Моделирование координации работы видов транспорта

Разработана расчетная модель искусственно созданного лесного насаждения с учетом основных факторов, которые будут влиять на параметры малогабаритной трелевочной системы. Рассмотрена трелевка лесоматериалов под пологом леса и разработана имитационная модель движения малогабаритной трелевочной системы на базе прицепных трелевочных средств без учета тяговой единицы. Выполнено моделирование движения трелевочной системы для трелевки лесоматериалов в полупогруженном и полусбалансированном состояниях. Показан порядок работы и возможности созданной имитационной модели для практического и научного использования.

Ключевые слова: круглый лесоматериал, трелевка, имитационная модель, трелевочная система, рубки ухода.

Tsymbalyuk Yu.I., AdamovskyM.G. The Simulation Model of Compact Skidding System Movement

The calculation model for man-made forest plantations is developed; the main factors that affect the parameters of small-sized skidding system are considered. Timber skidding under forest canopy is described and also the simulation model of motion compact skidding system for trailers without traction unit is developed. The simulating skidding system for skidding timber in a semi-loaded and semi-balanced state is executed. The work order and opportunities created by the simulation model for practical and scientific application are shown.

Key words: roundwood, skidding, simulation model, skidding system, intermediate felling.

УДК656.[078.11+2.078.11] Ст. препод. Джейхун Расиф оглыРагимов,

канд. экон. наук - Азербайджанский технический университет

МОДЕЛИРОВАНИЕ КООРДИНАЦИИ РАБОТЫ ВИДОВ ТРАНСПОРТА

Рассмотрено оптимальное распределение перевозок между видами транспорта. На основе проведенного анализа подготовлена экономико-математическая модель в математической и аналитической форме, которая способствует распределению перевозок между видами транспорта. Модель (доставки грузов от поставщиков потребителям) реализуется методами и алгоритмами линейного программирования с последующим выбором наилучшего оптимального варианта. Представленная модель даёт возможность, кроме оптимальной организации перемещения грузов, также прогнозировать развитие транспортных сетей. В модели экономическая эффективность выбранного варианта оценивается коэффициентами прибыльности материально-технических, энергетических, трудовых и финансовых ресурсов, а также рентабельности перевозок.

Ключевые слова: моделирование, координация, распределение, система, рентабельность, оптимальность, экономичность, эффективность, согласованность.

Постановка проблемы и ее связь с важными научными и практическими задачами. В социально-экономическом отношении современный транспорт представляет собой единую транспортную систему, в состав который входит мощная сеть железнодорожных, морских, речных, автомобильных, воздушных, трубопроводных и дорожных коммуникаций. Каждая отрасль контролируется определенными органами государственной власти и для каждой существуют нормативно-правовые акты, регулирующие их деятельность. Важнейшим стратегическим фактором транспортной системы страны является ее эффективность. Транспортируя ежегодно миллиарды тонн сырья, топлива, материалов, продукции, а также многие миллионы пассажиров с достаточно высоким уровнем комфорта и скоростью. Современный транспорт обеспечивает развитие всех отраслей производства, глубокое разделение труда, внутреннюю и внешнюю торговлю, способствует развитию культуры и науки.

Транспорт является важнейшей составной частью рыночной инфраструктуры. В условиях перехода к рыночным отношениям роль рационализации транспорта существенно возрастает. С одной стороны, от транспортного фактора зависит эффективность работы предприятий, что в условиях рынка непосредственно связано с его жизнеспособностью, а с другой стороны, сам рынок подразумевает обмен товарами и услугами что без транспорта невозможно, следовательно, невозможен и сам рынок. Транспортная система взаимосвязанная структура, которая должна иметь экономическую и экологическую обоснованность и претерпевает кардинальные изменения после каждого крупного научно-технического открытия, устаревший транспорт замещается новым, как правило, более энергоэффективным.

Критерием экономической оценки при распределении перевозок грузов между видами транспорта является минимум затрат общественного труда на доставку продукции из одного пункта в другой. Денежным выражением этих затрат являются текущие (эксплуатационные) расходы и приравниваемые к ним материальные средства, находящиеся в процессе перевозки, а также капитальные расходы. Выбор экономически целесообразного варианта перевозок грузов в конкретных условиях производится сопоставлением приведённых народнохозяйственных расходов, необходимых для выполнения заданного объёма транспортной работы [6, 7].

Эффективность перевозок тесно связана с техническим уровнем используемой техники. Под перевозочным процессом понимается последовательность действий и операциий, приводящих к доставке груза до места назначения. Координация грузовой и перевозочной работы нацелена на повышение эффективности применения подвижного состава, уменьшение сроков доставки, себестоимости транспортировки.

Экспертная оценка значимости различных факторов показывает, что при выборе транспорта, в первую очередь, принимают во внимание следующее: надежность соблюдения графика доставки; время доставки; стоимость перевозки. Распределение грузовых перевозок между отдельными видами транспорта зависит от их особенностей и экономического преимущества. Например:

• железнодорожный транспорт используется при перевозке больших объемов грузов на большие расстояния. Это связано экономичностью и экологичностью железнодорожного транспорта;

• автомобильный транспорт используется в городах и районах на короткие, а также на более дальние расстояния при перевозках ценных и скоропортящихся грузов. Это самый мобильный и самый удобный транспорт, особенно для небольших перевозок на малые и средние расстояния. В то же время самый дорогой и самый неэкологичный транспорт;

• морской транспорт используется при перевозках массовых грузов в районах, имеющих водные пути. Морской транспорт выполняет в основном внешние, экспортно-импортные перевозки;

• магистральные трубопроводы служат для перекачки газа и сырой нефти с промыслов на перерабатывающие заводы и для транспортирования готовых нефтепродуктов с заводов в районы потребления и терминалы;

• воздушный транспорт используется при перевозке грузов на очень большие расстояния. По своим функциям воздушный транспорт также относится к уз-

коспециализированным: он осуществляет в основном пассажирские перевозки на дальние и средние расстояния, хотя и имеет большое значение в транспортировке ряда ценных, скоропортящихся срочных грузов.

Непрерывный рост перевозочной работы всеми видами транспорта требует значительного улучшения координации их деятельности для обеспечения более полного удовлетворения нужд производства и населения. В последние годы все большее внимание уделяется вопросам координации работы различных видов транспорта с целью повышения эффективности их работы. Проблема взаимодействия подвижного состава различных видов транспорта затрагивает многие стороны их деятельности, в том числе правовые, организационне, планово-экономические, финансовые, идейно-воспитательные, экологические, коммерческие и тарифные, эксплуатационно- технологические и технические, а также социальные.

Оптимизация распределения перевозок между видами транспорта в первую очередь требует математическое моделирование транспортных задач. С этой целью необходимо уточнить информацию, связанную с производственными мощностями видов транспорта и транспортно-экономическими балансами. Критерием экономической оценки при распределении перевозок грузов между видами транспорта является минимум затрат общественного труда на доставку продукции из одного пункта в другой. Денежным выражением этих затрат являются текущие расходы, а также приравниваемые к ним материальные средства, находящиеся в процессе перевозки. Выбор экономически целесообразного варианта перевозок грузов в конкретных условиях производится сопоставлением приведённых народнохозяйственных расходов, необходимых для выполнения заданного объёма транспортной работы.

Математическая модель транспортных задач состоит из следующих элементов [5; 2]:

• ограничивающие условия;

• условия не отрицательности (обязательное положительное решение);

• критерий оптимальности (целевая функция).

При этом могут быть разработаны графические, графо-аналитические, аналитические, статистические и матричные модели транспортных задач.

Анализ последних исследований и публикаций в данной сфере и выделение нерешенных задач. В транспортной научной литературе опубликованы различные транспортные математические модели, а также представлены формы логистических систем и их элементов. Так, вопросам математического моделирования управления доставками грузов посвящены работы А.Э. Александрова [1], Н.В. Гончаровой [4], проблемам взаимодействия разных видов транспорта - С.А. Волковой [3], ИВ. Пановой [11], И.Б. Мухаметдинова [10]. Сугубо логистические задачи транспортных потоков и их организации - как на примере разных видов транспорта, так и их специализации - рассматривались в работах В Н. Ембулаева [8], В.П. Морозова [9] и др.

Однако попытка разработки именно экономико-математической модели распределения перевозок между видами транспорта была сделана только авторами настоящей работы.

Формирование целей работы. В связи з вышеизложенным, целью этого исследования является разработка экономико-математической модели - в матричной и аналитической формах - распределения перевозок между видами транспорта.

Изложение основного материала. В данной работе впервые сделаны попытки разработать математическую модель распределения перевозок между видами транспорта в матричной и аналитической форме. Пусть заданы провозная возможность видов транспорта и объем перевозок различного рода и класса грузов. Заданы и нормативные удельные полные затраты усредненных для всех видов транспорта в виде элементов целевой функции: 11Ь 122,123,..., I пт.

Постановка задачи распределения перевозок между видами транспорта в матричной форме имеет следующий вид:_

Объем перевозок (по классам грузов) Провозная

Виды транспорта IГ IГ 2 IГ IГ4 IГ возможность транспортных средств в тоннах

Железнодорожный Х11 111 Х21 121 Х31 131 Х41 141 Х 51 151 П1

Автомобильный Х12 112 Х22 122 X32 132 Х42 142 Х52 152 П 2

Водный Х13 113 Х23 123 X33 133 Х43 143 Х53 153 П3

Воздушный 114 Х24 124 X34 134 Х44 144 Х54 154 П 4

Х14

Трубопроводный Х15 115 Х25 125 X35 135 X45 145 Х 55 155 П5

Объем перевозок в тоннах г1 32 г3 34 г5 I Пиъ ^ гиъ

В аналитической форме вышеуказанная модель может быть выражена следующим образом:

1. Ограничивающие условия:

а) равенство провозных способностей видов транспорта:

Х11 + Х 21 + Х31 + Х 41 + Х51 =ПЬ

Х12 + Х22 + Х32 + Х42 + Х52 = П 2 , Х13 + Х23 + Х33 + Х43 + Х53 = П3 ,

Х14 + Х24 + Х34 + Х44 + Х54 = П 4 , Х15 + Х25 + Х35 + Х45 + Х55 = П5 .

б) равенство объемов по классам перевозимых грузов:

Х11 + Х12 + Х13 + Х14 + Х15 = г1 , Х21 + Х22 + Х23 + Х24 + Х25 = Й2, Х31 + Х32 + Х33 + Х34 + Х35 = 23 ,

Х41 + Х42 + Х43 + Х44 + Х45 = <?4,

Х51 + Х52 + Х53 + Х54 + Х55 = г5 .

2. Условия не отрицательности:

£ Хиъ > 0

3. Критерий оптимальности - минимизация полных годовых приведенных транспортных расходов, которая выражается в виде целевой функции:

Д(ц) = Хц • 111 + Х12 • 112 + Х13 • 113 + Х14 • 114 + Х15 • 115 + + Х21 • 121 + Х22 • 122 + Х23 • 123 + Х24 • 124 + Х25 • 125 + + Х31 • ^31 + Х32 • 132 + Х33 • 133 + Х34 • 134 + Х35 • 135 + + Х41 • 141 + Х42 • 142 + Х43 • 143 + Х44 • 144 + Х45 • 145 + + Х51 • 151 + Х52 • 152 + Х53 • 153 + Х54 • 154 + Х55 • 155  ШШ

где: £Г1, £Г2, £Г3, £Г4 и £Г5 - объем по классам (различают 5 классов грузов по степени использования грузоподъемности транспортных средств) перевозимых грузов; ф, д2, q3, д4 и д5 - объем единовременной перевозки по соответствующим классам грузов, в тоннах.

