Delist.ru

Повышение эффективности управления грузовыми перевозками в крупных городах (09.02.2010)

Автор: Вохмин Иван Владимирович

G = [f(X11, X2) + A1] + [f(X12, X2 + f(X11, X2) + A1) + A2] +

+ [f(X13, X2 + f(X11, X2)+ А1 + f(X12, X2 + f(X11, X2 + А1) + А2) + А3)] +…+

+ [f(X1N, X2 + f(X11, X2) +…+ f(X1(N-1), X2 +…) + AN-1] ? min,

где f(X1i, Xнач) — функция, связывающая выбранный маршрут и время начала движения по маршруту со временем прохождения маршрута. Xнач зависит от выборов на предыдущих шагах, и каждый следующий шаг задачи в рекурсивном виде содержит сумму f(X1i, Xнач) от предыдущих шагов плюс время простоев, что обуславливает нелинейность задачи.

Ограничения:

Обратной данной задаче будет являться задача на максимизацию количества пройденных маршрутов (т.е. за счет минимального времени на маршрутах можно пройти больше точек). Эта постановка задачи удобна для увеличения объемов перевозок.

Исходные данные для задачи формируются путем адаптации модели, предложенной во второй главе, к имеющимся условиям (при отсутствии иных источников данных).

Построение модели для задачи динамического программирования отличается тем, что такая модель предполагает пошаговое нахождение оптимального решения при прохождении маршрутов, при этом шаги учитывают только возможные варианты проезда через объекты на маршруте, игнорируя их географическое расположение. Формальный вид предложенной постановки задачи представлен на рис. 8.

вариантов (I- количество опорных точек).

Вторым этапом следует изменение опорного плана с учетом данных о загруженности УДС. Сложившаяся практика оперативного управления позволяет водителям менять маршрут согласно пропуску при большой плотности автотранспортных средств (что отражается на мониторе диспетчера). Путевой лист разрешает отклонения от маршрута, так как в нем указываются только пункты следования.

Рис. 8. Формальный вид задачи динамического программирования на минимизацию времени в наряде

– время прохождения выбранного ранее маршрута Mz.

, где tcм - время смены маршрута на альтернативный, предусмотренный в предыдущей задаче. В общем виде предложенный алгоритм действий диспетчера представлен на схеме (рис. 9).

Отличие (заключающее в себе научную новизну) от существующих методик планирования маршрутов заключается в присутствии динамической компоненты в процессе оперативного управления. Существующие СОУ, предлагающие объезд заторовых участков на УДС, позволяют просчитать маршрут объезда на УДС, исходя из сложившейся ситуации на УДС в ее статическом аспекте. Отсутствие учета динамической компоненты приводит к ситуации, когда, следуя указаниям системы, автомобиль может попасть в другую пробку, так как участок УДС, свободный на момент расчета, успел получить высокую загрузку к моменту подъезда ГАТС к участку.

Рис. 9. Алгоритм действий диспетчера по оперативному управлению

подвижным составом

Для учета динамической компоненты необходимо вычислить среднюю интегральную скорость на участке, по которому предстоит двигаться транспортному средству. Математическая формализация задачи может быть представлена следующим образом:

— интегральная средняя скорость прохождения участка с учетом времени подхода транспортного средства, tнач — время начала движения транспортного средства по маршруту; tкон — время окончания движения (расчетное), f(t) — функция, определяющая зависимость скорости движения от времени суток. Критерием для выбора альтернативного маршрута, как это уже указывалось, является минимальное время его прохождения.

Для проверки эффективности работы методики была проведена теоретическая апробация с применением имитационного моделирования. При этом составляются прогнозы по эффективности работы подвижного состава с применением критерия интегральной прибыли.

В качестве исходных данных для модели применялись технико-эксплуатационные показатели одной из автоколонн ОАО «Первый автокомбинат» имени Г.Л. Краузе. Рассматривался проект оснащения диспетчерской службы предлагаемой системой оперативного наблюдения оснащенной блоком мониторинга текущей загруженности УДС на основе доступа к системе индикации загруженности УДС Яндекс, обуславливающей применение разработанной автором методики повышения эффективности работы подвижного состава с применением СОУ.

