Содержание темы: Маршруты движения подвижного состава при перевозках и их разновидности. Методика транспортных расчетов при работе автомобилей на различных маршрутах. Выбор рациональных маршрутов перевозок, критерии выбора маршрутов. Маршрутизация массовых перевозок. Маршрутизация партийных перевозок. Выбор развозочных маршрутов. Метод Кларка-Райта. Оптимизация движения автомобилей по расписанию и часовым графикам. Перевозка грузов челночным методом. Расчет потребного количества сменных полуприцепов. Моделирование транспортных сетей. Определение кратчайших расстояний. Координация движений подвижного состава и работы погрузочно-разгрузочных средств как задача массового обслуживания.
Перевозка грузов автомобильным транспортом осуществляется по заранее разработанным маршрутам.
Маршрутом перевозки называется целенаправленно выработанный путь движения автомобиля от начального пункта до возврата в него.
При перевозках грузов различают два вида маршрутов: маятниковый и кольцевой и их разновидности.
Вид маршрута выбирается в зависимости от размещения пунктов производства и потребления продукции, размеров партии грузов, грузоподъемности подвижного состава, размещения (местонахождения) АТП.
Наиболее часто применяют маятниковые маршруты. Различают три вида маятниковых маршрутов:
— с обратным не груженым пробегом (рис. 6,а), где Q1— количество перевозимого груза за ездку; t,t— первый и второй нулевой пробеги соответственно; 1re — груженый пробег; 1х — холостой пробег;
— с обратным не полностью груженым пробегом;
— с груженым пробегом в обоих направлениях.
Кольцевым маршрутом — называется путь следования подвижного состава по замкнутому контуру, соединяющему несколько пунктов погрузки и разгрузки.
Кольцевые маршруты применяются с целью увеличения коэффициента использования пробега в случае невозможности организации маятниковых маршрутов с пробегом с грузом в обоих направлениях.
Развозочные (сборные) маршруты — это особая разновидность кольцевого маршрута, на котором происходит постепенная разгрузка (погрузка) грузов. За один оборот на таком маршруте автомобиль совершает одну ездку.
Если количество груза, погруженного в каждом последующем пункте маршрута, постепенно увеличивается, то маршрут называется сборным, а при одновременном развозе и сборе грузов — развозочно-сборным (например перевозка контейнеров).
Существующие грузопотоки (транспортные связи) между поставщиками и потребителями представим в виде матрицы
Отметим, что каждой матрице транспортных связей можно поставить в соответствие: матрицу расстояний доставки грузов, матрицу времени доставки грузов, матрицу себестоимости доставки единицы груза..
Эти матрицы используются при решении вопросов оптимизации грузовых перевозок в зависимости от критериев оптимизации, в качестве которых могут быть выбраны:
- минимум пробега подвижного состава;
- минимум времени до доставки груза;
- минимум издержек транспортного процесса.
Обычно в качестве критерия оптимизации принимают пробег подвижного состава (расстояние перевозок), который определяет транспортные издержки, грузооборот и время доставки груза.
При решении вопросов оптимизации перевозок производится анализ транспортных связей, представленных матрицей: устанавливаются транспортные связи по мелкопартийным перевозкам для организации развозочных и сборочных маршрутов; устанавливаются транспортные связи по перевозке грузов одним подвижным составом для организации кольцевых маршрутов; устанавливаются транспортные связи между поставщиками и потребителями по однородным грузам и т. д.
Пусть установлены транспортные связи между поставщиками и потребителями по однородным грузам и выбран в качестве критерия эффективности минимальный пробег подвижного состава. В данном случае можно сформулировать так называемую транспортную задачу.
Для составления рациональных маршрутов рекомендуется применять математические методы оптимизации и электронно-вычислительную технику. Используются методы линейного программирования. Особенно необходимо использование математических методов и ЭВМ при сменно-суточном планировании, когда надо за ограниченное время рассчитать рациональные маршруты для всего парка предприятия. Современные программные средства (например, Excel) позволяют быстро провести оптимизацию холостых ездок методом линейного программирования и составить маршруты, обеспечивающие максимальное значение коэффициента использования пробега.
Критериями оптимальности являются минимум холостых пробегов или максимум коэффициента использования пробега при перевозке заданного объема груза. При составлении сборного или развозочного маршрута целью является не увеличение коэффициента использования пробега (он и так на маршруте равен единице), а сокращение груженого (или общего) пробега, времени объезда всех пунктов маршрута и максимальное использование грузовместимости транспортного средства.
Наряду с применением формализованных математических методов (например, метод сумм) служба организации перевозок может использовать и другие, более простые
способы составления рациональных маршрутов. Простейшие методы составления маршрутов основаны на визуальном (наглядном) представлении планируемых на следующий день перевозок и выбора из множества заявок тех, которые можно объединить в один маршрут.
Известны два простейших метода составления маршрутов: топографический метод и метод «сейфов». Оба этих метода используют схему района перевозок, на которой указаны пункты погрузки, разгрузки и пути следования транспорта. Для удобства схема должна быть масштабной и ее желательно разбить на квадраты сеткой, позволяющей с достаточной точностью определить координаты погрузочно-разгрузочных пунктов.
Топографический метод реализуется путем наложения на схему района схемы грузопотоков по типам подвижного состава (видам груза) и указанием направления перевозки.
Метод «сейфов» так назван потому, что при его использовании схема района накладывается на планшет, состоящий из неглубоких ячеек в соответствии с ее разбивкой на квадраты координатной сеткой. Согласно заявкам на перевозки составляются карточки на каждую перевозку и раскладываются по ячейкам, соответствующим пунктам погрузки.
Маршруты движения составляются следующим образом. По порядку анализируют, какие пункты погрузки находятся рядом с пунктом разгрузки анализируемой заявки и по возможности увязывают в один маршрут обе заявки. Для упрощения на каждую перевозку можно составлять две карточки разного цвета, размещая одну в ячейке пункта погрузки, а вторую, другого цвета - в ячейке пункта разгрузки. После раскладки карточек анализируются рядом находящиеся карточки разных цветов.
Предельным упрощением метода «сейфов» и топографического метода является составление маршрутов без визуального представления схемы города. Заявки группируются по близлежащим районам города, где расположены пункты будущих маршрутов. После группировки заявок по районам города выполняется второй и окончательный шаг процедуры составления маршрутов. В соответствии с грузоподъемностью транспортных средств заявки из полученных групп распределяются по имеющимся автомобилям.
Несмотря на простоту этих методов, они могут быть формализованы и реализованы современными программными средствами, при которых работникам службы эксплуатации не надо составлять и раскладывать карточки или ежедневно вычерчивать схемы грузопотоков. Введя в персональный компьютер содержание заявок на перевозки, можно получить на экране монитора варианты увязки ездок в маршруты с оценкой показателей транспортного процесса.
Последовательность объезда пунктов сборного или развозочного маршрутов может быть выбрана путем анализа матрицы, по диагонали которой в произвольном порядке указаны пункты маршрута, а в клетках матрицы - кратчайшие расстояния между ними. Выбирается первый пункт маршрута, чтобы обеспечить минимальный пробег от пункта погрузки при развозочном маршруте или минимальный нулевой пробег из АТП. Второй пункт маршрута выбирается самым близким к первому, что просто сделать, имея матрицу кратчайших расстояний. Третий пункт маршрута выбирается самым близким ко второму и т.д. Поскольку матрица кратчайших расстояний симметрична относительно диагонали, то она может быть не прямоугольной, а треугольной. Этот метод относится к классу эвристических. Полученное решение не будет оптимальным с математической точки зрения, но даст вполне приемлемый результат в смысле уменьшения общего пробега.
Задача составления оптимальных маршрутов с учетом приоритетов дорог и организации дорожного движения успешно решается с помощью компакт-дисков, выпускаемых фирмой «ИНГИТ» в различных версиях: отдельные города, области и регионы (федеральные округа). Дешевизна и удобный интерфейс, оптимизация маршрутов как по расстоянию, так и по времени движения, возможность подключения к
порту компьютера приемника GPS и дополнительного использования навигационного картриджа предопределяют широкое распространение этих продуктов.
Наличие электронной карты, позволяющей быстро и точно измерить расстояние на дорожной сети между любыми пунктами города, делает менее актуальным для планирования маршрутов наличие матрицы кратчайших расстояний. В этом случае измерение расстояний по электронной карте для нормирования расхода топлива проводится после составления маршрутов.
Планирование маршрутов может выполняться на основе разбиения территории города на сектора с использованием взаимоувязанных журналов регистрации заявок на перевозки и расстановки транспорта, формируемых в электронном виде. Итогом этой работы является маршрутный лист, содержащий всю необходимую для диспетчера и водителя информацию о перевозках.
При организации перевозок мелкопартионных грузов, развозочный маршрут имеет место, когда автомобиль, приняв груз у одного отправителя, развозит его нескольким получателям, оставляя у каждого какую-то часть груза. Когда же приходится собирать груз у нескольких отправителей и доставлять одному потребителю, то такой маршрут называют сборным. Если же одновременно автомобиль развозит и собирает мелкие партии грузов, то маршрут называют сборно-развозочным.
При организации таких перевозок необходимо определение рациональной последовательности объезда пунктов, чтобы осуществить перевозки с минимальным пробегом.
Задача планирования перевозок мелкопартийных грузов возникает в случаях, когда грузовместимость используемых автомобилей превышает размер партии груза у грузоотправителя и (или) у грузополучателя.
Для решения задач маршрутизации перевозок мелкопартийных грузов существует 2 группы методов:
- получение точных результатов
- получение приблизительных результатов.
В связи с тем, что применение точных методов ограничено размерностью решаемых задач, то на практике пользуются в основном приблизительным методом.
Идея метода Кларка-Райта заключается в том, что маятниковые маршруты, исходящие из одного пункта ГО, попарно группируются в кольцевые маршруты по принципу получения на каждом максимальных "выигрыша" от этого объединения.