Концептуальні напрямки розвитку техніки державної спеціальної служби транспорту Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 656.001.76

О. П. БАРАНОВ (АдмЫстращя Державно! спещально! служби транспорту, Ки!в),

с. о. Яковлев, I. е. крамар, о. I. шаптала (дпт)

КОНЦЕПТУАЛЬН1 НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ ТЕХН1КИ ДЕРЖАВНО1 СПЕЦ1АЛЬНО1 СЛУЖБИ ТРАНСПОРТУ

В статп розглядаються питання теоретичного обгрунтування критерпв методики вибору зразк1в мобшь-но! ушверсально! техшки для виконання завдань по ввдновленню об'екпв транспортно! системи Укра!ни.

Ключовi слова: Державна спещальна служба транспорту, мобшьт комплекси, критерш ефективносп, методика вибору техшки, показники мобшьносп

Вступ

Транспорт - специф1чна галузь господарст-ва, результатом роботи якого е перемщення вантаж1в { людей як в мирний час, так { в особ-ливий перюд.

Сучасш операцл вшськових об'еднань харак-теризуються значними обсягами перевезень осо-бового складу, вшськово! техшки, матер1альних засоб1в. В перюд ¿нтенсивних дш ймов1рного противника на транспортну систему { И об'екти, виконання заданого обсягу перевезень в операцп буде значною м1рою залежати вщ надшного тех-шчного прикриття а також забезпечення всеб1ч-но! подготовки транспортно! шфраструктури Укра!ни в умовах надзвичайного стану.

Анал1з сучасних военних конфл!кпв пока-зуе, що ефективно виршувати завдання техшч-ного прикриття, вщновлення, буд1вництва 1 за-городження зал1зниць, аеродром1в та морських порт1в, зокрема у раз! збройно! агреси проти Укра!ни, терористичних, надзвичайних ситуа-цш природного, техногенного чи военного характеру, можуть тшьки вшськово-спещальш формування, що мають едину оргашзащю I централ1зовану систему управлшня, а також мають в розпорядженш навчеш вшськов! ресу-рси оснащеш спещальною техшкою, техшчни-ми засобами { вщновним майном.

Таким вшськовим формуванням е Державна спещальна служба транспорту Мшстерства шфраструктури, яка е спещал1зованим держав-ним органом транспорту у склад! центрального органу виконавчо! влади .

Виходячи ¿з загальних завдань, характеристик, виклиюв та загроз нащональнш безпещ в умовах мирного часу 1 особливого перюду Де-жспецтрансслужба виконуе завдання насампе-ред в штересах стабшьного функщонування нащонально! транспортно! системи Укра!ни. Це зумовлюе потребу внесення змш у традицшш принципи оргашзаци вщновлювальних робгг, значного шдвищення мобшьност загошв Дер-жспецтрансслужби, своечасного 1 вмшого ма-неврування силами й засобами зад1яними на

виконанш цих завдань та переходу на нов!, прогресившш! технолог!! ведення вщновлюва-льних роб!т на баз! високопродуктивних зразк!в сучасно! техн!ки. Для досягнення поставлено! мети необхщно добитися бшьш високого р!вня техн!чно! оснащеност! об'еднаних загошв (за-гон!в) Держспецтрансслужби.

В ход! виконання ! реал!зац!! основних захо-д!в Програми формування та розвитку Державно! спещально! служби транспорту на 2005-2015 роки, затверджено! постановою Ка-бшету Мшютр!в Укра!ни, проводиться скоро-чення номенклатури техшчних засоб1в ! !х кшь-косп, замша застарших зразюв на сучасш ма-шини ! мехашзми, на основ! впровадження но-вих ушверсальних, мобшьних комплекшв.

Часткова модершзащя парку, яка проведена в об'еднаних загонах на сьогодшшнш день но-вими ушверсальними машинами, мехашзмами, техшчними засобами уже зараз дозволяе вико-нувати весь комплекс вщновлювальних робгг по проведенню швидюсного буд1вництва ! вщ-новлення комушкацш.

Актуальнiсть

В даний час на озброенш об'еднаних загошв Держспецтрансслужби перебувае техшка ! мехашзми для мехашзацп робгг пов'язаних по способу виконання вщновлювальних роб1т, найбшьш характерного при каштальному ремонт! ! буд!внищта транспортно! мереж!.

