Удосконалення методів обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів

Розробка методу техніко-економічного обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів, аналіз їх економічної ефективності. Удосконалення методів обґрунтування дорожньо-ремонтних робіт у міських умовах.

Рубрика Транспорт
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 28.09.2015
Размер файла 362,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Удосконалення методів обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів

05.22.11 - автомобільні шляхи та аеродроми

Роман Сергій Вікторович

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Національному транспортному університеті Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент Кизима Станіслав Степанович Національний транспортний університет Міністерства освіти і науки України, професор кафедри будівництва та експлуатації доріг, м. Київ.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Павлюк Дмитро Олександрович Національний транспортний університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри проектування доріг, м. Київ;

кандидат технічних наук, доцент Кіяшко Ігор Володимирович Харківський національний автомобільно-дорожній університет Міністерства освіти і науки України, професор кафедри будівництва та експлуатації автомобільних доріг, м. Харків.

Захист відбудеться " 18 " грудня 2009 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.02 у Національному транспортному університеті за адресою: Україна, 01010, м. Київ, вул. Суворова 1, зал засідань (ауд.333).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, Україна, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.

Автореферат розісланий " 14 " листопада 2009 року.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук В.І. Каськів

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У сучасних економічних умовах у міських дорожніх господарствах особливої актуальності набуває задача підвищення ефективності використання ресурсів для проведення дорожніх ремонтно-відновлювальних робіт (ДРВР), до яких відносять роботи з капітального та поточного (середнього) ремонтів дорожніх одягів, оскільки вони, по-перше, безпосередньо спрямовані на підтримання відповідності транспортно-експлуатаційного стану (ТЕС) міських вулиць і доріг вимогам руху. По-друге, на їх реалізацію міські дорожні господарства щорічно витрачають близько 70% своїх бюджетів.

Основним із напрямків вирішення цієї проблеми є підвищення обґрунтованості щорічних програм ДРВР. Забезпечення його реалізації можливе за умови впровадження методів техніко-економічного обґрунтування (ТЕО) програм ДРВР на міських вулично-дорожніх мережах (ВДМ). При цьому в основу планування ремонтів повинні бути покладені основні принципи їх оптимізації. Основним критерієм формування програм робіт повинен бути тільки прибуток, який отримає суспільство від їх проведення.

Підвищення ефективності використання ресурсів досягається за рахунок зниження дорожньо-транспортної собівартості (ДТС) в результаті покращення тягово-швидкісних і паливно-економічних показників роботи рухомого складу. При цьому, оскільки вкладені в ремонти кошти працюють протягом певного періоду часу, то методи планування ремонтів повинні ґрунтуватися на розгорнутих у часі математичних зв'язках між характеристиками ТЕС міських вулиць і доріг та вихідними характеристиками роботи рухомого складу.

Вивчення області досліджень показало, що спеціальних системних досліджень, які забезпечили б створення таких методик для специфічних міських умов, практично не проводилося. Дана задача вирішувалася шляхом пристосування до міських умов результатів розробок для доріг загального користування. Таке пристосування не завжди є вдалим, оскільки воно не дозволяє достатньо повно враховувати специфіку роботи міських вулиць і доріг. У той же час протяжність міських ВДМ в Україні складає близько 40% від протяжності мережі доріг загального користування. Тому відсутність спеціальних досліджень для міських умов у цьому напрямку зумовлює необхідність проведення даного наукового дослідження та визначає особливу його актуальність.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України за темами 2004 - 2008 рр. "Удосконалення технологій проектування, будівництва та експлуатації доріг з урахуванням екологічних заходів покращення стану довкілля" (РК №104U003336) і 2009 - 2013 рр. "Удосконалення технології проектування, будівництва та експлуатації дорожніх конструкцій та штучних споруд із застосуванням сучасних моделей, матеріалів та виробів" (РК №0109U000646), планів науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт Державної служби автомобільних доріг України на 2006 рік "Розробити та запровадити систему заснування ресурсного забезпечення виконання програм робіт на дорогах державного значення" (РК №0106U010887).

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження - розробити метод ТЕО ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів на основі аналізу їх економічної ефективності.

Основні задачі дослідження:

1. Провести аналіз інформації про результати попередніх наукових досліджень і визначити основні напрямки удосконалення методів обґрунтування дорожньо-ремонтних робіт у міських умовах.

2. Розробити теоретичні основи методу ТЕО ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів.

дорожній ремонтний населений пункт

3. Визначити закономірності процесу формування техніко-економічних показників роботи рухомого складу автомобільного транспорту в залежності від ТЕС міських вулиць і доріг.

4. Визначити закономірності процесу зміни ТЕС проїзної частини міських вулиць і доріг у період служби в залежності від властивостей дорожніх конструкцій та умов їх роботи.

5. Розробити методику ТЕО програм ремонтно-відновлювальних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів.

Об'єкт дослідження - процес обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів.

Предмет дослідження - удосконалення методів обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на ВДМ міських населених пунктів.

Методи дослідження. Теоретико-експериментальні дослідження базувалися на використанні основних положень і закономірностей теорії автомобіля, аналізу випадкових процесів взаємодії автомобілів з проїзною частиною і результатів цієї взаємодії, аналізу взаємозв'язку техніко-економічних показників роботи рухомого складу із станом і властивостями дорожніх конструкцій вулиць і доріг. Основним методом експериментальних досліджень є пасивний експеримент з формуванням систем ділянок підконтрольної експлуатації на міських ВДМ із використанням методів математичного планування експерименту. Отримані дані аналізували з використанням кореляційних методів та методів теорії імовірностей. На основі цих результатів будували необхідні математичні залежності.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Розроблено новий науковий підхід до планування дорожніх ремонтно-експлуатаційних робіт у міських умовах.

2. Розроблено моделі прогнозування дорожньо-транспортної собівартості (ДТС) на міських вулицях і дорогах різних груп у залежності від ТЕС їх проїзної частини, властивостей дорожніх конструкцій та умов їх роботи.

3. Удосконалено математичну модель розподілу руху по ширині міських автомагістралей із шестисмуговою проїзною частиною як випадкового процесу, що формується факторами різної природи.

4. Скориговано базову модель прогнозування зміни рівності проїзної частини міських вулиць і доріг у часі з врахуванням впливу щільності розташування люків колодязів інженерних мереж у межах їх проїзної частини.

Практичне значення отриманих результатів. На основі отриманих результатів дослідження розроблена методика ТЕО програм ДРВР на міських вулично-дорожніх мережах. Розроблена методика прийнята для дослідного впровадження в системі комунальної корпорації "Київавтодор" і використана в практичній роботі Дарницького та Подільського районних ШЕУ м. Києва. Численні розрахунки, які проводилися для реальних міських дорожніх об'єктів, показали, що впровадження методики може забезпечити підвищення коефіцієнта економічної ефективності вкладень у ремонти міських дорожніх об'єктів в межах 4 - 10 %, в залежності від виду конструкцій дорожніх об'єктів та умов руху на них.

Окремі результати дисертаційної роботи також використані в навчальному процесі при розробці програм лекційних занять та в дипломному проектуванні з дисциплін "Експлуатація автомобільних доріг" (спецкурс) і "Будівництво та експлуатація міських та сільськогосподарських доріг".

Особистий внесок здобувача. За матеріалами дисертації здобувачем у співавторстві опубліковано 6 статей у виданнях, що входять у перелік ВАК. У роботі [1] визначено основний напрямок підвищення обґрунтованості рішень при плануванні ДРВР у міських умовах. У [2] досліджено процес формування ДТС на міських вулицях і дорогах у залежності від їх ТЕС. У [3] побудовано моделі для прогнозування розподілу руху по ширині міських доріг із шестисмуговою проїзною частиною. У [4] вивчено процес формування швидкісних режимів руху автомобілів на міських вулицях і дорогах. У [5] розроблено формулу для прогнозування обсягів дрібних руйнувань асфальтобетонних покриттів міських вулиць і доріг у процесі їх служби. У [6] вивчено вплив щільності розташування люків оглядових колодязів інженерних мереж на процес зміни рівності проїзної частини міських вулиць і доріг у часі.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дослідження були представлені і обговорювалися на міжнародній науково-технічній конференції "Сучасні проблеми та перспективи розвитку дорожньо-будівельного комплексу України" (Київ, 2004 р.), міжнародній науково-технічній конференції молодих вчених і аспірантів "Современные технологии строительства и эксплуатации автомобильных дорог" (Харків, 2008 р.), 60-й науковій конференції професорсько-викладацького складу і студентів Національного транспортного університету (Київ, 2004 р.), 61-й науковій конференції професорсько-викладацького складу і студентів Національного транспортного університету (Київ, 2005 р.), 62-й науковій конференції професорсько-викладацького складу, аспірантів, студентів та структурних підрозділів Національного транспортного університету (Київ, 2006 р.), 63-й науково-практичній конференції науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів Національного транспортного університету (Київ, 2007 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 15 робіт у наукових фахових виданнях, з яких 6 статей у виданнях, що входять у перелік ВАК.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, 4-х розділів, висновків, 6 додатків, а також списку використаних джерел, який включає 181 найменування. Загальний обсяг 240 сторінок, з них 186 сторінок основного тексту, який містить 30 рисунків та 25 таблиць, 30 сторінок додатків.

Основний зміст роботи

У першому розділі проаналізовано стан досліджень в області обґрунтування і планування ДРВР в умовах міських населених пунктів та визначено основні напрямки удосконалення існуючих методів.

Розробці методів, призначених для підвищення обґрунтованості програм ДРВР, присвячені роботи вітчизняних і зарубіжних вчених: К.С. Теренецького, В.М. Сіденко, О.К. Біруля, М.Б. Корсунського, С.І. Міховича, С.С. Кизими, В.Е. Кагановича, І.О. Золотаря, О.П. Васильєва, В.К. Апестіна, В.В. Філіпова, Є.Д. Прусенка, Р. Адамса, Ц. Кейроса, Д. Сімеонова та ін.

Дослідження цих авторів забезпечили розробку всіх діючих нині підходів до планування ДРВР. Найбільш ефективним і таким, що відповідає сучасним вимогам, є підхід до планування робіт на основі техніко-економічного аналізу використання ресурсів. Такий підхід сьогодні реалізовано у вітчизняній системі управління станом дорожніх покриттів (СУСП), розробленої групою вчених НТУ під керівництвом проф.С. С. Кизими для умов служби заміських доріг. СУСП побудована за принципом техніко-економічної оптимізації стратегій дорожньо-ремонтних робіт. З 2001 року СУСП діє в системі Укравтодору і ефективно вирішує задачі середньо - і довгострокового планування робіт.

Вивчення області дослідження показало, що спеціальних системних досліджень, які забезпечили б створення таких методик для специфічних міських умов, практично не проводилося. Дана задача вирішувалася шляхом пристосування до міських умов результатів розробок для заміських доріг. Таке пристосування не може вважатися вдалим, оскільки не дозволяє враховувати специфіку роботи міських вулиць і доріг.

Таким чином, основним напрямком удосконалення методів обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт в міських умовах є розробка методики планування ремонтів на основі аналізу їх економічної ефективності з урахуванням особливостей роботи як дорожніх конструкцій, так і рухомого складу. Проведений аналіз дозволив сформулювати мету та задачі дослідження.

У другому розділі розроблено основи концепції методу ТЕО програм ДРВР на міських вулично-дорожніх мережах.

У відповідності з розробленою концепцією, на відміну від існуючої практики, формування програм ДРВР необхідно проводити у 4 послідовні етапи:

1) комісійне обстеження вулично-дорожньої мережі з метою формування переліку дорожніх об'єктів, які з певних причин потребують ремонту;

2) обґрунтування технічної потреби та необхідного виду ремонту для кожного із відібраних дорожніх об'єктів;

3) визначення техніко-економічних наслідків проведення встановлених видів ремонтів для кожного із відібраних дорожніх об'єктів;

4) ранжування дорожніх об'єктів за рівнем техніко-економічних наслідків їх ремонтів та формування річної програми ремонтно-відновлювальних робіт у межах передбачених бюджетом на ці роботи обсягів фінансових ресурсів.

Викладено теоретичні основи формування узагальнених моделей для прогнозування техніко-економічних наслідків проведення ремонтів.

Доведено, що ефективність ремонтів міських вулиць і доріг необхідно оцінювати в межах міжремонтного періоду їх служби за величиною коефіцієнта економічної ефективності вкладень Ке. Для його визначення необхідно дослідити процес формування ДТС в умовах міських вулиць і доріг в залежності від їх ТЕС. Формула для визначення ДТС має вигляд

, (1)

де - відповідно вартість капітального та поточного (середнього) ремонтів;

, - сумарні середньорічні за період Т витрати відповідно на поточний (дрібний) ремонт і утримання вулиць і доріг та транспортні витрати;

Е - коефіцієнт приведення різночасових вкладень до нульового року.

На рівні теоретичних досліджень доведено, що найбільш ефективними є такі плани ремонтів, які якомога більше наближаються до оптимальних, тобто будуть забезпечувати найбільше зниження ДТС при найменших вкладеннях. Розкрито специфіку формування ДТС в міських умовах та встановлено основні зв'язки між її складовими і дорожніми факторами, які характеризують властивості дорожніх конструкцій та умови їх служби.

Встановлено, що ДТС залежить від собівартості перевезень, яка формується швидкісними режимами руху автомобілів і складається із витрат на пальне, на гуму та організаційно-паркових витрат. Показано, що для вирішення задач дослідження найбільш доцільно використати залежність запропоновану проф. Теренецьким К.С., оскільки вона виходить саме із врахування впливу стану проїзної частини на основні складові собівартості перевезень

, (2)

де , - відповідно вартість витраченого автомобілем пального та витрати на гуму;

- коефіцієнт, який враховує паркові витрати;

, - відповідно швидкість руху автомобіля та плече його пробігу;

, - коефіцієнти, які характеризують організацію автогосподарств.

Інтегральним показником ТЕС міських вулиць і доріг прийнято рівність їх проїзної частини S, оскільки вона відображає стан та особливості служби дорожніх конструкцій і безпосередньо впливає на тягово-швидкісні і паливно-економічні показники роботи автомобілів.

Таким чином, побудова математичної моделі прогнозування собівартості перевезень на міських вулицях і дорогах зводилася до пошуку окремих залежностей:

; (3)

де - рівень завантаженості проїзної частини рухом;

; (4)

. (5)

Побудова (3) теоретичним шляхом значно ускладнюється з причин випадкової природи формування швидкісних режимів руху автомобілів. Тому подальші дослідження проводили експериментальним шляхом безпосередньо в натурних умовах. При цьому вони базувалися на таких судженнях:

швидкісні режими руху автомобілів на міських вулицях і дорогах описуються сімейством кривих, які з погіршенням S та із збільшенням повинні мати монотонно спадаючий характер і при досягненні певних критичних значень цих факторів рух буде вироджуватися в колонний із швидкостями, характерними для кожної із груп доріг;

розподіли швидкостей руху автомобілів у поперечних перетинах міських вулиць і доріг, враховуючи випадкову природу їх формування, повинні підпорядковуватися закону, близькому до нормального.

Для побудови (4) базувалися на використанні залежностей, відомих із теорії автомобіля. На основі трансформування цих формул до задач дослідження побудовано математичну модель для визначення витрат палива автомобілем у процесі його руху в залежності від і S.

За результатами аналізу результатів ряду досліджень побудовано математичний вираз для прогнозування зміни відносного зносу гуми автомобілів у залежності від рівності проїзної частини міських вулиць і доріг

. (6)

Доведено, що рівність проїзної частини міських багатосмугових автомагістралей доцільно оцінювати середньозваженим для смуг показником рівності з урахуванням фактичного рівня завантаженості їх рухом. Встановлено, що основними факторами, які впливають на формування процесу розподілу руху по смугах міських автомагістралей, є рівень завантаженості проїзної частини рухом z, інтенсивність руху пішоходів на тротуарах , відсоток вантажних автомобілів та пасажирського транспорту у потоці , наявність тимчасових зупинок автомобілів у межах першої смуги руху , видимість дорожньої розмітки , поздовжній ухил та рівність проїзної частини. У зв'язку із труднощами теоретичного вивчення багатофакторного випадкового процесу, цю задачу віднесено до задач експериментальних досліджень.

Вивчення природи процесу зміни стану проїзної частини міських вулиць і доріг дозволило зробити такі висновки. Деградація стану дорожніх одягів - це негативний процес, який є монотонно зростаючим у часі. Його протікання передусім пов'язане з процесами втомлювання в шарах дорожніх конструкцій, які зумовлені комплексною дією великої кількості факторів різної природи. Основними із них є: запас міцності дорожнього одягу по відношенню до існуючого руху та неоднорідність його міцнісних властивостей; вантажний режим роботи одягу; міцнісні властивості матеріалів; грунтово-гідрологічні і погодно-кліматичні умови його служби та ін. За результатами аналізу досліджень встановлено, що фізичну суть процесу зміни рівності проїзної частини доріг в часі найбільш повно розкриває математична модель, яку розроблено для умов служби заміських доріг і яку використано в СУСП

, (7)

де - початкове значення показника рівності проїзної частини, см/км;

- комплексний параметр, який враховує властивості дорожньої конструкції і умови її роботи, визначається як функціонал параметрів: - коефіцієнта запасу міцності дорожнього одягу; - коефіцієнта неоднорідності міцності одягу; - зведеної до асфальтобетону товщини верхніх зв'язних шарів одягу; - показника структурної міцності несучого дискретного шару одягу; , - коефіцієнтів, які враховують дорожньо-кліматичну зону та тип місцевості за характером зволоження; - інтенсивності руху в розрахункових осьових навантаженнях групи А2; - ширини смуги руху, м.;

- показник середньорічного приросту руху на дорозі.

Враховуючи однакову природу процесу деградації рівності проїзної частини доріг у заміських і в міських умовах, модель (7) доцільно використати в якості базової для міських умов. Специфічні міські умови, до яких передусім треба віднести наявність на проїзній частині вулиць і доріг люків колодязів інженерних мереж, запропоновано враховувати параметром як функції щільності розташування колодязів на проїзній частині . Побудову цієї функції віднесено до задач експериментальних досліджень.

У третьому розділі описано та наведено результати експериментальних досліджень.

Загальним методом експериментальних досліджень прийнято пасивний експеримент. Переваги його над іншими полягають у тому, що він виключає будь-який процес моделювання і дозволяє без втручання в об'єкт дослідження отримувати надійну та достатньо повну інформацію про нього.

Для визначення більшості параметрів і показників у дослідженні використано стандартні методи і методики. Певного уточнення потребувала методика визначення миттєвих швидкостей руху автомобілів. В умовах інтенсивного руху для вирішення цієї задачі використано метод відеозйомки. В інших випадках швидкості руху автомобілів вимірювали приладом "Рубіж".

Забезпечення адекватного відображення досліджуваних процесів вирішувалося шляхом відповідного формування систем ділянок підконтрольної експлуатації та визначення умов проведення досліджень. У перелік цих ділянок увійшли ділянки вулиць і доріг міст Києва, Чернігова, Житомира та Вінниці.

Першим досліджували процес розподілу руху на міських автомагістралях. Враховуючи багатофакторність процесу, дослідження проводили із використанням методу математичного планування експерименту.

Відомими математичними прийомами на основі отриманих даних ранжували роль факторів у процесі. З урахуванням теоретично встановленого переліку факторів, які формують процес розподілу, та імовірних рівнів їх варіювання було побудовано матрицю експерименту. У відповідності з побудованою матрицею експерименту сформували систему ділянок підконтрольної експлуатації, на якій і було реалізовано пасивний експеримент. За результатами експерименту методами кореляційного аналізу отримано математичну модель досліджуваного процесу

(8)

Перевірка моделі (8) методами теорії імовірностей показала, що розподіл відносних похибок від апроксимації процесу моделлю близький до нормального з центром розподілу, близьким до 0 ( і відповідно для першої і другої смуг руху) і середньоквадратичними відхиленнями , . Діапазон можливих похибок від апроксимації процесу моделлю (8) з довірчою імовірністю не виходить за межі: ; .

Дослідження швидкісних режимів руху автомобілів проводили у два етапи. І-й етап полягав у перевірці прийнятої гіпотези про близькість розподілу швидкостей руху автомобілів у поперечних перетинах міських вулиць і доріг до нормального. Перевірка даних 20-ти експериментів за л-критерієм Колмагорова підтвердила прийняту гіпотезу. Виходячи з цього, на ІІ-у етапі визначали характеристики розподілів миттєвих швидкостей руху автомобілів і для кожного із 130 експериментів і будували математичні вирази їх зміни в залежності від рівності проїзної частини та рівня завантаженості ділянок рухом. Конкретний вигляд функцій і , де - група міських вулиць і доріг (А, Б, В), встановлювали на основі кореляційного аналізу.

Результати дослідження довели, що швидкісні режими руху автомобілів на міських вулицях і дорогах описуються сімейством монотонно убуваючих кривих і при наближенні факторів, які формують процес, до певних критичних значень, рух на них вироджується у колонний із швидкостями автомобілів, характерними для кожної із груп доріг.

При апроксимуванні зв'язків і встановлено, що емпіричним даним найкраще відповідають залежності виду і відповідно. За результатами оброблення даних уперше для міських населених пунктів України отримані математичні моделі (9), (10) та (11) для визначення параметрів швидкісних режимів руху автомобілів на міських вулицях і дорогах різних груп:

, (9)

, (10)

. (11)

Результати оцінки точності моделей (9) - (11) показали, що розподіли відносних похибок від апроксимації процесу моделями близькі до нормального з центрами розподілу, близькими до 0, а діапазони її практично можливих похибок з довірчою імовірністю не виходять за межі: , , для вулиць і доріг груп А, Б і В. Дослідження зміни рівності проїзної частини вулиць і доріг теж проводили в два етапи. І-й етап полягав у перевірці можливості використання моделі (7) в якості базової для міських умов. Його реалізацію проводили шляхом співставлення розрахованих і фактичних значень комплексного параметра , оскільки саме цей параметр у моделі (7) формується сукупністю фізичних факторів, які відображають індивідуальні особливості конструкцій та визначають кінетику деградації їх стану. З метою наближення умов роботи міських доріг до заміських дослідження на І-у етапі проводили на ділянках підконтрольної експлуатації, проїзна частина яких вільна від оглядових колодязів.

Фактичні значення параметра визначали за формулою

. (12)

Значення і визначали на основі безпосередніх натурних вимірювань. Результати співставлення підтвердили наявність тісної позитивної кореляції між розрахованими і фактичними значеннями параметра (рис. 1).

Рис. 1. Графічне представлення зв'язку

Отримане значення коефіцієнта кореляції вказує на близькість зв'язку між і до лінійного (І - перший етап дослідження).З використанням методу найменших квадратів, статистичний зв'язок описано рівнянням

. (13)

Адекватність (13) підтверджена перевіркою за критерієм Фішера.

Таким чином, доведено, що (7) надійно працює в міських умовах при відсутності на проїзній частині вулиць і доріг колодязів інженерних мереж.

Аналогічним шляхом розраховували значення параметрів і (ІІ - другий етап дослідження) для ділянок підконтрольної експлуатації з різною щільністю колодязів на проїзній частині n (шт. на 1 км). За результатами обробки експериментальних даних отримали математичний зв'язок , який має вигляд

. (14)

З використанням (14) відкоригована базова модель (7)

. (15)

Певну увагу в дисертації приділено дослідженню процесу накопичення обсягів дрібних руйнувань асфальтобетонних покриттів міських вулиць і доріг. За результатами теоретичних досліджень встановлено, що інтенсивність виникнення дрібних руйнувань нежорстких одягів перш за все пов'язана із запасом їх міцності по відношенню до існуючого руху. Для побудови математичного зв'язку використані експериментальні дані проф. Васильєва О.П. Кінцевий вираз для прогнозування цих руйнувань має вигляд

, (16)

де - очікувані на t-й рік служби одягу руйнування покриття в % від загальної площі проїзної частини.

Значення коефіцієнта ш, який при розрахунках дорожньо-транспортної собівартості враховує обсяги робіт з утримання міських вулиць і доріг, визначали на основі звітних даних дорожньо-експлуатаційних підприємств міст Києва, Чернігова та Вінниці про обсяги виконаних ними робіт за рік з поточного (дрібного) ремонту і утримання балансових дорожніх об'єктів. За розрахунками середнє значення коефіцієнта ш для міських умов складає ш=1,56.

Четвертий розділ присвячений розробці методики ТЕО програм ремонтно-відновлювальних робіт на міських ВДМ. Для її розробки на основі отриманих результатів теоретичних і експериментальних досліджень розроблено ряд математичних моделей, які враховують властивості дорожніх конструкцій та умови їх роботи, зокрема: прогнозування зміни рівності проїзної частини міських вулиць і доріг; прогнозування швидкісних режимів руху автомобілів на міських вулицях і дорогах різних груп; прогнозування собівартості перевезень на міських вулицях і дорогах.

З використанням розроблених моделей побудовано економіко-математичні моделі (19) - (21) прогнозування в часі ДТС на міських вулицях і дорогах в залежності від властивостей їх дорожніх конструкцій та умов їх роботи. Ці моделі склали основу розробленої методики.

У відповідності із розробленою концепцією методу ТЕО ремонтно-експлуатаційних робіт на ВДМ міських населених пунктів методика передбачає формування програм ремонтів за величиною коефіцієнта економічної ефективності вкладень . Формування програм ремонтів проводять окремо для робіт із капітального і поточного (середнього) ремонтів. Для об'єктів капітального ремонту розраховують за формулою

; (17)

- для об'єктів поточного (середнього) ремонту - за формулою

, (18)

де , , - сумарна приведена середньорічна за міжремонтний період ДТС на дорожньому об'єкті відповідно при умовному "нульовому" варіанті його утримання (тобто коли його ТЕС підтримується за рахунок тільки поточного (дрібного) ремонту і утримання), при капітальному та поточному (середньому) ремонтах. Для їх визначення розроблено три економіко-математичні моделі

(19)

(20)

(21)

Наведені у нерозкритому вигляді функції параметрів моделей (19) - (21) визначають за нижче приведеними формулами

(22)

; (23)

; (24)

; (25)

; (26)

; (27)

; (28)

. (29)

Для визначення показника рівності проїзної частини міських вулиць і доріг в t-ий рік служби їх одягу використовують модель (15), а для визначення - моделі (9) - (11), в залежності до якої групи міських вулиць і доріг дорожній об'єкт відноситься.

За браком об'єму автореферату детальне описання параметрів розроблених економіко-математичних моделей, а також порядок використання методики наведено в дисертаційній роботі.

Розроблена методика прийнята для дослідного впровадження в системі комунальної корпорації "Київавтодор". Її положення використані в практичній роботі Дарницького та Подільського районних шляхово-експлуатаційних управлінь м. Києва.

Отримані в роботі математичні моделі дозволяють також вирішувати ряд практичних задач дорожнього виробництва в міських умовах, зокрема:

- економічно обґрунтовано управляти транспортно-експлуатаційним станом міських вулиць і доріг у процесі їх нормальної експлуатації;

- проектувати дорожні одяги із заданими властивостями для забезпечення збереження їх необхідного рівня якості в період експлуатації;

- прогнозувати обсяги поточного (дрібного) ремонту вулиць і доріг;

- визначати і прогнозувати у часі зміни параметрів швидкісних режимів руху автомобілів на міських вулицях і дорогах різних груп у залежності від стану, властивостей їх дорожніх конструкцій та обсягів руху на них;

- проектувати дорожні одяги із заданими параметрами зміни характеристик швидкісних режимів руху автомобілів у процесі нормальної експлуатації міських вулиць і доріг та ін.

Висновки

У дисертації наведене нове вирішення наукової задачі підвищення обґрунтованості програм дорожніх ремонтно-відновлювальних робіт в міських умовах, що забезпечує визначення шляхів більш ефективного використання ресурсів. За результатами дослідження отримано такі висновки.

1. Проблема удосконалення методів обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на міських ВДМ зумовлена необхідністю підвищення ефективності використання ресурсів на їх проведення. Особливо це стосується дорожніх ремонтно-відновлювальних робіт - капітального та поточного (середнього) ремонтів дорожніх одягів, оскільки на ці роботи міські дорожні господарства щорічно витрачають близько 70 % своїх бюджетів.

Одним із ключових напрямків вирішення цієї проблеми є розробка методу обґрунтування ремонтів на основі їх техніко-економічного аналізу. Сьогодні такі методи для специфічних міських умов відсутні.

2. У дисертації розроблено теоретичні основи ТЕО дорожніх ремонтно-відновлювальних робіт у міських умовах. У відповідності з ними обґрунтування ремонтів необхідно проводити в чотири послідовні етапи:

а) комісійне обстеження вулично-дорожньої мережі та формування переліку дорожніх об'єктів, які з певних причин потребують ремонту;

б) обґрунтування технічної потреби та необхідного виду ремонту для кожного із відібраних дорожніх об'єктів;

в) визначення техніко-економічних наслідків проведення встановлених видів ремонтів для кожного із відібраних дорожніх об'єктів;

г) ранжування дорожніх об'єктів за рівнем техніко-економічних наслідків їх ремонтів та формування річної програми ремонтно-відновлювальних робіт у межах передбачених бюджетом на ці роботи обсягів фінансових ресурсів.

Другий етап обґрунтування ремонтів необхідно проводити на основі аналізу відповідності міцнісних властивостей дорожніх конструкцій вимогам руху за трьома критеріями - опору пружному прогину дорожньої конструкції, опору зсуву в ґрунтах і шарах із малозв'язних матеріалів і опору шарів із монолітних матеріалів розтягу при згині і на стиск у верхньому поясі.

Оцінку техніко-економічних наслідків ремонтів необхідно проводити за коефіцієнтом економічної ефективності вкладень . Його необхідно визначати як відношення розміру зниження сумарної приведеної середньорічної ДТС на дорожньому об'єкті за міжремонтний період у результаті його ремонту до обсягів вкладень, які викликали це зниження. При цьому зниження сумарної приведеної середньорічної ДТС являє собою ефект від ремонтних вкладень в результаті покращення тягово-швидкісних і паливно-економічних показників роботи автомобілів. Основними з цих показників, які формують ДТС і безпосередньо залежать від ТЕС вулиць і доріг, є швидкості руху автомобілів, витрати ними палива, витрати на гуму і організаційно-паркові витрати.

3. Інтегральним показником ТЕС вулиць і доріг необхідно приймати показник рівності їх проїзної частини. Він є техніко-економічним показником, оскільки безпосередньо впливає на техніко-економічні показники роботи автомобілів, а процес поступової деградації рівності характеризує особливості роботи конструкцій в період їх експлуатації.

Доведено, що для прогнозування зміни рівності вулиць і доріг у часі, за умов відсутності в межах їх проїзної частини люків колодязів інженерних мереж, можна використати математичну модель, розроблену для умов служби заміських доріг. Специфічні міські умови, які зумовлені наявністю люків на проїзній частині вулиць і доріг треба враховувати отриманою залежністю, яка представляє собою функцію щільності їх розташування на проїзній частині.

4. Доведено, що рівність багатосмугової проїзної частини вулиць і доріг, у зв'язку із випадковим саморегульованим процесом розподілу руху по ширині їх проїзної частини, необхідно оцінювати середньозваженим для смуг показником рівності з урахуванням рівня завантаженості їх рухом. Встановлено, що основними факторами, які формують цей процес, є рівень завантаженості проїзної частини рухом, інтенсивність руху пішоходів на тротуарах, відсоток вантажних автомобілів та пасажирського транспорту у потоці, наявність тимчасових зупинок автомобілів у межах першої смуги руху, видимість дорожньої розмітки, поздовжній ухил та рівність проїзної частини.

5. Встановлено, що швидкісні режими руху автомобілів у міських умовах описуються сімейством монотонно убуваючих кривих, які представляють собою функції рівності проїзної частини та рівня завантаженості її рухом . У поперечних перетинах вулиць і доріг швидкості руху автомобілів підпорядковуються закону близькому до нормального. При погіршенні та із збільшенням до певних критичних значень рух на вулицях і дорогах вироджується в колонний.

6. На основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень розроблено ряд математичних моделей, які в залежності від властивостей дорожніх конструкцій та умов їх роботи дозволяють прогнозувати в часі: швидкісні режими руху автомобілів на міських вулицях і дорогах різних груп, розподіл руху по ширині міських вулиць і доріг із шестисмуговою проїзною частиною, собівартість перевезень на міських вулицях і дорогах. Отримано залежність для прогнозування обсягів дрібних руйнувань асфальтобетонних покриттів міських вулиць і доріг в процесі їх служби. З використанням отриманих моделей побудовані економіко-математичні моделі для прогнозування сумарної приведеної середньорічної за міжремонтний період ДТС на міських вулицях і дорогах різних груп.

На основі побудованих економіко-математичних моделей розроблена методика ТЕО програм ремонтно-відновлювальних робіт на ВДМ міських населених пунктів. Методика прийнята для дослідного впровадження в системі комунальної корпорації "Київавтодор".

Проведені з використанням методики розрахунки показали, що її впровадження може забезпечити підвищення в межах 4 - 10 %, в залежності від виду конструкцій дорожніх об'єктів та умов руху на них.

Список опублікованих робіт по темі дисертації

1. Роман С.В. Теоретичні основи оптимізації програм ремонтно-відновлювальних робіт на мережі доріг міських населених пунктів / С.С. Кизима, С.В. Роман // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво: зб. наук. праць: Вип.67. - К.: НТУ, 2003. - С.81 - 88.

2. Роман С.В. До формування транспортної складової дорожньо-транспортних витрат як функції стану проїзної частини в специфічних умовах міських населених пунктів / С.С. Кизима, С.В. Роман // Містобудування та територіальне планування: зб. наук. праць: Вип.21. - К.: КНУБА, 2005. - С.131 - 139.

3. Роман С.В. Дослідження процесу розподілу руху по смугах багатосмугових міських магістралей / О.І. Богданов, С.В. Роман, С.С. Кизима // Містобудування та територіальне планування: зб. наук. праць: Вип.23. - К.: КНУБА, 2006. - С.21 - 30.

4. Роман С.В. Дослідження впливу дорожніх факторів на швидкісні режими міських автомагістралей / С.В. Роман, В.В. Нечитайло, С.С. Кизима // Містобудування та територіальне планування: зб. наук. праць: Вип.26. - К.: КНУБА, 2007. - С.249 - 258.

5. Роман С.В. До прогнозування обсягів робіт з поточного дрібного ремонту та утримання міських доріг / С.С. Кизима, С.В. Роман // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво: зб. наук. праць: Вип.75. - К.: НТУ, 2008. - С.223 - 226.

6. Роман С.В. Дослідження процесу деградації стану міських вулиць і доріг / С.В. Роман, С.С. Кизима // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво: зб. наук. праць: Вип.76. - К.: НТУ, 2008. - С.102 - 108.

7. Роман С.В. Закономірності деградації рівності нежорстких одягів міських доріг / С.В. Роман, С.С. Кизима // Материалы международной научно-техн. конф. молодых ученых и аспирантов "Современные технологии строительства и эксплуатации автомобильных дорог", 24 - 25 апреля 2008 г. / М-во образования и науки Украины, Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет. - Х.: ХНАДУ, 2008. - С.289 - 302.

8. Роман С.В. Шляхи підвищення оптимальності обґрунтувань дорожньо-ремонтних робіт на вулично-дорожній мережі міст / С.С. Кизима, С.В. Роман // 60-та ювілейна наук. конф. НТУ: тези доповідей. - К.: НТУ, 2004. - С.47.

9. Роман С.В. Оптимізація програм ремонтно-відновлювальних робіт на мережі доріг міських населених пунктів як найважливіший шлях підвищення їх ефективності / С.С. Кизима, С.В. Роман // Міжнародна наук. - техн. конф. присвячена 60-річчю НТУ "Сучасні проблеми та перспективи розвитку дорожньо-будівельного комплексу України", 30 вересня - 1 жовтня 2004 р. / М-во освіти і науки України, М-во транспорту України [та ін.]. - К.: НТУ, 2004. - С.23.

10. Роман С.В. Підвищення оптимальності обґрунтувань дорожньо-ремонтних робіт на вулично-дорожній мережі міст / С.С. Кизима, С.В. Роман // Міжнародна наук. - техн. конф. присвячена 60-річчю НТУ "Сучасні проблеми та перспективи розвитку дорожньо-будівельного комплексу України", 30 вересня - 1 жовтня 2004 р. / М-во освіти і науки України, М-во транспорту України [та ін.]. - К.: НТУ, 2004. - С.40.

11. Роман С.В. Оптимізація програм ремонтно-відновлювальних робіт на мережі доріг міських населених пунктів як найважливіший шлях підвищення їх оптимальності / С.С. Кизима, С.В. Роман // 61-а наук. конф. професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів НТУ: тези доповідей. - К.: НТУ, 2005. - С.73.

12. Роман С.В. Удосконалення оптимізації програм ремонтно-відновлювальних робіт на мережі доріг міських населених пунктів / С.С. Кизима, С.В. Роман // 62-а наук. конф. професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів НТУ: тези доповідей. - К.: НТУ, 2006. - С.87-88.

13. Роман С.В. Швидкісні режими міських доріг та вулиць як критерій ефективності їх транспортної роботи / С.В. Роман // 63-я наук. конф. професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів НТУ: тези доповідей. - К.: НТУ, 2007. - С.100 - 101.

14. Роман С.В. До підвищення ефективності використання фінансових ресурсів для проведення ремонтно-експлуатаційних робіт на мережі доріг міських населених пунктів / С.С. Кизима, С.В. Роман // 63-я наук. конф. професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів НТУ: тези доповідей. - К.: НТУ, 2007. - С.104.

15. Роман С.В. До прогнозування зміни транспортно-експлуатаційного стану міських вулиць і доріг в процесі їх служби / С.В. Роман // 65-а наук. конф. професорсько-викладацького складу, аспірантів і студентів НТУ: тези доповідей. - К.: НТУ, 2009. - С.74.

Анотація

Роман С.В. Удосконалення методів обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.11 - автомобільні шляхи та аеродроми. - Національний транспортний університет, Київ, 2009.

Дисертація присвячена удосконаленню методів обґрунтування ремонтно-експлуатаційних робіт на вулично-дорожніх мережах міських населених пунктів.

За результатами проведеного дослідження розроблено методику техніко-економічного обґрунтування програм ремонтно-відновлювальних робіт на міських вулично-дорожніх мережах на основі аналізу їх економічної ефективності.

Розроблена методика базується на економіко-математичних моделях, які дозволяють прогнозувати дорожньо-транспортну собівартість на міських вулицях і дорогах різних груп у процесі їх служби в залежності від рівності їх проїзної частини, властивостей дорожніх конструкцій та умов їх роботи. Методика забезпечує формування програм ремонтно-відновлювальних робіт із дорожніх об'єктів, які забезпечують найбільше значення коефіцієнта економічної ефективності вкладень і тим самим визначає шляхи більш ефективного використання фінансових ресурсів міськими дорожніми господарствами. При цьому ефективність вкладень у ремонти міських вулиць і доріг оцінюють за певний період служби ресурсів, рівний міжремонтним строкам служби їх дорожніх одягів і покриттів.

Ключові слова: міські вулиці і дороги, ремонтно-відновлювальні роботи, економіко-математична модель, ефективність вкладень.

Аннотация

Роман С.В. Усовершенствование методов обоснования ремонтно-эксплуатационных работ на улично-дорожных сетях городских населенных пунктов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.11 - автомобильные дороги и аэродромы. - Национальный транспортный университет, Киев, 2009.

Диссертация посвящена усовершенствованию методов обоснования ремонтно-эксплуатационных работ на улично-дорожных сетях городских населенных пунктов.

В результате проведенного исследования разработана методика технико-экономического обоснования программ ремонтно-восстановительных работ на городских улично-дорожных сетях на основании анализа их экономической эффективности.

В качестве основного критерия принятия решений при планировании дорожно-ремонтных работ, принят коэффициент экономической эффективности вложений. Его определяют как отношение размера снижения суммарных приведенных среднегодовых за межремонтный период дорожно-транспортных издержек на дорожном объекте в результате его ремонта к объему вложений, которые вызвали это снижение. С целью определения последних, на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработано ряд математических моделей, которые в зависимости от свойств дорожных конструкций и условий их работы позволяют прогнозировать во времени: скоростные режимы движения автомобилей на городских улицах и дорогах, изменение ровности проезжей части городских улиц и дорог, себестоимость перевозок на улицах и дорогах. Получено зависимость для прогнозирования объема мелких разрушений асфальтобетонных покрытий городских улиц и дорог в процессе их службы.

Используемые в методике экономико-математические модели объединяют в себе основные дорожные факторы - ровность проезжей части городских улиц и дорог, а также свойства дорожных конструкций и условия их работы с технико-экономическими показателями работы подвижного состава городского автомобильного транспорта. Это позволяет прогнозировать изменение дорожно-транспортной себестоимости при реализации тех или других видов дорожно-ремонтных работ с целью дальнейшего определения наиболее экономически выгодных путей использования средств при формировании годовых программ работ.

Формирование программ ремонтно-восстановительных работ городскими дорожными хозяйствами с использованием методики позволяет приближать их к оптимальным, и тем самым обеспечивает более эффективное использование средств городских дорожных бюджетов, что в условиях ограниченного финансирования приобретает особую важность, это, во-первых. Во-вторых, планирование дорожных ремонтно-восстановительных работ с использованием методики производится с учетом специфики работы городских улиц и дорог, в том числе и экономической обстановки на них, то есть с учетом интенсивности и состава движения. Такой подход к планированию ремонтов обеспечивает планомерное - год за годом, целенаправленное доведение технического состояния всей городской улично-дорожной сети до уровня диктуемого экономической обстановкой на ней.

Ключевые слова: городские улицы и дороги, ремонтно-восстановительные работы, экономико-математическая модель, эффективность вложений.

Annotation

Roman S.V. Is Improvement of methods of ground of repair-operating works on the street-roads networks of city settlements. It is Manuscript.

Dissertations on the receipt of scientific degree of candidate of engineering's sciences after specialty 05.22.11 are motor-car ways and air fields. It is the National transport university, Kyiv 2009.

Dissertation is devoted to the improvement of methods of ground of repair - operating works on the street-roads networks of city settlements.

As a result of the conducted research the method of feasibility study of the programs of repair-operating works is developed on city street-roads networks on the basis of analysis of them economic efficiency. The developed method is based on economy-mathematical models, which allow forecasting a road transport prime price on city streets and roads of different groups in the process of their service depending on equality them travel part, properties of travelling constructions and terms of their work. A method provides forming of the programs of repair-operating works from travelling objects, which provide the most value of coefficient of economic efficiency of investments and the same determines the ways of more effective use of financial resources municipal travelling economies. Thus, efficiency of investments in repairs of city streets and roads is estimated for certain period of service of resources, even to turnaround times them travelling coverage's.

Key words: city streets and roads, repair-operating works, economy-mathematical model, efficiency of investments.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Методи дослідження дорожнього руху на вулично-дорожніх мережах. Характеристика показників транспортних потоків, інтенсивність руху. Технічні засоби регулювання дорожнього руху, їх загальна характеристика. Конфліктологія на вулично-дорожніх мережах.

    курсовая работа [3,3 M], добавлен 11.12.2012

  • Організація технології відновлювальних робіт на дільниці з ремонту паливної системи автомобілів: розрахунок трудомісткості робіт, підбір спеціалістів, розробка технології розбирально-складальних робіт, оцінка економічної ефективності даного проекту.

    дипломная работа [335,6 K], добавлен 08.09.2011

  • Аналіз існуючої організації перевезень вантажу та виконання техніко-експлуатаційних показників. Дослідження продуктивності автомобіля, вибір маршрутів його руху. Механізація навантажувально–розвантажувальних робіт. Систематизація транспортних зв’язків.

    курсовая работа [913,5 K], добавлен 30.11.2014

  • Характеристика АЗС як системи масового обслуговування: аналіз транспортних потоків, умови обслуговування, організація управління. Розробка, обґрунтування вибору і оцінка ефективності варіантів реконструкції АЗС; побудова сітьового графіка виконання робіт.

    курсовая работа [345,6 K], добавлен 16.04.2013

  • Розрахунок матриці кореспонденцій і матриці найкоротших відстаней. Побудова епюри пасажиропотоків на транспортній мережі. Розрахунок основних техніко-експлуатаційних показників роботи автобусів. Графоаналітичний розрахунок режимів роботи на маршруті.

    курсовая работа [310,4 K], добавлен 26.06.2015

  • Детальна будова безвальної головки блоку ГАЗ-53, таблиця аналізу дефектів на її деталях та вузлах. Економічне обґрунтування способу та методу ремонту. Послідовність демонтажу та визначення дефектів. Техніка безпеки при виконанні ремонтних робіт.

    курсовая работа [5,9 M], добавлен 01.02.2011

  • Фактичний стан залізничної колії. Категорія колій, конструкція та характеристики їх верхньої будови. Обґрунтування виду ремонту колії. Розробка технологічного процесу ремонту та його основні показники. Заходи з охорони праці під час ремонтних робіт.

    курсовая работа [4,7 M], добавлен 31.05.2010

  • Організація ремонту і технічного обслуговування машинно-тракторного парку в господарстві. Розподіл робіт за видами виконання та визначення виробничих програм ремонтно-обслуговуючої бази. Складання маршрутної карти розбирання диференціалу трактора ЮМЗ–6.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.01.2015

  • Вдосконалення діяльності та моделювання стратегії поведінки судноплавної компанії - основного суб’єкта системи транспортного обслуговування зовнішньоекономічної діяльності підприємств. Визначення показників оцінки ефективності транспортної системи.

    дипломная работа [476,5 K], добавлен 01.05.2011

  • Характеристика функціональних та експлуатаційних особливостей ходової частини автомобіля, аналіз факторів, що впливають на зміну її технічного стану. Розробка технологічного процесу. Аналіз робіт з технічного обслуговування та ремонту підвіски автомобіля.

    курсовая работа [891,0 K], добавлен 18.03.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.