Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов» Государственное образовательное учреждение высшего профессиональ-

Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский Автомобильно-Дорожный Государственный Технический Университет (МАДИ)
Научно-образовательный материал
Методические указания по выполнению дипломного проекта
ОПТИМИЗАЦИЯ МАРШРУТОВ ДОСТАВКИ
МЕЛКОПАРТИОННЫХ ГРУЗОВ
Состав научно-образовательного коллектива:
Научный руководитель:
Напольский Б.М., проф., к.т.н.
Исполнители:
Рощин А.И., доц., к.т.н.,
Просов С.Н., доц., к.т.н.,
Шилимов М.В., доц., к.т.н.,
Акопов Ф.В., асс.
Мороз Д.Г., инж.,
Жуков А.И., инж.,
Ермакова В.В., лаб.
Реферат
Настоящие Методические указания (МУ) разработаны в 2009 году
научно-образовательным коллективом, сформированным на базе кафедры
«Автомобильные перевозки» МАДИ (ГТУ), в рамках выполнения договора
на оказание безвозмездных образовательных услуг населению, финансируемых из бюджета г. Москвы.
Цель МУ – изложение методики по оптимизации маршрутов доставки
мелкопартионных грузов, используемой в дипломном проектировании для
участия в конкурсе дипломных проектов, выполненных в интересах города
Москвы на уровне перспективных инновационных разработок, направленных
на улучшение качества обслуживания населения.
Дипломный проект по оптимизации маршрутов доставки мелкопартионных грузов предполагает:

изучение производственной деятельности и существующей организации перевозок продукции грузовладельцев;

анализ сменно-суточных планов доставки, сформированных соответствующими службами (подразделениями) перевозчиков (грузовладельцев);

определение совокупности технологических и организационных
ограничений на организацию перевозочного процесса;

выбор и обоснование используемого типа (типов) подвижного
состава;

выбор и обоснование метода (методов) маршрутизации и критерия (критериев) оптимизации перевозок;

разработку сменно-суточного плана маршрутизации перевозок по
выбранной модели, типу подвижного состава и перечню ограничений;

