Анализ использования автомобильного транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Характеристика транспортно-складского комплекса

1.1 Общие сведения о предприятии

транспортный груз складской

Промышленная группа «Система» занимается изготовлением, модернизацией и ремонтом существующих конструкций тележек вагонов метрополитена со шпинтонным и поводковым буксовым подвешиванием, а также изготовлением запасных частей к ним.

С 1977 на основании распоряжения Совета Министров СССР №385 от 23.02.77 года и приказа МТ и ТМ №90 от 24.03.77 года Калининский вагоностроительный завод (КВЗ) приступил к производству тележек вагонов метрополитена мод. 81-717 и 81-714 с поводковым буксовым подвешиванием.

В 1987 году в соответствии с приказом МТ и ТМ №43 от 03.02.87 года» О модернизации серийно-выпускаемых вагонов метрополитена» КВЗ начал производство модернизированных тележек вагонов метрополитена со шпинтонным буксовым подвешиванием.

История создания ООО НПЦ "«Система» начинается с 1992 года. Основной продукцией предприятия являются тележки вагонов метрополитена моделей 81-717; 81-714; рамы для тележек вагонов метрополитена различных типов; амортизаторы центрального подвешивания; блок-тормоз; тормозные цилиндры, оси колесных пар, буксы, корпус редуктора, а также запасные части (узлы и детали) ко всем моделям тележек вагонов метрополитена.

Предприятие находится в г. Твери, которое занимает выгодное географическое положение, находясь между Москвой и Санкт-Петербургом. Предприятие имеет свой грузовой и легковой транспорт, подъездные автомобильные пути с выходом на железнодорожную и автомобильную магистрали Москва-Санкт-Петербург. Сегодня продукция ООО НПЦ «Система» предприятия используется во всех метрополитенах России, а также метрополитенах стран СНГ и зарубежья.

В 2010 году, предприятие включено в члены Торгово-промышленной палаты г. Санкт-Петербурга, продлило действие сертификатов соответствия на все типы рам тележек вагонов метрополитена и получило сертификат соответствия производства по стандарту ГОСТ Р ИСО 9001-2008.

ООО НПЦ «Система» имеет на балансе следующие основные фонды, оборудование и иное имущество, необходимое для выполнения работ:

· автомобиле(ВАЗ-2104, ВАЗ-2104, КамАЗ-532150, КамАЗ-53215N);

· козловой кран КК-5;

· машины термической резки металла;

· обрабатывающие центры;

· расточные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные,

резьбонакатные, токарно-карусельные станки;

· сварочное оборудование;

· станки с ЧПУ;

· термические печи;

· шарнирно-балансировочные манипуляторы;

Производственные мощности предприятия позволяют оказывать следующие услуги:

· производство узлов и комплектующих для вагонов и тележек метро;

· услуги по изготовлению крупных сварных узлов любой сложности;

· научно-исследовательские разработки, с проведением всех необходимых испытаний;

· услуги магнитной и ультразвуковой дефектоскопии;

· металлообработка (расточка, фрезеровка, протяжка, сверловка, шлифовка, токарная обработка;

· услуги термической обработки металлов (цементирование, закалка);

· раскрой листового металла плазморезом;

· услуги по складированию материалов.

1.2 Общая характеристика транспортно-складского комплекса

На его территории располагаются: административно-бытовой корпус, участки (сборочно-сварочный, термообработки), склады (открытый склад металла, склад тары, алюминиевый склад, склад тележек, открытый склад рам, склад осей, открытый склад кагатов), спортзал.

На территории предприятия имеется один погрузочно-рагрузочный пост. Он расположен на территории открытого склада металла. На этом посту осуществляется как отгрузка готовой продукции, так и разгрузка сырья. Все перевозки с территории предприятия осуществляются автомобильным транспортом.

Список транспортных средств, состоящих на балансе ООО НПЦ «Система»

№ пп.	Тип ПС	Марка автомобиля
1	Легковой	ВАЗ-2104, ВАЗ-2104
2	Бортовой	КамАЗ-532150
3		КамАЗ-53215N



2. Аналитическая часть

2.1 Методика выбора автотранспортных средств

Общая концепция доставки грузов (под доставкой грузов понимается совокупность операций, выполняемых с продукцией после ее изготовления и до получения потребителями: складирование, хранение, комплектование, упаковка, пакетирование, контейнеризация, погрузка, разгрузка, транспортирование, перегрузка, сбыт и ряд других) предполагает, что для ее выполнения будут найдены самые дешевые и эффективные способы. Очевидно, что реализация данной концепции во многим зависит от правильного выбора средств транспортирования грузов, а также средств и способов выполнения погpузочно-разгpузочных работ с ними.

Цель выбора - отыскание таких автотранспортных средств (АТС), которые удовлетворяют комплексу заданных технических требований, а их применение экономически целесообразно.

