Лекции по дисциплине Основы теории систем и компромиссов - файл n1.doc

Лекции по дисциплине Основы теории систем и компромиссов
скачать (246 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc246kb.07.11.2012 00:59скачать

n1.doc

Проф. Т.П. Воскресенская.
Краткий конспект лекций по дисциплине

«Основы теории систем и компромиссов»

для студентов специальности 190701

Организация перевозок и управление

на транспорте (автомобильном)

ВВЕДЕНИЕ


Теория транспортных систем (ТТС) является базовой дисциплиной для предметов, таких как: транспортная логистика, транспортные коммуникации и связь, маркетинг, рынок транспортных услуг, информационные технологии на транспорте, взаимодействие видов транспорта, транспортное право, грузовые и пассажирские перевозки и т.д.

ТТС создает для этих дисциплин общий понятийный аппарат и обеспечивает концептуальное единство.

Под транспортной системой понимается совокупность работников, транспортных средств и оборудования, направленное на перемещение грузов и пассажиров.
1. Роль транспорта в общественном производстве

1.1 Развитие транспорта

История транспорта неразрывно связана с развитием человечества и его стремлением к увеличению производительных сил. Развитие привел к разделению и специализации труда по перемещению от начального до конечного пункта, а также к. управлению общим процессом. Замена мышечной силы человека силами природы и животных способствовала росту скоростей и производительности и получила название первой транспортной революции.

Применение на транспорте тепловых и электрических двигателей, использование при этом организационных достижений крупного промышленного производства открыли эру механизированного транспорта и транспортного обслуживания и обозначили вторую транспортную революцию, приведшую к существенному росту скоростей и производительности транспортных систем (ТС).

Индустрия ХХ века сменила ряд управленческих доктрин – от поточного до гибкого автоматизированного производства. Совершенствование управления транспортом, автоматизация, модульность, контейнеризация – это основные направления, призванные увеличить производительность и сократить продолжительность транспортного цикла не только за счет роста скоростей движения, но и за счет сокращения времени простоев в пунктах. Названные мероприятия составляют суть происходящей третьей транспортной революции.
1,2 Аспекты функционирования транспортных систем

Транспортные системы состоят из большого числа элементов и протекающих в них процессов. Элементы могут быть разбросаны на огромном пространстве, а процессы могут иметь различный временной порядок и сложную взаимосвязь между собой. Проектирование, исследование, использование, совершенствование таких систем требует рассмотрения множества аспектов.

Основные из них: 1. понятийный аппарат, терминология; 2. транспортная промышленность; 3. транспортное строительство: 4. экономика транспорта; 5. энергетика; 6. перевозки; 7. управление движением; 8. эргономика; 9. экология; 10. безопасность; 11. надежность; 12. информатика; 13. автоматика; 14. качество; 15. метрология; 16. связь; 17. право; 18.социология; 19. психология.

1,3 Классификация видов транспорта.
Классификация связана со средой, в которой осуществляется движение транспортных средств и потоков, а также со способом их перемещения и поддержки (рис.1 ).











Транспорт

























































































Дискретный




Непрерывный






































































Наземный




Водный




Воздушный




Трубопро-

водный


































Автомо-

бильный




Морской




Авиация




Конвейер-

ный


































Железно-

дорожный




Речной




Вертолет-

ный




Канатные

дороги


Рис. 1. Основная классификация транспорта.

По объекту транспортировки различают грузовой и пассажирский транспорт.

По характеру перевозки транспорт делится: городской, пригородный, магистральный и промышленный.

Выраженный структурный характер носит технологическая классификация, а именно: одиночный подвижной состав, сочлененный или секционный, непрерывный.

Одиночный подвижной состав сочетает в одном экипаже и силовую установку и помещение для груза, К нему относятся автомобили, автобусы, самолеты, суда и т.д.

Сочлененный ( секционный) подвижной состав имеет отдельную тяговую единицу, за которой следуют две или более единицы, везущие груз. Например, подвижной состав железных дорог: тяговая единица – локомотив – тянет вагоны с грузом, в автомобильном транспорте – сочетание тягача с прицепами.

Непрерывный транспорт со стационарной силовой установкой – это такие системы, в которых сам «путь» вмещает груз и направляет движение, тогда как сила тяги обеспечивается одной или несколькими промежуточными силовыми установками. Например, по трубопроводам груз движется, а компрессорные установки и трубопровод остаются неподвижными. В конвейерах и движущихся тротуарах движется лента с грузом, а первичный двигатель неподвижен.


    1. Особенности видов транспорта.

Главными достоинствами АТ, обеспечивающими его широкое применение, являются высокая маневренность и возможность непосредственной доставки груза «от двери до двери» без перегрузки в пути с одного вида транспорта на другой. Это значительно ускоряет доставку груза и обеспечивает его сохранность. К важнейшим особенностям АТ относятся также приспособленность для транспортировки грузов, различных по массе и габаритным размерам, освобождение от необходимости накапливать для перевозки большие массы грузов, способность развивать большую скорость по обустроенным дорогам, проникать в отдаленные места, собирать и распылять грузы.

В состав ЖДТ входят железные дороги, предприятия, административно-хозяйственные учреждения, правоохранительные органы, учебные заведения. ЖДТ оснащен техническими средствами, состоящими из подвижного состава и железнодорожных сооружений и устройств. Сюда относятся железнодорожные пути с путевым развитием для приема, обгона, формирования, расформирования и отправления поездов, устройства для хранения, погрузки, выгрузки и переработки грузов, сооружения для посадки, высадки и обслуживания пассажиров; устройства автоматики, телемеханики, связи, и вычислительной техники, предназначенные для управления перевозочным процессом и обеспечения безопасности. ЖДТ также располагает сооружениями для экипировки и ремонта локомотивов и вагонов, снабжения электроэнергией, водой, материально-технической базой. Магистрали различного уровня, соединяясь друг с другом, образуют железнодорожную сеть страны.

