Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
CУМАТОХИН Дмитрий Геннадьевич
Повышение эффективности разработки индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов
Специальность 05.22.01 - Транспортные и транспортно-технологические системы страны, её регионов и городов, организация производства на транспорте
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва 2012
Работа выполнена на кафедре Эксплуатация транспортных средств
в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Сарбаев Владимир Иванович.
Официальные оппоненты: Беляев Владимир Михайлович
доктор технических наук, профессор, Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), профессор кафедры Менеджмент;
Кириллов Александр Геннадьевич
кандидат технических наук, доцент, Владимирский государственный университет (ВГУ),
заведующий кафедрой Автомобильного транспорта.
Ведущая организация: Московский государственный открытый университет (ФГБОУ ВПО МГОУ)
Защита состоится 24 мая 2012 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.126.06 при Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект, дом 64, аудитория 42.
Телефон для справок: (499) 155-93-24.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.
Автореферат разослан л____ апреля 2012 г.
Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в диссертационный совет университета и по электронной почте: uchosovet@madi.ru
Ученый секретарь диссертационного
совета ДМ.212.126.06
кандидат технических наук, доцент Ефименко Д.Б.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
Автомобильный транспорт играет значительную роль в социально-экономическом развитии РФ. На его долю приходится 50-55% перевозок пассажиров и 70-75% перевозимых грузов. Автобусные перевозки осуществляются в 1286 городах и поселках городского типа Российской Федерации, а в 910 населенных пунктах они являются единственным видом пассажирского сообщения. На их долю приходится около 64% объема городских перевозок пассажиров.
В то же время автомобильный транспорт является весьма энергоемким. В РФ он потребляет 68% бензина и 16% дизельного топлива. Затраты эксплуатирующих организаций на топливо в общей структуре затрат являются значительными - порядка 18% от себестоимости перевозок.
Основным оператором в системе наземного городского пассажирского транспорта (НГПТ) города Москвы является Государственное унитарное предприятие (ГУП) Мосгортранс, на долю которого приходится свыше 40% объема перевозок наземным городским пассажирским транспортом. Из них 73% перевозок пассажиров осуществляется городскими автобусами.
Доминирующей моделью подвижного состава в ГУП Мосгортранс является автобус ЛиАЗ-5256 и его модификации. Он начал поступать в ГУП Мосгортранс в 1999 году. В настоящее время в эксплуатации находится более 1,5 тыс. ед. подвижного состава данной модели. Это обуславливает актуальность темы исследования и обеспечивает достаточно представительную выборку, в том числе и при исследовании вопросов нормирования расхода топлива в эксплуатации.
Целью работы является повышение эффективности работы предприятий, эксплуатирующих городские автобусы, за счет объективного учета условий эксплуатации и технического состояния подвижного состава при нормировании расхода топлива.
Для достижения цели работы поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:
1. Проанализированы подходы и методики нормирования расхода топлива автомобилей в эксплуатации;
2. Выявлены и оценены основные факторы, влияющие на маршрутный расход топлива городских автобусов, и уточнена их классификация;
3. Разработаны теоретические положения и методический подход к нормированию маршрутного расхода топлива для городских автобусов в эксплуатации;
4. Построены одно- и многофакторные математические модели, описывающие зависимость расхода топлива от условий эксплуатации и позволяющие определять индивидуальные маршрутные нормы расхода топлива для автобусов ЛиАЗ-5256.25 в условиях действия единой автоматизированной системы управления финансово-хозяйственной деятельностью (ЕАСУ ФХД) ГУП Мосгортранс.
5. Разработана методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов на основе применения современных информационных технологий;
6. Осуществлена опытная апробация разработанных методов и методик в условиях одного автобусного парка ГУП Мосгортранс.
Объектом исследования являются автобусы ЛиАЗ-5256.25, работающие на городских маршрутах города Москвы.
