ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ГИДРОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

Кузнецова К.С.¹, Холомеева Н.В.², Ольховиков С.Э.³

¹Аспирант, кафедра «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог»; ²Кандидат экономических наук, доцент, кафедра «Технология, организация и экономика строительства»; ³Аспирант, старший преподаватель, кафедра «Технология, организация и экономика строительства» Сибирский государственный университет путей сообщения.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ГИДРОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

Аннотация

Совершенствование анализа эксплуатации гидротранспортных систем на основе данных статистической отчетности позволяет с заданной надежность оценить показатели работы систем.

Ключевые слова: гидротранспортная система, экономико-статистическое моделирование, надежность.

Kuznetsova K.S.¹, Holomeeva N.V.², Olkhovikov S.E.³

¹Postgraduate student; ²PhD in Engineering, docent; ³Postgraduate student, Senior Lecturer SIBERIAN TRANSPORT UNIVERSITY.

FORECASTING OF INDICATORS OF WORK OF HYDROTRANSPORT SYSTEMS K

Abstract

Improvement of the analysis of operation of hydrotransport systems on the basis of data of the statistical reporting allows with set reliability to estimate indicators of work of systems.

Keywords: hydrotransport system, economical and statistical modeling, reliability.

Для анализа работы строительных машин в СГУПС совместно с ЗАО «Сибгидромехстрой» создана база данных, в которую включена следующая техническая и экономическая информация, которая приведена в [1, 2]. Накопленная в базе данных информация позволила рассчитать организационно-технологическую надежность гидротранспортных систем [3, 4]. Далее была разработана вероятностная модель работы многоступенчатых гидротранспортных систем [5], создана методика ресурсосберегающего проектирования технологических процессов гидромеханизации при устройстве земляных сооружений [6] и сделана первая попытка формирования парка машин для гидромеханизации земляных работ [7].

Накопленная в базе данных информация позволила построить многофакторные модели основных показателей работы гидротранспортных систем. Например, модель часовой производительности системы

где Г_г – категория грунта; R_v – расход грунтового насоса по воде, м³/ч. Себестоимость разработки 1 м³ грунта определяется по модели

где С_эз – стоимость текущей эксплуатации земснаряда, тыс. р.; С_тз – стоимость дизельного топлива земснаряда, тыс. р.; С_рк – стоимость ремкомплекта на земснаряд, тыс. р.; K_в – коэффициент использования рабочего времени; С_рб – стоимость ремонта и обслуживания бульдозеров, тыс. р.; С_тб – стоимость дизельного топлива бульдозеров и ТЛГ, тыс. р.;V –объём работ, м³; С_эл – стоимость электроэнергии, тыс. р.

Заработная плата рабочих вычисляется по модели

где T_к – календарное время работы, ч. Расход электроэнергии на работу земснаряда определяется по модели Расход топлива бульдозеров и ТЛГ вычисляется по модели Расход топлива земснаряда рассчитывается по модели Стоимость эксплуатации земснаряда определяется по модели Стоимость ремонтов бульдозеров вычисляется по модели Стоимость ремкомплектов для земснаряда рассчитывается по модели Показатели моделей (формулы 1 – 9) приведены в таблице 1.  

Таблица 1 – Основные характеристики многофакторных моделей

Показатель	Пф	С1	Зп	Rэз	Rтб	Rтз	Сэз	Срб	Срк
Доля объясненной вариации, %	41,70	93,50	98,21	99,93	60,22	98,96	80,99	88,58	72,88
Коэффициент множественной корреляции	0,645	0,967	0,991	0,999	0,776	0,999	0,900	0,941	0,854
Средний отклик	61,00	68,46	512,41	916,7	5,94	48,75	29,17	119,83	157,16
Стандартная ошибка в % от среднего отклика	66,14	9,69	27,86	4,74	161,3	3,93	94,23	82,92	116,9
Стандартная ошибка S	40,34	6,64	142,76	43,45	9,58	0,94	27,48	99,36	183,79
Общий F - критерий регрессии	167,8	10964	15612	55219	439,0	41230	11704	2248,6	974,8
Табличное значение общего F - критерия	3,91

Для проверки неадекватности модели используют средний квадрат ошибки  S², как оценку величины s², предполагая, что модель правильна. Если эти величины отличается на порядок и более, делается вывод о неадекватности модели. Стандартная ошибка вычисляется в процентах от сред­него отклика – это мера величины стандартного отклонения остатков от­носительно среднего отклика. Рассчитывается она как отношение стандартного от­клонения остатков к среднему отклику. Средний отклик означает арифметическое среднее всех наблюдаемых значений отклика (переменной Y). Доля объясненной вариации в % – это квадрат коэффициента множественной корреляции, R².

