ОБЪЕМНО-КАЧЕСТВЕННЫЕ
ПОКАЗАТЕЛИ ЛЕСОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
Для оценки качества организации, объемов выполняемых работ, условий и
эффективности функционирования лесотранспортных систем применяют
различные показатели (иногда их называют измерителями), которые по
своему характеру можно объединить в три группы: показатели природных
условий, производственно-технические и технико-экономические.
Показатели природных условий характеризуют климат, рельеф, почвы и
грунты района, в котором расположена лесотранспортная сеть и
таксационные данные лесосырьевой базы.
Климат разнообразен в зависимости от географического расположения
района и изменчив по годам, сезонам и даже в течение суток.
Климатические условия (температурный режим, влажность воздуха, сроки
наступления морозов, оттепелей, дождей, туманов и т. д.) оказывает
существенное влияние на состояние дорожной сети и на движение
транспортных средств. Они должны учитываться как при проектировании, так
и при эксплуатации и организации движения транспортных средств по
дорогам.
Рельеф обусловливает многие характеристики проектируемых и
строящихся дорог (величину продольных уклонов, величину отклонения
дороги от прямолинейного направления между конечными ее точками, т. е.
развитие линии дороги, количество воды, притекающей к дороге, и т. д.),
а также эффективность эксплуатации, так как от крутизны и извилистости
дороги зависит скорость движения транспортных средств, расход топлива и
величина полезных нагрузок.
Основными элементами рельефа являются: равнины — участки суши с малыми
колебаниями относительных высот отдельных точек, в некоторых местах
равнины возможно наличие местных повышений или понижений (холмов,
оврагов); холмы — возвышения местности не более 200 м над уровнем моря,
плавно переходящие в равнину; горы — возвышения местности более 200 м
над уровнем моря; непрерывная цепь таких возвышений образует горные
хребты.
В нормативных документах по проектированию дорог
(строительные нормы и правила, инструкции и т. д.) рельеф местности
учитывают категориями сложности. Их выделено пять: равнинная,
слабохолмистая, пересеченная, гористая, горная.
Показатели почвенно-грунтовых условий
рассматриваются подробно в гл. 3, так как при проектировании и
строительстве дорог они часто являются определяющими при выборе типов и
параметров дорожных конструкций и технологии строительства.
Таксационные показатели древостоев в разрабатываемых лесосеках,
из которых вывозится древесина, должны учитываться при организации
транспортной работы, так как они обусловливают ряд конструктивных
параметров подвижного состава и влияют на эффективность перевозок. Так,
длина вывозимых деревьев, хлыстов, сортиментов определяет расстояние
между кониками автопоездов, масса отдельных деревьев, хлыстов,
сортиментов должна учитываться при выборе грузоподъемности
погрузочно-разгрузочных средств. Запасы ликвидной древесины и
расположение их по лесосырьевой базе прямым образом связаны с объемами
перевозок по лесотранспортной сети, а следовательно, должны определять
категории дорог, которые необходимы для обеспечения этих перевозок.
Производственно-технические показатели
характеризуют эксплуатационные возможности лесотранспортных систем и
объемы выполняемых ими перевозок. В эту группу входят следующие
показатели: Ln — полная длина дорог всех категорий, имеющихся в
лесосырьевой базе для ее освоения и находящихся на балансе и в ведении
лесозаготовительного предприятия; Lэ — эксплуатационная длина дорог, т.
е. общая протяженность дорог в лесосырьевой базе, находящихся в
одновременной эксплуатации лесозаготовительным предприятием в данный
период.
Удельная протяженность, или густота, дорожной сети l0
определяется отношением полной длины дорог к площади лесосырьевой базы
Sб.
По величине удельной протяженности, или густоты,
дорожной сети можно судить об обеспеченности дорогами различных
предприятий, так как абсолютная величина
протяженности дорог не является сравнительным параметром.
Грузооборот дороги есть общий объем древесины, вывозимой по данной
дороге за расчетный период времени (год, квартал, месяц, сутки, смену)
(Для дорог общего пользования грузооборот измеряется произведением массы
перевезенного груза в тоннах на расстояние в километрах.). Грузооборот
лесовозной дороги является одним из важнейших показателей,
обусловливающим загруженность дороги транспортом и определяющим
требуемую для данных условий категорию дороги, следовательно, и
конструктивные ее параметры: стоимость, эксплуатационные качества.
Расчетный годовой грузооборот дороги определяют: для лесозаготовительных
предприятий с ограниченным сроком действия делением ликвидного запаса
древесины в лесосырьевой базе Qб, тяготеющего к дороге, на срок действия
предприятия Т:
Грузопоток (грузонапряженность) — объем древесины, вывозимой по данному
участку дороги в расчетный период (год, квартал, месяц, сутки, смену).
Этот показатель оказывается необходимым в связи с неравномерностью
объема перевозок по различным участкам лесовозных дорог. Величину
грузопотоков наглядно представляют в виде схемы-эпюры (рис. 1.5).
Наибольший грузопоток, или объем перевозок, Qгр на конечном участке
дороги, равный сумме объемов древесины qi, перевозимой со всех
погрузочных пунктов, или грузообороту дороги, т. е.
Грузопоток каждого последующего участка дороги
равен сумме грузопотоков предыдущих участков. Таким образом, по мере
удаления в глубь сырьевой базы объем перевозок, характеризуемый
грузопотоком, уменьшается, что необходимо учиты-вать при проектировании
и строительстве дорожной сети. Лесозаготовительный процесс является
собирательным, поэтому он включает много транспортных операций,
связанных с перемещением древесины из лесосек на погрузочные пункты или
верхние склады, а затем на нижние склады и далее к потребителям.
Следовательно, существенное значение для эффективной организации
процесса в целом имеет оптимизация грузопотоков древесины, т. е. выбор
наиболее рациональных объемов перевозок тех или других видов древесины
между различными производственными объектами. В частности, при освоении
рассредоточенных лесосек с ограниченными размерами и запасами древесины
на них и тем более в тех случаях, когда заготовленную древесину надо
вывозить на несколько складов ограниченной сменной вместимости,
возникает задача определения оптимальных грузопотоков. Суть этой задачи
и ее решения заключается в следующем.
Рис. 1.5. Схемы грузопотоков древесины по
лесовозной дороге
Следовательно, сформулирована транспортная задача
линейного программирования (см. схему на рис. 1.6), решаемая на ЭВМ по
алгоритму симплекс-метода.
Для небольшого числа лесосек и складов эту задачу
(нахождения qij) можно решать
«ручным» счетом используя, например, метод дифференциальных рент или
метод потенциалов.
Грузовая работа дороги R определяется суммой произведений объемов
древесины, перевозимой с каждого погрузочного пункта, на соответствующее
расстояние вывозки:
Для лесотранспортных систем, которые вывозят
древесину из различных точек лесосырьевой базы, находящихся на разном
расстоянии от конечных пунктов, среднее расстояние вывозки характеризует
средневзвешенную дальность перевозок. Этот показатель используют при
сравнительной оценке деятельности различных лесозаготовительных
предприятий в разные периоды. Следует отметить тенденцию к росту
среднего расстояния вывозки древесины. Если в среднем по стране в 1970
г. среднее расстояние автомобильной вывозки составляло 31,3, то в 1988
г.— 48,2 км. Рост среднего расстояния вывозки, по-видимому, будет
наблюдаться еще некоторое время.
Интенсивность движения по дороге определяется числом транспортных
средств, проходящих по данному участку дороги за единицу времени
(1/сутки, 1/ч) в обоих направлениях (при некоторых видах
эксплуатационных расчетов рассматривают интенсивность как число
транспортных средств, движущихся в каком-то одном направлении).
Величина интенсивности характеризует загруженность дороги движением
транспортных средств. При расчете прочности и работоспособности дорог
достаточно знание абсолютной величины интенсивности, а при организации
движения и органи-зации эффективного взаимодействия лесотранспортных
средств с погрузочно-разгрузочными механизмами важны закономерности
изменения интенсивности в расчетном периоде. При установлении этих
закономерностей используют теорию потоков.
В общетеоретическом плане потоком называют последовательность некоторых
событий. В соответствии с этим положением потоком транспортных средств,
например лесовозных автопоездов, будет последовательность их движения
мимо какого-то пункта, прибытия на какой-то пункт (входящий поток) или
убытия из какого-то пункта (выходящий поток). Различают потоки
регулярные, в которых события происходят в строго и заранее определяемое
время, и случайные, в которых события совершаются через случайные
промежутки времени. При организации производственных процессов
наибольший интерес представляют случайные потоки.
Главная характеристика потоков — их интенсивность, т. е. число событий в
единицу времени. Потоки могут быть стационарными, средняя интенсивность
которых постоянна, и нестационарными с изменяющейся во времени
интенсивностью; одинарными, у которых в какой угодно малый промежуток
времени происходит только одно событие, и неодинарными, у которых в один
момент времени может происходить несколько событий.
Потоки, у которых число событий в промежуток времени t не зависит от
числа событий, совершившихся до t, называют потоками без последействия.
Доказано, что поток случайных событий с экспоненциальным распределением
интервалов времени между событиями является единственным потоком без
последействий.
Последовательность случайных, взаимно независимых событий называется
потоком с ограниченным последействием. Иногда ее называют потоком Польма
или потоком восстановления. Поток, обладающий свойствами стационарности,
одинарности и отсутствием последействия, называется простейшим.
Различают также потоки однородные (из одинаковых событий), например
поток автопоездов одного типа, и неоднородные (из событий различных),
например прибытие автопоездов различного типа.
Интенсивность выходящих потоков автопоездов, а следовательно, и
интенсивность движения лесовозных автопоездов по дорогам определяется
интенсивностью или продолжительностью их погрузки на погрузочных пунктах
и разгрузки на разгрузочных пунктах лесных складов.
Статистические модели потоков лесотранспортных средств рассмотрены в
ряде работ. В некоторых из них потоки автопоездов на погрузочные и
разгрузочные пункты рассматривались как простейшие (стационарные,
одинарные, без последействий) с показательным распределением интервалов
времени tn между прибытиями на конечные пункты, т. е.
Исследования показали [2.2], что и на дорогах
общего пользования основной показатель потоков — интервалы времени между
движущимися друг за другом автомобилями (по двухполосным дорогам)
распределены по законам Пуассона, Пирсона, Эрланга и гамма-распределению.
Пропускная способность дороги — наибольшее число транспортных
средств, которое может пройти по дороге в единицу времени (сутки, час)
при заданных параметрах движения (скорости), определенной системе
управления движением с соблюдением правил движения и обеспечением его
безопасности. Величина пропускной способности
автомобильной дороги обусловливается многими факторами: числом полос для
движения автомобилей, типами автотранспортных средств (легковые,
грузовые автомобили, автопоезда), типом и качеством покрытий,
расстоянием видимости, радиусами кривых в плане и т. д.
Практическую пропускную способность двухполосной автомобильной дороги в
одном направлении в реальных условиях для целей организации движения
можно оценить по формуле