Выбор АТС, а также согласование их работы относится к разряду практических повседневных задач, которые приходится решать менеджерам предприятий, организаций и фирм для доставки своей продукции потребителям, обеспечения производства сырьем, материалами, комплектующими изделиями, запасными частями и оборудованием. Выбор машин, наиболее полно удовлетворяющих предъявляемым требованиям, важный и ответственный этап работы менеджеров. Наиболее всеобъемлющим и объективным подходом к решению этого круга задач является системный подход, который позволяет учитывать особенности конкретной системы доставки грузов, взаимосвязь ее с внешней средой, состояние системы в настоящее время и прогноз ее развития в будущем. Однако применение системного подхода к выбору АТС сопряжено с рядом как объективных, так и субъективных трудностей. В полном объеме такой подход может быть реализован только при наличии методик его выполнения, достаточно высокой квалификации менеджеров, детально знакомых с технологическим процессом доставки грузов, обладающих исчерпывающей информацией об основных типах (моделях, модификациях) АТ, выпускаемых промышленностью, имеющих ясное представление об их конструктивных и эксплуатационных возможностях, а также использующих в своей работе современные средства связи, компьютерные и информационные технологии.

Обычно выбор проводят по двум группам критериев: техническим и экономическим в два этапа (рис. 3).

На первом этапе выбирают гамму автомобилей, которые по своим техническим характеристикам (возможностям) и качеству соответствуют целям и задачам выбора.

На втором этапе выполняют технико-экономические расчеты и определяют экономическую целесообразность применения альтернативных вариантов техники, выбранной на первом этапе. Для этого рассчитывают и сравнивают все выбранные варианты отдельных машин (или комплекса машин) по следующим экономическим показателям:

- инвестиции (капитальные вложения), на приобретение и установку каждой машины или системы механизации, вспомогательного оборудования, необходимого для их эксплуатации (например, эстакад, выравнивающих площадок, подкрановых путей, оборудования для выполнения технического обслуживания и ремонта, и пр.), а также наем персонала eгo обучение и переобучение;

- эксплуатационные расходы, прибыль;

- себестоимость транспортирования и переработки одной тонны груза;

- численность и производительность рабочих, занятых в системе доставки грузов (водителей, машинистов, стропальщиков, грузчиков и других).

Экономически выгодной считается такая техника, которая дает наибольший годовой экономический эффект по сравнению с другими вариантами. Годовой экономический эффект применения машины представляет собой суммарную экономию всех производственных ресурсов (труда рабочих, материалов, капитальных вложений и т.п.), которую получает предприятие в результате эксплуатации приобретенной техники.

Важнейшими требованиями при выборе техники являются надежность ее работы в заданных условиях, а также безопасность в узком и широком смысле этого слова (для обслуживающего персонала, в целом для социума и окружающей среды). В ряде случаев соблюдение условий безопасности особенно экологической вынуждают принимать более дорогие решения по экономической оценке. При выборе типа АТС различают два направления.

Первое направление связано с прогнозированием направлений развития конструкций автомобилей, прицепов и полуприцепов, транспортирующих машин и механизмов для определения перспективной структуры и параметров техники для отдельных отраслей или экономики в целом. Это задача большого масштаба (вплоть до государственного), решение которой затрагивает многие отрасли экономики, обеспечивающие производство и эксплуатацию АТС металлом, топливом, шинами, станками, приборами, инструментами, комплектующими изделиями, полуфабрикатами строительными материалами и многим другим. Задачи подобного рода являются предметом глубоких и разносторонних экономических и технических исследований, выполняемых коллективами специалистов разных отраслей и требуют значительных затрат труда и времени. /6/

Второе направление заключается в выборе техники для обеспечения объемов перевозок грузов с конкретной транспортной характеристикой и в условиях эксплуатации, определяемых заказчиком.

От того, на сколько правильно произведен выбор АТ зависит надежность и качество доставки грузов, необходимых потребителям (в нужном количестве, нужного качества, в заданное время, за установленную цену), а также величина материальных и денежных издержек. При оптимальном выборе необходимой техники могут быть достигнуты наименьшие эксплуатационные расходы, рациональный уровень капитальных вложений и обеспечена нормальная рентабельность предприятия.

При выборе АТ для конкретных условий эксплуатации необходимо не только стремиться к достижению высокой эффективности работы предприятия, но и учитывать требования клиентов.

Немаловажной составляющей выбора АТ является его информационное обеспечение и поддержка. Грамотный выбор не может быть сделан без обширнейших сведений об эксплуатационных качествах и конструктивных особенностях АТ (том числе соответствии их параметров предполагаемым условиям эксплуатации), о наличии необходимых нам типов и моделей машин на рынке товаров или услуг и соответственно с этим, о возможностях и условиях их приобретения, заказа или аренды. Нелишне также иметь информацию о сервисном обслуживании приобретаемой техники. Кроме того, надо знать цены как на саму технику, так и ориентироваться в затратах, связанных с ее эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом (цены на запасные части, расходные материалы, топливо, шины и многое другое), сертификацией, лицензированием с подготовкой и переподготовкой персонала.

Выбор техники, как и любое управленческое решение, начинается со сбора информации, ее обработки и анализа. Источниками информации могут быть: стандарты, законы, постановления, указы, каталоги и проспекты фирм, реклама, профессиональные журналы и другие периодические издания, данные, размещенные на сайтах Интернета, отзывы потребителей техники о ее достоинствах и недостатках и многие другие.

После сбора информация должна быть соответствующим образом обработана и проанализирована. Для анализа информации в за видимости от целей и задач выбора можно использовать, как различные отдельные методы: например, прямого сравнения показателей, экспертной оценки, математического моделирования, так и их комбинацию.

Не надо забывать, что какой бы хорошей не была выбранная техника, она сама по себе не принесет желаемого результата. Чтобы его достигнуть, необходимо после приобретения машин правильно (рационально) организовать их работу, нацеливаясь на получение максимального эффекта при минимальных эксплуатационных расходах, при обязательном соблюдении существующих норм и правил, а также договорных обязательств с клиентами.

На выбор АТС влияет целый ряд факторов (см.рис. 4). Основными из них являются вид груза и его транспортные характеристики. На основе этих факторов выбирается тип кузова автотранспортного средства. При выборе типа кузова должны учитываться обеспечение сохранности груза и наиболее полное использование грузоподъемности подвижного состава. Так, например, большинство продовольственных и промышленных товаров необходимо перевозить в автомобилях с закрытым кузовом типа «фургон», а такие навалочные грузы, как щебень, песок, гравий и т.п., требуют использования автомобилей и автопоездов с самосвальными кузовами.

На грузоподъемность АТС влияет партионность перевозок, т.е. то количество груза, которое единовременно предъявляется к перевозке. Размер партии груза определяется грузоотправителем и зависит от технологии производства (грузообразования), временем его наполнения, экономически оправданными запасами в местах его складирования и временного хранения. Партионность отправки зависит также и от условий потребления груза у грузополучателя. К основным из этих условий можно отнести: объемы и неравномерность потребления грузов; изменение потребительских свойств грузов с течением времени; наличие, вместимость и оборудование складских помещений; ценность грузов и другие.

На грузоподъемность подвижного состава влияет также возможность укрупнения отправок (или сбора) груза.

На выбор АТС оказывают влияние дорожные условия, которые могут меняться в течение года. Так, например, движение транспортных средств может быть затруднено на грунтовых дорогах при их переувлажнении, при снежных заносах на участках дорог, не обеспеченных достаточным количеством снегоуборочной техники и др. В таких условиях ограничивается применение автопоездов.

По интенсивности движения дорожные условия различаются на городские и внегородские. На внегородских дорогах, где могут применяться более высокие скорости движения, оправдано применение автопоездов с увеличенной мощностью двигателя и повышенными тягово-скоростными свойствами.

В тех случаях, когда в пунктах погрузки или разгрузки экономически не оправдано иметь ПРС, для выполнения перевозок должны выбираться автомобили-самопогрузчики.

Критериями оптимальности выбранного АТС для перевозки определенного вида груза или нескольких видов грузов, сходных по транспортной характеристике, должны быть приведенные затраты на перевозки, производительность подвижного состава, трудоемкость его использования, энергоемкость и металлоемкость (материалоемкость) перевозок.

Немаловажным фактором при выборе АТС является формирование на предприятиях одномарочного парка подвижного состава, что в значительной степени снижает затраты на его техническое обслуживание и ремонт.

При наличии значительной неравномерности перевозок (внутрисменной, суточной, месячной) различных видов грузов наиболее эффективным может быть применение многоцелевых автомобилей с открытой бортовой платформой или автомобилей со сменными кузовами. /6/



2.2 Методика расчёта необходимого количества АТС

Необходимое количество автотранспортных средств А_р определяется исходя из объема перевозок грузов за определенный период Q и производительности одного АТС Р_Q за тот же период.

Так, например, при заданном суточном объеме перевозок грузов Q_сут расчет необходимого количества подвижного состава осуществляется по формуле

А_р = Q_сут / Р_{Q, сут} = Q_сут / (q_н г_с n_{е, сут}) = Q_сут Т_л / (q_н г_с t_е),

где q_н - грузоподъемность АТС, т; г_с - среднее значение статического коэффициента использования грузоподъемности АТС; n_е - количество ездок, выполняемых АТС за сутки; Т_л - время работы АТС в сутки, ч; t_е - время ездки, ч.

При установлении структуры автопарка предприятия (организации) необходимо учитывать неравномерность перевозок различных видов грузов.

Нередко в качестве показателей, характеризующих неравномерность перевозок, используются коэффициенты неравномерности объемов перевозок (коэффициенты часовой, суточной, недельной, месячной (сезонной) неравномерностей объемов грузоперевозок). При использовании в расчетах коэффициента суточной неравномерности перевозок, который определяется как отношение максимального суточного Q_{max, сут} к среднему суточному объему перевозок за год Q_{ср, сут} - k_{н, сут} = Q_{max, сут} / Q_{ср, сут}, необходимое количество подвижного состава определяется по формуле

А_р = Q_год k_{н, сут} / (Р_{Q, сут} D_р),



где Q_год - годовой объем перевозок грузов, т; D_р - количество рабочих дней в году; Q_{р, сут} = Q_год k_{н, сут} / D_р - расчетный суточный объем перевозок грузов.

Однако использование коэффициентов неравномерности приводит к неоправданному завышению количества подвижного состава. При оптимизации структуры парка АТС в условиях неравномерности транспортно-технологических процессов необходимо учитывать возможность использования привлеченного транспорта.

На производительность АТС влияют: грузоподъемность подвижного состава; степень использования грузовместимости АТС; технология и организация процесса транспортирования грузов; расстояние перевозок; тягово-скоростные свойства выбранного для перевозок АТС; дорожные условия; способ выполнения и механизация погрузочно-разгрузочных работ (ПРР); организация работ по приему и отправлению АТС на погрузочно-разгрузочных пунктах (ПРП); время пребывания транспортных средств в наряде и на линии.