Воздушный транспорт. Транспортные средства – большая и малая авиация, вертолеты.

Грузовые перевозки воздушным транспортом сравнительно невелики, однако этим транспортом перевозятся наиболее срочные и ценные грузы. Преимуществом воздушного транспорта в том, что для него не нужно строительство дорог, мостов, тоннелей. Для него достаточно наличие аэродромов и вокзалов в начальных и конечных пунктах трассы.

Система воздушного транспорта состоит из множества функционально связанных между собой объектов. Элементами этой системы является система «экипаж – воздушное судно»; система управления воздушным движением, включающая комплекс технических средств и персонал, а также система технической эксплуатации, объекты и персонал коммерческих служб.

Трубопроводный транспорт. Почти половину от общего веса, перемещаемого поездами, автомобилями, кораблями и самолетами, составляет вес тары (включая транспортное средство), обусловливающий бесполезную трату энергии. Этот недостаток названных средств отсутствует в трубопроводном транспорте. В этом заключается главное экономическое преимущество трубопроводов. К достоинствам их относятся также непрерывность транспортного процесса, возможность его полной автоматизации, относительно малая трудоемкость и более низкая себестоимость.

Трубопроводный транспорт делится:


2. Транспорт: основные понятия и определения.

2.1. Транспортная отрасль и её составляющие

Транспорт – отрасль материального производства, осуществляющая комплекс транспортно-технологических процессов при перемещении пассажиров и грузов. Для решения этой задачи в состав транспортной отрасли включаются транспортные коммуникации, подвижной состав, погрузочно-разгрузочные системы, склады, средства обслуживания клиентов, информационно-вычислительные системы управления перевозочными процессами, системы управления транспортными потоками, предприятия и средства восстановления и хранения подвижного состава, а также персонал, работающий в отрасли.

Совокупность, объединяющая технику, множество людей и окружающую среду (инфраструктуру), называется полиэргатической системой.

Достижение цели на взаимодействие транспорта обусловлено функционированием пяти взаимосвязанных, но субстанционально отличающихся систем, представленных на рис. 2.








Транспорт
































































Транспортное

пространство




Транспортная техника




Персонал




Объекты

перевозок




Системы

управления


Рис. 2. Подсистемы транспорта.

Транспортное пространство – пространственно-материальный носитель транспортного производства. Оболочка его представляет границу:

Транспортная техника – средства труда. Элементы подсистемы – активные механизмы и машины, требующие энергетических ресурсов, производящие полезную работу и оказывающие вредное воздействие на среду.

Персонал представляет труд. Отличительные особенности, присущие только этой подсистеме, - человеческие факторы, людские ресурсы, конкретный труд; элементы подсистемы – активные живые субъекты.

Объекты перевозок – предметы труда. Элементами подсистемы – пассивные живые или материальные объекты.

Системы управления – совокупность элементов, обеспечивающая управление процессами и расходованием ресурсов внутри системы, информационное взаимодействие с другими сферами общественного производства. Отличительной чертой подсистемы является главенство информационных элементов: потоков, емкостей и алгоритмов управления. Эту подсистему можно назвать информационным носителем транспортного производства.
2.2. Транспортное пространство.

Транспортное пространство – это совокупность зон земной поверхности, подземных пространств, водного и воздушного пространства, обустроенных для перемещения материальных и людских потоков с помощью или без транспортных средств, а также для управления потоками и транспортными средствами и поддержания их работоспособности.

Из этого определения следует, что транспортное пространство включает в свой состав автомобильные и железнодорожные магистрали, морские и речные пути, воздушные трассы, трубопроводы, конвейеры, подвесные дороги, а также подпространства для станций погрузки-разгрузки, накопления, складирования объектов перевозок, хранения и восстановление транспортной техники, управления транспортными потоками. В транспортном пространстве размещается транспортный комплекс – совокупность всех транспортных средств, обслуживающего персонала и транспортируемых объектов.

Транспортное пространство имеет определенные габариты и границы. Граница может быть постоянной (бордюр ) и переменной ( габариты по высоте мостов и путепроводов). Нарушение граничных условий приводит к авариям и катастрофам.

Пространство может иметь режим работы. Это температура наружного воздуха, освещение, направление движения на полосе и т.д.

В модели транспортного пространства размещают абстрактный образ транспортной сети в виде карты или графа.

Транспортное пространство может быть разделена на три составляющие: среду (как физическую субстанцию), оболочку и транспортную сеть (рис. 3 ).





Транспортное пространство














































Среда







Оболочка







Транспортная сеть


Рис. 3. Структура понятия «транспортное пространство».

Конфигурация транспортного пространства зависит от вида транспорта. В транспортных узлах каналы различных видов транспорта могут собираться воедино. Магистрали отдельных видов транспорта также могут сливаться в одном пространственном канале, образуя полимагистрали.
2.3. Транспортная техника.

Транспортна техника включает ( рис. 4 ):










Транспортная техника



































































Путь




Транспортные

средства




Средства механизации и автоматизации

ПРПиТСР




Системы обслужи-вания

клиентов




Инфраст-руктура


Рис. 4. Состав транспортной техники.

Путь. Каждый вид наземного транспорта имеет свой путь, проложенный по поверхности земли. Под путь и устройства железных, автомобильных и др. дорог отводится полоса местности.

Между подвижным составом наземных видов и поверхностью земли всегда имеется некоторая несущая поверхность, по которой происходит движение.

Транспортные средства: классификация, структура, особенности.

Их классификация по различным признакам следующая:

- по виду перевозок: грузовой, пассажирский, грузопассажирский, технологический;

- по дальности перевозок: магистральный, местный;

-по типу снабжения энергией: с автономным источником энергии и с централизованным (электротранспорт, трубопроводный транспорт);

- по используемому виду энергии: химическая, электрическая, ядерная, ветровая, солнечная;

- по виду поддерживающего подвеса: колесный, гусеничный, воздушная опора, водная опора, крылатый, роликовый, канатный, магнитный.

Транспортное средство включает:

- автономные системы управления;

- транспортный носитель;

- системы обеспечения функционирования ТС;

- энергетические установки.

Автономные системы управления ТС предназначены для управления перемещением ТС по заданной программе и включают в свой состав подсистемы:

- контроля параметров движущегося ТС в пространстве;

- диагностики состояния элементов конструкции (t0 воды, масла, давления в шинах и т.д.);

- управления тяговой силой;

- рулевого управления;

- управления тормозами;

Транспортный носитель ТС представляет собой несущую конструкцию, предназначенную для размещения всех систем.

Системы обеспечения функционирования ТС предназначены для обеспечения функционального назначения ТС и включают:

- устройства и оборудование для размещения пассажиров и грузов;

- бытовое оборудование;

- технологическое оборудование.

Энергетические (силовые) установки предназначены для обеспечения движения ТС, а также для его снабжения теплотой, электричеством и включают:

- двигатели (ДВС, турбина и т.д.);

- движитель (колесный, гусеничный и т.д.);

- устройства для снабжения ТС теплотой, электричеством.

Взаимодействие всех указанных систем обеспечивает выполнение транспортным средством своего функционального назначения, что количественно отображается его технической характеристикой.
Транспортные средства: характеристики и показатели.

Величина, количественно характеризующая выполнение объектом своего функционального назначения, называется его технической характеристикой. Основная техническая характеристика ТС измеряется произведением рейсовой скорости движения Vр на полезную массу перевозимого груза mт.

Скорость транспортирования обозначается через V [км/ч; м/с ] с индексом, соответствующим виду регистрируемой скорости. Основные виды скорости:

- техническая скорость Vт – путь, проходимый транспортным средством относительно поддерживающей среды транспортного пространства в единицу времени;

- путевая скорость Vп – векторная сумма технической скорости и скорости перемещения поддерживающей среды W; если расстояние, проходимое ТС, равно L, км, а время его движения tп,ч, то средняя путевая скорость Vп = L/tп ;

- рейсовая скорость Vр – отношение расстояния Lр между конечными пунктами

отправки и прибытия (расстояние транспортирования) ко времени доставки груза или пассажиров:

Vр = Lр/( t п + ?(ат ·ti ) ) ( 1 )
где tп – время движения ТС по транспортному пути, ч; ат – число технологических операций в перевозочном процессе (оформление проездных документов, погрузка-разгрузка, остановки ТС ); ti – продолжительность i –ой технологической операции, ч.

С учетом того, что Lр/ t п = Vп, уравнение (1) можно записать так:

Vр = Vп ·t п / (t п + ?(ат·ti) ) ( 2 )

Соотношение t п /( t п +?(ат·ti)) = ĸп называется коэффициентом эффективного использования времени перевозочного процесса, и тогда Vр = ĸп· Vп , при этом VрVп.

Формулу часовой производительности ТС [ ткм/ч.] можно записать так:

Пт = ĸп · Vп · mт., ( 3 )

- масса перевозимого груза.

Экономичность ТС характеризуется параметром экономичности, величина которого, кг/(т·ч), равна расходу топлива, затрачиваемого на перевозку тонны полезного груза:

gт = Gт / mт, ( 4 )

где Gт – часовой расход топлива, кг/ч.

Технические средства механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ.

Эти работы выполняются с помощью технических средств, которые объединяются в класс подъемно-транспортных машин (таб. 1).
Таблица 1. Типы подъемно-транспортных машин

Класс машин

Основные типы машин

Основная техническая характеристика

Погрузочно-разгрузочные

Инерционно-разгрузочные, ковшовые загрузчики, гидронасосы, пневмо- и электозахватывающие устройства и т.д.

Производи-тельность

Грузоподъемные

Авто- и электропогрузчики, домкраты, подъемные краны, тельферы и тали.

Грузоподъем-ность

Транспортирую- щие

Автокары, гидротранспорт, конвейеры, роботы-тележки, рольганги, тележки с подъемной платформой

Производи-тельность

Транспортно-складские

Автоматические складские комплексы, стеллажные штабелеры автоматические и ручные , механизированные стеллажные штабелеры

Темп складирования.


Для транспортных систем особое значение имеет создание в портах и станциях транспортно-технологических терминалов, обеспечивающих высокомеха-низированное проведение всех погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ по обработке грузов (пассажиров), их перемещению с одного вида транспорта на другой. Для механизации работ в терминалах большое значение играет контейнеризация, под которой понимается применение стандартной тары.

В составе терминалов важное место принадлежит экспедиционно-складским системам, под которыми понимаются специальные здания и технические средства, обеспечивающие прием, программное заполнение, хранение и выдачу грузов клиентам.

Параметрами складов являются:

- емкость склада;

- номенклатура складируемой продукции;

- отношение емкости склада к минимальному гарантированному объему хранения;

- потери при хранении;

- темп разгрузки склада;

- рабочее время.

Системы обслуживания клиентов.

Высококачественное обслуживание клиентов имеет два аспекта. С одной стороны, сервис – важная часть маркетинга, мощный инструмент фирм в борьбе за рынок сбыта, с другой – это элемент технологического процесса (доставка «точно в срок»).

В соответствии с этим, процессы транспортировки и распределения материальных потоков и товаров представляются единым процессом – логистической цепью. Управление сосредоточивается в логистических центрах (главный элемент – услуга, главный принцип – «точно в срок»). Все услуги, предлагаемые на транспортных терминалах и в логистических центрах, могут быть разделены на пять функциональных типов:

- услуги по перегрузке;

- обслуживание грузовых мест (аренда, складирование);

- обслуживание транспортных средств (аренда, стоянка, техобслуживание, мойка);

- обслуживание сети (начально-конечные операции, таможенное обслуживание, система контроля движения);

- услуги, связанные с грузом (загрузка, выгрузка, предоставление складов).