Научная новизна работы характеризуется следующими положениями, которые выносятся на защиту:
- уточненная классификация факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов в эксплуатации и результаты экспертной оценки степени их влияния;
- однофакторные математические модели маршрутного расхода топлива городского автобуса ЛиАЗ-5256.25, описывающие зависимости маршрутного расхода топлива от эксплуатационных факторов - средней эксплуатационной скорости, скорости сообщения, средней длины перегона, коэффициента использования пассажировместимости, удельного числа поворотов, средней плотности транспортного потока, среднесуточного пробега, пробега автобуса с начала эксплуатации в тыс. км, возраста автобусов в годах;
- теоретико-методические положения и многофакторная математическая модель, построенная на главных компонентах, описывающая зависимость маршрутного расхода топлива городских автобусов ЛиАЗ-5256.25 от факторов, характеризующих техническое состояние подвижного состава (пробег и срок службы с начала эксплуатации), загрузки автобуса на линии (коэффициент использования пассажировместимости), условий движения (эксплутационная скорость, средняя длина перегона, средняя плотность транспортного потока);
- научно-практические подходы и методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов, базирующиеся на использовании современных информационных технологий, математического аппарата компонентного анализа и программных продуктов ЕАСУ ФХД ГУП Мосгортранс и учитывающие при разработке норм широкий спектр условий эксплуатации и возрастные характеристики подвижного состава.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования предложенной методики автобусными парками и автотранспортными предприятиями г. Москвы и других городов России при разработке индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов с целью повышения эффективности их работы за счет разработки объективных норм, учитывающих условия эксплуатации и характеристики подвижного состава.
Реализация результатов работы. Разработанная методика нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов и маршрутные нормы расхода топлива для автобусов ЛиАЗ-5256.25 приняты к использованию в филиале л9 автобусный парк и в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГИУ для студентов специальности Профессиональное обучение Автомобили и автомобильное хозяйство.
ичный вклад автора заключается в формировании идеи и цели работы, в постановке задач и их решении, разработке теоретических положений, методик, математических моделей, направленных на повышение эффективности разработки индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов, на всех этапах выполнения диссертационной работы.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на Международной научноЦпрактической конференции Владимирского государственного университета Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств (2007 г.), Международной конференции МГИУ Молодые ученые - промышленности, науке и профессиональному образованию: проблемы и новые решения (2009 г.), 68-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (ГТУ) (2010 г.) и заседаниях кафедры Эксплуатации транспортных средств МГИУ (2009-2011 гг.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 7 печатных работ, из них - 2 в изданиях из перечня ВАК РФ.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении показана актуальность темы исследования, приводятся данные о результатах апробации и внедрения, сформулированы цели, задачи исследования, основные положения, выносимые на защиту, практическая значимость полученных результатов.
В первой главе проводится анализ действующих и предложенных разными авторами методик нормирования расхода топлива для автомобилей, выполнен обзор научных работ, посвященных оценке влияния различных факторов на расход топлива, анализ состояния парка городских автобусов ГУП Мосгортранс, оцениваются тенденции изменения условий их эксплуатации.
Старение парка автобусов негативно сказывается на его работоспособности на линии. В результате ухудшается топливная экономичность, и появляются отказы автобусов на линии. Анализ потерь линейного времени показывает, что 65% из них приходится на потери линейного времени по техническим причинам.
Система управления расходом топлива будет работать эффективно тогда, когда в комплексе автоматизированы следующие процессы: учет поступления топлива в емкости АЗС; адресный отпуск топлива из емкостей АЗС на зарегистрированные в системе и допущенные к заправке автомобили; учет пробега подвижного состава и выполненной транспортной работы; индивидуальное нормирование расхода топлива в разрезе каждого автомобиля на основе мониторинга состояния топливного бака в реальном режиме времени; фиксация фактов несанкционированного залива и забора топлива из емкостей АЗС и топливных баков автомобилей. Кроме того, должна быть обеспечена передача данных о фактических расходах топлива, пробегах, транспортной работе и т.д. в комплексные информационные системы для последующего учета, хранения, анализа, нормирования и др. управляющих воздействий. Перечисленные задачи позволяет решать единая автоматизированная система управления финансово-хозяйственной деятельностью (ЕАСУ ФХД) ГУП Мосгортранс, которая введена в эксплуатацию в 2004 году и является централизованной информационной системой.