Расчету производительности АТС предшествует изучение применяемых или разработка рациональных транспортно-технологических схем доставки грузов. Транспортно-технологические схемы перевозки грузов чаще всего представляются в виде таблиц. В таблицах указываются: местонахождение груза; наименование операций и их содержание; способы выполнения операций и используемые для этого средства; количество погрузочно-разгрузочных средств; количество постов на грузовых фронтах; продолжительность каждой операции; должности (профессии) работников, выполняющих операции.

Как известно, законченный комплекс операций, необходимых для доставки грузов, представляет собой цикл транспортного процесса. Под циклом транспортного процесса понимается ездка, включающая в себя время нахождения АТС на пункте погрузки груза t_п, время движения с грузом t_г, время нахождения АТС на пункте разгрузки tр и время подачи подвижного состава под очередную погрузку (движение без груза) t_х.

Таким образом, время ездки равно

t_е = t_п + t_г + t_р + t_х.

При определении необходимого количества автопоездов требуется уточнение в полуприцепах или прицепах. Так, например, при организации работы седельных тягачей с заменой полуприцепов на погрузочно-разгрузочных пунктах необходимое их количество может в 1.5 - 1.6 раза быть большим, чем тягачей.

Общая численность автомобильного парка предприятия определяется как сумма необходимого количества подвижного состава для каждого вида груза. Наиболее точно количество транспортных средств устанавливается при разработке графиков их работы, позволяющих предусматривать возможность использования подвижного состава на разных участках перевозок. /6/

Перевозки грузов могут осуществляться транспортом общего пользования или общественным транспортом, который сосредоточен в автотранспортных предприятиях с государственной (муниципальной) формой собственности, с частной формой собственности (частные транспортные фирмы) или со смешанной формой собственности, а также собственным парком автотранспортных средств, принадлежащим предприятиям различных ведомств.

В зависимости от исходных условий могут быть три основных варианта постановки задачи по определению структуры автомобильного парка:

весь объем перевозок может быть освоен имеющимся в наличии парком автотранспортных средств. В этом случае задача сводится к нахождению оптимального плана использования подвижного состава;

имеющимся парком может быть освоена лишь часть объема перевозок. В этом случае задача сводится к оптимальному доукомплектованию транспортного парка необходимым подвижным составом;

наличный парк отсутствует (принят «нулевым»), известны транспортные средства, которые в принципе могут быть использованы в освоении заданного объема перевозок, в этом случае задача сводится к отысканию оптимальной структуры автомобильного парка.

Очевидно, что лишь постановка задачи по последнему из отмеченных вариантов может гарантировать получение действительно оптимального (или близкого к нему) результата для данного критерия оптимальности.

При оптимизации структуры собственного автопарка промышленных (сельскохозяйственных) предприятий (объединений) необходимо одновременно рассматривать вопрос о целесообразности привлечения для перевозок транспортные средства автотранспортных или прочих предприятий, имеющих необходимый подвижной состав. Такая постановка задачи важна для тех предприятий, где значительная часть в объеме перевозок осуществляется в определенные периоды года, т.е. носит сезонный характер.

Исходными данными при оптимизации структуры автопарка являются:

объемы перевозок сгруппированных определенным образом грузов и их распределение по периодам года и расстояниям;

партионность перевозок;

подвижной состав автомобильного транспорта, который в принципе может быть использован на перевозках рассматриваемых групп грузов;

технико-эксплуатационныеи и экономические показатели, определяемые только типоразмером подвижного состава и принятые постоянными для всех видов перевозок (номинальная грузоподъемность; стоимость транспортных средств; отчисления на восстановление подвижного состава; расходная ставка на 1 ч. его работы);

технико-эксплуатационные и экономические показатели, зависящие от типоразмера подвижного состава, технологии и условий перевозок (коэффициент использования грузоподъемности; коэффициент использования пробега; продолжительность простоя под погрузкой и разгрузкой; техническая скорость движения, расходные ставки, связанные с работой подвижного состава).

Ограничением задачи является то, что автомобили-самосвалы могут перевозить только навалочные (насыпные) грузы, а автомобили (автопоезда) обычной проходимости не работают в тяжелых дорожных условиях (в период бездорожья).

Кроме того, при установлении структуры парка транспортных средств в сельском хозяйстве необходимо учитывать, что часть перевозок (в основном внутрихозяйственные перевозки) могут осуществляться тракторными поездами.

В основу задачи, направленной на выбор критерия оптимальности и создания или выбора экономико-математической модели, ставится необходимость достаточно полного учета всех факторов, определяющих условия эксплуатации подвижного состава.

Критериями оптимальности при выборе автомобильного транспортного средства могут быть те же показатели, которыми оцениваются эффективность использования подвижного состава, т.е. производительность автомобилей, трудоемкость их использования, энергоемкость, металлоемкость (материалоемкость) и другие. Однако обобщающими показателями являются экономические. Поэтому при решении данной задачи в качестве критерия оптимальности необходимо использовать такие показатели, как приведенные затраты, рентабельность перевозок и др.

