Планирование ремонтных работ с учётом условий их финансирования и использованием программы технико-экономического анализа

Условия финансирования ремонта и содержания автомобильных дорог определяют стратегию планирования видов, объёмов и очерёдности производства работ. Особенности планирования работ по критерию обеспеченности расчётной скорости требуют дополнительного пояснения.

При достаточном финансировании в качестве критерия очередности работ принимают величину транспортного эффекта на перевозках грузов и пассажиров. Для практических целей используют условный относительный показатель себестоимости, позволяющий оценить приоритеты отдельных видов ремонтных работ, что важно для организации дорожно-ремонтных работ поточным методом. В этом случае в первую очередь подлежат ремонту участки, для которых обеспечивается наибольший эффект Э_дj:

где (11.14)

• К_pcij - разница в величине фактического комплексного транспортно-эксплуатационного показателя КП_фi на i -том характерном участке дороги после и до ремонта при рассматриваемом j -том виде ремонтных работ:

(11.15)

КП_фi - минимальное значение из всех рассматриваемых на i -том участке дороги частных коэффициентов обеспеченности расчётной скорости движения К_pci;

L_i - длина i -того участка дороги, подлежащего ремонту, км;

п - количество i -тых участков при j -том виде работ;

N_ci - фактическая интенсивность движения транспортного потока на i -том участке дороги, авт./сут.

По формуле (11.14) выполняется относительная оценка эффекта (по отношению к участку дороги длиной 1 км с движением транспортного потока интенсивностью 100 авт./сут) для обеспечения возможности сопоставления разновременных результатов расчета между собой применительно к дорогам разных категорий. Расчёт эффекта определяется по каждому виду работ в отдельности, считая, что другие виды работ на автомобильной дороге не проводятся. Например, в результате анализа фактического состояния дороги II категории с интенсивностью движения 3500 авт./сут установлены нижеследующие значения частных коэффициентов обеспеченности расчетной скорости К_pci (табл. 11.11):

В таблице приведены значения К_pci на отдельных участках, не удовлетворяющие нормативному комплексному транспортно-эксплуатационному показателю КП_н. С учётом взаимного влияния факторов (см. табл. 11.7) определяем виды дорожных работ на дороге (дополнительно выделены):

укрепление обочин (К_{pc 2});

увеличение радиуса кривой в плане (К_{pc 5});

усиление дорожной одежды (К_{pc 8}).

Таблица 11.11

Участок дороги, км	Частные коэффициенты Кpci
Кpc 1	Кpc 2	Кpc 3	Кpc 4	Кpc 5	Кpc 6	Кpc 7	Кpc 8	Кpc 9	Кpc 10
1-2	0,74	0,70	1,00	1,00	-	0,80	0,75	0,55	-	0,55
2-3	1,10	0,60	1,00	1,00	1,00	0,50	0,75	0,50	-	0,90
3-4	1,00	1,00	1,00	1,00	0,90	0,75	0,60	0,90	-	1,00

Влияния К_{pc 1}, К_{pc 6} и К_{pc 7} устраняются в результате проведения указанного выше ремонта. Находим приоритет работ в соответствии с критерием (11.14).

Рассматриваем вид работ по К_{pc 2}.

На км 1-2: скорость до ремонта определяется К_{pc 8} = 0,55. В результате ремонта по К_{pc 2} (см. табл. 11.7) действие К_{pc 8} не устраняется. Изменение величины К_{pc 10} не дает эффекта, т.е. скорость движения после ремонта также будет определяться K_{pc (min)}= К_{pc 8} = 0,55. Тогда по формуле (11.14) эффект в результате укрепления обочин на данном участке Э_{д 1-2} = 0. Аналогично для участка км 2-3: Э_{д 2-3} = 0. Суммарный эффект Э_об = 0.

Рассматривая по отдельности другие виды работ, устанавливаем, что усиление дорожной одежды на дороге (км 1-4) дает суммарный экономический эффект Э ₈ = 8,75, а увеличение радиуса кривой в плане – Э ₅ = 14. В результате целесообразно при обеспеченном финансировании прежде всего планировать комплекс работ по увеличению радиуса кривой в плане с целью достижения максимальных потребительских качеств дороги.

При ограниченных ресурсах возникает потребность в рациональном распределении ежегодно выделенных средств по ремонтируемым участкам дороги. Вид и очередность ремонтных работ определяют по критерию, учитывающему отличия выполняемых ремонтных работ по межремонтным срокам службы. В первую очередь (Э_о) исправляют те параметры дороги, которые способствуют наибольшему снижению транспортных издержек на единицу вложенных средств в ремонт или реконструкцию участка дороги, не допуская дополнительных затрат из-за недоремонта дороги:

где (11.16)

D S_tj - экономия затрат на перевозках в t -ый год после ремонта дороги, руб.;

D D_j - эффект, связанный с недопущением потерь из-за несвоевременности проведения или выполнения работ не в полном объёме, руб.;

D P_j - потери на перевозках из-за ухудшения условий движения в процессе проведения ремонтных работ, руб.;

D_ij - затраты на ремонт i -того участка дороги при j -том виде ремонтных работ, руб.;

Т - фактический период суммирования величины эффекта на перевозках, годы.