ЕАСУ ФХД работает в реальном масштабе времени, повышает объективность и достоверность информации, сокращает время обработки и передачи данных о работе автобусного парка, в том числе и по вопросам управления расходом топлива.
Анализ состояния вопроса и выполненных в данной области работ позволяет сделать следующие выводы:
Основным оператором в системе наземного городского пассажирского транспорта города Москвы является ГУП Мосгортранс, на долю которого приходится около 40% объема перевозок НГПТ.
Совокупность индивидуальных технико-эксплуатационных свойств каждой модели городского автобуса, их относительно постоянное закрепление за маршрутами движения, наличие ЕАСУ ФХД, позволяют в качестве объекта нормирования основных параметров эксплуатации в условиях ГУП Мосгортранс выбирать каждый отдельно взятый автобус, работающий на конкретном маршруте движения.
В качестве объекта нормирования должен рассматриваться маршрутный расход топлива по моделям автобусов, поскольку в случае качественной реализации данной процедуры, автобусные парки могут сократить затраты на топливо в эксплуатации и повысить экологическую безопасность пассажирских перевозок.
Нормирование маршрутного расхода топлива должно осуществляться на базе многофакторных математических моделей, построенных с использованием статистической информации ЕАСУ ФХД ГУП Мосгортранс и современных математических методов (компонентный, факторный анализы и др.). Указанные модели должны учитывать все многообразие факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов.
Вопросам определения и нормирования расхода топлива автомобилями и автобусами в эксплуатации посвящены работы ведущих российских и зарубежных ученых: Аринина И.Н., Говорущенко Н.Я., Epoxoва В.И., Иванова В.Н., Исмаилова Р.И., Кириллова А.Г., Крамаренко Г.В., Максимова В.А., Нефедова А.Ф., Панова Ю.В., Постолита А.В., Резника Л.Г., Рубца Д.А., Токарева А.А., Фаробина Я.Е., Фалькевича Б.С., Чудакова Е.А., Шейнина А.М., Д.Р. Дрю, Р. Акелика, Д. Вида и др.
Существующие математические модели маршрутного расхода топлива городских автобусов сориентированы на конкретную модель подвижного состава. Они не могут быть в полной мере перенесены на другую модель. Кроме того, в построенных математических моделях влияющие на маршрутный расход топлива факторы для оценки их численных значений требуют инструментального обеспечения и подчас трудоемки при вычислении, в то время как современные методы статистической обработки информации и наличие ЕАСУ ФХД позволяют с достаточной достоверностью использовать более доступные факторы (например, статистические).
С учетом сложившихся обстоятельств вопросы нормирования маршрутного расхода топлива городских автобусов требует дополнительных исследований и уточнений. Это будет способствовать дальнейшему развитию методов индивидуального нормирования расхода топлива для городских автобусов в эксплуатации и приведет к определенной экономии эксплуатационных затрат автобусного парка в целом.
Во второй главе сформулирована рабочая гипотеза исследования, теоретически обоснована и предложена классификация факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов, описываются предложенный методический подход к процессу нормирования и особенности построения регрессионной модели маршрутного расхода топлива для городских автобусов.
В качестве исходной базы для выбора и классификации факторов рассматривалось дерево систем технической эксплуатации, разработанное профессором Е.С. Кузнецовой и дополненное профессором В.А.Максимовым применительно к городским автобусам.
Анализ работ, рассмотренных в первой главе, показал, что маршрутный расход топлива городских автобусов в рассматриваемой системе в основном определяется рядом факторов конструкционного, технологического, эксплуатационного, организационного и природно-климатического характера:
,
где QМТ - маршрутный расход топлива городских автобусов, л/100 км;
Хi (i=1,2, Е, n) - факторы, влияющие на маршрутный расход топлива городских автобусов.
При этом факторы могут быть как простыми, так и сложными, управляемыми, частично управляемыми и учитываемыми, зависимыми и независимыми между собой.
