Теоретические принципы и методы повышения эффективности функционирования транспортных систем городов (20.09.2010)

Автор: Пугачев Игорь Николаевич

На следующем этапе общей методики синтеза структуры ТРС была проведена идентификация и сегментация зон транспортного обслуживания потребителей, тяготеющих к найденным ТСП. Далее для каждой из идентифицированных зон был произведен расчёт оптимального месторасположения базового объекта. Согласно результатам, оптимальное месторасположение базового объекта для каждой из зон транспортного обслуживания в двух случаях совпало с ТОГ, а для варианта реализации структуры ТРС, включающего только один ТОГ Центральный округ, оптимальное месторасположение для базового объекта было определено в Северном округе.

В результате анализа существующих и прогнозируемых грузопотоков на территории города были определены объёмы грузопереработки БО, а также определена система ограничений на оптимизируемые параметры и произведены расчеты для базовых объектов в ТОГ Северного, Центрального и Южного. Анализ результатов показывает, что наиболее существенное влияние на Fкт1 оказывают приведённые затраты на транспортные сооружения (С2) – ~70 % от суммарных затрат. Далее идут расходы за использование автомобилей (С5) – ~10 % и проезжей части (С4) – ~8 %. Затраты на электроэнергию (С3) составляют ~5 % от всей суммы. На оставшиеся позиции приходится около 2 %.

Рентабельность базовых объектов в Северном, Центральном и Южном ТОГ, соответственно составила 0,724; 0,752; 0,789. Высокие значения рентабельности свидетельствуют об экономической эффективности проектируемых базовых объектов ТРС.

На заключительном этапе методики синтеза структуры ТРС, определялась наиболее эффективная реализация структуры ТРС. Для этого была составлена в соответствии с методом анализа иерархий матрица парных сравнений для критериев оценки эффективности ТРС и определены элементы третьего уровня иерархии (табл. 2).

Таблица 2

Элементы третьего уровня иерархии

Реализация

структуры ТОГ

Северный

Центральный Южный ТОГ

Северный

Центральный ТОГ

Северный

Южный ТОГ

Центральный

Южный ТОГ

Северный ТОГ

Центральный ТОГ

Соответствующий элемент B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7

Для каждого критерия оценки формировалась матрица парных сравнений элементов третьего уровня и на основании полученных локальных приоритетов была сформирована матрица глобальных приоритетов.

Наибольший приоритет получился у варианта реализации структуры ТРС, включающего все три идентифицированные ТОГ. Согласно методу анализа иерархий, B1 является наиболее эффективным вариантом структуры ТРС г. Хабаровска.

Таким образом, поэтапная методика синтеза структуры ТРС, позволила на основе реально доступных данных о грузопотоках города получить эффективную структуру и функциональную организацию ТРС, а так же определить месторасположения базовых объектов ТРС в каждой из идентифицированных зон транспортного обслуживания потребителей с использованием сетевой модели.

В результате сформирована многокритериальная целевая функция формирования и эксплуатации базового объекта ТРС, включающая в себя наиболее значимые составляющие затрат на создание и содержание объектов терминальной инфраструктуры, а также учитывающая эксплуатационную надёжность проектируемых базовых объектов.

Предложенный алгоритм выбора оптимальных технико-экономических параметров базовых объектов ТРС, основанный на систематическом просмотре многомерных областей с использованием равномерно распределённых последовательностей, позволил получить множество Парето-оптимальных решений, из которых проектировщик может выбирать окончательное решение в зависимости от имеющихся ограничений на ресурсы.

В пятой главе исследованы теоретические подходы к сохранению дорожной сети городов. Дорожные сети в городах Российской Федерации складывались в течение длительного периода без должного учета перспективного развития городов по принципу эпизодических реконструкций. Дороги различаются в широких диапазонах по геометрическим и конструктивным параметрам, интенсивности и составу движения. Воздействие автомобилей различной грузоподъемности на дорожные одежды не равнозначно. Увеличение нагрузки на ось, общего веса транспортного средства приводит к преждевременному разрушению дорожной одежды, увеличению ее износа.

В данной главе представлена научно-обоснованная методика расчета ограничения движения транспортных средств в период весеннего разупрочнения грунта земляного полотна с целью сохранения дорожной одежды от разрушения.

Сохранность дорог предусматривается и в летний период, когда асфальт «плавится» под воздействием высоких температур и образуется колея, но, как правило, наибольшие разрушения дорожных конструкций наблюдаются в весенний период оттаивания грунтов. В этот период снижается несущая способность дорожных одежд, что приводит к ограничению допустимых осевых нагрузок и закрытию дорог для пропуска тяжеловесных автомобилей.

Особенно это актуально для городских дорог, которые проложены в нулевых отметках, плохо решен вопрос поверхностного водоотвода, существенное влияние оказывают коммуникации.

Решение о введении временного ограничения движения на автомобильных дорогах и по перечню транспортных средств, на которые не распространяется ограничение движения, по дорогам местной сети принимается администрацией субъектов (муниципальных образований) Российской Федерации. Сроки действия временного ограничения движения указываются согласно представлению дорожных организаций по опыту прошлых лет.

На сегодняшний день нет обоснованной математической модели, позволяющей в зависимости от географического положения автомобильной дороги, состояния дорожных конструкций и темпов весеннего оттаивания установить оптимальные сроки закрытия автомобильных дорог и ограничения нагрузок на территории различных субъектов (муниципальных образований) Российской Федерации.

Основная цель ограничений – снижение затрат на ремонт, в обеспечении сохранности дорожной конструкции в пределах нормативного межремонтного срока службы. Для того чтобы ограничения были менее ощутимы для пользователей автомобильных дорог, необходимо создание математической модели, методики и рекомендаций по прогнозированию оптимальных сроков ограничения осевых нагрузок на автомобильных дорогах в период распутицы, дифференцированных в зависимости от реального состояния дорожных конструкций, дорожно-климатического районирования и тяжеловесности автомобилей.

Внедрение разработанной автором методики позволяет снизить на 20 % затраты на ремонтные работы за счет уменьшения ущерба, нанесенного автомобильным дорогам в период распутицы из-за неправильного назначения сроков закрытия автомобильных дорог. Более того, по результатам работы уменьшается ущерб, нанесенный экономике страны, из-за закрытия дорог в период, когда их эксплуатация не вызывает разрушений.

Методика позволяет использование её для практической работы ИТР при прогнозировании сроков ограничения осевых нагрузок в различных субъектах (муниципальных образованиях) Российской Федерации.

Разработанная математическая модель по определению оптимальных сроков ограничения осевых нагрузок строится следующим образом:

По данным прогноза синоптиков определяется в зависимости от географического положения дорожной сети директивная (среднестатистическая) дата начала срока ограничения осевых нагрузок. Эта дата в зависимости от климатических особенностей каждой весны корректируется на территории каждого субъекта (муниципального образования) территориальными дорожными органами.

Директивная (среднестатистическая) продолжительность периода весеннего ограничения осевых нагрузок определяется по формуле предложенной В. М. Сиденко, с введением автором в данную формулу уточняющего коэффициента k учитывающего состояние дорожной одежды:

Тр = k Zот / av, (25)

где Zот - глубина оттаивания дорожной конструкции, см; av - среднесуточная скорость оттаивания дорожных конструкций, см/сут.

В разработанной методике предусматривается учет состояния дорожной одежды с помощью эмпирического коэффициента k, который предполагается определить на основе работ, выполняемых при проведении диагностики дорог согласно ОДН 6-2002 «Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог». Визуальная регистрация дефектов дорожных одежд и покрытий с целью определения их состояния осуществляется ежегодно, не зависимо от значения дороги. Безусловно, при плохом состоянии дорожной одежды (трещины, выбоины, колея и т.д.), малой толщине конструктивных слоев дорожной одежды будет большое влагонакопление, малая плотность грунта, что будет способствовать увеличению продолжительности периода ограничения осевых нагрузок.

Эмпирический коэффициент k рассчитан и табулирован для различных состояний покрытия, типов и прочностей дорожной одежды. Данный коэффициент меняется в пределах от 1,0 до 1,61.


загрузка...