автореферат диссертации по транспорту, 05.22.01, диссертация на тему:Разработка методов организации междугородных автомобильных перевозок, обеспечивающих эффективное использование контейнерного парка

Ш'АЙИСКИЙ 1ТЛ1Ш0ГТНЫП УНИВЕРСИТЕТ

Р Г 5 ОД

На прчяах рукописи

ШИРЯЕВА Сяетланэ Владимирова

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОРГАНИЗАЦИИ МЕЖДУГОРОДНИХ

АВГОЫОЕИЛШЫХ ПЕРЕВОЗОК, ОБЕСПЕЧИВАЩИХ ЭМЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ .КОНТЕЙНЕРНОГО ИДГНА

05.22.01 - Транспортные системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степони кандидата технических наук

Киео - 1995

Диссертация является рукописью

Работа выполнена в Украинском транспортной университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Воркут Анатолий Иванович

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Игнатенко Александр Семенович

Официальные оппоненты: •

1.Доктор технических наук, профессор Лигум Юрий Семенович 2:Кандидат технических наук, Пунь Владимир Павлович

Ведущая организация: государственная акционерная

^втошО ильная компания "Укртранс", / г.Киев

Защита состоится 1995 г. в ^ часов

на заседании специализированного совета Д.01.27.01 при Украинском транспортном университете по адресу;252010,г.Киев, ул. Суворова,1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Украинского транспортного университета.

Автореферат разослан 'УЙР" 1995 Г.

Ученый секретарь специализированного совета. Дзюба А.П.

канд.техн.наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуадьность исследования. Анализ инфраструктуры систем производства и потребления, а также тенденций их совершенствования свидетельствует о приоритетности развития междугородных перевозок грузов, особенно ограниченных партий.

Повышение эффективности перевозки партионных грузов неразрывно связано с их осуществлением по терминальной системе и рациональной концентрацией по направлениям перевозок. Наряду с ожидаемым преимущественным осуществлением -пакетных перевозок сохраняются и получат развитие междугородные контейнерные перевозки, в "первую очередь в смешанных сообщениях Выполнение междугородных контейнерных перевозок. (МКП) позволяет сократить сроки доставки, повысить при этом сохранность грузов, уменьшить товарно-материальные запасы в обороте, сократить расходы на хранение продукции, ускорить оборачиваемость контейнеров.

Диссертационная работа посвящена разработке эффективных методов организации междугородных автомобильных перевозок грузов в контейнерах, которые позволят повысить эффективность использования контейнерного парка. Опыт, научные разработки по данной проблеме, существуют, • а теории нет. '

Объект исследования. Организация и процессы- автомобильных перевозок, определяющие эффективность автомобильных' перевозок и использование, контейнерного парка в транспорт-' но-технологической системе "производство - транспортировка -потребление".

В качестве исходных данных в. исследовании использовались статистические данные государственной автомобильной акционерной компании•"Укртранс" (АК "Укртранс"), характеризующие организацию работ реальной транспортно-технологической системы. _ -

* Цель и задачи исследования. Целью настоящей, диссертационной работы является разработка эффективных методов организации междугородшк автомобильных перевозок с учетом факторов, определяющих использование контейнерного парка.

Взаимосвязь основных задач исследования представлена на рис. 1.

Рис Л.. Взаимосвязь й содержание основных задач исследования.

Научная гипотеза. Комплексный учет условий функционирования системы "производство - транспортировка - потребление" и вероятностно-статистическое обоснование графиков работы магистральных автопоездов, основанные на математическом аппарате теорий транспортных процессов и систем позволят существенно повысить эффективность использования контейнерного парка.

Методическая основа исследования. . Разработки в области теории транспортного процесса и систем, отдельные положения системного анализа, математический аппарат теории вероятностей и математической статистики, методы имитационного моделирования и планирования экспериментов.

