Совершенствование нормирования маршрутного ресурса шин городских

На правах рукописи

СИДЕЛЬНИКОВ Геннадий Васильевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОРМИРОВАНИЯ МАРШРУТНОГО РЕСУРСА ШИН ГОРОДСКИХ АВТОБУСОВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

05.22.10 – Эксплуатация автомобильного

транспорта

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата

технических наук

г. Орел — 2012

Работа выполнена в Московском государственном индустриальном университете на кафедре «Эксплуатация транспортных средств»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Максимов Виктор Александрович

Официальные оппоненты: Бондаренко Елена Викторовна

доктор технических наук, профессор,

профессор кафедры технической

эксплуатации и ремонта автомобилей

ФГБОУ ВПО «Оренбургский

государственный университет»

Бирюков Сергей Петрович

кандидат технических наук, начальник отдела технической эксплуатации подвижного состава ГУП «Мосгортрансниипроект»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»

Защита состоится «02» ноября 2012г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.182.07 в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет — учебно-научно-производственный комплекс» по адресу: 302030, г. Орел, ул. Московская, д. 77. ауд. 426

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Госуниверситета — УНПК

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета: 302030, г. Орел, Наугорское шоссе, д.29.

Автореферат разослан «21» сентября 2012г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А.Л. Севостьянов

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Автобусные перевозки в городе Москве остаются основным видом пассажирских перевозок и имеют большое социальное и мобилизационное значение. На долю автобусных перевозок, выполненных Государственным унитарным предприятием (ГУП) «Мосгортранс», приходилось около 60% перевозок пассажиров по наземному пассажирскому транспорту общего пользования (автобус, троллейбус, трамвай и маршрутное такси) или около 38 процентов общего объёма пассажирских перевозок, осуществляемых в городе общественным транспортом.

ГУП «Мосгортранс» — это 31 пассажирское эксплуатационное предприятие и 22 специализированных предприятия; 626 автобусных, 89 троллейбусных и 41 трамвайных маршрутов, перевозит ежедневно в рабочие дни более 5,5 миллионов пассажиров, общая численность работающих составляет около 39 тыс. чел.

За 2010 год в рамках инвестиционной программы и за счет собственных средств ГУП «Мосгортранс» получено 909 единиц автобусов, из них: 500 -автобусов малой вместимости, 133 автобуса большой вместимости, 276 автобусов особо большой вместимости.

Весь приобретаемый подвижной состав автобусного транспорта соответствует современным требованиям, необходимым для организации транспортного обслуживания пассажиров.

ГУП «Мосгортранс» работает в условиях реальной конкуренции, поскольку на маршруты города вышел пассажирский транспорт юридических лиц других отраслей экономики и физических лиц – предпринимателей, который по мере развития становится серьезным конкурентом по всем показателям работы.

Поэтому одной из основных задач, стоящих перед ГУП «Мосгортранс», является сокращение расходов на эксплуатацию путем изыскания внутренних резервов.

Одним из таких резервов может быть использование индивидуального нормирования показателей производственно-хозяйственной деятельности эксплуатационных филиалов и, в частности, маршрутного ресурса шин.

В связи с вышеизложенным, актуальными являются исследования, связанные с разработкой методики нормирования маршрутного ресурса шин городских автобусов и определении на ее основе маршрутных норм ресурса шин по маркам и моделям подвижного состава.

Целью работы является повышение эффективности технической эксплуатации городских автобусов ЛиАЗ-5256.25 и ЛиАЗ-6212 за счет объективного учета условий эксплуатации при нормировании маршрутного ресурса шин.

Объектом исследования является процесс определения и нормирования ресурса шин автобусов, работающих на городских маршрутах в условиях филиалов «14 автобусный парк» и «16 автобусный парк» ГУП «Мосгортранс».

Предметом исследования является маршрутный ресурс шин городских автобусов и определяющие его факторы на уровне автобусного автотранспортного предприятия.

Научная новизна работы характеризуется:

новым методическим подходом к определению и нормированию маршрутного ресурса шин городского автобуса в эксплуатации;

разработанной классификацией основных факторов, влияющих на маршрутный ресурс шин городских автобусов;

разработкой однофакторных регрессионных моделей маршрутного ресурса шин городских автобусов в эксплуатации;

разработкой многофакторной регрессионной модели маршрутного ресурса шин городских автобусов в эксплуатации на главных компонентах.

