Теория транспортных процессов и систем

Введение

 

Под транспортной системой понимается совокупность людей, транспортных средств и оборудования, образующая связанное или комплексное целое. Предметом нашего рассмотрения является транспортное производство. Несмотря насуществующие различия в подвижном составе, технологических процессах и перевозимых грузах здесь существует много общего. Эти общие черты создают основу обобщения транспортного производства для наиболее рационального использования ресурсов и снижения общественных транспортных затрат.

Транспорт является источником жизненной силы современной экономики, способствующей развитию специализации для всеобщего блага. До появления транспортных средств основным способом передвижения было хождение пешком. Следует отметить, что этот способ передвижения является автономным, надежным, а пополнение энергии не вызывает проблем.

Первым крупным шагом в совершенствовании передвижения стало создание плавающих средств. Изобретение паруса на многие сотни лет сделало его источником движущей силы (помимо животной тяги). С изобретением колеса (1 тыс. лет до н.э. появляются простейшие средства передвижения, использующие животную тягу (собаки, олени, быки, лошади, верблюды).

Важными этапами в развитии транспорта являются применение парового двигателя в начале XIX в., дизельного и электрического двигателей в конце XIX и начале XX вв. Эти изобретения и их практическое применение произвели революциюна транспорте. Началась эра • механизированного транспорта. Исходя из этого мы и говорим о первой и второй революции на транспорте. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания и пневматическая шина в значительной степени

обеспечили наступление в человеческом обществе эпохи транспортного обслуживания.

В настоящее время речь идет о контейнеризации как о третьей транспортной революции. Контейнеризация направлена на резкое сокращение продолжительности транспортного цикла не только посредством роста движения подвижного состава, но, главным образом, путем ускорения и упрощения процедуры в начальных, промежуточных и конечных транспортных пунктах.

Всякая задача теории и практики сводится к одному - как наиболее целесообразно организовать некоторую совокупность элементов. В XIX в. условия труда во всех отраслях материального производства были чрезвычайно жестокими. Рабочий день продолжался 12-13 ч в день. На рабочих местах царила грязь. Техника безопасности отсутствовала. Смысл управления производством состоял в том, чтобы сделать человека придатком машины.

В начале XX в. Ф. В. Тейлор на базе многочисленных эмпирических наблюдений разработал теорию, в которой человек и машина предстали в качестве единого целого. Выводом из этой теории служило то, что поощрительные стимулы должны побуждать рабочих эксплуатировать машину в точном соответствии с выданными инструкциями (всякая инициатива- наказуема).

Одна из величайших заслуг Ф. В. Тейлора состоит именно в том, что он упорно настаивал на необходимости и возможности точнейшего определения того -предела скорости, при котором работа может в нормальных условиях не замедляться по целым дням на протяжении всей жизни и при этом не причинять рабочему никакого вреда, оставаясь,однако, экономной в смысле времени. Тем самым были заложены основы для справедливого премирования каждого рабочего по каждой отдельной операции.

Более широкую трактовку системы „человек-машина" разработал Г. Гантт. Применение им существующих аналитических методов к исследованию отдельных производственных операций дало возможность учесть в такихсистемах организационный и мотивационный аспекты производства.

Совместная работа супругов Франка и Лиллиан Гильберт привела к выводу, что основные элементы производственных операций не зависят от содержания работы. Проведенный ими микроанализ движений в целях совершенствования технологических операций положил начало исследованиям затрат времени и движений, а также использованию соответствующих графиков в планировке рабочих мест.

В 1920 - 1930 гг. было установлено, что люди не всегда поступают так, как интуитивно ожидается. Например, прибавка к заработной плате или улучшение условий работы не всегда ведут к пропорциональному увеличению выпуска продукции. Разработанный У. Шухар том метод статистического контроля качества позволил установить, чтонеобходимо изучать производственную систему в целом, а не ее отдельные части. В производственном процессе следует учитывать все взаимодействующие факторы.

Дальнейшее совершенствование теории организациипроизводственных процессов идет по пути разработки общей теории систем (ОТС).

В 1920-е гг. вышла в свет книга А. А. Богданова „Технология. Всеобщая организационная наука", явившаяся первым вариантом общей теории системы. В последующие годы идея системного подхода

и построения ОТС была возрождена в работах Л. Берталанфи, У. Эшби, О. Ланге, Н. Винера и других авторов.

Большой вклад в развитие теории транспортных процессов и систем внесли П. Л. Афанасьев, Л. А. Бронштейн, Д. П. Великанов, В. И. Дмитриев, И. В, Кочетов и др. Систематически ведут исследования в области совершенствования автомобильных перевозок научно- исследовательские и учебные институты.

 

 

 

 

ЧАСТЬ 1 . Элементы общей теории систем

4. Классификация систем

Вся объективно существующая действительность представляет собой единую материальную систему. При изучении ее условно делят на локальные системы: биологические, социологические, экономические, экологические, физические, химические и др. В свою очередь перечисленные системы делятся: на абстрактные и конкретные, естественные и искусственные, социальные, машинные и системы „человек-машина", открытые и замкнутые, постоянные и временные, стабильные и нестабильные, детерминированные и вероятностные.

Абстрактные и конкретные системы. Система называется абстрактной, если ее элементы являются понятиями. Абстрактные системы связаны с теоретическими структурами и состоят из идей. К типичным абстрактным системам относят экономическую теорию, общую теорию относительности, теорию организации и др.

Конкретные (реальные) системы представляют собой совокупность функционально связанных друг с другом реальных элементов (людей, машин, материалов, энергетических ресурсов и других физических объектов). В области транспорта существуют такие конкретные системы, как, например, система грузового транспорта, система общественного пассажирского транспорта, территориально ограниченные транспортные системы и т.п.

Естественные и искусственные системы. Естественные системы связаны с природой. Каждый живой организм является уникальной естественной системой (например, солнечная система).

Искусственные системы возникли тогда, когда люди впервые , собрались в группы, чтобы жить и охотиться вместе. В настоящее время искусственные системы появляются в бесконечно разнообразных вариантах от производственной системы какого-либо автотранспортного предприятия до системы исследования космоса. Их цели варьируются вчрезвычайно широких границах. Они обладают следующими свойствами:

1.      система состоит из конечного числа компонентов;

2.      деление системы на составные части можно осуществлять до тех пор, пока вся система не распадется на „неделимые единицы";

3.      вся система есть нечто большее, чем просто сумма ее частей;

4.      целое определяет природу частей;

5.      части не могут быть познаны при рассмотрении их вне целого;

6.      части находятся в постоянной взаимосвязи и взаимозависимости,

Социальные системы, системы „человек-машина" и машинные системы. Системы, состоящие из людей, рассматриваются как чисто социальные. Промышленные, транспортные и другие предприятия, политические партии, технические общества являются примерами таких систем. Однако трудно представить себе какую-либо систему, состоящую только из людей, не использующих для достижения своих целей хотя бы простейшее оборудование. Поэтому большинство конкретных систем попадают в категорию систем „человек- машина".

Чисто машинные системы должны вырабатывать свои собственные выходные данные и поддерживать свое функционирование, т.е. быть способными приспосабливаться к окружающей среде. Саморегулирующиеся, самовосстанавливающиеся и полностью самообеспечивающиеся машинные системы пока еще относятся к области научной фантастики.

Открытые и замкнутые системы. Система называется открытой, если существуют другие связанные с ней системы, которые оказывают на нее воздействие и на которые ока тоже влияет. Иными словами, это такие системы, которые взаимодействуют с окружающей средой.

Все системы, содержащие живые организмы, являются открытыми; поскольку на них воздействуют всевозможные факторы, воспринимаемые органами чувств живых организмов. Транспортные системы функционируют в рамках более крупных систем и поэтому являются открытыми системами.

В открытых системах одно и то же конечное состояние может быть достигнуто при различных начальных условиях благодаря взаимодействию с внешней средой. Открытые системы подразделяются на неадаптивные и адаптивные. На первые окружающая среда оказывает пассивное воздействие, вторые - реагируют и приспосабливаются к окружающей среде.

Система является замкнутой, если она не взаимодействует с окружающей средой. Состояние замкнутых систем зависит только от ее начальных условий. Если изменяются начальные условия, то изменяется и конечное устойчивое состояние системы. Всякая попытка рассмотрения открытых систем как замкнутых, когда внешняя среда не принимается во внимание, таит в себе большую опасность.

В реальном мире трудно найти замкнутые системы, однако они находят широкое применение в научных исследованиях, при проведении лабораторных экспериментов. В целях упрощения ситуации, для достижения хотя бы первого приближения, производственные ситуации рассматриваются таким образом, как будто существует замкнутая система.

Постоянные и временные системы. Постоянные системы - это такие системы, которые существуют длительный период времени по сравнению с ограниченным временем деятельности людей в этих системах.

Временные системы имеют важное значение для решения конкретных специфических задач и создаются на заданный период времени, а затем ликвидируются (уборочно-транспортные комплексы, автоотряды для перевозки урожая и т.п.).

Стабильные и нестабильные системы. Стабильной системой является такая система, свойства, и функции которой существенным образом не изменяются или изменяются в форме повторяющихся циклов (например, система регулярных международных перевозок грузов, пассажиров).

Примером нестабильной системы может являться научно-исследовательская лаборатория.

Подсистемы и сверхсистемы. Всякая система входит в состав v некоторой более крупной системы. Так автотранспортное предприятие как система входит составной частью в определенную отрасль, отрасль представляет собой часть системы национальной экономики, которая в свою очередь является системой внутри всего общества. Национальное общество представляет собой систему в рамках мировой системы; мировая система является частью солнечной системы и т.д.

Транспортное предприятие рассматривается как „система", если акцент делается на процесс перевозки грузов или пассажиров и если оно состоит из всех объектов, характеристик и взаимоотношений, необходимых для достижения цели при установленном числе ограничений. Меньшие системы в рамках такой системы называются подсистемами. Термин сверх система относится к исключительно крупным и сложным системам.

Каждая система должна удовлетворять требования больших систем, в которые она сама включена.

Детерминированные и вероятностные системы. Детерминированной называется система, в которой составныечасти взаимодействуют точно предвиденным образом. Примером такой системы может служить швейная машина.Когда поворачивают ручку машинки, то игла поднимается вверх и опускается вниз. Если задано предыдущее состояние и известна программа работы, то всегда безошибочно можно предсказать последующее состояние такой системы.

Детерминированными системами являются также ЭВМ, автоматические системы, автоматизированные заводы. Отклонение от строго предписанного образа действия, например, в линии транспортных машин автоматизированного завода, считается неисправностью или аварией.

Для вероятностных систем нельзя сделать точного детального предсказания. Для них можно лишь установить с большой степенью вероятности, как она будет вести себя в любых заданных условиях. Все транспортные системы относятся к вероятностным. Для них необходимо выработать методы, обеспечивающие сохранение существования в условиях меняющейся среды. Они вынуждены приспосабливаться к экономическому, финансовому, социальному и политическому окружению и должны обладать способностью к обучению на основе опыта.

 

ЧАСТЬ 2. Транспортные процессы

7. Неравномерность объема перевозок

 

 

Объем перевозок характеризуется неравномерностью. Неравномерность перевозки - это изменение объема перевозокв тоннах во времени, т.е. по кварталам, месяцам, неделям, суткам и часам суток (рис. 2.3). Неравномерностьперевозок оценивается коэффициентом неравномерности:

 

 

 (2.9)

где  - коэффициент неравномерности объема переволок грузов; W(t)max максимальный грузопоток (грузопоток в наиболее напряженный период), т/ч; W(t)ср.- средний грузопоток, т/ч.

 

 

Рис. 2.3. Распределение объёма перевозок грузов: а) – по дням недели; б) – по дням месяца

В качестве примера на рис. 2.3 показана неравномерность перевозок некоторых строительных материалов по месяцам года и дням месяца.

Неравномерность перевозок груза обусловлена неравномерностью производства продукции и ее потребления. Неравномерность производства продукции - независимая переменная величина, к изменению которой, в определенной степени, должна приспосабливаться транспортная организация. Неравномерность перевозок ведет к ухудшению использования подвижного состава автомобильного транспорта и требует разработки и организации дополнительныхмероприятий.

 

 

15.   Этап транспортирования груза

Эффективность этапов транспортирования груза и подачи состава под погрузку связана с дальностью транспортирования и скоростью движения автомобиля. На мгновенную скорость свободно движущегося автомобиля, оказывают влияние водитель, сам автомобиль, дорога, интенсивность движения, погода и другие факторы. Техническая скорость движения автомобиля зависит от: