science-review.ru
Эффективность автомобильного транспорта зависит от условий эксплуатации, которые меняются по сезонам года [1, 8, 12]. В наибольшей степени варьируют температура воздуха, количество осадков и дорожные условия [2]. Кроме того, в течение года меняется интенсивность эксплуатации автомобилей, что обусловлено как изменением условий эксплуатации, так и особенностями обслуживаемых производств. При существенном сезонном изменении интенсивности и условий эксплуатации автомобилей известные методы планирования технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р) не позволяют в ряде случаев обеспечить заданный уровень работоспособности: нормативы ресурса элементов автомобилей, расхода запасных частей не соответствуют реализуемой долговечности и фактическому расходу; нормативы периодичности ТО не обеспечивает заданной технической готовности; нормативные параметры производственно-технической базы не соответствуют потребностям в производственных площадях, постах ТО и Р [3, 4, 5, 14, 15].
Это обусловлено тем, что теоретические основы используемых системы ТО и Р, методик корректирования нормативов недостаточно учитывают переменный характер условий эксплуатации [10, 11]. Кроме того, в типичных расчетах принимается, что интенсивность использования автомобилей не меняется по времени. При этом нормирование расхода запасных частей на уровне автомобиля производится по наработке, а на уровне предприятия – по времени. Это несоответствие может влиять на точность расчетов, причем сила влияния зависит от вариации интенсивности эксплуатации автомобилей по времени [7, 13].
В этой связи в ТюмГНГУ ведутся исследования, целью которых является разработка совокупности теоретических положений, позволяющих адекватно интерпретировать и моделировать процессы изменения качества автомобилей и их групп с учетом сезонной вариации условий и интенсивности эксплуатации, а также разрабатывать практические методы повышения эффективности использования подвижного состава.
Частью указанных исследований является изучение надежности элементов пневматической подвески автобусов в условиях Севера Тюменской области [16]. От надежности подвести автобусов зависит комфорт и безопасность пассажиров [6, 9]. В конструкции подвески используются пневмобалонны. В зимний период существенно возрастает количество их отказов по сравнению с летним. Это ведет к неравномерной потребности в запасных частях. Для исключения простоев автобусов из-за отсутствия запасных частей, а также устранения излишних запасов необходимо знать закономерности формирования потока отказов пневмоподвески автобусов большого класса с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации, что позволяет совершенствовать на этой основе методику определения потребности в запасных частях.
На первом этапе исследований установлен полный перечень факторов, влияющих на надежность подвески. Затем проведен предварительный отбор на основе результатов ранее выполненных исследований и выдвинута гипотеза о перечне значимых факторов. Окончательный отбор осуществлялся на основе эксперимента, выполненного в Управлении технологического транспорта № 3 ОАО «Сургутнефтегаз».
Далее разработана структура изучаемой системы. Общая схема имитационной модели системы разработана на основе базовых моделей формирования качества автомобилей, описанных в работах Н.С. Захаров [17].
При разработке гипотез о виде математических моделей взаимодействия элементов системы на первом этапе проведен анализ содержательной сущности изучаемой зависимости. Затем выдвинуты гипотезы о виде однофакторных моделей. Проверка их адекватности проведена на основе эксперимента. На их базе разработана многофакторная регрессионная модель.
Поскольку условия и интенсивность эксплуатации автобусов изменяются во времени случайным образом, то для определения количества отказов в различные периоды года необходимо использовать имитационную модель.
Алгоритм разработанной имитационной модели представлен на рис. 1.
Сначала задается количество годовых циклов моделирования Nyear, затем текущим номерам года, месяца и дня присваиваются начальные значения. Далее генерируется значение температуры воздуха и вероятности осадков, а также интенсивности эксплуатации автобусов.
На следующем этапе генерируется интенсивность отказов пневмобаллонов. Полученные значения умножаются на интенсивность эксплуатации и количество автобусов для расчета количества отказов.
Номер дня увеличивается на единицу, и проверяется условие окончания месяца. Если номер дня не превышает количества дней в месяце, то повторяется дневной цикл расчета количества отказов, в ином случае номер месяца увеличивается на единицу, и проверяется условие окончания года. Если номер месяца не превышает 12, то повторяется цикл расчета количества отказов, в ином случае номер года увеличивается на единицу, и проверяется условие окончания моделирования. Если не достигнуто условие окончания моделирования, то расчеты продолжаются по заданному циклу, в ином случае выводятся на печать результаты моделирования, и расчеты заканчиваются.
На рис. 2 представлен фрагмент результатов моделирования.
Рис. 1. Алгоритм имитационной модели влияния сезонных условий на количество отказов пневмоподвески автобусов
Рис. 2. Распределение количества отказов пневмоподвески автобусов большого класса MAN A72 в январе
Случайные компоненты температуры воздуха, доли дней с осадками и интенсивности эксплуатации автобусов формируют случайную компоненту количества отказов. Полученные на модели распределения количества отказов позволяют оценить не только среднюю потребность в заменах пневмоблаллонов по месяцам, но и определить запас баллонов для исключения простоев автобусов из-за их отсутствия с заданной вероятностью.