Разработка методов учета метеорологической информации для обеспечения логистического управления автомобильными перевозками

Научный и технический прогресс и, особенно, современное развитие компьютерной техники, компьютерных сетей и информационных технологий значительно преобразили практически все виды деятельности человека. Изменились как характер решаемых в производственной сфере задач, так и методы и средства их решения. Однако научный и технический прогресс не изменил роль и значение метеорологических факторов во многих сферах хозяйственной деятельности и, в том числе, при организации транспортных операций, рассмотрением которых занимается логистика [1,2]. Современная логистика переживает период быстрого развития. Успехи, достигнутые в этой области за последние десятилетия, поистине поразительны. Можно указать на два основных фактора, обусловивших такой прогресс исследований. Прежде всего — это бурное развитие информационных систем, позволяющих координировать логистические процессы на всех этапах, и, в частности, осуществлять управление в транспортной подсистеме логистики. В настоящее время информационное обеспечение логистического управления является одной из наиболее важных и актуальных проблем. Информация (в том числе и метеорологическая) в логистике становится производственным фактором. Второй фактор — развитие интереса к теоретическим разработкам (экономико-математическим методам), позволяющим моделировать различные процессы на различных этапах управления материальным потоком [3−16].

Главная транспортная задача логистики состоит в создании необходимых условий для рационального распределения грузов по видам транспорта, организации их перевозок и складирования, что позволило бы с минимальными издержками доставлять грузы в требуемом количестве и необходимого качества в заданный пункт назначения в обусловленные сроки [3,9,16]. При этом рационализация достигается на базе взаимосогласованности материальных и информационных потоков, в связи с чем последние приобретают первостепенное значение. Информационное обеспечение логистического управления является одной из наиболее важных и актуальных проблем. Информация становится логистическим производственным фактором. В диссертации рассматривается комплексный логистический подход к организации автомобильных перевозок и информационно-компьютерные технологии для обеспечения организации такого рода перевозок. Выбор в данной работе рассмотрения только автомобильных перевозок связано как с тем, что сфера применения автомобильного транспорта чрезвычайно широка, так и с тем, что здесь важную роль играют метеорологические факторы [16]. Автомобили выполняют большую часть городских, пригородных и внутрирайонных грузовых перевозок. Они подвозят грузы от производителей продукции к станциям железных дорог, речным пристаням, морским портам и развозят от них к потребителям. Таким образом, автомобильный транспорт может участвовать в перевозках одного и того же груза несколько раз. Поэтому его доля в перевозках грузов чрезвычайно велика и составляет почти 80% от общего объема перевозок грузов всеми видами транспорта. С каждым годом количество автомобилей растет: по данным ГИБДД, в Санкт-Петербурге на 1 января 2001 г. было 1 миллион 100 тысяч зарегистрированных автомобилей.

Количественные и качественные показатели работы автомобильного транспорта во многом предопределяются состоянием и степенью развития дорог, поэтому повышение эффективности его работы невозможно без развития и совершенствования сети автомобильных дорог, обеспечения их надёжности в любое время года и в любых погодных условиях [17 — 20]. В тоже время, производственная деятельность автотранспортных предприятий и дорожных организаций находится под воздействием непрерывно совершающихся в атмосфере физических процессов и явлений. Метеорологические условия оказывают влияние на все виды работ, связанные с автомобильным транспортом [19 -21]. Атмосферные явления в виде осадков, зимней скользкости, метелей, ветра оказывают существенное влияние на условия движения по дорогам, состояние дорожного покрытия, скорость движения транспортных потоков, и вероятность возникновения дорожно-транспортных происшествий. Они усложняют работу дорожно-эксплуатационной службы, отражаются на эффективности работы дорожно-транспортного комплекса.

