О.А. Оценка приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов / Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - 22 с.

77. Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте / Методические рекомендации. Приложение к распоряжению Минтранса РФ от 14 марта 2008 г. N АМ-23-р.

78. Орлов А.И.Прикладная статистика. М.: Издательство «Экзамен»,2004.

79. Островский Н.Б. Исследование влияния тепловых режимов работы агрегатов на эксплуатационные качества автомобиля / Дис. . канд. техн. наук. — М.: 1952.- 192 с.

80. Покровский А.Н., Букин А.А. Гаврилов Д.Ф. Эксплуатация автомобилей с карбюраторными двигателями в условиях низких температур. М.: Транспорт, 1961. - 168 с.

81. Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б. Современный экономический словарь. 5-е изд., перераб. и доп. М.: ИНФРА-М, 2007. - 495 с.

82. Резник Л.Г. Индекс суровости условий эксплуатации машин // Изв. вузов. Нефть и газ. 2000. №1. - с. 112-115.

83. Резник Л.Г. Научные основы приспособленности автомобилей к условиям эксплуатации / Дисс. . докт. техн. наук, Тюмень, 1981. 357с.

84. Резник Л.Г. Оценка конструкции автомобиля и его приспособленности к климатическим условиям // Автомобильная промышленность. 1977. - № 4.

85. Резник Л.Г. Оценка конструкции автомобиля по его приспособленности к климатическим условиям // Автомобильный транспорт. 1977. - №4. -С. 41-44.

86. Резник Л.Г., Ромалис Г.М., Чарков С.Т. Приспособленность автомобилей к низким температурам воздуха. Тюмень: ТГУ, 1985. - 105 с.

87. Резник Л.Г., Ромалис Г.М., Чарков С.Т. Экономия топилвно-энергетических ресурсов на автомобильном транспорте. Тюмень: ТюмИИ, 1984.-35 с.

88. Резник Л.Г., Ромалис Г.М., Чарков С.Т. Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации. М.: Транспорт, 1989. -128 с.

89. Романова Е.Н., Гобарова Е.О., Жильцова Е.Л. Методы и использование систематизированной климатической и микроклиматической информации при развитии и совершенствовании градостроительных концепций. СПб.: Гидро-метеоиздат, 2000. - 160 с.

90. Российская энциклопедия по охране труда: В 3 т. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2007.

91. Семенов Н.В. Эксплуатация автомобилей в условиях низких температур. -М.: Транспорт, 1993. 190 с.

92. Синько В.И. Транспортные проблемы Крайнего Севера / Синько В.И. Корниенко А.А. // Автомобильная промышленность. -1995. №2. - С. 12-14.

93. Служба тематических толковых словарей. Словарь по естественным наукам. Глоссарий.ру Электронный документ. // www.glossary.ru

94. Смит К. Основы прикладной метеорологии. JL: Гидрометеоиздат, 1978.-424 с.

95. Статистическое моделирование и прогнозирование / Под ред. А.Г. Гранберга. М.: Финансы и статистика, 1990. - 383 с.

96. Тайц В.Г. Технология машиностроения и производство подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. М.: Академия, 2007. -368 с.

97. Техническая эксплуатация автомобилей / Под ред. Крамаренко Г.В. -М.: Транспорт, 1983. 488 с.

98. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. М.: Машиностроение, 1982. - 224 с. ил.

99. Толковый словарь русского языка: В 4 т. / Под ред. Н. Ушакова. М.: Гос. ин-т «Сов. энцнкл.»; ОГИЗ; Гос. изд-во иностр. и нац. слов., 1935-1940.

100. Турсунов А.А. Управление работоспособностью автомобилей в горных условиях эксплуатации / Автореферат дисс. . докт. техн. наук. Владимир: 2002,-42 с.

101. ЮЗ.Тюлькин В.А. Оценка приспособленности автомобилей к зимним условиям эксплуатации по темпу охлаждения двигателей / Автореферат дис. канд. техн. наук. Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. - 18 с.

102. Халафян А.А. Statistica 6. Статистический анализ данных. 3-е изд. Учебник М.: ООО «Бином-Пресс», 2008. - 512 с.

103. Храмцов Н.В. Надежность двигателей. М.: ОАО «Изд.-во «Недра», 1996.-243 с.

104. Юб.Цвид А.А. Комплексный учет климата в строительстве на Дальнем Востоке. Благовещенск: ДВ ПромстройНИИПроект, 1967. - 232 с.

105. Чистяков А.Н. Влияние неравномерности движения автомобилей на расход топлива / Автореф. дис. канд. техн. наук. Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. -24 с.

106. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. М.: Машгиз, 1950. - 343 с.

107. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. -463 с.

108. Экономико-математические модели планирования транспорта и опыт их использования / Отв. ред. Розе В. А. М.: ИКТП, - 1988. -222 с.

109. Ш.Эртман С.А. Приспособленность автомобилей к зимним условиям эксплуатации по температурному режиму двигателей / Автореф. дис. канд. техн. наук. Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. - 21 с.

110. Abonyi Janos, Feil Balazs «Cluster Analysis for Data Mining and System Identification». Birkhauser Verlag AG, 2007. - 303 p.

111. Everilt Brian, Landau Sabine, Leese Morven «Cluster Analysis». 4 rev (ed), 2001.-256 p.

112. Fielding Alan H. «Cluster and Classification Techniques for the Biosciences». Cambridge Academ, 2006. — 258 p.

113. Huberty C.J. «Applied Discriminant Analysis». New York: J. Willey, 1994.-496 p.

114. Morrison D.G. «Discriminant Analysis», pp. 2.442-2.457 in R. Ferber (ed), Handbook of Marketing Research, New York: J. Willey, 1974.

115. РАБОТЫ АВТОРА, В КОТОРЫХ ОПУБЛИКОВАНО ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ И ЕЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

116. Чумляков К.С. Алгоритм оценки приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации по расходу топлива// Научно-технический журнал «Транспорт Урала». -2008. №4 (19). -с. 95-96.

117. Чумляков К.С. Идентификация уровней приспособленности автомобилей к суровым низкотемпературным условиям эксплуатации // Научно-технический журнал «Транспорт Урала». 2007. №1 (12). - с. 137-139.