Актуальность вопроса. В течение 10…15 лет в Российской Федерации строительство лесных автомобильных дорог в связи с переходом на рыночные условия хозяйствования ведется в неустойчивых производственно-экономических условиях, обусловленных общей тенденцией снижения объёма финансирования с одной стороны и ростом цен на производственные ресурсы и энергоносители с другой, изменения структуры дорожно-строительных работ, интенсивного внедрения новых технологий, увеличением ресурсоемкости объектов. В настоящее время лишь 23 % протяженности территориальной дорожной сети соответствует нормативным требованиям по транспортно-эксплуатационному состоянию. Это определяет крайне тяжелые условия работы дорог и их повышенный износ, вызываемый высокой интенсивностью происходящих деградационных процессов.
Рост материалоёмкости строительства лесных автомобильных дорог, повышение ответственности подрядчиков за качество и сроки их ввода в эксплуатацию, необходимость производства работ в пределах договорной цены ужесточили требования к ресурсному обеспечению в строительстве лесных автомобильных дорог. Эффективная организация процесса ресурсного обеспечения строительства лесных автомобильных дорог в условиях ограниченных ресурсов, выбор его рациональных форм, которые должны учитывать вероятностный характер строительства, в современных неустойчивых производственно-экономических условиях дорожно-строительного производства приобретают первостепенное значение. Принятие оптимальных решений в области ресурсного обеспечения позволит рационально распределить интенсивность поставки ресурсов во времени по объектам с их учётом ресурсопотребления, снизить себестоимость дорожно-строительных работ, создать предпосылки для повышения рентабельности производства.
Авторами сделана попытка совершенствования системы управления ресурсным обеспечением строительства лесных автомобильных дорог, которое связано с разработкой математических методов планирования и управления, способных учитывать вероятностные свойства строительных процессов и обеспечивать научно обоснованный уровень надёжности планов и графиков поставки материалов, полуфабрикатов и энергоносителей на объект. Поиск новых, эффективных технологических решений требует продолжения и существенного развития научных исследований по этой проблеме.
Цель и задачи исследований. Повышение эффективности организации процессов строительства, ремонта и содержания лесных автомобильных дорог путём минимизации ресурсоемкости оптимальными строительными решениями.
Предмет исследования. Методы и математические модели функционирования лесных автомобильных дорог.
Объект исследования. Процессы строительства, ремонта и содержания лесных автомобильных дорог.
Методы исследований. Методы дифференциального и интегрального исчислений, натурные наблюдения и эксперимент. Обработка результатов производилась методами математической статистики: теория вероятностей, регрессионный и корреляционный анализы.
Практическая значимость работы:
– прогноз ресурсного потребления дорожно-строительного объекта с учетом принятой организации работ;
– снижение общей сметной стоимости строительства и ремонта участков лесных автомобильных дорог;
– снижение ресурсоемкости дорожно-строительных объектов путем оптимизации строительных решений;
– определение области применения гравийного, железобетонного, черногравийного и асфальтобетонного покрытий для последующего использования при проектировании лесообрабатывающих предприятий;
– минимизация сроков завершения ремонтных работ;
– обоснование технико-экономической эффективности принятия проектных решений на содержание или ремонт покрытий лесных автомобильных дорог.
Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена проведением системного анализа проблемы, а также использованием методов математической статистики при планировании экспериментов и обработке их результатов. Достоверность выполненных исследований подтверждается: экспериментами с погрешностью до 5 %; доверительной вероятностью не менее 90 % у полученных закономерностей.
Научная новизна. В монографии разработаны рекомендации по снижению факторов риска дорожных проектов на каждом этапе реализации с использованием экспертного подхода, позволяющие сократить неопределенность условий осуществления инвестиционных проектов и получить дополнительную информацию о факторах риска дорожных проектов для повышения надёжности и финансовой устойчивости их реализации.
Предложена вероятностная модель прогнозирования удельных затрат в основные производственные фонды для конкретного дорожно-строительного объекта на основе мониторинга и статистической оценки характера изменения стоимости материалов и услуг, позволяющая с заданным уровнем надёжности описать динамику изменения стоимости строительных материалов, полуфабрикатов и энергоресурсов в строительный период, разработать оптимальные организационно-технологические решения по ресурсному обеспечению технологических процессов с целью снижения сметной стоимости строительных объектов.
Разработана методика построения гибких систем комплексного оценивания планов ремонтных работ на основе построения иерархической структуры критериев, позволяющая выполнить комплексную оценку состояния лесной автомобильной дороги и минимизировать суммарный ущерб при ограниченных ресурсах. Предложенный алгоритм оптимизации планов ремонтных работ позволяет определить приоритетность участков лесных автомобильных дорог по ремонту, отличается простотой реализации и дает достаточно большое число вариантов для выбора. Предложенная методика оптимизации межремонтных сроков лесных автомобильных дорог на основе использования критерия оптимизации – коэффициента функциональности, позволяет определить сроки службы всех конструктивных элементов дороги, установить основные конструктивные элементы, влияющие на работу всей дороги, вычислить стоимость ремонтных работ, составить перспективное планирование ремонтов дорожного покрытия при его различных видах материалов. Авторами предложена математическая модель оптимизации сводного графика поставки всей номенклатуры дорожно-строительных материалов, основанная на прогнозе изменения стоимости материалов и услуг в период проведения дорожно-строительных работ, провозной способности транспортного звена и интенсивности потребления ресурсов в период строительства лесных автомобильных дорог, позволяющая минимизировать суммарные ресурсные затраты на поставку строительных материалов и энергоносителей. Созданные математические модели и алгоритм множества участков дороги, включенных в план ремонтных работ, позволяют минимизировать суммарный ущерб при ограниченных ресурсах. Внедрение разработанных методик по ресурсному обеспечению технологических процессов при строительстве и ремонте более 100 км участков лесных автомобильных дорог позволило снизить затраты на поставку материалов на 3…8 %.
Реализация работы. Основные научные разработки внедрены: ЦДМП «Магистраль» (Центрально-Черноземный регион, 2011 г.), ЛОГУП «Тербунский лесхоз» (Липецкая обл., 2011 г.), ООО «Дедал» (Республика Коми, 2013 г.).