Теория транспортных процессов и систем. 2

Введение

Под транспортной системой понимается совокупность людей, транспортных средств и оборудования, образующая связанное или комплексное целое. Предметом нашего рассмотрения является транспортное производство. Несмотря насуществующие различия в подвижном составе, технологических процессах и перевозимых грузах здесь существует много общего. Эти общие черты создают основу обобщения транспортного производства для наиболее рационального использования ресурсов и снижения общественных транспортных затрат.

Транспорт является источником жизненной силы современной экономики, способствующей развитию специализации для всеобщего блага. До появления транспортных средств основным способом передвижения было хождение пешком. Следует отметить, что этот способ передвижения является автономным, надежным, а пополнение энергии не вызывает проблем.

Первым крупным шагом в совершенствовании передвижения стало создание плавающих средств. Изобретение паруса на многие сотни лет сделало его источником движущей силы (помимо животной тяги). С изобретением колеса (1 тыс. лет до н.э. появляются простейшие средства передвижения, использующие животную тягу (собаки, олени, быки, лошади, верблюды).

Важными этапами в развитии транспорта являются применение парового двигателя в начале XIX в., дизельного и электрического двигателей в конце XIX и начале XX вв. Эти изобретения и их практическое применение произвели революциюна транспорте. Началась эра • механизированного транспорта. Исходя из этого мы и говорим о первой и второй революции на транспорте. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания и пневматическая шина в значительной степени

обеспечили наступление в человеческом обществе эпохи транспортного обслуживания.

В настоящее время речь идет о контейнеризации как о третьей транспортной революции. Контейнеризация направлена на резкое сокращение продолжительности транспортного цикла не только посредством роста движения подвижного состава, но, главным образом, путем ускорения и упрощения процедуры в начальных, промежуточных и конечных транспортных пунктах.

Всякая задача теории и практики сводится к одному - как наиболее целесообразно организовать некоторую совокупность элементов. В XIX в. условия труда во всех отраслях материального производства были чрезвычайно жестокими. Рабочий день продолжался 12-13 ч в день. На рабочих местах царила грязь. Техника безопасности отсутствовала. Смысл управления производством состоял в том, чтобы сделать человека придатком машины.

В начале XX в. Ф. В. Тейлор на базе многочисленных эмпирических наблюдений разработал теорию, в которой человек и машина предстали в качестве единого целого. Выводом из этой теории служило то, что поощрительные стимулы должны побуждать рабочих эксплуатировать машину в точном соответствии с выданными инструкциями (всякая инициатива- наказуема).

Одна из величайших заслуг Ф. В. Тейлора состоит именно в том, что он упорно настаивал на необходимости и возможности точнейшего определения того -предела скорости, при котором работа может в нормальных условиях не замедляться по целым дням на протяжении всей жизни и при этом не причинять рабочему никакого вреда, оставаясь,однако, экономной в смысле времени. Тем самым были заложены основы для справедливого премирования каждого рабочего по каждой отдельной операции.

Более широкую трактовку системы „человек-машина" разработал Г. Гантт. Применение им существующих аналитических методов к исследованию отдельных производственных операций дало возможность учесть в такихсистемах организационный и мотивационный аспекты производства.

Совместная работа супругов Франка и Лиллиан Гильберт привела к выводу, что основные элементы производственных операций не зависят от содержания работы. Проведенный ими микроанализ движений в целях совершенствования технологических операций положил начало исследованиям затрат времени и движений, а также использованию соответствующих графиков в планировке рабочих мест.

В 1920 - 1930 гг. было установлено, что люди не всегда поступают так, как интуитивно ожидается. Например, прибавка к заработной плате или улучшение условий работы не всегда ведут к пропорциональному увеличению выпуска продукции. Разработанный У. Шухар том метод статистического контроля качества позволил установить, чтонеобходимо изучать производственную систему в целом, а не ее отдельные части. В производственном процессе следует учитывать все взаимодействующие факторы.

Дальнейшее совершенствование теории организациипроизводственных процессов идет по пути разработки общей теории систем (ОТС).

В 1920-е гг. вышла в свет книга А. А. Богданова „Технология. Всеобщая организационная наука", явившаяся первым вариантом общей теории системы. В последующие годы идея системного подхода

и построения ОТС была возрождена в работах Л. Берталанфи, У. Эшби, О. Ланге, Н. Винера и других авторов.