Научная новизна работы заключается в разработке:

- моделей контейяеропотоков для условий междугородных автомобильных перевозок с учетом структурной Дифференциации грузов;

- стратегий управления транспортным процессом, позволяющих решать задачу комплексной оптимизации.накопления грузов и использования транспортных средств;

-'методики обоснования графиков работы автотранспорта при междугородных перевозках с учетом вероятностной характеристики загрузки автопоездов в прямом и обратном направлени-. ях.

На защиту выносятся:

1. Результаты факторного исследования составляющих времени-оборота контейнера.

2. Модели контейнеропотоков для условий междугородных автомобильных перевозок.

3. Методика обоснования графиков работы автотранспортных средств при междугородных перевозках.

4. комплексное обоснование стратегий управления накоплением грузов и использования транспортных средств.

• Практическая ценность работы. Разработанная методика обоснования графиков работы автотранспортных средств при междугородных перевозках позволяет сократить сроки доставки грузов и ускорить оборачиваемость контейнеров. Методика может применяться для перевозок в прямом автомобильном и для всех видов смешанных сообщений. Результаты исследования рассчитаны на использование в транспортно-экспедиционных

предприятиях, фирмах и др. организациях, обеспечивающих транспортный процесс. Использование зависимости себестоимости контейнерных перево&ок от варьирующих факторов - среднего расстояния доставки грузов и среднего размера отправок грузов в контейнерах позволит ооосношвать тарифы на междугородные перевозки.

Реализация результатов работы. Порученные результаты диссертации использованы при выполнении научно-исследовательских работ по темам: "Разработать >5 внедрить систему автомобильных междугородных перевозок грузов в контейнерах и мелкими отправками в смешанны»: авиационно-автомобллыюм. же-дезнодорсишо-автомобильном и водно-автомобильной сообщениях" (1986 г., 1989 г.), ."Совершенствование технологии и организации транспортно-экспедиционного обслуживание при доставке грузов в международном и междугородном сообщениях" (1991 г.), "Разработан модели и методы- оптимизации транспортных процессов и параметров технических средств в системах трансдартно- экспедиционного обслуживания Украины" (1994 г.).

Разработанное программное обеспечение лоаволит оперативно корректировать существующие и формировать ноЕые графики, движения автопоездов лри междугородных перевозках.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались, и получил!! одобрение на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава КАДИ в 1990-1992 г.г., на международной научно-технической конференции "Проблемы, транспорта и пути их решения" в 1994 г. СУШ, на научно-технической конференции "Новые технологии и организационные структуры на автомобильном транспорте" в 1994 г.(БГТУ), на научно-методических семинарах секции по грувовым перевозкам и кафедры "Транспортные системы и маркетинг".

. Публикации. По теме диссертационных исследований опубликовано 6 статей общим объемом 2 печатных листа. Результаты исследований, выполненных при непосредственном участии автора, представлены * 4-х депонированных отчетах о научно-исследовательской работе УТУ. ,

Структура и объем рабдг'и. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 221 страницу текста, ' в- том числе 82

страницы приложений, 8 таблиц, 31. рисунок. Список литературы включает 116 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введения обоснована актуальность выбранной темы, определены цель и задачи диссертационной работы, ее научная новизна и практическая ценность.

В первой главе проведен анализ методов организации междугородных автомобильных перевозок грузов'в контейнерах в стране и за рубежом.

Анализ показывает, что значительный опыт в организации междугородных автомобильных перевозок грузов в контейнерах накоплен как в развитых странах, так й в государствах СНГ.В Украине накоплен опыт централизованного оперативного планирования с рациональной маршрутизацией в междугородном сообщении.

В .соответствии с технологией непрерывного планирования контейнерных перевозок предусматривается вывоз грузов прямого и встречного направлений одним и тем же автотранспортным .предприятием. При такой организации транспортного процесса, контейнеры простаивают на ГАС в ожидании встречного автопоезда.

Рациональное согласование перевозок прямого и встречного направлений достигается при их организации но обоснованным графикам.. В системе АК "Укртранс" ими было охвачено 30Z ' перевозок в 1991 г. В основном за счет сокращения времени оборачиваемости контейнеров объем междугородных контейнерных перевозок в АК "Укртранс" за период с 1985 г. по 1991 г. увеличился почти вдвое и составлял 1 млн. 905 тыс. т, 60Х из них - междугородные контейнерные перевозки.

В систему исследуемых междугородных перевозок транспортом общего пользования в универсальных контейнерах включено 39 грузовых автомобильных станций (ГАС), дислоцируемых во всех областях Украины. Кроме контейнеров большинство ГАС обрабатывает и мелкие отправки. В 1988 г. были разработаны и внедрены технологии контейнерных перевозок в смешанных авиа-вдонно- и водно-автомобильных сообщениях.

Наиболее значимым показателем эффективности организации контейнерных перевозок является время оборота контейнера. Исследование составляющих времени оборота контейнера и учет факторов, влияющих на время оборота контейнера позволят повысить эффективность использования контейнерного парка.

Вторая глава посвящена статистическому исследованию и анализу использования контейнерного парка.

Проведенный системный анализ состояний контейнера в процессе эксплуатации дает возможность исследовать движение контейнера от грузоотправителя до грузополучателя» а также время оборота контейнера. Перевозка контейнера выполнялась в прямом автомобильном и в смешанных водно-автомобильном, ави-ационно-автомобильном и желеэнодорожно-автомобильном сообщениях.

Разработанная классификация факторов, влиящих на время оборота контейнера позволяет вскрыть резервы ускорения оборачиваемости контейнеров.

Проводился анализ наиболее существенных составляющих' времени оборота контейнера - продолжительности доставки контейнера магистральным автопоездом на ГАС (1Д), продолжительности нахождения контейнера на ГАС назначения, включая ночное время (время от момента прибытия контейнера на ГАС до момента прибытия .к клиенту - 1Гас(н)), продолжительности нахождения'" контейнера на ГАС- без учета ночногб времени -игас(бн)) и "остаточного" времени нахождения контейнера на ГАС - 4:0ст (время с момента прибытия магистрального автопоезда до конца работы клиентов).

Как показывает статистический анализ "остаточного" времени нахождения контейнера на ГАС, что'из-за недостатков в организации вывоза грузов в контейнерах при 1ост = 5 - 7 ч не вывезено 26Х прибывших контейнеров, а при Ьост = 7 - 9 ч не-Еывезено 13Х контейнеров. Установлено, что только 6.87Ж прибывших контейнеров вывозятся клиентам в 1-е сутки.

Проведенные статистические исследования и анализ использования контейнерного парка позволяют сделать вывод, что устранение неоправданных потерь времени ускорит оборачиваемость контейнеров.

В третьей главе представлено вероятностно-статистическое^ обоснование графиков ' работы автотранспортных средств

при междугородных перевозках ограниченных партий грузов.

В работе представлена постановка задачи обоснования графиков работы автотранспортных средств "при междугородных контейнерных перевозках. В качестве критерий взята вероятность заданной загрузки автопоезда. Управляемыми параметрами являются периодичность вывоза груза - Ь и грузоподъемность автопоезда - ч. Для решения поставленной задачи разработаны аналитические и имитационная модели коптейнеропотоков, позволяющие определять вероятности к контейнеров, подлежащих отправке с ГАС за время Ь:

.К

Рк(1) -пЕгРпа).чкпЬ). (к = 1,2,;.,) (1)

где РпШ - вероятность п отправок контейнеров-с ГАС за время

дк (1) - распределение суммы п независимых случайных величин X*; ■ Хд - число контейнеров в 1-ой отправке, .

Для Пуассоновского потока эта формула принимает вид: к

Ркаь^РСпД^-РСк-п.ап), (2)

гдё-.ап - параметр Пуассона;

X - интенсивность потока отправок и поступлений контей-.

