Формування варіанта раціонального розташування АГНКС в містах

<p>РОЗДІЛ 2<br />ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ДЛЯ ФОРМУВАННЯ ВАРІАНТІВ РАЦІОНАЛЬНОГО РОЗТАШУВАННЯ<br />АВТОМОБІЛЬНИХ ГАЗОНАПОВНЮВАЛЬНИХ КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ (АГНКС) У МІСТАХ <br />У теорії і практиці формування інфраструктури автомобільного транспорту в<br />містах значне місце відводиться питанням визначення раціональної кількості і<br />вибору місць розташування пунктів автомобільного сервісу – станцій технічного<br />обслуговування (СТО) автозаправних станцій (АЗС), АГНКС тощо. При цьому -<br />спостерігається розбіжність думок дослідників щодо параметрів оцінки варіантів<br />та шляхів вирішення вказаної проблеми. У даному розділі обгрунтовано<br />використання теоретичних моделей розподілу автомобілепотоків на<br />вулично-дорожній мережі і алгоритм розрахунку прогнозного завантаження АГНКС,<br />які дозволяють підвищити точність вибору місць розташування АГНКС за рахунок<br />підвищення точності моделювання автомобілепотоків. <br />2.1. Обґрунтування критерію оптимальності місць розташування АГНКС у містах<br />При виборі місць розташування АГНКС виникає трудомістка багатокритеріальна<br />задача оптимізації їхнього місцеположення. При вирішенні цієї задачі треба<br />по-перше, забезпечити максимальну привабливість АГНКС для потенційних<br />користувачів; по-друге, забезпечити мінімальне додаткове екологічне<br />навантаження на місто внаслідок додаткового пробігу автомобілів до пунктів<br />заправки; по-третє, мінімізувати негативний вплив наявності АГНКС на<br />архітектурно-планувальне оформлення території міста; по-четверте, забезпечити<br />максимальну економічну ефективність функціонування самої АГНКС. Дві перші<br />вимоги суперечать двом останнім тому, що вимагають розташування на території<br />міста якомога більшої кількості АГНКС, тоді коли третя вимагає мінімізувати<br />їхню кількість, а остання вимога – знаходження якогось проміжного рішення. <br />При цьому треба враховувати вплив на зазначені критеріальні показники місць<br />розташування АГНКС відносно існуючих об’єктів міської інфраструктури – гаражів,<br />промислових підприємств, пунктів тяжіння пасажиропотоків, вантажоутворюючих та<br />вантажопоглинаючих пунктів, станцій технічного обслуговування автомобілів,<br />автозаправних станцій. <br />Усі фактори, а також критеріальні відношення, в контексті задачі, що<br />розглядається, можуть бути згруповані в чотири великі групи - екологічні,<br />економічні, технічні, технологічні. <br />Критерієм ефективності проекту будівництва АГНКС і перспективності того або<br />іншого пункту дислокації АГНКС є питома ефективність реалізації 1м3 метану, що<br />розраховується за формулою <br />, (2.1)<br />де Ц – відпускна ціна 1м3 метану, грн/м3;<br /> Sм – собівартість 1м3 метану на виході станції, грн/м3;<br />Н – сума податків (на додану вартість, прибуток, землю) у перераховані на 1м3<br />метану грн/м3; <br />Собівартість заправлення 1м3 метану розраховується за формулою<br />, (2.2)<br />де Sенерг – витрати на електроенергію, грн/м3;<br /> Sекспл – витрати на поточну експлуатацію устаткування грн/м3;<br /> З – заробітна плата обслуговуючому персоналу, грн/м3;<br /> А – амортизація основних фондів, грн/м3;<br /> Sв – ціна 1м3 метану на вході в АГНКС, грн/м3.<br />Конкретні значення складових собівартості й оцінка проектів може бути виконана<br />після остаточного визначення постачальників устаткування для АГНКС. <br />2.2. Математична модель розподілу автомобілепотоків на вулично-дорожній мережі<br />міст <br />Змістовна постановка задачі розподілу автомобілепотоків у містах полягає в<br />наступному. Є неорієнтована мережа G(N, P) з множиною вузлів N, n = |N| і<br />множиною дуг P, p = |P|, на якій задана цілочислена матриця A = ||aij|| nxn<br />одиничних потоків сполучень. Потоки aij підлягають одноразовій передачі із<br />джерел i у стоки j, (i,j = 1..n) у деяких транспортних пакетах міжвузлових<br />сполучень. Сполучення, що адресовані різним отримувачам, повинні передаватися<br />по мережі в загальних транспортних пакетах із заданою періодичністю. Відомі<br />ємність пакета w >> aij , яка задана кількістю одиниць потоку, що вміщаються в<br />нього, і квант часу відправлення потоків. <br />Потрібно мінімізувати функціонал<br /> (2.3)<br />при обмеженнях:<br />, для всіх i,j S; (2.4)<br /> i = 1…n, (2.5)<br />де<br />; (2.6)<br /> (2.7)<br /> (2.8)<br />S - множина упорядкованих пар індексів потоків, що визначена на декартовому<br />добутку nxn; <br />uij = ceiling ()- потік транспортних блоків з i в j (спочатку всі xij = aij),<br />ceiling - означає округлення числа до більшого цілого; <br /> dij - відстань між вузлами i й j; <br />fij, fi, цi - у загальному випадку деякі нелінійні й не опуклі функції витрат<br />на передачу й обробку потоків; <br /> tij, Tij - розрахунковий і заданий час на передачу одиничних потоків з i в j;<br /> hi - пропускна здатність i-го вузла.<br />Сформульована задача відноситься до класу комбінаторних задач оптимізації і є<br />NP – повною. Тому для її розв’язання в роботі реалізований наближений метод,<br />заснований на схемі послідовного аналізу варіантів, і ряд евристичних<br />алгоритмів. Розробка евристичних алгоритмів обґрунтована тим, що для реальних<br />комунікаційних мереж досить важко визначити функції fij, fi, цi, що адекватно<br />характеризують витрати на обробку й передачу потоків. <br />Однак наведена постановка задачі не припускає можливості вільного вибору водієм<br />маршруту руху, що значно спотворює реальні умови руху на вулично-дорожній<br />мережі. Тому наведена задача має бути доповненою в частині розподілу<br />транспортних потоків по реальній вулично-дорожній мережі. При вирішенні цієї<br />задачі в роботі прийнято припущення, що будь-який водій при виборі маршруту<br />слідування поводиться таким чином, щоб забезпечити максимальну ефективність<br />дорожнього руху в існуючих умовах. <br />Тоді треба вирішити задачу щодо оптимального розподілу автомобілепотоків на<br />вулично-дорожній мережі, яка полягає в наступному. <br />П</p>