Также был произведен учет рисков проекта, обуславливающий применение дисконтирования денежных потоков NPV (Чистая Приведенная Стоимость) (рис. 10).

Рис. 10. Сравнение проектов работы филиала ГАТП за год

На рисунке представлена зависимость прибыли от используемой методики с учетом вероятности возникновения нетипичных затруднений на маршрутах автокомбината (рассмотрены оптимистичный, наиболее вероятный, и пессимистичный варианты). График показывает, что с увеличением вероятности увеличивается относительная эффективность внедряемой методики, так как она позволяет оперативно реагировать на возникающие пробки. В наиболее вероятном варианте увеличение эффективности эксплуатации подвижного состава при применении предложенной методики составляет 26%, обуславливая годовую прибыль в 7 744 тыс. руб.

Экологический эффект в рамках работы оценен по методике, предложенной Колесниковым С.П. Оценка показала экологическую целесообразность использования разработанной методики.

В заключение третьей главы предложены рекомендации для АТП при внедрении СОУ.

Основные выводы и результаты исследования

Анализ существующих систем оперативного управления городских ГАТП позволил систематизировать факторы, влияющие на эффективность работы СОУ, по статусу. В частности, выявлен как приоритетный статус фактора загруженности УДС.

Предложен алгоритм планирования маршрутов движения транспортных средств, обеспечивающий возрастание технической скорости. В основе алгоритма заложена модель влияния загруженности УДС на среднюю скорость движения подвижного состава. Модель позволяет прогнозировать время прохождения маршрута с учетом его загруженности, показав пятикратное увеличение времени на выполнение транспортной работы в часы пик.

Обосновано использование критериев выбора маршрута движения грузовых автотранспортных средств, рекомендован критерий минимального времени по рабочим дням с 6 до 0 часов в крупных городах, в остальное время возможно использование существующего критерия на минимизацию пробега.

Разработан алгоритм оперативного выбора альтернативного маршрута движения подвижного состава по критерию минимального времени прохождения маршрута при возникновении близкой к критической плотности движения на участке УДС. Алгоритм обеспечивает реализацию технологии JIT и универсален для всех видов грузовых городских автоперевозок.

Разработана методика последовательного применения алгоритмов планирования движения транспортных средств и управления ими, реализующая синергетический эффект взаимодействия с контрагентами ГАТП.

Расчет экономической эффективности внедрения разработанных алгоритмов в рамках ОАО «Первый автокомбинат» имени Г.Л. Краузе показал увеличение прибыли предприятия на 26%.

Доказано получение дополнительного экологического эффекта использования разработанной методики: объемная доля выброса CO и СН подвижным составом предприятия сокращается на величину до 25% за счет увеличения скорости движения транспортных средств.

Дальнейшие исследования по тематике работы будут направлены на изучение изменения величины износа от режима движения транспортных средств, исследование загруженности отдельных транспортных узлов УДС городов, а также формализацию и оптимизацию информационных потоков СОУ.

Список публикаций по теме диссертационного исследования

Статьи, опубликованные в изданиях, входящих в списки ВАК

Вохмин, И.В. Аспекты применения систем оперативного управления грузовыми автомобилями в городах с учетом загруженности улично-дорожной сети. / Вохмин И.В., Власов В.М., Родионов В.Г., Блудян Н.О. [и др.] //Автотранспортное предприятие: Отраслевой ежемесячный научно-производственный журнал, сентябрь 2009. - М.:НПП Транснавигация. 2009 – С. 48-50.

Статьи, опубликованные в научных журналах и сборниках статей:

Вохмин, И.В. Эффективное управление на грузовом транспорте в городе Москве/И.В. Вохмин, В.Д. Герами, И.Е. Крыгина //Логистика и транспорт: сб. науч. тр. – М:МАДИ(ГТУ),2007. – С. 111-115

Вохмин, И.В. Современная интеграция систем оперативного управления на городском грузовом автомобильном транспорте / И.В. Вохмин, В.С. Лукинский, Е.А. Королева, Н.Г. Плетнева, С.А. Уваров// Логистика: Современные тенденции развития: VIII Международная научно-практическая конференция 16, 17 апреля 2009 г. Тез. докл. СПб:СПбГИЭУ, 2009. – С. 56-59.

загрузка...