CC BY
56
Верификация моделей
Данная работа была необходима для реального применения. Поэтому перед проведением исследования необходимо было убедиться в адекватности модели. Технология подготовки транспортной системы к Универсиаде предполагала проведение физических (натурных) испытаний в городских условиях. Т.е. были несколько специальных дней, в которые полностью разыгрывалась ситуация и расписание самых напряженных дней Универсиады. Команду волонтеров загружали в ТС Универсиады, которые передвигались по городу и по объектам в соответствии с разработанным для этого дня Игр расписанием. Натурные испытания позволили количественно сравнить их результаты с результатами имитационных экспериментов. В результате отклонение имитационных расчетов от физических экспериментов составило не более 10%, а в большинстве случаев, особенно на объектах Универсиады, существенно меньше. Это говорило о высокой степени адекватности результатов моделирования и показало Заказчику, что результатам имитационных экспериментов с моделями можно доверять.
Практическое использование данного комплекса проводилось специалистами транспортной Дирекции Универсиады. Оно позволило им провести оперативное прогнозирование движения транспорта Универсиады на каждом спортивном объекте и всех клиентских маршрутов по городу. По результатам прогнозирования было откорректировано большинство расписаний движения клиентских групп и маршрутов общественного транспорта и были обеспечены все требования FISU, учтено движение городского транспорта, изменение расписаний тренировок, соревнований и официальных мероприятий. По результатам анализа ранее предложенных маршрутов Универсиады была внесена корректировка в ряд из них. Например, было предложено сделать одну из улиц на время Универсиады с односторонним движением и это позволило резко уменьшить очереди при въезде/выезде в деревню Универсиады. Также была проведена детальная оценка эффективности логистической структуры спортивных объектов. По результатам было изменено зонирование ряда объектов. Например, было изменено количество и месторасположение въездных/выездных ворот
в деревню Универсиады, обосновано увеличение парковочных зон нескольких объектов.
Выводы и результаты
В итоге по результатам имитационного исследования были предоставлены количественно рассчитанные и обоснованные рекомендации по транспортным схемам и управлению движением для ГИБДД и список особо загруженных участков дорог, въездов на объекты, парковки, на которых необходимо было особо тщательно вести постоянный мониторинг и контроль над потоками транспорта Универсиады. Все рекомендации были учтены при проведении самой Универсиады. Транспортная система во время Универсиады работала без сбоев, очередей и задержек. Основой таких результатов явилась использование результатов нашего исследования.
Литература:
1. Девятков В.В. Методология и технология имитационных исследований сложных систем: современное состояние и перспективы развития: монография / В.В. Девятков. - М.: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2013. - 448 с.
2. Власов С.А. Имитационные исследования с использованием GPSS WORLD - новые возможности / С.А. Власов, В.В. Девятков, Ф.В. Исаев, М.В. Федотов // Автоматизация в промышленности. - №7. - 2012. - С. 3-8.
3. Толуев Ю.И. Применение имитационного моделирования для исследования логистических процессов // Имитационное моделирование. Теория и практика: Сб. Второй всероссийской научно-практической конференции - СПб.: ФГУП ЦНИИ ТС. -2005. - с. 71-76.
4. «Принципы предоставления транспортных услуг на объектах XXVII Всемирной летней Универсиады 2013 года в Казани» Общие требования. - Казань: Исполнительная дирекция универсиады. - 2012 г. - 150 с.
5. Руководство пользователя по GPSS World. /Перевод с английского. - Казань: Изд. «Мастер Лайн», 2002. - 384 с.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ НА ТРАНСПОРТЕ
Бабан С.М., к.э.н.
Гусева А.И., старший преподаватель Романова А.Т., д.э.н., Московский государственный университет путей сообщения
В статье предложен методический подход к оценке эффективности технологий ресурсосбережения, представлены разработанные авторами интегральные универсальные характеристики эффективности и условий эксплуатации: коэффициенты эффективности технологии, которые являются многофакторными индикаторамиресурсоемкости среды и условий эксплуатации, а также индикаторами эффективности ресурсоемкости производственно-экономических систем.
Предложенный подход апробирован при оценке эффективности системы лубрикации на железнодорожном транспорте.
Ключевые слова: методический подход, ресурсосбережение, производственно-экономическая система, коэффициенты эффективности, интегральная оценка, условия эксплуатации, трудность пути.
APPROACHES TO THE ASSESSMENT OF ECONOMIC EFFICIENCY RESOURCE IN
TRANSPORT
Baban S., Ph.D., Guseva A., head lecturer, Romanova A., Doctor of Economics, Moscow State University of Railway Transport
This paper proposes a methodical approach to evaluating the effectiveness of technology resource, developed by the authors are presented with integrated universal performance characteristics and operating conditions: the coefficients of efficiency technologies that are multifactorial indicators of resource-environment and operating conditions, as well as indicators of the effectiveness of the resource intensity of production and economic systems. The proposed approach was tested in the evaluation of the effectiveness of the lubrication of railway transport.
Keywords: methodical approach, resource, industrial and economic system, the coefficients of efficiency, integrated assessment, operating conditions, the difficulty of the path.
Увеличение осевых нагрузок и скорости движения поездов в последние годы привело к тому, что существенно изменились потери в системе «колесо-рельс». Начиная с 1985 г., на железных дорогах России произошел значительный рост интенсивности износа и повреждаемости колес и рельсов, что заставило искать пути улучшения работы системы «колесо-рельс» и снижения ее ресурсоемкости.
Протекающие в системе физико-химические процессы влияют на эффективность использования ресурсов железнодорожного транспорта,
его финансово-экономические показатели, надежность и безопасность движения, в итоге на конкурентоспособность железнодорожных перевозок на рынке транспортных услуг.
Анализ и оценка сил трения с учетом физико-химических процессов в системе «колесо-рельс»позволяют более глубоко изучить природу реализации сцепления колес подвижного состава с рельсами и более обоснованно наметить эффективные методы управления сцеплением в условиях эксплуатации в разных климатических зонах с различным загрязнением в конкретных условиях окружающей среды [1].
В работах [1,2] представлены методы управления ресурсосбережением в системе «колесо-рельс». Среди рассмотренных методов широкое распространение получила лубрикация колеса и рельса с различными способами ее реализации. Однако анализ публикаций, отражающих опыт многих железных дорог, выявил неоднозначность получаемых результатов от лубрикации на различных участках железных дорог [3].
В связи с этим представляется актуальной оценка условий эффективного применения тех или иных вспомогательных систем, с помощью которых управляют энергоемкостью и износом системы «колесо-рельс».
Участки железных дорог, как и любая производственно-экономическая система- ПЭС, могут быть представлены формализованов виде блока, как показано на рисунке 1, процессывкотором протекают под воздействием внешней среды и управляющих факторов.
Рис. 1. Обобщенная характеристика производственно-экономической системы
где
г..
У- ресурсы, обеспечивающие результаты основной производственной технологии; ^ -вид ресурса, потребляемого при ■ -ой производственной технологии; ■ - вид производственной технологии, обеспечивающей ■ - результат;
У ■
- результаты функционирования ПЭС;
- удельный расход ^ -го вида ресурса, используемого в к -ойуправляющей (ресурсосберегающей) технологии;
к
- вид управляющей ресурсопотреблением технологии;
Z
х
z
где к - объем к-ресурса в управляющей технологии;
Zk - общий объем потребления ^ -го вида ресурса к -ойуправляющей ресурсопотреблением технологии;
х - объемный показатель работы объекта, потребляющего % -вида ресурс. Прилубрикации- это протяженность смазываемых участков в кривых.
Управляющее воздействие к приводит к изменению технико-экономических параметров ПЭС и характера взаимосвязи между
У ■
ресурсами и результатами ■ .
К>=т .
Таким образом, коэффициентресурсоотдачи - является функцией к , зависящей от конструктивных, эксплуатационных,
климатических условий и системы управления ресурсопотреблением.
1
а =
Для оценки эффективности технологии управления используем показатель
обратный коэффициенту , который харак-
теризует ресурсоемкость ПЭС, в частности системы «колесо-рельс», который определяется как
«Г-5 У
7
Абсолютное изменение ресурсоемкости производственного процесса под воздействием к будет иметь вид:
Ьаи = аи ХЕа г
У У ашЧ
При линеаризации характеристики
Р А* к)
(1)
текущее значение ресурсоемкости может быть представлено с некоторой погрешностью
6оЫ
28 ТЯАШРОЯТ ВиЗШЕББ Ш ЯШВТА | №4 2014 |
Т7
ъ
z 1
opt - оптимальный удельный расход z -го вида ресурса k -ойуправляющей (ресурсосберегающей) технологии;
ai zi
Тогда коэффицент эластичности 1 по k принимает вид
_ fl,(zt)- а,(0) Zi _ ^ - S(°) zk
aä!zk
' Zk a,j Zop, a.j
(3)
У ■ z.
Если ввести в числитель и знаменательрезультат на выходе ПЭС - j , то изменение ресурсоемкости под воздействием k будет:
Zopt aijri! (4)
где
™П!'- минимальный удельный расход i -го вида ресурса, потребляемого приоптимальном использовании ( opt ) z - го вида ресурса
в k -ойуправляющей ресурсопотреблением технологии;
aij удельный расход -го вида ресурса, потребляемого без использования z -го вида ресурса в k -ойуправляющей ресурсопотреблением технологии;
i j
- общий объем потребления 1 -го ресурса при реализации J -ой производственной технологии.
Среднее изменение ресурсоемкости на единицу z -го вида ресурсаможет быть приведено к виду (4)
a 6L;„ - я„ (0) z 1 - я. (0)
% - а.. —'¿11) = — —*—)
Z , К. V ■ z
opt tj у • ■
У] Zopt (5)
Применительно к оценкереализации потребительских требований к перевозочной работе на участках железных дорог результат может быть представлен как
_ QV2 _ min
У j--^ XNпоезд ~ Е2н
(6)
где
Q - средний вес поезда,т; V - средняя участковая скорость, км/ч;
N лок N поад - количество поездов, проходящих по участку за рассматриваемый период, необходимое для реализации потребительских требований, (выражение 6); E min
кин - минимальное значение потребляемой кинетичекой энергии в перевозочном процессе за отчетный период. Идентификация обозначений для конкретных условий эксплуатации в универсальном уравнении вида выражения (4) для любой ПЭС приводит к системе следующих коэффициентов эффективности :
- для оценки эффективности управления износом в системе «колесо-рельс» посредством лубрикации
, &
J^-И/И _
р.лубр.
ПШШ 77*
Zl-C„.„ J\r
(7)
- для оценки эффективности управления энергосбережением
/ àe
эф.лубр. pmin тг
(8)
Необходимость устойчивого функционирования ПЭС в условиях изменяющейся внешней среды приводит к необходимости управления
ресурсоемкостью технологии - аИ. В связи с этим представляется целесообразным при оценке эффективности технологии управления
соотнести предложенный коэффициент - аЧ с оценкой внешней среды, введя понятие ее ресурсоемкости, которая оценена произведением E min к
кин трудн.пути
Применительно к железнодорожному транспорту и решению проблемыэнергосбережения и снижения износа колесных пар целе-
к Emin
сообразно соотнести коэффициент эффективности технологии с коэффициентом трудности пути трудн пути и кин , что будет характеризовать эффективность технологии на единицу энергоемкости пути. Тем самым будет получена универсальная характеристика эффективности технологии управления ресурсопотребления .
Коэффициент трудности пути характеризует уровень энергоемкости в зависимости от особенностей плана и профиля железнодорожного пути. В итоге это позволяет сформулировать коэффициент ресурсосбережения на единицу потребительских свойств транспортной продукции с учетом специфики пути и применяемой технологии ресурсосбережения.
Была получена зависимость коэффициентов эффективности лубрикации от трудности пути и комплексной оценки условий эксплуатации. Эти зависимости связаны с потребительными свойствами транспортной продукции.Использование указанного подхода позволило разработать универсальную зависимость между коэффициентами эффективности технологии управляющей ресурсопотреблением
К экспл _ E min К
( эфлубр.' эф.лубр.),и интегральным показателем условий эксплуатации ( интегР• кин трэда.пут ), которая может быть
использована для участков железных дорог при любых характеристиках пути, условий эксплуатации и технологии управления ресурсосбережением. Показанные на рисунках 2, 3 зависимости получены на базе анализа статистических данных о работе ряда локомотивных депо и для конкретной технологии управления ресурсосбережения (конкретной реализации технологии лубрикациив системе «колесо- рельс»).
Рис. 2. Зависимость коэффициента эффективности лубрикации по интенсивности изнашивания гребней бандажей колесных пар
локомотивов от интегрального эксплуатационного показателя
Рис. 3. Зависимость коэффициента эффективности лубрикации по удельному расходу электроэнергии на тягу поездов от интегрального
эксплуатационного показателя
На графиках показаны зависимости коэффициентов эффективности технологии лубрикациидля условий конкретной реализации от интегрального эксплуатационного коэффициента, которые могут быть получены при различных условиях эксплуатации плана и профиля пути. Эти зависимости позволяют выявить область значений коэффициентов и условий эффективного применения лубрикации. Предельное значение коэффициента имеет вид, приведенный в выражении (9).
■р^пред _
ц»
"'к уч
ц,
жц
,+Е у^Ы
Н ^ Т Т Л!
■^ЭЛ
+А$г1?ан
уч
ш
' ж
ГГХ N 365УК У2^
уч ор1 лок тр
(9)
где - цена смазочного материала, руб/кг; Ци- стоимость кВт ч, руб;
АфОТ - изменение годового фонда заработной платы рабочих, занятых на ремонте, тыс.руб;
час - средняя часовая тарифная ставка, руб; т - трудоемкость обточек, чел-час;
Цлуб - стоимость устройств лубрикации, тысруб;
Ц0бт - стоимость одной обточки колесных пар локомотива, тыс.руб;
АФОТ=Т™Xт
30 ТЯАШРОЯТ ВУБТЫЕЗБ Ш ЯШЗТА | №4 2014 |
год;
- протяженность фактически смазанных участков пути, км;
JWI
- протяженность участков пути, подлежащих смазыванию, км;
Т
- продолжительность жизненного цикла технологии лубрикации, определяемая стратегическими программами ОАО «РЖД»,
н - нормативный коэффициент эффективности ресурсосберегающих технологий.
Изменения реализации технологии управления ресурсопотреблением способны сместить границы области эффективного использования технологии. Исходя из этого,решение вопроса о внедрении той или иной технологии управления ресурсопотреблениемтребует проведение эксперимента на любом из участков железных дорог. Его результаты должны быть нормированы в соответствии с приведенным выше подходом и использованы для анализа других участков железных дорог или при изменении условий эксплуатации.
Изложенный подход к оценке эффективности технологии позволяет на основе проведенных экспериментов сформировать новые границы эффективности, присущие новой ресурсосберегающей технологии при минимальном эксперименте, и на основе их оценить границыи условия эффективного применения предлагаемой технологии.
К = Emin К
Использование выше указанного интегрального эксплуатационного коэффициента интегр кин труднпути, который является аргументом технологии управления ресурсосбережением позволил провести группировку железнодорожных участков рассматриваемых депо и объединить их в 8 групп, таблица 3.
Таблица 3. Критерии группировки локомотивных депо железных дорог ОАО «РЖД»
Кластеры Размеры грузового движения Преобладающие уклоны Удельная доля
по направлениям кривых малого радиуса R : 650 м
Преобладает Преобладает Спуски над Подъемы над До 0,4 свыше 0,4
груженое порожнее подъемами, спусками,
движение движение о/00 о/оо
поездов поездов
1 + + +
2 + + +
3 + + +
4 + + +
5 + + +
6 + + +
7 + + +
8 + + +
Группировкапозволяет сократить трудоемкость оценки,снизить ошибкипри расчете эффективности технологии ресурсосбереженияио-беспечить своевременность перехода на другие более эффективные технологии и условия эксплуатации.
К пред
Предельное значение коэффициента эффективности получено из условия, что годовой экономический эффект от лубрикации у > 0. Выводы
1. Нормирование показателя эффективности технологии управления ресурсопотреблением и использование интегрального коэффи-цента эксплуатации позволяет создать универсальный подход для оценки эффективности технологии управления ресурсопотреблением на участках ж.д.
2. Представленный подход основан на линеаризации характеристик «удельный ресурсный расход - управляющее воздействие».
3. Приведена зависимость предельного значения коэффициента эффективности лубрикации по энергосбережению, где отражены рыночные (стоимостные) характеристики ресурсов и технологии, а также предельный срок жизненного цикла технологии лубрикации
, который определен стратегическими программами компании (выражение 9).
Кпред
Предельное значение коэффициента эффективности определено для случая у >0.
K пред А А
Предельный коэффициент эффективности ^ соответствует планируемому изменению удельного энергопотребления - е» (где 6,1
- планируемое значение снижения удельного энергопотребления).
Литература:
1. Лужнов,Ю.М. Сцепление колес с рельсами (природа и закономерности) [Текст]/ Ю.М. Лужнов.- М.: Интекс, 2003.- 144 с.
2. Шаповалов, В.В. Золотая «жила» теневой экономики. [Текст]/ В.В. Шаповалов // Гудок, 2003.04.02.
3. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса: Пер с англ.[Текст]/У.Дж.Харрис, С.М. Захаров, Дж.Ландгрен, Х. Турне, В. Эберсен.- М.: Интекст, 2002. - 408 с.