Фактический период суммирования величины эффекта для случая укрепления обочин (определяющий К_{pc 2}) принимают Т = 3-15 лет в соответствии с нормами межремонтных сроков службы нежестких дорожных одежд (ВСН 41-88).

При уширении проезжей части (К_{pc 3}), исправлении продольного уклона (К_{pc 4}) и радиусов кривых в плане (К_{pc 5}) период суммирования принимают равным t_PEK, но не более 20 лет, учитывая рекомендации СНиП 2.05.02-85.

Фактический срок службы автомобильной дороги до реконструкции:

где (11.17)

N ₁ - интенсивность движения транспортного потока (или приведённая к расчетному легковому автомобилю при доле легковых автомобилей в транспортном потоке более 0,3) в первый год после ремонта дороги, авт/сут;

N_СНиП - то же, по СНиП 2.05.02-85;

q - показатель роста интенсивности движения во времени (q > 1).

Эффект от работ по усилению дорожных одежд, устройства выравнивающих слоев с поверхностной обработкой (фактор К_{pc 6}) и устранения колейности на проезжей части (фактор К_{pc 9}) рассматривают в соответствии с ВСН 41-88 на период Т = 3-20 лет, но не более t_PEK.

Эффект от устройства поверхностных обработок (фактор К_{pc 7}) определяют исходя из норм межремонтных сроков службы дорожных покрытий (см. ВСН 41-88) Т_п = 2-8 лет в зависимости от интенсивности движения, типа дорожной одежды и региональных условий.

Транспортный эффект, учитывающий межремонтные сроки службы, рост интенсивности движения, изменение состояния покрытия во времени и отдалённость затрат в любой t -тый год эксплуатации:

где (11.18)

D S ₁ - экономия издержек на автомобильные перевозки в первый год после ремонта, руб.;

Е_нп - коэффициент для приведения разновременных затрат;

Е_нп = 0,08 - в соответствии с ВСН 21-83 Минавтодора РСФСР.

Экономию издержек на автомобильные перевозки определяют как сумму этих издержек для разных типов автомобилей

где (11.19)

w - количество типов автомобилей в транспортном потоке;

D S_j - экономия издержек для j -того типа автомобиля, руб.

Величину экономии издержек автомобиля на участке дороги длиной l_i (в км) определяют по формуле:

где (11.20)

P_j - доля j -того автомобиля в транспортном потоке;

S_ПEPj и S_ПОСТj - расчётные значения переменных и постоянных затрат в себестоимости пробега j -того автомобиля, коп/маш.-км и коп/маш.-ч соответственно;

d_j - часовая заработная плата водителя, коп/маш.-ч;

К_i - коэффициент влияния дорожных условий;

V_ij - фактическая средняя скорость движения j -того автомобиля, км/ч.

Показатели S_ПEPj; S_ПОСТj; q_j; К_i определяют в соответствии с ВСН 21-83 Минавтодора РСФСР.

Эффект, связанный с недопущением потерь из-за несвоевременности ремонта дорожной одежды, рассчитывают с учётом отдалённости затрат во времени:

где (11.21)

t = 1 год (при ежегодно выделяемых средствах на ремонт дорог);

D h - дополнительные затраты на усиление дорожной одежды, определяемые с учётом снижения фактического модуля упругости конструкции Е_{фt .} (МПа), определяемого по формулам (11.22) и (11.23).

В рассматриваемом случае можно пренебречь по малости затратами на установку дополнительных дорожных знаков, предупреждающих и ограничивающих скорость движения на участке, где не удается своевременно провести ремонтные работы:

где (11.22)

(11.23)

t = 1 (при ежегодно выделяемых средствах на ремонт дорог);

К_пр; K_reg; К_си; K_z; Х_j; А; В; g; w - параметры, назначаемые в соответствии с ОДН 218.1.052-2002 [107] и учитывающие работу дорожных одежд в разных дорожно-климатических зонах и на дорогах разных категорий;

N ₁ - интенсивность движения на полосе в первый год после проведения диагностики, приведённая к расчётным автомобилям (осевая нагрузка 100 кН), авт/сут;

Т_ф - фактический срок службы дорожной одежды с модулем упругости конструкции (Е_ф, годы). Определяется по формуле (11.3) раздела 11.3.

Формула (11.23) справедлива при условии 5 < Х < 10000, где X - выражение под логарифмом. В случае если Х < 5, участок требует немедленного ремонта.

Потери D P_j за счет нарушения режимов движения автомобилей в процессе ремонта дорог определяют по формуле, аналогичной (11.20), но используя значение скорости движения до ремонта и в процессе ремонта дороги и учитывая затраты за время проведения ремонтных работ, а не за период в 365 дней.

Эффект от проведения тех или иных ремонтных работ оценивают с учетом взаимного влияния факторов при их совместном действии (см. табл. 11.7). Определив величину эффекта на рубль дорожных затрат по каждому виду работ, осуществляют ранжирование работ по степени убывания эффекта. Последовательно суммируя затраты на ремонт, полученные величины сопоставляют с выделяемыми на ремонт средствами. Выбор работ по ремонту дороги прекращают в момент равенства фактических затрат и выделяемых денежных средств.

Расчёты по приведённым выше формулам достаточно трудоемки и требуют использования вычислительной техники. В то же время выбор видов и очередности работ по ремонту дороги в условиях ограниченных ресурсов может быть выполнен вручную по формуле, предложенной профессором А.П. Васильевым. Формула ориентируется на более простой критерий, оценивающий транспортные издержки приближённо через прирост комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния (после и до ремонта) КП_i:

где (11.24)

• K_pсji - определяют по формуле (11.5);

С_ij - затраты, определяемые для каждого i -того участка дороги и j -того вида работ;

N_c и L_i - соответственно интенсивность движения транспортного потока (авт/сут) и длина участков в км.

Анализ частных коэффициентов обеспеченности расчётной скорости на каждом i -том участке осуществляют аналогично изложенному выше, рассматривая возможность ремонта по каждому коэффициенту K_pсi < КП_н. Решение задачи выполняют, принимая во внимание, как и при расчётах по критерию (11.16), что отдельные виды ремонтов хотя и не устраняют действие отдельных факторов, но изменяют (повышают) величину их частных коэффициентов обеспеченности расчётной скорости K_pсi. Степень увеличения неустраняемых K_pсi определяют по табл. 11.7. Вспомогательные величины - по табл. 11.8 и 11.9.

Окончательно выбирают вариант с максимальным значением фактического комплексного транспортно-эксплуатационного показателя КП_{ф(после)} для рассматриваемых участков дороги или сети дорог в целом. По результатам расчетов составляют титульный список ремонтируемых или реконструируемых дорог, обеспеченных выделенным объёмом финансирования, реализация которого даёт наибольший транспортный эффект пользователям дорог.

Стратегия планирования дорожно-ремонтных работ на основе результатов диагностики, принципы определения видов, объемов и очередности работ реализованы в вычислительной программе ODRR (В разработке программы принимали участие В.К. Апестин, Е.О. Ванина и С.С. Куликов.), разработанной МАДИ (ГТУ) и ГП Росдорнии. Программа работает как в среде DOS, так и в среде Windows 95/98, обеспечивая планирование ремонта при различных условиях финансирования (полная обеспеченность или ограниченные ресурсы).

Программа ODRR, по существу, представляет собой программный комплекс, обеспечивающий оценку вводимой информации о состоянии дороги по результатам диагностики, укрупнение при необходимости небольших участков дороги, назначение видов ремонта, оценку эффективности работ по изменению потребительских качеств дороги и распечатку получаемых результатов. Язык программирования - фортран, СИ, паскаль. На рис. 11.4 в общем виде пояснены особенности работы программы.

Рис. 11.4. Укрупненная схема выбора стратегии дорожно-ремонтных работ

Стратегия ремонта выбирается автоматически исходя из нормы ежегодно выделяемых средств на ремонт дорог. В качестве исходных данных используются непосредственно параметры и транспортно-эксплуатационные показатели автомобильных дорог, полученные при проведении диагностики. Пример ввода информации о состоянии дорог в файл исходных данных программы ODRR приведён в табл. 11.12.

Таблица 11.12

Расчет объемов и очередности дорожно-ремонтных работ на автомобильных дорогах __________________ области

Основные исходные данные:

Значение дороги - федеральная:______________________________

Дорожно-климатическая зона - 2

Характер рельефа местности - равнинный

Территориальный коэффициент

стоимости - 1,00

Испытание дорожной одежды проведено методом нагружения колесом автомобиля

А* -125 МПа

В* - 68 МПа

№ участка

Расположение участка

Категория дорог

Количество полос движения

Фактическая интенсивность движения, авт./сут

Показатель роста интенсивности движения, %

Дорожная одежда:

(от км + м -

до км + м)

Период эксплуатации, годы

Тип

Модуль Упругости, МПа

Кси *

Kz **

Автомобильная дорога № 1234, ДРСУ № 12

*

140+000-

-141+000

1.09

0.97

*

141+000-

-143+500

1.09

0.97

*

143+500-

-144+000

1.09

0.97

*

144+000-

-146+200

1.09

0.97

*

146+200-

-148+000

1.09

0.97

*

148+000-

-149+000

1.09

0.97

Автомобильная дорога № 5678, ДРСУ № 23

*

149+000-

-150+000

1.04

0.84

*

150+000-

- 153+500

1.04

0.84

*

153+500-

-154+000

1.04

0.84

*

154+000-

- 154+970

1.04

0.84

*

154+970-

-155+000

*

*

*

Продолжение таблицы 11.12

	№ участка	Обочины:	Ширина укрепления поверхности, м	Ширина разделительной полосы, м	Продольный уклон, ‰	Кривые в плане:	Ровность по ТХК, см/км	Коэффициент сцепления	Глубина колеи, мм	Коэффициент относительной аварийности
Ширина, м	Тип укрепления	Радиус, м	Вираж
Автомобильная дорога № 1234, ДРСУ № 12
*		2.5		9.5	*		800.	+		0.15	*	0.55
*		3.5		8.8	*		700.	+		0.26	*	0.80
*		2.5		9.5	*		800.	+		0.22	*	0.31
*		2.5		9.1	*		*	*		0.27	*	0.33
*		3.3		9.5	*		800.	+		0.28	*	0.95
*		2.5		9.5	*		2500.	+		0.28	*	0.35
Автомобильная дорога № 5678, ДРСУ № 23
*		3.1		7.4	*		850.	-		0.19	*	0.40
*		2.9		6.2	*		850.	-		0.18	*	0.70
*		3.1		7.4	*		950.	-		0.18	*	0.60
*		2.5		7.3	*		850.	-		0.14	*	1.40
*		*	*	7.3	*		*	*		0.25

Примечание: * К_си - коэффициент, учитывающий сопротивление конструктивных слоев сдвигу и растяжению при изгибе; ** K_z - коэффициент, зависящий от фактической интенсивности движения.

Ввод исходной информации о состоянии дорог возможен как вручную, так и автоматически из любого банка данных при разработке специальной подпрограммы, обеспечивающей формирование файла исходных данных в формате ТЕКСТ. Для ручного ввода информации может быть использован текстовой редактор Лексикон версии 1.3 или другой редактор, работающий в среде DOS или WINDOWS. Укрупнение вводимых характерных участков дороги осуществляется автоматически, исходя из точности оценки параметров автомобильной дороги и отдельных транспортно-эксплуатационных показателей при диагностике автомобильных дорог.

Программа рассчитана на одновременную обработку до 10000 участков дороги. Однако надо учитывать, что с увеличением количества вводимых участков объём программы увеличивается и существенно возрастает время проведения расчётов.

В настоящее время базовый вариант программы обеспечивает обработку до 100 вводимых участков, что обычно приемлемо, учитывая сопоставимость результатов расчёта (по эффективности и очередности работ), фиксируемых в разных файлах результатов ODRR.RES.

Особенностью программы является специальный файл, содержащий нормативную базу данных и поддающийся редактированию пользователем программы при изменении соответствующих показателей в нормативной литературе и величин стоимостных показателей в случае изменений в ценообразовании или использовании договорных цен. Пользователю программой предоставляется также возможность корректировки данных по составу движения и ввода в программу необходимого количества типов автомобилей. В качестве исходных данных для планирования работ по усилению дорожных одежд могут использоваться результаты полевых испытаний как методом нагружения колесом автомобиля, так и методом кратковременного нагружения с применением различных установок динамического нагружения.

Файл результатов содержит информацию о введенных основных исходных данных (см. табл. 11.12), таблицу экономического эффекта на рубль затрат по каждому участку, требующему ремонта (для случая ограниченных ресурсов) и таблицу видов работ, ранжированных по очередности выполнения.

Программа позволяет получать решения при разных требованиях к транспортно-эксплуатационному состоянию дорог и планировать дорожно-ремонтные работы как на отдельных дорогах, так и сети дорог региона в целом. Отрабатываются версии программы ODRR, позволяющие оценить остаточный срок службы автомобильных дорог по отдельным транспортно-эксплуатационным показателям (ровности покрытия, несущей способности дорожных конструкций и др.), а также обеспечить решение в случае неполной информации о состоянии дорог путем прогнозирования соответствующих данных, ориентируясь на наиболее вероятные региональные условия и данные о фактических периодах эксплуатации автомобильных дорог, дорожных одежд и покрытий на рассматриваемый момент времени.

ГЛАВА 12. Мероприятия по организации и обеспечению безопасности движения на дорогах

Дата добавления: 2015-06-04