Приведенные затраты должны учитывать не только затраты на транспортирование грузов, но и расходы, связанные с выполнением погрузочно-разгрузочных операций.

Неравномерность перевозок влияет на загрузку подвижного состава по времени и оказывает существенное влияние на структуру автопарка предприятий.

Неравномерность перевозок порождается неравномерностью производства и потребления продукции, состоянием дорог (подъездов) в различные периоды года и другими причинами. В связи с этим, одним из важнейших этапов при определении структуры автомобильного парка является установление объемов перевозок различных видов грузов по периодам года. Данный вопрос решается либо в результате изучения основных характеристик производственной деятельности промышленных, сельскохозяйственных и др. предприятий (планируемые объемы выпуска готовой продукции, потребность в сырье, объемы строительства и т.д.), либо на основе разработанных детерминированно-стохастических моделей транспортно-производственных процессов.

При оптимизации структуры автопарка предприятий, как отмечалось ранее, в качестве расчетного объема грузоперевозок зачастую принимается максимальный - Q_max. Однако в этом случае годовая загрузка автотранспортных средств принимает минимальные значения, что приводит к существенному снижению технико-экономических показателей использования автомобильного парка. Исходя из этого, одним из переменных показателей при оптимизации структуры автопарка должен быть расчетный объем грузоперевозок, а критерий оптимизации должен учитывать затраты на привлечение к перевозкам автотранспортных средств прочих предприятий.

При решении задачи с применением ЭВМ наиболее удобно использовать итерационный метод (см. рис. 6), который заключается в пошаговом изменении расчетного объема перевозок - Q_y от Q^min до Q^max (где Q^min, Q^max - соответственно минимальный и максимальный объемы перевозок за расчетный период времени, т.е. сутки, неделю, месяц и т.д.). Шаг изменения расчетного объема перевозок устанавливается исходя из заданной точности решения задачи. Наиболее удобно в качестве шага использовать производительность автотранспортного средства за расчетный период. При изменении Q_y определяется годовой объем перевозок, приходящийся на собственный парк автотранспортных средств - Q_г^c и на привлеченный - Q_г^пр.

Объем грузоперевозок привлеченным подвижным составом в период ф составит Q _ф ^пр = Q _ф - Q_y (при Q _ф > Q_y) или Q _ф ^пр = 0 (при Q _ф? Q_y).

Из графика изменения месячных объемов перевозок в течение года (рис. 6) видно, что при Q_y = Q_yd годовой объем перевозок привлеченным транспортом равен части полученной эпюры, расположенной над линией Q_yd. Годовой объем перевозок собственным автопарком увеличивается с изменением Q_у от Q^min до Q^max.

В качестве расчетных объемов перевозок можно также рассматривать объемы транспортирования в каждый расчетный период. Так, например, когда в качестве расчетных принимаются месячные объемы перевозок, то Q_у поочередно присваиваются значения Q₁…Q_12.

В общем виде идея экономико-математической модели оптимизации структуры автомобильного парка предприятий заключается в определении такого количества собственных транспортных средств j-ого типа и марки - A_c,j и привлеченных автомобилей - A_{пр, j,} при которых функция цели F_k,l,у (A_c, А_пр) min

F_{k,l, у} (A_c, A_пр) = ? min (П_k,l,j,ф Q_{с, ф} + З _k,l,j,ф)> min,

^{x ? R}

где k - индекс вида грузоперевозок (k = 1, 2,..., K); l - индекс интервала расстояний (участок) перевозок (l = 1, 2,..., L); j - индекс типов и марок автотранспортных средств (j = 1, 2,..., J); х - индекс расчетного периода (ф = 1, 2,..., R); у - номер расчетного уровня (у = 1, 2,...,Y); Q _ф ^c - объем перевозок, приходящийся на собственный подвижной состав в ф период, т; П_к,l,j,ф - удельные приведенные затраты на перевозки, осуществляемые подвижным составом j-ой марки собственного автопарка в период ф для k-ого вида грузоперевозок и l-ого диапазона расстояний, руб./т; З _k,l,j,ф - затраты на перевозки, осуществляемые привлеченным подвижным составом.

Как известно, при расчете удельных приведенных затрат необходимо учитывать как эксплуатационные, так и капитальные затраты, т.е.

П_к,l,j,х = (З_к,l,j,х + Е_н К_к,l,j,х) / Q_х^c, тыс. руб./т,

где З_к,l,j,х - эксплуатационные затраты в х период, тыс. руб. в год; Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (величина, обратная сроку окупаемости); К_к,l,j,х - сумма капитальных вложений (единовременных затрат), тыс. руб.

Эксплуатационные затраты делятся на переменные, условно переменные и постоянные. Постоянные затраты не зависят от величины транспортной работы. В связи с этим при увеличении расчетного уровня и, соответственно, снижении загрузки собственного автопарка постоянные затраты возрастают.

При установлении структуры автомобильного парка промышленных и сельскохозяйственных предприятий критериями оптимальности являются: минимум приведенных затрат по автотранспортному парку предприятия и суммарные годовые затраты по собственному и привлеченному транспорту. В некоторых случаях при минимальных суммарных затратах рентабельность перевозок может быть незначительной или даже отрицательной. В связи с этим при установлении структуры парка транспортных средств автотранспортных предприятий (АТП) необходимо также осуществлять расчет и оценивать рентабельность перевозок, т.е. структура автомобильного парка АТП является оптимальной в том случае, когда суммарные затраты имеют наименьшее значение, а рентабельность достигает максимума и является достаточной.

