Единая транспортная система

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

 

Кафедра экономики ГА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по Единой транспортной системе и

географии транспорта

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнила студентка

 

группа ЭК 3-1

Преподаватель

Большедворская Людмила Геннадьевна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2011

Содержание  курсовой работы:

Введение	3
Задача №1	4
Задача №2	10
Заключение	25
Список литературы	26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Транспорт является важной отраслью экономической деятельности страны, без которой продукция предприятий добывающей отрасли оставалась бы в местах её добычи, продукция предприятий обрабатывающей отрасли не достигла бы мест производства, а продукция сельскохозяйственной отрасли никогда бы не нашла своего потребителя. Очень важно максимально использовать резервы и возможности всех видов транспорта, рационально перераспределять между ними перевозки. Развитие рыночных отношений в транспортном комплексе выдвигает задачу более тесной координации работы всех видов транспорта между собой и предъявляет к транспорту жесткие требования по ускорению времени доставки грузов при минимизации затрат на перевозку.

Таким образом, формирование отлаженной системы пассажирских и  грузовых перевозок является стратегической целью развития транспорта на современном этапе.

Целью данной курсовой работы является выбор и обоснование  эффективных маршрутов, и проведение экономической оценки взаимодействия различных видов транспорта при  обслуживании пассажиропотоков и грузопотоков.

Для этого в  курсовой работе мы последовательно рассматриваем ряд задач:

• произвести расстановку воздушных судов на рейсы таким образом, чтобы суммарные затраты на транспортировку грузов были минимальными;
• рассчитать материальные затраты специалиста авиаремонтного завода при последовательном посещении им пяти городов для заключения договоров на поставку запасных частей;
• построить оптимальный маршрут поездки для специалиста авиаремонтного завода, который для заключения договоров о поставках запасных частей должен побывать в каждом из пяти городов по одному разу и вернуться в начальный пункт. Общие затраты на поездку при этом должны быть минимальными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1

 

Из аэропорта должны вылететь пять воздушных судов (ВС) для доставки груза в пять городов. Затраты на полёт каждого из самолётов в каждый город представлены в табл.1.Необходимо назначит ВС на рейсы таким образом, чтобы суммарные затраты на транспортировку грузов были минимальными.

Для создания математической модели обозначим назначение i-го самолёта для полёта в j-й город через х_ij. Так как количество самолётов равно количеству городов, и каждый самолёт может быть направлен только в один город, то х_ij принимает только два значения: единицу, если i-й самолёт направлен в j-й город, или нулю, в других случаях. Поэтому и . Суммарная стоимость полётов можно представить в виде суммы

Итак, задачу можно сформулировать таким образом: найти минимальную  суммарную стоимость транспортировки  грузов при следующих ограничениях: , , .

Такие задачи транспортного  типа носят название задач о назначениях. В настоящей работе для их решения  предлагается так называемый метод  ПС, предложенный Петруниным С.В. Применение метода к задаче о назначении состоит из 2 этапов: 1) нахождение элемента, не входящего в оптимальный план (т.е., равного нулю); 2) изменения коэффициента этого элемента в целевой функции.

Введём некоторые определения. Нулевым элементом назовём переменную, которая равна нулю в  оптимальном (или в оптимальных) решении. Основной строкой (столбцом) назовём строку (столбец), в которой определяется нулевой элемент. Базовой строкой (столбцом) назовём строку (столбец), с элементами которой сравниваются элементы основной строки при поиске нулевого элемента.

Первый этап состоит в том, что сравниваются разности коэффициентов целевой функции основной и базовой строк во всех столбцах. Тот элемент основной строки, который соответствует наибольшей разности, не войдёт в оптимальный план. Затем то же проводим для столбцов.

Сущность второго  этапа заключается в том, что находят новое значение коэффициента целевой функции для найденного элемента. Оно будет равно сумме соответствующего коэффициента базовой строки и следующей по величине значению разности.

Более детально применение метода приведём на следующем примере. Представим условие задачи в виде таблицы с коэффициентами целевой  функции (табл. 1).

 

 

 

Таблица 1

Затраты на полёт каждого  из самолётов (тыс. руб.) в каждый из пяти городов.

ГОРОДА САМОЛЁТЫ	1	2	3	4	5
1	131	530	439	252	655
2	511	355	329	162	715
3	112	143	343	644	670
4	411	236	334	380	671
5	150	335	530	458	800

 

 

Будем рассматривать  разности коэффициентов первой строки со второй.

131-511=-380

530-355=175

439-329=110

252-162=90

655-715=-60

В соответствии со сказанным  выше, элемент х₁₂ не входит в оптимальный план, т.е. х₁₂=0. следующая по величине разность равна 110. Поэтому с₁₂=355+110=465. (Договоримся новые значения с_ij вписывать в ту же клеточку, но выделять их жирным шрифтом) (табл. 2)

 

Таблица 2

ГОРОДА САМОЛЁТЫ	1	2	3	4	5
1	131 54	530 465,239	439 337	252	655
2	511 170,72	355 201	329	162	715 666
3	112 21	143	343 333	644 310,202	670
4	411 182	236	334	380	671
5	150	335	530	458	800

 

 

Сравним первую строку с третьей.

131-112=19

465-143=322

439-343=96

252-644=-392

655-670=-15

Элемент х₁₂ не входит в оптимальный план, т.е. х₁₂=0. следующая по величине разность равна 96. Поэтому с₁₂=143+96=239.

 

Теперь сравним первую строку с четвёртой.

131-411=-280

239-236=3

439-334=105

252-380=-128

655-671=-16

Элемент х₁₃ не входит в оптимальный план, т.е. х₁₃=0. следующая по величине разность равна 3. Поэтому с₁₃=334+3=337.

 

Сравним первую строку с пятой.

131-150=-19

239-335=-96

337-530=-193

252-458=-206

655-800=-145

Элемент х₁₁ не входит в оптимальный план, т.е. х₁₁=0. следующая по величине разность равна -96. Поэтому с₁₁=150+(-96)=54.

 

Перейдём ко2 строке. Сравним её с 1.

511-54=457

355-239=116

329-337=-8

162-252=-90

715-655=60

Элемент х₂₁ не входит в оптимальный план, т.е. х₂₁=0. следующая по величине разность равна 116. Поэтому с₂₁=54+116=170.

 

Сравним 2 строку с 3.

170-112=58

355-143=212

329-343=-14

162-644=-482

715-670=45

Элемент х₂₂ не входит в оптимальный план, т.е. х₂₂=0. следующая по величине разность равна 58. Поэтому с₂₂=143+58=201.

 

Сравним 2 строку с 4.

170-411=-241

201-236=-35

329-334=-5

162-458=-296

715-671=44

Элемент х₂₅ не входит в оптимальный план, т.е. х₂₅=0. следующая по величине разность равна -5. Поэтому  с₂₅=671+(-5)=666.

 

Сравним 2 строку с 5.

170-150=20

236-335=-99

334-530=-196

380-458=-78

671-800=-129

Элемент х₂₁ не входит в оптимальный план, т.е. х₂₁=0. следующая по величине разность равна -78. Поэтому с₂₁=150+(-78)=72.

 

 

Теперь сравним 3 строку с остальными строками.

112-54=58

143-239=-96

343-337=6

644-252=392

670-655=15

Элемент х₃₄ не входит в оптимальный план, т.е. х₃₄=0. следующая по величине разность равна 58. Поэтому с₃₄=252+58=310.

 

Сравним 3 строку со 2.

112-72=40

143-201=-58

343-329=14

310-162=148

670-655=15

Элемент х₃₄ не входит в оптимальный план, т.е. х₃₄=0. следующая по величине разность равна 40. Поэтому с₃₄=162+40=202.

 

Сравним 3 строку с 4.

112-411=-299

143-236=-93

343-334=9

202-380=-178

670-671=-1

Элемент х₃₃ не входит в оптимальный план, т.е. х₃₃=0. следующая по величине разность равна -1. Поэтому с₃₃=334+(-1)=333.

 

 

 

 

Сравним 3 строку с 5.

112-150=-38

143-335=-192

333-530=-197

202-458=-256

671-800=-129

Элемент х₃₁ не входит в оптимальный план, т.е. х₃₁=0. следующая по величине разность равна -129. Поэтому  с₃₁=150+(-129)=21.

 

Перейдём к 4 строке. Сравним  её с 1 строкой.

411-54=357

236-239=-3

334-337=-3

380-252=128

671-655=16

Элемент х₄₁ не входит в оптимальный план, т.е. х₄₁=0. следующая по величине разность равна 128. Поэтому с₄₁=54+128=182. Отсюда пятая строка и первый столбец уходят. Табл. 2 вырождается в табл. 3.

Таблица 3

ГОРОДА  САМОЛЁТЫ	2	3	4	5
1	530 465,239	439 337	252	655
2	355 201	329	162	715 666
3	143	343 333	644 310,202	670
4	236 144	334	380 197	671

 

 

Сравним 4 строку со 2.

236-201=35

334-329=5

380-162=218

671-666=5

Элемент х₄₄ не входит в оптимальный план, т.е. х₄₄=0. следующая по величине разность равна 35. Поэтому с₄₄=162+35=197.

 

Сравним 4 строку с 3.

236-143=93

334-333=1

197-202=-5

671-670=1

Элемент х₄₂ не входит в оптимальный план, т.е. х₄₂=0. следующая по величине разность равна 1. Поэтому с₄₂=143+1=144. Отсюда третья строка и второй столбец уходят. Табл. 3 вырождается в табл. 4.

 

 

Таблица 4

ГОРОДА  САМОЛЁТЫ	3	4	5
1	439 337	252	655
2	329 299	162	715 666
4	334	380 197	671

 

 

Перейдём к столбцам. Сравним 3 столбец с 4.

337-252=85

329-162=167

334-197=137

 

Элемент х₂₃ не входит в оптимальный план, т.е. х₂₃=0. следующая по величине разность равна 137. Поэтому с₂₃=162+137=299. Отсюда третий столбец и четвёртая строка уходят. Табл. 4 вырождается в табл. 5.

 

Таблица 5

ГОРОДА САМОЛЁТЫ	4	5
1	252 151	655
2	162	715 666

 

 

Сравним 4 столбец с 5.

252-655=-403

162-666=-504

Элемент х₁₄ не входит в оптимальный план, т.е. х₁₄=0. следующая по величине разность равна-504. Поэтому с₁₄=655+(-504)=151. Отсюда четвёртый столбец и вторая строка уходят.

 

 

 

 

 

 

Таким образом, решение  имеет следующий вид:

Таблица 6

ГОРОДА САМОЛЁТЫ	1	2	3	4	5
1					1
2				1
3		1
4			1
5	1

 

 

Следовательно, отличные от нуля элементы: х₁₅=1, х₂₄=1, х₃₂=1, х₄₃=1, х₅₁=1. В результате проведенных расчетов получилось, что нужно назначить 5 самолет на рейс в 1 город, 3 самолет на рейс во 2 город, 4 самолет на рейс в 3 город, 2 самолет на рейс в 4 город и 1 самолет на рейс в 5 город. При таком расположении самолетов на рейсах затраты на транспортировку грузов будут минимальными. Значение целевой функции равно:

С =655+162+143+334+150=1444.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2. Специалисту авиаремонтного завода для заключения договора о поставке запасных частей из пяти городов необходимо побывать в каждом из них один раз и вернуться в исходный пункт маршрута.

Первая часть посвящена формированию базы данных для решения задачи.

Вторая часть направлена на определение рационального маршрута с целью минимизировать затраты на поездку.

Будем считать, что расстояния (км) между пунктами представлены в  табл. 1. каждый пункт имеет путь сообщения  со всеми остальными, протяжённость  между городами «туда и обратно» - одинаковая.

 Таблица 1

Расстояния (км) между  пунктами

	1	2	3	4	5
1	Х	530	439	252	655
2	530	Х	329	162	715
3	439	329	Х	644	670
4	252	162	644	Х	671
5	655	715	670	671	Х

 

 

Затраты времени пассажира  на поездку (Т_n) при использовании железнодорожного транспорта определяются исходя из протяжённости маршрута (L_э), скорость передвижения (V_p), времени, затраченного в начальных и конечных пунктах (t_нк) и времени ожидания (t_ож).

N_nc^в- количество посадочных мест в вагоне;

N_в- количество вагонов в железнодорожном составе;

К_исn- коэффициент использования посадочных мест;

Р_{noc ,}P_выс- производительность обслуживания пассажиров при посадке и при высадке в вагон.

Затраты времени пассажира  на поездку (Т_n) при использовании автомобильного транспорта определяются:

 

N_nc^ав- количество посадочных мест в автобусе;

К_исn- коэффициент использования посадочных мест;

Р_{noc ,}P_выс- производительность обслуживания пассажиров при посадке и при высадке в автобус.

Время ожидания пассажиром очередного автобуса на остановочном пункте является функцией интервала движения между ними (t_ин).

В момент одновременного подхода пассажира и автобуса к остановке, время ожидания будет  минимальным, т.е. t_ож = t_min. Когда пассажир подходит к остановке в момент отхода автобуса, время ожидания будет максимальным, т.е. t_ож = t_max= t_ин. Таким образом, среднее ожидание автобуса можно рассчитать:

t_ож = (t_max+t_min)/2=0.5 t_ин,

где,

t_max;t_min- максимальное и минимальное время ожидания очередного автобуса (ч);

t_ин- интервал движения автобуса (ч).

Время начальных и  конечных операций рассчитывается исходя из количества пассажирских мест, коэффициента использования загрузки (0,7-0,8) и производительности обслуживания пассажиров при посадке  или высадке.

 

Производительность  обслуживания пассажиров:

1.при посадке в транспортное  средство:

-автобус- 60 человек в  час;

-самолёт- 200 человек в  час;

-электропоезд- 3000 человек  в час.

2.при высадке пассажиров  в конечном пункте:

-автобус- 100 человек в  час;

-самолёт- 400 человек в  час;

электропоезд- 4500 человек в час.

 

Стоимость пассажиро-часов  пребывания пассажиров в пути (С_i) – это показатель, который характеризует потенциальные потери пассажира из-за пассивного пребывания в пути. По величине затрат, которые можно рассматривать как упущенная выгода клиента  или его работодателя, можно осуществлять выбор транспорта по целям поездки. Чем меньше потерь от пассивного пребывания во время движения, тем выгоднее в транспорте способ поездки.

С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my;

где

C_nc- стоимость пассажирочаса (принять равным 500-1500 руб.),

Q_i- число пассажиров, следующих по i-му варианту перевозки;

T_n- коэффициент транспортной усталости пассажира при поездки (принять равным 1,1-1,9), в зависимости от полученных результатов аеализа технико-экономических характеристик рассматриваемых видов транспорта;

Эффективность маршрута может быть оценена разностью  затрат:

где

З_ij(a) и З_ij(в)- абсолютные затраты на поездку по рассматриваемым вариантам (а- транспорт; в- транспорт).

З_ij= З_маm+ С_i,

где

З_маm- материальные затраты на поездку по рассматриваемому маршруту с использованием выбранных видов транспорта.

 

Таблица 2

Исходные данные для  расчёта затрат на поездку

Вариант	Виды транспорта
	Железнодорожный				Автомобильный
	Кол-во вагонов	Время ожидания (мин.)	Кол-во мест в вагоне	Скорость (км/ч)	Интервал  движения (мин.)	Кол-во мест в салоне	Скорость (км/ч)
10	11	12	62	72	28	48	75

 

 

Железнодорожный транспорт. 
Технико-экономические особенности и преимущества жд транспорта заключаются в следующем: 
1. массовость перевозок и высокая проводная способность 
2. возможность использования для перевозок массовых грузов и пассажиров с большой скоростью 
3. возможность сооружения пути на любой сухопутной территории 
4. регулярность перевозок независимо от времени года, времени суток, климатических условий 
5. возможность создания прямой связи между крупными предприятиями по подъездным путям 
6. сравнительно невысокая себестоимость перевозок 
Железнодорожный транспорт и далее будет оставаться ведущим видом транспорта страны.  
Недостатки: 
1. Большая капиталоемкость сооружений 
2. большая металлоемкость 
3. низкий уровень качества транспортных услуг 
4. железнодорожный транспорт является наиболее трудоемкой отраслью, чем трубопроводный, морской и воздушный.

Расчёт затрат времени пассажира на поездку при использовании железнодорожного транспорта:

Участки маршрута

       t_нк = 0,16+0,11=0,27 ч

          t_ож=12/60=0,2ч

 

1-2:

1-3:

1-4:

1-5:

2-3:

2-4:

2-5:

3-4:

3-5:

4-5:

Расчёт стоимости пассажиро-часов  пребывания пассажира в пути:

Участки маршрута

 

1-2: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my=1000*1*7,87*1,4=11018 (руб.);

1-3: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my=1000*1*6,57*1,4=9198 (руб.);

1-4: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*3,97*1,4=5558 (руб.);

1-5: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*9,57*1,4=13398 (руб.);

2-3: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*5,07*1,4=7098 (руб.);

2-4: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*2,72*1,4=3808 (руб.);

2-5: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*10,37*1,4=14518 (руб.);

3-4: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*9,37*1,4=13118 (руб.);

3-5: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*9,77*1,4=13678 (руб.);

4-5: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*9,77*1,4=13678 (руб.).

 

Расчёт материальных затрат на поездку согласно стоимости  билета:

Участки маршрута

 

1-2: 650 (руб.);	2-4: 940 (руб.);
1-3: 670 (руб.);	2-5: 660 (руб.);
1-4: 780 (руб.);	3-4: 1200 (руб.);
1-5: 1000 (руб.);	3-5: 930 (руб.);
2-3: 560 (руб.);	4-5: 1150 (руб.).

 

 

 

Рассчитаем абсолютные затраты пассажира на поездку:

Участки маршрута

1-2: З_ij= З_маm+ С_i=650+11018=11668 (руб.);

1-3: З_ij= З_маm+ С_i=670+9198=9868 (руб.);

1-4: З_ij= З_маm+ С_i =780+5598=6378 (руб.);

1-5: З_ij= З_маm+ С_i =1000+13398=14398 (руб.);

2-3: З_ij= З_маm+ С_i =560+7098=7658 (руб.);

2-4: З_ij= З_маm+ С_i =940+3808=4748 (руб.);

2-5: З_ij= З_маm+ С_i =660+14518=15178 (руб.);

3-4: З_ij= З_маm+ С_i =1200+13118=14878 (руб.);

3-5: З_ij= З_маm+ С_i =930+13678=14608 (руб.);

4-5: З_ij= З_маm+ С_i =1150+13678=14828 (руб.).

 

 

Автомобильный транспорт. 
Достоинства: 
1. высокая маневренность и подвижность  
2. способность обеспечивать доставку "от двери до двери" без дополнительных перевалок и пересадок в пути следования 
3. высокая скорость доставки, особенно на короткие дистанции 
4. широкий спектр применения по сферам сообщения и расстояниям перевозки 
5. необходимость меньших капиталовложений в строительство автодорог при малых потоках пассажиров 
Недостатки: 
1. высока себестоимость перевозок 
2. высокий уровень загрязнения окружающей среды 
3. большая трудоемкость работ 
4. большая металлоемкость и энергоемкость 
5. высокая изношенность подвижного состава, невысокая грузоподъемность транспортных средств

Расчёт затрат времени  пассажира на поездку при использовании автомобильного транспорта:

Участки маршрута

 

   t_нк = 0,56+0,336=0,896 ч

          t_ож=0,5*(28/60)=0,23ч

 

 

1-2:

1-3:

1-4:

1-5:

2-3:

2-4:

2-5:

3-4:

3-5:

4-5:

 

Расчёт стоимости пассажиро-часов  пребывания пассажира в пути:

Участки маршрута

1-2: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my=1000*1*8,2*1,6=13120 (руб.);

1-3: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*6,9 *1,6=11040 (руб.);

1-4: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*4,5*1,6=7200 (руб.);

1-5: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*9,8 *1,6 =15580 (руб.);

2-3: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*5,5 *1,6=8800 (руб.);

2-4: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*3,3*1,6 =5280 (руб.);

2-5: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*10,6*1,6=16960 (руб.);

3-4: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*9,7*1,6=15520 (руб.);

3-5: С_i=C_nc*Q_i*T_n*K_my =1000*1*10*1,6 =16000 (руб.);