Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Анализ состояния вопроса, цели и задачи исследования 9
1.1 Влияние технического состояния автомобиля на безопасность дорожного движения и экологические показатели транспортного процесса 9
1.2 Методы и формы проведения технического осмотра автотранспортных средств за рубежом 17
1.3 Анализ отечественного опыта формирования и функционирования системы государственного технического осмотра 26
1.4 Методы проектирования, расчета и оснащения предприятий, осуществляющих государственный технический осмотр автотранспортных средств с применением средств технического диагностирования 34
1.5 Цель и задачи исследования 47
Глава 2 Теоретические исследования 50
2.1 Общая методика проведения теоретических исследований 50
2.2 Обоснование системы критериев оценки комплекта оборудования и оптимизации 50
2.3 Разработка математической модели оптимизации 53
2.4 Гипотеза о виде математической модели, описывающей закономерности формирование потока заявок на ПТО 64
2.5 Алгоритм и программное обеспечение подбора оборудования для проведения ГТО с применением имитационного моделирования работы предприятия 66
2.6 Анализ результатов моделирования 80
Глава 3 Экспериментальные исследования 89
3.1 Общая методика экспериментальных исследований 89
3.2 Аппаратурное и технологическое обеспечение экспериментальных исследований
3.3 Экспериментальные исследования закономерностей формирования потоков заявок на ГТО АТС и параметров интенсивности их обслуживания 95
3.4 Характеристика эксплуатационной надежности диагностического оборудования применяемого при ГТО 105
3.5 Экспериментальное исследование влияния вариантов аппаратур-но-технологического обеспечения ГТО АТС на эффективность ПТО 114
Глава 4 Разработка рекомендаций и определение эффективности результатов исследования 118
4.1 Рабочая методика определения оптимального комплекта оборудо вания 118
4.2 Экономическая эффективность результатов исследования 123
Основные выводы и результаты работы 126
Список литературы
- Методы и формы проведения технического осмотра автотранспортных средств за рубежом
- Обоснование системы критериев оценки комплекта оборудования и оптимизации
- Аппаратурное и технологическое обеспечение экспериментальных исследований
- Экономическая эффективность результатов исследования
Введение к работе
В настоящее время в России, как и во всем мире, наблюдается рост автомобильного парка, на сегодняшний день число транспортных средств превышает 23 млн. ед.
Особенностью российского автомобильного парка является большой удельный вес транспортных средств, не отвечающих в полном объеме международным требованиям по техническому уровню и безопасности конструкции. При этом около половины парка страны имеет срок эксплуатации более 10 лет. Следует также учесть, что по причине неудовлетворительного технического состояния автомобилей происходят наиболее тяжкие дорожно-транспортные происшествия. Кроме того, увеличение числа автомобилей наносит серьезный экологический ущерб, особенно в крупных городах и населенных пунктах.
Кроме непосредственного старения парка, на ухудшение технического состояния автомобилей повлиял рост числа хозяйствующих субъектов - владельцев транспортных средств всех форм собственности: государственной, муниципальной, частной, иностранной, акционерных обществ различного типа, а также индивидуальных предпринимателей с образованием и без образования юридического лица и индивидуальных владельцев, эксплуатирующих автотранспортные средства. Все это сопровождалось сокращением объемов и снижением качества технического обслуживания. Это связано с отсутствием или слабым развитием производственно-технической базы, низкой квалификацией исполнителей и несоблюдением соответствующих предписаний изготовителей автомототехники. Несвоевременное обслуживание и ремонт в сочетании с низким профессиональным уровнем вождения неизбежно приводят к снижению уровня безопасности движения, росту аварийности и увеличению вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду.
В этих условиях задача контроля технического состояния находящихся в эксплуатации транспортных средств приобретает государственное
5 значение. В нашей стране, как и во многих других странах мира, эта задача решается путем проведения обязательно государственного технического осмотра (ГТО) транспортных средств. В целях повышения объективности проверки технического состояния транспортных средств, согласно постановлению Правительства Российской Федерации от 31 июля 1998 г. № 880, ГТО должен проводиться на специальных пунктах технического осмотра (ПТО) с использованием средств технического диагностирования. Эффективность работы этих пунктов в значительной степени определяется применяемым комплектом диагностического оборудования (по номенклатуре и количеству диагностических средств) и теми технологическими решениями, которые приняты при его использовании. Анализ показал, что в настоящее время отсутствует методика формирования оптимального комплекта диагностического оборудования для многоканальных пунктов технического осмотра и соответствующие практические рекомендации.
В результате наращивание мощности ПТО производится добавлением полнокомплектных диагностических линий, что приводит к неравномерной загрузке оборудования по различным операциям и излишним затратам на проведение ГТО и, соответственно, к увеличению расценок. Кроме того, при решении вопроса об оснащении предприятия оборудованием не учитывается тот факт, что входящий поток автомобилей на прохождение техосмотра включает в себя, как минимум, два параллельных потока - первичный и вторичный (автомобили, не прошедшие техосмотр по каким-то диагностическим параметрам с первого раза). Не учитываются также и закономерности формирования данных потоков с учетом конкретных особенностей региона, а также надежность самого диагностического оборудования, которая в значительной степени определяет пропускную способность ПТО по соответствующим диагностическим операциям. Это снижает эффективность работы ПТО.
Таким образом, определение оптимального комплекта оборудования с учетом реальных закономерностей формирования потоков автомобилей на
ГТО, а так же характеристик реальной эксплуатационной надежности диагностического оборудования является актуальной научно-практической задачей.
Цель исследования - повышение эффективности функционирования пунктов технического осмотра автотранспортных средств на основе оптимизации комплекта средств технического диагностирования.
Объектом исследования является технологический процесс проведения государственного технического осмотра на пунктах технического осмотра и его оснащение диагностическим оборудованием.
Предметом исследования является технологический процесс проведения государственного технического осмотра на пунктах технического осмотра г. Кургана и его оснащение диагностическим оборудованием производства Новгородского завода ГАРО.
Научная новизна:
Установлена система критериев для оценки эффективности функционирования ПТО при выбранном комплекте диагностического оборудования.
Разработана математическая модель для расчета эффективности функционирования предприятий по проведению ГТО автотранспортных средств.
Выявлены показатели надежности работы диагностического оборудования в реальных условиях эксплуатации.
Теоретически установлены и экспериментально проверены закономерности поступления заявок на ПТО.
Установлены закономерности изменения критериев оценки эффективности от выбранного варианта комплекта оборудования и варианта технологического решения.
Разработана методика определения комплекта оборудования ПТО в зависимости от количества поступающих на ПТО заявок.
Практическая ценность. Использование на практике методики формирования оптимального комплекта диагностического оборудования позволит снизить затраты на проведение ГТО и повысить эффективность работы пунктов технического осмотра.
Реализация работы. Результаты диссертационной работы использованы в практической деятельности ПТО ЧП Никитин г. Кургана (при реконструкции производственно-технической базы) и управления ГИБДД УВД Курганской области (в процессе экспертизы при конкурсном отборе ПТО г. Кургана и Курганской области).
Результаты работы используются также в Курганском государственном университете при реализации учебного процесса подготовки студентов автомобильных специальностей.
Апробация работы. Результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных конференциях аспирантов и соискателей Курганского государственного университета (Курган, - 2002, 2003, 2004 гг.); Международной научно-практической конференции "Экологизация технологий: Проблемы и решения" (Курган, 2004 г.); II Региональной научно-практической конференции «Экология. Риск. Безопасность» (Курган, 2005 г.); XI Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (Красноярск, 2005 г.); III Научно-технической конференции с международным участием «Транспортные системы Сибири» (Красноярск, 2005 г.); на заседаниях кафедры «Автомобильный транспорт и автосервис» Курганского ГУ (2003,2004,2005 гг.).
Публикации. По материалам диссертационной работы имеется 8 публикаций. Зарегистрирована в Государственном информационном реестре программа №5215 «Пункт проведения государственного технического осмотра (ГТО)».
На защиту выносятся:
- система критериев для оценки эффективности функционирования ПТО при выбранном комплекте оборудования;
математическая модель для расчета эффективности функционирования предприятий по проведению ГТО автотранспортных средств;
результаты исследования надежности диагностического оборудования;
закономерности поступления заявок на ПТО;
закономерности изменения критериев оценки эффективности от выбранного варианта комплекта оборудования и варианта технологического решения;
методика определения комплекта оборудования в зависимости от количества поступающих на ПТО заявок.
Методы и формы проведения технического осмотра автотранспортных средств за рубежом
Как известно, в большинстве стран мира производится проверка технического состояния автотранспортных средств путем проведения технического осмотра.
Суть технических осмотров состоит в принудительной или добровольной проверке технического состояния автомототранспортных средств (АМТС) и запрещении или временном ограничении эксплуатации тех из них, которые не соответствуют нормативным требованиям. Цель всегда едина -снижение негативного социального воздействия эксплуатации автомобилей, путем уменьшения вероятности дорожно-транспортных происшествий, обусловленных техническим состоянием АМТС, и выбросов ВВ.
В разных странах мира проведение технических осмотров различно. Оно, может быть: - принудительным (Австрия, Бельгия, Болгария, Кипр, Япония, Англия); - добровольным (Канада, Дания, Франция, Голландия); - комбинированным (Австралия, США, Финляндия, Германия, Италия, Швеция, Швейцария).
При этом периодичность осмотра может быть различной [46] (таблица 1.5).
Накопленный в разных странах опыт организации и проведения периодического технического осмотра получил обобщение в деятельности созданного в 1969 г. Международного комитета по техническому осмотру транспортных средств (CITA), задача которого состоит в разработке единого взгляда на проблему технического осмотра автомобилей.
Впервые общие предписания по проведению технического осмотра были представлены в «Сводной резолюции о дорожном движении», принятой в 1972г. ЕЭК ООН. С периодичностью не реже 1 раза в год техническому осмотру подвергаются: - автомобили, предназначенные для перевозки грузов, разрешенная максимальная масса которых не превышает 3,5 т, а также прицепы к данным транспортным средствам; - автомобили-такси; - автомобили и прицепы, предназначенные для перевозки пассажиров, имеющие, помимо сиденья водителя, более 8 мест.
При этом проверка автомобилей, находящихся в личном пользовании не предусмотрена.
После чего эти предписания практически без изменений были перенесены в директиву от 29.12.1976г. №77\143\ЕЭС «О приблизительных законах государств-членов относительно испытаний автомобилей и их прицепов на их пригодность». С незначительными дополнениями вошли в ныне действующую директиву от 20.12.1996г. №96\96\ЕЭС.
Положительное влияние технического осмотра АМТС на безопасность движения и экологию подтверждается рядом примеров.
Так, например, в США после внедрения технического осмотра число ДТП с участием неисправных автомобилей снизилось на 40 - 50 %, а количество погибших в автокатастрофах сократилось на 5 - 10 % [84].
По результатам зарубежных исследований автомобили, проходящие технический осмотр, на 9,1 % реже попадают в ДТП [60].
Известно три вида схем проведения технического осмотра: - управление, организацию и контроль осуществляет правительство. С этой целью оно предоставляет права какому-либо министерству, например, транспорта (Финляндия, Франция, Польша) или внутренних дел (Чехия, Болгария). Финансирование деятельности по техническому осмотру проводится за счет государства или сборов с водителей; - проведение технического осмотра возложено на частные фирмы и объединения, специализирующиеся в данной сфере. Финансирование происходит за счет платежей, получаемых за проведение обязательного контроля и его выполнение по желанию владельцев (Германия, Швеция). Но периодичность и содержание технического осмотра контролируются государственными органами; - смешанная схема проведения технического осмотра (Великобритания, Нидерланды, Норвегия и др.).
Последняя схема проведения технического осмотра реализована в США, где есть государственные органы по проведению осмотра большегрузных автомобилей и автобусов общего пользования. Остальные автомобили контролируются частными организациями под руководством и наблюдением государства.
Специализированные станции для проведения технического осмотра начали появляться в 60-х годах. Так, в Японии первая станция построена в 1968г. В начале 90-х в Германии насчитывалось до 240 диагностических комплексов, в Швеции - 165, Финляндии - 71, Дании - 39.
Характерным примером таких станций является станция «безопасности движения» во Франции (рисунок 1.3), которая предназначена для проверки легковых автомобилей и имеет две параллельные линии. Каждая линия включает 5 постов.
Обоснование системы критериев оценки комплекта оборудования и оптимизации
В качестве критерия эффективности производства в общей методике СОПСА при Государственном комитете экономики России принят показатель «получение намеченных объемов продукции с наименьшими совокупными народнохозяйственными затратами». В качестве рекомендуемых пока зателей эффективности деятельности предприятий установлены: себестоимость продукции с учетом ее доставки потребителю, удельные капитальные вложения на единицу мощности и прибыль. Из сравниваемых показателей наилучший — это минимум приведенных затрат, т.е. себестоимость продукции плюс произведение удельных капиталовложений и отраслевого нормативного коэффициента их сравнительной эффективности (общий коэффициент — 0,15, соответствующий нормативному сроку окупаемости в течение 7 лет или 0,12—8,3 года).
Определение показателей экономической эффективности ведется также с учетом показателей рентабельности Р.
Показатель рентабельности показывает отношение прибыли от реализации продукции к капитальным вложениям или основным фондам [9, 21].
Согласно нормативным документам [63, 64] размер платы за проведение ГТО устанавливается органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации. В частности, ими устанавливается стоимость 1 человеко-часа работ по проверке технического состояния транспортных средств при ГТО и размеры платы за проведение технического осмотра транспортных средств на территории субъекта Российской Федерации. Поэтому предприятие не может самостоятельно изменять стоимость оказываемых им услуг, следовательно, повысить получаемую прибыль можно либо увеличивая количество обслуживаемых АТС, либо уменьшая затраты предприятия. Для оценки эффективности работы ПТО можно использовать показатель удельных затрат на проверку одного АТС: (p = (S + Smn-E)/A, (2.1) где ср - удельные затраты на проверку одного АТС, руб.; S — расходы, понесенные предприятием за установленный период времени, руб.; SKan — капитальные вложения в организацию ПТО, руб.; E — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; А — количество проверенных за установленный период АТС. Но, как показывает практика, этот показатель принимает минимальные значения при минимальном комплекте оборудования, что, естественно, ограничивает число проверяемых АТС.
Кроме того, для оценки покрытия ПТО спроса на выполняемые работы можно использовать удельный показатель потерянного дохода. Чем меньшие значения он принимает, тем больше АТС обслуживает ПТО: y Z/A, (2.2) где у — удельный потерянный доход, руб.; Z - вероятный потерянный доход ПТО, руб.
Чем больше из поступивших автомобилей пройдет проверку на ПТО, тем меньшие значения принимает показатель. При обслуживании всех поступивших на ПТО автомобилей он равен 0. Как правило, это происходит при достаточно обширном комплекте диагностического оборудования.
Следовательно, эти показатели характеризуют эффективность применения оборудования на ПТО с разных сторон, при этом оба, уменьшаясь, принимают оптимальные значения.
Таким образом, для оценки эффективности применяемого комплекта оборудования рекомендуется использовать интегральный показатель: (х= р+У, (2.3) a =(S + SKan Е + Z) /А, где а— интегральный показатель, руб. Поскольку согласно требованиям [39], рентабельность ПТО не должна превышать 35%, то также в качестве ограничения следует учитывать рентабельность [69]: G — S , _ _ P = — 100 (2.4) где p — рентабельность, %; G — доход, полученный ПТО при проведении проверок АТС, за установленный период времени, руб.
Таким образом, задача оптимизации комплекта оборудования в общем виде формулируется следующим образом: r a (Ki,Xj) - min, 0 р(Кі Хі) рнорм, (2.5) K, Kmin, где К— комплект оборудования; Т— технологическое решение организации проведения ГТО; Рнорм — нормативное значение рентабельности ПТО; Kmin — минимально необходимый комплект оборудования для проведения ГТО, регламентируемый нормативными документами.
Для расчета предложенных критериев предлагается использовать математическую модель оптимизации, разработке которой посвящен следующий раздел.
Аппаратурное и технологическое обеспечение экспериментальных исследований
Задачами экспериментальных исследований являлись: подтверждение корректности выдвинутой гипотезы о виде математических моделей, описывающих закономерности формирования потока заявок на ПТО, определение конкретных значений параметров этих моделей, исследование эксплуатационной надежности диагностического оборудования, применяемого на ПТО, а также экспериментальная проверка эффективности разработанной методики формирования оптимального комплекта оборудования.
Для достижения указанных целей экспериментальные исследования проводились в два этапа.
Первый этап эксперимента предусматривал: - сбор, обработку и анализ данных по параметрам потока заявок и интенсивности их обслуживания на существующих ПТО г. Кургана; - анкетирование владельцев АТС, приезжающих для проведения ГТО на исследуемые ПТО, для определения времени допустимого ожидания в очереди на технический осмотр; - сбор и обработку данных по отказам и неисправностям диагностического оборудования, времени, трудоемкости и затрат на их устранение.
Второй этап экспериментальных исследований включал в себя: - разработку рекомендаций по оптимизации комплекта оборудования на основании разработанной методики для ПТО, на котором проводились экспериментальные исследования; - содействие предприятию по реализации предлагаемых мероприятий; - сбор и обработку экспериментальных данных для подтверждения корректности и эффективности результатов исследования.
Экспериментальные исследования как первого, так и второго этапа проводились на пунктах технического осмотра предпринимателя Никитина.
Основные исследования выполнялись на ПТО-1, находящегося по адресу; г. Курган, ул. Ордженикидзе, 34 (поселок М Чаусово), поскольку он является старейшим ПТО в городе и на нем проводится проверка значительной доли парка легковых автомобилей г. Кургана. ПТО-1 аккредитован ГИБДД УВД курганской области, укомплектовано специально обученным персоналом (контролерами первой и второй категории).
Планировочные и технологические решения, а также набор технологического и диагностического оборудования полностью соответствует требованиям нормативных документов [39].
Для обеспечения представительности выборки экспериментальные данные по отказам и неисправностям собирались также и на других ПТО г.Кургана, а также использовалась информация из отдела метрологии и ремонта измерительного оборудования Курганского ЦСМ.
На предприятии для проведения ГТО имеется следующее оборудова ние:
1 Стационарный стенд СТС-2 для контроля тормозных систем легковых автомобилей, микроавтобусов и минигрузовиков с нагрузкой на ось до 2 т. Блок роликов установлен вровень с полом. Силовой роликовый стенд с обработкой результатов производится на компьютере и выдается на экран монитора и принтер. Управление производится с инфракрасного дистанционного пульта или с клавиатуры. Стенд позволяет измерять нагрузку на ось, тормозную силу на каждом колесе, усилие на органах управления, выводит тор За время проведения исследований выявлено, что заявки поступают на ПТО крайне неравномерно (рисунки ЗЛО, ЗЛ1). Хотя можно отследить общую тенденцию поступления заявок за год, как и следовало ожидать, минимум заявок наблюдается в зимние месяцы, когда большинство индивидуальных владельцев автомобилей не эксплуатируют свои транспортные средства. Затем весной начинается рост поступления заявок, который достигает своего максимума в первые летние месяцы, после чего идет плавный спад количества проверок.
Кроме того, за предыдущие несколько лет наблюдалось увеличение количества заявок на ПТО с каждым годом (рисунок 3.12). Появившееся в 2003 г. явно выраженное смещение летнего пика проведения проверок на конец мая - начало июня можно объяснить введением с 1 июля 2003 обязательного страхования автогражданской ответственности.
После проведения анализа собранных данных (рисунок 3.13), установлено, что нет явной закономерности поступления заявок в течение месяца. Хотя если посмотреть на количество обслуженных автомобилей за неделю (рис. 3.14), то можно увидеть предсказанную характерную зависимость. В начале недели наблюдается увеличение количества заявок, которое достигает своего максимума во вторник, это можно объяснить, тем, что многие автовладельцы откладывают прохождение ГТО на середину недели. Снижение количества проверок в среду объясняется сокращенным рабочим днем, что связано с проведением профилактических мероприятий для диагностического оборудования. После чего число автомобилей, проходящих проверку, опять возрастает в четверг. Уменьшение заявок в конце недели можно связать с приближающимися выходными днями.
Экономическая эффективность результатов исследования
Согласно данным, собранным во время исследования на действующих ПТО г. Кургана, выявлены основные отказы и неисправности диагностического оборудования (рисунок 3.22). Все отказы можно разделить на: - отказы механической части, как правило, они связаны со стендом проверки тормозной системы автомобиля, достаточно редкие; 106 отказы электрической части, которые оказывают наибольшее влияние на работу ПТО, поскольку могут возникнуть в работе практически любого оборудования, на устранение такого рода отказов тратится достаточно много времени; отказы программного обеспечения, наиболее частые, но их устранение не трудоемкое. Рисунок 3.22 - Распределение отказов и неисправностей оборудования для проверки технического состояния
За время проведения исследований наблюдались следующие отказы оборудования ПТО.
Стенд для проверки тормозных систем: - перегорел один из предохранителей силового шкафа; - провисание цепи роликов (более 5 мм); - нарушение параллельности осей роликов (более 1 мм); - повышенные радиальное смещение и перекос оси вала мотор-редуктора относительно оси ведущего ролика; - нарушение регулировочных зазоров на датчиках силы и веса; - течь масла из корпуса мотор-редуктора; - заклинивание платформы весового устройства; 107 - разрегулировка блоков измерения силы и веса; - отказ одного из измерительных блоков; - неисправность датчика; - нарушение регулировки датчиков; - отказ блока усилия на педали; - отказ датчика усилия на педали; - отказ датчика тормозной силы; - обрыв соединительного кабеля датчика; - сбой в работе программного обеспечения; - переполнение базы данных; - отказ монитора, системного модуля, принтера.
Прибор проверки внешних световых приборов: - обрыв кабеля питания; - неисправен источник питания; - изменение положения винтов регулировки взаимного положения основания, линзы и экрана; - изменение положения винтов регулировки на кронштейне визира и юстировки экрана; - изменение положения регулировочных винтов на тележке, смещение колес; - износ цанговых подшипников оси маховика; - угловое смещение лимба на оси, слабое крепление лимба. Прибор контроля люфта рулевого управления: - отсутствие контакта в разъеме датчика движения колеса; - разряд аккумуляторной батареи; - неисправен источник питания; - отказ приборного блока. 108 Газоанализатор: - неисправен источник питания; - засорение фильтрующих элементов; - выход из строя инфракрасного излучателя в измерительном блоке; - невозможность тарировки; - снижение производительности насоса; - отказ привода измерительного блока; - окисление соединительных контактов на электронной плате.
Минимально необходимое число случаев отказа оборудования определялось из условия учета априорной неизвестности о виде закона распределения диагностического параметра по формуле [31]: ig(i-P,) N = T7i Г- (3-7) lg(l-0 J
Задаваясь допустимой ошибкой єх =0,1 и уровнем доверительной вероятности РЛ=0,95, находим, что количество отказов в выборке для каждого оборудования должно быть не менее 28.
Как уже было сказано, для обеспечения представительности выборки экспериментальные данные по отказам и неисправностям собирались также и на других ПТО г.Кургана, а также использовалась информация из отдела метрологии и ремонта измерительного оборудования Курганского ЦСМ.
Распределение наработок на отказ оборудования ПТО, как показали расчеты в системе STATISTICA, согласуется с нормальным законом распределения (рисунки 3.23, 3.24, 3.2, 3.26).
Похожие диссертации на Оптимизация комплекта оборудования для предприятий, проводящих государственный технический осмотр автотранспорта с применением средств технического диагностирования
