Разработка транспортного процесса на основе математических методов линейного программирования и построения эпюр грузопотоков

  ( - дробная часть от вычисления потребного количества автомобилей).

     (2.25)

 

Все расчеты показателей  приводятся полностью, а их результаты сводятся в таблицу расчетных данных по маршрутам (таблица 2.1).

Ниже приведен пример расчета технико-эксплуатационных показателей для одного маятникового маршрута с обратным холостым пробегом, а также для одного кольцевого  маршрута. Остальные марштуты рассчитываются аналогично с помощью формул в MS Excel, результаты расчетов приведены в виде таблиц.

 

Маршрут М1 (А₁Б₄Б₄А₁)

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;          l₀₁ = 19 км;

q_н = 13 т;   l₀₂ = 19 км;

t_п-р= 0,095 ч;  l_о = 32 км;

V_Т = 27,6 км/ч;  l'_х = 16 км.

Q_cут= 700 т; 

 

1) Т_м = 9 - (19+19)/27,6 = 7,62 ч;

2) t_o = 32/27,6+(0,095∙1)/1 = 1,26 ч;

3) Z_o= (7,62+16/27,6)/1,26 = 6,53;  Z' = 7;

4) Т'_м = 7∙1,26–16/27,6 = 8,21 ч;  Т'_н = 8,21+(19+19)/27,6 = 9,58 ч;

5) l_c = 32∙7+19+19–0 = 246 км;

6) V_э = 246/9,58 =24,3 км/ч;

7) А_х= 700/(1∙13∙7) = 7,69 ≈ 8;  А_с=8/0,6 = 13,33 ≈ 13;

8) β_об= 16/32 = 0,5; β_м= 7∙1∙16/(32∙7–16) = 0,54; β_см= 7∙1∙16/246= 0,46;

9) γ_с =1/1= 1; γ_д =1∙16/16= 1;

10) Р_см =700∙16= 11200 ткм;

11) l_Q =11200/700  = 16  км;

12) Р_нa= 7∙13∙1∙16 = 1456 ткм;

13) W_Q= 7∙13∙1/9,58 = 9,5 т; W_Р= 1456/9,58 = 151,9 ткм;

14) I = 1,26/8= 0,16 ч; А_ч = 8/1,26 = 6,37 ч^-1;

15) Z''= 7∙0,67 = 4,83 ≈ 5; Т''_м = 5∙1,26–16/27,6 = 5,70 ч; 

Т''_н = 5,70+(19+19)/27,6 = 7,07 ч; 
16) Q_факт = (13∙7∙7+13∙5)∙1 = 702 т

 

 

Маршрут М2 (А₂Б₅Б₅А₂)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маршрут М3 (А₃Б₃Б₃А₃)

 

 

 

Маршрут М4 (А₅Б₃Б₃А₅)

 

 

 

M1		М2		М3	М4
m=	1	1	m=	1	1
Н вр=	0,0073	0,0073	Н вр=	0,0073	0,0073
q н=	13	13	q н=	13	13
t погр-разгр е=	0,095	0,095	t погр-разгр е=	0,119	0,095
дороги с усовершенствованным  покрытием	0,25	0,25	дороги с усовершенствованным  покрытием	0,25	0,25
городские дороги	0,75	0,75	городские дороги	0,75	0,75
V1=	50	50	V1=	50	50
V2=	24	24	V2=	24	24
V техн=	27,6	27,6	V техн=	27,6	27,6
α=	0,6	0,6	α=	0,6	0,6
γ=	1	1	γ=	0,8	1
Тн=	9	9	Тн=	9	9
Qсут=	700	1000	Qсут=	400	1250
Lгр=	16	6	Lгр=	20	13
L01=	19	11	L01=	13	7
L02=	19	11	L02=	13	20
tнул=	1,38	0,80	tнул=	0,94	0,98
Lo=	32	12	Lo=	40	26
L'х=	16	6	L'х=	20	13
t'x=	0,58	0,22	t'x=	0,73	0,47
Тм=	7,62	8,20	Тм=	8,06	8,02
to=	1,26	0,53	to=	1,57	1,04
Zo=	6,53	15,88	Zo=	5,60	8,18
Z'=	7	16	Z'=	6	8
T'м=	8,21	8,27	T'м=	8,69	7,83
T'н=	9,58	9,07	T'н=	9,63	8,81
Lc=	246	208	Lc=	246	222
Vэкспл=	25,7	22,9	Vэкспл=	25,5	25,2
Ах=	7,69	4,81	Ах=	6,41	12,02
Дробная часть	0,69	0,81	Дробная часть	0,41	0,02
Ах'=	8	5	Ах'=	7	13
Ас=	13,33	8,33	Ас=	11,67	22
Ас=	13	8	Ас=	12	22
βоб=	0,5	0,5	βоб=	0,5	0,5
βм=	0,54	0,52	βм=	0,55	0,53
βсм=	0,46	0,46	βсм=	0,49	0,47
γс=	1	1	γс=	0,8	1
γд=	1	1	γд=	0,8	1
Рсм=	11200	6000	Рсм=	8000	16250
LQ=	16	6	LQ=	20	13
Pна=	1456	1248	Pна=	1248	1352
Wq=	9,5	22,9	Wq=	6,5	11,8
Wp=	151,9	137,7	Wp=	129,6	153,5
I=	0,16	0,11	I=	0,22	0,08
Ач=	6,37	9,43	Ач=	4,46	12,53
Z"=	4,83	12,96	Z"=	2,46	0,16
Z"=	5	13	Z"=	2	0
Тм"=	5,70	6,68	Тм"=	2,41	0,00
Тн"=	7,07	7,47	Тн"=	3,36	0,00
Qфакт=	702	1001	Qфакт=	395,2	1248