Переменными показателями при оптимизации состава автопарка для конкретного вида грузоперевозок являются тип и марка автотранспортных средств, участвующих в конкурсе, и расчетный объем перевозок.

В процессе оптимизации для каждого значения Q_y определяются: количество собственных и привлеченных автотранспортных средств рассматриваемого типоразмера; годовая загрузка и приведенные затраты на перевозки рассматриваемым подвижным составом; экономически наиболее пригодные типы и марки автомобилей (автопоездов); суммарные затраты на перевозки собственным и привлеченным автопарком; рентабельность перевозок собственным подвижным составом.

Укрупненная алгоритмическая блок-схема решения задачи по установлению структуры автомобильного парка для k -го вида перевозок и l -го диапазона расстояний (участка) перевозок приведена на рис. 7 и на листе 8. /6/

2.3 Теоретические основы анализа грузопотоков с использованием вероятностно-статистических методов

При решении задач на автотранспорте необходимо обрабатывать большое количество экспериментальных или статистических данных для проверки гипотезы о подчинении их определенному закону распределения случайных величин. Только при очень большом числе наблюдений элементы случайности сглаживаются и случайное явление обнаруживает в полной мере присущую ему закономерность.

Обычно число наблюдений ограничено, поэтому важно подобрать для данного статистического материала теоретическую кривую распределения, выражающую лишь существенные, но не случайные черты статистических данных. Такая задача называется задачей выравнивания статистических данных. Решение задачи о наилучшем выравнивании, которая в общем случае является неопределённой, зависит от того, что считать наилучшим. При установлении законов распределения полезно использовать следующие приемы.

1. Часто принципиальный характер кривой распределения известен из теоретических соображений, связанных с существом задачи, или из аналогичных задач, а из опыта нужно определить лишь входящие в закон распределения числовые параметры.

2. В некоторых случаях теоретическую кривую выбирают, учитывая внешний вид статистического распределения. Например, при представлении статистических данных о времени отправлений автобусов в виде графика (гистограммы) установлено, что он расположен приблизительно равномерно на всем интервале.

3.Иногда полезно использовать систему кривых Джонсона или Пирсона, каждая из которых в общем случае зависит от четырех параметров, а ее выбор можно осуществить с использованием специально разработанных графиков.

4.При использовании ЭВМ при заданных статистических данных можно определить несколько законов распределения и выбрать наилучший. В качестве критерия выбирают наилучшее согласие теоретического и статистического распределения, минимум параметров закона, необходимость дальнейшего использования. Например, математический аппарат теории массового обслуживания хорошо разработан для случайных величин, подчиняющихся показательному закону, а для случайных процессов - распределению Гаусса. /2/

Вычислительная схема определения числовых характеристик закона распределения случайных величин в предположении, что закон известен, включает несколько этапов.

1. Представление экспериментальных или статистических данных в форме статистического ряда или графически в виде гистограммы для непрерывных случайных величин, или полигона - для дискретных.

2. Определение параметров закона распределения.

3.Проверка согласия теоретического и статистического распределения по критериям согласия Пирсона x² или Колмогорова.

4. Построение графика теоретической кривой распределения, если это необходимо.

Например, имеются результаты наблюдений над случайной величиной Т, представленной в виде статистических данных t₁, t₂,…, t_n (n-общее количество значений).

В общем случае будем пользоваться термином статистические данные, подразумевая, что это могут быть результаты эксперимента, опыта, наблюдения или сбора нужных данных.

Для большей компактности и наглядности статистические данные преобразуют в статистический ряд, который строится по следующему принципу. В случае непрерывных случайных величин определяют диапазон изменения значений t_i как разность между максимальным и минимальным значением, т.е. размах R= t_max- t_min.Затем делят R на интервалы или «разряды» с шириной, равной h, и подсчитывают количество m_N, приходящихся на каждый N интервал. Полученные числа делят на общее число наблюдений n и определяют относительную частоту или частность r_N, соответствующую данному интервалу. Поделив r_N на ширину интервала h_N, получают эмпирическую плотность p^*_N, т.е.

; .

Для дискретной случайной величины, принимающей значения 1, 2, 3, …, N, подсчитывают количество значений m₁, m₂, …, m_N и определяют частость. Очевидно, что сумма всех частостей равна единице.

Построим таблицу, в которой приведены интервалы (разряды) в порядке их возрастания и соответствующие этим интервалам частости. Эта таблица называется статистическим рядом(табл. 2). Причем в общем случаи ширина интервалов h_N различна, т.е. h₁?h₂?…h_N. В таблице t_н и t_к - начальное и конечное значения случайной величины, которые на практике выбираются близкими к целочисленными минимальным и максимальным значениям, т.е. t_н?t_min;t_к?t_max. Обычно из физических соображений значения t_min и t_max округляют до значения, кратного ширине интервала h, причем t_min в меньшую сторону, а t_max в большую. Представление статистических данных в виде таблицы является наиболее общим и характерно для непрерывных случайных величин. Однако при равных значениях h ширина интервала h₁=h₂=…=h_N=h.Более того, для h₁=h₂=…=h_N=1 частости и эмпирическая плотность совпадают, т.е. значения гр. 5, 6 одинаковы. Для непрерывной случайной величины статистические данные разбивают на 5-20 интервалов (разрядов).

Типовая таблица для представления статистического ряда непрерывных случайных величин

№ п/п N	Интервал или разряд ti,ti+1	Середина интервалов tN	Частота mN	Частость rN	Плотность
					Эмпирическая p*N	Теоретическая f(tN)
1	tн; tн+h1;	tн+ h1	m1			f(t1)
2	tн+h1; tн+h1+h2;	tн+ h1+ h2	m2			f(t2)
…	…	…	…	…	…	…
N	tк-hN; tк	tк-	mN			f(tN)

Для выбора оптимальности ширины (длины) интервала используют формулу

,



где t_max, t_min - соответственно наибольшее и наименьшее значения; n - обьём статистической совокупности.

Длины интервалов могут быть одинаковы и различны. Целесообразнее выбирать одинаковые и целочисленные. Однако при оформлении данных о случайных величинах, распределённых крайне неравномерно, иногда удобно в области наибольшей плотности распределения выбирать более узкие интервалы, чем в области наименьшей.

Известно, что минимальное количество значений (частот) в интервале не должно быть меньше 5. Если количество наблюдений в отдельных интервалах очень мало нужно объединить рядом стоящие. При группировке наблюдаемых значений случайной величины по интервалам нужно определить, к какому интервалу отнести значение, находящееся на границе двух интервалов. В этом случае можно прибавлять к каждому из двух смежных интервалов по или поочередно заносить единицу в один или другой интервалы.

Для наглядности статистические данные в случае непрерывных случайных величин часто оформляют в виде гистограммы, которую строят по частотам или частостям (целесообразнее по частостям). Построение ее заключается в следующем. По оси абсцисс откладывают интервалы и, выбрав их как основание, строят прямоугольник, площадь которого равна частоте интервала. Для построения гистограммы частость каждого интервала нужно разделить на его ширину и полученное число взять как высоту прямоугольника. Из способа построения гистограммы следует, что его полная площадь равна единице.

Пользуясь данными статистического ряда, можно приближенно построить и статистическую функцию распределения F^*(t) случайной величины T. Обычно достаточно построить ее по граничным точкам, или серединам интервалов, используя значения частости r_N или произведения эмпирической плотности p^*_N на ширину соответствующего интервала h_N.

Соединяя полученные точки ломанной линией или плавной кривой, получим приближенный график распределения.

Для дискретной случайной величины статистические данные также оформляются в виде таблицы и представляют статистическим рядом.

Типовая таблица для представления данных статистического ряда дискретных случайных величин

№ п/п	Возможное значение tN	Частота mN	Частость rN	Теоретическая вероятность f (tN)
1	2	3	4	5
1
2

Для дискретной случайной величины статистические данные графически оформляют в виде полигона, который строят следующим образом. По оси абсцисс откладывают возрастающие численные значения дискретной величины, а по оси ординат - соответствующие частости. Эмпирическую функцию распределения строят как и для непрерывной. В качестве граничных точек выбирают численные значения дискретной величины.

На следующем этапе вычислительной схемы установления дискретного закона распределения находим неизвестные параметры распределения.

Количество параметров в общем случае колеблется от 1 до 4, а методы их вычисления, как правило, для каждого закона свои. В большинстве случаев они основаны на вычислении математического ожидания, дисперсии и других числовых характеристик (параметров).

Наиболее часто применяют аналитические методы расчета числовых характеристик. Результаты вычислений оформляют в виде таблицы.

Определив параметры законов распределения, строят теоретическую кривую распределения, для чего в полученное уравнение подставляют весь ряд значений (середины интервалов для непрерывных случайных величин и возможные значения для дискретных), вычисленные значения и возможные значения для дискретных), вычисленные значения функции заносят в таблицу и строят график. /2/

Предположим, что для статистических данных определены числовые параметры распределения случайной величины, т.е. подобрана теоретическая кривая. Естественно, между статистическим и теоретическим распределениями неизбежны некоторые расхождения.

Для проверки согласованности теоретического и статистического распределения наиболее распространенным в приложениях является критерии X² или Пирсона.

Вычислительная схема определения согласия по критерию X² сводится к следующему.

1. Определяют меру расхождения

,

где - число значений (частота) в i-м интервале (разряде); - теоретическое значение вероятности в i-м интервале; - общее число наблюдений.

Для удобства вычислений и графического построения плотностей распределения непрерывных случайных величин преобразуем формулу

,

где - соответственно эмпирическая и теоретическая вероятность; - середина N-го интервала для непрерывной случайной величины или возможные значения для дискретной; - ширина (длина) N-го интервала, для дискретной ; n - общее число наблюдений.

Стоит отметить, что значения эмпирической и теоретической вероятности и для непрерывных случайных величин отнесены к ширине интервала, равному единице. Так как вероятность попадания строго в одну точку равна нулю, потому что точку можно рассматривать как интервал сколь угодно малой ширины.

2.Определяют число степеней свободы r как разность между числом интервалов k и наложенных связей (условий) S^*

.