Инфраструктура

Новая концепция терминальных систем предполагает переход от изолированного мультимодального терминала к единому грузовому распределительному центру (ГРЦ). Такой ГРЦ является центром передачи товаров, потоков информации, транспортных потоков, потоков грузообработки, начиная от единичного продукта и кончая крупнотоннажным контейнером. Каждый ГРЦ связан с сотнями товаропроизводителей, номенклатура товаров которых измеряется тысячами наименований. Вся информация о фирмах-клиентах, заказах, товарах, сроках, транспортных средствах находится в компьютерной сети. Система обслуживания клиентов включает не только офисы с информационной техникой непосредственно в ГРЦ, но и сеть офисов в различных районах, связь с транспортными средствами, находящимися в пути, связь через Интернет с клиентами, контрагентами и партнерами.

Аналогичная организация внедряется и в области пассажирских перевозок.
2.4. Персонал (кадры транспорта)

Человек – важное звено в транспортной системе:

- он выполняет функции управления транспортным средством;

- осуществляет обслуживание и ремонт техники;

- в органах управления руководит транспортной системой, использованием, ремонтом и обслуживанием машин;

- в транспортной системе он выступает и в роли пользователя.

Можно также провести деление на две группы:

- человек как объект перевозки, т.е. пассажир;

- человек как объект, формирующий спрос, заказы, выбор видов транспорта.

Человек в роли пользователя определяет наилучшие виды транспортных средств, экономически выгодные объемы перевозок, осуществляет взаимодействие с органами управления по использованию транспортных средств. Человек-пользователь является источником заявок на транспортные средства. Совокупностью этих заявок обусловлены масштабы транспортной системы и интенсивность её функционирования. Руководители транспортной системы координируют функционирование подсистем, прогнозируют их состояние, определяют пути совершенствования структуры транспортной системы и способов её функционирования.
2.5. Объекты перевозок.

Два вида объектов перевозок и транспортная парадигма.

Имеется два основных вида объектов перевозок: пассажиры и грузы. Если при перевозке грузов можно ставить задачу максимального использования грузоподъемности АТС, то такую цель нельзя преследовать при перевозке пассажиров, так как она находится в противоречии с требованиями комфорта. При пассажирских перевозках предъявляются повышенные требования к безопасности движения, расписанию и уровню обслуживания.

Между пассажирооборотом и грузооборотом в части освоения и развития имеются особенности для разных регионов и стран. Критериями для выявления различий служат:

1. транспортная емкость хозяйства; она выражается в т·км на денежную единицу валового национального продукта (ВНП).

2. транспортная подвижность населения; она измеряется числом поездок жителя в год, и отражает тип расселения, степень урбанизации, уровень миграции;

3. соотношение грузовых и пассажирских перевозок; 1 т·км приравниваем к 1 пасс.·км; Это соотношение отражает транспортную парадигму региона, страны;

4. соотношение видов транспорта; оно определяется составом грузообразующих отраслей хозяйства, степенью территориальной концентрации производства, а поэтому и транспортной системы.

Пассажиры, транспорт, время.

Транспорт – средство коммуникации людей. Он перемещает людей в их бытовой деятельности, в процессе отдыха, создает возможность для политических и культурных связей между различными странами.

Время – существенный фактор жизнедеятельности людей. Ценности времени увеличивается пропорционально росту темпов развития общества. Сокращение времени поездки дает большой эффект, так как перевозки совершаются либо за счет производственного, либо за счет личного времени пассажира.

Замечено, что при увеличении скорости движения транспорта население использует не для сокращения затрат времени на поездки, а для увеличения проезжаемого расстояния.

В обеспечении пассажирских перевозок различными являются два уровня работы с объектами перевозок:

- микроуровень – индивидуальный пассажир, небольшая связанная группа;

- макроуровень – массовый пассажир, пассажиропоток.

Выбор индивидуальным пассажиром вида транспорта и типа транспортного средства зависит от следующих аспектов: цели передвижения, дальности поездки, скорости передвижения, наличие багажа, возраста, длительности поездки, жизненно-необходимого сервиса, требуемого уровня комфорта, индивидуальной безопасности.

Массовый пассажир определяет спрос на транспортную услугу, формирует обобщенные требования к транспортной системе.

Массового пассажира можно представить как поток, заполняющий собой транспортную сеть с плотностью, периодически меняющейся как во времени, так и в пространстве. Взаимодействие с системой описывается посредством вероятностно-статистических моделей на базе обобщенных параметров взаимодействия. При этом основными факторами являются:

- транспортная подвижность населения; структура и плотность населения;

- средняя дальность поездки;

- погодно-климатические условия.

Пассажирооборот измеряется в пассажиро-километрах и соответствует произведению числа пассажиров на среднюю дальность их поездки. Пассажирооборот изучается на основе пассажиропотоков, которые имеют большую неравномерность по сезонам, дням, часам суток и направлениям.

Грузы, общая характеристика. Грузами на транспорте называются все предметы с момента приема их к перевозке до момента сдачи грузополучателю. Совокупность свойств груза, определяющая условия и технику его перевозки, перегрузки и хранения, носит название транспортной характеристики груза.

Свойства груза и форма определяют способ транспортировки и влияют на специализацию ТС и погрузочно-разгрузочной техники.

Специфика каждого вида транспорта предъявляет свои особые требования как к подготовке груза к перевозке, так и к погрузке, фиксированию на борту ТС и режиму перемещения.

Транспортная классификация грузов – единая для всех видов транспорта по их свойствам – отсутствует. На каждом виде транспорта существует своя классификация грузов, учитывающая их особенности. Детальное изучение грузов осуществляется специальной дисциплиной «Грузоведение».

2.6. Управление транспортными системами.

В зависимости от уровня сложности объектов и специфики решаемых ими задач можно разделить объекты управления транспортных систем на несколько уровней:

- макроуровень – в масштабах экономики страны, региона;

- уровень макрологистической системы;

- уровень микрологистической системы;

- уровень управления транспортным потоком;

- уровень управления отдельным транспортным средством.

