Повышение эффективности системы двухэтапной транспортировки: на примере управления твердыми муниципальными отходами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение эффективности системы двухэтапной транспортировки: на примере управления твердыми муниципальными отходами

Основной функцией мусороперегрузочной станции (далее МПС) является обеспечение смешанного автомобильного сообщения. МПС, как элемент транспортно-логистической системы перемещения ТМО, является промежуточным пунктом в логистическом канале продвижения потоков ТМО от пунктов зарождения / сбора (мусоросборные площадки) до пунктов поглощения / ликвидации (мусороперерабатывающие предприятия, пункты приема вторсырья, полигоны захоронения ТБО, свалки) потоков [1]. Поэтому вышеуказанные пункты, как элементы транспортно-логистической системы перемещения ТМО, должны быть включены в общую процедуру формирования этой системы исходя из принципов «интеграции отдельных звеньев логистической цепи в единую систему, обеспечения эффективного взаимодействия и согласованности построения и функционирования всех элементов логистической системы» [2].

Согласно материалам проекта Европейского Сообщества INTERREG IIIA (International Regeneration) самую существенную долю в общей структуре затрат на удаление отходов составляют транспортные затраты и составляют от 20 до 35% от общих расходов на обращение [3].

Повышение экономической эффективности системы двухэтапного транспортирования ТМО (далее ДЭТ) предлагается осуществлять путем пошагового добавления или вычитания перегрузочных станций до нахождения варианта с минимальным значением целевой функции. Добавление МПС осуществляется методом простого перебора поиска экстремума целевой функции [4], вычитание - методом полного перебора всех возможных сочетаний при поиске экстремума целевой функции.

В связи со сложностью задачи алгоритм повышения эффективности системы предлагается описать словесно-формульным способом [5].

Описание алгоритма:

А) Добавление МПС

При добавлении МПС систему с одной новой МПС будем называть «после добавления МПС», а систему, сформированную на предыдущем шаге - «до добавления МПС».

1. Выполняется расчет затрат в системе «до добавления МПС».

Целевая функция задачи:

(1)

ограничения:

(2)

2. Добавляется одна МПС. Эта МПС будет иметь номер d. Параметры объемов перевозок ТМО между соответствующими пунктами - Q_id^a, Q_dk^b (м³/мес.). Аналогично:

; (3)

; (4)

где X_d, Y_d - координаты МПС;

Необходимо определить координаты d-й МПС при условии минимума суммарных затрат на продвижение потоков ТМО.

Целевая функция такой задачи записывается в виде [6]:

(5)

при ограничениях

(6)

Задача (5) - (6) может быть решена численно для каждого значения m.

3. Сравниваются затраты в системах «до добавления МПС» (C'_m) и «после добавления МПС» (C_m + 1). Если C'_m не больше чем C_m + 1, то осуществляется переход к вычитанию МПС из системы (шаги 8-12).

4. Иначе производится корректировка местоположения d-й МПС по методике блока №2.

5. В (1), (2) вычисляются затраты C'_m + 1 в системе «после добавления МПС».

6. Сравниваются затраты в системах «до добавления МПС» (C'_m) и «после добавления МПС» (C'_m + 1). Если затраты C'_m не больше затрат C'_m + 1, то значению затрат C'_m присваивается значение затрат C'_m + 1. В систему вновь добавляется одна станция и процедура проходит новый цикл (1) - (6).

7. Иначе вариант системы «до добавления МПС» объявляется оптимальным, C* = C'_m, m* = m

Примечание: если принято решение о добавлении станции, то пропускная способность станций в уже сформированной системе (после реализации второго блока) должна быть уменьшена на величину разности пропускных способностей «до добавления МПС» и «после добавления МПС» ДW_j^d:

ДW_j^d = W_j - W_j⁽¹⁾, (7)

автомобильный транспортировка логистический

где W_j - пропускная способность j-й МПС «до добавления МПС», j = 1, …, m; - пропускная способность j-й МПС «после добавления МПС», j = 1, …, m.

Вычитание МПС.

При вычитании МПС систему без одной МПС будем называть «после вычитания МПС», а систему на предыдущем шаге - «до вычитания МПС».

8. Из системы вычитается одна МПС и вычисляются затраты C_m^e (e - номер МПС, которая вычитается из системы, e = 1, …, m) всех возможных сочетаний МПС в наборе из m - 1, выбранного из m МПС.

Целевая функция задачи записывается в виде:

(8)

при ограничениях

(9)

Примечания:

а) задача (8), (9) может быть решена численно для каждого значения m;

б) значения расстояний , определяются по фактической дорожной сети;

в) из всех значений модели (8), (9), рассчитанной по всем возможным сочетаниям «после вычитания МПС», выбирается самое минимальное. Это значение будет опорным для последующих шагов вычисления алгоритма

9. Сравниваются затраты в системах «до вычитания МПС» (C'_m) и «после вычитания МПС» (C_m^e). Если C'_m не больше C_m^e, то система «до вычитания МПС» объявляется оптимальной. C* = C'_m, m* = m.

10. Иначе вычисляются разности пропускных способностей каждой перегрузочной станции сети ДW_j⁰, j = 1, …, m, j ? e. От пропускной способности j-й станции «после вычитания МПС» вычитается пропускная способность j-й станции «до вычитания МПС»:

ДW_j⁰ = W_j⁽²⁾ - W_j; (10)

где W_j⁽²⁾ - пропускная способность j-й МПС «после вычитания МПС», j = 1, …, m, j ? e; W_j - пропускная способность j-й МПС «до вычитания МПС», j = 1, …, m.

11. Если есть возможность увеличить производительность каждой перегрузочной станции на величину ДW_j⁰ соответственно, то значению затрат в системе «до вычитания МПС» (C'_m) присваивается значение затрат «после вычитания МПС» (C_m^e), из сети отнимается одна МПС и процедура проходит новый цикл (8) - (11).

12. Иначе сеть «до вычитания МПС» объявляется оптимальной. C* = C'_m, m* = m.

Система двухэтапного транспортирования является одним из звеньев процесса повышения эффективности ликвидации твердых муниципальных отходов, управление которыми остается злободневной проблемой муниципальных хозяйств. Элементами данной системы являются: пункты сбора, пункты ликвидации, специализированные транспортные средства и потоки отходов, а самыми основными элементами, без которых невозможного организовать двухэтапный процесс транспортирования отходов - пункты перегрузки твердых муниципальных отходов с одного подвижного состава на другой (МПС).

Разработана модель повышения эффективности сформированной системы. Необходимость в проведении моделирования и мероприятий, связанных с перестройкой системы, связана с возможным увеличением суммарных расходов при смещении позиций перегрузочных станций относительно оптимальных точек в силу местных условий территории муниципального образования.

Литература

1. Кочерга В.Г., Поздняков М.Н. Современные подходы к разработке комплексных схем организации дорожного движения // Транспорт Российской Федерации // СПб. - №1, 2011. - с. 28-33.

2. Транспортная логистика / Под общей редакцией Л.Б. Миротина. - М.: Издательство «Экзамен», 2002. - 512 с.

3. Управление твердыми бытовыми отходами. Проект Европейского Сообщества INTERREG IIIA «Кооперация в совместном создании системы управления отходами в Псковской области», 2008.

4. Гайдаев В.С., Семчугова Е.Ю. Логистическая оценка доступности объектов для маломобильных групп населения / Вестник Тихоокеанского государственного университета. - №1 (24). - 2012. - С 83-90.

5. Семчугова Е.Ю., Солонская И.Г., Гайдаев В.С Логистическое обеспечение транспортной подвижности пассажиров с ограниченными возможностями здоровья // Известия Ростовского государственного строительного университета. - №14. - Ростов н/Д: Рост. гос. стоит. ун-т, 2010. - С 75-83.

6. Кочерга В.Г., Семчугова Е.Ю., Гайдаев В.С. Логистическая система управления транспортным обеспечением маломобильных групп населения / Безопасность движения в олимпийском Сочи: Материалы Российско-Германской научно-практической конференции в рамках программы «Российско-Германский Год Науки» // Сочинский филиал МАДИ. - Сочи, 2011. - С 54-56.

Размещено на Allbest.ru