к.т.н., доц. Португальський В.М., студ. Машинська О.М.

АЛГОРИТМ ОПТИМІЗАЦІЇ СТРУКТУРИ РУХОМОГО СКЛАДУ

У статті на підставі досліджень удосконалення функціонування автотранспортного підприємства розроблений алгоритм оптимізації структури рухомого складу. Запропоновані заходи щодо вдосконалення функціонування автотранспортного підприємства.

Ключові слова: автотранспортне підприємство, структура рухомого складу, алгоритм оптимізації, математична модель, перевезення.

Постановка проблеми. Розвиток галузей економіки держави залежить від ефективності організації транспортної роботи, що полягає в перевезенні вантажів і пасажирів. В умовах постійно мінливого попиту на виконання того чи іншого виду перевезень виникає проблема адаптації структури рухомого складу автотранспортного підприємства до зовнішніх динамічних умов, які характеризуються варіацією потреб у перевезеннях різного виду, а також вимогами до виробничо-технічної бази, вартістю паливно-мастильних матеріалів, енергоносіїв, автотранспортних засобів і обладнань [1].

Різноманітність видів та обсягів перевезень зумовлює використання відповідних типів і кількості рухомого складу автотранспортного підприємства, що забезпечують у заданих умовах експлуатації виконання максимального обсягу перевезень з мінімальними витратами.

Метою оптимізації структури рухомого складу є підвищення конкурентоспроможності автотранспортного підприємства, яка визначається його здатністю здійснювати транспортну роботу з мінімальними витратами [2]. Вирішення цих та інших завдань забезпечення ефективного функціонування автотранспортного підприємства на сучасному етапі може бути успішно реалізоване тільки на основі використання сучасних наукоємних інформаційних технологій, в основу яких покладено досягнення вітчизняних і зарубіжних вчених. Існуючі ж в даний час методи оптимізації структури рухомого складу автотранспортного підприємства не володіють достатньою гнучкістю по відношенню до зовнішніх умов, що змінюються.

У зв'язку з вищесказаним, наукове дослідження, спрямоване на удосконалення функціонування автотранспортного підприємства на основі формування раціональної структури рухомого складу, є актуальним.

Мета статті - підвищення ефективності функціонування АТП на основі програмно-цільового планування при виборі раціональної структури рухомого складу та розробка алгоритму оптимізації даної структури.

Матеріали та результати дослідження. Програмно-цільове планування - це один з видів планування, в основі якого лежить орієнтація діяльності на досягнення поставлених цілей. Програмно-цільове планування побудовано за логічною схемою "цілі - шляхи - способи - засоби". Спочатку визначаються цілі, які повинні бути досягнуті, потім намічаються шляхи їх реалізації, а потім - більш деталізовані способи та засоби. У кінцевому підсумку, поставивши перед собою якісь цілі, організатор розробляє програму дій з їх досягнення. Звідси випливає, що особливістю даного методу планування є не просто прогнозування майбутніх станів системи, а складання конкретної програми досягнення бажаних результатів. Тобто програмно-цільовий метод планування «активний», він дозволяє не тільки спостерігати ситуацію, але й впливати на її наслідки, що вигідно відрізняє його від більшості інших методів.

Постановка цілей при програмно-цільовому методі планування являє собою формування «дерева цілей». Потім у відповідності з ним визначається система заходів щодо реалізації цілей, яка називається цільовою комплексною програмою. Для її виконання будується спеціальна система управління, яка доводить завдання програми до конкретних виконавців і контролює їх виконання. Таким чином, організаційна структура цієї системи визначається «деревом цілей», складом виконавців і змістом програми.

Таким чином, можна виділити ще один елемент програмно-цільового планування - структуру системи, включаючи рухомий склад. Її побудова - це, по суті, і є підстава, на якій базується виконання програми. Тобто планування вирішення якої-небудь проблеми при програмно-цільовому методі багато в чому зводиться до формування раціональної структури автотранспортного підприємства. Розглянемо його основні стадії:

- формування загальної структурної схеми системи та її головних характеристик (стадія композиції);

- розробка складу підрозділів і основних зв'язків між ними (стадія структуризації);

- розробка кількісних характеристик структури організації (рухомий склад), встановлення порядку його діяльності (стадія регламентації).

Експериментальне дослідження проводилося у два етапи. На першому етапі проводився збір та первинна обробка даних про роботу автотранспортного підприємства [3]. На другому етапі - побудова математичних моделей і формування заходів щодо вдосконалення функціонування автотранспортного підприємства.

На другому етапі обробки результатів використовувалися методи регресійного аналізу, які дозволяють будувати математичні моделі. Однак процедура побудови математичних моделей в даному випадку має ряд особливостей. По-перше, бізнес-функції реальних підприємств, як правило, описуються великою кількістю чинників. По-друге, чинники часто не є незалежними.

Ці дві обставини призводять до того, що класичні методи регресійного аналізу стають непридатними, з причини великих похибок моделей. Все це призводить до необхідності використання методів стиснення вихідної інформації [4].

Для отримання математичних моделей необхідно провести ряд послідовних операцій, а саме: виділення підмножини рядків і стовпців; обробку ситуацій, коли значення змінних виходять за задані межі; перетворення змінних до нормованого виду; заповнення пропусків даних середніми значеннями відповідних змінних або за допомогою лінійної регресії на вимірюваних параметрах.

Статистична обробка даних передбачає виконання багаторівневої процедури [5]. А саме: попереднє обчислення таких статистик як середні, середньоквадратичні відхилення, коефіцієнти дисперсій, які дозволяють провести попередній аналіз модельованого об'єкта та аналіз методом головних компонент.

Для полегшення роботи користувача і для вирішення невеликих завдань передбачається формування вхідної моделі у вигляді вихідного параметра У і вхідної матриці спостережень X. При цьому можна практично не обмежуватися кількістю параметрів і спостережень при формуванні матриці вихідних даних.

На наступному етапі необхідно провести розрахунок, як усіх вихідних даних, так і їх підмножини, варіюючи кількість змінних і спостережень.

Для побудови моделі функціонування АТП необхідно піддати вихідні дані стисненню для скорочення розмірності простору ознак, що описують підприємство. Стиснення зводиться до перетворення вихідного простору X в інший простір Y, в якому можна вибрати підмножину, як правило, латентних (які не спостерігаються) змінних меншої розмірності L< Р, що не викликають істотної втрати інформації. У роботі для стиснення був використаний метод головних компонент. Результатом пошуку головних компонент є встановлення коефіцієнтів регресії і побудова рівняння регресії на головних компонентах. Перетворені таким чином моделі дозволяють проводити оптимізацію структури рухомого складу автотранспортного підприємства [6].

В результаті можна представити наступний алгоритм формування оптимальної розмірності і структури автотранспортного підприємства:

- постанова векторів вихідних даних;

- постанова матриць вихідних даних;

- нормування та центрування даних;

- отримання дисперсій та середніх квадратичних відхилень ознак;

- розрахунок та формування матриці парних коефіцієнтів кореляції;

- отримання матриці власних значень і матриці власних векторів;

- отримання матриці індивідуальних значень головних компонент;

- аналіз даних методом Парето-Лоренца;

- попереднє формування оптимальної структури парку;

- порівняння з обмеженнями ( якщо «ні» - коригування структури парку, якщо «так» - видача результатів);

- отримання результатів.

Висновки. Таким чином, методика, яка використовується, дозволяє отримати адекватні моделі бізнес-функцій і використовувати їх для знаходження закономірностей формування стратегії вдосконалення діяльності автотранспортного підприємства.