Большой вклад в развитие теории транспортных процессов и систем внесли П. Л. Афанасьев, Л. А. Бронштейн, Д. П. Великанов, В. И. Дмитриев, И. В, Кочетов и др. Систематически ведут исследования в области совершенствования автомобильных перевозок научно- исследовательские и учебные институты.

ЧАСТЬ 1 . Элементы общей теории систем

4. Классификация систем

Вся объективно существующая действительность представляет собой единую материальную систему. При изучении ее условно делят на локальные системы: биологические, социологические, экономические, экологические, физические, химические и др. В свою очередь перечисленные системы делятся: на абстрактные и конкретные, естественные и искусственные, социальные, машинные и системы „человек-машина", открытые и замкнутые, постоянные и временные, стабильные и нестабильные, детерминированные и вероятностные.

Абстрактные и конкретные системы. Система называется абстрактной, если ее элементы являются понятиями. Абстрактные системы связаны с теоретическими структурами и состоят из идей. К типичным абстрактным системам относят экономическую теорию, общую теорию относительности, теорию организации и др.

Конкретные (реальные) системы представляют собой совокупность функционально связанных друг с другом реальных элементов (людей, машин, материалов, энергетических ресурсов и других физических объектов). В области транспорта существуют такие конкретные системы, как, например, система грузового транспорта, система общественного пассажирского транспорта, территориально ограниченные транспортные системы и т.п.

Естественные и искусственные системы. Естественные системы связаны с природой. Каждый живой организм является уникальной естественной системой (например, солнечная система).

Искусственные системы возникли тогда, когда люди впервые , собрались в группы, чтобы жить и охотиться вместе. В настоящее время искусственные системы появляются в бесконечно разнообразных вариантах от производственной системы какого-либо автотранспортного предприятия до системы исследования космоса. Их цели варьируются вчрезвычайно широких границах. Они обладают следующими свойствами:

1.      система состоит из конечного числа компонентов;

2.      деление системы на составные части можно осуществлять до тех пор, пока вся система не распадется на „неделимые единицы";

3.      вся система есть нечто большее, чем просто сумма ее частей;

4.      целое определяет природу частей;

5.      части не могут быть познаны при рассмотрении их вне целого;

6.      части находятся в постоянной взаимосвязи и взаимозависимости,

Социальные системы, системы „человек-машина" и машинные системы. Системы, состоящие из людей, рассматриваются как чисто социальные. Промышленные, транспортные и другие предприятия, политические партии, технические общества являются примерами таких систем. Однако трудно представить себе какую-либо систему, состоящую только из людей, не использующих для достижения своих целей хотя бы простейшее оборудование. Поэтому большинство конкретных систем попадают в категорию систем „человек- машина".

Чисто машинные системы должны вырабатывать свои собственные выходные данные и поддерживать свое функционирование, т.е. быть способными приспосабливаться к окружающей среде. Саморегулирующиеся, самовосстанавливающиеся и полностью самообеспечивающиеся машинные системы пока еще относятся к области научной фантастики.

Открытые и замкнутые системы. Система называется открытой, если существуют другие связанные с ней системы, которые оказывают на нее воздействие и на которые ока тоже влияет. Иными словами, это такие системы, которые взаимодействуют с окружающей средой.

Все системы, содержащие живые организмы, являются открытыми; поскольку на них воздействуют всевозможные факторы, воспринимаемые органами чувств живых организмов. Транспортные системы функционируют в рамках более крупных систем и поэтому являются открытыми системами.

В открытых системах одно и то же конечное состояние может быть достигнуто при различных начальных условиях благодаря взаимодействию с внешней средой. Открытые системы подразделяются на неадаптивные и адаптивные. На первые окружающая среда оказывает пассивное воздействие, вторые - реагируют и приспосабливаются к окружающей среде.

Система является замкнутой, если она не взаимодействует с окружающей средой. Состояние замкнутых систем зависит только от ее начальных условий. Если изменяются начальные условия, то изменяется и конечное устойчивое состояние системы. Всякая попытка рассмотрения открытых систем как замкнутых, когда внешняя среда не принимается во внимание, таит в себе большую опасность.