 

Маршрут R1 (А₁Б₄Б₄А₁)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные: T_н = 9 ч;          l₀₁ = 19 км;

q_н = 13 т;   l₀₂ = 19 км;

t_п-р= 0,095 ч;  l_о = 32 км;

V_Т = 27,6 км/ч;  l'_х  = 0 км.

Q_cут= 600 т; 

 

1) Т_м = 9 - (19+19)/27,6 = 7,62 ч;

2) t_o = 32/27,6+(0,095∙2)/1 = 1,35 ч;

3) Z_o= (7,62+0/28,8)/1,35 = 5,64;  Z' = 6;

4) Т'_м = 6∙1,35–0/27,6 = 8,10 ч;  Т'_н = 8,10+(19+19)/27,6 = 9,48 ч;

5)  l_c = 32∙6+19+19–0 = 230 км;

6)  V_э = 230/9,48 = 24,3 км/ч;

7)  А_х= 600/(2∙13∙6) = 3,85 ≈ 4; А_с=4/0,6 = 7;

8)  β_об= 32/32 = 1;  β_м= 6∙2∙16/(32∙6–0) = 1;   β_см= 6∙32/230 = 0,83;

9)  γ_с =(1+1)/2= 1; γ_д =(1∙16+1∙16)/32= 1;

10)  Р_см =300∙16+300∙16 = 9600 ткм;

11)  l_Q =9600/600  = 16  км;

12)  Р_нa= 6∙13∙(1∙16+1∙16) = 2496 ткм;

13)  W_Q= 6∙13∙(1+1)/9,48 = 16,5 т; W_Р= 2496/9,48 = 263,2 ткм;

14)  I = 1,35/4= 0,34 ч; А_ч = 4/1,35 = 2,96 ч^-1;

15)   Z''= 6∙0,85 = 5,1 ≈ 5;  Т''_м = 5∙1,35–0/27,6 = 6,75 ч; 

Т''_н = 6,75+(19+19)/27,6 = 8,13 ч; 
16) Q_факт = (13∙6∙3+13∙5) ∙(1+1) = 598 т

 

 

 

 

 

Маршрут R2 (А₄Б₁Б₁А₃А₃ Б₃Б₃А₄)

 

 

 

R1		R2
m=	2	m=	2
Н вр=	0,0073	Н вр=	0,0073
q н=	13	q н=	13
t погр-разгр е=	0,095	t погр-разгр е=	0,095
дороги с усовершенствованным покрытием	0,25	дороги с усовершенствованным  покрытием	0,25
городские дороги	0,75	городские дороги	0,75
V1=	50	V1=	50
V2=	24	V2=	24
V техн=	27,6	V техн=	27,6
α=	0,6	α=	0,6
γ1=	1	γ1=	1
γ2=	1	γ2=	0,8
Тн=	9	Тн=	9
Qсут=	600	Qсут=	1350
Q1=	300	Q1=	750
Q2=	300	Q2=	600
Lгр=	32	Lгр=	36
Lгр1=	16	Lгр1=	16
Lгр2=	16	Lгр2=	20
Lхол1=	0	Lхол1=	10
Lхол2=	0	Lхол2=	9
L01=	19	L01=	4
L02=	19	L02=	13
tнул=	1,38	tнул=	0,62
Lo=	32	Lo=	55
L'х=	0	L'х=	9
t'x=	0,00	t'x=	0,33
L'''=	38	L'''=	8
Тм=	7,62	Тм=	8,38
to=	1,35	to=	2,18
Zo=	5,64	Zo=	3,99
Z'=	6	Z'=	4
T'м=	8,10	T'м=	8,41
T'н=	9,48	T'н=	9,03
Lc=	230	Lc=	228
Vэкспл=	24,3	Vэкспл=	25,3
Ах=	3,85	Ах=	14,42
Дробная часть	0,85	Дробная часть	0,42
Ах'=	4	Ах'=	15
Ас=	7	Ас=	25
Ас=	7	Ас=	25
βоб=	1	βоб=	0,65
βм=	1	βм=	0,68
βсм=	0,83	βсм=	0,63
γс=	1	γс=	1
γд=	1	γд=	1
Рсм=	9600	Рсм=	24000
LQ=	16,0	LQ=	17,8
Pна=	2496	Pна=	1664
Wq=	16,5	Wq=	10,4
Wp=	263,2	Wp=	184,3
I=	0,34	I=	0,15
Ач=	2,96	Ач=	6,87
Z"=	5,1	Z"=	1,68
Z"=	5	Z"=	2
Тм"=	6,75	Тм"=	4,04
Тн"=	8,13	Тн"=	4,66
Qфакт=	598	Qфакт=	1357

