Введение к работе
Актуальность работы
Одним из наиболее массовых и трудоемких видов работ в строительстве является сооружение трубопроводов.
Постоянно растущие потребности развитых стран в топливно-энергетических ресурсах и освоение в связи с этим все новых нефтяных и газовых месторождений или поиск и определение новых, наиболее целесообразных с экономической точки зрения поставщиков нефти и газа, выдвигают, как одну из важнейших задач, необходимость дальнейшего ускоренного строительства разветвленной системы газо- и нефтепроводов - ответственных инженерных сооружений большой протяженности. Природный газ, который поначалу считался энергоносителем местного значения, в настоящее время составляет 21% потребляемой в мире энергии, а в 2030 г. предполагается, что доля его потребления составит 25 - 30%.
Турция планирует увеличить использование природного газа как наиболее экологичного топлива для окружающей среды при производстве электричества и п обеспечении теплом больших городов, где загрязнение воздуха достигло уровня, представляющего опасность для здоровья общества.
15 декабря 1997 года был подписан договор по проекту "Голубой поток", совместно разработанный Турцией и Российской Федерацией, в соответствии с которым определенная часть потребностей Турции в природном газе будет покрываться непосредственно из России.
Природный газ будет транспортироваться в Турцию по трубопроводу, проложенному по дну Черного моря до Турецкого порта Самсун. Турецкая часть трубопровода протяженностью 500 км пойдет от порта Самсун через города Амасья, Чорум, Кырыккале и достигнет Анкары (рис.1).
Согласно договоренности с турецкой стороной в сооружении газопровода "Голубой поток" участвуют строительные предприятия Турции, Германии и России. К сфере деятельности российских предприятий относится притрассовая зона строительства газопровода.
В условиях рыночной экономики строительные предприятия для получения наивысшей прибыли должны обеспечивать эффективное использование матери-I [ альных, трудовых и финансовых ресурсов. Одним из путей для достижения этой це- \/ і ли является снижение транспортных затрат в строительстве. В этой связи, особое значение при сооружении газопровода приобретает повышение эксплуатационной и технологической эффективности использования автомобильного подвижного состава. Такое возможно лишь при наличии научно-обоснованных методов прогнозирования наиболее производительных автотранспортных средств (АТС) для конкретных условий эксплуатации, особенно на стадии планирования производства строительных работ.
Труботранспортные автопоезда, будучи специализированными автотранспортными средствами (СПС), по своей функции являются составным звеном технологического процесса сооружения газопровода, в значительной степени влияющим на качество, сроки и стоимость строительно-монтажных работ. При этом следует
Рис. 1. Трасса газопровода «Голубой поток» на территории Турции
отметить недостаточную изученность вопросов эффективного использования автомобильного транспорта при строительстве магистральных трубопроводов во взаимосвязи с количеством и расположением промежуточных складов на трассе строительства газопровода.
Принятие научно-обоснованных решений в области обеспечения строительства транспортным обслуживанием требует привлечения методов экономико-математического моделирования, оптимизации и электронно-вычислительной техники. Поэтому необходимо провести разработку методики решения задач по оптимиза-
ции структуры парка АТС, осуществляющих транспортное обслуживание строительства магистральных трубопроводов с применением ЭВМ.
Цель исследования
Совершенствование технологии доставки труб труботранспортными автопоездами при сооружении газопровода на основе определения рационального числа притрассовых складских пунктов, оптимизации парка применяемого подвижного состава и снижения транспортных затрат в строительстве.
Задачи исследования
обоснование выбора рациональной технологии перевозок при строительстве магистральных газопроводов на основе анализа современного состояния организации транспортно-технологических процессов и используемого при этом парка автомобильного подвижного состава;
проведение анализа и выбор теоретической базы по оценке конструктивной эффективности труботранспортных автопоездов и применению экономико-математических моделей при решении оптимизационных задач по определению структуры парка подвижного состава;
установление основных характеристических параметров условий эксплуатации автотранспортных средств и количественных измерителей этих параметров;
разработка математической модели движения автопоезда-трубовоза по при-трассовым дорогам с учетом ограничений, налагаемых на среднюю скорость движения автопоезда его эксплуатационными свойствами и специфическими условиями эксплуатации;
исследование и расчет параметров движения трубовозов по заданному маршруту в конкретных дорожных условиях эксплуатации и выбор рационального набора автотранспортных средств по критерию конструктивной эффективности;
разработка экономико-математической модели для решения задачи по оптимизации структуры парка труботранспортных машин, с учётом их максимальной приспособленности к условиям эксплуатации и организации строительства на объекте;
проведение экспериментальных расчётов и проверка достоверности полученных результатов.
разработка программы и расчет на ЭВМ оптимальной структуры парка труботранспортных автопоездов, необходимых и достаточных для обеспечения грузовыми перевозками возводимого объекта строительства.
Предмет исследования
Технологический процесс доставки труб специализированными автотранспортными средствами при сооружении магистрального газопровода во взаимосвязи с организационной структурой перевозок и формирование эксплуатационных транспортных затрат в строительстве.
Методы исследования
В работе используются аналитические и экспериментальные методы исследования; в основу исследования положены принципы системного подхода с учетом закономерностей развития строительного производства и автомобильного транспорта; аппаратом исследования являются положения теории автомобиля, методы матема-
тической статистики, формальной алгебры; в практических расчетах широко применялись современные программные средства; при оптимизации структуры парка трубовозов использовались метод комплексной оценки эксплуатационных свойств и математическое описание ограничений скорости движения АТС, имитационное моделирование условий движения с помощью ЭВМ и на завершающем этапе исследования - экономико-математическое моделирование.
Достоверность результатов
Достоверность результатов обеспечивалась применением обоснованных теоретических и экспериментальных методов с приемлемой сходимостью полученных данных, а также результатами натурных испытаний образцов труботранспортных машин в реальных условиях эксплуатации.
Научная новизна
Разработана методика оценки конструкции АТС, позволяющая учитывать условия эксплуатации, технологические и технико-экономические аспекты функционирования автомобильного транспорта при строительстве линейных объектов большой протяженности, включающая математическое моделирование и расчет на ЭВМ оптимального парка труботранспортных средств доставки грузов на основе комплексных показателей эффективности использования автотранспорта и производства строительно-монтажных работ (СМР).
Практическая ценность
Предложенная в диссертации методика оценки конструкта;;сй эффективности труботранспортных автопоездов и их приспособленности к эксплуатации в условиях сооружения газопровода на основе совершенствования организационной структуры перевозок и технологического процесса доставки труб, включающая критерии, математическую модель, алгоритм и программу расчета параметров движения транспортных средств и экономико-математическую модель по определению результатов их работы, позволяет при разработке проектов производства работ (ППР) за счет оптимизации парка трубовозов повысить надежность выполнения графиков СМР, снизить себестоимость перевозок и всего строительства в целом.
Реализация результатов работы
Результаты исследования использованы в отраслевых НИИ, КБ заводов и в автотранспортных предприятиях строительного комплекса, занимающихся созданием и эксплуатацией CATC, организацией транспортного обслуживания строительства, а также в Органе по сертификации CATC.
Апробация работы
Доклады на научно-технических советах АОЗТ ЦНИИОМТП, НО «САМТ-ФОНД», ЗАО «Газстроймашина».
Публикации
По теме диссертации опубликовано 3 статьи.
На защиту выносятся
- усовершенствованная математическая модель, алгоритм и компьютерная программа имитационного моделирования движения труботранспортного автопоезда по заданному маршруту при сооружении магистрального газопровода с учетом
особенностей эксплуатации подвижного состава на притрассовых дорогах в условиях горной местности, позволяющая произвести расчет основных показателей движения: средней скорости (Vcp), среднего расхода топлива (Qcp), а также "условной удельной производительности" (Wu") - комплексного показателя конструктивной эффективности АТС, с использованием которого определяется качественный состав предпочтительного ряда труботранспортных автопоездов, необходимых для своевременной доставки труб к объекту строительства;
экономико-математическая модель по оптимизации структуры парка труботранспортных автопоездов, позволяющая на основе рационального расположения вдоль трассы и минимизации числа притрассовых складских пунктов определить необходимое и достаточное количество автотранспортных средств, способных выполнить поставленную транспортную задачу с наименьшими эксплуатационными затратами.
результаты теоретических исследований по определению эффективности функционирования оптимального парка труботранспортных автопоездов.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов, содержит 156 страниц текста, 27 таблиц, 18 иллюстраций, список литературы из 146 наименований и 3-х приложений.