В реальном мире трудно найти замкнутые системы, однако они находят широкое применение в научных исследованиях, при проведении лабораторных экспериментов. В целях упрощения ситуации, для достижения хотя бы первого приближения, производственные ситуации рассматриваются таким образом, как будто существует замкнутая система.

Постоянные и временные системы. Постоянные системы - это такие системы, которые существуют длительный период времени по сравнению с ограниченным временем деятельности людей в этих системах.

Временные системы имеют важное значение для решения конкретных специфических задач и создаются на заданный период времени, а затем ликвидируются (уборочно-транспортные комплексы, автоотряды для перевозки урожая и т.п.).

Стабильные и нестабильные системы. Стабильной системой является такая система, свойства, и функции которой существенным образом не изменяются или изменяются в форме повторяющихся циклов (например, система регулярных международных перевозок грузов, пассажиров).

Примером нестабильной системы может являться научно-исследовательская лаборатория.

Подсистемы и сверхсистемы. Всякая система входит в состав v некоторой более крупной системы. Так автотранспортное предприятие как система входит составной частью в определенную отрасль, отрасль представляет собой часть системы национальной экономики, которая в свою очередь является системой внутри всего общества. Национальное общество представляет собой систему в рамках мировой системы; мировая система является частью солнечной системы и т.д.

Транспортное предприятие рассматривается как „система", если акцент делается на процесс перевозки грузов или пассажиров и если оно состоит из всех объектов, характеристик и взаимоотношений, необходимых для достижения цели при установленном числе ограничений. Меньшие системы в рамках такой системы называются подсистемами. Термин сверх система относится к исключительно крупным и сложным системам.

Каждая система должна удовлетворять требования больших систем, в которые она сама включена.

Детерминированные и вероятностные системы. Детерминированной называется система, в которой составныечасти взаимодействуют точно предвиденным образом. Примером такой системы может служить швейная машина.Когда поворачивают ручку машинки, то игла поднимается вверх и опускается вниз. Если задано предыдущее состояние и известна программа работы, то всегда безошибочно можно предсказать последующее состояние такой системы.

Детерминированными системами являются также ЭВМ, автоматические системы, автоматизированные заводы. Отклонение от строго предписанного образа действия, например, в линии транспортных машин автоматизированного завода, считается неисправностью или аварией.

Для вероятностных систем нельзя сделать точного детального предсказания. Для них можно лишь установить с большой степенью вероятности, как она будет вести себя в любых заданных условиях. Все транспортные системы относятся к вероятностным. Для них необходимо выработать методы, обеспечивающие сохранение существования в условиях меняющейся среды. Они вынуждены приспосабливаться к экономическому, финансовому, социальному и политическому окружению и должны обладать способностью к обучению на основе опыта.

ЧАСТЬ 2. Транспортные процессы

7. Неравномерность объема перевозок

Объем перевозок характеризуется неравномерностью. Неравномерность перевозки - это изменение объема перевозокв тоннах во времени, т.е. по кварталам, месяцам, неделям, суткам и часам суток (рис. 2.3). Неравномерностьперевозок оценивается коэффициентом неравномерности:

 (2.9)

где  - коэффициент неравномерности объема переволок грузов; W(t)max максимальный грузопоток (грузопоток в наиболее напряженный период), т/ч; W(t)ср.- средний грузопоток, т/ч.

Рис. 2.3. Распределение объёма перевозок грузов: а) – по дням недели; б) – по дням месяца

В качестве примера на рис. 2.3 показана неравномерность перевозок некоторых строительных материалов по месяцам года и дням месяца.

Неравномерность перевозок груза обусловлена неравномерностью производства продукции и ее потребления. Неравномерность производства продукции - независимая переменная величина, к изменению которой, в определенной степени, должна приспосабливаться транспортная организация. Неравномерность перевозок ведет к ухудшению использования подвижного состава автомобильного транспорта и требует разработки и организации дополнительныхмероприятий.