Проверку значимости регрессионной модели производится сравнением общего F–критерия с заранее избранной процентной точкой соответствующего F – распределения (табличным значение общего F - критерия). Если значение общего F–критерия модели больше табличного, то регрессионная модель является статистически значимой.

Исходными данными для имитационной модели расчёта основных технико-экономических показателей являются: группа грунта, объём работ, расход земснаряда по воде.

Процесс определения организационно-технологической надёжности работы многоступенчатых гидротранспортных систем начинается с формирования выборки. Вначале рассчитывается календарная продолжительность работы гидротранспортной системы

      (10)

где П^м – производительность земснаряда определяется с помощью математической модели по формуле:

     (11)

где Random – случайная величина в диапазоне от 0 до 1; n – учитываемое количество стандартных ошибок в модели, шт.; S – стандартная ошибка модели П_ф, м³/ч.

Коэффициент использования рабочего времени гидротранспортной системы определяем по формуле

    (12)

где K_в – выборочное среднее коэффициента использования по времени (таблица 2); S – стандартная ошибка модели K_в (таблица 2) [8].

Далее находим расход электроэнергии и дизельного топлива по многофакторным моделям, необходимого для работы земснарядов и бульдозеров и рассчитываем стоимость топлива и электроэнергии по следующим формулам

где R_тз – расход дизельного топлива на работу земснаряда, тыс. л; C_дт – стоимость 1 литра дизельного топлива, р.; R_тб – расход дизельного топлива для бульдозеров, тыс. л; R_эз – расход электроэнергии на работу земснаряда, кВт; C_эт – стоимость 1 кВт электроэнергии, р.

Таблица 2 – Коэффициент использования по времени

Показатель	Величина
Количество опытов, шт.	145
Количество связей, шт.	3
Уровень значимости	0,05
Минимальное значение фактора	0,509
Максимальное значение фактора	0,640
Выборочное среднее значение фактора	0,574
Среднее линейное отклонение фактора	0,0229
Среднее квадратическое отклонение фактора	0,0278
Стандартное отклонение фактора	0,0279
Средняя квадратическая ошибка фактора	0,00232
Ошибка в % от среднего значения фактора	0,4038
Эмпирическая дисперсия выборки	0,00078
Вариации отклонения от среднего значения	0,00053
Риск отклонения от среднего значения	0,02295
Коэффициент вариации	0,0485
Вычисленное значение критерия Пирсона	5,59
Табличное значение критерия Пирсона	7,86
Количество интервалов	8

Затем с помощью моделей определяются основные показатели работы земснаряда (себестоимость разработки 1 м³ грунта, заработная плата рабочих, стоимость эксплуатации земснаряда, стоимость ремонта бульдозеров, стоимость ремкомплектов на земснаряд и другие).

Авторами предложен метод оценки эффективности работы гидротранспортных систем, позволяющий прогнозировать основные показатели работы конкретной системы. Этот метод является универсальным и его можно использовать для оценки эффективности работы любых строительных машин.

Литература

1. Кузнецов С.М. Системотехника ресурсосберегающей технологии строительства зданий и сооружений / С.М. Кузнецов // Изв. вузов. Строительство. - -№ 3. -С. 110 - 117.
2. Лизунов Е.В. Организационно-технологическая надёжность многоступенчатых гидротранспортных систем / Е.В. Лизунов, В.А. Седов, С.М. Кузнецов // Транспортное строительство. - -№ 2. -С. 20 - 23.
3. Седов В.А. Обоснование коэффициента использования рабочего времени многоступенчатых гидротранспортных систем / В.А. Седов, Е.В. Лизунов, С.М. Кузнецов // Транспорт: наука, техника, управление. - -№ 1. -С. 48 - 50.
4. Лизунов Е.В. Организационно-технологическая надёжность строительных машин / Е.В. Лизунов, В.А. Седов, С.М. Кузнецов // Механизация строительства. - -№ 10. -С. 22 - 24.
5. Кузнецов С.М. Вероятностная модель работы многоступенчатых гидротранспортных систем / С.М. Кузнецов, Е.В. Лизунов, А.В. Щербаков // Изв. вузов. Строительство. - -№ 9. -С. 33 - 41.
6. Лизунов Е.В. Ресурсосберегающее проектирование технологических процессов гидромеханизации при устройстве земляных сооружений / Е.В. Лизунов, В.А. Седов, С.М. Кузнецов // Механизация строительства. - -№ 1. -С. 25 - 28.
7. Лизунов Е.В. Формирование парка машин для гидромеханизации земляных работ / Е.В. Лизунов, А.В. Щербаков, С.М. Кузнецов, К.С. Кузнецова// Механизация строительства. - -№ 7. -С. 17 - 20.
8. Кузнецов С.М. Оценка технической надежности работы гидротранспортных систем / С.М. Кузнецов // Экономика ж. д. - 2013. -№ 10. -С. 77 -87.