автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Совершенствование оперативно-диспетчерского управления перевозками грузов в транспортных узлах

яг

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

АЛДАЕЕРГЕНОВ ЕСЛАТ ШХАЕВИЧ

СОВЕа£НСТВОВАНИЕ СПЕРАТИВНО-ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАЭДЕНИН ПЕРЕВОЗКАМИ ГРУЗОВ В ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛАХ

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного

транспорта

АВТ0РВ1ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена на кафедре "Автомобильные перевозки" Московского ордена Трудового Красного Знамени автоыоОихьно-дорса-ного института а в научно-производственной объединении "Казав-тотранстахника"

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки и техники

РСФСР, доктор технических наук, профессор РЕЗЕР С.Ы.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор ЛАЗАРЕВ Х.И.

- кандидат технических наук,

ДИАМИДиВ А.С.

Ведущая организация - Научно-производственное

объединение Мосавтотранс

Защита состоится " ^ " И Ю/-/ Я 199 ^ года в ^О ча- . сов на заседании специализированного совета К 053.30.09 ВАК РФ при Московском ордена Трудового Красного Знамени автомобнльно-дорохном институте по адресу: 125829, ГСП-47, г. Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64, МАДИ, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан -/Л- мая _ 1992 года.

Телефон для справок' 155-03-28

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук,

доцент - ВЛАСОВ В.М.

ОЕЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В условиях перехода отраслей народного хозяйства" на рыночные отношения необходимым условием нормального их функционирования является повышение качества обслуживания истребителей транспортных услуг автомобильным транспортом. Непосредственная причина необходимости ее повышения - появление конкурентной борьбы, связанной с приватизацией государственной собственности, децентрализацией и демонополизацией производства, изменением и перераспределением функций управления транспортшсм обслуживанием.

Большими резервами совершенствования транспортной системы обладает такая оо составляющая, как транспортный узел, где происходит взаимодействие видов транспорта. Потери при выполнении транспортных услуг значительны вследствие сложности технологических процессов перевозок грузов и управления vj.ni. Особенности технологии перевозок грузов в транспортных узлах (ТУ) и сломшй характер взаимодействия видов транспорта обусловили недостаточно высокий уровень обслуживания потребителей транспортных услуг и невысокую эффективность использования автотранспортных средств.

Одним из путей повышения уровня работы учьстнккоч транспортного процесса является совершенствование оперативного управления завозом-вывозом грузов со станций келезных дорог автотранспортом. 3 условиях недостаточного учета особенностей ТУ в работах исследователей возникает необходимость в разработке основных полс.-.'.сннн и принципов Функционирования системы упразлекил, позволяющих удовлетворить требованиям как со стороны потребителей транспортных услуг, тгк и организаций, выполняемых их.

Цель и задачи исследования. .Цзльа настоящего исследования является повышенно качества обслуживания грузополучателей и станций лолезных дорог автотранспортом, а таюпе повышение г^фективности ис-пользоваплл автомобилей путем совершенствования методов оперативного управления перезозечным процессом в транспортных узлах.

Достижение поставленной цели решалось в рамках следующие основных задач:

- анализ особенностей функционирования рассматриваемого объекта исследований;

- выявление принципов фушеционирования системы оперативно-диспетчерского управления (ОДУ);

- разработка основных функций системы ОДУ;

- совершенствование технологии формирования оперативных и сменных заданий, технологии формирования смекно-суточного плана, основ-

них положений по функциям учета, контроля и анализа работа участников транспортного процесса (УТП);

- разработка информационного взаимообмена между элементами система управления;

- разработка методических принципов оценки эффективности функционирования объектов исследования на основе имитационного моделирования процессов, протекающих в них.

Методологической основой данной работы являются результаты ранее выполненных исследований по указанной теме. В процессе исследований применялись: системный анализ проблем управления, системный аодход к их репениа, использовались аппарат математической статис-1ики, элементы булевой алгебры и методы имитационного моделирования. Практическая реализация результатов исследований производилась с использованием ЗБ.М.

Объектом исследования являются методы и технологии ведения оперативного управления вывозом грузов со станций железных дорог автотранспортом общего пользования.

Научная новизна. К элементам научной новизны, полученным в настоящем исследовании,относятся:

- комплексная разработка оперативного управления перевозками как целостной системы;

- построение эвристических моделей планирования и оперативного управления перевозками грузов в транспортных узлах;

- теоретическая разработка функций управления и оценка эффективности ее ведения на основе имитации процессов управления перевозками.

Практическая ценность робота. Разработанная система ОДУ перевозками грузов в ТУ позволяет сократить сверхнормативные сроки хранения грузов в ожидании вывоза, уменьшить срок доставки и снизить затраты на хранение грузов. По железнодорожному транспорту применение методических принципов позволяет снизить затраты на простои вагонов, оптимизировать работу погрузочно-разгрузочных механизмов, для автотранспорта применение результатов исследований ведет к по-БЬ'пениа производительности автотранспортных средств: сокращение непроизводительных простоев под погрузечно-разгрузочными операциями, соэтзащение непроизводительного пробега автомобилей, повышение коэффициента использования грузоподъемности автомобилей. Наибольший эффект от разработанной системы можно получить при использовании ЭКМ и внедрении ее на крупных по объему вывоза грузов станций железных дорог.