Анализ факторов, определяющих маршрутный расход топлива автомобилей, позволил сформировать их классификацию применительно к городским автобусам (рис. 1).
Алгоритм определения маршрутного расхода топлива для городских автобусов представлен на рис. 2.
В основе данной теории лежит расчетно-статистический подход по методу черного ящика, идея которого сводится к следующему:
1) Подконтрольные автобусы, обслуживающие конкретные городские маршруты, рассматриваются как отдельная система, имеющая внешнюю среду;
2) Внешняя среда (совокупность эксплуатационных, природно-климатических факторов) воздействует на систему через входы:
Хj = {Х1j, Х2j,Е,Хрj}
3) Система выдает на выходе данные по маршрутному расходу
топлива по каждой марке городских автобусов, измеряемому в л\100км пробега:
QМТ = {QМТ1, QМТ2,Е, QМТj}
4) Внутреннее состояние системы характеризуется конструкционными, технологическими и организационными факторами, которые, кроме возраста
автобусов, находятся на определенном постоянном уровне:
Б = {1, Б2,Е,Бm}
В определенный момент времени состояния выходов определяются состояниями входов и внутренним состоянием системы:
Qt = f ( Xt, Бt ).
Таким образом, формируется матрица наблюдений.
Рис. 1. Классификация факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов
Рис. 2. Структурная схема научно-методического подхода к индивидуальному нормированию маршрутного расхода топлива городских автобусов
Далее проводится корреляционно-регрессионный анализ полученной матрицы, по результатам которого производится отбор значимых факторов, оказывающих существенное влияние на величину маршрутного расхода топлива городских автобусов. Для отобранных факторов с использованием статистических данных, полученных из ЕАСУ ФХД ГУП Мосгортранс строятся однофакторные регрессионные математические модели линейного, степенного, экспоненциального, полиномиального видов.
В третьей главе представлены общая и частные методики проведения исследований, сбора и предварительной обработки статистического материала, априорного ранжирования факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов, представлен процесс учета расхода топлива городских автобусов в ЕАСУ ФХД ГУП Мосгортранс, а также приведена методика формирования и анализа математических моделей маршрутного расхода топлива городских автобусов.
Схема проведения экспериментальных исследований представлена на рис. 3.
Для проведения экспериментальных исследований в качестве объекта наблюдения были выбраны городские автобусы ЛиАЗ-5256.25, которые являются наиболее распространенной моделью автобусов в условиях ГУП Мосгортранс.
При выборе полигона проведения эксперимента были также проанализированы и учтены особенности проведения компонентного анализа по методам R, Q, Р и О - техники.
При R-технике объектом исследования должны являться несколько автобусных автотранспортных предприятий, которые сравниваются по ряду параметров, образующих систему показателей, влияющих на нормативную базу городских автобусов. При этом изучается взаимосвязь между параметрами и факторами. Для интерпретации используется, как правило, т (т <n) наиболее весомых главных компонент.
R-техника позволяет анализировать различные комбинации общих свойств объектов и обобщить характерные признаки объектов исследования.
При помощи Q-техники определяется степень взаимной близости N объектов на основе корреляций признаков. При этом выделяется группа объектов, наиболее близких друг другу по рассматриваемым признакам. Эти объекты объединяются в группу, характеризующуюся близкими величинами нагрузки той или иной главной компоненты для данных объектов.
Р - техника применяется не к N объектам исследования, а к одному объекту. В этом случае одно автобусное автотранспортное предприятие оценивается по небольшому числу признаков в разные интервалы времени. Можно производить оценку через сутки, неделю, месяц, год и т.д. Исследования могут проводиться через разные интервалы времени. При этом, сталкиваясь с колебаниями условий процесса, имеется возможность получать контролируемые измерения признаков при меняющихся условиях.
O-техника используется при изучении одного объекта, но по большому числу признаков. Оценка проводится в некоторые моменты времени по всем признакам. Корреляция рассматривается не между парами тестов, а между парами дней (недель, месяцев и т.д.).