Виды транспорта: ЖД - железнодорожный, Ав. - автомобильный, Вод. -водный (морской), Воз. - воздушный, Тр. - трубопроводный; П1, П 2, П3, П 4 и П5 - провозная возможность соответствующих видов транспорта, в тоннах; 111,

112, 113, 114, 115, 121, 122, 123, 124, 125, 131, ¿32, 133, 134, 135, 141 , 142, 143, 144,

145, 151, 152, 153, 154, 155 - элементы целевой функции - удельных полных транспортных расходов; Х11, Х12, Х13, Х14, Х15, Х21, Х22, Х23, Х24, Х25, Х31, Х32, Х33, Х34, Х35, Х41, Х42, Х43, Х44, Х45, Х51, Х52, Х53, Х54, Х55 — объем отправлений перевозок по классам грузов отдельными видами транспорта.

При этом объем перевозок принимается равным провозной возможности видов транспорта:

И пр = и %

Вышеуказанная модель может быть реализована математическими методами линейного программирования, как транспортная задача оптимального программирования. Поэтому разрабатывается алгоритм применяемого метода с последующей реализацией компьютерной технологией. Существующие методы линейного программирования дают возможность находить оптимальные варианты в транспортных и экономических процессах. Возможна разработка различных математических моделей распределения перевозок между видами транспорта при разных критериях оптимальности.

После реализации математических моделей распределения перевозок между видами транспорта, обычно разрабатывается математическая модель перевозок грузов с использованием каждого вида транспорта в отдельности. Постановка математической модели доставки грузов от поставщиков (отправителей) к потребителям (получателям) в текущем планировании может быть описана по нижеследующему:

Имеются поставщики А1, А2, А3,..., Ап с соответствующими объемами производства (или отправления) а1, а2, а3,...,ап. Необходимо доставить потребителям В1, В2, В3,.,Вт с объемами потребления Ь, Ь2, Ь3,.,Ьт. При критерии минимума транспортных расходов:

^(ц) = Хц • £ц + Х12 • 112 +... + Хпт • Iпт  тш Объем поставки принимается равным объему потребления:

£ а = £ ьр

Потребители Поставщики грузов (продукции) и их адреса Объем потреб-

и их адреса 4 А2 А3 Ап ления, в тоннах

В1 111 121 131 1 п1 Ь

Х11 Х 21 Х31 Хп1

В2 112 122 132 1 п2 Ь2

Х12 Х 22 Х32 Хп2

В3 113 123 133 1 п3 Ь3

Х13 Х 23 Х33 Хп3

В Х1т 11т X2т 12т Х3т 13т Хпт 1 ^ пт ь

Объем поставки, в тоннах а\ а2 а3 ап м м а Ь

где: 11Ь 112, 113,..., Iпт - элементы целевой функции - удельных эксплуатационных расходов отдельных видов транспорта; Хп, Х12, Х13, ..., Хпт - объем поставки потребителям.

Выводы и перспективы дальнейших исследований. Вышеуказанная модель (доставки грузов от поставщиков потребителям) реализуется методами и алгоритмами линейного программирования с последующим выбором наилучшего оптимального варианта. Экономическая эффективность выбранного оптимального варианта оценивается коэффициентами доходности, прибыльности (рентабельности) материально-технических, энергетических, трудовых и финансовых ресурсов, а также рентабельности перевозок (прибыль, полученная от каждого маната расхода).

Указанная в данном исследовании модель, помимо оптимизации логистических систем и увеличения эффективности их работы, также в перспективе даёт возможность прогнозирования развития транспортных сетей. Это представляет большой интерес для последующих разработок в данной сфере на основе представленной модели.

Литература

1. Александров А.Э. Математическая модель в автоматизированной системе управления согласованной доставкой грузов / А.Э. Александров // Транспорт: наука, техника, управление : сб. науч. тр. - 2006. - № 11. - С. 37-39.

2. Беляев В.М. Грузовые перевозки / В.М. Беляев. - М. : Изд. центр "Академия", 2011. - 176 с.

3. Волкова С. А. Координация взаимодействия российских железных дорог с морским транспортом на основе логистических технологий / С.А. Волкова // Транспорт: наука, техника, управление : сб. науч. тр. - 2013. - № 11. - С. 59-61.

