авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Теоретические основы ресурсного обеспечения технологических процессов в дорожном строительстве

-- [ Страница 3 ] --

Установлено, что интенсивность потребления топлива на объекте Iс переменна во времени t, определяется составом механизированного звена, производительностью и уровнем загрузки дорожно-строительных машин:

, (17)

где K — количество марок машин, участвующих в строительном процессе; L — количество машин k-й марки, работающих на объекте; Qk — объем работ для машин k-й марки; Пk(t) — эксплуатационная производительность машины k-й марки; Hтkl — норма расхода топлива l машин k-й марки.

Нами установлены функциональные зависимости производительность дорожно-строительных машин от физико-механических свойств перерабатываемых материалов S(t) и условий производства работ Yr:

П(t)= f (S(t), Yr ). (18)

Фактором, определяющим организацию и технологию строительства, интенсивность РП в ходе выполнения земляных работ в сложных грунтово-геологических условиях, является естественная влажность грунтов в резервах. Разработка ресурсно-технологической модели долгосрочного прогнозирования интенсивности РП, основанная на статистических зависимостях организационно-технологических параметров строительных процессов от естественной влажности грунтов позволяет заблаговременно, на стадии разработки ПОС и ППР, определять сроки и темпы работ, интенсивность РП, разработать и выполнить работы по снижению ресурсоемкости объекта.

Прогнозирование относительной влажности грунтовых резервов и карьеров возможно на основе ретроспективной информации за предшествующий период, на основе временного хронологического ряда из 30 членов и более. Для формирования исходного временного ряда естественной влажности грунтов при отсутствии данных агрометеостанций (АМС) предлагается модифицированный автором метод гидролого-климатических расчетов (ГКР), основанный на совместном решении уравнений водно-теплового баланса грунтового деятельного слоя и атмосферы. Ошибка расчета среднемесячной влажности резервов методом ГКР в доверительном интервале 0,95 не превышает 9,8 %, а среднедекадной — 12 %. Это позволяет использовать его для восстановления ретроспективной информации о влажностном режиме резервов за предшествующие 6-7 лет с последующим долгосрочным прогнозированием.

В условиях дефицита гидролого-климатической информации для оценки степени увлажнения грунтов в отдельные годы нами рекомендуется использовать коэффициент увлажнения Uх территории района строительства. Среднемесячная влажность грунта определяется зависимостью

Wсрi = Wт(аiUx + bi), (19)

где ai и bi — коэффициенты уравнения, зависят от типа грунта и месяца года.

Долгосрочное прогнозирование влажностного режима грунтов или коэффициента увлажнения как случайного временного ряда выполняется его экстраполированием. Выявление статистической структуры многолетних изменений коэффициента увлажнения и связанной с ним влажности грунта по 18 метеостанциям, равномерно размещенным по территории Западной Сибири, выполнено диссертантом путем корреляционно-спектрального анализа и построения разностно-интегральных кривых. Одновременно проверялись три гипотезы: об отсутствии тренда, о стационарности и нормальности распределения случайной компоненты. Выполненный анализ статистической структуры изменчивости влажности грунтовых резервов и коэффициента увлажнения позволяет сделать вывод о том, что в них присутствует скрытая цикличность. Исследуемые процессы подчиняются закономерностям эргодического стационарного случайного процесса с отсутствием тренда и распределением ординат по усеченному нормальному закону, что создает объективные предпосылки для их успешного прогнозирования.

Критерием цикличности режима является периодичность изменения корреляционной функции Rx() оцениваемая средним периодом корреляционной функции tR по Ю.М. Алехину

, (20)

где 1 и посл — абсциссы соответственно первой и последней точек пересечения горизонтальной оси средней в поле вычисленных значений кривой Rx(); N — общее число точек пересечения или касания кривой горизонтальной оси.

Долгосрочное прогнозирование влажностного режима грунтовых резервов и коэффициента увлажнения выполнено методом оптимального линейного экстраполирования. Для этого по статистическим характеристикам ретроспективных значений прогнозируемого показателя (его среднему и , где j=1, 2, …, m) численно решалось линейное уравнение

, (21)

где Rj — оптимальные коэффициенты линейного экстраполирования, определяемые решением системы уравнений из условия минимума среднеквадратической ошибки прогнозирования XП, зависящей от периода обратной связи m ; — центрированные значения прогнозируемой величины относительно .

Оптимальный период обратной связи m=mопт определялся поверочным прогнозированием при изменениях m от 1 до 30 и достигался при максимальном коэффициенте корреляции rфп между фактическими и прогнозированными значениями влажности грунта или коэффициента увлажнения.

По результатам 855 расчетов оправдываемость прогнозов влажности грунта и коэффициента увлажнения — хорошая и удовлетворительная, в среднем составляет 98 %. Выявлено, что для успешного прогноза влажности грунта необходимо условие tR > 5 мес., для прогноза коэффициента увлажнения – tR > 7 лет.