По итогам анализа было решено, что при индивидуальном нормировании маршрутного расхода топлива городскими автобусами в условиях ГУП Мосгортранс целесообразно на первом этапе применять принципы Р-техники, поскольку нормирование для конкретной модели городского автобуса начинается в каждом конкретном автобусном парке, а на втором этапе для проверки полученных нормативов и их уточнения для всей совокупности маршрутов (св. 500 ед.) можно использовать и R-технику.
Рис.3. Структурная схема общей методики экспериментальных исследований
С учетом изложенного в качестве полигона эксперимента были выбраны производственные условия и маршрутная сеть филиалов л9 автобусный парк и л14 автобусный парк ГУП Мосгортранс.
При проведении эксперимента регистрировались и учитывались параметры и характеристики маршрутов движения городских автобусов: количество технологических остановок; количество регулируемых перекрестков; количество перекрестков и пересечений с главной дорогой; количество поворотов; количество светофоров; средняя длина перегона; среднесуточный пробег; время в наряде; средняя эксплуатационная скорость; средняя скорость сообщения; плотность транспортного потока; количество перевезенных пассажиров.
Указанные показатели определялись из отчетных данных предприятий с использованием ЕАСУ ФХД и АСКП, паспортов маршрутов, или по результатам обследования маршрутной сети (в случае отсутствия паспортов маршрутов).
При сборе экспериментальных данных фиксировался также возраст автобусов в годах, пробег с начала эксплуатации в тыс. км и фактический расход топлива в л\100 км.
Итоговые значения фиксируемых параметров для маршрутов рассчитывались как среднее арифметическое от значений, полученных при каждом из обследований или данных паспорта маршрута, или принимались в абсолютном виде по данным паспорта маршрута.
На маршрутный расход топлива городских автобусов, оценивалось влияние пяти групп факторов: конструкционных (К); организационных (О); природно-климатических (КЛ); технологических (Т); эксплуатационных (Э).
Для формирования объективной картины по факторам, влияющим на маршрутный расход топлива городских автобусов, кроме их экспертизы, были построены и проанализированы однофакторные и многофакторные математические модели, с помощью которых можно оценить и выделить наиболее значимые признаки.
В четвертой главе приводятся результаты, полученные на основе теоретических и экспериментальных исследований.
Для экспертной оценки степени влияния факторов на расход топлива городских автобусов составлена специальная анкета, проведен экспертный опрос и произведена обработка его результатов.
В качестве экспертов привлекались научно-технические и практические работники, по роду своей деятельности связанные с вопросами управления расходом топлива городскими автобусами в эксплуатации. Общие результаты ранжирования, а также диаграммы влияния эксплуатационных и организационных факторов второго уровня приведены на рис. 4-6.
Рис. 4. Степень влияния факторов на расход топлива |
Рис. 5. Степень влияния эксплуатационных факторов на расход топлива |
Рис. 6. Степень влияния организационных факторов на расход топлива |
Результаты ранжирования факторов были учтены при их отборе для построения однофакторных и многофакторных моделей.
Проверка значимости факторов, влияющих на маршрутный расход топлива, была продолжена и при однофакторном регрессионном анализе, в ходе которого по каждому предварительно отобранному фактору были построены модели линейного, логарифмического, полиномиального, степенного и экспоненциального видов.
С учетом результатов экспертизы и ранее проведенных исследований в качестве исследуемых были выбраны следующие факторы (Хn): средняя эксплуатационная скорость; скорость сообщения; средняя длина перегона; коэффициент использования пассажировместимости; удельное число поворотов; средняя плотность транспортного потока; среднесуточный пробег; пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км; возраст автобусов в годах. Оценка значимости выбранных факторов проводилась по коэффициентам корреляции и детерминации.