15.   Этап транспортирования груза

Эффективность этапов транспортирования груза и подачи состава под погрузку связана с дальностью транспортирования и скоростью движения автомобиля. На мгновенную скорость свободно движущегося автомобиля, оказывают влияние водитель, сам автомобиль, дорога, интенсивность движения, погода и другие факторы. Техническая скорость движения автомобиля зависит от:

технико-эксплуатационных качеств автомобиля (динамических качеств, их соответствия условиям движения, конструкции подвески, устойчивости движения на дорогах и т.д.);

эксплуатационных факторов (дорожного сопротивления, состояния дорожного покрытия, интенсивности движения, организации движения и др.);

квалификации водителя, времени суток, продолжительности работы и т.д. Водители самостоятельно управляют своими автомобилями, и изменение скорости движения является важным для них фактором, как в выполнении задания, так и в обеспечении безопасности движения.

В силу всех этих факторов, даже при работе одномарочного подвижного состава, в однотипных условиях технические скорости автомобилей будут не одинаковы, а распределяться по нормальному закону. Характеристика этапа транспортирования груза приведена на рис. 2.9. Этап транспортирования груза, так же как и этап подачи подвижного состава под погрузку, можно представить как систему „самообслуживания", в которой продолжительность пребывания каждого автомобиля распределяется по нормальному закону:

 (2.54)

Рис. 2.9. Распределение скоростей движения автомобилей: - экспериментальные данные;

---------------- -аналитические данные; L –расстояние перевозки; V1, V2 – техническая скорость движения транспортного средства соответственно на автомобильных дорогах общего пользования и карьерных дорогах.

26. Особенности нормирования пассажиропотоков

в сельской местности

Учет и прогнозирование объемов передвижений сельского населения представляет важную транспортную проблему. Рациональное сочетание пешеходных и транспортных территориальных передвижений населения позволяет более эффективно решить вопросы внутрихозяйственного и внутрирайонного размещения объектов производства и социальной инфраструктуры.

В научных исследованиях и проектных расчетах чаще всего используются недифференцированные связи населения, что не позволяет в должной мере исследовать механизм формирования пассажиропотоков и влияющих на него факторов.

Поэтому для правильного понимания закономерностей транспортной инфраструктуры сельскохозяйственного района важно выделить в качестве системообразующих трудовые, школьные, социально-культурные и бытовые территориальные связи населения. Системообразующие связи сельского населения распределяются по трем уровням: в пределах зоны влияния населенного пункта, в пределах хозяйства и межхозяйственные передвижения, в пределах района.

Трудовые передвижения - это передвижения населения к местам приложения труда. В отличие от городских, трудовые передвижения сельских жителей характеризуются территориальной разбросанностью рабочих мест при различной концентрации населения в поселках, и подразделяются: на трудовые связи общего характера, ориентированные на максимальное приближение к местам приложения труда и минимальные затраты времени на передвижения; специализированные трудовые связи, ориентированные на соответствие выбора трудовой деятельности потребностям личности, избирательности профессии.

Специализированные трудовые связи охватывают занятость сельского населения в сфере обслуживания, на предприятиях промышленности в городах, на транспорте, в леспромхозах, добывающей промышленности. Этот тип связей формируется на связях места жительства с районным центром или другими промышленными центрами. Для данных связей затраты времени на трудовые передвижения, как критерий выбора места приложения труда, отступают на второй план (в пределах максимально доступных затрат времени).

Внутрихозяйственные связи - это передвижения в пределах хозяйства. Они стремятся к локализации в пределах населенного пункта или обслуживаемой территории. Трудовые передвижения в этом случае от места жительства к месту приложения труда осуществляются как на транспорте, так и пешком.

Отдельные профессиональные группы населения (механизаторы, зоотехники, бригадиры, шоферы и др.) имеют тесную связь в своей трудовой деятельности с центром хозяйства, где размещается основная производственно-техническая база и сосредоточено административное управление. Эти производственные внутрихозяйственные передвижения являются установленными в течение года.

Основу структуры трудовых связей составляют передвижения населения, формирующиеся, во-первых, на территории, обслуживаемой населенным пунктом al-a2-a3, в1-в2-вЗ', с!-с2 и хозяйственными центрами различного уровня: А - центром района, В - межхозяйственным центром, С - центром сельскохозяйственного предприятия; во-вторых, на межселенных связях между поселками и указанными центрами, а также между центрами.

