авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НЕФТЬ И ГАЗ

ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Материалы

Международной научно-технической конференции,

посвященной 50-летию Тюменского индустриального института

Том IV

Автомобильно-дорожные проблемы нефтегазового комплекса Тюмень ТюмГНГУ 2013 1 УДК 26.343 ББК 553.98 Н 58 Ответственный редактор – кандидат технических наук, доцент О. А. Новоселов Редакционная коллегия:

П. В. Евтин (зам. ответственного редактора);

Н. С. Захаров Нефть и газ Западной Сибири : материалы Международной научно Н 58 технической конференции. Т. 4. — Тюмень : ТюмГНГУ, 2013. — 173 с.

ISBN 978-5-9961-0708- В материалах конференции изложены результаты исследовательских и опытно-конструкторских работ по широкому кругу вопросов.

В состав четвертого тома вошли материалы работы секции «Автомобильно дорожные проблемы нефтегазового комплекса».

Издание предназначено для научных, социально-гуманитарных и инженер но-технических работников, а также аспирантов и студентов технических и гу манитарных вузов.

УДК 26. ББК 553. ISBN 978-5-9961-0708-7 © Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», Содержание АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Мокеев А. В., Ларин О. Н.

О ПОСТРОЕНИИ МОДЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МЕТОДА СОБСТВЕННЫХ СОСТОЯНИЙ 8  Абдуллоев М. А., Давлатшоев Р. А., Джобиров Ф. И., Мирзоахмедов Ф. Ш.   СЖИЖЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗ — ОСНОВНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА БЕНЗИНУ В РЕСПУБЛИКЕ ТАДЖИКИСТАН 11  Балака М. Н., Антонков М. А.

ПРОЯВЛЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ИЗНОСА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН 14  Базанов А. В., Бауэр В. И.

ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПОТРЕБНОСТЬ В ТОПЛИВОЗАПРАВЩИКАХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ 17  Копотилов В. И.   АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СИЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАЧЕНИЮ КОЛЕСА 21  Колесов В. И.   НОРМИРОВАННАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ 26  Шахов К. С., Ильюхин А. В., Чукомина А. Н., Моллаев А. Д.   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ КОМПЛЕКСНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА АВТОТЕХНИЧЕСКИХ ЭКСПЕРТИЗ 30  Попцов В. В., Кравченко С. В.   ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА МНОГОМЕРНОЙ ТАКСОНОМИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РЕМОНТА АГРЕГАТОВ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ ЦРТС 36  Корнилова М. А., Черняков Е. Н., Чернякова О. О., Егоров А. Л.   СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОРОЖНЫХ КАТКОВ 39  Гольцов В. С.



ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СМЕШИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ Лошадкин Д. А.

КРИТЕРИЙ ВЫБОРА ГОРОДСКИМ НАСЕЛЕНИЕМ СПОСОБА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ К РАБОЧЕМУ МЕСТУ Ракитин В. А.

РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ ПАРКА И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ КАЧЕСТВАМ ТТМ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ Буракова Л. Н., Анисимов И. А.

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА РАСХОД ТОПЛИВА АВТОМОБИЛЯ В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД ПРИ РАБОТЕ НА РЕЖИМЕ ХОЛОСТОГО ХОДА Корнилова М. А., Черняков Е. Н., Чернякова О. О., Егоров А. Л.

К ВОПРОСУ О ПРОХОДИМОСТИ МАШИН ПО СНЕГУ Корнилова М. А., Черняков Е. Н., Чернякова О. О., Егоров А. Л.

УТИЛИЗАЦИЯ СНЕГА С ГОРОДСКИХ ДОРОГ НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА МОСКВЫ Мирзоахмедов Ф. Ш., Юнусов М. Ю., Нуралиев Б. Н., Бердиев А. Л.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОТРАНСПОРТА ГОРОДА ДУШАНБЕ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ Бодурбеков Ф. C., Юнусов М. Ю., Бердиев А. Л.

СЫРЬЕВАЯ БАЗА АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТОПЛИВ В УСЛОВИЯХ ТАДЖИКИСТАНА Эртман Ю. А., Эртман С. А.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РАБОТЫ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КАЧЕСТВ ВОДИТЕЛЯ НА ОСНОВАНИИ ДАННЫХ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА Козин Е. С., Бауэр В. И.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ АВТОТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В НЕФТЕПРОВОДНОЙ ОТРАСЛИ Петров А. И., Ярков С. А.

ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ВОЗРАСТНОЙ СТРУКТУРЫ ПАРКА ОАО «НИЖНЕВАРТОВСКОЕ ПАТП № 2» Петров А. И.

ОСОБЕННОСТИ СХЕМ И ПРИНЦИПОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПАССАЖИРОПОТОКОВ НА МАРШРУТАХ ПАССАЖИРСКОГО ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА Г. НИЖНЕВАРТОВСК Петров А. И.

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МАРШРУТНОЙ СЕТИ ПАССАЖИРСКОГО ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА Г. НИЖНЕВАРТОВСКА Яковенко Е. А.

О ВОЗМОЖНОСТЯХ ИЗУЧЕНИЯ ДИНАМИКИ ПОВЕДЕНИЯ ПАССАЖИРОВ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА В ПРОЦЕССЕ ВЫБОРА СПОСОБА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Мерданов Ш. М., Конев В. В., Бородин Д. М., Созонов С. В., Саудаханов Р. И.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛОКАЛЬНОГО ПРОГРЕВА ГИДРОПРИВОДА СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАШИН Конев В. В., Петелина Н. В., Половников Е. В.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ОТВАЛОВ СНЕГОУБОРОЧНЫХ МАШИН Яркин А. В., Крук А. Р.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРОГРЕВА ДЛЯ ПРЕДПУСКОВОЙ ПОДГОТОВКИ ГИДРОПРИВОДА ЗИМОЙ Шаповалова С. В.

КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ ПО ФОРМУЛЕ Ф. ВЕБСТЕРА Лямзин А. М.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОЛОГИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНОГО ПАРКА Колесников А. С.

О РАСХОДЕ ТОПЛИВА ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ ПРИ ПУСКЕ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ ХРАНЕНИЯ Немирович Я. Е., Анисимов И. А.

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ПЕШЕХОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ Литвиненко Ю. В.

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ ТРАНСПОРТА, РАБОТАЮЩЕГО В ТРУДНОДОСТУПНЫХ УСЛОВИЯХ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Петельская С. Г.





ИНТЕНСИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ ЧАСТНЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ Макарова А. Н.

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧНОСТИ ТО С УЧЕТОМ ТРЕБУЕМОГО УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ Костырченко В. А., Спиричев М. Ю., Шаруха А. В., Мадьяров Т. М.

СТРОИТЕЛЬСТВО ВРЕМЕННЫХ ЗИМНИХ ДОРОГ КАК ЭЛЕМЕНТ ПРИОРИТЕТНОГО НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИ, ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИКИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Кревер А. С.

ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СПЕЦИАЛЬНОЙ АВТОТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ, УЧАСТВУЮЩЕЙ В ПРОЦЕССЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА НИЖНЕВАРТОВСКОГО РАЙОНА Захаров Н. С., Иванкив М. М., Лушников А. А.

УЧЕТ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ РЕМОНТНОГО ПЕРСОНАЛА ТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Карнаухова И. В.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА НА АВТОМОБИЛЯХ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ВОЗДУХА И ДАВЛЕНИИ Аникин Г. В., Спасеникова К. А., Третьяков П. Ю.

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НАСЫПИ АВТОДОРОГИ С МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫМ ГРУНТОМ Захаров Д. А., Козлов П. А.

ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ РАСХОДА ТОПЛИВА АВТОМОБИЛЯМИ РЕФРИЖЕРАТОРАМИ С ХОЛОДИЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ТИПА ПРИ РАБОТЕ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ Козлов П. А.

ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПЕРЕВОЗОК СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ АВТОМОБИЛЯМИ РЕФРИЖЕРАТОРАМИ С ХОЛОДИЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО ТИПА АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА УДК 656. О ПОСТРОЕНИИ МОДЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МЕТОДА СОБСТВЕННЫХ СОСТОЯНИЙ А. В. Мокеев, О. Н. Ларин г. Челябинск, Южно-Уральский государственный университет Транспортная система — важнейшая из инфраструктур, обеспечи вающих жизнь городов и регионов. В последнее десятилетие в крупных городах экстенсивное развитие транспортных сетей стало очень затрудне но. В настоящее время нужно с особым вниманием подходить к вопросам оптимального планирования транспортных сетей, организации движения, оптимизации схем маршрутов общественного транспорта. Решение подоб ных задач невозможно без математического моделирования транспортных сетей. Главная задача таких моделей — анализ и прогнозирование пара метров транспортной системы, таких как интенсивность движения, на всех участках сети, средние скорости движения, плотность потока, задержки, потери времени и т. д.

Математические модели динамики транспортных потоков делятся на два основных класса: микроскопические и макроскопические (газодинами ческие, гидродинамические).

В макроскопических моделях движение транспортных средств упо добляется какому-либо физическому потоку. При этом допускается, что сохраняется и существует связь между скоростью и плотностью потока. В этом случае движение транспорта рассматривается как одномерный сжи маемый непрерывный поток. Первая макроскопическая модель, основан ная на гидродинамической аналогии, известна как LW-модель [1]. Однако данная модель неадекватна при описании неравновесных ситуаций, возни кающих вблизи неоднородностей дороги. Другой класс моделей, KK модели [2], устойчивы при малых и очень больших значениях плотности, но могут быть неустойчивы при средних значениях плотности. Модель Пригожина представляет собой класс кинетических моделей, основанных на описании динамики фазовой плотности потока. Однако модель Приго жина и модифицированное уравнение Паверина-Фонтана допускают зна чительные погрешности, пренебрегая такими важными параметрами, как размеры автомобиля и расстояние, при котором автомобиль реагирует на препятствия. Модификации кинетического уравнения, позволяющие учесть эти факторы, были сделаны в работах Хельбинга [3].

В рамках микроскопических моделей каждый автомобиль определя ется в данный момент времени t своей координатой в пространстве xn (t ) и скоростью n (t ), где n — общее число всех рассматриваемых объектов.

Для каждого автомобиля записывается уравнение движения, которое явля ется аналогом закона Ньютона для взаимодействия отдельных частиц.

В микромоделях предполагается, что ускорение n-го автомобиля оп ределяется состоянием соседних автомобилей, при этом основное влияние оказывает предшествующий автомобиль. Такой автомобиль называют ли дирующим, а весь класс микромоделей — моделями «следования за лиде ром» [4]. Однако одним из недостатков подобных моделей является то, что они неправильно описывают динамику одиночного автомобиля (то есть ускорение автомобиля в отсутствии лидера равно нулю). Модель опти мальной скорости исходит из предположения, что для каждого водителя существует «безопасная» скорость движения, зависящая от дистанции до лидера. Но модель оптимальной скорости очень чувствительна к конкрет ному выбору функциональной зависимости оптимальной скорости от дис танции. Одна из наиболее устойчивых и корректных микромоделей — это модель Трайбера [5], известная также как модель «разумного водителя». В ней предполагается, что ускорение автомобиля является непрерывной функцией его скорости, дистанции до лидера и скорости относительно ли дера.

Еще одним из популярных классов микромоделей являются клеточ ные автоматы. Клеточными автоматами называют идеализированное пред ставление физических систем, в котором время и пространство представ ляются дискретными величинами, и все элементы системы имеют некото рый дискретный набор возможных состояний. В моделях клеточных авто матов координата, скорость автомобиля и время представляются дискрет ными переменными. Дорога (или ее полоса) разбивается на условные «ячейки» одинаковой длины, причем в каждый момент времени ячейка ли бо пуста, либо занята «автомобилем». На каждом шаге времени состояние всех ячеек одновременно обновляется в соответствии с некоторым набо ром правил. Выбор этого набора правил определяет все разнообразие вари антов клеточных автоматов.

Таким образом, в настоящее время существует достаточно большое количество различных моделей транспортных систем, однако задача соз дания оптимальной транспортной системы по-прежнему не решена. При чины неудач кроются в низкой эффективности современных инструментов моделирования транспортных систем. Классический аппарат моделирова ния поведения транспортных систем уже не удовлетворяет современным требованиям, поскольку не отражает многих важных факторов. В работе предлагается новая модель транспортной системы, базирующейся на мето де главных компонент.

Пусть транспортная сеть описывается набором n участков дорог и перекрестков, которые в дальнейшем будем называть элементами транс портной сети. Каждый элемент будет описываться в интервале времени t vi, i, где v i — скорость потока на следующими характеристиками: v i, x i-м элементе транспортной сети, i — плотность потока на i-м элементе транспортной сети. Таким образом, состояние транспортной системы опи сывается набором факторов. Значения каждого фактора для различных со стояний транспортной системы образуют вектор x j.

Пространство факторов транспортной системы можно представить в виде матрицы исходных факторов Х0, где каждый столбец матрицы содер жит значения одного фактора для различных состояний транспортной сис темы, а каждая строка включает значения всех факторов и описывает со стояние транспортной системы.

Применение метода собственных состояний позволяет представить состояние транспортной системы в любой момент времени в виде взве шенной линейной комбинации собственных состояний. Вес или собствен ные факторы состояния представляют такую группировку исходных фак торов, в которой члены группы (исходные факторы) связаны между собой, но группа (собственный фактор) в целом была бы независима от других групп (собственные факторы).

Для расчета собственных состояний решается задача собственных значений A I = 0, (1) где А — ковариационная матрица, I — единичная матрица, — собственный вектор уравнения (1), — собственное значение.

Собственные векторы уравнения (1) масштабируются так, что kT k 1 и обладают свойством ортогональности T A и T I, где — диагональная матрица, диагональные коэффициенты которой равны собственным значениям уравнения (1).

Каждый собственный вектор имеет ту же размерность, что и вектор состояния транспортной системы, что позволяет называть его собственным состоянием. Так как собственный вектор определяется с точностью до со множителя, компоненты собственного состояния показывают не столько величину исходных факторов, сколько их взаимосвязь друг с другом.

Так как собственные векторы вычисляются по ковариационной мат рице, собственные значения показывают изменчивость собственного со стояния в общем состоянии транспортной системы и численно равны дис персии главных компонент.

Матрица собственных состояний 0 формируется из собственных векторов уравнения (1) и позволяет сформировать новые факторы (главные n компоненты) в виде комбинации исходных факторов z ki hi xkh, где h z ki — значение i -го нового фактора для k -го экономического объекта, hi — элемент, соответствующий h -у исходному фактору i-у новому фак тору. Значения i главной компоненты для различных состояний транс портной системы объединяются в вектор zi, образуется матрица Z, которая определяется как Z = X. (2) Таким образом, предлагается представлять модель транспортной системы в виде линейной суммы собственных состояний, что позволяет проводить детальный анализ и оптимизацию транспортных потоков.

Сложностью при формировании такой модели является необходимость разработки эффективных методов и алгоритмов решения задачи собствен ных значений больших матриц.

Список литературы 1. Wenjun Sun (M. Phil.), Front Tracking Algorithm for the Lighthill-Whitham Richards Model for a Traffic Network, University of Hong Kong, 2008.

2. Kerner B. S., Konhauser P. Cluster effect in initially homogeneous traffic ow // Phys. Rev. E. 3. Prigogine I., Herman R. Kinetic Theory of Vehicular Traffic. N.Y.: Elsevier, 4. Gazis D. C., Herman R., Rothery R. W. Nonlinear follow the leader models of trafficow // Oper. Res. 1961.

5. Treiber M., Helbing D. Explanation of observed features of self-organization in traffic flow. e-print cond-mat/9901239, 1999.

6. A.G.Hoekstra, J.Kroc, P.Sloot. Simulating complex systems by cellular automata.

Springer, 7. Jolliffe, I.T. Principal Component Analysis. Springer-Verlag, New York, 1986.

УДК 629.113:662. СЖИЖЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗ — ОСНОВНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА БЕНЗИНУ В РЕСПУБЛИКЕ ТАДЖИКИСТАН М. А. Абдуллоев, Р. А. Давлатшоев, Ф. И. Джобиров, Ф. Ш. Мирзоахмедов Таджикистан, г. Душанбе, Таджикский технический университет имени академика М. С. Осими В связи с тем, что рост спроса на нефть не соответствует росту её по ставок, современный мир столкнулся с большой энергетической пробле мой. Нефть ещё долгое время будет основным видом энергоносителя, так как бензин и дизельное топливо пока что являются самым доступным топ ливом для двигателей внутреннего сгорания.

Высокая стоимость нефти приводит к тому, что автомобильные ком пании всё больше инвестируют разработки по созданию двигателей на альтернативном топливе, в том числе и на газе. Правительством США пре дусмотрены налоговые льготы для тех, кто пользуется альтернативными источниками энергии (газ, водород, этанол, биодизель и др.). Наряду с экономичностью, применение этих видов топлива существенно улучшает и экологические характеристики автотранспорта.

Согласно расчётам экспертов Международного энергетического агентства транспорт является наиболее динамично развивающимся секто ром мировой экономики и потребляет около 26 % первичных энергоноси телей. Доля транспорта в энергопотреблении ежегодно будет возрастать на 2–2,5 % и к 2020 году достигнет 30 %. При этом 99 % энергетических по требностей транспорта будут удовлетворяться нефтью и ее производны ми [1].

Газ является наиболее безопасным видом топлива для окружающей среды, так как в процессе его сгорания не выделяется сера, выброс двуоки си углерода на 25 % меньше, чем у нефти, и на 50 % меньше, чем у угля.

Основным видом транспорта в Единой транспортной системе Рес публики Таджикистан (РТ) занимает автомобильный транспорт, на долю которого приходится более 95 % перевозок народно-хозяйственных грузов и пассажиров. В условиях, где более 93 % территории занимают горы, применение автомобилей является не только экономически целесообраз ным, но и во многих случаях единственным технически возможным сред ством передвижения.

Сегодня затраты на топливо составляют от 32 до 45 % себестоимо сти автомобильных перевозок на транспортном рынке Таджикистана. В соответствии с ценами на нефтепродукты будет увеличиваться доля эколо гической составляющей в стоимости топлива, транспортных средств, за правочных комплексов, налогах. В конечном итоге будут расти тарифы на автомобильные перевозки и цены на все товары и услуги.

Республика Таджикистан сейчас импортирует природный газ и неф тепродукты из России и других стран. Собственные газ и нефть покрывают менее 5 % потребностей страны. Хотя ещё в конце 80-х годов прошлого века геологами были получены данные о том, что в недрах Таджикистана предположительно залегает 113 млн т нефти и 863 млрд кубометров газа, но горный рельеф затрудняет их добычу.

В связи с этим перевод автомобилей на газообразное топливо являет ся одним из основных направлений решения транспортных энергетических проблем РТ. Таджикистан является крупным потребителем нефтепродук тов, и перевод части автотранспорта на газообразное топливо снизил бы энергетическую зависимость, если учесть, что в республике существует несколько месторождений природного газа.

Российский газовый холдинг Gazprom International начал геологораз ведку перспективной газовой структуры «Шахринав» на юго-западе Тад жикистана. Перспективная газовая структура «Шахринав» была выявлена на лицензионной площади Сарикамыш в 2010 году. Сейчас ведется буре ние разведочной скважины «Шахринав-1п», которая станет самой глубо кой в Таджикистане и одной из самых глубоких в Центральной Азии. В начале 2013 года было пробурено уже более 5,5 км из проектных 6,3 км.