Построение и анализ однофакторных регрессионных математических моделей маршрутного расхода топлива городскими автобусами в эксплуатации (QМТ) выявили ряд значимых факторов, определяющих величину данного расхода. К ним относятся: средняя эксплуатационная скорость (VЭ); скорость сообщения (VC); средняя длина перегона (); коэффициент использования пассажировместимости (); средняя плотность транспортного потока (); пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км (L) и возраст автобусов в годах (B). В качестве примера на рис. 7 приведена зависимость маршрутного расхода топлива от средней длины перегона на маршруте.
Рис. 7. Зависимость маршрутного расхода топлива от средней длины перегона (модель степенного вида)
Для дополнительной проверки полученных зависимостей был проведен корреляционный анализ вышеуказанных факторов. Их влияние на маршрутный расход топлива оценивалось по коэффициенту парной корреляции.
Малозначимым оказался фактор удельного числа поворотов и незначимым - среднесуточный пробег. Поэтому они были выведены из дальнейшего рассмотрения и учета. Из дальнейшей обработки также был выведен фактор скорости сообщения, поскольку его заменил фактор средней эксплуатационной скорости, как оказывающий наибольшее влияние на маршрутный расход топлива городских автобусов, и по результатам однофакторного регрессионного анализа и по итогам корреляционного анализа.
Учета совместного влияния значимых факторов на маршрутный расход топлива городских автобусов производился с помощью математического аппарата компонентного анализа - была построена многофакторная регрессионная математическая модель. Вначале были определены главные компоненты для факторов условий эксплуатации и факторов, характеризующих возрастной состав (пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и возраст автобусов в годах) городских автобусов.
Затем из полученных главных компонент отбирались наиболее значимые. Отбор наиболее значимых главных компонент осуществлялся по их собственным числам (), по критерию каменистой осыпи и доли дисперсии, описываемой каждой компонентой ().
Для определения числа компонент, принимаемых в рассмотрение для построения математической модели маршрутного расхода топлива для городских автобусов, были найдены собственные значения главных компонент, характеризующих влияние условий эксплуатации подвижного состава и их возрастной состав, по которым можно также определить процент воспроизведения общей дисперсии
Таким образом, по критерию каменистой осыпи также целесообразно брать только первые две главные компоненты для условий эксплуатации и одну первую главную компоненту для возраста.
Компоненты ранжируются по доле детерминируемой дисперсии, когда процент дисперсии оказывается несущественным, выделение останавливается
В нашем случае две первые главные компоненты по условиям эксплуатации описывают 94,84% суммарной дисперсии, и одна первая главная компонента по возрастному составу отображает 95,42% суммарной дисперсии.
Таким образом, для дальнейшего рассмотрения были отобраны две первые главные компоненты, характеризующие условия эксплуатации городских автобусов:
и одна первая главная компонента, отображающая их возрастной состав:
где , - стандартизованные значения средней эксплуатационной скорости, средней длины перегона, коэффициента использования пассажировместимости, средней плотности транспортного потока, пробега автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и возраста автобусов в годах соответственно.
Далее была построена регрессионная математическая модель маршрутного расхода топлива для городских автобусов на главных компонентах:
После подстановки вместо главных компонент их математических выражений была получена математическую зависимость маршрутного расхода топлива для городских автобусов в эксплуатации на стандартизованных значениях влияющих факторов.
На следующем этапе был осуществлен переход от стандартизованных значений факторов к их исходным значениям.
В результате получена регрессионная математическая модель маршрутного расхода топлива городских автобусов в эксплуатации на исходных факторах:
Анализ статистических характеристик полученной математической модели говорит о том, что она является адекватной исследуемому процессу и исследуемым исходным данным.
Анализ многофакторной регрессионной математической модели показал, что доминирующее влияние на маршрутный расход топлива городских автобусов в эксплуатации из влияющих факторов оказывают: конструкционные и технологические факторы - 43%; условия эксплуатации и природно-климатические условия - 47%, из них коэффициент использования пассажировместимости - 24%, средняя эксплуатационная скорость - 13%, средняя плотность транспортного потока - 6% и средняя длина перегона - 4% и организационные факторы - 10%, в том числе пробег автобуса с начала эксплуатации в тыс. км - 5%, возраст автобуса в годах - 5%.