В сучасних умовах виконання роб1т з вщнов-лення транспортно! мереж! на наш погляд пот-ребуеться застосування об'еднаними загонами ново!, ушверсально!, мобшьно! техшки ! мехаш-зм1в, здатних застосовуватися при р1зних техно-лопчних способах ведення робгг з найменшими ресурсними ! матер1альними затратами та спро-можними виконувати весь комплекс вщновлю-вальних робгг. Усунення дано! невщповщносп -вироблення обгрунтованих пропозицш по вибору техшки ! мехашзм1в при !х закушвл! а в пода-льшому повно! модершзацп парюв техшки ! ме-хашзм1в об'еднаних загошв Держспецтрансслу-

© Баранов О. П., Яковлев С. О., Крамар I. е., Шаптала О. I., 2012

жби визначае актуальшсть статтi.

Створення ефективних мобiльних комплек-сiв мехашзаци вщновлювальних робiт на базi мобшьно! ушверсально! технiки i механiзмiв можливе на основi розробки науково! методики !х формування. Така методика мае бути ушвер-сальною, доступною i, в той же час, мати вузь-ку спрямовашсть з метою виявлення i враху-вання великого числа факторiв, що впливають на виконання робiт.

З урахуванням вищевикладеного розгляда-еться наступна наукова задача: теоретичне об-грунтування критерiю ефективностi формування комплекшв мехашзаци (окремо взято! техш-ки, механiзмiв) вiдновлювальних робгт з пода-льшою розробкою методики шдбору технiки, механiзмiв i техшчних засобiв, перевiркою !х ефективностi i працездатностi.

Пiдхiд до питання найбшьш ефективного оснащення об'еднаних загонiв Державно! спе-цiально! служби транспорту мобшьною ушвер-сальною технiкою, механiзмами i технiчними засобами необхiдно уявити як вибiр найкращих варiантiв технiки, машин (комплекшв) за конс-труктивними i технологiчними показниками. Вибiр передбачае наявшсть двох необхвдних основних елементiв, параметрiв, варiюванням яких можна отримати рiзнi варiанти створюва-но! структури i критерiю порiвняння, що дозво-ляе вказати кращий з вибраних варiантiв.

Формалiзацiя завдання оптимального проек-тування структури полягае в математичному опис основних елементiв процесу вибору (ва-рiйованих параметрiв i критерiю), зв'язюв i об-межень, що накладаються на значення параме-трiв, тобто побудови математично! моделi.

Отже, перш за все, мае бути видшений де-який набiр показникiв: а1,а2,...,ап значення яких визначають створювану структуру.

Набiр чисел може бути представлений точкою в г - мiрному евклщовому просторi Ег, тодi умови i обмеження, що накладаються на показники, зададуть деяку область О е Ег, якiй точка а повинна належати.

Критерiй, по якому порiвнюються варiанти, наприклад : а1 = (а11,а12,...,а1п) i представля-еться у виглядi числово! функцi! Ф(а) = Ф(а1,а2,...,ап) вiд г змiнних, причому вважаеться що а1 краще а2, якщо Ф(а1) > Ф(а2) . Таким чином, задача пошуку кращого варiанту, тобто вибору найкращо! комбшаци показникiв(а1, а2,..., ап) полягае в пошуку тако! точки (вектора), в якiй функщя Ф досягае максимуму, тобт.:

Ф(а*) ^ тахФ(а), ае О . (1)

Результати дослiджень

У загальному випадку для того, щоб знайти оптимальний варiант, необхiдно в процесi постановки задачi врахувати три види обмежень -параметричш, функцiональнi i критершш.

Параметричнi обмеження мають вигляд:

а * <а j <а **, j = 1, r , (2)

де а j - гiрше значення параметра, а- кра-

ще значення параметра.

Функщональш обмеження можна записати у виглядi

C* < Л(а) < СД 1 = 1,t, (3)

де У1(а) - функщя вщ а, С1*, С1** - обмеження нормативного вигляду, порушувати яю найчас-тiше просто не можна.

€ локальш критерii якостi - продуктившсть, енергоeмнiсть i так даль Ц критерп за iнших рiвних умов завжди прагнуть експримiзувати.

Щоб уникнути ситуацп, коли значення окремих критерив стають недопустимо пога-ними, необхщно ввести критерiйнi обмеження:

Фу (а) < Ф;\ v = 1, к , (4)

^ **

де Фу - прше значення критерiю, яке може бути отримане.

Рiзниця мiж критерiйними i функщональ-ними обмеженнями полягае в тому, що значення перших не е жорсткими вони залежать вщ фiзичного змюту критерiiв i можуть перегляда-тися в процес рiшення задачi.

Перерахованi обмеження (1) - (3) видшяють допустиму кшьюсть D . Тобто безлiч варiантiв а1 рiшення, що задовольняють цим обмежен-ням, так що D с G .

Потрiбно знайти таку величину P с D, для яко'

Ф( P) = min Ф(а), ае D, (5)

де - Ф (а) = (Ф1 (а), ...,Фк (а)) вектор критерив.

Пюля ршення дано' задачi мае бути визна-чений вектор а0 е P, що е найбшьш важливим iз усiх векторiв множини P. У тих випадках коли не вс основнi критерii якост можуть бути формалiзованi, оптимальне ршення слiд шука-ти на всш множинi D .

Отже, в загальному виглядi математичною моделлю вибору оптимального складу техшки, технiчних засобiв можна вважати сукупнiсть цiльовоi функци (критерiю) i обмежень.

Задача оптимального проектування полягае у виборi вектора, що задовольняе вшм обме-женням i що максимiзував функщю Ф(а) [2].

Запропонований алгоритм передбачае вир> шення ряду часткових задач i3 залученням ма-тематичного апарату.

На пiдставi вiйськово-технiчних вимог до технiки, механiзмiв i засобiв, необхiдно визна-чити номенклатуру показниюв якостi i параме-трiв для проведення порiвняльного аналiзу по вибраному критерiю ефективностi.

Визначення значень показникiв якостi дозво-ляе встановити параметри комплекшв, що впли-вають на величину критерiю ефективносп i шд-лягають розгляду при порiвняльному аналiзi.

Параметром можна вважати будь-яку пос-тiйну для дано! машини величину, яка характе-ризуе суттеву властивiсть, що вiдрiзняе машину або процес вщ iнших подiбних до них. 1накше кажучи, параметри машини е числовими характеристиками !х якостей, що видiляють конкрет-ну машину (комплекс) iз безлiчi тишв i що ви-значае ефективнють використання li в конкрет-них умовах.

Проаналiзувавши роботи вiйськових авторiв [2, 3, 4, 5], що дають ощнку технiчним засобам за певними властивостями, нескладно прийти до висновку, що вс вони единi у визначенш найважливiших властивостей технiки Держспе-цтрансслужби: продуктивнiсть, мобiльнiсть, унiверсальнiсть, надiйнiсть, економiчнiсть, пи-тома енергоемнiсть, рiвень мехашзаци, питома трудомiсткiсть.

Таким чином, аналiз комплексiв в даншс-татп проводиться за 8 певними показниками, а критерш ефективностi у загальному виглядi можна виразити як

К* = f (П,М, Ку, Кн, KM, ПЗУ, N, Э) ^ max (6)

де К * - критерш ефективносп техшки П - змш-на продуктивнiсть (м/змiну); М - показник моб> льностi (ч); Ку - коефiцiент унiверсальностi; Кн -коефiцiент надiйностi; Км - коефщент, що хара-ктеризуе рiвень мехашзаци; ПЗУ (наприклад для колшно! технiки) - приведенi затрати на укла-дання 1 км коли; N - питома трудомютюсть ро-бiт (люд./дн); Э - питома енергоемнють.

Серед даних показникiв i параметрiв е дете-рмiнованi i iмовiрнiснi величини. З метою отримання кiлькiсних значень, важливо мати приватш методики !х визначення.

Визначення чисельних значень приватних показникiв комплексiв пов'язано з констатащ-ею детермiнованих i отриманням прогнозова-них даних. 1х джерелами можуть служити ре-зультати: розрахунюв, випробувань, використання машин, проведення навчань i експериме-нтальних робiт iз створення ново! техшки.

З восьми прийнятих часткових показниюв розглянемо визначення показника мобiльностi техшки, механiзмiв(комплексiв).

Пiд показником мобiльностi розумiеться зда-тнiсть машини (комплексу) перемютитися на новий об' ект i приступити до виконання завдан-ня. Загалом показник мобшьносп мае вигляд

»г М (L)

М = ——-13 -14, M (V) 3 4

(7)

Можна проаналiзувати ефективнiсть даного комплексу за показником мобшьност^ спряму-вавши Mk до min.

При визначеннi показника мобшьносп для унiверсального комплексу, використовуемо вираз

M = Х мг • к} ,

(8)

де Mi - показник мобшьносп кожно! провiдноl машини; kj - коефщент використання машини, залежно вiд способу виконання робт

Для розрахунку показника мобшьносп не-обхiдно визначитися iз ступенем впливу випад-кових величин, що входять у вираз (8). Показник мобшьносп е лшшною функщею двох ви-падкових величин i, отже, легко можна отрима-ти дисперсда

M(M) = П • М(Т0) - ПM(L) - П(t3 +14), (9)

П

П2

D(M)toL = П2D(To) D(L) + 2—• КТ0, (10)

V

V

де КТl - кореляцшний момент величин T0 i L .

Обчислюемо за найбшьш типовими число-вими характеристиками T0 i L кореляцiйний момент КТ0 L .

Коефiцiент кореляци величин T0 i L

rTo L = ■

KT

(11)

Отже, мiж величинами T0 i L е позитивна кореляцiя i досить тiсна лiнiйна залежнiсть. По певнш дисперсil D(M) можна визначити

середне квадратичне вiдхилення cM i його вiд-носне значення (коефщент варiацil), дорiвнюе

=

с

м

M (M)

(12)

, що числовi характеристики M як системи випадкових T0 i L залежать вiд значень пос-тiйних величин П i V .

За даними розрахунюв, можна зробити ви-

L

сновок, що змши величини продуктивносп не позначаються на величин! вщносного середньо-го квадратичного вщхилення { це вщхилення е пор1вняно стшким при найр!зюших коливаннях значень П \ V .

Отже, значення показника мобшьносп дос-татньо стшю при коливаннях величин Т0 1 Ь тому за початков! дан! для розрахунюв можна приймати будь-яю величини Т0 { пов'язан! з ними дальносп перем!щення машин.

Висновок

Таким чином, використовуючи методику ви-значення часткових показник!в (в даному випад-ку моб!льност!), можна отримати !х к!льк!сне значення для пор!вняння зразк!в техн!ки, мехаш-зм!в (комплекшв) м!ж собою ! ухвалення ршень.

Вирахувавши значення К * - (критерш ефе-ктивност!) для кожного з них, можна визначити розрахункове значення ефективност! кожного зразку техшки, мехашзму (комплексу) по вщ-ношенню до табельного.

Коротко представлена методика дозволить з бшьшою ефективн!стю шдшти до формування табельного штату техшки, мехашзм1в ! компле-кс!в об'еднаних загон!в. Обгрунтован! ! розра-ховаш параметри дозволять не лише вибирати найбшьш ефективн!шу ! модерн!зован!шу тех-н!ку ! механ!зми з тих, що випускаються на сьо-годшшнш день, але ! можуть бути покладеш в основу техн!чних завдань на розробку перспек-

тивних техшчних зразюв для Державно! спещ-ально! служби транспорту.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Мальков, М. I. Державна спещальна служба транспорту - складова частина Военно! оргаш-зац!! держави [Текст] / М. I. Мальков. - К.: Наука i оборона. - 2004. - № 4. - с. 18.

2. Сендецкий, Н. Н . Обоснования методики определения показателя мобильности комплекса для сборки и укладки железнодорожного пути [Текст] / Н. Н. Сендецкий / К.: Центральный научно-исследовательский институт вооружения и военной техники Вооруженных Сил Украины

- К.: 2006 - Материалы научной конференции.

- № 4. - с. 34-37.

3. Вентлець, Е. С. Дослвдження операцш задач^ принципи, методолопя [Текст] / Е. С. Вентлець.

- М.: Наука, 1988. - 206 с.

4. Гермейер, Ю. Б. Введення в теорш дослвдження операцш [Текст] / Ю. Б. Гермейер. - М.: Наука, 1971. - 382 с.

5. Завадськас, Е. К. Системотехшчеськая оцшка технолопчних виршень будiвельного виробни-цтва [Текст] / Е. К. Завадськас. - Л.: Строшздат, 1991. - 256 с.

6. Соболь, I. М. Вибiр оптимальних параметрiв в задачах iз багатьма критерiями [Текст] / I. М. Соболь, Р. Б. Стадников. - М.: Наука, 1981. - 111 с.

Надшшла до редколеги 30.07.2012. Прийнята до друку 13.08.2012.

О. П. БАРАНОВ (Администрация Государственной специальной службы транспорта, Киев), С. А. ЯКОВЛЕВ, И. е. КРАМАР, А. И. ШАПТАЛА (ДИИТ)

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ТРАНСПОРТА

В статье рассмотрены вопросы теоретического обоснования критериев методики выбора образцов мобильной универсальной техники для выполнения задач по восстановлению объектов транспортной системы Украины.

Ключевые слова: Государственная специальная служба транспорта, мобильные комплексы, критерий эффективности, методика выбора техники, показатели мобильности

О. P. БАЯАКОУ (Administration of Government special service of transport, Kyiv),

S. A. YAKOVLEV, I. E. KRAMAR, A. I. SHAPTALA (Dniepropetrovsk National University

of Railway Transport)

CONCEPTUAL DIRECTIONS OF DEVELOPMENT OF TECHNIQUE OF THE GOVERNMENT SPECIAL SERVICE OF TRANSPORT

In the article the questions of theoretical ground of criteria of methodology of choice of standards of mobile universal technique are considered for implementation of tasks on renewal of objects of a transport system of Ukraine

Keywords: the government special service of transport, mobile complexes, criterion of efficiency, method of choice of technique, indexes of mobility