неров. • '

Если математическое ожидание тгСи^АЧ1 (а+1)>1б, то это распределение целесообразней апроксимировать нормальным законом. • ' *

Доставлен алгоритм решения рассматриваемой задачи методом имитационного моделирования,

Вероятность заданной загрузки автопоезда на маршруте в прямом и обратном направлениях определяется как произведение вероятностей заданной загрузки автопоезда соответственно прямого и обратного направлений.

Периодичность отправления автопоездов в неделю на маршруте определялась с учетом вероятности заданной загрузки автопоезда. Экономический анализ проводился по суммарным затратам 'на контейнерные перевозки. Разработано программное обеспечение обоснования графиков.

Выполненные исследования и разработанные модели позволили предложить методику вероятностного обоснования графиков работы автотранспортных средств, укрупненная блок-схема алгоритма обоснования графиков работы автотранспортных средств представлена на рис.2.

Рис. г. Укрупненная блок-схема алгоритма обоснования, графиков работы магистральных автопоездов

I - начало; 2 - ввод исходных данных в матричной форме; 3 -определить среднесуточные объемы отправления' контейнеров о

ГАС- ВСут и записать в матричной форме; 4 - определить интенсивности потока отправок и поступлений грувов в контейнерах - XIз и записать в матричной форме; б - определить 6о,о5! 6 - проверка С ^¿>1 ); 7 - взять новое значение XI 8 -составить маятниковые маршруты перевозок, а затем сбор-

но-развозочные; 9 - проверка (БСУт<Во, об)» 10 - определить

необходимое количество автопоездов в сутки (пс^Осут/бо, 05);

II - определить периодичность отправления грузов в контейнерах (1=Со, об/'Бс.ут) ; 12 - определить периодичность отправления грузов в контейнерах в.неделю (Ъ«=1+ЬДОп); 13 - определить необходимое количество автопоездов в неделю на конкретном маршруте (пн=Ир/Ь); 14 - определить необходимое количество автопоездов в неделю (пи^р-Пс^Яр/Ьдоп); 15 - определить вероятность полной загрузки автопоездов Р,. математическое ожидание ш и среднее квадратическое отклонение 6; 16 -вывод результатов на печать; 17 - конец.

В

Расчеты по обоснованию новых и пересмотру существующих графиков движения автопоездов, проводились по данным АК "Укртранс.".

Проведенным анализом работы автопоездов, до графикам, включающем 12 грузовых автостанций западной части Украины, установлено, что большое количество "срывов" графиков - ИСр происходит на маршрутах, где существует значительное отклонение от расчетного недельного графика (ДМ). Регрессионно-корреляционный анализ подтверждает заметную степень корреляции между ДМ и МСр (г=0.57). Уравнение прямолинейной регрессии имеет вид :

Иср =. 3 + 4-М (3)

В четвертой главе представлено комплексное обоснование стратегий управления накоплением грузов и использования транспортных средств.

В силу варьирования объема перевозок на маршруте организация перевозок грузов по графику может осуществляться с использованием различных стратегий:вывоз грузов и накопление грузов. Варианты организации междугородных контейнерных перевозок по графикам в зависимости от условий доставки представлены на рис.3.

Анализ суммарных затрат на междугородные контейнерные перевозки позволяет сделать вывод, что наиболее значимой составляющей является себестоимость контейнерных перевозок. С использованием аналитической модели и метода планирования эксперимента исследовано влияние на себестоимость варьирующих факторов - среднего расстояния доставки грузов - Т7 и среднего размера отправок грузов в контейнерах -

Для построения математической модели приме-

нялся полный факторный эксперимент. В результате математическая модель объекта была составлена в виде уравнения связи отклика и факторов, включающего только значимые оценки коэффициентов:

, У = 128;49 + 76,43X1 - 25,ЗХ2 ~ 16,44X1X2 - 19.47Х12 (4) где У = Эт, XI - ТГ, Хй = вН.

Проверка гипотезы об адекватности производилась с ис-

СТРАТЕГИИ УПРАВЛЕНИЯ[

Рис.3. Управление испольговаякем автотранспортных средств.

пользованием Г - критерия Фишера (эмпирическое значение критерия Рэ= 2.9557, а табличное Рт = 3.24).