Таким образом, полученная математическая модель маршрутного расхода топлива городских автобусов в эксплуатации подтверждает и уточняет соотношения влияющих факторов, полученные при экспертном опросе.
По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований на базе ГУП Мосгортранс была разработана Методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов. Ее практическая реализация может осуществляться в автобусных парках, в которых внедрена ЕАСУ ФХД. Внедрение методической разработки в автобусном автотранспортном предприятии возлагается на службу эксплуатации и производственно-техническую службу, для чего создается комиссия специалистов данных служб с участием представителей из Совета трудового коллектива. Для проведения работ по внедрению Методики... требуется наличие электронной базы данных по расходу топлива, влияющим факторам и методическое обеспечение.
Рис. 8. Структурная схема реализации методики индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов
Результаты практической апробации методики приведены в табл. 2, 3.
Таблица 2
№ маршрута | Условное обозначение фактора и единицы измерения | |||||||
, км/ч | , авт/100м | гаражный номер автобуса | гаражный номер автобуса | |||||
09163 | 09198 | |||||||
675 | 13,55 | 0,39 | 0,39 | 2,1 | 603 | 9 | 413 | 6 |
701 | 15,74 | 0,25 | 0,45 | 1,1 | 603 | 9 | 413 | 6 |
Таблица 3
Гаражный номер/ номер маршрута | Фактический удельный расход топлива | Норма расхода, подсчитанная по действующей методике | Сравнение со старой нормой | Норма расхода, подсчитанная по предлагаемой методике | Сравнение с новой нормой |
163/675 | 47.30 | 41 | -6.30 | 45.75 | -1.55 |
198/675 | 43.34 | 41 | -2.34 | 42.02 | -1.32 |
163/701 | 47.18 | 40 | -7.18 | 45.65 | -1.53 |
198/701 | 39.16 | 40 | 0.84 | 42.64 | 3.48 |
Полученные результаты подтверждают эффективность разработанной методики. Точность расчета норм увеличилась в среднем на 5%. Таким образом, результаты проведенных исследований и расчетов показывают, что использование предложенной методики, базирующейся на современных информационных технологиях и методах обработки информации, позволяют разрабатывать научно обоснованные маршрутные нормы расхода топлива городских автобусов.
Основные результаты и выводы
1. Решена важная научно-практическая задача повышения эффективности разработки индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов на основе современных информационных технологий, отчетной статистической информации ЕАСУ ФХД автотранспортной компании с использованием математического аппарата компонентного и регрессионного анализов.
2. На основе анализа научных работ в области эксплуатации автомобильного транспорта теоретически уточнена классификация факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов в эксплуатации. Оценка влияния действующих факторов на маршрутных расход топлива методами априорного ранжирования показала, что среди факторов первого уровня наиболее значимыми являются конструкционные факторы - 33,3%, далее идут эксплуатационные факторы - 26,7%, организационные факторы - 20%, технологические факторы - 13,3% и природно-климатические факторы - 6,7%.
3. Сформулированы научно-методические подходы к нормированию маршрутного расхода топлива для городских автобусов, заключающиеся в использовании в качестве статистического материала данных, полученных при помощи системы ЕАСУ ФХД, построении математических моделей на базе корреляционного, компонентного и регрессионного анализов. Эти подходы являются концептуальной основой математических расчетов при индивидуальном нормировании.
4. В результате регрессионного анализа установлено, что наиболее значимыми факторами, влияющими на маршрутный расход топлива городских автобусов, являются средняя эксплуатационная скорость, скорость сообщения, средняя длина перегона, коэффициент использования пассажировместимости, средняя плотность транспортного потока, пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и их возраст в годах. При этом по каждому предварительно отобранному фактору построены и проанализированы модели линейного, логарифмического, полиномиального, степенного и экспоненциального видов.
5. В результате моделирования с помощью корреляционного, компонентного и регрессионного анализов получена математическая модель маршрутного расхода топлива для городских автобусов. Модель является адекватной исследуемому процессу (средняя ошибка аппроксимации составляет 8,6%) и исследуемым исходным данным (коэффициент детерминации равен 0,907, фактическое значение критерия Фишера составляет 35,65, что значительно больше его табличного значения, равного 2,0).