Макроуровень – экономика транспорта - составная часть экономики народного хозяйства, охватывающая взаимодействие производительных сил и производственных отношений по перемещению грузов и людей.

Для описания экономики транспорта применяют показатели: объем транспортной работы; уровень затрат; валовой доход; прибыль; степень использования транспортных средств и персонала; качество доставки грузов и людей.

Макрологистическая система – это система управления, охватывающая производственные, снабженческо-сбытовые, торговые, транспортные предприятия и организации в регионе.

Цель макрологистических систем управления – обеспечение эффективного взаимодействия элементов производства, сбыта, транспорта, распределения и снабжения логистической системы в целях получения максимума прибыли участниками логистической цепи. Схема логистической системы на рис. 5.


Снабжение




Транспорт

????

Запасы в пути







?




?










?










?

Склад







Склад










?

?










?










Производство










Потребитель

?







?



















?







???

???

Спрос

????

????

?





Рис. 5. Структурно-функциональная схема логистической системы.
Микрологистическая система должна обеспечивать согласования и взаимные корректировки планов и действий снабженческих, производственных и сбытовых звеньев предприятий и фирм.

Функциями микрологистической системы управления являются: контроль плана сбыта, обеспечение соответствия продукции заказам, создание требуемых условия транспортировки продукции, а также реализация плана поставок в соответствии с потребностью производства.

Управление движением транспортных потоков осуществляется с помощью автоматизированных систем управления движением. Совершенные системы автоматизированного управления движением транспорта представляют собой совокупность большого числа разнообразных технических объектов: информационных средств, вычислительных машин, навигационной техники, средств связи.

Потоки информации в системе делятся на две группы: входная и выходная информация. Входная информация поступает в виде сообщений. Эта информация дает представление о положении управляемого объекта в пространстве в определенный момент времени, векторе скорости объекта, параметрах окружающей среды. Компьютеры обрабатывают входную информацию и выдают выходную информацию, которая поступает к диспетчеру в виде дисплейных образов. Диспетчер вырабатывает решение по управлению, которые поступают исполнителям.

Управление отдельным транспортным средством – это воздействие на транспортное средство в целях перемещения его в пространстве.

При управлении движением всех видов транспорта выделяют основные параметры, целенаправленно изменяемые в процессе управления, и вспомогательные, значения которых целенаправленно изменению не полежит.
3. Эксплуатационные особенности видов транспорта

. К особенностям транспорта относятся – гибкость применения, скорость, надежность, безопасность, полезность, провозная и пропускная способность.
3.1. Гибкость

Гибкость транспорта - возможность выбора вариантов использования транспортных средств и организации перевозок из некоторого множества вариантов. Гибкость может приспосабливаться к различным условиям использования.

Автомобильный транспорт. По автомобильным дорогам перевозки осуществляются одиночными автомобилями и автопоездами. Габариты автомобилей и их масса различны, но максимальные размеры ограничены в зависимости от используемых дорог.

Основной положительной характеристикой АТ является его высокая гибкость. Небольшая грузоподъемность автомобилей делает их пригодными для мелкопартионных перевозок, а разнообразие типов машин и автопоездов позволяет использовать их для перевозок разнообразных грузов. Для крупных перевозочных операций не требуется больших транспортных средств, нужно лишь обеспечить необходимое число автомобилей.

Гибкость АТ проявляется и в том, что автомобиль проходит всюду, где имеется дорога, и даже по бездорожью. Грузовой автомобиль, загруженный у «ворот» грузоотправителя, может следовать прямо к «воротам» грузополучателя. Автомобиль может следовать за комбайном по полю, а затем заезжать прямо в амбар для разгрузки зерна. Гибкость АТ проявляется и в способности АТС объезжать, обгонять, другие машины.

Значительная гибкость создается благодаря возможности разделения тягача и прицепа. Прицепы могут быть взаимозаменяемы.

Плавность движения АТС благоприятная, что позволяет отправлять грузы без лишней упаковки; срок службы автомобилей ближе к сроку морального износа; это облегчает замену парка и ввод улучшенных конструкций и технологий.

АТ эффективней всех видов транспорта на расстояниях до 500 км. Но при хорошей организации работ, наличии развитой сети дорог и транспортных коридоров автомобильные перевозки осуществляются и на тысячи километров. В рамках пассажирского транспорта ничего не может сравниться с гибкостью и удобствами автомобиля. Однако гибкость АТ утрачивается в сильной степени вследствие плотности движения и недостатка мест для стоянки автомобилей.

Железные дороги. Партии грузов могут быть от нескольких килограммов до сотен тонн. В зависимости от условий движения и потребностей в перевозках в состав может быть включено разное число вагонов. В пути они могут перецепляться к другим составам со сменой направления.

Железным дорогам недостает гибкости в отношении постоянных сооружений. Нововведения требуют больших затрат, уменьшая временную гибкость системы. Железнодорожный транспорт более консервативен, чем АТ.

Водные пути – буксиры и баржи. Большая часть движения по рекам и каналам осуществляется посредством буксирных судов в зависимости от плотности перевозок в данное время и в данном районе. Баржи эффективно используются для перевозки в больших размерах массовых грузов, для которых не требуется большой скорости. Речному транспорту не хватает гибкости в части размещения пути: он работает только там, где имеются водные пути.

Водные пути – суда. Каботажные суда и суда для внутренних водных систем работают отдельными единицами и не обеспечивают большой гибкости эксплуатации. Крупные суда должны выходить в рейс независимо от степени загрузки. Размеры глубоководного судоходства определяются наличием глубоководных каналов и гаваней. Судоходство ограничено ледоставом.

Воздушный транспорт. Воздушные пути имеют различную степень гибкости. Самолеты обладают гибкостью в выборе курса. Но с повышением скоростей и плотности движения эта гибкость утрачивается из-за ужесточающихся условий безопасности. Большие самолеты требуют больших и прочных посадочных полос, Это снижает гибкость воздушного транспорта.