Долгосрочное прогнозирование влажностного режима грунтовых резервов на предстоящий летний сезон позволяет заблаговременно получить информацию, необходимую для обоснования производительности машин, комплектования механизированных звеньев, обоснования сроков производства работ и интенсивности потребления топлива, заблаговременно разработать мероприятия по снижению ресурсоемкости дорожно-строительных работ.

Изменение интенсивности потребления топлива Iс(t) землеройно-транспортными и уплотняющими машинами в предстоящий строительный сезон определяется прогнозируемой влажностью грунта W(t):

. (22)

Оперативное управление ресурсами проблематично без прогноза интенсивности РП в ближайшие сутки. Использование статистических методов, основанных на моделировании работы строительного потока, как случайного процесса, позволяет прогнозировать интенсивность РП в пределах доверительного интервала на основе метеопрогнозов в районе строительства. Температура воздуха и скорость ветра определяют организацию строительства асфальтобетонного покрытия, методы производства работ, интенсивность РП. С понижением температуры воздуха и, соответственно, материала, ухудшается его удобоукладываемость, некоторые методы производства работ становятся технически невозможными или экономически нецелесообразными. Теплопотери смеси при транспортировке определяют предельно допустимую дальность перевозки Lд полуфабриката, количество и грузоподъемность автотранспорта и, следовательно, потребность в топливе:

, (23)

где Vтр — скорость автосамосвалов; t — температура воздуха.

Исследования автора позволили выявить внутрирядную корреляционную зависимость членов временных рядов: скорости ветра и температуры воздуха, влияния заблаговременности на ошибку в прогнозировании интенсивности РП. Среднеквадратичное отклонение прогноза допустимой дальности транспортировки и длины укладки смеси пр существенно увеличивается с заблаговременностью tпр более 3 суток :

пр = аebtпр. (24)

Прогнозируемая интенсивность потребления смеси определяется

, (25)

где Lпр — прогнозируемая длина захватки.

В пятой главе исследовано влияние производственно-экономических факторов на эффективность РОТП, приведена методика обоснования источников снабжения объектов ресурсами с учетом вероятностного характера дорожно-строительного производства, модель сводного графика поставки ресурсов, рассмотрены экспериментально-теоретические основы процесса оперативного управления РОТП в дорожном строительстве с учетом случайного воздействия производственных факторов.

В настоящее время сложившиеся схемы поставки материалов претерпевают изменения, требуют постоянной корректировки. Одним из путей решения указанной проблемы является региональное районирование территории по стоимости поставки строительных материалов и полуфабрикатов. В дорожном строительстве каменные материалы составляет 70 … 80 % потребляемых ресурсов. Диссертантом установлено, что однозначное определение границ зон действия карьеров на длительный временной интервал не предоставляется возможным. Стоимость щебня на границе зон влияния i-го и j-го поставщиков Сi,j распределяется по нормальному закону, находится в пределах доверительного интервала

, (26)

где , i,j — соответственно математическое ожидание и квадратичное отклонение стоимости щебня, которое определяется:

= (Do. o+ Dтр. тр+Dп-р. п-р)1/2, (27)

где Do, Dтр, Dп-р — дисперсии отпускной цены, транспортных затрат и стоимости погрузо-разгрузочных работ; o, тр, п-р — доля (вес) затрат в общей стоимости материала на границе зоны экономического влияния.

На границе зон влияния карьеров формируются зоны риска Lr, ширина которых достигает 50 … 70 км и определяется транспортными затратами:

. (28)

Для рациональной организации РОТП в условиях роста цен важно оценить влияние сроков поставки материалов на стоимость ресурсов. При планировании стратегии поставки ресурсов на объект в условиях неопределенности разумная политика выбирается с помощью критерия пессимизма-оптимизма Гурвица. При выборе решения следует руководствоваться наиболее реалистичными соображениями.

Установлено, что график поставок ресурсов на объект определяется ростом цен на ресурсы и интенсивность РП, имеет тенденцию к росту до точки с последующим снижением в процессе строительства:

.(29)

Максимальный объем партии и время ее поставки на объект определяется выражениями:

; (30)

Экономический эффект от сокращения продолжительности поставки:

С =Vоб[(Сср.к – (а– b)], (31)

где Vоб — общий объем поставляемого материала; Сср.к — средняя удельная стоимость материала в конце строительства; а и b — коэффициенты, характеризующие зависимость средней стоимости щебня от относительной продолжительности его поставки на объект.

Модель сводного графика поставки ресурсов объект должна быть динамической и не слишком сложной, так как это затруднит ее применение на практике и едва ли увеличит точность (учитывая вероятностный характер используемой информации).

Система ограничений, предложенная автором, имеет вид

(32)

где Хi,j — объем поставок i-го материала в j-й период времени, ; ; Wj — транспортные ограничения по периодам, определяемые провозной возможностью автотранспорта; Vi() — плановые суммарные объемы поставок i-го материала; аi,j — ограничения на Xi.j, связанные с конкретными условиями поставок i-го материала в j-й период времени, определяемые условием хранения материала на строительном объекте или РП.

Условие описывает достаточность поставляемого i-го материала в j-й период времени. Величина определяется величиной страхового запаса между поставками, определяется интенсивностью потребления i-го материала Ii,j за расчетный интервал времени tj:

. (33)

Так как интенсивность РП определяется производительностью ведущих машин, составом и коэффициентом их использования в составе дорожно-строительных отрядов, ограничения и на Xi,j переменны во времени.

Целевой функцией при поиске оптимального решения является минимум затрат в ресурсы, поставляемые на объект в различные моменты времени:

f = min, (34)

где — пределы интегрирования в j-й период времени; — функция общей стоимости i-го материала с учетом затрат на его закупку, транспортировку и хранение.

Решение симплекс-методом позволяет сформировать двухмерную матрицу объемов поставки материалов Хi,j за дискретные интервалы времени tj.

Одним из факторов, определяющих провозную способность автотранспорта и транспортные затраты, является скорость грузового автомобиля, км/ч:

, (35)

где N — интенсивность движения; — доля легковых автомобилей в составе потока; S, f — соответственно ровность и коэффициент сцепления покрытия; С0 — коэффициент масштабирования; 1, 2, 3, 4 — коэффициенты влияния дорожных факторов на среднюю скорость.

Скорость автотранспорта по грунтовой дороге зависит от удельной мощности автомобиля и суммарного сопротивления движению. Средневзвешенная скорость автомобилей по маршруту движения определяется их скоростью на отдельных перегонах с учетом состояния дорог. Оптимизация маршрута перевозок от поставщика к потребителю выполняется с помощью теории графов методом Данцига. Задача поиска маршрута по минимуму транспортных затрат записывается:

. (36)

Оперативное управление направлено на устранение препятствий, возникающих при реализации проектного графика поставки ресурсов и возможной его корректировки в соответствии с меняющимися условиями производства. В процессе мониторинга поставки ресурсов диспетчер оценивает отклонения фактической траектории поступления материалов от проектной и в случае необходимости принимает решения по повышению интенсивности поставки ресурсов.

Исследования автора показали, что достаточностью поставки ресурса на объект являются условия:

, (37)

где и — соответственно проектная и фактическая интенсивность поставки ресурса на объект в i-й момент времени, определяется по величине приращения объема материала за интервал времени ti; N — количество расчетных интервалов времени в предшествующий период; , — соответственно общий фактический и проектный объемы поставок в предшествующий период.

При систематических отклонениях фактических объемов поставки ресурса в меньшую сторону, корректирующее решение принимается в случае

>, (38)

где — допустимое отклонение фактического объема поставки ресурса от проектного в i-й момент времени, определяется резервом в увеличении производительности дорожно-строительного отряда или транспортного звена, зависит от времени (Т – ti) до окончания строительства. При детерминированном подходе определяется возможностью увеличения коэффициента использования Ки ведущей машины в составе отряда, определяющей интенсивность РП IП:

. (39)

Вероятностный подход к определению основан на нормальности распределения IП, оценивается его среднеквадратичным отклонением :

, (40)

Необходимость в корректировки фактических объемов поставки ресурсов возникает по причине просчетов проектировщиков или воздействия неучтенных факторов. Несовершенство ПОС, ППР проявляется в устойчивом тренде отклонений, случайное воздействие производственных факторов приводит к резким изменениям в интенсивности поставок.

Увеличение интенсивности поставки ресурсов возможно за счет повышения: производительности поставщиков ; провозной возможности транспорта ; интенсивности ресурсопотребления на объекте . Корректирующее решение предлагается принимать на основе регрессионного анализа результатов мониторинга за предшествующий период времени:

, (41)

где — коэффициент, отражающий неучтенные факторы; 1, 2, 3 — коэффициенты влияния технологических факторов на интенсивность поставки ресурсов, определяют стратегию принимаемых решений. Модель (41) позволяет моделировать реакцию производственной среды на корректирующее решение. В случае невозможности реализации скорректированного графика следует пересмотреть последующую организацию строительства и заблаговременно резервировать фронт работ в комплексном строительном потоке.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В работе на базе выполненных экспериментально-теоретических исследований процесса РОТП, направленного на снижение стоимости дорожно-строительного объекта, решена научная проблема, имеющая важное народно-хозяйственное значение, заключающаяся в разработке теоретических и методических основ комплексного подхода к ресурсному обеспечению технологических процессов в дорожном строительстве путем минимизации проектной ресурсоемкости объекта конструктивными и организационно-технологическими решениями на основе прогнозирования удельных затрат в ресурсы и РП, оперативного управления поставками ресурсов в ходе строительства.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.