Реализация результатов работы. Разработаннне основные приЕци- ■ пы, полат.ения и модели управления по рассматриваемому объекту капли отражение в научно-исследовательских работах КазНШИАТ КПСКаз-автотранстехника" как теоретического (отчеты о НИР), так и практического характера (методики, рекомендации, пояснения по технологии оперативного управления перевозками грузов). Кроме того, результаты исследований легли в оскозу разрабатываемой автоматизированной систем» оперативного управления перевозками грузоз по станции Пав-лодар-Юкный, выполняемый автотранспортом автоколонны 2564 Павлодарского производственного объединения транспорта.

Апробация работы. Основные результаты исследований, отраненных з диссертации, обсуздены и одобрены на 8-2 научно-технической конференции молодых ученых и специалистов НИИАТА в 1588 году, на научно-технической конференции "Технический прогресс на автомобильном транспорте", проведенной НПО "Хазавтотранстехника" в 1989 году, на заседаниях кафедры "Автомобильные перевозки" в 1987-1391 годах.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 2 статьи и I рукопись депонирована на правах публикации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, выводов и приложения. Она содержит 215 стр. машинописного текста, из них 187 стр. основного текста и 28 стр. приложения, 21 таблицы, 15 рисунков. Библиография на 12 стр. включает 117 наименований.

С0ДЕР2АКИЕ РАБОТЫ

Во введения обосновывается актуальность диссертационной работы , сформулированы цель и задачи, приведена общая характеристика доведенных исследований.

Первая глава диссертации содержит анализ современного состоя-1ия проблемы организации перевозок грузов по транспортному узлу и :роцессов их управления. Обзор научных исследований в области повы-пения эффективности взаимоувязанной работы видов транспорта показал, что по вопросам управления завозом-вывозом грузов со станций железных дорог автотранспортом имеются многочисленные работы в об-гасти об'дпх проблем технологии перевозок и управления ими. К ним от-юсятся работа по организации перевозочного процесса, применения ¡кономико-математических методов линейного и динамического прогргм-1ирования, исследования по решению транспортных задач эвристичаски-ш методами, вопросы оптимального взаимодействия различных видов транспорта. В выполненных работах недостаточно полно освежены про-

блемы низшего звена управления перевозкой - оперативно-диспетчерского управленад.

Наиболее подробно вопросы ОДУ исоледованы в рядо работ, випол ненных на кафедрах "Прикладная математика" и "Автомобильные поре-возки" МАДИ. В них функции управления данными перевозками отражаются в виде сменно-суточного плана, перепланируемого поело накоплений отклонений от него, проблемы диспетчерского управления не затрагивается. В раде работ КазШШИАТ решение этих проблем получила наибольшее развитие, но в применении только к завозу-вывозу гру зов в контейнерах.

Анализ организации перевозок грузов выявил существенные отличия от организации перевозок других народнохозяйственных грузов. К ним относятся:

- широкая номенклатура грузов (мелкопартионные и повагонные тарно-штучные, сыпучие, тяжеловесные, навалочные, контейнерные и т.д.);

- организация завоза-вывоза грузов автотранспортом общего пользования по контейнерным и только вывоза со станции грузополучате лям по остальным видам грузов (вследствие малого объема завоз осуце ствляотся ведомственным автотранспортом децентрализованно);

- значительное количество грузополучателей, обслуживаемых в течение года (700 - 1000 по крупным станциям) и постоянное изменение перечня обслуживаемых зад день потребителей;

- вероятностный характер величины отправок;

- неритмичный характер прибытия и убытия АТС по станции;

- разнообразие методов организации перегрузочных работ и пере возки грузов;

- разнообразие марок АТС, используемых на вывозе грузов;

- разнообразие видов маршрутов вывоза;

- повышенная вероятность появления сбоев и отклонений в транс портном процессе по сравнению с перевозками других народнохозяйственных грузов.

Указанные особенности технологии перевозок обусловили особенности в организации управления перевозками. Отсутствие предварител ной точной информации о подходе грузов и вэроятностный характер пе ревозлчного процесса не дает возможность разработать обычный 'смени суточный план (ССН) с распределением автомобилей по объектам и объ мам вывоза груза. Поэтому оперативное управление состоит изукрупне ного плана перевозок, в котором указаны лишь общие объемы перевозо по видам грузов, и диспетчерского регулирования, заключающегося в 4

назначении каждому конкретному автомобилю заданий на ездки. Данная форма реализации диспетчерского управления позволяет своевременно реагировать на постоянное изменение транспортной ситуации в течение дня. В целях реализации ССП диспетчерский персонал ведет функции учета, контроля и анализа работы УТЛ.