Вертолет лишен многих названных недостатков, может подниматься и опускаться почти вертикально, может зависать в воздухе. Гибкость его высока, но дальность полета небольшая.

Трубопровод. Он обладает наименьшей гибкостью. Движение возможно только в направлении трубы, в одну сторону. Возможные виды перевозок ограничены. Груз не может быть частично загружен в трубопровод или выгружен из него между конечными пунктами. Трубопроводы могут прокладываться в любой местности. Находясь под землей, они не мешают пользоваться ею.

Конвейеры. Являясь, как и трубопроводы, непрерывным транспортом, конвейеры обладают большей гибкостью в отношении возможности разгрузки и погрузки в промежуточных пунктах или в отношении размеров или видов грузов. Грузовые конвейеры могут перевозить как малые, так и большие партии грузов. Конвейеры могут применяться и для перевозки пассажиров – в виде эскалаторов и движущихся тротуаров.

Подвесные канатные дороги. Они обладают особой гибкостью в отношении местоположения. Для подвесных дорог существуют ограничения по габаритам больших грузов, но эти дороги пригодны для перевозки грузов малого размера. Гибкость подвесных дорог в отношении конечных пунктов перевозок уменьшается тем, что необходимо сооружение конечных станций.

3.2. Скорость движения.

Для различных транспортных средств могут быть определены нормальная, средняя и максимальная скорости движения. Расход топлива растет пропорционально увеличению скорости движения, поэтому скорость является экономическим фактором.

Автомобили. АТС имеют широкий диапазон скоростей движения. Легковые серийные автомобили могут развивать скорости до 200 км/ч, грузовые – до 140 км/ч. Скорости 70 – 80 км/ч для грузовых и 80 – 100 км/ч для легковых считаются наиболее экономичными по расходу топлива.

Средняя техническая скорость грузовых автомобилей и автопоездов на магистральных дорогах 65 – 85 км/ч. Городское движение ограничивает среднюю скорость автомобилей до 20 – 40 км/ч.

Ж/Д поезда. Некоторые высокоскоростные линии в мире реализуют крейсерские скорости порядка 300 км/ч. Обычные скоростные поезда имеют скорости не выше 200 км/ч. В метро скорость редко превышает 70 км/ч.

Средняя скорость грузовых поездов России составляет около 35 км/ч, а пассажирских – 60 км/ч.

Суда. Океанские пассажирские суда имеют крейсерскую скорость 25 – 35 узлов, грузовые 10 – 20 узлов. Быстрый оборот в порту считается более важным, чем высокая крейсерская скорость. Речные суда реализуют меньшие скорости и по соображениям безопасности. Скорости реки и судна соизмеримы.

Самолеты. Самолеты имеют только высокую скорость и малую грузоподъемность. Винтовые самолеты летают со скоростью 600 км/ч, реактивные – до 1000 км/ч.

Трубопроводы. Высоких скоростей перемещения груза трубопроводы не обеспечивают, но благодаря тому, что поток движется непрерывно 24 часа в сутки, эффективность трубопроводного транспорта оказывается не ниже других видов транспорта. Фактическая скорость зависит от размеров трубы, вязкости, плотности, температуры жидкости, давления и изменяется в пределах от 1 до 10 км/ч.

Конвейеры. Подобно трубопроводам, конвейеры работают с небольшими скоростями и обеспечивают перевозки большого количества груза благодаря непрерывности их работы. Обычно скорости конвейеров изменяются в пределах от 5 до 15 км/ч в зависимости от размеров груза и ширины ленты.

Подвесные канатные дороги. Скорость движения троса и вагонеток составляет от 5 до 10 км/ч.
3.3. Надежность.

Надежность транспорта характеризует собой своевременную доставку грузов и пассажиров, отсутствие при этом задержек, потерь и повреждений в пути.

Надёжность объединяет четыре свойства: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение требуемого времени или наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного значения эксплуатационных параметров при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению, обнаружению причины возникновения отказов, повреждений, а также к поддерживанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения ТО и ремонта.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять показатели безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение эксплуатации, хранения, а также во время и после транспортирования.

Надежность – экономическое понятие, её оценки служат целям эффективного использования ресурсов: людских, материальных, технических.

Эффективность использования транспортных средств (ТС) в значительной мере определяется их надежностью при эксплуатации. Постоянный контроль и поддержание технического состояния и надежности ТС на уровне, достаточном для осуществления ими заданных функций, производится системой технической эксплуатации.

Экономический подход к надежности заключается в том, что при таком подходе критерием, обобщающим надежность отдельных элементов в целостное свойство, является объем затрат в эксплуатацию на поддержание работоспособности объекта.
4. Транспортные процессы.

Все перевозки, выполняемые транспортом, условно делятся на: экономические и технологические. Экономической считается перевозка, при которой отправитель и получатель – разные клиенты. Технологической считается перевозка, в которой отправитель и

получатель – одно и то же лицо (юридическое или физическое).

По своему экономическому содержанию все перевозки грузов можно разделить на три группы: перевозки в сфере личного пользования, перевозки в сфере обращения и технологические перевозки внутри предприятия (промышленные перевозки).
5. Процесс перевозки грузов. Перевозочный цикл.

5.1. Основные понятия перевозочного процесса.
Перевозка грузов начинается на месте их производства и заканчивается на месте их потребления.

Процесс перевозки начинается с процесса подготовки груза к перевозке: накопления, упаковки, маркировки. Процесс накопления нужен, чтобы получить количество груза, направляемого в один адрес. Далее соледует – оформление документов, промежуточное складирование, комплектация, подготовка к погрузке, упаковка, маркировка, погрузка, движение с грузом и т.д.

Отдельные этапы процесса перевозки груза часто рассматриваются как самостоятельные процессы. Схема перевозки общего вида представлена на рис. 6.


