ВВЕДЕНИЕ

  Основная  задача транспорта – полное и своевременное  удовлетворение потребностей народного  хозяйства и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы транспортной сети.

  Для транспортного комплекса с его  сложным, непрерывным и динамичным характером работы, требующим слаженного функционирования разных видов транспорта, проблема взаимодействия и координации их работы является особенно актуальной.

  Особое  место в единой транспортной системе  принадлежит транспортным узлам. Они являются теми элементами системы, в которых осуществляется перераспределение грузовых и пассажирских потоков, происходит взаимодействие магистральных, а также промышленных и городских видов транспорта. В узлах сконцентрирована мощная погрузочно-выгрузочная техника, расположено большинство складов и баз долгосрочного хранения грузов.

  В данной курсовой работе необходимо разработать  меры по совершенствованию режимов взаимодействия различных видов транспорта.

  Поставленная  цель достигается при помощи решения таких задач как:

• оптимизация инвестиционной программы развития взаимодействующих видов транспорта
• формирование инвестиционной программы
• обоснование рациональной очередности обработки транспортных средств в пункте взаимодействия
• организация перевалки грузов по прямому варианту в пунктах взаимодействия
• разработка технических режимов взаимодействия автомобильного и железнодорожного транспорта.

  Решение задач осуществляется на основе методики, которая учитывает неопределенность транспортных процессов, полные транспортные затраты, связанные с хранением, подготовкой грузов к перевозке, ожиданием перевозки и другими этапами.

  1 Оптимизация инвестиционной программы развития взаимодействующих видов транспорта

  1.1 Общая постановка задачи 

  Главным вопросом инвестиционной программы является поддержание наилучших пропорций развития различных видов транспорта. На более высоком уровне, с помощью инвестиционной программы вырабатываются  оптимальные пропорции между развитием транспорта и экономикой республики.

  Оптимизация инвестиций представляет собой целенаправленную деятельность, заключающуюся в получении наилучших результатов работы транспорта в сложившихся условиях. Объектами оптимизации являются входящие в транспортный комплекс РБ виды транспорта. Конечной целью оптимизации инвестиций является получение максимального эффекта при использовании ограниченных ресурсов в размере «В».

  Управляющими  воздействиями являются ресурсы, которые  выделяют на развитие того или иного вида транспорта. Критерий оптимизации – величина эффекта получаемого при решении той или иной задачи.

  Решение этой задачи предусматривает:

1. Разработку альтернативных вариантов использования ассигнований на j-м виде транспорта;
2. Постановку математической задачи, адекватной данным;
3. Разработку методов решения задачи;
4. Анализ результатов решения;
5. Реализация результатов инвестиционной программы.

  1.2 Математическая постановка  задачи

  Процесс формирования оптимизации инвестиционной программы в математической постановке заключается в необходимости максимизировать функцию:

                                             F(B) = ( ) Þ мах,                                           (1.1)

  при выполнении следующих условий:  åВ_i^j = В; åХ_i = Х_пл,

  где m – количество видов транспорта;

       В – суммарный размер ассигнований, выделяемый на развитие транспортного комплекса;

       В_i^j – размер ассигнований, выделенных на развитие j - го вида транспорта;

        Х_i – объем перевозок, выполняемый j – м видом транспорта;

      Х_пл – плановый объем перевозок j – м видом транспорта.

  Проанализировав выражение можно сделать вывод, что критерий оптимальности является аддитивной функцией, поэтому эффект, возникающий на j– м виде транспорта, может складываться друг с другом. Для облегчения расчетов при- 
 
 

нимается, что ассигнования могут выделяться частями по 0,2 В.

  Анализ  математической модели позволяет отметить, что задача может разбиваться на этапы в соответствии с выделенными ассигнованиями и рассматриваемыми видами транспорта, то есть она может быть сведена к дискретной постановке.

  1.3 Выбор метода оптимизации  инвестиционной программы  

  При выборе метода оптимизации инвестиционной программы необходимо учитывать следующие условия:

1. Метод должен приводить к конкретному результату при минимальном объеме вычислений;
2. Метод должен дать максимальный объем информации для лица, принимающее решение;
3. Результат решения должен быть воспроизводимым.

  Этим  требованиям удовлетворяет метод  динамического программирования (МДП). Он служит для решения многоэтапных задач, описывающих, как правило, дискретные процессы, критерий оптимальности которых обладает свойством аддитивности. В задаче оптимизации под этапом понимается взаимодействие двух видов транспорта, эффект обработки которых на любом уровне может складываться.

  Результат решения задачи представляется в  виде таблицы или графика, что  является удобным для дальнейшего анализа.

  В основе МДП лежит принцип оптимальности, который в задаче формируется  следующим образом: оптимальная  стратегия транспортного комплекса  обладает тем свойством, что каким бы  не было начальное состояние единой транспортной системы, последующие действия должны быть оптимальными.

  Процесс решения задачи в соответствии с  МДП разбивается на несколько  этапов:

1. Условно – оптимальное решение между двумя видами транспорта;
2. Условно – оптимальное решение между тремя видами транспорта и так далее.

  Перебирая по очереди все виды транспорта, находим оптимальное решение.

  1.4 Формирование  инвестиционной  программы

   Используя МДП определяется оптимальное  распределение ресурсов между двумя видами транспорта. Решение находится из выражения:

где  Е_прj1(Вⁱ_j1) – величина эффекта получаемого на виде транспорта при выделении  ресурсов в размере Вj;

      Е_прj1(В_Т-Вⁱ_j1)– величина эффекта получаемого на j₂ виде транспорта при 

                             выделении ему оставшихся ресурсов.

                     В_Т – текущее значение  ресурса;

  Для развития транспортной сети региона, выделены ассигнования в размере В. Транспортное обслуживание региона осуществляется следующими видами транспорта: воздушный (В), трубопроводный (Н), речной (Р), автомобильный (А), железнодорожный (Ж). Величина эффекта, получаемого при развитии i-го вида транспорта, в зависимости от выделенных объемов ассигнований приведена в таблице 1.1. 

 Таблица 1.1-Величина эффекта от распределения ассигнований

  Требуется:

1. Определить оптимальную инвестиционную программу развития различных видов транспорта;
2. Построить зависимость эффекта от объема ассигнований на развитие ЕТС;
3. Проанализировать результаты оптимизации.

  МДП позволяет резко сократить количество вариантов, в частности используя принцип оптимальности, определяется условие оптимального решения для случая Х=0,2В. Для этого необходимо рассмотреть два возможных варианта:

  F_ЖА1 =  Е_прЖ (0) + Е_прА (0,2В) = 0 + 5,0 = 5,0;

  F_ЖА2 =  Е_прЖ (0,2В) + Е_прА (0) = 1,3 + 0 = 1,3.

  Расчеты оптимальных решений при распределении  ресурсов между железнодорожным и автомобильным видами транспорта приведены в таблицах 1.2 и 1.3.

Таблица 1.2 - Расчет значений F взаимодействия железнодорожного и автомобильного видов транспорта

Таблица 1.3 - Оптимальное распределение ассигнований

  Расчеты оптимальных решений при распределении  ресурсов между железнодорожным, автомобильным и речным видами транспорта приведены в таблицах 1.4 и 1.5.

Таблица 1.4 – Расчет значений F взаимодействия железнодорожного, автомобильного и речного видов транспорта

Таблица 1.5- Оптимальное распределение ассигнований

  Расчеты оптимальных решений при распределении  ресурсов между железнодорожным, автомобильным, речным и трубопроводным видами транспорта приведены в таблицах 1.6 и 1.7.

Таблица 1.6– Расчет значений F взаимодействия железнодорожного, автомобильного, речного и трубопроводного видов транспорта

Таблица 1.7 - Оптимальное распределение ассигнований

  Расчеты оптимальных решений при распределении  ресурсов между железнодорожным, автомобильным, речным, трубопроводным и воздушным видами транспорта приведены в таблице 1.8 и 1.9. 

Таблица 1.8- Расчет значений F взаимодействия железнодорожного, автомобильного, речного, трубопроводного и воздушного видов транспорта

Таблица 1.9- Оптимальный план распределения ассигнований

  Условно – оптимальный вариант приведен в таблице 1.10.

Таблица1.10 - Условно-оптимальный вариант распределения ассигнований

  Вывод: таким образом, самое рациональное распределение составляет 0,4В на железнодорожный вид транспорта, ничего на воздушный вид транспорта и по 0,2В на остальные виды транспорта. Общий эффект при этом составит 21,5.

  График  зависимости эффекта от ассигнований приведен на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 – График зависимости  DЕпр(Вj) 

  2 ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОЧЕРЕДНОСТИ ОБРАБОТКИ ТРАНСПОРТНЫХ  СРЕДСТВ В ПУНКТЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

    2.1 Постановка задачи

  Из-за неравномерного прибытия в пункты взаимодействия транспортных средств образуются очереди на обслуживание, вследствие чего возникает необходимость выбора очередности их обработки, обеспечивающей минимальные издержки от простоя транспортных средств: 

      (2.1) 

где С_ij – стоимость обработки i-ой транспортной единицы в  j-й фазе обслуживания;

   t_ij – продолжительность обработки i-ой транспортной единицы в j-й фазе обслуживания.

  Требуется установить оптимальную очередность обработки прибывших в порт теплохода (Т), баржи (Б), и вагонов (В). Каждая из прибывших транспортных единиц проходит две фазы – выгрузку груза на одном причале и погрузку на другом причале. Остальные исходные данные приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Продолжительность обслуживания транспортных средств в пункте взаимодействия