При существующей системе организации управления перевозками качество обслуживания грузополучателей и эффективность использования автотранспорта остаются невысоки!,1: срок хранения грузов превышает нормативный, наблюдаются многочисленные сверхнормативные простои подвижного состава железнодорожного и автомобильного транспорта (среднегодовая выработка на I списочную автотонну в 2 раза ниже, чем в целом по отрасли)! Одним из основных причин такого положения является невысокий уровень организации управления перевозками, обусловленный субъективностью принятия управленческих решений как по разработке ССП, так и формированию заданий на ездки автомобилей в условиях отсутствия методических рекомендаций и положений по организации ОДУ данными перевозками. Поэтому основной задачей исследования является разработка системы оперативного управления перевозками грузов (кроме контейнерных), учитывающей особенности данного вида перевозок и удовлетворяющей всем требованиям, предъявляемым к системе внешними условиями и факторами.

Во второй главе диссертации приведены общая постановка задачи управления, основные требования к системе управления.методические принципы разработки системы, состав и структура основных функций системы.

Управление перевозками грузов подразумевает составление ССП . работы автомобилей, учитывающего все особенности объекта. При этом сущность ССП выражается через план работы автомобилей как перечень обслуживаемых грузопунктов (П) и график работы автомобилей как пе- • речень времени выполнения ездок (Т). В связи с этим формализованная постановка задач применительно к объекту исследования выглядит следующим образом:

где: L(m - номер грузополучателя; i - номер рейса; г* - номер автомобиля; tim,ten~ вРе',5Я прибытия пг -го автомобиля на. -¿. -м рейсе соответственно на станцию и к L -му грузополучателю.

Выражения для плана П и графика Т работы автомобилей выведены для вывоза грузов по радиальным маршрутам, т.е. когда один или несколько автомобилей осуществляют вывоз груза одному грузополучателю до полного вывоза в течение дня.

Для вывоза грузов по развозочнш маршрутам и с применением оборотных средств выражения П и Т трансформируются с учетом особенностей

технологии перевозок.

Основные требования к системе оперативного управления вытекают

из основных целей ОДУ. В состав целей ОДУ входят:

- качество обслуживания грузополучателей, выражаемое через своевременность вывоза грузов, их сохранность и уровень экспедирования;

- качество обслуживания железной дороги, выражаемая через своевременное высвобождение вагонов;

-эффективное использование автотранспорта, выражаемое через оптимизацию технико-эксплуатационных показателей его работы.

Реализация этих целей вызывает необходимость определить круг требований к разрабатываемой системе. Для первой цели ОДУ в состав требований входят:

- приоритетный вывоз грузов со сверхнормативным временем ожидания вывоза;

- первоочередной вывоз грузов, у которых время ожидания вывоза близко к нормативному;

- учет факторов, влияющих на время доставки грузов (продолжительность погрузочно-разгрузочных операций, время движения);

- соответствие марки автомобиля виду груза и его упаковки.

По второй цели ОДУ требование своевременного высвобождения вз-гонов реализуется через требование полной выгрузки вагонов до конца рабочего дня. Реализация третьей цели ОДУ связана с максимизацией использования пробегов jS и грузоподъемности fy , снижение времени простоя tap >а- такке более эффективным использованием времени в наряде Тн •

Состав требований к системе ОДУ определил состав принципов ее функционирования. Важнейшим принципом является оперативный режим функционирования ОДУ, предполагающий выработку управляющих воздействий, учет и контроль их выполнения по каждому элементарному акту перевозочного процесса - одному рейсу автомобиля.

Данный принцип реализуется специальной функцией - функцией формирования оперативных заданий водителям на каэдый рейс и ведение учета и контроля работы автотранспорта после выполнения рейса.

Вторым важнейшим принципом является системность ОДУ, предполагающая специализацию функций управления и их ззаимоувязанность. В состав функций ОДУ входят такие функции как разработка сменно-суточного плана (ССП), формирования оперативных заданий (003), учета работы автотранспорта, контроля работы участников транспортного процесса (УТД) и анализа работы УТП. Состав и структура системы ОДУ и информационный взаимообмен мезду ее функциями приведены на рис. I. -

К основным принципам относится и применение ситуационно-динамического подхода. Основная суть этого подхода - выработка управляющих воздействий, учитывающих изменения в транспортной ситуации в течение дня.

Кроме того, следует отметить принципы, направленные на реализацию требований, учитывающих особенности объекта исследований: гарантии вывоза, ритмичности перевозок и установления приоритета, сокращения непроизводительных простоев, и пробегов, минимизации народнохозяйственных потерь.

В соответствии с требованиями и принципами функционирования ОДУ выявлена общая структура оперативного управления. В целом вся система разделяется на две части: I) оперативное планирование с функциями разработки ССП и анализа работы УТП; 2) диспетчерского управления с функциями 003, учета и контроля работы УТП. Основой разделения системы на части слукпт различие в режимах функционирования: оперативное планирование осуществляется один раз в день, диспетчерское управление ведется непрерывно в течение дня перевозок.

