Изучение и анализ грузопотоков
Решение задач своевременного бесперебойного снабжения и сбыта продукции связано с рационализацией процесса перемещения ее от поставщиков к потребителям и с максимальным сокращением на это перемещение затрат.
Грузопоток определяется объемом перевозок грузов, проходящих в единицу времени через определенное сечение транспортного пути в определенном направлении.
Основными характеристиками грузопотока являются объем перевозок и грузооборот.
Объем перевозок зависит от количества перевалок груза, вследствие чего превышает объем произведенной или потребленной продукции. Отношение количества перевезенной продукции к количеству произведенной называется коэффициентом повторности.
Грузопотоки транспортного пункта (склада, грузовой станции, порта и т. д.) измеряются количеством прибываемых, отправляемых и транзитных грузов. Грузопоток участка дороги характеризуется количеством грузов, проходящих по нему в обоих направлениях.
Грузопоток региона определяется суммарным количеством отправляемых и прибываемых грузов, включая и транзитные.
По величине грузопотоки разделяются на массовые и мелкопартионные. Они могут быть постоянные, временные и сезонные.
Характеристикой грузопотока является коэффициент неравномерности.
Коэффициент неравномерности грузопотоков зависит от типа и характера производства грузоотправителя, технологии работ, рода груза, способа и условий перевозки, характера и технологии работ на участках и т. д. и может колебаться в широких пределах от 1,1 до 8,0.
На практике этот коэффициент нередко задают произвольно, без должных исследований закономерностей грузопотока. При этом руководствуются известными положениями: с увеличением грузопотока его неравномерность снижается; железнодорожный транспорт работает более равномерно, чем автомобильный; массовое и крупносерийное производство более ритмичное, чем мелкосерийное и единичное. В случае прибытия груза по железной дороге при грузопотоке от 300 до 500 тыс. т в год и более коэффициент неравномерности принимают равным 1,1. 1*2; от 100 до 300 тыс. т в год— 1,2. 1,3; при грузопотоке
менее 100 тыс. т в год— 1,3. 2,0. В действительности же коэффициент К может достигать значения до 8.
Более точно коэффициент неравномерности внешнего грузопотока прибытия (отправления) грузов может быть определен одним из следующих методов:
• на основе максимально возможного грузопотока;
• с применением статистических данных по грузопотоку;
• с применением коэффициента превышения величины среднего потока.
По первому из указанных методов, аналитическому, коэффициент неравномерности грузопотока определяют по формуле:
Kn=Q c max/ Q cp(4.1)
где (Q c max — максимальный суточный грузопоток, который наблюдался за достаточно длительный по времени ( за год); Qc — средний суточный грузопоток. Этот метод дает максимальное значение коэффициента неравномерности, которое может наблюдаться 1 —2 раза в год.
Более точно и обоснованно коэффициент неравномерности можно определить на основе второго и третьего методов, которые используют теорию вероятностей и математическую статистику. Для этого необходимо определить статистические данные по грузопотоку за длительный период времени. Достаточная для инженерных расчетов достоверность обеспечивается при числе величин в статистической выборке свыше 50—60.
Число интервалов значений случайной величины грузопотока принимается/: = 8-15 (рекомендуется к = 10). Величина интервала:
где йптх " б»#
мак "симальное и минимальное значение случайной величины в статистической выборке.
По второму из указанных методов коэффициент неравномерности определяется по формуле:
*н = 1 + ПО\, (4.3)
где V\Q] —коэффициент вариации грузопотока;
где a[Q] — среднее квадратичное отклонен) ie;
где D[Q] —дисперсия случайной величины грузопотока;
d[0\= z(Q - Ф1 ■ Л • (4.6)
/ = 1 где /с—число интервалов значений случайной величины суточного фузопотока; Q — средняя величина фузопотока в /-м интервале; M[Q] —математическое ожидание (средняя величз ша) фузопотока. которое может быть определено по одной из следуют! ix формул:
В этих выражениях: Q.— отдельные значения грузопотока в статистической выборке; т—общее число этих значении в выборке; Q — среднее значение грузопотока в /-М интервале^— относительная частота попадания значений грузопотока в /*-й интервал.
По третьему методу (разработанному проф. О. Б. Малиновым) коэффициент неравномерности грузопотока определяется по формуле
где e[Q] — коэффициент превышения среднего грузопотока, учитывающий отклонения случайных значений грузопотока от средней величины, только в большую от
E [ e Me]jM- M ^ p W ; (4.9,
где i—номер первого интервала, где грузопоток был больше математического ожидания M[Q]: Q—значение грузопотока, которое оказалось больше, чем M[Q]: PQJ— вероятность появления Q .
Третий метод определения коэффициента неравномерности наиболее точен, поскольку в нем учитываются отклонения случайных значений только в большую от средней величины сторону, что необходимо знать, например, при проектировании складов.
Данные о грузопотоках между пунктами транспортной сети представляют в таблицах, с помощью эпюр и картограмм.
Для построения эпюры грузопотоков криволинейное движение грузов заменяется прямолинейным; принимается единообразное направление грузопотоков (по или против часовой стрелки); выбирается мас-штаб для графического отображения расстояний и объемов перевозки.
Картограмма грузопотока изображается в виде дорожной сети исследуемого региона, на которую в определенном масштабе нанесены статистические данные о величине и направлениях грузопотоков.
Для изучения и анализа грузопотоков используются следующие методы:
• нормативный; •прямого учета; •прямого счета.
Сводный транспортный баланс строится на основе информации об имеющихся в регионе материальных ресурсах, объеме их потребления на месте и вывозе за его пределы. Необходима информация о количестве и направлении вывозимой и ввозимой продукции. При наличии полных данных о производстве и потреблении этот метод позволяет определить объемы перевозок по видам грузов. Недостатком метода является большая трудоемкость сбора и обработка исходной информации; его рекомендуется использовать региональным органам управления.
При использовании нормативного метода можно принять две его разновидности:
1. Расчет по нормативам объемов перевозок на единицу валовой продукции в стоимостном выражении:
2. Расчет по нормативам потребления материалов и комплектующих на единицу выпускаемой продукции в натуральном или стоимостном измерении.
Достоверность нормативного метода зависит от обоснованности применяемых нормативов. Анализ грузопотоков ввоза потребляемых в производстве сырья и комплектующих дополняется анализом грузопотоков вывоза готовой продукции.
Метод прямого учета позволяет получить практически всю необходимую информацию в результате непосредственного обследования предприятий и анализа товарно-транспортных документов. При использовании данного метода следует учесть, что он дает информацию об уже выполненных перевозках, тогда как для планирования работы транспортных предприятий нужна информация о предстоящих объемах перевозок.
Метод прямого счета основан на непосредственном расчете объемов предстоящих перевозок по конкретным грузам от поставщиков к конкретным потребителям. При определении грузопотоков методом прямого счета могут предусматриваться рациональные транс-портно-технологические схемы перевозок. Метод требует большого количества расчетно-аналитической работы: при увеличении количества предприятий трудоемкость возрастает, а при часто меняющихся связях между предприятиями-партнерами использование этого метода может оказаться невозможным.
Анализ грузопотоков включает их дифференциацию по видам грузов, по используемым типам подвижного состава, по времени выполнения. При анализе выявляются встречные и нерациональные перевозки, определяется возможность применения прогрессивных методов.
При массовых перевозках величина грузопотока
где 0,f) грузопоток, т/еутки; G' — производительность пункта, отправляющего груз, т/сутки; Wn — оптимальный размер прибывающей партии груза,
= .2(7-</(Зпр + АСа) " v m-d) ' (4.Ц)
где G—производительность предприятия, поставляющего груз, т/год; d— потребность в материале грузополучателя, т/год: 3 — постоянные затраты, связанные с организацией запаса, руб/партия; ДСД—затраты транспортной организации, связанные с переключением подвижного состава на перевозку другого груза, руб/партия: h — себестоимость хранения запаса, руб. /т.
Процесс перевозки грузов, образующих грузопоток, является логистической системой многоразового массового обслуживания дискретного типа с конечным множеством состояний, в которой переход из одного состояния в другое происходит скачками, в моменты, когда осуществляется какое-то событие. Для таких систем характерны следующие особенности: длительность обслуживания в погрузочно-разгру-зочных пунктах (ПРП) меняется в зависимости от вида грузов и выполнение перевозок во времени; чередование загруженных и слабо загруженных промежутков времени.
X и.
Зная закономерность распределения входящего грузопотока и времени обслуживания, можно определить простой подвижного состава в ожидании ПРП. Так, если прибытие автотранспорта в ПРП описывается как пуассоновский случайный процесс с интенсивностью к, а время обслуживания имеет произвольное распределение с интенсивностью обслуживания \к, to среднее время ожидания в очереди, ч определяется из выражения
(4.12) 'i =
где А,— интенсивность входящего потока, 1/ч; |л — интенсивность обслуживания, 1/ч; — дисперсия времени обслуживания, ч 2 ; р — приведенная плотность входящего потока.
где /? — число прибывающих транспортных средств в пункт погрузки; т — число загруженных транспортных средств; Т— интервал времени наблюдения.
При постоянном времени обслуживания (£>(/) = 0) продолжительность ожидания
н 'Ш^)- < 4л4 >
При изменении времени обслуживания по экспоненциальному закону (D(t) = 1/н 2 ) продолжительность ожидания
2
Для получения обоснованных управленческих решений при организации перевозочного процесса необходимо знать законы распределения входящих потоков, транспортных средств и их числовые характеристики. Их можно выявить наблюдениями за продолжительностью выполнения перевозочного процесса с последующей статистической обработкой полученных данных. Обработка результатов эксперимента выполняется в два этапа.
Вначале на основе экспериментальных (хронометражных) данных определяют числовые характеристики распределения: математическое ожидание, дисперсия, коэффициент асимметрии и др. показатели.
На втором этапе выдвигается гипотеза о принадлежности опытных данных к конкретному вероятностному закону:
• нормального распределения, если:
• экспоненциального распределения, если:
Здесь Ах — коэффициент асимметрии: GА — среднее квадратичное отклонение для коэффициента асимметрии; М(.х) — математическое ожидание; D(x)—дисперсия.
В результате анализа грузопотоков выявляют возможности их оптимизации, т. е. оптимального закрепления потребителей и поставщиков однородного или взаимозаменяемого груза. Оптимизация преследует цели уменьшения дальности перевозок и уменьшения выполняемой транспортной работы, а также снижения потребного числа транспортных единиц при гарантированном обеспечении грузами всех получателей.