4. Гончарова Н.В. Экономико-математическая модель определения оптимальной логистической схемы доставки груза с учетом качественных критериев / Н.В. Гончарова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2012. - № 2. - С. 7-10.

5. Джумшудов С.Г. Проблемы развития автомобильного транспорта в единой транспортной системе Азербайджана / С.Г. Джумшудов, Дж. Р. Рагимов // Технико-экономические проблемы высоких технологий в Азербайджанской Республике : матер. респуб. науч. конф. - Баку : Университет АзТУ, 2013. - С. 320-322.

6. Джумшудов С.Г. Свойства и социально-экономическая сущность координации работы видов транспорта / С.Г. Джумшудов, Дж. Р. Рагимов // Известия Национальной академии наук Азербайджана. - Сер.: Экономическая. - 2012. - № 3. - С. 82-86.

7. Джумшудов С.Г. Теоретико-методологические основы совершенствования управления транспортной системой / С.Г. Джумшудов, Дж. Р. Рагимов // Научно-технический прогресс и современная авиация : тр. Междунар. конф., посвященной 75-летию акад. А.М. Пашаева. - Баку, 2009. - С. 223-226.

8. Ембулаев В.Н. Описания задачи координации в управлении транспортной системой города / В.Н. Ембулаев // Известия Российской академии наук. - Сер.: Теория и системы управления. - 2005. - № 6. - С. 159-162.

9. Морозов В.П. Разработка модели выбора схемы доставки грузов через транспортно-логистические центры / В.П. Морозов // Вестник ИНЖЭКОНа. - Сер.: Экономика. - Т. 29. - 2009. - № 2. - С. 269-272.

10. Мухаметдинов И.Б. Координация взаимодействия предприятий различных видов транспорта / И.Б. Мухаметдинов // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта : сб. науч. тр. - 2007. - № 21. - С. 33-35.

11. Панова И.В. Формирование системы логистического управления транспортными грузопотоками во взаимодействии железнодорожного и водного транспорта / И.В. Панова // Власть и управление на Востоке России : сб. науч. тр. - 2011. - № 4. - С. 46-51.

Рагтов Джейхун Рааф огли. Моделювання координации роботи ви-дiв транспорту

Розглянуто оптимальний розподш перевезень мiж видами транспорту. На основi проведеного аналiзу подготовлено економшо-математичну модель у математичнш та анал^ичнш формах, яка сприяе розподшу перевезень мiж видами транспорту. Модель (доставки вантажiв вщ постачальниюв споживачам) реалiзуeться методами й алгоритмами лшшного програмування з подальшим вибором найкращого оптимального варь анта. Представлена модель дае змогу, ^м оптимально! оргашзацн перемщення ванта-жiв, також прогнозувати розвиток транспортних мереж. У моделi економiчна ефектив-шсть обраного варiанта оцшюеться коефщентами прибутковост матерiально-технiч-них, енергетичних, трудових i фшансових ресурав, а також рентабельной! перевезень.

Ключовi слова: моделювання, коордпнацш, розподш, система, рентабельшсть, оп-тимальшсть, економiчнiсть, ефектившсть, узгоджешсть.

Rahimov Jeyhoon Rasif. The Modelling of Coordination of Transport Types Operations

The optimal distribution of the transportations between the types of transport was considered. Based upon the conducted analysis the economic mathematical model in the mathema-tic and analytical forms that promotes to distribution between the types of transport was prepared. The model (delivery of the cargos from the suppliers to the consumers) is realized by the methods and algorithms of the linear programming with the further choice of the best optimal variant. Except for the optimal organization of transportation of the cargos, the represented model also gives possibility to predict the development of the transport networks. In the model the economic effectiveness of the chosen variant is evaluation by the coefficients of profitability of the material-technical, energetic, labour and financial resources, and efficacy of the transportations.

Key words: modelling, coordination, distribution, system, profitability, optimality, economy, efficiency, consistency.