Например, зимой — прямой угрозой для автотранспорта является гололедица. Гололедица снижает сцепные качества дорожного покрытия по сравнению с сухим в 5−10 раз. При ней значительно возрастает тормозной путь, что резко повышает вероятность дорожно-транспортных происшествий. Небольшой снег, выпавший на обледенелое покрытие, еще больше ухудшает условия движения. Увлажненное покрытие увеличивает вероятность заноса автомобиля в 7 раз, а при обледенении — в 10 раз. В зависимости от погоды изменяется продолжительность сезона строительства дорог. Очень сложные условия для работы автомобильного транспорта наблюдаются и в период весенней распутицы при максимальной глубине оттаивания грунта, когда его верхний слой не успевает просыхать.

По всем этим причинам содержанию автодорог с каждым годом уделяется все большее внимание. От эффективности работы дорожной службы зависит транспортноэксплуатационное состояние дорог, а, следовательно, своевременность доставки различных народнохозяйственных грузов, безопасность и качество обслуживания пассажиров. По имеющимся оценкам, использование прогнозов снегопадов автодорожными службами за три зимних месяца по Ленинградской области позволяет получить экономический эффект около 800 руб/км.

При организации автомобильных перевозок с целью обеспечения их безопасности и экономической эффективности необходимо учитывать целую совокупность различных факторов, среди которых в данной работе необходимо выделить следующие, имеющие непосредственное отношение к метеорологии:

1. Состояние дорожного полотна, которое в свою очередь зависит от ширины и качества покрытия проезжей части и от температуры воздуха и таких метеорологических явлений как дождь, снег, гололед.

2. Видимость на автомагистрали, зависящую от интенсивности атмосферных осадков и наличия тумана.

3. Ветровые нагрузки на автомобиль.

4. Ослепление водителя Солнцем при его низких зенитных углах.

5. Температура воздуха (при отсутствие в автомобиле кондиционера) и резкие изменения метеорологических параметров, которые могут отразиться на самочувствии водителя и скорости его реакции на изменение дорожной обстановки.

Чтобы оптимально организовать автомобильные перевозки и обеспечить эффективное содержание дорог, автотранспортные и дорожные организации должны иметь систематическую информацию в форме прогнозов погоды различной заблаговременности (в том числе и сверхкраткосрочные прогнозы) для того, чтобы оперативно оценивать погодные условия и принимать обоснованные решения (например, при выборе оптимального маршрута следования автотранспорта, о сроках начала ликвидации гололеда и уборки снега на автострадах, о применении профилактических мероприятий для борьбы с гололедом). Все это возможно лишь в том случае, когда наряду с информацией от подразделений Гидрометслужбы в крупных автотранспортных предприятиях и дорожных организациях будут создаваться собственные отделы метеообеспечения, а на автострадах будут размещаться специализированные автодорожные метеопосты или станции (по опыту зарубежных стран) [19,20,22−25].

Можно выделить основные задачи и цели таких постов и станций: • наблюдение за изменением метеовеличин, влияющих на содержание дорог;

• предупреждение о начале образование особо опасных явлений (гололед, снегопад, метели), а значит обеспечение безопасности пользователей дороги;

• борьба за экономию средств, т. е. использовать и обеспечивать все, что необходимо, но не более, что, в свою очередь, значит, что должны быть обеспечены данные о состоянии защиты дорожной поверхности;

• последняя цель связана с влиянием человеческой деятельности на окружающую среду, так, как широко известно, что химикаты, содержащиеся во льду, после таяния аккумулируются в почве и реках и представляют угрозу окружающей среде.

В данной работе дан анализ состояния метеообслуживания дорог в ряде зарубежных стран и рассматривается целый комплекс вопросов, непосредственно связный с метеообслуживания автомобильных перевозок и автодорожных организаций.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Выход 3.

Рис. 4.4.3. Окно блока программы «Ввод погодных явлений» .

22V туманом, а в нижней — с гололедом. В данном варианте программы можно было указать положение лишь двух областей с туманом и двух — с гололедом.

Блок 3. Блок визуализации исходной информации и результатов расчетов. На рис. 4.4.4 показан пример представления движения автотранспорта сразу по всем имеющимся дорогам с учетом разрешенной для этих дорог безопасной скоростью при отсутствии опасных явлений погоды. Видно, что минимальное время движения реализуется при использовании центральной дороги (автомагистраль под номером 1).

Рис. 4.4.5 иллюстрирует динамику движения автотранспорта с учетом типов дорог и метеорологических явлений. В отличие от рис. 4.4.4, где оптимальный маршрут заключался в выборе центральной дороги, теперь оптимальной является дорога, не проходящая через области с туманом и гололедом, но, в тоже время, соединяющая два пункта по кратчайшему расстоянию.

На рис. 4.4.6 приведен пример моделирования автомобильных перевозок при наличии трех дорог, соединяющие пункты выезда и прибытия, при наличии на центральной дороге двух областей с гололедом и туманом.

Конечно, проведенное исследование и полученные в процессе его проведения результаты хотя и показывают важность учета метеорологических факторов при организации автомобильных перевозок, но носят достаточно предварительных характер и, по существу, указывают направление дальнейшее исследований в этой области.

Zl< фик движения.

Рисовать: дороги.

Очистить.

Результат:

Задержка.

Показать области.

Ввод погодных явлений | —————-—.

Движение.

Закрыть.

Рис. 4.4.4. Пример представления движения автотранспорта сразу по всем имеющимся дорогам с учетом разрешенной для этих дорог безопасной скоростью при отсутствии опасных явлений погоды.

Рис. 4.4.5. Иллюстрация динамики движения автотранспорта с учетом типов дорог и метеорологических явлений. гъ1.

Рис. 4.4.6. Пример моделирования автомобильных перевозок при наличии трех дорог, соединяющие пункты выезда и прибытия, при наличии на центральной дороге двух областей с гололедом и туманом.

2Z?

Заключение

.

В заключение данной диссертационной работы кратко сформулируем основные результаты, полученные в ходе ее выполнения.

1. Детально рассмотрены основные положения транспортной логистики, проанализированы формы и схемы логистической активности на транспорте, указаны роль и место метеорологической информации при информационном обеспечении логистической системы автомобильных перевозок.

2. Исследовано влияние метеорологических факторов на условия безопасного движения автомобильного транспорта.

3. В целях обеспечению нормального и безопасного функционирования автомобильных дорог и транспорта сформулированы требования к метеорологическому обеспечению автотранспортных предприятий, осуществляющие автомобильные перевозки, и автодорожных служб, ответственных за надлежащее содержание автострад.

4. На основе анализа литературных данных выполнен обзор зарубежного и отечественного опыта специализированного метеорологического обеспечения всех участников дорожного движения.

5. С учетом современных требований к метеорологической информации при информационном обеспечении логистической системы автомобильных перевозок рассмотрены специализированные информационно-измерительные системы для получения оперативной метеорологической информации. ф 6. Разработан и исследован метод оперативного анализа эволюции зон осадков на основе данных автоматизированного радиолокационного комплекса «MPJ1−5 Метеоячейка».

7. Рассмотрена роль современных геоинформационных систем для информационного обеспечения автомобильных перевозок, на основе численных экспериментов с использованием ГИС «IDRISI» показано возможность решения конкретных задац информационного обеспечения.

8. Детально рассмотрены теоретические аспекты проведения дистанционных измерений температуры дорожного полотна с помощью специализированных передвижных лабораторий, проведены численные эксперименты и выполнен анализ полученных данных, определяющих влияние погрешностей в задании исходной информации на точность дистанционного измерения температуры поверхности дорожного покрытия.

9. С использованием данных реальных натурных измерений исследована возможность построения температурного профиля автомобильной дороги.

10. Разработан алгоритм и на его основе проведены численные эксперименты по выбору оптимального маршрута перевозки с учетом метеорологических факторов.