Этап 1.

Подготовка груза










Этап 5.

Складирование груза
















Этап 2.

Погрузка




Этап 3.

Транспортирование




Этап 4.

Разгрузка




























Этап 6













Подача подвижного













состава








Рис. 6. Типовая схема перевозки грузов одним видом транспорта.

Процесс перевозки имеет циклический характер. Ритм циклов определяется их частотой (величина обратная продолжительности цикла). Цикл характеризуется непрерывной сменой состояний процесса и изменением состава элементов. Комплекс циклов создает перевозочный процесс.

Задача АТП – обеспечить транспортирование, т.е. осуществить транспортный процесс. Основные понятия формулируются следующим образом:

Процесс перевозки – совокупность операций от начального момента подготовки груза к отправке до момента завершения складирования у грузополучателя, связанных с перемещением груза в пространстве без изменения размеров и физико-химических свойств груза.

Процесс перемещения – совокупность погрузочных операций в пункте погрузи, перегрузочных операций в пунктах передачи груза с одного вида транспорта на другой, промежуточного хранения груза, транспортирования и разгрузочных операций в пункте разгрузки.

Транспортный процесс – совокупность операций погрузки в погрузочном и перегрузочных пунктах, транспортирования, разгрузки в пунктах передачи груза с одного вида транспорта на другой и пункте разгрузки, а также подачи подвижного состава под погрузку.

Цикл транспортного процесса – производственный процесс по перевозке партии груза, когда выполняются этапы подачи подвижного состава под погрузку, погрузки, транспортирования и разгрузки одной партией груза.

Операция перемещения – часть процесса перемещения, выполняемая с помощью одного или системы совместно действующих механизмов или вручную.

Транспортирование – операция перемещения груза по определенному маршруту от места погрузки до места разгрузки или перегрузки.

Комплектация – одна или несколько операций перемещения грузов с целью отбора их из различных точек хранения, доставки и объединения для создания комплекса, необходимого для отправки потребителю.

Накопление – операция сосредоточения в процессе перемещения в одном месте необходимого количества перемещаемых однородных грузов, вызываемая требованиями производства или другими причинами.

Пакетирование – операция укрупнения грузовой единицы укладкой более мелких единиц на общий поддон или в тару большого размера в установленном порядке с определенной пространственной ориентацией и скреплением пакета.

Складирование – операция размещения грузов в определенном порядке для хранения или временного накопления.

Погрузка – операция перемещения груза с места постоянного хранения или временного накопления на транспортное средство.

Разгрузка – операция перемещения груза с транспортного средства на место постоянного хранения или временного накопления.

Перегрузка – операция перемещения груза с одного транспортного средства на другое или с одного места хранения на другое.

Транспортная партия – совокупность однородных грузовых единиц, одновременно перемещаемых по одному общему маршруту и по одному транспортному документу.

Транспортная продукция – масса груза в натуральном выражении, доставленная от места производства до места потребления.
5.2. Измерители процесса перевозки.

5.2.1. Основные и производные измерители.

Перемещение груза от места его производства до места потребления можно рассматривать как движение материального потока, протекающего в пространственно-временной системе координат.

Транспортный поток характеризуется тремя параметрами: объемом, расстоянием и временем перемещения.

Транспортный поток может находится в одном из четырех состояний:

- погрузки;

- транспортирования;

- выгрузки;

- хранения.

Основным состоянием является состояние транспортирования. В процессе перемещения груза транспортный поток претерпевает количественные и качественные изменения. При количественном - изменяется пространственное состояние груза, при качественном – состояние транспортного потока.

Измерителями процесса перевозки являются следующие основные единицы:

1. транспортная масса (объём перевозок); 2. транспортный путь (расстояние перевозки); 3. транспортное время.

В качестве единицы измерения объема перевозок принята тонна (т).

Объем перевозок может быть скаляром или вектором. Скалярный объем перевозок – объем грузов, для которых неизвестен предстоящий маршрут их перемещения и которые характеризуются только определенной величиной. Например, объем песка в карьере, объем угля на складе и т.д. Векторный объем перевозок обладает пространственно-временной информацией о пунктах производства, потребления.

Транспортный путь не только рассматривается как расстояние между пунктами производства и потребления груза, но одновременно характеризуется своим направлением. Транспортный путь является вектором. Транспортный путь обычно на схемах (графах) изображается прямолинейным соединением пунктов. В действительности нужно учитывать фактический путь, а он может быть разным. Единицей транспортного пути на автотранспорте является километр – км.

Транспортным временем называется промежуток времени, необходимый для осуществления процесса перевозок. Единицами измерения транспортного времени являются – минуты, часы, сутки.

Из трех основных измерителей: - транспортной массы, транспортного пути, транспортного времени – образуются новые производные измерители по формуле :

I = QLT ( 6 )

где Q – транспортная масса, т; L – транспортный путь, км; T – транспортное время, ч; x, y, z – показатели степени.

Например:

1. при x = 0, y = 1, z = -1 получим: I = L / T, км/ч.

2. при x = 1, y = 0, z = -1; I = Q / T, т/ч ( грузопоток);

3. при x = 1, y = 1, z = 0 ; I = Q · L , т.км ( транспортная работа);

5.2.2. Объем перевозок.

Объем перевозок показывает количество тонн груза, которое планируется перевезти в некоторый период времени.

Величина. Известно несколько методов определения объема перевозок, основные – балансовый, нормативный и прямого учета.

Балансовый заключается в определении общих размеров отправления и прибытия продукции по экономическому региону, а также в распределении этих перевозок между видами транспорта.

Нормативный состоит в том, что объем отправления грузов в целом по региону, стране рассчитывается по некоторым нормативам перевозок грузов в тоннах.

Метод прямого учета заключается в непосредственном полном обследовании грузообразующих и грузопоглощающих пунктов. Недостаток – большая трудоемкость работ по сбору и обработке данных.