расчет экономической эффективности предлагаемых мероприятий по совершенствованию планирования и организации перевозочного
процесса.
В методических указаниях представлены основные позиции, необходимые для формирования сменно-суточных планов перевозок мелкопартионных, тарно-штучных грузов.
 Московский автомобильно-дорожный институт (государственный
технический университет), 2009
2
Дипломный проект по оптимизации маршрутов доставки мелкопартионных грузов (МПГ), направляемый на конкурс дипломных проектов, проводимый на кафедре «Автомобильные перевозки» МАДИ (ГТУ), должен соответствовать требованиям Положения о конкурсе курсовых и дипломных проектов, Методическим указаниям по выполнению дипломных и курсовых проектов, выполняемых на кафедре «Автомобильные перевозки» МАДИ (ГТУ),
настоящим МУ.
Примерное содержание расчетно-пояснительной записки
Введение
1. Производственная деятельность предприятия «…»
1.1. Справка по предприятию «…»
1.2. Продукция предприятия «…»
1.3. Транспортная тара и упаковка
1.4. Служба доставки предприятия «…»
1.5. Анализ сменно-суточных заданий, сформированных службой
доставки предприятия «…»
1.6. Выводы по первой главе
2. Методика сменно-суточного планирования перевозок по развозочным
маршрутам
2.1. Модели планирования развозочных маршрутов
2.1.1. Общая и математическая постановка задачи
2.1.2. Выбор и обоснование критерия оптимизации
2.1.3. Классификация задач планирования перевозок МПГ
2.1.4. Эвристическая процедура сменно-суточного планирования
развозочных маршрутов
2.2. Проект повышения эффективности сменно-суточного планирования
перевозок
2.2.1. Предложения по использованию информационных технологий в
планировании доставки продукции предприятия «…»
2.2.2. Построение плана маршрутизации
2.3. Выводы по второй главе
3. Снижение выбросов отработавших газов вследствие маршрутизации
перевозок
3.1. Влияние на человека отработавших газов (ОГ) автомобиля
3.2. Исходные данные для расчета выбросов ОГ
3.3. Расчет выбросов отработавших газов
3.4. Выводы по третьей главе
4. Расчет экономической эффективности
4.1. Исходные данные
4.2. Смета затрат
4.3. Выводы по четвертой главе
Литература
Приложения
3
В разделе «Введение» рекомендуется дать обоснование выполнения
дипломного проекта с позиций обеспечения качества доставки грузов с минимальными транспортными издержками и, в частности, на основе существующей нормативно-правовой базы. Так, на основании постановления
Правительства Москвы от 20 февраля 2007 г. N 109-ПП разработана «Городская целевая программа реализации транспортной политики в сфере грузовых автомобильных перевозок на 2007-2009 годы». Реализация Программы
является необходимым условием для:
 повышения эффективности и качества перевозок, а также устойчивости
обслуживания городских транспортных потребностей;
 снижения нагрузки на дорожно-транспортную сеть, городскую территорию и экологию;
 повышения безопасности дорожного движения, роста профессионализма и ответственности его участников;
 повышения правовой, технологической и налоговой дисциплины хозяйствующих субъектов, осуществляющих грузовые автомобильные перевозки;
 увеличения налоговых поступлений в городской бюджет и бюджеты
других уровней;
 снижения транспортной составляющей в цене товаров и услуг, а также
повышения конкурентоспособности отраслей экономики Москвы;
 повышения устойчивости и инвестиционной привлекательности грузового автотранспортного бизнеса;
 повышения престижа, занятости, улучшения условий и оплаты труда
работников автомобильного транспорта;
 повышения мобилизационной и антитеррористической готовности городского автотранспортного комплекса;
 ускорения отраслевого научно-технического прогресса.
Поэтапное выполнение задач Программы предусматривает, в частности, повышение среднегодовой производительности одного грузового автомобиля, в % к предыдущему году:
 на 9,7 в 2008 г.;
 на 17,4 в 2009 г.
Рекомендуется тему дипломного проекта, объект, предмет, метод, цель
и задачи исследования представить на отдельном листе графической части
проекта.
В разделах 1.1, 1.2 и 1.3 главы 1 «Производственная деятельность
предприятия» представляется справка о:
 месте данной компании на отечественном и зарубежных рынках;
 ассортименте и объемах выпускаемой продукции;
 транспортной таре и упаковке;
 способах транспортировки готовой продукции (материального потока)
до конечного потребителя;
 управлении запасами готовой продукции;
4
 уровне обслуживания потребителей и времени выполнения заказов;
 наличии резервов от сокращения запасов и снижения транспортных
расходов.
В разделе 1.4 «Служба доставки предприятия» главы 1 представляются данные по:
 структуре и основным функциям службы доставки предприятия;
 согласованности организации перевозочного процесса с работой службы сбыта и внутренним производственным циклом;
 наличию ремонтной базы и зоны технического обслуживания;
 объемам и срокам вывоза;
 способу сменно-суточного планирования перевозок и виду сменносуточных заданий водителям;
 наличию программного обеспечения для маршрутизации перевозочного процесса;
 организации и механизации погрузочно-разгрузочных работ;
 структуре, технико-эксплуатационным характеристикам автопарка