Передвижения в пределах территории, обслуживаемой населенным пунктом, характеризуются параметром пешеходной доступности-r.Внутрихозяйственные трудовые передвижения характеризуются радиусом транспортной доступности R1,ограниченным возможным доступным временем передвижения равным 25-30 мин. Передвижения к центру района нормируются параметром транспортной доступности R, ограниченным временем передвижения к месту работы 45-60 мин. Принятое предельно допустимое время внутрирайонного передвижения заимствовано из статистических материалов, характеризующих сложившееся, экстремальное время на трудовые передвижения в крупных городах.

По численности сельского населения в настоящее время можно выделить:

мелкоселенные районы с поселениями 150-200 чел., охватывающие 42,5 % территории;

среднеселенные районы с поселениями 200-400 чел., охватывающие 40,2 % территории;

крупноселенные районы с поселениями более 400 чел., охватывающие 17,3 % территории.

Почти каждый населенные пункт в сельских районах, имеющий численность населения 150-200 чел,, и 250-400 чел., имеет учреждения, осуществляющие повседневное обслуживание населений. В населенных пунктах, численность населения которых составляет 300-500 чел,, и 800-1200 чел., имеются промышленные предприятия и в центрах хозяйств размещаются учреждения, осуществляющие периодическое обслуживание населения (обслуживание недельного цикла).

Нетрудовые передвижения сельского населения связаны с посещением магазинов, клубов, комбинатов бытового обслуживания, лечебных и административных учреждений, рынка. При передвижении формируются в потоки как на внутрихозяйственных связях, замыкающихся на объектах обслуживания в центрах хозяйств, так и на внешних связях к межхозяйственному центру и более высокого уровня обслуживания - к административному центру.

Такое распределение нетрудовых передвижений объясняется существованием трехступенчатой структуры сети социального и культурно-бытового обслуживания сельского населения.

I ступень - повседневное обслуживание - представляется учреждениями торговли товарами повседневного спроса, начальной или средней школой, библиотекой, которые размещаются в неперспективных населенных пунктах.

II ступень - периодическое обслуживание - состоит из клубных и административных учреждений, предприятий торговли, общественного питания и бытового обслуживания, общеобразовательных школ, медицинских учреждений, спортивных сооружений, находящихся в перспективных населенных пунктах, центрах хозяйств и опорных центрах.

III ступень - эпизодическое обслуживание - состоит из тех же учреждений, что и II ступень, но более высокого ранга, и размещающихся в районном центре.

Ступень развития и концентрации учреждений сферы обслуживания в сельской местности связана с функциональным типом населенного пункта и с определенной концентрацией в нем населения.

Частично потребность в определенных видах обслуживания населения удовлетворяется учреждениями, расположенными в близлежащих населенных пунктах.

Передвижения учащихся связаны с посещением общеобразовательных школ и являются устойчивыми в течение года. Эти передвижения зависят от развития сети общеобразовательных школ, системы расселения, контингента учащихся и реализуются по всем выделенным уровням.

Передвижения учащихся начальных школ реализуются в населенных пунктах, учащихся средних школ частично реализуются в населенном пункте, а основной объем их передвижений реализуется на II ступени. Названные школы охватывают обслуживанием учащихся ряда поселков, относящихся к одному хозяйству или нескольким.

Школьные передвижения к центру района связаны с посещением городских школ сельскими учащимися.

Многообразие целей передвижений населения определяется развитием и размещением сельскохозяйственного производства, объектов и учреждений обслуживания, системой расселения. Передвижения населения распределяются по частоте их совершения на регулярные и нерегулярные. Регулярными, в основном, являются установившиеся трудовые, культурно-бытовые и школьные связи населения. Периодическим и эпизодическим соответствуют по характеру социальные и культурно-бытовые связи.

ЧАСТЬ 3. Транспортные системы

14. Определение показателя оценки эффективности перевозок

На рис. 3.14 показан линейный график перевозочного процесса, отображающий в более простом виде структуру, взаимосвязи и отношения, как между компонентами транспортного комплекса, так и между транспортным комплексом и средой.

Значения отдельных дополнительных затрат, возникающих при выполнении перевозочного процесса, определяются из следующих равнений:

 (3.88)

Lег- — планируемое расстояние ездки с грузом, км; lегф - фактическое расстояние ездки грузом, км; WQ - объем транспортной продукции, г.

