CC BY
11
УДК 69.059
М. I. МАЛЬКОВ, О. М. ГАВРИШ, М. Ф. ФЕСЕНКО, В. В. СИТИК (В/Ч Т 0100),
с. о. ЯКОВЛЕВ (дпт)
БАГАТОКРИТЕР1АЛЬНИЙ МЕТОД КОМПЛЕКСНОГО РОЗВИТКУ ПАРКУ БУДШЕЛЬНО-ДОРОЖШХ МАШИН
Розглянуто напрямки техшчного розвитку i оснащення Державно! спещально! служби транспорту сучас-ними техшчними засобами, а також напрямки розв'язання задачi формування парку будiвельних машин шляхом використовування середнiх значень параметрiв, як1 характеризують роботу цих машин.
Рассмотрены направления технического развития и оснащения Государственной специальной службы транспорта современными техническими средствами, а также направления решения задачи формирования парка строительных машин путем использования средних значений параметров, которые характеризуют работу этих машин.
The article considers directions of technical development and provision of the State Special Transport Service with the new, modern technical equipment and also the directions of solving the task of formation of building machinery stock by the use of the mean values of parameters, which characterize the operation of these machines.
Техшчш засоби структурних шдроздшв Державно! спещально! служби транспорту, сере-днш вш яких перевищив 15^чний рубiж, стано-влять 70 % !х загально! кшькосп, але цей показ-ник не повинен бути бшьшим за 10.. .15 %.
Адмшстращя Держспецтрансслужби за-кiнчила розроблення проекту Програми формування та розвитку Державно! спещально!' служби транспорту до 2015 року, складовою частиною яко! е розвиток озброення служби. Необхiднiсть розвитку озброення Держспецт-рансслужби зумовлюеться тим, що в даний час !! об'еднанi та окремi загони не повнiстю забезпечеш сучасною технiкою.
Розглянути напрямки техшчного розвитку, оснащення Держспецтрансслужби новими су-часними землерийними, ланкозбиральними, укладальними та баластувальними засобами, копровими агрегатами та мобшьними ремонт-ними комплексами; напрямки розв'язання зада-чi формування парку будiвельних машин шляхом використання середшх значень параметрiв, якi характеризують роботу будiвельних машин, виявити застарiлi та рiвноцiннi машини.
Задача керування складом парку машин полягае у визначенш оптимального попов-нення з урахуванням змши програми робiт, списання старих машин i можливостей при-дбання нових протягом планованого в^^зка часу. Задачу формування нового парку мож-на розглядати як окремий випадок задачi знаходження його оптимального поповнення,
коли кшьюсть машин кожного типорозмiру, що знаходяться в парку, дорiвнюе нулю.
Для порiвняння двох або декшькох конку-руючих варiантiв механiзацi! i вибору найкра-щого пропонуеться використовувати функцiю зведених витрат
Пзо = И + ЛХ , (1)
де Пзо - розмiр зведених витрат, розрахова-ний на одиницю обсягу робiт на об'ектi; И -частина зведених витрат (питомих або об'ектних), що припадае на весь обсяг робгг на об'екп, не залежить вщ Х и визначаеться тшь-ки способом мехашзащ! (типорозмiром засто-совуваних машин, складом комплекту машин тощо); Х - значення вщповщного перемiнного фактора; Л - частина зведених витрат (питомих або об'ектних), що залежить вщ способу мехашзащ! i припадае на одиницю величини перемшного фактора Х.
Витрати у -! будiвельно! машини при вико-наннi роботи обсягом Ж можна визначити, ви-користовуючи функцiю зведених витрат
Пу = я^+к.Ж. (2)
Постшш витрати на одне перебазування Яс у i постiйнi витрати на одиницю вимiру ви-
конуваних робгг Я№ у е основними характеристиками будiвельно! машини, що визначають основнi показники !! роботи.
Порiвняльну ощнку ] -I машини з шшими машинами робимо в такий спошб. Через точку т^ проведемо прямi, перпендикулярнi осям
Я№ i Яс (рис. 1). Цi прямi розбивають простiр критерив S на чотири взаемно непересiчнi простори.
Яс
Sl ={т:яс > яс.}ЛК > К.] },
= { > Яс.]ЛЯ№ < ЯЖ]}, S4 = {т:Яс < Яс ] ЛЯ№ > ЯЖ]}, Sз = S/ (и ■ S2U ■ S4).
Я„
т1
S2
тз
■ т4
$1
S4
Я„
Рис. 1. Проспр характеристик буд1вельних машин
Я
Кожна точка простору критерив для порiв-нювано! машини лежить в одному з чотирьох зазначених пiдпросторiв. Якщо вона лежить у просторi Sl, то можливi два випадки:
1. II координати зб^аються з координатами Я№], Яс] , тобто машини е рiвноцiнними. Вико-
нання ними будь-яких обсяпв робiт приводить до рiвних витрат, тому надалi передбачаеться, що зазначеш машини поеднуються в один клас.
2. Хоча б одна з координат не збгаеться з координатами т] точки. У цьому випадку розгляну-
та машина е пршою в порiвняннi з ] -ю. Виконання нею будь-якого обсягу робiт призводить до великих витрат (наприклад, точки тз, т4, тп-1).
Якщо точка простору критерив для порiв-нювано! машини належить пiдпросторовi Sз, то ] -та машина е застаршою.
Машини, точка яких у просторi критерив належить вiдкритим просторам S2 або S4, не шдлягають порiвнянню в силу особливостей багатокритершно! задачi. Використовуючи дану процедуру порiвняння, у просторi критерив
можна видiлити безлiч точок, кожна з яких ха-рактеризуеться тим, що не мае стосовно себе точок, що належать пiдпросторовi Sз. Вони утворять множину Парето.
Таким чином, парк доцшьно комплектувати машинами, показники яких у просторi критерив утворять множину Парето. Однак не вс машини ще! безлiчi шдходять для комплектацп парку в сенс iснування iнтервалiв робiт, у межах яких кожна з машин мае найкращi показники функщонування. Покажемо це.
На початку виберемо машину з мммальним значенням показника Я№ . Значення параметрiв Яс
i Я№ для ще1 машини позначимо через Яс1 i Яы .
Вщповщно до властивостей точок множини Парето, точки, що вщповщають шшим машинам, будуть лежати в пiдпросторi S4 по вщно-шенню до обрано!, тобто для будь-яко! машини ] справедлива система нерiвностей
| Яс1 > Яс] ,
I ЯМ11 < К] .
т
т
т
п
0
З машин, що залишилися, виберемо машину з найменшим значенням параметра Я», позна-чивши координати II точки в просторi критерив через Яс2 i Я»2. Вiдповiдно до системи (4) за-пишемо
| Яс1 > Яс 2,
IЯ»1 < Я»2.
(5)
Знайдемо обсяг робщ за яких зведеш витра-ти на !хне виконання для першо! i друго! маши-ни будуть однаковi. Для цього необхщно вирь шити систему рiвнянь
\П3у = Яс1 + Я»Ж, [Пзу = Яс 2 + Я»2Ж,
(6)
щодо параметра Ж . З огляду на систему нерiв-ностей (4), дшдемо висновку, що визначник системи лшшних рiвнянь (6)
1 - Я, 1 - Я,
»1
»2
(7)
вщмшний вщ нуля. Отже, ця система мае едине ршення. Оскiльки
Яс1 > 0, яс2 > 0, Я»1 > 0, Я»2 > 0,
з огляду на систему (4) дiйдемо висновку, що геометрична iнтерпретацiя розв'язання задачi про перебування оптимальних меж виконува-них робiт для кожного типорозмiру машин буде мати вигляд, показаний на рис. 2.
Пзу = Яс2 + К2Ж
оп2 оп1 оп2
Рис. 2. Геометрична штерпретащя ршень задач1 визначення оптимальних обсяпв робгг
для кожного типорозм1ру машин
В штерват (Ж>п1,) зведеш витрати на ви-конання робгг для першо! машини будуть мен-ше, нiж для друго!. Отже, !! доцiльно викорис-товувати, коли дшсний обсяг робiт буде знахо-диться в цьому iнтервалi.
У точщ Ж = ЖОП1 питомi витрати для обох машин будуть рiвнi. Тому для виконання робо-ти можна використовувати кожну з них.
В штерват (0, ЖОп1) доцiльно використовувати другу машину, тому що питомi витрати для не! менше.
Розв'язуючи систему рiвнянь (6), одержуемо
Кс1 - Кс 2 (8)
Жп1 =
V 2
Ям>2 Ям>1
Якби кiлькiсть типорозмiрiв машин була б обмежена двома, то на цьому розв'язання зада-чi визначення оптимальних обсягiв робгг для кожно! з машин було б закшчене. Цiкавi особ-ливост з'являються, коли конкуруючих машин бшьше двох, у загальному випадку п .
З машин, що залишилися, виберемо таку, значення параметрiв Я№ яко! е мiнiмальним, позначивши коефщенти !! точки в просторi критерпв Яс3, Я^ . Оскшьки ця точка лежить в област Б4 вiдносно до точки з координатами Яс2 , Я^ , виконуються умови
|Яс 2 > Яс 3,
[К2 < Кз.
(9)
Отже, система
\пзу = Яс 2 + КЖ,
\Пзу = Ясз + КзЖ.
(10)
стосовно iншо!' мае свою область дощльного вико-ристання, при !хньому спiльному застосуваннi друга машина обласп доцiльного значення не мае (системний ефект). При цьому, як видно на рис. 2, змшюеться область доцшьного використання першо! машини, що належить iнтерваловi
(Ж
оп1 ?
)). Значення лiво! границ може бути ви-
значене шляхом розв язання системи рiвнянь
Г Пзу = Яс1 + ЯЫЖ,
[Пзу = Ясз + Я^зЖ,
причому
К„1 =
Ясз - Я
с1
Ям>1 Ям>з
(11)
(12)
мае единий розв язок ^ аналогiчно ранiше розгля-нутому випадку, цей розв'язок визначае граничну точку ЖОП2, що розд^е область можливих робiт на двох шдобласп, у кожнiй з яких бiльш краще застосування однiе! з розглянутих машин.
Якщо прямi, описуваш рiвняннями системи (10) перетинаються, як показано на рис. 2, то це означае, що застосування друго! машини бшьш переважно при виконанш обсяпв робiт, що належать iнтерваловi (ЖОп2, ЖОп1), а тре-
тьо! - (0, Жоп2).
Однак можливий i бiльш складний випадок, коли абсциса точки перетину цих прямих Ж оп 2 лежить праворуч стосовно ЖОП1 (пунктир на рис. 2). У цьому випадку мае мюце щкава особ-ливiсть. Хоча кожна з трьох розглянутих машин
Виконуючи аналогiчнi мiркування для четвер-то!, п'ято! машин тощо, можна знайти областi !х-нього припустимого використання. При цьому варто врахувати, що в результат системного ефе-кту зi списку комплектацi! парку, при облшу тех-нiчних характеристик чергово! машини, може ви-ключатися не одна, а деюлька попереднiх.
Блок-схема алгоритму визначення машин, якими доцшьно комплектувати парк, наведена
на рис. з.
Варто звернути увагу, що в результатi застосування цього алгоритму визначаються тшьки типорозмiри машин, з яких доцшьно комплектувати парк. 1хнш кшьюсний склад повинний бути визначений на пiдставi розгляду структури потоку вимог.
Слщ зазначити, що розглянутий метод порь вняння конкуруючих варiантiв використання будiвельних машин не новий. Рiзнi його аспек-ти розглянутi в роботах професора С. Е. Канто-рера i його учнiв.
Ново! е форма викладу матерiалу, що по-кладена в основу алгоритму i програми визначення типорозмiрiв машин i !хньо! кiлькостi для комплектацп парку, запропонованi у цiй статп.
Висновок
Цифри, яю характеризують виробничi мож-ливостi загонiв Держспецтрансслужби, не е ста-лими; вони можуть змiнюватися залежно вiд штату загошв та можливостей вiдновлювально! техш-ки. Реформування та розвиток Держспецтрансслужби передбачае створення таких мобшьних формувань, яю здатнi швидко перемщатися у ви-значенi регiони вшма видами транспорту для виконання завдань в iнтересах транспортного забез-печення, а також для учасп в лiквiдацi! наслiдкiв аварiй, катастроф, стихiйних лих та терористич-них актiв на транспортi.
Рис. 3. Блок-схема алгоритму визначення буд1вельних машин для комплектацп парку
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИИ СПИСОК
Беленький П. Е. Управление техническим и организационным развитием предприятия / П. Е. Беленький, Ю. Л. Гитгик, Т. В. Ландина. -К.: Техшка, 1992. - 126 с.
Герасимов Е. Н. Многокритериальная оптимизация конструкцш / Е. Н. Герасимов, Ю. М. По-чтман, В. В. Скалозуб. - К.-Донецк: Вища шк.., 1985. - 134 с.
3. Кудрявцев Е. М. Комплексная механизация, авто-матизациия и механовооруженность строительства. - М.: Стройиздат, 1989. - 246 с.
4. Тимошенко В. К. Землеройные и землеройно-транспортные машины / В. К. Тимошенко, Л. А. Хмара. - Д.: ДИСИ, 1990. - 238 с.
Надшшла до редколегп 14.03.2005.