(например, в Таблица 1) и соответствию Правилам перевозки грузов автомобильным транспортом.
В разделе 1.5. «Анализ сменно-суточных заданий, сформированных
Таблица 1
Технико-эксплуатационные характеристики подвижного состава
Параметры:
«Газель» ЗСА270710-35 ПЛ/ЦМ
9
Количество, ед
Внутренние размеры
3060*1950*1600
кузова, мм
Полезная площадь кузо5,85
ва, м2
Объём кузова, м3
9,36
Масса перевозимого
1500 (4)
груза, кг (палет, ед)
Расход топлива в городском цикле движения,
19,6
л/100 км
Топливо
бензиновое АИ-92
Марка автомобиля
МерседесСпринтер 211D
4
Форд «Транзит
СDi»
5
3260*1460*1760
2800*1750*1850
4,7
4,8
8,2
8,7
1000 (4)
1200 (4)
10,2
12,2
дизельное
дизельное
службой доставки предприятия» по маршрутным заданиям-отчетам каждого водителя-экспедитора за конкретный плановый период (например, за один
день), составленных службой доставки предприятия, формируется сводная
таблица маршрутов. По таблице определяются:
 адреса автотранспортного предприятия, поставщика и потребителей
груза с указанием улицы и номера дома;
 массы и объемы груза, доставляемые каждому потребителю, на каждом
и на всех маршрутах;
5
 значения нулевых, груженых, холостых и общих пробегов по каждому
маршруту и по всему парку автомобилей в целом;
 время на погрузочно-разгрузочные работы, на движение, на подготовительно-заключительные операции и оборот по маршрутам и парку в целом;
 время нахождения автомобилей в наряде;
 средняя техническая скорость;
 марка, грузоподъемность и грузовместимость используемых автомобилей по маршрутам;
Полученная информация будет использована в качестве исходных данных для расчета предлагаемого сменно-суточного плана маршрутизации, его
экономического и экологического обоснования.
В разделах 2.1.1, 2.1.2 и 2.1.3 главы 2 «Методика сменно-суточного
планирования перевозок по развозочным маршрутам» предлагается рассмотреть:
 общую и математическую постановку задачи маршрутизации перевозок мелкопартионных грузов [3, 13];
 вопросы выбора и обоснования методов и критериев оптимизации
маршрутов перевозок [13];
 классификацию моделей планирования перевозок по развозочным
(сборочным) маршрутам [13].
В разделе 2.1.4 предложена разработанная на кафедре «Автомобильные
перевозки» МАДГТИ (МАДИ) трехэтапная, эвристическая процедура сменно-суточного планирования развозочных (сборочных) маршрутов [12, 13].
На первом этапе осуществляют декомпозицию задачи сменносуточного планирования на несколько задач меньшего размера, в каждой из
которых обеспечивается близкое к полному использование грузоподъемности (грузовместимости) автомобиля с учетом заданных технологических и
организационных ограничений. В зависимости от поставленных целей планирования и наличия технических возможностей различают следующие приемы проведения декомпозиции:
1) по карте местности (диспетчерские), основанные на визуальной оценке
приоритета включения пунктов в набор (куст), по принципу
компактного расположения грузополучателей в наборе (кусте).
Формирование каждого очередного куста начинают с потребителя,
наиболее удаленного от поставщика;
2) по графу модели транспортной сети (МТС), используя наименьшую
сумму длин ребер до включаемых в набор точек [12];
3) по матрице кратчайших расстояний [13];
4) по кратчайшей связывающей сети (КСС) [1];
5) по секторам (зонам) с жесткими территориальными границами,
предварительно нанесенными на план (карту, схему) района перевозок и
обычно охватывающими основные магистрали и центральную часть
города;
6
6) по набору пунктов в кусты с помощью эвристических процедур,
например, методом «функций выгоды» [3, 4, 7, 8, 13];
7) по распределению на минимально возможное количество единиц
подвижного состава (наборов, кустов) всего объема представленного к
перевозке груза, например, при решении задачи маршрутизации на
минимум
числа
автомобилей
целочисленным
методом
лексикографического перебора [3, 10].
На втором этапе определяется очередность объезда пунктов в кусте с
помощью либо известных приближенных (точных) методов, либо используя
электронные атласы автомобильных дорог с маршрутизатором [5, 6].
На третьем этапе формируются сменно-суточные задания.
Для построенного маршрута рассчитывается время оборота (tоб), сравниваемое со временем работы на линии (Тпл).
Если tоб > Тпл, возвращаются к первому этапу и из набора пунктов
исключают последний (движение с недогрузом). Процедура повторяется до
получения допустимого результата.
При tоб < Тпл осуществляется аналогичный расчет очередного маршрута, начиная с этапа 1. Маршруты объединяются в сменно-суточные задания.
Процедура носит итерационный характер, но при наличии соответствующего программного обеспечения гарантирует быстрое формирование
сменно-суточных планов перевозок.
В разделе 2.2 «Проект повышения эффективности сменносуточного планирования перевозок» предлагается определять наборы (кусты) с учетом взаимного месторасположения потребителей по матрице кратчайших расстояний. Удобно формировать кусты на модели транспортной сети (МТС) [11] города Москвы. Для этого адреса поставщика и потребителей
продукции кодируются в номера вершин МТС по справочнику «Указатель
проездов г. Москвы». Рассчитывается матрица кратчайших расстояний, по
которой, начиная с наиболее удаленного от поставщика пункта, по принципу
подбора звеньев с наименьшими расстояниями, набираются вершины до максимально возможного использования грузоподъемности (грузовместимости)
единицы подвижного состава (третий прием декомпозиции). Если включение
пункта приводит к нарушению заданных ограничений, то его заменяют очередным ближайшим с допустимыми значениями. Пример построенного куста
на МТС г. Москвы показан на Рис. 1.
На кафедре «Автомобильные перевозки» МАДГТИ (МАДИ) разработана процедура построения кустов с использованием программы обработки
электронных таблиц Excel 2003. Фрагмент работы с программой показан на
Рис. 2.
7
1088
934
14 10
14
11
12
14
10
1058
7
14
9
984
1019
10
7
6
371,8 9кг
12
892
15
9
937
13
13
12 6
13
8
16
14
17
8
940
9
896
20
9
1063
1022
1065
1093
7
10
12
9
11
10
1094
10
11
9
8
11
12
8
1066
9
9
9
11
1165
8
1142
10
1095
7
10
1166
12
1118
1162
7
13
116
4 6
8
10
1117
42
150,8
кг12
7
12
7
11
8
7
13
1163
20
1116
10
1187
26,3 кг
13
30,2
кг
7
5
8
11
13
1115
10
7
1092
5
1023
7
8
1064 5
10
24
941
7
8
10
9
24
16
1091
10
11
988
13
1062
1021
987
52,8
9 10 кг
894
16
895
6
939
986 7
40,6
12 кг
5
938
14 3,1 кг
4
11
4
893
18
11
10
6
1141
8
8
19
11
13
4
8
1061 12
8
1161
11
82,4кг
10
1114
10
5
10
12
1020
936
12
1060
7
15
1089
6
19
1090
10
7
985
15
12
10
4
12
16
1059
11
8
11
935
12
11
14
890
14
18
8
989 8
Рис. 9421. Пример
сформированного
куста на МТС г. Москвы
13
1024
2
4
10
1088
934
14 10
14
11
12
14
14
10
1058
7
9
984
10
12
15
13
13
9
4
893
12
13
8
16
11
14
17
8
4
12
938
7
986
10
5
1064
1063
11
5
10
8
1021
1091
10
1062
5
14
1092
5
1022
1093
10
10
7
1065
20
1162
7
1162
12
7
8
10
10
1117
11
116
4 6
12
7
11
8
7
1163
13
1116
10
9
987
42
7
7
8
11
13
1115
10
1187
1141
8
8
19
6
8
1142
13
1165
9
988
1094
Рис. 2. Фрагмент
работы с программой
Excel 2003
894
13
16
895
9
13
4
10
8
11
11
1161
11
1114
10
5
10
7
15
1089
6
19
1090
10
1061 12
12
1020
12
18
6
939
6
7
9
8
937
1060
985
6
936
892
4
7
15
12
10
8
12
16
1059
11
1019
11
935
18
12
11
14
890
14
16
940
9
7
896
1023
24
941
10
13
24
12
9
10
10
11
9
1066
9
11
12
8
1095
7
9
11
10
1118
8
12
1166
В разделах9422.2.1989 и 2.2.2 рассматривается завершающая стадия сменно1024
суточного планирования маршрутов доставки. Адреса поставщика и потребителей каждого куста загружаются в автоматический прокладчик маршрутов электронного атласа автодорог «Улицы Москвы 11/2008». С учетом организации дорожного движения прокладчик сформирует маршруты по заданным пунктам, представит их на картографическом фоне и в виде распечатки участков с указанием километража на участках и по всему маршруту в
целом (Рис. 3). По всем маршрутам формируется сводная таблица сменносуточного плана маршрутизации, на основании которой делается вывод о рациональности применения предложенной методики по показателям суммарного общего пробега и количеству используемых транспортных средств.
7
8
20
8
9
2
8
4
13
10
8
Рис. 3. Трассировка маршрута по улично-дорожной сети г. Москвы
Литература
1. Бочкарев А.А. Планирование и моделирование цепи поставок:
Учебно-практическое пособие. – М.: Издательство «Альфа-Пресс», 2008. –
192 с.
2. Воркут А.И. и др. Транспортное обслуживание торгово-оптовых
баз. – К.: Техника, 1985.
3. Житков В.А., Ким К.В. Методы оперативного планирования грузовых автомобильных перевозок. – М.: Транспорт, 1982.
4. Кожин А.П., Мезенцев В.Н. Математические методы в планировании и управлении грузовыми автомобильными перевозками. – М.: Транспорт, 1994.
5. Компакт-диск «Улицы Москвы 11/2008» версия 11 (RAMS –
11/08).
6. Компакт-диск «Дороги и города Подмосковья 06/2008» версия 6
(RAPD – 06/08).
7. Модели и методы теории логистики: Учебное пособие/ Под ред.
проф. Лукинского В.С. – СПб.: Питер, 2003.
8. Николин В.И. и др. Проектирование автотранспортных систем
доставки грузов. – Омск: СибАДИ, 2001.
9. Постановление Правительства Москвы от 20 февраля 2007 г. №
109-ПП «О городской целевой программе реализации транспортной политики в сфере грузовых автомобильных перевозок на 2007-2009 годы».
10. Просов С.Н. Лабораторный практикум по курсу “Моделирование
систем”. Ч.1. – М.: МАДИ, 2001.
9
11. Просов С.Н. Модель кольцевой маршрутизации перевозок грузов
помашинными отправками. Лабораторный практикум по курсу “Моделирование транспортных систем”. – М.: МАДИ, 2004.
12. Просов С.Н., Жуков А.В. Эвристические процедуры сменносуточного планирования развозочных маршрутов. В сб.: Современные технологии управления в автотранспортных системах. – М.: МАДИ, 2007, с. 112
– 117.
13. Просов С.Н. Эвристические модели маршрутизации перевозок
грузов мелкопартионными отправками. Лабораторный практикум по курсу
“Моделирование транспортных систем”. – М.: МАДИ, 2008.
14. Савин В.И., Щур Д.Л. Перевозки грузов автомобильным транспортом: Справочное пособие. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Дело и сервис,
2007.
15. Седов И.А. Методические указания к справочно-нормативным
материалам для курсового и дипломного проектирования предприятий автотранспортного комплекса. Ч.1. Технико-эксплуатационные нормативы для
планирования работы предприятий автомобильного комплекса. – М.:МАДИ
(ГТУ), 2003.
10