 

 

Таблица 2.1 - Расчетные данные по маршрутам

Расчетные данные по маршрутам
Маршрут		кол-во т, перевезенных по маршруту	пробег автомобиля за оборот, км		к-во оборотов (ездок) за смену		пробег а-ля за смену, км		βоб	к-во а-лей	Т'м, ч	Т'н, ч	Т"м, ч	Т"н, ч
откуда	куда		с грузом	без груза	1 а.	посл. а.	с грузом	без груза	βм
									βсм
АТП-1	А1	-	-	-			-	19	0,5	8	8,21	9,58	5,7	7,07
А1	Б4	700	16	-			112	-	0,54
Б4	А1	-	-	16			-	96	0,46
Б4	АТП-1	-	-	-			-	19
Итого		700	16	16	7	5	112	134
АТП-2	А2	-	-	-			-	11	0,5	5	8,27	9,07	6,68	7,47
А2	Б2	1000	6	-			96	-	0,52
Б2	А2	-	-	6			-	90	0,46
Б2	АТП-2	-	-	-			-	11
Итого		1000	6	6	16	13	96	112
АТП-1	А3	-	-	-			-	13	0,5	7	8,69	9,63	2,41	3,36
А3	Б3	400	20	-			120	-	0,55
Б3	А3	-	-	20			-	100	0,49
Б3	АТП-1	-	-	-			-	13
Итого		400	20	20	6	2	120	126
АТП-2	А5	-	-	-			-	7	0,5	13	7,83	8,81	0,00	0,00
А5	Б3	1250	7	-			56	-	0,53
Б3	А5	-	-	7			-	49	0,47
Б3	АТП-2	-	-	-			-	20
Итого		1250	7	7	8	0	56	76
АТП-1	А1	-	-	-			-	19	1	4	8,10	9,48	6,75	8,13
А1	Б4	300	16	-			96	-	1
Б4	А1	-	-	0			-	0	0,83
Б4	АТП-1	300	16	-			96	19
Итого		600	32	0	6	5	192	38
АТП-1	А3	-	-	-			-	4		15	8,41	9,03	4,04	4,66
А3	Б1	750	16	-			64	-	0,65
Б1	А4	-	-	10			-	40	0,68
А4	Б3	600	20	-			80	-	0,63
Б3	А3	-	-	9			-	27
Б3	АТП-1	-	-	-			-	13
Итого		1350	36	19	4	2	144	84
Всего		5300	117	68			720	570		52

 

По результатам табл. 2.1 рассчитываются средние показатели работы автомобиля на всех маршрутах:

1. среднее расстояние перевозки

;     (2.26)

где k – количество рассматриваемых маршрутов;

l_пер= (11200+6000+8000+16250+9600+24000)/5300 = 58800/5300 = 11,09 км;

2. средний коэффициент использования пробега

;     (2.27)

(112∙7+16∙5+96∙4+6∙13+120∙6+20∙2+56∙12+7∙0+192∙3+32∙5+144∙14+36∙2)/((112+134)∙7+(16+16)∙5+22+(96+112)∙4+(6+6)∙13+16+(120+126)∙6+(20+20)∙2+6+(56+76)∙12+(7+7)∙0+14+(192+38)∙3+(32+0)∙5+38+(144+84)∙14+(36+19)∙2+8) = 5582/10266 = 0,54;

3. среднее время в наряде

;    (2.28)

Т_н = (9,58∙7+7,07+9,07∙4+7,47+9,63∙6+3,36+8,81∙12+0+9,48∙3+8,13+9,03∙14+4,66)/52 = 452,40/52 = 8,7 ч;