6. Исследование полученной регрессионной математической модели показало, что среди влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов факторов наибольшей эластичностью обладает коэффициент использования пассажировместимости. При изменении его на 1% маршрутный расход топлива гороских автобусов изменяется на 0,368%. Далее по эластичности идут - средняя эксплуатационная скорость - 0,2%, средняя плотность транспортного потока - 0,087%, возраст автобуса в годах - 0,075%, пробег автобуса с начала эксплуатации - 0,072%, и средняя длина перегона - 0,058%.
7. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана Методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов, которая позволяет оперативно определять индивидуальные маршрутные нормы расхода топлива в различных условиях эксплуатации. МетодикаЕ прошла успешную опытно-производственную апробацию в филиале ГУП УМосгортрансФ л9 автобусный парк, которая подтвердила обоснованность представленных в работе положений и полученных результатов.
8. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в следующих направлениях:
- создание банка математических моделей, позволяющих определять и нормировать маршрутный расход топлива для новых марок городских автобусов;
- разработка методических подходов и реализующих алгоритмов по оперативному управлению маршрутным расходом топлива для городских автобусов с использованием ПЭВМ;
- исследование и определение влияющих факторов и разработка методик по нормированию маршрутного расхода топлива автобусов, обслуживающих пригородные маршруты.
Список публикаций по теме диссертационного исследования
Статьи, опубликованные в изданиях, входящих в перечень ВАК:
1. Суматохин Д.Г. Нормирование расхода топлива городских автобусов /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Автотранспортное предприятие: отраслевой ежемесячный научно-производственный журн.,- 2010. - окт. - М.: НПП Транснавигация, 2010.- С. 39-43.
2. Суматохин Д.Г. Информационные технологии в управлении финансово-хозяйственной деятельностью транспортной компании /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Мир транспорта и технологических машин. Научно-технический журн.,- № 4(35) 2011, - Госуниверситет-УНПК, 2011.- С. 94-100.
Статьи, опубликованные в научных журналах и сборниках статей:
3. Суматохин Д.Г. Особенности эксплуатации двигателей caterpillar 3116 и 3126Е на автобусах г. Москвы /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств / Материалы Международной научно-практической конференции. - Владимир, ВГУ, 2007, 233с., С. 166-169. ISBN 9789-5-89368-792-7.
4. Суматохин Д.Г. Факторы, влияющие на расход топлива автомобилей в эксплуатации /В.И. Сарбаев, В.А. Максимов, Д.Г. Суматохин// Молодые ученые - промышленности, науке и профессиональному образованию: проблемы и новые решения: Сборник научных докладов VIII Международной научно-практической конференции. - М.: МГИУ., 2009. - 857 с. С. 825 -829. ISBN 978-5-2760-1819-5.
5. Суматохин Д.Г. Краткая характеристика ЕАСУ ФХД ГУП Мосгортранс /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств / Материалы ХIII Международной научно-практической конференции. - Владимир, ВГУ, 2009, 423с., С. 107-114 ISBN 978-5-89368-969-3.
6. Суматохин Д.Г. Нормирование маршрутного расхода топлива на основе данных единой автоматизированной системы управления финансово-хозяйственной деятельностью (ЕАСУ ФХД) /В.И. Сарбаев, В.А. Максимов, Д.Г. Суматохин// Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств / Материалы ХIII Международной научно-практической конференции. - Владимир, ВГУ, 2009, 423с., С. 148-151. ISBN 978-5-89368-969-3.
7. Суматохин Д.Г. Предварительная оценка факторов, определяющих маршрутный расход топлива городских автобусов в эксплуатации /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Проблемы технической эксплуатации и автосервиса подвижного состава автомобильного транспорта. Сборник научных трудов по материалам 68-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ(ГТУ) - М.: МАДИ (ГТУ), 2010, 190с. С. 105-109.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям