МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

Государственный дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт ГИПРОДОРНИИ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПТИМИЗАЦИИ РАЗВИТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ И ПЕРЕДВИЖНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ЗАВОДОВ

 

 

Утверждены Минавтодором РСФСР. Протокол № 13-1 от 11 апреля 1980 г.

Москва 1980

ВВЕДЕНИЕ

Повышение эффективности функционирования дорожного хозяйства тесно связано с осуществлением широкой программы реконструкции действующих асфальтобетонных заводов, с ликвидацией открытых битумных хранилищ, переводом технологических процессов на полуавтоматическое и автоматическое управление, повсеместным обеспечением устройства бункеров-накопителей и силосных складов для минерального порошка, а также оснащением организаций новыми высокоэффективными смесителями большей мощности и современными передвижными АБЗ.

В связи с этим важное значение приобретает разработка перспективных планов комплексного развития и размещения стационарных и передвижных асфальтобетонных заводов с применением экономико-математических методов и ЭВМ.

Увеличение плотности автомобильных дорог вызывает необходимость функционирования передвижных асфальтобетонных заводов не только при скоростном строительстве автомагистралей, но и при рассредоточенном характере потребления асфальтобетонной смеси. Поэтому в данных методических рекомендациях рассматриваются методы оптимизации комплексного развития и размещения стационарных и передвижных АБЗ в условиях рассредоточенного характера потребления.

Существующие недостатки в системе отчетности организаций Минавтодора - отсутствие исходной информации для задач оптимизации, невозможность точного прогноза показателей работы асфальтобетонных заводов - заставляют говорить о перспективном планировании при однозначной и неоднозначной информации.

Этим вопросам посвящены 2 и 3 разделы Методических рекомендаций. Методы оптимизации развития и размещения стационарных и передвижных асфальтобетонных заводов реализованы на примере Московской области (раздел 4).

Рекомендации могут быть использованы производственными объединениями, автодорами Минавтодора РСФСР, трестом «Росдороргтехстрой» при составлении перспективных планов развития и размещения асфальтобетонных заводов в краях, областях, автономных республиках.

Работа выполнена в отделе Экономических исследований Гипродорнии кандидатами эконом. наук В.А. Ногай, Л.Е. Тылевич, ст. научным сотрудником С.М. Борисовым, ст. инженером Т.Ф. Матюшенко.

Все замечания и пожелания направлять по адресу: Москва, 109089, Набережная Мориса Тореза, 34, ГИПРОДОРНИИ.

Заместитель директора по научной работе д-р техн. наук А.П. Васильев.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Разработка перспективного плана развития и размещения асфальтобетонных заводов относится к числу управленческих задач сложного характера. Сложности данной задачи:

необходимость комплексной оптимизации развития и размещения АБЗ как стационарных, так и передвижных;

необходимость оптимизации развития, размещения и привязки сырьевой базы к АБЗ;

специфичность свойств готовой продукции - асфальтобетонной смеси;

учет вероятностного характера воздействия совокупности природно-географических, специально-экономических, производственно-технических условий и факторов на перспективное функционирование заводов.

1.2. В настоящих рекомендациях реализуется методика комплексного решения задачи оптимизации развития и размещения стационарных и передвижных АБЗ с использованием детерминированного подхода.

На примере Московской области определен перспективный план развития и размещения АБЗ Минавтодора РСФСР до 1985 г., намечены маршруты передислокаций передвижных заводов по каждому году планового периода, разработана схема наращивания производственных мощностей по годам с учетом конкретных типов и марок асфальтосмесительного оборудования, решены вопросы привязки производства местных сырьевых материалов к асфальтобетонным заводам, вошедшим в перспективный план.

1.3. Детерминистический подход к решению оптимизационных задач предполагает однозначность всех категорий исходных данных. Однако такой подход при значительном влиянии случайных факторов не учитывает вероятностный характер исходной информации и, следовательно, приводит к строгой однозначности получаемых решений, что, как правило, затрудняет реальное внедрение разработанных перспективных планов.

Поэтому при оптимизации такой сложной экономической системы, как данная (комплексное развитие и размещение стационарных и передвижных АБЗ) необходимо учитывать ее вероятностно-неопределенные свойства (рассматривать как систему, подверженную в своем развитии сильным вероятностно-неопределенным колебаниям).

1.4. Проявление вероятностно-неопределенных свойств заключается в неполноте знаний о способах и последствиях влияния многих факторов на развитие и размещение АБЗ, в том числе различных сторон технического прогресса, в неточности количественной оценки будущих значений уже принципиально известных параметров и связей данной экономической системы, что выражается в погрешности практически всей исходной информации.

1.5. Указанные обстоятельства приводят к тому, что при оптимизации комплексного развития и размещения стационарных и передвижных АБЗ в условиях неоднозначно заданной исходной информации детерминированные экономико-математические модели и методы необходимо рассматривать не как средства принятия окончательного решения, а как способ выявления и исследования возможных вариантов развития и размещения обоих типов предприятий.

Вследствие этого подлинной задачей оптимизации перспективного развития и размещения АБЗ является не определение одного оптимального решения, а выделение и всесторонняя оценка всей совокупности оптимальных вариантов, образующих зону неопределенности данной оптимизируемой системы.

Метод выработки и принятия решений в условиях неоднозначно заданной информации включает следующие этапы:

1. Имитация реальных условий развития и размещения стационарных и передвижных АБЗ. На этой стадии с помощью метода статистических испытаний формируется достаточное число случайных векторов исходных данных, а затем путем их группировки методами таксономии определяются наиболее представительные сочетания - условия развития системы. Таким образом получаем качественно новую информацию о реальных условиях развития системы.

2. Выявление зоны неопределенности оптимального развития данной экономической системы. На этом этапе для каждого из сформированных представительных сочетаний исходных данных определяется оптимальный способ развития и размещения АБЗ. В результате группировки полученных оптимальных решений их исходное множество заменяется эквивалентной, но гораздо меньшей совокупностью оптимальных вариантов, которые и образуют зону неопределенности развития системы.

3. Оценка вариантов развития и размещения АБЗ, которая связана с решением задачи их приспособления ко всем рассмотренным условиям развития системы. На основе информации, получаемой из решения детерминированной модели, формируется матрица затрат на развитие и адаптацию данной системы. Далее строится матрица значений экономического риска, содержащая принципиально новую информацию о поведении в условиях неопределенности, и представляющая собой обобщенную характеристику возможных экономических последствий от незнания будущих условий функционирования асфальтобетонных заводов. Матрица экономического риска является основой для сравнения вариантов перспективного развития и размещения АБЗ.

4. Выбор равноэкономических вариантов развития системы. Он осуществляется с помощью совместного применения соответствующих критериев теории игр. В этих условиях выбор окончательного единственного решения о развитии и размещении асфальтобетонных заводов производится с привлечением не поддающихся формализации соображений.

1.6. Учету фактора неопределенности в данных методических рекомендациях посвящен п. 3.

2. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗВИТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ И ПЕРЕДВИЖНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ЗАВОДОВ ПРИ ОДНОЗНАЧНО ЗАДАННОЙ ИНФОРМАЦИИ

2.1. Экономико-математическая модель процесса комплексного размещения и развития стационарных и передвижных АБЗ

2.1.1. Постановка задачи оптимального планирования развития и размещения асфальтобетонных заводов предполагает первоначальное выделение, учет и анализ важнейших условий и факторов, определяющих это размещение: сезонность дорожно-строительных работ, климатическая зона района, ограниченная дальность возки готовой продукции, удаленность объектов строительства от железных дорог и источников сырья, состояние подъездных путей, основные направления научно-технического прогресса и организации производства асфальтобетонной смеси, динамика расположения объектов потребления, возможности производства холодных смесей.

2.1.2. При решении динамической задачи развития и размещения стационарных и передвижных АБЗ предполагается, что известна следующая однозначная исходная информация:

1. Величина планового периода оптимизации (количество интервалов).

2. Перечень поставщиков сырья для производства асфальтобетонной смеси (карьеров каменных материалов, песка, битумных баз, заводов минерального сырья).

3. Объем поставок сырья от каждого поставщика по каждому году планового периода на производство асфальтобетонной смеси.

4. Нормы расходов каждого вида сырья при производстве различных асфальтобетонных смесей.

5. Потребность в асфальтобетонной смеси на объектах дорожного строительства (на плановый период).

6. Перечень действующих асфальтобетонных заводов, как стационарных так и передвижных к началу планового периода.

7. Перечень пунктов возможного размещения АБЗ (при выборе этих пунктов учитывается наличие подъездных путей, обеспеченность трудовыми ресурсами, топливом, электроэнергией, водой и т.п.).

8. Набор возможных мощностей АБЗ и их специализации по интервалам планового периода. Варианты мощностей АБЗ задают по типовым комплектам асфальтосмесительного оборудования. (По каждому предприятию рассматривают ограниченное количество вариантов его развития (мощностей)).

9. Перечень объектов дорожного строительства рассматриваемого района (очередность строительства по интервалам планового периода).

10. Динамика потребления объектов дорожного строительства по интервалам планового периода.

11. Величина максимальной технологической дальности возки асфальтобетонных смесей.

12. Транспортные затраты на доставку готовой асфальтобетонной смеси к объектам дорожного строительства с учетом технологической дальности возки смеси.

13. Затраты на производство асфальтобетонной смеси по каждому варианту (мощности) асфальтобетонного завода. Технико-экономические показатели по действующим АБЗ (себестоимость продукции и удельные капиталовложения) определяют на основе плановых калькуляций, а по вариантам вновь вводимых асфальтобетонных заводов используют проектные показатели.

14. Затраты на передислокацию передвижного АБЗ каждого типа, включающие затраты на демонтаж оборудования, на транспортирование его к месту новой дислокации, монтаж оборудования.

2.1.3. Оптимизация комплексного развития и размещения стационарных АБЗ и передвижных АБЗ представляет собой двууровневый процесс. На верхнем уровне оптимизации определяют зоны действия стационарных и передвижных АБЗ в плановом периоде, план наращивания мощностей стационарных АБЗ по годам планового периода, план прикрепления заводов к поставщикам сырья для производства асфальтобетонных смесей, оптимальную схему перевозок асфальтобетонной смеси к объектам строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог региона.

В условиях рассредоточенного характера потребления асфальтобетонной смеси задача оптимизации развития и размещения передвижных АБЗ ничто иное, как задача выбора оптимальных маршрутов передислокации АБЗ на множество объектов потребления асфальтобетонной смеси. Поэтому на нижнем уровне оптимизации определяют оптимальные схемы передислокаций передвижных АБЗ с определенной мощностью.

2.1.4. Оптимизационные расчеты в двухуровневой задаче развития и размещения стационарных и передвижных АБЗ производят по экономико-математическим моделям верхнего и нижнего уровня.

2.1.5. Экономико-математической моделью верхнего уровня является динамическая производственно-транспортная модель в вариантной постановке, в которой условия функционирования передвижных АБЗ описаны только с учетом линейного характера спроса на асфальтобетонную смесь.

Для описания модели приняты следующие обозначения:

i - индекс пункта размещения стационарных и передвижных АБЗ

(i = 1, 2, 3, ..., m). В зависимости от вида асфальтобетонного завода множество (1) разбивается на два непересекающихся подмножества (I1, I2), где I1 - множество индексов стационарных АБЗ (i = 1, 2, 3, ..., mI), I2 - множество индексов передвижных АБЗ (i = m1, m1 + 1, ..., mI);

j - индекс объектов дорожного строительства, реконструкции и ремонта потребителей асфальтобетонной смеси (j = 1, 2, 3, ..., n);

h - индекс пункта производства транспортируемого сырья (h = 1, 2, 3, ..., H);

g - индекс вида сырья, необходимого для производства асфальтобетонной смеси (g = 1, 2, 3, ..., G);

t - индекс номера планируемого периода (t = 1, 2, 3, ..., T);

r - индекс способа функционирования АБЗ (r = 1, 2, 3, ..., Ri).

В зависимости от вида асфальтобетонного завода множество (R) разбивается на два подмножества (R1, R2), где

R1 - множество индексов способов функционирования стационарных АБЗ (r = 1, 2, 3, ..., ri);

R2 - множество индексов способов функционирования передвижных АБЗ (r = ri; ri + 1, ..., Ri).

Каждый способ функционирования описывается вектором, состоящим из К + 1 компонент (, , ..., , ), где