Поскольку при построении законов распределения всегда накладывается требование , т.е. всегда имеется одна связь (условие), и введя замену , получим

,

где - количество числовых характеристик (параметров) закона распределения.

Например, нормальный закон является двухпараметрическим и определяется математическим ожиданием и среднее квадратическим отклонением у, т.е. , а экспоненциальный - однопараметрическим, т.е.

По с помощью приложения 1 определяют вероятность согласия теоретического и статистического распределения. Если вероятность будет больше 0,05, то статистическое распределение согласуется с теоретическими. В противном случае ( 0,05) указанные расхождения будут неслучайными, а выбранный теоретический закон распределения отвергается. Поэтому для описания статистических данных необходимо искать более подходящий закон распределения. /2/

Среди распределений непрерывных случайных величин на практике наиболее часто применяется нормальный закон распределения, называемый законом Гаусса. Он проявляется тогда, когда случайная величина Т является результатом действия большого числа различных факторов.

На большинство встречающихся на практике случайных величин (например, скорость движения автомобиля)влияет значительное число факторов (интенсивность движения, видимость, квалификация водителя и др.), которые в свою очередь являются также случайными и находятся под действием отдельных причин, не зависящих от остальных. Каким бы законом распределения не подчинялись эти отдельно взятые случайные величины, при одновременном влиянии большого их числа суммарное влияние нивелируется, а результат влияния подчиняется закону, близкому к нормальному.

Основные ограничение, налагаемое на изучаемое явление, состоит в том, чтобы все факторы оказывали относительно малое влияние. Если это условие не выполняется и одна из случайных величин(например, интенсивность движения)окажет превалирующее влияние над всеми другими, то закон распределения её может изменить распределение изучаемой величины, т.е. отклонить его от нормального.

Нормальный закон распределения характеризуется плотностью вероятности

где б, у-параметры нормального распределения; б-математическое ожидание случайной величины; у-среднее квадратическое отклонение.

Параметр б является центром симметрии, или центром рассеивания случайной величины, и характеризует положение распределения на оси абсцисс. Размерность б совпадает с размерностью случайной величины Т,так как нормальное распределение описывает непрерывное распределение, для которых площадь под кривой плотности распределения всегда равна единицы.

Нормальная кривая распределения имеет следующие свойства:

- кривая распределения симметрична относительно ординаты, проходящей через точку t= б;

- при изменении математического ожидания б и у=const кривая распределения сохраняет свой вид,лишь смещаясь вдоль оси абсцисс;

- кривая имеет максимум при t=б, равный

- при ветви кривой асимптотически приближаются к оси 0t;

- при увеличении у кривая распределения становится более плоской, растягиваясь вдоль оси абсцисс, а при уменьшении у-вытягивается вверх, одновременно сжимаясь с боков(рис. 1);

- в каждой из половин(левой и правой)можно различить 2 части: в первой (ближе к середине) кривая выгнута кверху, а во второй (дальше от середины)-книзу; между этими частями находится так называемая точка перегиба с абсциссой,равной у;

- по оси t в пределах от - у до у заключено приблизительно 68,3% всей площади, т.е. 2/3; от - у до +2 у-95,5% и от -3 у до 3 у -99,7%.

Из последнего пункта вытекает следующее свойство нормального закона распределения; рассеивание случайной величины в основном укладывается на участке у ± 3 у.

Следовательно, зная среднее квадратическое отклонение и математическое ожидание случайной величины, можно ориентировочно указать интервал её практически возможных значений(размах).Такой способ оценки диапазона возможных значений случайной величины называется правилом «трёх сигм».На основании этого правила можно ориентировочно определить среднее квадратическое отклонение случайной величины, разделив разницу между её максимальным и минимальным значением (размах) на 6. /2/

2.4 Прогнозирование с использованием метода наименьших квадратов

При исследовании различных вопросов, встречающихся при планировании, организации и работе автомобильного транспорта, необходимо обрабатывать экспериментальные и статистические данные, чтобы установить вид и определить параметры аналитических зависимостей.

Получив аналитические зависимости, можно обобщить выводы относительно изучаемых явлений, что ускоряет и улучшает качество исследования, позволяет разработать рекомендации по совершенствованию работы автотранспорта.

Одним из возможных путей получения результатов прогнозирования является математическая обработка данных за текущий период с получением аналитических зависимостей, которые в дальнейшем будут использоваться для получения данных на перспективу.

Рассмотрим выравнивание табличных значений x_i, y_i по следующим зависимостям, которые разбиты на четыре группы

Первая группа:

;

;

;

.

Вторая группа:

;

.



Третья группа:

.

Четвёртая группа:

.

Кроме того, отдельно в пятую группу выделены показательная, степенная и логарифмическая функции, используемые для выравнивания и прогнозирования:

;

;

.

Расчёт коэффициентов осуществляется по формуле(для степенной функции )

;

.

При определении коэффициентов а и b уровней пятой группы удобным и эффективным способом является использование таблиц для занесения промежуточных результатов.



Последовательность вычислений для определения коэффициентов степенной функции

№	xi	yi	lg xi	lg yi	lg2 xi	lg xi lg yi	lg a+b lg xi	y(xi)=axbi	[yi-y(xi)]2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	20
1
2
.
.
n
сумма		-					-	-

Размещено на Allbest.ru

...