Графически зависимость себестоимости контейнерных перевозок от среднего расстояния доставки грузов и среднего размера отправок представлена на рис.4.

Рис.4.Зависимость себестоимости контейнерных перевозок от среднего расстояния доставки грузов и среднего размера отправок грузов в контейнерах.

В результате можно сделать вывод, что на себестоимость контейнерных перевозок существенное влияние оказывают среднее расстояние доставки грузов и средний размер отправок грузов в контейнерах. . ' '

Исследования и сбор статистических данных по контейнерным перевозкам проводились в тот период, когда объемы контейнерных перевозок возрастали. Как отмечалось раньше, внедрение новых технологий - в сочетании с реконструкцией ГАС и вводом эффективных перегрузочных средств по переработке контейнеров обеспечило увеличение объемов контейнерных перевозок почти в 2 раза (с 1038 тыс.т в 1985 г. до 1905 тыс.т в 1990 г). Все эти мероприятия позволили сократить время обо--рота контейнеров до 7.5 суток. На этом этапе годовой эконо-

мический эффект составлял 5 млв. 333 тыс. руб. (в ценах 1990 Г.).

На П этапе определялся годовой экономический эффект от ускорения оборачиваемости контейнеров на 13% в результате обоснования графиков работы автотранспортных средств при междугородных контейнерных перевозках.Годовой экономически« эффект составляет 6 млн. 77 тыс. крб. на 1 контейнер (в ценах на 1.01.1995 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ процессов междугородных контейнерных перевозок показывает, что повышение эффективности использования контейнерного парка требует рассмотрения всех элементов транспортно-технологической системы "производство - транс-.портировка - потребление".

2. В результате.факторного исследования наиболее значимых составляющих времени .оборота контейнера, установлено, что из-за неэффективного использования времени нахождения контейнеров на грузовой автостанции в день прибытия не вывозится 39% прибывших контейнеров при наличии времени в интервале 5 - 9 ч до конца работы клиентов, что является существенным резервом ускорения оборачиваемости контейнеров.

, Разработана классификация факторов, влияющих на время . оборота контейнера.'

3. Разработаны аналитические и имитационная модели кон-тейнеропотоков, отражающие закономерности их формирования, отличающиеся учетом вероятностей размеров и периодичностей отправок контейнеров. С их использованием представляется возможность описать контейнеропотоки при условиях реализации стратегий накопления грузов и их вывоза.

4. Разработана методика и программное обеспечение обоснования графиков работы автотранспортных средств при междугородных контейнерных перевозках, позволяющие определять количество отправлений автопоездов по графику в зависимости от заданного предельного уровня загрузки автопоездов. Обоснован ние лереБоаок грузов по графикам позволяет сократить неоправданные потери времени.

5. В результате проведенного корреляционно-регрессионного анализа установлено, что существует заметная степень корреляции между отклонением от расчетного недельного графика и количеством отмени отправлений автопоездов в реальных условиях, что подтверждает целесообразность внедрения графиков работы магистральных автопоездов, разработанных по предложенной методике.

6. Выполненный анализ суммарных затрат на междугородние контейнерные перевозки подтверждает, что наиболее значимой их составляющей является себестоимость. Проведено исследование влияния на себестоимость контейнерных перевозок варьирующих факторов - среднего расстояния достатки грузов л сред • него размера отправок грузов в контейнерах с использованием аналитической модели и метода планирования эксперимента, и получены зависимости, дозволяющие обосновывать тарифы на междугородные перевозки.

7. Внедрение разработанной методики обоонсьашы графиков работы магистральных автопоездов и лежащих в ее основе математических моделей контейнеропотсжов в системе Л.К "Укр-транс" обеспечило получение годового экономического з^екта в размере 6 млн. 7? тыс.крб. на 1 контейнер (а пенах на 1.01.1995 г.) за счет ускорения оборачиваемости Kr.im-Sjii-pnu на 13%.