Рис. 3.14. Линейный график затрат перевозочного процесса: R1 –затраты, связанные с увеличением расстояния транспортирования груза; R2 –затраты из-за несоответствия подвижного состава роду и характеру перевозимого груза; R3 - затраты, связанные с повреждением и потерей груза; R4 - затраты, связанные с выполнением дополнительных погрузочно-разгрузочных работ; R5 - затраты, связанные с дополнительным хранением груза; R6 - затраты, связанные с инерционностью транспортного процесса; R7 - затраты, связанные с увеличением себестоимости транспортирования; R8 - затраты, связанные с увеличением себестоимости погрузочно-разгрузочных работ; R9 - затраты, связанные с увеличением себестоимости подготовки груза к перевозке;R10 - затраты, связанные с увеличением себестоимости складирования груза.

 (3.89)

где q,  , VT -планируемые показатели работы; q|,  ,  - фактические показатели работы.

 (3.90)

где Z- процент потерь и повреждений груза при транспортировании;   - стоимость единицы массы груза, р/т., WQ- транспортная продукция, т.

 (3.91)

где b- коэффициент, учитывающий дополнительные погрузочно-разгрузочные работы; Sпр - себестоимость погрузочно-разгрузочных работ, р/т.

 (3.92)

где Sx – себестоимость хранения единицы массы груза в единицу времени, р/т, ч; Тх – продолжительность хранения, ч; QП- количество груза, поступившего на склад за период времени t1-t0, т; QB –количество груза, вывезенного со склада за период времени t1-t0, т.

 (3.93)

где  - стоимость ущерба, обслуживаемого транспортом предприятия, от несвоевременного получения груза, р/т.;W(t)- грузопоток т.

R7 =Δ SWQ, (3.94)

где ΔS — увеличение себестоимости транспортирования груза, р/т.

 (3.95)

где  пр — увеличение себестоимости погрузочно-разгрузочных работ, р/т.

 (3.96)

где  пг — увеличение себестоимости подготовки груза к перевозке, р.

 (3.97)

где  х — увеличение себестоимости складирования груза, р.

Если за интервал времени t1 – t0 транспортная продукция составит WQ, то затраты, связанные с удовлетворением потребностей .предприятия в перевозке груза, будут равны

Фактические затраты будут складываться из следующих составляющих:

 (3.98)

Наиболее полно общественную полезность перевозок будет отражать коэффициент эффективности перевозочного процесса (КЭП), представляющий собой отношение затрат, связанных с удовлетворением потребностей обслуживаемых транспортом предприятий в перевозке груза, к фактическим затратам:

 (3.99)

12.  Показатели эффективности

Экономические измерители являются элементами хозяйственного механизма, так как отражают, в первую очередь, экономические интересы народного хозяйства. Измерители эффективности автомобильных перевозок связаны с определением социально-экономических условий и, следовательно, должны систематически модернизироваться.

На автомобильном транспорте эффективность общественного производства, прежде всего, определяется эффективностью использования подвижного состава, от которого зависит производительность груда, себестоимость перевозок, размер прибыли и уровень рентабельности работы АТП. Как уже отмечалось, понятие эффективности перевозочного процесса, и эффективности использования подвижного состава отождествлены.

Как отмечал Д. П. Великанов, эффективность использования транспортного средства может зависеть и определяться, с одной стороны, совершенством его конструкции и соответствием условиям эксплуатации - транспортным, дорожным и климатическим. С другой стороны, она зависит от организации перевозок, продолжительности суточного времени в наряде, количества дней работы в году, рациональной организации маршрутов перевозок, механизации погрузочно-разгрузочных работ, продолжительности простоев при оформлении приема или сдачи груза, рациональной организации хранения, технического обслуживания, ремонта и т.д.

Для измерения эффективности использования подвижного состава применяется несколько показателей: прибыль, рентабельность, производительность подвижного состава в тоннах и тонно-километрах, удельная производительность, подвижного состава, себестоимость перевозок и т.д.

Поскольку основная задача перевозочного процесса - перемещение определенного количества груза от места производства до места потребления, то выполненные объемы перевозок грузов должны быть конкретными во времени и в пространстве. Поэтому провозные возможности транспортного комплекса могут быть оценены либо тонно-километрами, либо тоннами.