Необходимость удовлетворения вышеприведенным требованиям определила состав и содержание главной функции диспетчерского управления. Содержание функции ФОЗ определяет следующие элементы:

- определение грузополучателей на рейс автомобиля, для которого формируется задание:

- определение последовательности объезда грузополучателей при выполнении раззозочных маршрутов;

- определение времени выполнения элементов (этапов) задания;

- проверка эффективности сформированного задания по организационно-технологическим условиям и ограничениям.

Выбор грузополучателей, а значит и грузов, влияет на выполнение таких требований как своевременность вывоза и сохранность гру -

Рис. I. Информационный взаимообмен ме^ду функциями АСОУ-ТУ

зов при перевозке, полная выгрузка вагонов до конца рабочего дня и эффективное использование автомобилей.

■ " Своевременность вывоза грузов обеспечивается установлением очередности вывоза грузов, учитывающим приоритет в вывозе, первоочередной вывоз по каким-либо технологическим или иным условиям, а также учетом факторов, влияющих на время доставки грузов. Последние определяются из выражения времени гарантированного обслуживания 7У° . Бременом гарантированного обслуживания называется момонт времени, не позже которого необходимо начинать обслуживание данного потребителя, чтобы успеть вывезти ему груз до конца рабочего дня:

Т[°= ПйН {Те" (ТГ~ С*- Г)} ~ Г>

Т^крткр

сг, I; - время конца работы станции к £ -го потребителя; гаипЛР- вРемя соответственно движения до ¿' -го потребителя, погрузки настшщии и разгрузки у ¿' -го клиента.

При этом значение Т[° корректируется на I час, если оно меньше времени конца обеденного перерыва.

Выполнение требовании полной выгрузки вагонов осуществляется выбором грузополучателей для второй смены, остаточные объемы грузов которым в вагонах минимальны,' т.е. при этом минимизируется число вагонов с невызезешшми грузами.

Сохранность грузов на этом этапе ФОЗ обеспечивается подбором груза и вида его упаковки марке автомобиля, для которого формируется задание.

Выбор груза в значительной степени влияет на эффективность использования ЛТС:

- по степени использования грузоподъемности - соответствием груза и упаковки типу кузова автомобиля;

- по времени простоя - возможностью использования механизированной погрузки-разгрузки и исключения случаев подачи автомобиля на пост, занятый другим автомобилем;

- по времени пребывания в наряде - формированием заданий, в полной мере использующих время в наряде.

Следующий этап формирования заданий - определение маршрута движения - характерен для развозочных маршрутов и при вывозе грузов оборотными средствами. Выбор эвристических методов для оптимизации задач маршрутизации вызван необходимостью учета многочисленных технологических ограничений, не охватываемых мотодамп лилейного программирования, простотой и достаточно высокой степенью оптимизации, а также необходимостью выработки решения в кратчайшее время.

С этапом выбора грузов тесно связана проверка сформированного задания по организационно-технологическим ограничениям. К этим ограничениям, требующим безусловного соблюдения, относятся соответствие вида груза и типа кузова по условиям сохранности груза; непревышение объема груза, загружаемого в автомобиль, ого грузоподъемности по весу и габаритам; запрет на прием некоторых марок автомобилей определенными потребителями; соответствие фронта погрузочно-разгрузочных работ объему перерабатываемого груза и т.д.

Общим для всех видов маршрутов является этап определения временных параметров оперативного задания. К ним относятся время начала и конца погрузки на станции, время прибытия и убытия от грузополучателей, время прибытия на станцию. В конце этого этапа сформированное задание проворябтел на ограничения по времени юс выполнения, т.е. на соответствие времени вывоза груза началу и концу работы станции и грузополучателей, а также по величине простоя под погрузкой-разгрузкой. В случае невыполнения организационно-технологических и временных ограничений задание переформируется вновь.

Третья глава диссертации содержит основные теоретические раз-разработки по формированию оперативных и сменных заданий водителям и сменно-суточному планированию работы участников транспортного процесса (УТИ).

В соответствии с общей последовательностью формирования заданий вначале производится выбор грузов и грузополучателей.

Для повагошшх (тарно-штучных, навалочных, сыпучих и т.д.) грузов, вывозимых по радиальным маршрутам,предварительно, в начале дня перевозок, определяется порядок открытия вагонов. Управляющее воздействие но выбору вагонов имеет вид:

> ес/>и

' с Д К\тСпТ[', если ,

где : Кп К3 - индексы вагонов соответственно с приоритетным грузом и без приоритета;

П* - количество вагонов с приоритетом вывоза.

Приоритет вывоза устанавливается для грузов со сверхнормативным простоем в ожидании вывоза, требующих срочного вывоза по по-годно-климатичсским и другим условиям, а также по особым договорным обязательствам.

Основной сутью оперативного задания на ездку автомобиля является выбор грузополучателей, а значит и выбор поста погрузки или вагона. В соответствии с вышеперечисленными требованиями управляющее воздействие .(выбор .вагона) прилет следующее выражение:

К1ттТ;го,ес/?и пп^о \(г\т1пТ[°,еспц пп=о и тФО

есм т=0 и СЦ?> О,

К \ттТ[°,если *п-0,П7=0 и ПНфО К1тЫгг,Г>),если п%о,м=о, пн=0 и К1*ЧпР^если п=о,гп = 0 и Р=-1

I в ' ср

I -и

где: К, К - индексы грузов, закрывающих доступ к другим грузам и из числа грузов прибывших в адрес одного клиента;

Г?1, П - число вагонов с издексами К и КН ;

пост псс7-

Цсг Ц; ~ остатки грузов соответственно на станции и в вагоне за предыдущий день; (¡ср - среднедневной объем вывоза грузов;

2 - коэффициент превышения ад ;

ьр - индекс начала учета остатков грузов в вагонах.

На втором этапе формирования задания выбор грузопункта проверяется по организационно-технологическим ограничениям. В их состав входят:

1. Запрет на прием определенных марок АТС определенными грузополучателями, например при стесненных условиях маневрировании боль-шогрузными автопозедами.

2. Соответствие взда груза и его упаковки типу подзил:пого состава по условиям сохранности груза, возможности механизации перегрузочных работ, заполняемости кузова и т.д.

3. Учет занятости постов погрузки на станции и разгрузки у клиента по условиям занятости поста другим автомобилем, внезапного обнаружения коммерческого брака, отсутствия проезда или прохода к грузу.

4. Объем загрузки автомобиля на рейс не должен превышать его грузоподъемность.

Следующим этапом формирования заданий является определение времени выполнения элементов заданий:

т;; == тг-*

где: ТТ-"Р ТУ Т"р ~ время убытия и прибытия по станции ''7 > 11 • > 1 <- ) 1 с' :

и -му грузопункту;

- текущее время (время формирования задания);

Т" +р - соотвотствешю время погруз™ груза на станции, 1'1> ч > «

разгрузки у грузополучателя и движения мезду станцией и грузополучателем.

Формирование задания завершается проверкой по временным огра-ничениялк время прибытия автомобиля к грузополучатели не долгло быть меньше времени начала его работы, время убытия от клиентов не /оллшо быть больше времени конца его работы. При невыполнении какою-либо организационно-технологического или временного мраничення задание переформируется вновь..

По небольшим и средни:., по объему вывоза станций задания целе-зообразяо формировать в виде сменных, представляющих собой часовой график работы автомобиля с указанием грузополучателей, времени выполнения элементов рейсов и количества груза по каядому рейсу. Методика формирования сменных заданий аналогична методике ФОЗ, но с учетом закрепления автомобиля за конкретной партией груза (вагоном). При этом для каядой партии груза определяется количество автомобилей определенно;! марки по формуле:

Л±. — сат + Уг-г"'У

Щ Яуку^-Тн-Ут

где: ф - объем вывоза груза I -му потребителю;

Ц/. - производительность автомобиля у -ой марки по вывозу ^ груза I -.му потребителю; Тн - время в наряде;

^ - грузоподъемность автомобиля ^ -ой марки;

. - коэффициент использования грузоподъемности с -му * клиенту автомобилем -ой марки;

^ - расстояние от станции до I -го клиента; уГ - средняя техническая скорость; ¿л/>- время простоя под погрузкой-разгрузкой.

Формирование оперативных заданий для вывоза грузов по разво-зочным маршрутам (мелкопартиошше тарно-штучше грузы) имеет существенные отличия от описашюго выше для радиальных .маршрутов вследствие различий в технологии вывоза. Это касается процесса выбора грузопунктов и необходимостью в этапе определения порядка их объезда.

С целью уменьшения вариантов перебора маршрутов движения транспортная соть города предварительно разбивается на несколько направлений (секторов). В одно направление объединяется группа близлежащих грузополучателей, имеющих развитую дорожную сеть и соединяющих одну какую-либо часть города с грузовым двором. Обычно конфигурация направления представляет собой вытянутый "листочек" с верзшноИ з грузовом дворе станции.

Формирование задания начинается с выбора направления:

( Кп!тах{пЦ п1>4

¿¿=Т(Пк,пЧ) = < К", еспи

„ [К1т*х{нЦ,если п"~0

где: К , К - индекс направления соответственно с приоритетным грузом или без него;

Нк } и? - количество грузопунктов в К -ом направлении соответственно с приоритете:.] вывоза и без пего. Далее в выбранном направлении для облегчения подбора грузопунктов в маршрут определяется первый грузспунхт по выражению:

1'1тах{^],еспи <> 1 и у=о если п£>1 и у=1

[п) если

11рИп{ТГ},если и

} если п^О^Ои у=0

1\пЧпЩ*если п£~0,е1=о и у= /

где: у - признак транспортной ситуации (наличие или отсутствие скопления груза на станции); с( - признак необходимости расчета Т-™ • Для развозочных маршрутов время гарантированного обслуживания определяется по формуле:

Т[°=тш{ тсктр, ;)}-к „Г

где." Кд - коэффициент длины маршрута, определяемый как отношение средней длины маршрута к среднему расстоянию от станции до потребителей; - коэффициент неравномерности прибытия автомобилей на станцию (по участку), определяемый как отношение суммы среднего интервала прибытия автомобиля Jср и времени на погрузку груза к времени погрузку t" : . _ %р -f t

После первого грузопункта производится подбор остальных грузо-пунктов в маршрут в зависимости от их расположения, наличия приоритетных грузопунктов и времени гарантированного обслуживания:

'Clmm{ip-},если ifi"<ip1 и n"u>i Uminm>€Cnu Р< V* U п«=0

Им in {Tf°}} ее пи с(=1 и hnH= О

где; (р - номер грузопункта в направлении в порядке их расположения по правилу - чем ближе пункт к станции, тем меньше его номер;

номера первого грузопункта и грузопункта с приоритетом.

Выбранные грузы и грузополучатели объединяются в один маршрут и для них устанавливается последовательность объезда. В соответствии с методом "функции выгоды" Кларка-Райта по матрице расстояний между всеми шбрашшми грузопунктами, в том числе и грузовым двором станции, выбираются три грузопункта с наибольшими суммами расстояний 2по столбцам матрицы. Затем выбирается следующий грузопункт с max и для него устанавливается пара грузо-

пунктов, между которыми следует его включить в маршрут, по минимальной величине кратчайшего расстояния Л ёкр •

А £нр = ^ip ~ ¿HP где-' £¡<1 - расстояние между первым соседним к -им и включаемым i -им пунктами; £ip - расстояние между включаемым с -ым и вторым соседним р -ым пунктами; - расстояние между соседними пунктами, между которыми включается выбранный • I -ый грузопункт.

и

Аналогично определяются места включения остальных грузопунктов.

После определения порядка объезда грузопунктов производится-расчет параметров 'времени выполнения элементов задания аналогично вышеописанному для радиальных маршрутов, но с учетом обслуживания за рейс нескольких грузопунктов. В конце формирования оперативное задание проверяется по соответствию времени начала и конца выполнения этапа задания началу и концу работы грузопункта и станции.

Для вывоза повагошшх тарно-штучных грузов оборотными автотранспортными средствами (АТС) вследствие разделения перевозочного процесса на маневровую и линейную задания формируются раздельно для водителей маневровых и линейных тягачей. Краткое изложение технологии ФОЗ по видам работ следующее.

По маневровой работе вначале определяется тип задания-подача на пост груженого или вывоз с поста порожнего оборотного средства на площадку краткосрочного отстоя, затем производится выбор поста погрузки в зависимости от действия таких факторов, как наличие свободных постов, наличие груженых средств на постах игорожних на станции (площадке), условий маневрирования возле постов, соотношение объема грузов на станции и среднесуточного объема вывоза, наличие груженых средств на станции (площадке). По линейной работе производится выбор типа задания в зависимости от приоритетности вывоза груженых и завоза порожних оборотных АТС, затем формируется маршрут движения по критериям эффективности по минимальному холостому пробегу автомобиля от грузополучателя до отправителя порожних средств (/х->т1л) и максимальному коэффициенту производительного использования пробега ^в :

„ од пробеги автотягачой с гружеными и с порожними

где. сР,£гл,Ос "оборотными средствами и пробеги без оборотных средств.

Четвертая глава посвящена проблемам применения методов имитационного моделирования. Необходимость их применения при разработке систем управления обусловлена возможностью адекватного отраженья этими методами системы любого уровня сложности с точностью, требуемой для решения поставленной задачи, гибкостью, широте используемых критериев и отсутствием дорогостоящих натурных экспериментов.

При разработке системы ОДУ перевозками грузов в ТУ из всех задач, решение которых целесообразно с использованием методом имитационного моделирования, в исследовании рассмотрены две: оценка эф—

фективности разработанной функции 003 и разработка уточненного сменно-суточного плана работы УТИ.

В состав основных структурных составляющих имитационной модели (И;<1) входят:

- алгоритмы имитации непосредственно перевозочного процесса, обеспечивающие конкретность результатов моделирования;

- алгоритмы имитации функции ФОЗ, в которых отражается эффективность разрабатываемой системы;

- алгоритмы по учету возникающих в реальной жизни отклонений, сбоев и отказов в перевозочном процессе, позволяющие приблизить теоретические расчеты и прогнозы к практической деятельности;

- алгоритмы по анализу результатов имитации, оценивающей эффективность варианта разрабатываемой системы (элемента системы).

Общая схема моделирования системы управления следующая. В блоке по имитации функции ФОЗ, содержащей все элементы формирования заданий, вырабатываются оперативные задания аналогично последовательности, описанной в предыдущей главе. Затем в блоке по имитации перевозочного процесса определяется время выполнения элементов заданий: время прибытия и убытия от грузополучателей и станции. При этом основой расчета служат параметры времени, определенные на стадии формирования заданий. К этим величинам прибавляются значо-нил времени , соответствующие отклонениям от нормального процесса но каждому параметру задания. Отклонения значений времени от нормативных определяются в блоке по имитации отклонений.