8. Дальнейшие исследования следует вести б направлении обоснования графиков работы магистрального транспорта при перевозках грузов в смешанных сообщениях и пакетных перевозках в прямом автомобильном сообщении.

Основные положения диссертации опубликованы,в следующих работах :

1. Воркут А.П., Цуканов И.Н., Волянская C.B. Моделирование коитейнеропотоков при междугородных перевозках.- Киев, Texniita, научно-технический сборник "Автомобильный транс-горт", 199Й.- вып.29 - с. 3-9.

?.. Воркут А.И., Цуканов И.Н., Ширяева C.B. Вероятное, -нее моделирование коитейнеропотоков-при междугородных перевозках, - Киев, рук, дел. в УкрИНТЭИ 04.06.92, 11836 - Ук 92 -9 с.

3. Ширяева C.B. Исследование составляющих времени оборота контейнера при междугородных автомобильных перевозках, - Киев, рук. деп. в УкрИНТЭИ 04.06.92, N815 - Ук 92 - 12 с.

4. Ширяева C.B. Ускорение оборачиваемости контейнеров при междугородных автомобильных перевозках. Киев, рук. деп. в УкрИНТЭИ 04.06.92,. N817 - Ук 92 - 9 с.

5. ВоркутА.И., Ширяева C.B. Вероятностно-статистичес-■ кое обоснование методов организации междугородных автомобильных перевозок'грузов в контейнерах. Тезисы - доклада на международной научно-технической конференции "Проблемы транспорта'к пути их решения". - Киев, ЭТУ, 1994. - с. 22.

. 6. ВоркутА.И., Ширяева C.B. Вероятностно-статистическое обоснование графиков работы автотранспортных средств при междугородных контейнерных перевозках.-Тезисы доклада на научно-технической конференции " Новые технологии и организационные структуры на автомобильном транспорте". - Винница, ВГТУ, 1994.- 55-56 С.

Ширяева C.B. Розробка ыетод!в органазащЗ м1жм!ських авто-моб!льних перевеэень, як1 забезпечують ефективне використан-ня контейнерного парку.

ДисёртаЩя на ' здобуття науково! ступет кандидата техтчних наук по спеЩальностг 05.22.01 - транслортн! системи, Укра1нс.ький транспортний ун1верситет, Ки1в, 1995.

ДисертаЩйна робота метить результати факторного дос-л1дження складових часу оберту контейнера, модел1 контейне-ропоток1в для умов м1жм1ських автомоб!льних перевезень, методику обгрунтування граф!к1в роботи автотранспортних засо-б!в при MijKMicbKnx иеревезеннях, комплексне обгрунтування стратеги! керування нагромаджеяням вантатв та використання транспортних засобхв.

Розроблена методика обгрунтування граф1к1в роботи автотранспортних saoo6iB при м!жм1ських перевевеннях дозволяв скоротити час. оберту контейнер1в на 13-20%.

ShiryevaS.V. The development, of methods for organizating the intercity shipments by automobile and securing efficient utilisation of container fleet.

Dissertation thesis for the academic degree of candidate of science; speciality 05.22.01 - transport systems, Ukrainian Transportation University, Kiev, 199b.

Dissertation thesis contains the results' of factor analysis for the components of full turn-over time of a container, computer simulation of container streams for the case of intercity shipments by automobile, methods for justification of work time-table for motor transport in intercity shipments; complex justification of strategies for management of cargo accumulation and utilisât ion of transport means.

The proposed methods for justification of work . time-table of - motor transport intercity shipments, • allovv>,i to reduce the full turn-over time of container by 13-20?..

Ключевые слова:

междугородные контейнерные перевозки, магистральный автопоезд, время оборота контейнера, график движения автопоездов.

Игдпнсано до друку 27.0б.1995р. Формат бумаги büxö4. 1/16. ибл.-вид. л. 0,62. Др, л. 0,93. Тирах I05.Ü&M.64B.

РБК "УкрН5?вравтосврв1с",Ки1'в,вул.Володарського,23.