Однако основной альтернативой бензину в республике является сжиженный нефтяной газ. Основным импортёром сжиженного газа в Тад жикистан является Казахстан.

В этом году число пунктов продажи сжиженного газа было увеличе но с 510 до 526. Шесть компаний являются основными поставщиками сжиженного газа в Таджикистан. Среди них — «Зет газ», «Мухаммад Пу лод» (Согдийская область), «Газпром нефть — Таджикистан» и «Фароз».

По словам генерального директора ООО «Газпромнефть — Таджи кистан» Фархода Мирзоева, доля бензина в общем энергобалансе снижена за счет увеличения поставок сжиженного газа из Казахстана. В остальных позициях ситуация не претерпела никаких изменений. Более того, исходя из общего количества автотранспорта и минимального потребления, мож но с уверенностью сказать, что доля российских нефтепродуктов, посту пающих в РТ по всем каналам, включая и контрабандный завоз, держится на уровне 80 %.

За последний год в республике возросла потребность в сжиженном газе, в прошлом году в месяц она составляла 5–6 тыс. т, сейчас выросла до 12–13 тыс. т в месяц. На данный момент около 40 % автомобилей в Таджи кистане сегодня переведено на сжиженный газ. Однако для бесперебойной работы автомобилей, работающих на сжиженном газе, необходимо обес печить бесперебойность поставки сжиженного газа или иметь большое хранилище. Для того чтобы хранить 1 тыс. т сжиженного газа, нужно ог ромное хранилище, а чтобы жить в безопасности, нужно иметь как мини мум двухмесячный запас — это примерно 26 тыс. т. Но для строительства хранилища под такой объем газа нужны огромные инвестиции. Сущест вующие хранилища могут вмещать максимум 6–7 тыс. т сжиженного газа.

Следовательно, запасы газа при перебоях с поставками быстро заканчива ются. Несмотря на это, другой альтернативы бензину, кроме сжиженного газа, в республике нет. Основное преимущество сжиженного газа в отно сительно низкой цене. Например, в июле на автозаправочных станциях Душанбе наблюдались следующие цены: на бензин марок Аи-95 — с 6,60 ($ 1,40) до 6,20 сомони ($ 1,20), а на сжиженный газ — 3,30 сомони ($ 0,70). В конце августа стоимость бензина существенно не изменилась, однако стоимость сжиженного газа снизилась до 2,7 сомони ($ 0,55).

Список литературы 1. Состояние и перспектива использования газовых видов топлива на транс порте. Стативко В. Л., Пронин Е. Н., Белоусенко В. А., Чириков К. Ю., Поденок С. Е., Попова Л. А. – М.: Мосэкотранс, 2000.

2. Газпром нефть Таджикистан: Мы не имеем права продавать чужой бензин [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://nm.tj/economy/4117-gazpromneft tadzhikistan-my-ne-imeem-prava-prodavat-chuzhoy-benzin.html.

УДК 620.178. ПРОЯВЛЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ИЗНОСА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН М. Н. Балака, М. А. Антонков Украина, г. Киев, Киевский национальный университет строительства и архитектуры Качение колеса с пневматической шиной по опорной поверхности любого продольного профиля и любой деформируемости на различных режимах его силового нагружения обязательно сопровождается явлением проскальзывания (скольжения) [1] элементов протектора шины относи тельно опорной поверхности, которое, с одной стороны, существенно влияет на тягово-сцепные свойства движителя, а с другой — на износ про тектора шины и, как следствие, срок ее службы [2].

Износ является более сложным процессом, чем внешнее трение, и представляет собой результат совокупного воздействия физико химических и механических процессов, происходящих в поверхностном слое контакта пневматической шины с опорной поверхностью [2]. Задача предупреждения преждевременного износа и разрушения шин является сложной и связана с умением определить их виды, безошибочно выявить причину, которая вызвала каждое конкретное разрушение шины.

В настоящее время среди отечественных и зарубежных специалистов в области трибоники сложилось представление о трех видах износа высо коэластичных полимерных материалов [3, 4], в том числе и протекторных резин, соответствующих некоторым идеализированным предельным ре жимам: усталостному, посредством «скатывания», и абразивному.

Экспериментальными исследованиями [3] установлено, что качество дорог и скорости движения транспортно-технологических средств (ТТС), в первую очередь, определяет реализуемый в процессе эксплуатации шин вид их износа. В странах СНГ дороги качественно разделяются по строи тельным нормам и правилам СНиП 2.05.02-85, ДБН В.2.3-4:2007 на пять категорий (классов) в зависимости от интенсивности их эксплуатации и допускаемых скоростей движения (таблица).

С целью проведения эксплуатационных испытаний шин в автотранс портных предприятиях в НИИ шинной промышленности была разработана методика [5], действующая в странах СНГ и в настоящее время.

В соответствии с ГОСТ 21624-84 и инструкцией [5] все дороги по со стоянию их дорожного покрытия делятся на 3 группы — А, Б и В. К груп пе А относятся дороги I и II категорий, к группе Б — дороги III, IV и V ка тегорий, находящиеся в удовлетворительном состоянии, а к группе В — все дороги, находящиеся в неудовлетворительном состоянии, независимо от их категории.

Несмотря на неоднородность условий испытаний при эксплуатации пневматических шин [5], приведённые ниже данные позволяют дать каче ственную оценку влияния состояния дорог и возможных при этом скоро стей движения ТТС на превалирующий вид износа.

Упрощенная классификация дорог Расчетная скорость Интенсивность Категория движения движения, Дорожное покрытие дороги отдельного ТТС/сутки ТТС, км/ч Капитальное: асфальтобетон горячий I-А, I-Б 120, 100 более 10 плотный мелкозернистый, щебеночно II 100 3 000…10 мастичный асфальтобетон, цементобетон Капитальное: асфальтобетон горячий плотный мелкозернистый, цементобетон.

III 80 1 000…3 000 Облегченное: каменные материалы или подобранные материалы из промыш ленных отходов, обработанные вяжу щими методом смешения в установке IV 60 200…1 000 или на дороге либо утечки с устройст вом поверхностной обработки Переходное: каменные материалы или грунты, обработанные на дороге вяжу V 40 менее щими материалами, дополнительными добавками Примечание. I-А – автомагистраль;

I-Б – скоростная дорога При эксплуатации шин на капитальных дорогах группы А при обыч но принятой скорости 70...120 км/ч в большинстве случаев наблюдается усталостный износ при относительно небольшой силе трения между рези ной и сопряженной поверхностью, невысоких контактных напряжениях на неровностях твердой опорной поверхности. Это подтверждается тем, что протектор при визуальном осмотре имеет гладкую поверхность, а линей ная интенсивность износа невелика и составляет 0,12...0,17 мм/1 000 км.

Интенсивность износа возрастает с увеличением коэффициента трения и модуля упругости, а также уменьшается с повышением прочностных ка честв материалов, при этом нагрузка влияет на интенсивность износа зна чительно сильнее, чем по закону прямой пропорциональности.

По мере ухудшения качества дорог и снижения скоростей движения ТТС резко возрастает линейная интенсивность износа, например, для дорог группы В до 0,6...0,7 мм/1 000 км и значительно изменяется характер по верхности протектора шины — на нем появляются сравнительно неболь шие надрывы, продольные царапины и порезы. Это указывает на то, что при эксплуатации на дорогах типа В начинает преобладать абразивный из нос пневматических шин, существенно отличающийся по величине и ха рактеру от износа шин на дорогах с капитальным покрытием.

В определенных условиях эксплуатации шин (резкие торможения и ускорения, перегрузки, высокие скорости движения на крутых поворотах и т. д.) на дорогах с капитальным покрытием на протекторе появляется от чётливо выраженный рисунок истирания (поперечные борозды и складки).

Резко возрастает линейная интенсивность износа [2], возникающая в ре зультате сил трения, когда сдвиговые напряжения превышают прочность резины. Вид поверхности протектора шины позволяет предположить, что в этих условиях эксплуатации реализуется износ посредством «скатыва ния» [6]. При этом повышается местная температура, резина размягчается, прилипает к дороге и скатывается в небольшие жгуты.

В реальных условиях эксплуатации истирание протекторных резин происходит по смешанному механизму износа. Суммарная интенсивность износа определяется соотношением отдельных видов износа. При измене нии условий эксплуатации соотношение отдельных видов износа и сум марная интенсивность износа могут существенно изменяться.

Более детальное представление о преобладающем виде износа про текторных резин в зависимости от условий эксплуатации шин, близкое вышеизложенному, дано в работе [4]. Применительно к пневматическим шинам землеройно-транспортных машин оно может быть сформулировано следующим образом: для внедорожных шин, устанавливаемых на ТТС с транспортной скоростью движения до 60 км/ч и эксплуатируемых на грун товых опорных поверхностях и дорогах группы В (по классификации [5]), реализуется абразивный вид износа.

Список литературы 1. Автомобили. Качение колеса. Термины и определения: ГОСТ 17697-72. – [Введ. 1973-07-01]. – М.: Изд-во стандартов, 1972. – 26 с.

2. Пелевін Л. Є. Вплив зовнішніх факторів на знос пневматичних шин земле рийно-транспортних машин / Л. Є. Пелевін, М. М. Балака, Г. О. Аржаєв // Енергоощад ні машини і технології: Міжнар. наук.-техн. конф., 28–30 трав. 2013 р.: Тези доп. – К.:

Київ. нац. ун-т буд-ва і архіт., 2013. – С. 36-39.

3. Истирание резин / Г. И. Бродский, В. Ф. Евстратов, Н. Л. Сахновский, Л. Д. Слюдиков. – М.: Химия, 1975. – 240 с.

4. О механизме износа протекторных резин / В. Ф. Евстратов, М. М. Резниковский, Л. А. Смирнова [и др.]. – В кн.: Фрикционный износ резин;

под ред. В. Ф. Евстратова. – М.-Л.: Химия, 1964. – С. 56-76.

5. Инструкция по испытанию автомобильных шин в хозяйствах. – М.: Изд-во Миннефтехимпрома СССР, 1968. – 71 с.

6. Характер и интенсивность износа автомобильных шин в зависимости от типа дорожного покрытия / В. Ф. Евстратов, П. И. Лохина, Т. В. Андриевская [и др.]. – В кн.: Фрикционный износ резин ;

под ред. В. Ф. Евстратова. – М.–Л.: Химия, 1964. – С. 227-237.

УДК 622.692.4. ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПОТРЕБНОСТЬ В ТОПЛИВОЗАПРАВЩИКАХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ А. В. Базанов, В. И. Бауэр г. Тюмень, Тюменский государственный нефтегазовый университет Выполнение работ по заправке техники в отрыве от постоянных баз требует наличия определенного количества передвижных средств заправки топливно-смазочных материалов. В результате анализа существующих ме тодик была разработана модель определения необходимого количества пе редвижных средств заправки для транспортно-технологических машин, за действованных при строительстве магистральных нефтепроводов.

В общем виде потребность в топливозаправщиках для обеспечения ГСМ техники, задействованной при сооружении МН, можно определить как отношение времени на заправку всей техники к фонду рабочего време ни топливозаправщика Т запр, (1) N т. з. = ФРВТЗ где Тзапр — время на заправку всей техники при сооружении МН, ч.;

ФРВТЗ — фонд рабочего времени топливозаправщика, ч.

Последовательно преобразуя формулу (1), можно определить по требность в топливозаправщиках для выполнения заправочных работ по технике, задействованной при сооружении МН. При этом необходимо учесть такие производственно-технологические факторы, как срок соору жения МН, длина строящегося нефтепровода. Тогда потребность в топли возаправщиках может быть определена по формуле Lстр R1км t зi Д стр qт.б. маш, N т. з.

(2) Lстр l мин di Lстр R1км Д стр t ) kисп.т. з kисп.емк (Т з.т. з см.т. з Д стр Qт. з Vср где Тз — время заправки всей техники, ч;

ФРВ — фонд «чистого» рабочего времени топливозаправщика, ч;

Lстр — длина трубопровода, км;

R1км — расход топлива машин на 1 км трубы, л;

Дстр — срок сооружения МН, ч;

qтб маш — средний объем заправки машин, л;

tз — время на заправку одной единицы техники, ч;

tсс.т.з — время рабочей смены топливозаправщика, ч;

Тз.т.з — время заправки топливозаправщика, ч;

Lезд — длина ездки до места работы, км;

Vсс — средняя скорость, км/ч;

nезд. — количество ездок, шт.;

kисп.т.з — коэффициент использования топливозаправщика;

kисп.емк т.з — коэффициент использования емкости топливозаправщика;

lмин — минимальная длина ездки, км;

L — интенсивность приращения длины строительства, км/ч;

d — порядковый день строительства.

Расчеты проведены для строительства трубопровода длиной 25– 250 км и топливозаправщиков вместимостью 4,9–20 м3. Результаты расчета представлены в табл. 1.

Таблица Результаты расчетов потребности в топливозаправщиках Вместимость топливозаправщиком, м Длина строящегося трубопровода, км 4,9 7,5 10 15 25 1 1 1 1 50 1 1 1 1 75 2 2 2 2 100 3 2 2 2 125 3 3 2 2 150 - 4 3 3 175 - 4 4 3 200 - 5 5 3 225 - 5 5 4 250 - - 6 6 Для того чтобы установить зависимости между исследуемыми фак торами, был использован метод корреляционно-регрессионного анализа.

Корреляционно-регрессионный анализ как общее понятие включает в себя измерение тесноты, направления связи и установление аналитического вы ражения (формы) связи (регрессионный анализ).

В результате было определено, что наиболее значительными факто рами являются длина сооружаемого нефтепровода и диаметр трубопрово да. Значимость коэффициентов корреляции была проверена с помощью критерия Стьюдента.

Полученная зависимость имеет вид ХТЗ = 0,8957e0,0075Lстр, где ХТЗ — рациональное количество топливозаправщиков для удовлетво рения потребности в топливе, ед.;

Lстр — длина сооружаемого участка неф тепровода, км.

График зависимости представлен на рисунке 1.

Рис. 1. График зависимости потребности в топливозаправщиках от длины сооружаемого нефтепровода На основе полученных закономерностей была сформирована мето дика определения потребности в топливозаправщиках при сооружении ма гистральных нефтепроводов. Данная методика отличается тем, что учиты вает производственно-технологические факторы, влияющие на процессы эксплуатации автомобилей и специальных машин, что, в свою очередь, влияет на расход топлива и потребность в мобильных средствах заправки.

Методику определения потребности в ТЗ схематично можно пред ставить в виде укрупненной блок-схемы (рис. 2).

Методика состоит из нескольких принципиальных этапов.

1. Определение суммарной наработки (пробега) автомобилей и спе циальных машин при сооружении линейной части магистрального нефте провода. Наработка зависит от сроков строительства МН, объемов работ по сооружению МН, мощности комплексных строительных потоков.

2. Определение суммарного расхода топлива автомобилей и машин за период сооружения МН с учетом норм расхода топлива, корректировок, связанных с условиями эксплуатации машин и особенностями основного производства.

3. Расчет количества мобильных средств заправки, которые способ ны удовлетворить потребность в топливе для всей техники с учетом сроков и интенсивности строительства, расстояний между производственными объектами.

4. Расчет затрат на эксплуатацию топливозаправщиков при различ ных вариантах оснащения ими комплексных строительных потоков.

5. Выбор рационального количества и типоразмера ТЗ, которые удовлетворяют критерию минимума затрат при обеспечении надежности и бесперебойности процессов эксплуатации машин при сооружении нефте провода.

Экономическим эффектом является разница между затратами на эксплуатацию топливозаправщиков. Определяется эффект по формуле Рис. 2. Блок-схема методики расчета необходимого количества топливозаправщиков ЭЭ Зисп.ТЗ Зпредл.ТЗ, (3) где ЭЭ — экономический эффект;

Зисп.ТЗ — затраты на топливозаправщи ков, используемых в данный момент на ЛПДС;

Зпредл.ТЗ — затраты на пред лагаемые топливозаправщики.

Суммарные годовые затраты на топливозаправщики и экономиче ский эффект представлены в табл. 2. Расчет проводился на примере строи тельства 2-го этапа строительства участка (0–136 км) нефтепровода НПС «Пур-Пе» — НПС «Самотлор».

Таблица Расчет экономического эффекта Количество Количество Затраты на Затраты на Экономи используе- предлагаемых используемых предлагаемых ческий мых топливо- топливоза- топливоза- топливоза эффект, заправщиков правщиков правщиков, правщиков, тыс. руб.

3 (7,5 м ) (10 м ) тыс. руб. тыс. руб.

3 2 3 994 2 715 1 На основе разработанных моделей для практического использования предприятиям, задействованным в сооружении МН, была предложена таб лица определения потребности в топливозаправщиках при различных зна чениях производственно-технологических факторов.

УДК 534. АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СИЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАЧЕНИЮ КОЛЕСА В. И. Копотилов г. Тюмень, Тюменское высшее военно-инженерное командное училище В теории движения колёсных машин широко распространены пред ставления о силе сопротивления качению колеса как некой условной (фик тивной) продольной силе, характеризующей сопротивление его перемеще нию [1–9].

Концепция «условной силы» сопротивления качению своим проис хождением обязана тем, что в исходной системе сил, которую обычно рас сматривают различные исследователи, ей попросту не находится места.

Действительно, если рассмотреть классическую схему сил, приложенных, например, к ведомому колесу (рисунок), то к оси такого колеса со стороны корпуса колёсной машины прикладывается продольное толкающее усилие Рх, а также часть силы тяжести корпуса, которая в сумме с силой тяжести самого колеса создаёт осевую нагрузку Gк. Со стороны дороги к колесу прикладывается продольная (Rх) и нормальная (Rz ) составляющие реакции дороги. При этом продольное смещение вектора нормальной реакции по рождает момент сопротивления качению Mf = а Rz. Как видим, такая схе ма сил вовсе не требует ещё какой-то продольной силы Pf, которая бы вы ражала сопротивление дороги, поскольку такое сопротивление качению колеса отражает момент Mf, а противодействие толкающему усилию Рх — продольная реакция Rx. Вместе с тем потребность в такой силе диктуется как здравым смыслом, так и необходимостью построения уравнений сило вого и мощностного баланса самого колеса и колёсной машины. Однако к настоящему времени научно обосновать такую силу в полном объёме пока никому не удалось.

z к Gк Vо Рх О Rz rд A x Rx а Рисунок. Схема сил, приложенных к колесу Сомнение в реальности силы сопротивления качению возникло дос таточно давно. Впервые мысль о нереальности силы сопротивления каче нию как обычной векторной величины ясно сформулировал крупный спе циалист по теории колесных машин проф. Г. В. Зимилев, который считал, что силы сопротивления качению колеса как таковой нет. При этом, вводя эту силу, сам автор считал её некоторым фиктивным усилием. Он пояснял [1], что «Указанная сила названа фиктивной потому, что для рассматри ваемого случая качения воздействие дороги на колесо не вызывает появле ния какой-либо силы сопротивления качению, приложенной к колесу». Как следует из этого заявления, для Г. В. Зимилева сила сопротивления каче нию фиктивна лишь только потому, что в рассматриваемой им системе сил нет такой, которая бы явно отражала такое сопротивление. Подчеркнем, что сам Г. В. Зимилев при этом не отрицал наличие со стороны дороги со противления движению. Он лишь констатировал существование указанно го противоречия, суть которого состоит в том, что при качении любого ко леса сопротивление качению есть, а самой силы, выражающей это сопро тивление, нет. Следовательно, чтобы разрешить это противоречие, прихо дится формально (для удобства) вводить и использовать для расчётов не кую фиктивную (условную) силу сопротивления качению.

Такой же версии придерживаются В. Ф. Платонов и Г. Р. Леиашвили, которые заявляют, что «… Рf — условная сила сопротивления качению, так как в действительности никаких горизонтальных сил к колесу не при ложено» [2].

Условной силу сопротивления качению считает и В. А. Петрушов [3]. Он пишет: «Сила сопротивления качению Рf, широко используемая в теории автомобиля, — величина условная, соответствующая силовому фактору сопротивлений качению» [3]. Введение этой силы, полагает В. А. Петрушов, связано лишь с удобством её применения, а её условность обусловлена тем, что сопротивление движению колеса создаёт не сила, а момент сопротивления качению.

Фиктивной считают силу сопротивления качению Ю. В. Пирковский [4, 5] и Р. В. Вирабов [6, 7]. При этом первый отмечает [5], что «величины Рf и fк являются величинами, не имеющими физического смысла, поэтому их и следует называть условной силой и условным коэффициентом сопро тивления качению». Более осторожен в оценке силы сопротивления каче нию Р. В. Вирабов. «Так как качение ведомого колеса осуществляется при ложенной к оси продольной силой,…то сила сопротивления качению име ет для ведомого колеса вполне определённый физический смысл», — от мечает Р. В. Вирабов [6]. С другой стороны, в этой же статье он указывает, что «говорить о силе сопротивления качению применительно к ведущему колесу можно лишь как о некоторой фиктивной силе». Таким образом, ре альность или фиктивность силы сопротивления качению колеса Р. В. Вирабов связывает не с тем, есть это сопротивление в действительно сти или его нет, а с тем, как преодолевается сопротивление качению. Если сопротивление качению преодолевается продольной толкающей силой (ведомые колёса), то Pf имеет физический смысл. Если это сопротивление преодолевается крутящим моментом (ведущие колёса), то Pf — фиктивная сила.

Мысль о фиктивности силы сопротивления качению укоренилась в умах многих специалистов и проникла даже в учебную литературу. В ка честве примера можно указать на известные учебники по теории автомо биля и колёсных машин А. И. Гришкевича [8] и Г. А. Смирнова [9], в ко торых сила сопротивления качению трактуется как некое условное усилие.

Г. А. Смирнов заявляет, что отношение момента Mf сопротивления качению к кинематическому радиусу без проскальзывания (rк), то есть си ла сопротивления качению Рf = Mf / rк является фиктивной силой, которая «… представляет собой условную количественную характеристику сопро тивления качению колеса» [9].

А. И. Гришкевич отмечает, что «Сила сопротивления качению (Ff) … вводится в расчёт условно вместо момента сопротивления качению, что более удобно при изучении тягово-скоростных свойств автомобилей» [8].

Её значение он определяет в виде произведения коэффициента сопротив ления качению и величины нормальной реакции опорной поверхности [8]:

Ff = f Rz = (a/ro )Rz, (1) где a — величина смещения нормальной реакции;

ro — радиус качения колеса без скольжения.

Указывая, что сила сопротивления качению вводится условно [8], автор не разъясняет чётко, в чём же состоит её условность. Однако можно предположить, что эта условность связана с тем, что саму силу Ff как тако вую автор считает несуществующей, то есть фиктивной. Убеждение автора в отсутствии силы Ff приводит к тому, что он подменяет её другой, рав ной по модулю силой. В качестве таковой А. И. Гришкевич видит силу, толкающую ось колеса и преодолевающую возникающее при этом сопро тивление. Он пишет [8]: «Под силой сопротивления качению можно по нимать силу, которую необходимо приложить к оси колеса в продольном направлении для преодоления момента сопротивления качению». Другими словами, А. И. Гришкевич вместо силы сопротивления Ff в качестве тако вой предлагает понимать продольное толкающее усилие Fx, приклады ваемое со стороны корпуса колёсной машины. На наш взгляд, это абсо лютно неприемлемо, так как, во-первых, вектор толкающего усилия на правлен в сторону движения колеса, в то время как сопротивление всегда направлено против движения. Во-вторых, сила Ff — это результат взаимо действия колеса с опорной поверхностью, а указанное выше продольное усилие Fx — это результат взаимодействия колеса с корпусом машины. Та ким образом, налицо две совершенно разные по физическому смыслу си лы, поэтому их отождествление — просто ошибка. Единственное, что свя зывает две указанные выше силы Ff и Fх — это равенство их модулей, и только при равномерном движении колеса и самой колёсной машины.

Большое влияние на понимание силы сопротивления качению оказа ли взгляды академика Е. А. Чудакова, который посвятил теории качения автомобильного колеса ряд своих работ [10, 11 и 12]. Величину этой силы он изначально определил в виде произведения осевой нагрузки Gk на неко торый безразмерный коэффициент f, отражающий степень сопротивления опорной поверхности качению колеса, то есть Pf = f Gk. Силу Pf Е. А. Чудаков прикладывал к колесу в зоне его контакта с дорогой. Однако считать, что он располагал её в плоскости фактического соприкосновения колеса и дороги, то есть на расстоянии динамического радиуса rд от оси вращения колеса, всё-таки нельзя. Е. А. Чудаков считал, что линия дейст вия этой силы, как и введённой им так называемой полной окружной силы Рко, располагается от оси вращения колеса на расстоянии кинематического радиуса rк. Фактически это означает, что сила сопротивления качению Pf прикладывается к колесу вне самой контактной площадки. Очевидно, что сила Pf, лежащая вне плоскости соприкосновения колеса и дороги, являет ся условной, поскольку реальные силы, возникающие при взаимодействии эластичного колеса и дороги, будучи силами трения, всегда лежат в плос кости их контактирования.

Условными силами Рfp сопротивления качению оперирует и В. А. Петров [13, 14], который выражает работу за один оборот колеса (А1 = 2rкоРfp ) посредством использования не динамического, а кинемати ческого радиуса rко колеса, причём не в фактическом, а в свободном (то есть совсем в другом) режиме качения.

Условной приходится считать и силу сопротивления качению у Д. А. Чудакова [15], который прикладывает её фактически не в пятне кон такта ведомых колёс, а на расстоянии, «равном их теоретическому радиусу rк » от оси вращения [15]. Согласно Д. А. Чудакову каждая такая сила со противления «параллельна поверхности пути и направлена против движе ния». При этом Д. А. Чудаков, как и все другие авторы, не объясняет, как может точка приложения и линия действия реального усилия дороги рас полагаться вне плоскости контакта, разделяющей колесо и саму дорогу.

Рассматривая вопрос о силе сопротивления качению колеса, нельзя пройти мимо существующего ГОСТ 17697-72 «Автомобили. Качение ко леса. Термины и определения». Согласно п. 73. на с. 21, «Сила сопротив ления качению колеса (Pf ) — условная количественная характеристика со противления качению колеса, имеющая размерность силы и равная отно шению момента сопротивления качению колеса к радиусу качения без скольжения Pf = Мf /rк. (2) Как видим, и здесь под силой сопротивления качению понимается условная величина. При этом в ГОСТе не указывается, почему эта сила яв ляется условной, но можно предположить, что авторы руководствовались теми же соображениями, что были высказаны еще Г. В. Зимилевым, то есть они не смогли реальные сопротивления движению колеса соотнести с соответствующей силой сопротивления, и поэтому были вынуждены на звать силу сопротивления «условной».

Отсутствие удовлетворительного теоретического обоснования силы сопротивления качению дошло до того, что некоторые специалисты по теории колёсных машин в своих учебниках вообще перестали рассматри вать эту силу как полноценный вектор, а ограничиваются только её коли чественным выражением. При этом замалчивается вопрос о точке прило жения силы, линии её действия, а также механизме её образования. Все эти вопросы не получили должного освещения и в работах [10, 11, 12] акаде мика Е. А. Чудакова.

Отсутствие ясности в данном вопросе привело даже к тому, что не которые исследователи, например, В. С. Ламовицкий [16], в своё время высказывали мысль о том, что «Правильнее характеризовать сопротивле ние качению не силой, …, а парой трения качения». Особенно ощутимо такое отторжение силы сопротивления качению обнаруживается в учебни ке В. П. Тарасика [17], который вообще пренебрёг понятием силы сопро тивления качению и на протяжении всего учебника оперирует только мо ментом и мощностью сопротивления качению.

Подведём основные итоги проведённого анализа.

1. В научно-технической и учебной литературе довольно широкое распространение получила версия, в соответствии с которой сила сопро тивления качению колеса — это некоторая условная (фиктивная) сила со противления его движению.

2. Версию условности (фиктивности) силы сопротивления качению породило отсутствие в теории качения колеса теоретически обоснованно го усилия, выражающего собой суммарное сопротивление качению, кото рое можно было бы воспринимать как полноценную векторную величину.

3. Концепция условной (фиктивной) силы сопротивления качению колеса идёт вразрез с существованием реального сопротивления, которое испытывает любое катящееся колесо, и тех затрат мощности, которые не сёт любая колёсная машина в процессе своего движения.

4. Чтобы правильно определить силу сопротивления качению колеса и выявить её место в системе всех сил, действующих на колесо со стороны колёсной машины и опорной поверхности, требуется уточнить физическую природу самой силы и раскрыть механизм её образования.