При расчете отклонений в перевозочном процессе предварительно по каздому параметру задания устанавливаются факторы, приводящие к возникновению сбоев и отклонений: сходы автомобилей с линии, поломка иогрузочно-разгрузочных механизмов, внезапноо обнаружение коммерческого брака, отсутствие приемщика и т.д. По каждому фактору определяется закон распределения случайных величин появления сбоев и отклонений на основе сбора статистических данных. Используя генератор случайных чисел и выявленный закон распределения определяется промежуток времени, на которую увеличивается значение времени выполняемого задания :

тг= 7УЛ- t?<+ А гi, Т7Г= Т"р+ tp-f- л ¿2

где; Atif&tj - суммарные значения отклонений от расчетных по элементам задания.

Параметры сформированных заданий используются в блоке по анализу результатов имитации процессов управления. Эт от блок может иметь разниэ критерия и разное содержание в зависимости от цели исследования и иметь разные виходные параметры. Так, нппрг_мор ,при выборе варианта функции ФОЗ оценка варианта может производиться или по эффективности работы автотранспорта или по совокупной эффективности работы УТП, определенной в стоимостном выражении.

При разработке уточненного ССП по каждой отправке определяется потребность в автомобилях, затем по каждому автомобилю вырабатываются оперативные задания и производится имитация ездок за полный рабочий день. Результаты имитации анализируются на наличие "узких мест" по ресурсам перевозок: объему грузов, количеству по-грузочно-разгрузочшх механизмов, грузчиков и автотранспортных средств. При наличии "узких мест" производится корректировка и перераспределение ресурсов. В конце разработки ССП результаты имитации сводятся и выдаются в виде сменно-суточного плана работы УТП, часового графика работы автотранспорта и сменных заданий водителям.

При моделировании диспетчерского управления перевозками в блоке по анализу результатов имитации при определении эффективности варианта функции ФОЗ используются технико-эксплуатационные fi,TH,i"?Q,P ) и технико-экономические показатели. Критерием эффективности служит минимум приведенных затрат. Общая схема имитации процессов диспетчерского управления вывозом мелкопартионкпх грузов по развозочным маршрутам приведена на рис. 2.

Оценка разработанной технологии оперативного управления имитационным моделированием подтвердила основные положения. По вывозу мелкопартиошшх грузов себестоимость работ снизилась на производительность автомобилей выросла на 27,9^, по вывозу сыпучих грузов снижение себестоимости составило 2,21%, рост производительности 20,2^.

Результаты исследований нашли отражение в ряде отчетов НИР КазНИПИАТ НПО "Казавтотранстехника", а для работников транспортно-экспедициошшх служб автопредприятий разработаны положения и рекомендации по технологии диспетчерского управления вывозом грузов со станций железных дорог, прошедшие апробацию в Чимкентском транспортном узле.

Принципы и положения работы легли в основу разрабатываемой автоматизированной системы оперативного управления перевозками грузов по Павлодарскому транспортному узлу (АСОУ-ТУ)) П очередь АСОУ-ТУ реализуется на локальной сети персональных 3RM IBM PC и

1

Исходные данные

Елок по имитации ФОЗ

Выбор направления в транспортной сети

4 Подбор остальных грузопунктов

Расчет параметров рейса

7 Проверка по временным ограничениям

Клок по

имитации Ш

Л

II Определение элементов задания

12 Результаты имитации перевозочного процесса

13

п

2] Выбор первого грузопункта

3 Проверка по организационно-технологическим ограничениям_

Выбор маршрута движения_

Г

-1

Блок по имитации отклонений

Законы распределения случайных величин по элементам задания

Генератор псевдослучайных чисел

10 Определение значений отклонений

Блок по анализу результатов имитации ОДУ

Определение технико-эксплуатационных показателей

14 Определение технико-экономических показателей и оценка эффективности ОДУ

1}

Рис. 2. Блок-схема имитации ДУ вывозом мелкопартионных грузов

направлена, кроме задач учетно-отчетного характера и финансовых взаимоотношений, на решение оптимизационных задач: расчет сменно-суточного плана перевозок, формирование оперативных и сменных заданий. Расчетный экономический эффект от внедрения П очереди АСОУ-ТУ по автоколонне 2564 Павлодарского ПО транспорта составил 133,5 тыс.руб.

швода

1. Анализ объекта исследований выявил невысокое качество обслуживания автотранспортом станций железных дорог и грузополучателей и низкую эффективность использования аитотрансгюртних средств на вывозе грузов. Недостаточно высокий уровень взаимодействия видов транспорта обусловлен, наряду с другими факторами, низкой эффективностью оперативного управления перевозочным процессом. Вследствие этого необходимо совершенствование оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) перевозками грузов в транспортных узлах.

2. Требования, предъявляемые к оперативному управлению, определили необходимость разработки объекта исследования именно как системы управления. Реализация ОДУ как системы подразумевает разработку функций учета, контроля и анализа работы участников транс- . портного процесса как вспомогательных, функций формирования заданий и сменно-суточного планирования как' главных фушсций и информационного взаимообмена между ними.

3. Необходимость обеспечения качества обслуживания грузополучателей и станций железной дороги и повышения эффективности использования АТС обусловили применение ситуационно-динамического подхода и оперативного режима функционирования системы ОДУ. Сущностью ситуационно-динамического подхода является учет всех значимых факторов, влияющих на эффективность транспортного процесса, учет всех ограничений и изменений в условиях протекания перевозочного процесса в течение дня при выработке управляющих воздействий. Оперативность режима функционирования системы подразумевает сокращение периода принятия и выполнения управленческих решений для своевременного учета изменений в транспортной ситуации.

4. В исследовании обосновано и проведено разделение процессов принятия управленческих решений на две части - разработку ССП без конкретного перечня грузов (кроме повагошшх тарно-штучных) и гру-зопунктов и формирование оперативных заданий на каждую ездку автомобиля и сменных заданий на каждый автомобиль,в зависимости от вида груза, с определением конкретных грузопушетов и времени выполнения элементов заданий. то

5. Разработаны методы по выбору грузов, грузопунктов и маршрутов, включающих учет всех факторов, условий и ограничений, влияющих на перевозочный процесс, и определение времени выполнения заданий. Для развозочных маршрутов дополнительно разработаны последовательность выбора направления транспортной сети города и порядок объезда грузопушста.

6. Выполненный анализ методов управлония выявил, что оптимизация перевозочного процесса методами линейного программирования эффективна при достаточно ограниченном количестве факторов и условий перевозок и применяется для планирования с периодом равным суткам

и более устойчивом грузопотоке заранее извеотным грузополучателям и для однородных грузов. Вследствие этого для развозочных маршрутов по исследуемому объекту применена оптимизация перевозочного процесса на основе эвристических алгоритмов по методу Кларка-Райта, обеспечивающих оперативность принятия решений, простоту расчета и приемлемую точность.

7. В условиях высокой стохастичности перевозок грузов на рассматриваемом объекте исследования эффективным инструментом анализа вариантов ОДУ является имитационное моделирование процессов перевозок и управления ими. Данный метод позволяет сделать выбор как отдельных критериев эффектив1юсти системы,' так и составляющих ее подсистем, т.е. круг задач, охватываемых этим методом исследования, достаточно широк.

Моделирование процессов управления выявило повышение эффективности оперативного управления при реализации выбранного варианта ОДУ: снижение себестоимости перевозок по мелкопартионным грузам составило 4$, по сыпучим грузам 2,3%, повышение производительности АТС соответственно 27,9$ и 20,2$.

8. Повышенная трудоемкость полноцешюго ведения учета, контроля, разработки ССП, формирования заданий и анализа выполнения плана перевозок в условиях ограниченности сроков на принятие решений обуславливает целесообразность автоматизации основных управленческих функций. Значение автоматизации ОДУ возрастает с ростом объема перерабатываемой информации и усложнении расчетов при выработке управляющих воздействий. Поэтому разработка автоматизированной системы оперативного управления вывоза грузов со станций железных дорог особенно актуальна на крупных станциях.

9. Теоретические исследования по рассматриваемому объекту легли в основу разрабатываемой автоматизированной системы оперативного управления вывозом грузов со ст.Павлодар-Шшй. В ней наряду с

формированием и выдачей перевозочных документов, ежедневного и месячного учета и отчетности, документов по финансовым взаимоотношениям участков транспортного процесса производится оптимизация перевозочного процесса на уровне оперативного цианирования (сменно-суточный план) и диспотчерского управления (формирование сменных и оперативных заданий). Расчетная величина экономического эффекта от внедрения АСОУ-ТУ составляет 133,5 тыс.руб.

Основные положения диссертации и результаты исследований опубликованы в следующих работах:

1. Ахмотов С.И., Алдобергенов Б.М., Бибаиов 1.Р. Об оцонко эффективности использования оборотных автотранспортных средств./ Автомобильные перевозки. Управление и организация: Сб.научн.трудов/ КазНИПИАТ, Алма-Ата, 1985 г., с. 39-43.

2. Ахметов С.И., Алдабергенов Б.М., Пономаренко Г.В. Алгоритм формирования сменных заданий автомобилям (водителям) на вывоз по-вагонных грузов со станций железных дорог./ Депоннр.рукоп.Библиог. указ. ВШШТИ. "Депонированные научные работы" М. 1986, й 3 (173), с. 168-169.

3. Алдабергенов Б.М. Моделирование процесса формирования оперативных заданий на вывоз мелкопартионных грузов./ Пути повышения эффективности и качества обслуживания народного хозяйства автомобильным транспортом: Сб.научн.трудов/ НПО "Казавтотранстехника", Алма-Ата, 1990 г., с. 52-61.