4. средняя эксплуатационная скорость

;    (2.29)

= 10266/452,40 = 22,69 км/ч;

5) среднесуточный пробег

;    (2.30)

l_cc= 10266/52 = 197,4 км;

6) коэффициент использования грузоподъемности

;   (2.31)

=58800/(13∙16∙(7∙7+5)+13∙6∙(16∙4+13)+13∙20∙(6∙6+2)+13∙7∙(8∙12+0)+13∙32∙ (6∙3+5)+13∙36∙(4∙14+2) = 58800/72566 = 0,81;

7) средняя производительность на 1 автомобиле-час в наряде

   (2.32)

= 58800/452,40 = 129,98 ткм/АЧ ;

8) средняя производительность на 1 автомобиле-тонно-день работы

    (2.33)

=58800/(52∙13) = 86,98 ткм/АТ.

 

Для одного любого рационального  маршрута строится график работы подвижного состава, который показывает все  элементы транспортного процесса во времени и пространстве (графическая часть). Он строится в соответствии со схемой маршрута в системе координат, на оси абсцисс на которой в принятом масштабе откладывается время движения и простои подвижного состава, а по оси ординат – расстояние перевозки между пунктами. В результате движение подвижного состава по участкам маршрута изображается наклонными линиями, а простой горизонтальными линиями графика.

 

3 Экономическое обоснование предполагаемой маршрутной сети перевозки грузов

Для оценки экономической эффективности  применения математических методов при разработке маршрутов необходимо сравнить работу автомобилей, работающих по плану, разработанному с помощью матрицы, с работой этих же автомобилей, работающих просто по маятниковым маршрутам. Рациональный метод планирования, то есть решение задачи маршрутизации перевозок, дает повышение коэффициента использования пробега и он будет больше 0,45 (в нашем случае он равен 0,48). При работе автомобилей только по маятниковым маршрутам – всегда будет ниже 0,5. На базе роста коэффициентов использования пробега проводится расчет экономической эффективности:

,    (3.1)

где  - себестоимость выполнения 1 км общего пробега (1000 руб.);

- коэффициент нерационального использования пробега;

 - коэффициент рационального использования пробега;

- затраты на исследование, определяемые как сумма заработной платы за проделанную работу и затрат на использованные в процессе материалы:

.    (3.2)

Месячную заработную плату определяем следующим образом:

,     (3.3)

где - тарифная ставка 1-го разряда; - тарифный коэффициент специалиста.

Принимая  = 70000 руб.,  = 1,8,   П = 0,3,   = 10000 руб., = 22 дня, = 1 дня, получим:  = 70000 ∙1,8∙1,3 = 163800 руб.,

= 163800/22+10000 = 17445 руб.

Тогда  =1000∙(720/0,5-720/0,54) - 17445 = 98384 руб.

Таким образом экономический  эффект от применения рациональных маршрутов  состоит в освобождении денежной суммы в размере 98384 руб.

Этот показатель необходимо рассчитать отдельно для кольцевых  маршрутов (затраты на исследование разделим на количество кольцевых маршрутов):

Э₁ = 1000∙(192/0,5-192/0,83) - 17445/2 = 145277 руб.

Э₂ = 1000∙(144/0,5-144/0,63)- 17445/2 = 51277 руб.

Коэффициент использования  пробега для безубыточного объема производства определяется по формуле:

,     (3.4)

где  - общие затраты, - доходная ставка на 1 км груженого пробега.

     (3.5)

     (3.6)

Собщ = 1000∙(720+570) = 1290000 руб.

= 1290∙1400/720 = 2508 руб.

β_безуб = 1290000/(2508∙1290) = 0,40.

Для 1-го кольцевого маршрута:

Собщ = 1000∙192 = 192000 руб.

= 1400/0,83 = 1677 руб.

β_безуб = 192000/(1677∙192) = 0,6

Для 2-го кольцевого маршрута:

Собщ = 1000∙144 = 144000 руб.

= 1400/0,63 = 2217 руб.

β_безуб = 144000/(2217∙144) = 0,45

Рентабельность перевозки  определяется по формуле:

,     (3.7)

где  - затраты на перевозку;

      (3.8)

      (3.9)

= 1,4∙1000 = 1400 руб.

= 1400/0,5 = 2800 руб.

= 1290∙1000/720 = 1792 руб.

  = 720∙1792 = 1290000

= 720∙(2508-1792)/1290000 = 0,4 = 40%

Также необходимо рассчитать изменение рентабельности перевозок  в результате рационализации маршрутов. На рациональных маршрутах груженый пробег остается таким же, а изменяется только общий пробег. Можно считать, что тарифная ставка 1 км груженого пробега также остается неизменной.