Список литературы 1. Зимилев Г. В. Теория автомобиля. – М.: Воениздат, 1957. – 455 с.

2. Платонов В. Ф., Леиашвили Г. Р. Гусеничные и колёсные транспортно тяговые машины. – М.: Машиностроение, 1986. – 296 с.

3. Петрушов В. А. Некоторые пути построения технической теории качения // Тр. НАМИ, 1963, вып. 61. – С. 3-56.

4. Пирковский Ю. В. Некоторые вопросы качения автомобильного колеса // Ав томобильная промышленность. – 1965. – № 12. – С. 26-29.

5. Пирковский Ю. В. О развитии теории качения колеса с упругой пневматиче ской шиной // Вестник машиностроителя. – 1987. – № 12. - С. 29-31.

6. Вирабов Р. В. Об оценке сопротивления качению упругого колеса по жёстко му основанию // ИВ: Машиностроение. – 1967. – № 7. – С. 93-98.

7. Вирабов Р. В. Об оценке сопротивления качению колеса с пневматической шиной // Вестник машиностроения. – 1987. – № 7. – С. 46-50.

8. Гришкевич А. И. Автомобили: теория. – Минск: Вышэйшая школа, 1986. – 208 с.

9. Смирнов Г. А. Теория движения колёсных машин: Учебное пособие. – М.:

Машиностроение, 1990. – 352 с.

10. Чудаков Е. А. Качение автомобильного колеса. – М.: Машгиз, 1947. – 70 с.

11. Чудаков Е. А. Качение автомобильного колеса // Труды Автомобильной ла боратории ИМ АН СССР, вып. 9. – М.-Л.: Изд. АН СССР, 1948. – 200 с.

12. Чудаков Е. А. Избранные труды. т. 1. Теория автомобиля. – М.: Изд-во АН СССР, 1961. – 463 с.

13. Петров В. А. Основы теории качения пневматического колеса // Вестник ма шиностроения. – 1986. – № 2. – С. 40-44.

14. Петров В. А. Узловые вопросы теории качения пневматического колеса // Тракторы и сельхозмашины. – 1986. – № 8. – С. 18-22.

15. Чудаков Д. А. Основы теории трактора и автомобиля. – М.: Сельхозиздат, 1962. – 312 с.

16. Ламовицкий В. С. Некоторые вопросы теории автомобиля // Труды Акаде мии». Сб. 8 (42). – М., 1946 (Военная академия БТ и МВ СА).

17. Тарасик В. П. Теория движения автомобиля: Учебник для вузов. – СПб.:

БХВ-Петербург, 2006. – 478 с.

УДК НОРМИРОВАННАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ В. И. Колесов г. Тюмень, Тюменский государственный нефтегазовый университет Задача повышения эффективности работы транспортных потоков (ТП) в городе относится к числу приоритетных, при этом широко исполь зуется модель ТП Танаки [1], основанная на продольном динамическом га барите безопасной езды. В работе [2] с позиций теории подобия задача приведена к критериально планируемому эксперименту (КПЭ), однако мо дель работы потока на участке свободного движения дана без достаточно го обоснования. Предпринимается попытка устранить имеющийся пробел.

Формальная запись динамического габарита, как известно, имеет вид L( V ) m2 V 2 m1 V m0, (1) что позволяет в итоге выразить как плотность транспортного потока q( V ) 1 / L( V ), так и его интенсивность N ( V ) V q( V ), где m0, m1, m2 — коэффициенты;

V — скорость транспортного потока, м/с.

Несмотря на то, что в литературе имеются многочисленные регрес сионные кривые зависимости скорости от интенсивности ТП (см., напри мер, [3]), аналитического описания поведения V ( N ) во всем диапазоне разрешенных скоростей найти не удалось.

Предлагаемое решение базируется на двух постулатах:

скорость транспортного потока не может превышать заданный пре дел (в нашем случае Vогр 60 км/ч);

продольный габарит безопасной езды L( V ) нарушаться не должен.

Это по умолчанию означает, что водители переходят на габарит безопасной езды постепенно по мере нарастания плотности транспортного потока. При этом в [2] отмечается, что существует точка сопряжения ре жима свободного движения (индекс p) и режима, соответствующего дина мическому габариту (индекс g).

Если подходить к задаче с позиций теории подобия и пытаться пере вести её в разряд критериально планируемого эксперимента, то необходи мо переходить к безразмерным величинам и x V Vогр m V 2 m V m q, где a 2 огр2 ;

b 1 огр : m0, м;

z m0 3. m0 3. m2 V * m1 V m0 a x b x 2 q max m1, с;

m2, с /м;

Vогр, км/ч.

Практический интерес при этом представляют 2 аспекта:

как аналитически описывается зависимость нормированной скорости от нормированной плотности z (обозначим её x p ( z )) при x 0 z z c, где z c — точка перехода к динамическому габариту;

каковы координаты точки перехода функции x p ( z ) в функцию xg ( z ), соответствующую динамическому габариту (обозначим эту точку C( z c, xc ) ).

Что касается первого аспекта, то, во-первых, при z 0 значение функции равно x p ( z ) x p ( 0 ) 1, во-вторых, при z 0 функция x p должна монотонно снижаться и быть дифференцируемой, в-третьих, при z z c должно выполняться условие x p ( zc ) xg ( zc ) и, наконец, в-четвертых, в точ ке сопряжения С производные обеих функций должны быть равны.

В качестве первого приближения в работе [2] по умолчанию выбрана функция xp ( z ) 1 k z. (2) Дадим короткое обоснование такого выбора.

Рассмотрим динамические характеристики однородного транспорт ного потока, для которого выполняется условие непрерывности q( x,t ) N ( x,t ) 0. (3) t x При этом интенсивность потока зависит от его плотности, то есть N ( x,t ) N ( q( x,t )).

Плотность потока q( t, x ) и его интенсивность N ( t, x ) связаны соот ношением dN V( q ), (4) dq где V(q) — скорость автотранспортного потока.

Необходимость обеспечения безопасности движения приводит к то му, что при увеличении плотности потока q водители снижают скорость движения v, поэтому скорость v существенно зависит от плотности q, то есть V ( x,t ) V q( x,t ). (5) Представляет практический интерес установление общего вида связи между v и q. Из выражений (3) и (4) следует:

q N ( V q ) V q q q V V qV ', (6) t x x x x x V где V '.

q Далее рассмотрим ускорение транспортного потока:

V ( x,t ) V V x V q V q x. (7) t t x t q t q x t Подстановка (5) в (6) дает V q q 2 q V ' V qV ' V ' V qV '. (8) t x x x Полученное уравнение (8) формально совпадает с уравнением дви жения для сжимаемой жидкости, имеющим вид V q c 2 q 1, (9) t x где с — неотрицательная константа.

V q c 2 q n Если представить (9) в виде (10) t x и сравнить (8) и (10), то очевидно, что q V ' q n c 2, то есть dv v' c q( n1 ) / 2. (11) dq Уравнение (11) решается методом интегрирования и, в зависимости от принятого значения n, имеет ряд исходов.

При n = –1 (модель Гринберга [4]) qmax 1 q dq cln qm ln q c ln m.

V c (12) qq q Максимальное значение плотности потока qm соответствует случаю, когда скорость потока в режиме свободного движения равна V 0 (гипо тетическая ситуация). Здесь важно обратить внимание на тот факт, что qm qm qmax, поэтому нормированная плотность z m 1 (рисунок).

q max Рисунок. Нормированная фундаментальная диаграмма транспортного потока При n – c qm q 2c ( n1 ) / qm q qm V c q dq 1 ( q ) ( n 1 ) / 2 ( n 1 ) / n1 q m (13) q Vm 1 ( ), qm n1 c qm где ;

Vm.

Если выразить qm через плотность ТП в заторе qmax (полагая, что q qm max ), то на участке свободного движения соотношение (13) примет вид w V Vогр ( 1 k z ), (14) где Vогр = Vт — ограничение скорости (в городе 60 км/ч);

k w — показа тель, определяемый из условия равенства в т. С скоростей x p ( zc ) и xg ( zc ).

Аналитическое представление второй функции xg ( z ), характери зующей поведение нормированной скорости ТП ( xg ) в условиях строгого соблюдения габарита безопасной езды (как и упомянутый выше второй ас пект практического интереса), подробно рассмотрено в исследовании [2] и применительно к решаемой задаче специфики не имеет. Выполнено про граммное тестирование полученных результатов.

Список литературы 1. Буслаев А. П., Гасников А. В., Холодов Я. А., Яшина М. В. Введение в математическое моделирование транспортных потоков [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://crec.mipt.ru/study/courses/optional/gasnikov/Book_Chap3.pdf.

2. Колесов В. И. Фундаментальная диаграмма транспортного потока в усло виях ограничения скорости // Новые информационные технологии в нефтегазовой от расли и образовании: материалы V Всероссийской НТК с международным участием. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2012. – С. 25-31.

3. Сильянов В. В., Домке Э. Р. Транспортно-эксплуатационные качества ав томобильных дорог и городских улиц. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 352 с.

4. Greenberg H. An analysis of traffic flow. – Opns. res., 1959, vol. 7, pp. 79-85.

УДК 656.13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ КОМПЛЕКСНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА АВТОТЕХНИЧЕСКИХ ЭКСПЕРТИЗ К. С. Шахов, А. В. Ильюхин, А. Н. Чукомина, А. Д. Моллаев г. Тюмень, Тюменский государственный нефтегазовый университет Для выявления причин дорожно-транспортных происшествий ис пользуется автотехническая экспертиза, которая проводится в экспертных учреждениях. В рамках действующего законодательства производство экспертиз и исследований возможно как по делам об административных нарушениях, так и в рамках уголовного дела. По материалам проверки мо жет быть проведено исследование, оформленное в виде справки эксперта (специалиста).

В настоящее время в связи с высоким уровнем аварийности и недос таточным количеством специалистов срок проведения исследований вы зывает постоянную критику со стороны органов следствия, ГИБДД, про куратуры и суда.

Вместе с тем, как показывает анализ, нормативные документы не содержат какой-либо научно обоснованной системы показателей качества деятельности экспертной организации, а в данном случае системы экс пертного анализа механизма дорожно-транспортного происшествия. Име ется лишь номенклатура показателей, оценка деятельности по которым производится в сравнении с предыдущим периодом (годом).

Производство экспертизы в массовом порядке требует контроля, управления и обеспечения качества, а самое главное организации процесса производства в соответствии с требованиями заявителя, а также полного всестороннего производства исследований.

Совокупность таких требований может быть охарактеризована, как качество производства автотехнической экспертизы.

В соответствии с этим были предложены показатели, которые долж ны быть рассмотрены в процессе производства автотехнической эксперти зы. При рассмотрении системы массового обслуживания и его взаимодей ствия с автотехнической экспертизой было произведено разбиение показа телей на следующие группы, которые можно разбить на два потока:

1) Первые две группы характеризуют показатели СМО 2) Остальные три характеризуют услуги, кадровое и техническое обеспечение 1 группа показателей Показатели эффективности использования СМО:

1.1. Абсолютная пропускная способность СМО — среднее число заявок, которое сможет обслужить СМО в единицу времени.

1.2. Относительная пропускная способность СМО – отношение среднего числа заявок, обслуживаемых СМО в единицу времени, к средне му числу поступивших за это же время заявок.


1.3. Средняя продолжительность периода занятости СМО.

1.4. Коэффициент использования СМО — средняя доля времени, в течение которого СМО занята обслуживанием заявок, и т. п.

2 группа показателей Показатели качества обслуживания заявок:

2.1. Среднее время ожидания заявки в очереди.

2.2. Среднее время пребывания заявки в СМО.

2.3. Вероятность отказа заявке в обслуживании без ожидания.

2.4. Вероятность того, что вновь поступившая заявка немедленно будет принята к обслуживанию.

2.5. Закон распределения времени ожидания заявки в очереди.

2.6. Закон распределения времени пребывания заявки в СМО.

2.7. Среднее число заявок, находящихся в очереди.

2.8. Среднее число заявок, находящихся в СМО и т. п.

3 группа показателей Характеризуют перечень услуг и их стоимость:

3.1. Количество видов экспертиз.

3.2. Стоимость производства исследований по каждому виду экспер тиз:

- исследование ДТП расчетным способом, - исследование углов и следов столкновений транспортных средств, - исследование технического состояния транспортных средств, - оценка стоимости восстановительного ремонта, - исследование маркировочных обозначений транспортных средств.

3.2. Уровень развития экспертиз — отношение количества видов вы полняемых экспертиз к их максимально возможному количеству.

3.3. Количество выполненных экспертиз и исследований по каждому виду за определенный промежуток времени.

3.4. Уровень исследовательского обеспечения — отношение количе ства выполненных исследований к количеству ДТП на обслуживаемой территории за определенный промежуток времени.

4 группа показателей Кадровое и нормативно-методическое обеспечение:

4.1. Общее количество экспертов.

4.2. Сведения о количестве допусков на право самостоятельного про изводства по видам проводимых исследований.

4.3. Распределение экспертов по стажу работы.

4.4. Нагрузка на одного сотрудника по видам исследований.

4.5. Перечень применяемых методик.

4.6. Актуализированный фонд нормативных документов.

5 Группа показателей Техническое обеспечение:

5.1. Перечень программного обеспечения.

5.2. Перечень аппаратных средств.

5.3. Перечень лабораторной и приборной базы.

5.4. Наличие производственно-технической базы, договоров на ока зание, выполнение работ либо аренду.

5.5. Наличие транспортных средств для осмотра повреждений авто мобилей по месту их стоянки.

6 группа показателей Виды экспертных исследований:

6.1. Исследование обстоятельств ДТП расчетным способом.

6.2. Исследование следов столкновения на ТС и месте ДТП (углы столкновений).

6.3. Определение технического состояния ТС.

6.4. Исследование маркировочных обозначений ТС (кузов, двигатель, рама, шасси).

6.5. Определение стоимости восстановительного ремонта.

Для того чтобы при помощи данных показателей было возможно производить оценочные действия было принято решение о проведении ан кетирования, которое проводилось при помощи априорного ранжирова ния. В качестве экспертов выступили сотрудники МВД, занимающиеся не посредственно производством автотехнической экспертизы.

АНКЕТА. Ознакомиться с показателями и заполнить таблицу, расставив в ней баллы приоритета, причем 1 будет означать самый важный для Вас показатель, все остальные, соответственно, менее важны. Указывать мак симальный балл, необходимо исходя из общего количества показателей в каждой группе. Например, если в группе всего шесть показателей, то бал лы выставляются от 1 до 6 (таблица).

Основные оцениваемые показатели Группы показателей оценки Показатели эффективности использования СМО Показатели качества обслуживания заявок Показатели, характеризующие перечень услуг и их стоимость Кадровое и нормативно-методическое обеспечение Техническое обеспечение Виды экспертных исследований После проведенного анкетирования полученные оценки переводи лись в баллы, где 1 — максимальное количество баллов (то есть 1 = 6) и дальше по нисходящей, подсчитывалась сумма баллов, выставленных экс пертами, и находился средний балл по каждому показателю (рис. 1.).

Далее определялсь сумма рангов всех экспертов по каждому показателю, проверялась правильность заполнения:

1) максимальный ранг по конкретному показателю не может быть больше числа сравниваемых факторов;

2) максимальное значение суммы рангов по любому показателю не может быть больше произведения максимально возможного ранга на число экспертов;

3) минимально возможная сумма рангов по любому показателю не может быть меньше минимального ранга (1), умноженного на число экс пертов.

Рис. 1. График средних баллов показателей Определяем сумму рангов всех экспертов по каждому показателю с помощью формулы k= akm, (1) где: m — число экспертов;

k — число показателей.

Также находим среднюю сумму рангов ( ) =. (2) Затем необходимо проверить правильность определения суммы ран гов по формуле = m*k*, (3) где — средний ранг оценки факторов каждым экспертом, =. (4) Далее необходимо проверить отклонение суммы рангов каждого фактора от средней суммы рангов:

k=k -. (5) С помощью коэффициента конкордации (W) Кэндалла оцениваем степень согласованности мнений экспертов, (6) где k — число факторов, k = 6;

m — число экспертов, m = 10.

)2, S= ( (7) W = 0, Коэффициент конкордации может изменяться от 0 до 1. Если он су щественно отличается от нуля (W 0,5), то можно считать, что между мнениями экспертов имеется определенное согласие.

Если коэффициент конкордации недостаточен (W 0,5), то органи заторами экспертизы проводится анализ причин негативного результата.

Такими причинами могут быть: нечеткая постановка вопросов или инструктаж, неправильный выбор факторов, подбор некомпетентных экс пертов, возможность сговора между ними и др.

При W 0,5 проверяется гипотеза о неслучайности согласия экспер тов. Для этой процедуры используется критерий Пирсона (x-квадрат), оп ределяемый по формуле X2p= W * m (k–1), (8) где (k–1) — число степеней свободы.

Расчетное значение коэффициента сравнивается с табличным, опре деленным при числе степеней свободы k–1. Если расчетное значение кри терия Пирсона больше табличного, a W 0,5, то это свидетельствует о на личии существенного сходства мнений экспертов, значимости коэффици ента конкордации и неслучайности совпадения мнений экспертов, то есть x2p x2T.

По сумме рангов k производится ранжирование показателей (под систем). Минимальной сумме рангов (k)min соответствует наиболее важ ный показатель, получающий первое место M = 1, далее факторы распола гаются по мере возрастания суммы рангов.

Таким образом, по результатам априорного ранжирования рассмат риваемые показатели располагаются по их влиянию на уровень работоспо собности следующим образом:

1 место — Характеризующие перечень услуг и их стоимость (k3=52), 2 место — Показатели качества обслуживания заявок (k2=49), 3 место — Виды экспертных исследований (k6=30), 4 место — Показатели эффективности использования СМО (k1=28), 5 место — Кадровое и нормативно-методическое обеспечение (k4=19), 6 место — Техническое обеспечение (k5=17).

Для наглядного представления о весомости показателей строится ап риорная диаграмма рангов, и определяются удельные веса показателей по их влиянию на целевой показатель (qk). При этом удельный вес фактора определяется по следующей формуле:

qk=, (9) где M — место фактора по результатам ранжирования.

Вычисляем удельный вес (М = 1) при k = 6:

=1. (10) Удельный вес каждой группы факторов представлен на рис. 2.

Рис. 2. Удельный вес факторов по группам Все последующие вычисления были произведены по аналогичной схеме. В дальнейшем данное исследование необходимо посвятить разра ботке алгоритма системы управления качеством производства автотехни ческих экспертиз.

УДК 303.722. ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА МНОГОМЕРНОЙ ТАКСОНОМИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РЕМОНТА АГРЕГАТОВ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ ЦРТС В. В. Попцов, С. В. Кравченко г. Тюмень, Тюменский государственный нефтегазовый университет Классификация — один из фундаментальных процессов в науке.

Факты и явления должны быть упорядочены, прежде чем мы сможем их понять и разработать общие принципы, объясняющие их появление и ви димый порядок. С этой точки зрения классификация является интеллекту альной деятельностью высокого уровня, необходимой нам для понимания природы изучаемых явлений. Классификация — это упорядочение объек тов по их схожести [1], а объектом можно назвать все, включая процессы и действия — все, чему можно приписать вектор дескрипторов (вектор зна чений признаков), скомпонованных в матрицу данных X.

Последовательность этих процедур такова, что объекты, подлежащие классификации, в нашем случае — параметры состояния (ПС), представ лены в пространстве, измерениями которого являются признаки. Это при знаковое пространство (П-пространство) является формально w-мерным (для п признаков), но в связи с корреляцией между признаками ПС оно обычно может быть преобразовано в пространство меньшей размерности с небольшой потерей информации. Сравнительное изучение объектов в П пространстве в различных исследованиях быстро убеждает в том, что только при необычных обстоятельствах объекты группируются в компакт ных областях полного признакового гиперпространства. Хотя ПС агреги рованы относительно многих измерений этого пространства, тем не менее ПС из данного кластера вполне могут быть распределены по всей области значений некоторых признаков.

Различные ПС будут отклоняться от кластера вдоль разных призна ковых осей. Это означает, что классы объектов могут быть определены без обращения к однородности расположения объектов по всем осям или даже по какой-либо заданной оси. Хотя большая часть характеристик некоторых ПС должна быть похожа на характеристики всех остальных единиц из ее кластера, нет никакой необходимости в сходстве по всем признакам. При надлежность к классу определяется, таким образом, «большинством голо сов» (наибольшее число общих значений признаков), и ни один из призна ков не определяет принадлежность к данному классу или таксону. Взаимо связи такого рода были эмпирически найдены исследователями, изучав шими естественные классификации в различных дисциплинах;

это было сформулировано Бекнером [1] как принцип классификации.

Классы, определяемые таким образом, называются политетическими.

Большинство методов кластер-анализа и классификации направлены на получение политетических классов. В противоположных системах (с мо нотетическими классами, или таксонами) принадлежность определяется общими значениями всех или, по крайней мере, некоторых признаков. Это делает монотетические классификации полезными для построения таксо номических ключей, но порождаемая ими систематизация естественных объектов часто оказывается неудовлетворительной.

Введение понятия политетической классификации имеет важные по следствия. Принадлежность к таксономическому классу является функци ей распределения ПС в П-пространстве. Эта функция не является двузнач ной типа «принадлежит или не принадлежит», как в случае монотетиче ской классификации, поэтому принадлежность описывается величиной, значения которой образуют континуум. При политетической классифика ции таксономическое структурирование превращается скорее в статисти ческую, чем в чисто геометрическую задачу.

Из всего вышесказанного следует, что поддающиеся вычислению политетические классификации для правильного группирования объектов требуют большого числа признаков. Классификации такого рода часто называются естественными. В них ПС должны быть в некотором смысле более похожи друг на друга, чем на ПС других таксонов.

Классификации, основанные на большом многообразии признаков, будут полезны повсюду, тогда как классификации, основанные только на нескольких признаках, будут менее полезны, за исключением специальных задач, относящихся непосредственно к выбранным признакам. Для целей общей классификации и для определения естественного порядка среди объектов и явлений естественная классификация, основанная на всей доступной информации (признаках), является предпочтительной.

Использование нескольких признаков вместо многих приписывает используемым признакам вес — единицу, а опущенным — нуль, тем самым поднимает общий вопрос о взвешивании, являющийся в таксономии весьма спорным [1].

Говоря о классификации совокупности объектов (ПС), подразумеваем, что каждый из них задан соответствующим столбцом матрицы {X}. Аналогично интерпретируется исходная информация в задаче классификации совокупности признаков, с той лишь разницей, что каждый из признаков задается соответствующей строкой матрицы {X}. В дальнейшем, если это специально не оговорено, не будем разделять изложение этой проблемы на «объекты» и «признаки», учитывая степень обобщения постановки задач исследования.

Проблема классификации объектов заключается в том, чтобы всю анализируемую совокупность объектов О = {Оi;

} (i = 1, 2,..., п), статистически представленную в виде матриц X, разбить на небольшое число (заранее известное или нет) однородных групп или классов.

Для формализации этой проблемы удобно интерпретировать анали зируемые объекты в качестве точек в соответствующем признаковом про странстве. Если исходные данные представлены в форме матрицы X, то эти точки являются непосредственным геометрическим изображением многомерных наблюдений Х1, Х2,..., Хп в р-мерном пространстве Пр (X) с координатными осями Ох(1), Ох(2),..., Ох(р).

Естественно предположить, что геометрическая близость двух или нескольких точек в этом пространстве означает близость «физических» со стояний соответствующих объектов, их однородность. Тогда проблема классификации состоит в разбиении анализируемой совокупности точек — наблюдений — на сравнительно небольшое число (заранее известное или нет) классов таким образом, чтобы объекты, принадлежащие одному клас су, находились бы на сравнительно небольших расстояниях друг от друга.

Полученные в результате разбиения классы часто называют кластерами (таксонами, образами), а методы их нахождения, соответственно, кластер анализом, численной таксономией, распознаванием образов с самообуче нием.

В теории и практике многомерной классификации все множество практических реализаций исследовательских задач сведено к двум типам.

Первый тип представляет обычную задачу разбиения статистически обследованного (р-мерного) диапазона изменения значений анализируе мых признаков на интервалы (гиперобласти) группирования. В результате исследуемая совокупность объектов разбивается на некоторое число групп так, что объекты такой одной группы находятся друг от друга на сравни тельно небольшом расстоянии (многомерный аналог задачи построения интервалов группирования при обработке одномерных наблюдений).

Второй тип представляет собой попытку определить естественное расслоение исходных наблюдений на четко выраженные кластеры, сгустки, лежащие друг от друга на некотором расстоянии, но не разбивающиеся на столь же удаленные части. В вероятностной интерпретации (если интерпретировать классифицируемые наблюдения Х1, Х2,..., Хп как выборку из некоторой многомерной генеральной совокупности, описываемой функцией плотности или полигоном распределения f (X), как правило, не известными исследователю) вторая задача может быть сформулирована как задача выявления областей повышенной плотности наблюдений, то есть таких областей возможных значений анализируемого многомерного признака X, которые соответствуют локальным максимумам функции f (X).

Если первая задача — задача построения областей группирования — всегда имеет решение, то при второй постановке результат может быть и отрицательным: может оказаться, что множество исходных наблюдений не обнаруживает естественного расслоения на кластеры (например, образует один общий кластер).

Во втором случае не так уж важно, чтобы было определено точное число кластеров с правильными элементами в каждом кластере (недостижимый, идеальный случай). Важно эффективно распределить п многомерных точек в р-мерном пространстве (измерений р переменных) обоснованным надежным и экономичным способом.

Обобщая опыт поиска и формирования причинно-следственных связей параметров технического состояния двигателей автотранспортных средств и специальной нефтегазопромысловой техники как объектов ремонта, можно сделать вывод о существенной значимости решения задачи второго типа при разработке мониторинговой системы адаптивного формирования производственно-технической базы ремонтного предприятия.

Вышеизложенное позволяет выдвинуть рабочую гипотезу настоящего исследования, состоящую в предположении, что все возможное пространство состояний (параметров оценки технического состояния) изделия делится на конечное множество классов (кластеров, таксонов), располагающихся компактно и имеющих явные центры группирования (центры притяжения).

Список литературы 1. Классификация и кластер / Под ред. Дж. Вэн Райзина. (Пер. с англ.). – М.:

Мир, 1980. – 389 с.

УДК 625.084-026. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОРОЖНЫХ КАТКОВ М. А. Корнилова, Е. Н. Черняков, О. О. Чернякова, А. Л. Егоров г. Тюмень, Тюменский государственный нефтегазовый университет Уплотнение грунтов при строительстве различных земляных инже нерных сооружений является завершающей операцией, от качества кото рой в значительной степени зависит их долговечность и прочность. Особо тщательного уплотнения требуют грунты, отсыпанные в гидротехнические земляные сооружения, возводимые сухим способом, поскольку такие грун ты в свежей отсыпке имеют недостаточную плотность, а, следовательно, и устойчивость.

Искусственное повышение плотности часто необходимо и для грун тов с ненарушенной структурой, например на дне и откосах каналов и во дохранилищ, для уменьшения фильтрации воды.

Грунты таких гидротехнических сооружений, как плотины, дамбы, насыпи, должны быть устойчивыми не только к имеющимся нагрузкам, но и к влиянию климатических условий, особенно к воздействию воды и низ ких температур. В результате уплотнения может быть достигнута стабиль ная устойчивость к действию воды всех видов грунтов в насыпях или в ес тественных основаниях при воздействии любых нагрузок и при любых климатических условиях.

Физическая сущность уплотнения грунта заключается в увеличении плотности его скелета механическими средствами за счет изменения рас положения зерен грунта. Достижение заданной плотности грунтов во мно гом зависит от их физико-механических свойств (связности, однородности, влажности, гранулометрического состава), однако не меньшее влияние при этом оказывают и способы уплотнения.

В современной практике гидротехнического строительства для уп лотнения грунтов в инженерных насыпях применяют: а) укатку (статиче ское уплотнение) катками — преимущественно пневмоколесными и ку лачковыми;

б) трамбование ударами плит или грузов, падающих свободно или с принудительно развитой скоростью;

в) вибрационное уплотнение виброплитами и глубинными виброуплотнителями. Используются также комбинированные методы уплотнения — вибротрамбование, виброукатка и сочетание укатки с трамбованием (катками с падающими грузами).

Целью уплотнения асфальтобетонных покрытий является создание плотной и устойчивой структуры, которая оказывает решающее влияние на его прочность, эксплуатационную надежность и долговечность. Дости жение требуемой плотности неразрывно связано с многократными сило выми воздействиями на уплотняемый материал, которые вызывают его деформирование. Интенсивность накопления деформаций зависит как от состояния материала, так и от параметров и режимов работы уплотняющих средств [1].



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.