Повышение эффективности разработки индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов

 

 

Рис. 7. Зависимость маршрутного расхода топлива от средней длины перегона (модель степенного вида)

 

Для дополнительной проверки полученных зависимостей был проведен корреляционный анализ вышеуказанных  факторов. Их влияние на маршрутный расход топлива оценивалось по коэффициенту парной корреляции.

Малозначимым оказался фактор удельного числа поворотов и незначимым – среднесуточный пробег. Поэтому они были выведены из дальнейшего рассмотрения и учета. Из дальнейшей обработки также был выведен фактор скорости сообщения, поскольку его заменил фактор средней эксплуатационной скорости, как оказывающий наибольшее влияние на маршрутный расход топлива городских автобусов, и по результатам однофакторного регрессионного анализа и по итогам корреляционного анализа.

Учета совместного влияния значимых факторов на маршрутный расход топлива городских автобусов производился с помощью математического аппарата компонентного анализа - была построена многофакторная регрессионная математическая модель. Вначале были определены главные компоненты для факторов условий эксплуатации и факторов, характеризующих возрастной состав (пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и «возраст» автобусов в годах) городских автобусов.

Затем из полученных главных  компонент отбирались наиболее значимые. Отбор наиболее значимых главных  компонент осуществлялся по их собственным  числам ( ), по критерию «каменистой осыпи» и доли дисперсии, описываемой каждой компонентой ( ).

Для определения числа  компонент, принимаемых в рассмотрение для построения математической модели маршрутного расхода топлива для городских автобусов, были найдены собственные значения главных компонент, характеризующих влияние условий эксплуатации подвижного состава и их возрастной состав, по которым можно также определить процент воспроизведения общей дисперсии

Таким образом, по критерию «каменистой осыпи» также целесообразно  брать только первые две главные  компоненты для условий эксплуатации и одну первую главную компоненту для «возраста».

Компоненты ранжируются по доле детерминируемой дисперсии, когда  процент дисперсии оказывается  несущественным, выделение останавливается

В нашем случае две первые главные компоненты по условиям эксплуатации описывают 94,84% суммарной дисперсии, и одна первая главная компонента по возрастному составу отображает 95,42% суммарной дисперсии.

Таким образом, для дальнейшего  рассмотрения были отобраны две первые главные компоненты, характеризующие  условия эксплуатации городских  автобусов:

        

и одна первая главная компонента, отображающая их возрастной состав:

где , - стандартизованные значения средней эксплуатационной скорости, средней длины перегона, коэффициента использования пассажировместимости, средней плотности транспортного потока, пробега автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и «возраста» автобусов в годах соответственно.

Далее была построена регрессионная  математическая модель маршрутного  расхода топлива для городских автобусов на главных компонентах:

После подстановки вместо главных компонент их математических выражений была получена математическую зависимость маршрутного расхода  топлива для городских автобусов в эксплуатации на стандартизованных значениях влияющих факторов.

На следующем этапе  был осуществлен переход от стандартизованных  значений факторов к их исходным значениям.

В результате получена регрессионная  математическая модель маршрутного  расхода топлива городских автобусов  в эксплуатации на исходных факторах:

Анализ статистических характеристик  полученной математической модели говорит о том, что она является адекватной исследуемому процессу и исследуемым исходным данным.

Анализ многофакторной регрессионной  математической модели показал, что  доминирующее влияние на маршрутный расход топлива городских автобусов в эксплуатации из влияющих факторов оказывают: конструкционные и технологические факторы - 43%; условия эксплуатации и природно-климатические условия - 47%, из них коэффициент использования пассажировместимости – 24%, средняя эксплуатационная скорость – 13%, средняя плотность транспортного потока – 6% и средняя длина перегона – 4% и организационные факторы – 10%, в том числе пробег автобуса с начала эксплуатации в тыс. км – 5%, «возраст» автобуса в годах – 5%.

Таким образом, полученная математическая модель маршрутного расхода топлива городских автобусов в эксплуатации подтверждает и уточняет соотношения влияющих факторов, полученные при экспертном опросе.

По результатам проведенных  теоретических и экспериментальных исследований на базе ГУП «Мосгортранс» была разработана «Методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов». Ее практическая реализация может осуществляться в автобусных парках, в которых внедрена ЕАСУ ФХД. Внедрение методической разработки в автобусном автотранспортном предприятии возлагается на службу эксплуатации и производственно-техническую службу, для чего создается комиссия специалистов данных служб с участием представителей из Совета трудового коллектива. Для проведения работ по внедрению «Методики...» требуется наличие электронной базы данных по расходу топлива, влияющим факторам и методическое обеспечение.

Рис. 8. Структурная схема реализации методики индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов

Результаты практической апробации методики приведены в табл. 2, 3.

 

 

Таблица 2

№ маршрута	Условное обозначение  фактора и единицы измерения
	, км/ч			, авт/100м	гаражный номер  автобуса		гаражный номер  автобуса
					09163		09198
675	13,55	0,39	0,39	2,1	603	9	413	6
701	15,74	0,25	0,45	1,1	603	9	413	6

 

Таблица 3

Гаражный номер/ номер маршрута	Фактический удельный расход топлива	Норма расхода, подсчитанная по действующей методике	Сравнение со «старой» нормой	Норма расхода, подсчитанная по предлагаемой методике	Сравнение с новой нормой
163/675	47.30	41	-6.30	45.75	-1.55
198/675	43.34	41	-2.34	42.02	-1.32
163/701	47.18	40	-7.18	45.65	-1.53
198/701	39.16	40	0.84	42.64	3.48

 

Полученные результаты подтверждают эффективность разработанной методики. Точность расчета норм увеличилась в среднем на 5%. Таким образом, результаты проведенных исследований и расчетов показывают, что использование предложенной методики, базирующейся на современных информационных технологиях и методах обработки информации, позволяют разрабатывать научно обоснованные маршрутные нормы расхода топлива городских автобусов.

 

Основные  результаты и выводы

1. Решена важная научно-практическая задача повышения эффективности разработки индивидуальных маршрутных норм расхода топлива для городских автобусов на основе современных информационных технологий, отчетной статистической информации ЕАСУ ФХД автотранспортной компании с использованием математического аппарата компонентного и регрессионного анализов.

2. На основе анализа научных работ в области эксплуатации автомобильного транспорта теоретически уточнена классификация факторов, влияющих на маршрутный расход топлива городских автобусов в эксплуатации. Оценка влияния действующих факторов на маршрутных расход топлива методами априорного ранжирования показала, что среди факторов первого уровня наиболее значимыми являются конструкционные факторы – 33,3%, далее идут эксплуатационные факторы – 26,7%, организационные факторы – 20%, технологические факторы – 13,3% и природно-климатические факторы – 6,7%.

3. Сформулированы научно-методические подходы к нормированию маршрутного расхода топлива для городских автобусов, заключающиеся в использовании в качестве статистического материала данных, полученных при помощи системы ЕАСУ ФХД, построении математических моделей на базе корреляционного, компонентного и регрессионного анализов. Эти подходы являются концептуальной основой математических расчетов при индивидуальном нормировании.

4. В результате регрессионного анализа установлено, что наиболее значимыми факторами, влияющими на маршрутный расход топлива городских автобусов,  являются средняя эксплуатационная скорость, скорость сообщения, средняя длина перегона, коэффициент использования пассажировместимости, средняя плотность транспортного потока, пробег автобусов с начала эксплуатации в тыс. км и их «возраст» в годах. При этом по каждому предварительно отобранному фактору построены и проанализированы модели линейного, логарифмического, полиномиального, степенного и экспоненциального видов.

5. В результате моделирования с помощью корреляционного, компонентного и регрессионного анализов получена математическая модель маршрутного расхода топлива для городских  автобусов. Модель является адекватной исследуемому процессу (средняя ошибка аппроксимации составляет 8,6%) и исследуемым исходным данным (коэффициент детерминации равен 0,907, фактическое значение критерия Фишера составляет 35,65, что значительно больше его табличного значения, равного 2,0).

6. Исследование полученной  регрессионной математической модели  показало, что среди влияющих  на маршрутный расход топлива  городских автобусов факторов  наибольшей эластичностью обладает коэффициент использования пассажировместимости. При изменении его на 1% маршрутный расход топлива гороских автобусов изменяется на 0,368%. Далее по эластичности идут – средняя эксплуатационная скорость – 0,2%, средняя плотность транспортного потока – 0,087%, «возраст» автобуса в годах – 0,075%, пробег автобуса с начала эксплуатации – 0,072%, и средняя длина перегона – 0,058%.

7. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана «Методика индивидуального нормирования маршрутного расхода топлива для городских автобусов», которая позволяет оперативно определять индивидуальные маршрутные нормы расхода топлива в различных условиях эксплуатации. «Методика…» прошла успешную опытно-производственную апробацию в филиале ГУП “Мосгортранс” «9 автобусный парк», которая подтвердила обоснованность представленных в работе положений и полученных результатов.

8. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в следующих направлениях:

- создание банка математических  моделей, позволяющих определять  и нормировать маршрутный расход  топлива для новых марок городских автобусов;

- разработка методических  подходов и реализующих алгоритмов  по оперативному управлению маршрутным  расходом топлива для городских автобусов с использованием ПЭВМ;

- исследование и определение  влияющих факторов и разработка  методик по нормированию маршрутного расхода топлива автобусов, обслуживающих пригородные маршруты.

 

 

 

 

 

 

 

Список публикаций по теме диссертационного исследования

 

Статьи, опубликованные в изданиях, входящих в перечень ВАК:

1. Суматохин Д.Г. Нормирование расхода топлива городских автобусов /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Автотранспортное предприятие: отраслевой ежемесячный научно-производственный журн.,- 2010. – окт. – М.: НПП Транснавигация, 2010.- С. 39-43.

2. Суматохин Д.Г. Информационные технологии в управлении финансово-хозяйственной деятельностью транспортной компании /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Мир транспорта и технологических машин. Научно-технический журн.,- № 4(35) 2011, - Госуниверситет-УНПК, 2011.- С. 94-100.

 

Статьи, опубликованные в научных журналах и сборниках  статей:

3. Суматохин Д.Г. Особенности эксплуатации двигателей caterpillar 3116 и 3126Е на автобусах г. Москвы /В.И. Сарбаев, Д.Г. Суматохин// Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств / Материалы Международной научно-практической конференции. – Владимир, ВлГУ, 2007, 233с., С. 166-169. ISBN 9789-5-89368-792-7.