Практическая ценность заключается в создании методики нормирования маршрутного ресурса шин городских автобусов и ее опытной апробации в условиях филиалов «14 автобусный парк» и «16 автобусный парк» ГУП «Мосгортранс».

Реализация результатов работы. Разработанные однофакторные и многофакторная регрессионные модели маршрутного ресурса шин городских автобусов в эксплуатации на главных компонентах и методика нормирования маршрутного ресурса шин городских автобусов приняты к использованию в 14 и 16 автобусных парках ГУП «Мосгортранс» и в учебном процессе для студентов Московского транспортного института (МТИ) и Московского государственного индустриального университета (МГИУ), для магистров Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на 64-70 научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (Москва, 2006-2012гг.), Международных научно–практических конференциях Владимирского государственного университета «Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств» (Владимир, 2006 и 2008г.г.), 6 Международной научно-практической конференции «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий» (Москва, 2006г.), Международных научно-практических конференциях Владимирского государственного университета «Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств» (Владимир, 2007 и 2011г.г.), V11 Международной научно-практической конференции Московского государственного индустриального университета (Москва, 2007г.) и заседаниях кафедры «Эксплуатация транспортных средств МГИУ (2007, 2009 и 2012г.г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, включая 4 в рецензируемых журналах и одно учебное пособие.

На защиту выносятся:

методический подход к определению и нормированию маршрутного ресурса шин городского автобуса в эксплуатации;

классификация основных факторов, влияющих на маршрутный ресурс шин городских автобусов;

однофакторные регрессионные модели маршрутного ресурса шин городских автобусов в эксплуатации;

многофакторная регрессионная модель маршрутного ресурса шин городских автобусов в эксплуатации на главных компонентах;

методика нормирования маршрутного ресурса шин городских автобусов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов. Содержит 192 страниц текста, 28 таблиц, 53 рисунка, список литературы из 131 наименования и 4 приложений.

Содержание работы

Во введении показаны актуальность и цель исследования, раскрываются научная новизна и практическая ценность работы, дается общая характеристика работы, сведения о результатах ее апробации, внедрении и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дается характеристика автобусных перевозок в городе Москве, анализируются влияние условий эксплуатации городских автобусов на основные показатели их работы на линии и факторы, влияющие на ресурс шин автомобилей и автобусов в эксплуатации, приводится обзор методик и подходов к нормированию (корректированию) ресурса шин автомобилей и автобусов в эксплуатации.

Для улучшения работы НГПТ в Москве принята и реализована «Городская целевая программа развития наземного городского пассажирского транспорта в городе Москве на 2007-2009 годы» (Постановление Правительства Москвы от 24 октября 2006г. №840-ПП).

В рамках Государственной программы «Развитие транспортной системы города Москвы на 2012–2016 гг.» запланировано обновление автобусного транспорта в 2012 году – на 830 единиц, в 2013 году – на 1128 единиц, в 2014 году – на 1102 единицы, в 2015–2016 гг. – на 1250 единиц. При реализации Программы инвентарная численность парка автобусов к 2016 году составит свыше 7000 единиц. Парк подвижного состава будет максимально унифицирован.

С 2012 года предполагается приобретение автобусов экологического класса только «Евро-5» и выше. К 2015 году весь подвижной состав автобусного транспорта будет полностью низкопольным и адаптирован для перевозки пассажиров с ограниченными физическими возможностями.

Анализ результатов эксплуатационной деятельности автобусных парков ГУП «Мосгортранс» показывает, что, несмотря на принимаемые меры по повышению эффективности работы подвижного состава, линейные перевозки пассажиров на городских маршрутах остаются убыточными. Ежегодно увеличиваются материальные затраты автобусных предприятий. В частности, в абсолютном выражении для ГУП «Мосгортранс» начиная с 2005 года, ежегодные затраты на эксплуатацию шин автобусов превышают 200 млн. руб. По данным специалистов расходы на эксплуатацию шин городских автобусов составляют от 1,5 до 2,9 процентов от общей суммы эксплуатационных затрат в зависимости от факторов сложности маршрутов движения.

Анализ состояния эффективности эксплуатации городских автобусов и работ, выполненных в области изучения факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов, позволяет сделать следующие выводы:

1. В соответствии с Государственной программой города Москвы «Развитие транспортной системы на 2012-2016гг.» предполагается увеличение объемов перевозок на наземном транспорте на 23-28%, включая и городские автобусы. К 2016 году годовой объем перевозок НГПТ составит 2,82 млрд. пассажиров. Одним из основных операторов наземного городского пассажирского транспорта в городе Москве является ГУП «Мосгортранс». В структуре парка автобусов ГУП «Мосгортранс» происходят существенные изменения. В эксплуатацию вводится низкопольный ПС, оснащенный бескамерными шинами. К 2014 году он составит 100%.

2. Анализ экономической деятельности предприятий ГУП «Мосгортранс» показывает, что в 2010 году ими собрано доходов 33638123,91 тыс. рублей, что больше чем за 2009 год на 9,5 % (по автобусному транспорту – на 8,6 %). Вместе с тем, убыток ГУП «Мосгортранс» от муниципальных перевозок в 2010 году составил 407,6 млн. рублей. В 2011 году доходы от перевозки пассажиров автобусами составили 22844998,7 тыс. руб., расходы по эксплуатации — 23545848,4 тыс. руб., т.е. убыток составил 700849,7 тыс. руб.

3. Одним из путей экономии эксплуатационных затрат может явиться индивидуальное нормирование, в том числе и маршрутного ресурса шин, объективно отражающее условия работы автобусов, их узлов и агрегатов. Расходы на эксплуатацию шин городских автобусов составляют от 1,5 до 2,9 процентов общей суммы эксплуатационных затрат в зависимости от факторов сложности маршрутов движения и марки подвижного состава, что в абсолютном выражении превышает 200 млн. руб. в год.

4. При решении вопросов индивидуального нормирования параметров технической эксплуатации необходимо использовать программно-целевой и системный подходы, рассматривающие городской автобус во взаимодействии с условиями эксплуатации как многофакторную систему, анализ связей которой необходимо осуществлять современными математическими методами (компонентный или факторный анализ).

5. Объективный учет условий эксплуатации городских автобусов позволит расширить диапазоны реальных пробегов шин на маршрутах, способствовать индивидуальному нормированию ресурса шин городских автобусов в эксплуатации и приведет к определенной экономии эксплуатационных затрат автобусного парка в целом.

6. Следует учитывать, что на ресурс шин автобусов оказывает влияние ряд факторов технического, технологического, эксплуатационного и климатического характера. Изучение физики взаимодействия этих факторов показывает, что они связаны между собой. В то же время комплексного исследования с изучением всего многообразия факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов, не проводилось.

Анализ состояния вопроса показал, что для достижения поставленной цели (стр. 4) необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать факторы, определяющие ресурс шин городских автобусов в эксплуатации.

2. Разработать классификацию факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов в эксплуатации.

3. Разработать методический подход к определению и нормированию маршрутного ресурса шин городского автобуса в эксплуатации.

4. Построить и исследовать однофакторные и многофакторные модели маршрутного ресурса шин городских автобусов.

5. Создать методику нормирования маршрутного ресурса шин городских автобусов.

6. Осуществить опытную апробацию разработанной методики нормирования маршрутного ресурса шин городских автобусов.

В соответствии с целью и задачами исследования была разработана общая методика исследований (рис. 1).

Она предусматривает выполнение трех основных этапов: первый — теоретические исследования, второй — экспериментальные исследования,

третий – обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Во второй главе рассмотрены классификация факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов в эксплуатации, методический подход к определению и нормированию маршрутного ресурса шины городского автобуса в эксплуатации и особенности построения многофакторной регрессионной модели маршрутного ресурса шин городских автобусов.

Анализ факторов, определяющих ресурс автомобильной шины, позволил сформировать, проанализировать и количественно оценить их классификацию применительно к городским автобусам (рис. 2). Все многообразие факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов, можно разделить на пять групп: конструкционные; производственные; технические (технологические); факторы условий эксплуатации и природно-климатические.

Разработка новых способов определения и нормирования ресурса шин автобусов в эксплуатации требует формирования целевой функции как одного из методов решения возникающих проблем. В случае определения и нормирования маршрутного ресурса шин автобусов параметр эффективности

I II III

  

РН = U(А123…Аn; В123…Вm; С123…Сk) , (1)

где РН – нормативный ресурс шин автобусов в эксплуатации, км;

Рис. 1. Структурная схема общей методики исследований

или целевая функция может зависеть от трех групп факторов:

Рис. 2. Уточненная классификация факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов в эксплуатации

Для конкретного автобусного маршрута это:

А1 — удельное количество технологических остановок (Nост) на маршруте, ед/км;

А2 — удельное количество светофоров (NСВ) на маршруте, ед/км;

А3 — удельное количество поворотов (Nпов) на маршруте, ед/км;

А4 — плотность движения автотранспорта на маршруте ( P ), авт/100 м;

А5 — среднее расстояние между остановками ( EMBED Equation.3 ), км;

А6 — коэффициент использования пассажировместимости ( EMBED Equation.3 );

А7 — эксплуатационная скорость (Vэ), км/ч;

А8 — скорость сообщения (Vс), км/ч;

А9 — состояние дорожного покрытия;

А10 — угол продольного уклона трассы маршрута;

А11 — тип дорожного покрытия;

А12 — интенсивность движения.

Ранее проведенные исследования показывают, что факторы первой группы связаны между собой, и их совместное влияние на ресурс шин городских автобусов целесообразно оценивать с помощью компонентного анализа.

Вторая группа (В1…Вm), которая иногда называется элементами решения, может меняться при управлении, влияя на целевую функцию. Эти факторы выбираются из «дерева систем» технической эксплуатации.

К ним относятся:

В1 — применение обоснованных нормативов системы (в данном случае – это рекомендуемое давление воздуха в шинах и нормативное схождение колес);

В2 — обеспечение выполнения рекомендаций и нормативов системы (в данном случае – это периодический контроль за давлением воздуха в шинах, схождением колес, периодическая балансировка колес, периодический контроль за техническим состоянием подвески, рулевого управления и мостов и т.д.);

В3 — совершенствование технологии, организации и управления процессами ТО и Р , в первую очередь, при эксплуатации шин;

В4 — обеспечение рабочих мест и исполнителей рациональной технологической и др. документацией, в первую очередь, по эксплуатации шин;

В5 — компьютеризация и индивидуализация учета и отчетности при технической эксплуатации автобусов, включая шинное хозяйство;

В6 — обеспечение предприятия персоналом;

В7 — повышение квалификации персонала;

В8 — совершенствование систем стимулирования персонала;

В9 — обеспечение стабильности трудовых коллективов;

В10 — создание резерва исправных автобусов;

В11 — выбор рациональных типов и моделей подвижного состава;

В12 — выбор современных эксплуатационных материалов, включая материалы для ТО и ремонта шин;

В13 — обеспечение качества восстановления и КР изделий, особенно элементов подвески, рулевого управления и др.;

В14 — управление возрастной структурой парка автобусов;

В15 — рациональные сроки службы автобусов.

В ходе проведения исследований по определению ресурса шин городских автобусов обеспечиваются следующие условия: факторы второй группы либо имеют нормативные значения (например, давление воздуха в шинах, схождение колес, балансировка колес, техническое состояние подвески, рулевого управления, мостов и т.д.), либо не изменяются, т.е. находятся на одном уровне (например, технология, организация и управление процессами ТО и Р, система учета и отчетности, обеспеченность и квалификация персонала, система стимулирования персонала и др.).

Третья группа — заранее неизвестные условия (С1…Сk), влияние которых на эффективность системы неизвестно или изучено недостаточно.

С учетом обзорных материалов к ним можно отнести:

С1 – температура окружающей среды, оС (характеризует природно-климатический район, в котором работает автобус);

С2 – агрессивность окружающей среды.

Поскольку в процессе исследований трудно прогнозировать поведение данных параметров, то для количественной оценки их влияния на ресурс шин городских автобусов целесообразно использовать экспертные методы и, в частности, априорное ранжирование факторов.

В основе теории определения маршрутного ресурса шин автобусов в эксплуатации лежит расчетно-статистический подход по методу «черного ящика», идея которого сводится к следующему:

1) Подконтрольные автобусы, обслуживающие конкретные городские маршруты, рассматриваются как отдельная система, имеющая внешнюю среду;

2) Внешняя среда (факторы первой и третьей групп) воздействует на систему через входы:

Х = {Х1, Х2,…,Хn}; (2)

3) Система воздействует на внешнюю среду через выходы –

маршрутный ресурс шин автобусов в эксплуатации, измеряемый в км пробега:

У = {У1, У2,…,Уn} (3)

4) Внутреннее состояние системы характеризуется факторами второй группы:

В = {В1, В2,…,Вm} (4)

В определенный момент времени состояния выходов определяются состояниями входов и внутренним состоянием системы:

Уt = f ( Xt, Вt ). (5)

При этом может иметь место или корреляционная, или регрессионная связи. Корреляционная связь возникает тогда, когда случайному значению входа соответствует случайное значение выхода. Регрессионная связь наблюдается тогда, когда неслучайному значению входа соответствует случайное значение выхода.

Расчетно-статистический подход позволяет установить вид зависимости и форму связи, определить коэффициенты модели и найти численные значения каждого из выходов. А выходами в данном случае являются значения маршрутного ресурса шин автобусов в эксплуатации.

При разработке нормативов маршрутного ресурса шины городского автобуса и сроков их достижения целесообразно применять не точечные (рис. 3, а), а интервальные (рис. 3, б) оценки.

а) Точечная оценка б) Интервальная оценка

Рис. 3. Графическая интерпретация точечной и интервальной оценок при прогнозировании (нормировании) маршрутного ресурса шин городских автобусов:

1 – оптимистическая оценка

2 – пессимистическая оценка

Δ Р(t1) – интервал вариации маршрутного ресурса шин городских автобусов (Р) при заданном t1.

Фиксация вариантов, когда определяются экстремальные значения параметров системы, очень важна, поскольку:

а) руководство автобусным парком как большой системой может подготовиться к пессимистической ситуации;

б) на случай возникновения подобных ситуаций у руководителя должны быть разработаны программы соответствующих действий.

Отбор значимых факторов осуществлялся по критическому значению коэффициента парной корреляции (rкр):

EMBED Equation.3 (6)

Значимыми считались факторы, у которых фактическое значение (rф) коэффициента парной корреляции было больше критического значения, определяемого из таблиц математической статистики.

Отбор главных компонент осуществлялся по величине собственного числа компоненты ( EMBED Equation.3 ):

EMBED Equation.3 . (7)

Значимой считалась компонента, имеющая собственное число больше единицы.

В третьей главе представлены общая и частные методики проведения экспериментальных исследований, включающие в себя следующие этапы:

первый — разработка общей и частных методик проведения эксперимента с учетом анализа литературных источников, НИР и передового опыта по вопросам исследования факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов в эксплуатации;

второй — выбор полигона проведения исследований, сбор и предварительная обработка статистического материала по факторам, влияющим на ресурс шин городских автобусов в условиях функционирования автоматизированной системы контроля проезда;

третий – исследование факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов в условиях ГУП «Мосгортранс», и разработка на этой основе однофакторных и многофакторных регрессионных моделей;

четвертый — проверка работоспособности полученных регрессионных моделей для условий ГУП «Мосгортранс» и разработка методики априорного ранжирования факторов, влияющих на ресурс шин городских автобусов в эксплуатации, и методики нормирования ресурса шин городских автобусов с учетом сложности маршрута движения;

пятый — нормирование ресурса шин городских автобусов с учетом сложности маршрута движения.

В качестве полигона эксперимента были выбраны производственные условия и маршрутная сеть двух автобусных парков города Москвы, в частности, 14 и 16 автобусных парков ГУП «Мосгортранс» (св. 50 маршрутов и св. 600 автобусов), поскольку указанные предприятия являются типовыми и стабильно работающими на протяжении ряда лет.

При построении регрессионной модели маршрутного ресурса шины городского автобуса в эксплуатации на главных компонентах были решены следующие задачи:

предварительный выбор и классификация факторов;

сбор и анализ статистического материала по выбранным факторам;

отбор наиболее значимых факторов;

построение главных компонент и выбор наиболее значимых из них;

построение регрессионной модели маршрутного ресурса шины городского автобуса на главных компонентах.

Анализ статистического материала, используемого при построении модели маршрутного ресурса шины городского автобуса в эксплуатации на главных компонентах, осуществлялся по стандартным методикам.

Построение главных компонент осуществлялось по стандартным программам математической статистики для ПЭВМ — SPSS 11.0.

Поскольку исходные факторы имеют разную размерность или являются безразмерными величинами, то при обработке определялись их стандартизованные значения:



Страницы: 1 | 2 | Весь текст