Структура. Основное структурообразующее понятие объема перевозок – грузопоток – объем перевозок, проходящий в единицу времени через сечение транспортного пути в определенном направлении. Это векторное понятие: имеет величину и направление.

В зависимости от территории освоения грузопотоки могут относиться к пункту производства, пункту отправления, участку дороги, экономическому району. По величине грузопотоки разделяются на массовые и мелкопартионные. Структура грузопотока определяется наименованием и классом перевозимых грузов.

Временной фактор объема перевозок. Грузопотоки бывают постоянные, временные и сезонные. Неравномерность объема перевозок – это изменение объема перевозок по временным интервалам.
5.2.3. Транспортный путь.

Исходной базой для определения расстояния перевозки грузов от места производства до места потребления являются оптимальные внутрирайонные связи и имеющаяся транспортная сеть.

Маршруты движения подвижного состава АТ включают пункты производства, потребления груза и транзитные пункты.

В общем случае от А до В может быть множество путей следования. Отыскание кратчайшего расстояния относится к классу экстремальных задач.

В терминах сетевой модели матрица постановки задачи имеет следующий вид:

F = Lij · xij? min ( 7 )

где Lij – расстояние между корреспондирующими пунктами; xij – объем груза, перевозимого по каждой транспортной связи.
5.2.4. Транспортное время.

Суммарная продолжительность перевозки груза, выполняемого за один транспортный цикл:

Т = Т1 + Т2 + Т3 + Т4 + Т5 ( 8 )

где Т1 – продолжительность подготовки груза к отправке; Т2 – продолжительность выполнения погрузочных работ; Т3 – продолжительность этапа транспортирования; Т4 – продолжительность этапа разгрузки; Т5 - продолжительность выполнения этапа складирования.
6. Перспективы создания Всемирной транспортной системы (ВТС)

6.1. Предпосылки создания ВТС

Сейчас стала вполне реальной мобилизация ресурсов передовых стран для решения ряда глобальных задач, например для создания проектов таких систем как:

Эти три всемирные системы определяют успешное существование мирового сообщества как единого образования. Они существуют пока еще не как глобальные системы, а как комплексы локальных подсистем. Однако тенденции к их объединению в системы имеются.
6.2. Преимущества ВТС

Транспортный фактор, приобретающий все большее значение в международном товарообмене, зависит как от количественных, так и от качественных показателей внешнеэкономических связей. Включение в систему не одного, а нескольких видов транспорта увеличивают преимущества Всемирной транспортной системы, не исключая конкуренцию внутри системы.

Множество международных соглашений в рамках ООН по отдельным видам транспорта (морской кодекс, Воздушный кодекс) хотя прямо и не создает Всемирную транспортную систему, но позволяет говорить о реальности этой идеи. С технической стороны дела имеется ряд проблем, для решения которых требуются время и вложение больших средств.
6.3. Технические возможности создания ВТС

Мировой океан, морские каналы и крупные реки образуют единую водную сеть, судоходство по которой регламентировано международными договорами и Мировым морским правом.

Мировая сеть водных путей сообщения имеет необходимую инфраструктуру, в которую входят навигационные, коммерческие и спасательные службы, ремонтно-технические службы в портах, службы обеспечения. Это определило универсальность её использования с многочисленными вариантами работы подвижного состава.

Условием создания водной ВТС является практическое наличие мировой сети водных путей сообщения. Аналогичное положение в мировом сообществе занимает воздушная транспортная система, в которой создание международного аэропорта является обязательным условием, позволяющим включить эту страну во Всемирную сеть воздушных сообщений.

Наличие единой непрерывной сети путей сообщения с инфраструктурой, обеспечивающей использование этой сети подвижным составом различных стран без перевалки, является обязательным условием организации всемирной системы соответствующего вида транспорта.

Из сухопутных видов транспорта к образованию всемирной сети приближается в большей степени автомобильный, который при современном состоянии техники допускает преодоление разрывов на водных преградах специализированными паромными переправами. Железнодорожный транспорт также имеет опыт использования паромных переправ. Однако и тот и другой вид транспорта в единую систему пока не интегрированы.

Технические возможности создания непрерывной сети сухопутных путей сообщения – автомобильных и железнодорожных магистралей – таковы, что практически все континенты в ближайшие годы могут быть связаны. Для этой цели могут использоваться специализированные паромы, мостовые переходы, тоннельные переходы. Все виды технических решений в разнообразных вариантах реализованы в конкретных проектах. Это свидетельствует о том, что и наземные виды транспорта имеют технических возможностей для создания Всемирной транспортной сети.
6.4. Цели и условия создания элементов ВТС

Вопрос о необходимости создания всемирной сухопутной транспортной системы – железнодорожной и автомобильно-дорожной – при наличии всемирных систем водного и воздушного транспорта могут ставиться под сомнение, поскольку создание таких систем – дорогостоящее мероприятие.

Решающими оказываются преимущества, которые возникают при объединении отдельных элементов сети мостовыми переходами, тоннелями, паромными переправами:

При формировании Всемирной транспортной системы каждый вид транспорта войдет самостоятельной подсистемой. При этом транспортные задачи должны будут объединиться с глобальными задачами управления запасами и с задачами оптимизации по нескольким критериям. В части конструкционного формирования элементов системы по видам транспорта и всемирной системы в целом, наряду с задачами создания непрерывных путей сообщения по видам транспорта, возникает проблема оперативного взаимодействия видов транспорта – обеспечение быстрой перевалки грузов на специализированных терминалах, минимизации складских, перегрузочных и таможенных операций, гарантированного контроля за следованием груза. Все острее становится необходимость развития многовидовых транспортных узлов, специальных погрузочно–разгрузочных транспортных и упаковочных машин и механизмов, средств автоматизации, контрольных и измерительных приборов и средств сбора, обработки и передачи данных.

Таким образом, первоочередными условиями создания ВТС являются (после формирования единой непрерывной сети) :








Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации