Delist.ru

Повышение эффективности управления процессами перевозок твердых бытовых отходов на территории области. (07.11.2008)

Автор: Моисеева Наталья Михайловна

Объект исследования: Социоприродоэкономическая система «экологический жизненный цикл ТБО» и процессы ее функционирования на всех этапах существования для улучшения экологических, экономических и социальных результатов.

Научная новизна исследования состоит в развитии теоретико-методологических положений, в разработке научных и практических методов, математических моделей повышения функционирования социоприродоэкономической системы «экологический жизненный цикл ТБО», которые выносятся на защиту:

Методологические и теоретические подходы формирования объекта исследования «экологический жизненный цикл ТБО» с учетом взаимосвязей и взаимозависимостей всей совокупности составляющих элементов и многочисленных факторов;

Теоретико-методические и практические подходы использования метода производственных функций при прогнозировании объемов образования ТБО и модели области как отходообразующего объекта;

Математическая модель оптимизации функционирования системы вывоза ТБО;

Теория и методика формирования маршрутов перевозок ТБО автомобилями, учитывающие особенности функционирования социоприродоэкономической системы «экологический жизненный цикл ТБО»;

Система планирования, организации и управления процессами перевозок ТБО на территории области.

Практическая значимость. Предлагаемые в работе теоретические положения и методические подходы являются одним из способов разработки мероприятий по повышению эффективности процесса обращения ТБО:

Комплексное рассмотрение вопросов «жизненного цикла» ТБО от зарождения до захоронения, которые могут быть использованы как в целом, так и в отдельности на любом этапе функционирования системы обращения ТБО.

Применение предлагаемых методов для прогнозирования объема образования ТБО позволяет системно учитывать большой объем информации при моделировании процесса, повысить обоснованность и точность прогнозирования, улучшить рациональность организации процессов вывоза отходов.

Разработка методики планирования маршрутов, программные средства, позволяющие повысить эффективность вывоза ТБО автомобильным транспортом.

Реализация результатов работы, теоретические, методологические и прикладные исследования использовались:

при разработке и решении проблем по гранту фундаментальных исследований Минобразования РФ ТО2-13.0-197 «Научные основы создания ноосфернологических технологий перевозок грузов»;

при планировании и организации перевозочного процесса ТБО ООО «Эко-Пром-Липецк»;

в учебном процессе со студентами преподавателями кафедры «Управление автотранспортом» Липецкого ГТУ при изучении дисциплин «Автомобильные перевозки», «Транспортная логистика» и в дипломном проектировании.

Достоверность результатов подтверждается использованием научного системного подхода; большим объемом фактических данных, полученных наблюдением и обработанных статистически; их сопоставлением с результатам других авторов и полученными при использовании разработанных методик; актом внедрения и полученным экономическим эффектом.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на международном экологическом конгрессе «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT-2007 (Тольятти, 2007), международной научной конференции «Решение энергоэкологических проблем» (МАДИ (ГТУ), 2007) и ежегодных научно-технических конференциях в ЛГТУ, ЛЭГИ, заседаниях кафедры «Управление автотранспортом» ЛГТУ (1999-2007 гг.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Первая глава. Одной из важных нерешенных проблем, возникающих в процессе жизнедеятельности людей на территории области, является образование большого количества твердых бытовых отходов. Их необходимо организованно собирать, вывозить и утилизировать. Процессы вывоза ТБО рассматриваются в совокупности с другими смежными процессами и явлениями, которые в целом образуют систему обращения ТБО. Это позволяет применить логистические принципы исследования системы. Одной из особенностей функционирования системы обращения ТБО является случайный характер процессов, поэтому все решения должны опираться на результаты статистической обработки данных фактического ее состояния.

Задача повышения эффективности функционирования этой системы не имеет простых и очевидных решений и должна базироваться на строго научном подходе и обоснованной методической основе. В качестве критериев функционирования системы необходимо рассматривать не только экономические, но и социальные и экологические параметры.

В современных научных работах, связанных с проблематикой управления обращением ТБО, наибольшее внимание уделяется тому, как изменить конкретную организацию, а не всю систему, в рамках которой она существует. Одним из факторов, тормозящих процесс повышения эффективности функционирования системы ТБО, является фрагментарность рассмотрения проблемы, выделение либо отдельных стадий, либо отдельных функциональных элементов. Обзор научных работ, посвященных исследованию вопросов ТБО, позволяет сделать следующие выводы: проблемы обращения ТБО рассматриваются с низким уровнем системности; имеет место недостаточное использование экономико-математического инструментария при поиске мероприятий повышения качества и эффективности функционирования системы обращения ТБО; не полностью выявлены и обоснованы факторы, определяющие текущие объемы накопления ТБО; не имеется научно-практических методик прогнозирования объемов образования ТБО; нет данных по объемам перевозок, средним расстояниям перевозок, среднему времени погрузки, периодичности вывоза и пр.; отсутствуют эффективные методики планирования и управления процессами перевозок ТБО.

Во второй главе рассматриваются концептуальные и методические основы исследования. Важное место в них занимает предлагаемая модель функционирования социоприродоэкономической системы (СПЭС) «Экологический жизненный цикл ТБО» (Рис. 1).

Характерной практической особенностью организации и планирования вывоза ТБО является ее осуществление только на части этапов жизненного цикла. Всесторонний анализ воздействия ТБО на человека и окружающую среду не возможен без учета других сопутствующих факторов. Это вполне согласуется с системным и экологическим подходами в рассмотрении проблем обращения ТБО. На каждом этапе функционирования системы «Экологический жизненный цикл ТБО» имеется разный уровень возможного управляющего влияния. Решение поставленной задачи целесообразно начать с подробного анализа данной системы, которая имеет сложную структуру, функционирует поэтапно и зависит от влияния многочисленных факторов. Очевидно, что круг исследования должен быть ограничен и охватывать элементы и процессы в системе, которые поддаются управлению в реальных условиях исследования.

Реализация многих проектов зачастую приводит к углублению противоречий между функционированием элементов СПЭС «Экологический жизненный цикл ТБО». Вместе с тем, все более усиливающееся экологическое лимитирование дальнейшего экономического развития объективно обусловливает необходимость экологизации современной хозяйственной практики, формирования принципиально нового подхода к исследованию процессов функционирования хозяйствующих субъектов.

Рис. 1. Социоприродоэкономическая система «Экологический жизненный цикл ТБО»

Рассмотрение и использование системы «экологический жизненный цикл ТБО» позволило с меньшими затратами разработать единую технологическую схему взаимодействия процессов сбора, транспортирования и распределения отходов на основе системного подхода, создать и реализовать надежную методику прогнозирования объема ТБО, уменьшить противоречия между элементами СПЭС при выработке организационно-управленческих решений, снизить негативное влияние на окружающую среду.

), включающую в себя управляемую логистическую систему (УЛС) доставки ТБО на переработку и утилизацию можно представить в виде двухуровневой иерархии с одним центральным участником – региональным управляющим звеном (РУЗ) и участниками на нижнем уровне: УЛС и внешняя и окружающая среды.

материальные потоки (ресурсы, отходы).

Баланс материальных потоков ТБО (рис. 3) региональной СПЭС можно записать в виде:

где Q1 – количество ТБО выпадающих из общего потока движения, после первичной сортировки на пунктах сбора; Qнв – количество ТБО не вывезенных с пунктов сбора к контрольному моменту времени; Qхр – количество ТБО не вывезенных с мусороперерабатывающей станции (МПС) к контрольному моменту времени; Qжф – количество жидких фракций, утилизируемых на МПС; Q2 – количество ТБО, вывозимых на вторичную переработку; Qу – количество ТБО, вывозимых на утилизацию на полигоны.

Рис. 3. Баланс материального потока ТБО в транспортно-логистической системе

Целью функционирования региональной СПЭС является выработка оптимальных соотношений между ростом экономических показателей, характеризующих работу транспортно-логистической системы доставки ТБО на утилизацию и захоронение и параметрами качества окружающей среды. Данная цель находит свое отражение в предлагаемом критерии задачи повышения эффективности функционирования СПЭС, которую будем формулировать как задачу минимизации общей суммы затрат на продвижение потоков ТБО от пунктов их сбора до МПС, предприятий переработки вторичного сырья и полигонов захоронения.

Эти затраты могут быть записаны в виде:

– транспортные затраты на доставку ТБО с пунктов сбора на МПС с учетом платы за загрязнение ОС специализированными автомобилями транспортного предприятия; Sнв – затраты, связанные со штрафными санкциями со стороны РУЗ, налагаемыми на транспортное предприятие вследствие не вывоза части ТБО с пунктов сбора; Sпер – затраты, связанные с переработкой ТБО на мусороперерабатывающей станции; Sхр – затраты связанные со штрафными санкциями, налагаемыми на транспортное предприятие за несвоевременный вывоз рассортированных частей ТБО с МПС; S2 – стоимость отходов, являющихся сырьем пригодным для вторичной переработки; S2тр – затраты связанные транспортировкой отсортированной части ТБО на предприятия переработки вторичного сырья с учетом платы за загрязнение окружающей среды специализированными автомобилями транспортного предприятия; Sу – затраты связанные с утилизацией части ТБО, отсортированных на МПС, не пригодных для переработки; Sутр – затраты связанные транспортировкой отсортированной части ТБО на утилизацию с учетом платы за загрязнение окружающей среды специализированными автомобилями транспортного предприятия; Sэкл – затраты связанные с возмещением эколого-экономического вреда окружающей среде от использования конкретной марки автомобиля.

Целевая функция разработанной модели оптимизации процессов вывоза ТБО имеет вид:

Система ограничений выглядит следующим образом:

Индексы, применяемые в целевой функции и ограничениях, имеют следующий смысл: i = 1, 2, …, R – счетчик контейнерных площадок для сбора ТБО, n = 1, 2, …, N – счетчик автомобилей, используемых для перевозки ТБО, m = 1, 2, …, M – счетчик полигонов захоронения ТБО, l = 1, 2, …, L – счетчик предприятий переработки вторичного сырья, qn – грузоподъемность n-го автомобиля.

Использование предлагаемой модели (3) позволяет обеспечить согласование деятельности по вывозу ТБО на всех этапах и направлениях (формирование маршрутов, выбор подвижного состава, разработка временных графиков, определение правил взаимодействия всех звеньев системы и пр.), с построением в первую очередь оптимального сменно-суточного плана работы подвижного состава в виде последовательности посещения пунктов сбора ТБО и прогнозируемого времени прибытия на МПС, а так же сменно-суточного плана работы подвижного состава при вывозе отходов на сортировку.

В третьей главе приводится подробный анализ объемов образования ТБО: методики их определения и прогнозирования, а так же модель региональной СПЭС как отходообразующего объекта.

загрузка...