1
№ 2 (29), 2019
ВЕСТИ
Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute МЕЖ ДУНАРО ДНЫЙ НАУЧ НО -Т ЕХНИЧ ЕСК ИЙ Ж УРНАЛ ИЗДА ЕТСЯ С ОК ТЯБРЯ 2004 Г. ВЫХ ОДИТ 4 РАЗА В ГОД
Учредитель и издатель: Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет» Главный редактор Чальцев М. Н. (д-р техн. наук, проф.) Зам. главного редактора Высоцкий С. П. (д-р техн. наук, проф.), Мищенко Н. И. (д-р техн. наук, проф.) Ответственный секретарь Гуменюк М. М. (канд. экон. наук, доц.) Редакционный совет: Андриенко В. Н. (д-р экон. наук, проф.) Братчун В. И. (д-р техн. наук, проф.) Вовк Л. П. (д-р техн. наук, проф.) Дрозд Г. Я. (д-р техн. наук, проф.) Лепа Р. Н. (д-р экон. наук, проф.) Мельникова Е. П. (д-р техн. наук, проф.) Насонкина Н. Г. (д-р техн. наук, проф.) Оробинский В. И. (д-р с.-х. наук, доц.) Половян А. В. (д-р экон. наук, доц.) Полуянов В. П. (д-р экон. наук, проф.) Пухов Е. В. (д-р техн. наук, проф.) Тимохин В. Н. (д-р экон. наук, проф.) Солнцев А. А. (д-р техн. наук, доц.) Сильянов В. В. (д-р техн. наук, проф.) Хоменко Я. В. (д-р экон. наук, проф.) Чистяков И. В. (д-р техн. наук, проф.) Шатров М. Г. (д-р техн. наук, проф.) Башевая Т. С. (канд. техн. наук, доц.) Быков В. В. (канд. техн. наук, доц.) Губа В. В. (канд. техн. наук, доц.) Дудников А. Н. (канд. техн. наук, доц.) Заглада Р. Ю. (канд. экон. наук, доц.) Легкий С. А. (канд. экон. наук, доц.) Карпинец А. П. (канд. хим. наук, доц.) Курган Е. Г. (канд. экон. наук, доц.) Коновальчик М. В. (канд. техн. наук) Морозова Л. Н. (канд. техн. наук, доц.) Николаенко В. Л. (канд. техн. наук, доц.) Никульшин С. В. (канд. техн. наук, доц.) Самисько Д. Н. (канд. техн. наук, доц.) Селезнѐва Н. А. (канд. экон. наук, доц.) Скрыпник Т. В. (канд. техн. наук, доц.) Химченко А. В. (канд. техн. наук, доц.) Чорноус О. И. (канд. экон. наук, доц.) Шилин И. В. (канд. техн. наук, доц.) Свидетельство о регистрации № 000051 от 20.10.2016 г. Перечень рецензируемых изданий (Приказ МОН ДНР № 960 от 09 июля 2019 г.) Адрес редакции: 84646, г. Горловка, ул. Кирова, 51. Тел.: +38 (06224) 4-88-04, +38 (071) 331-45-58. Эл. почта: vestnik-adi@adidonntu.ru Интернет: www.vestnik.adidonntu.ru, www.adidonntu.ru Подписано в печать 25.09.2019 г. Решение ученого совета АДИ ГОУВПО «ДОННТУ». Протокол № 1 от 25.09.2019 г. Формат 70 90/16. Заказ № 201. Тираж 100 экз. Печать: АДИ ГОУВПО «ДОННТУ».
ISSN 1990-7796
СОДЕРЖАНИЕ ТРАНСПОРТ……………………..………………………………..…….3 А. Н. Дудников, Н. С. Виноградов, Д. Т. Перекальчук ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К СОВМЕЩЕНИЮ АВТОБУСНОГО И ТРОЛЛЕЙБУСНОГО МАРШРУТОВ ДВИЖЕНИЯ……………..3
В. В. Быков, В. Э. Волошин, Д. С. Мошуль СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ…...12
С. В. Никульшин, В. Ю. Векличев, С. А. Носов СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТРУКТУРЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АВТОСЕРВИСА……………………………………….…20
И. Ф. Воронина, Ф. М. Судак, А. С. Чернецкий, А. И. Матин ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСХОДОВ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ НА АВТОСЕРВИСНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОРРЕЛЯЦИОННО-РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА…………..27
Ф. М. Судак, И. Ф. Воронина, А. В. Еремин, Г. В. Новиков ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАТРАТ НА УПРАВЛЕНИЕ РЕЗЕРВОМ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ НА АВТОСЕРВИСНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ……………………………………………………….35 СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДОРОГ ….……...42
Т. В. Скрыпник, С. К. Заяц АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ…….….…42
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ…………………………..50 А. Б. Бирюков, В. В. Варакута, П. А. Гнитиѐв КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ УГЛЕДОБЫЧЕ……………………………………………….………….50
С. П. Высоцкий, О. В. Фрунзе ФИТОРЕАБИЛИТАЦИЯ БЛИЗЛЕЖАЩИХ К АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАССАМ ТЕРРИТОРИЙ…………….……59
С. П. Высоцкий, Н. В. Цветкова ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ОСМОСА…66
М. В. Коновальчик, Н. В. Цветкова ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ ЗА СЧЕТ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕМБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОДОПОДГОТОВКИ………………………………………………….74
ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ……………………….…….…82 В. В. Пехтерева, А. О. Миронова ФОРМИРОВАНИЕ КОНКУРЕНТНЫХ ПРЕИМУЩЕСТВ ОРГАНИЗАЦИИ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАРКЕТИНГОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ……………………………82
Распространяется бесплатно Авторы статей, 2019 АДИ ГОУВПО «ДОННТУ», 2019
Журнал индексируется и реферируется в базах данных: Google Академия (http://scholar.google.com.ua), Science Index (РИНЦ) (http:/elibrary.ru). Журнал содержит научные труды по техническим и экономическим наукам по следующим группам специальностей: 05.04.02 Тепловые двигатели; 05.22.01 Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте; 05.22.08 Управление процессами перевозок; 05.22.10 Эксплуатация автомобильного транспорта; 05.23.05 Строительные материалы и изделия; 05.23.11 Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей; 05.23.19 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства; 08.00.05 Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям сферы деятельности…); 08.00.13 Математические и инструментальные методы экономики.
2
№ 2 (29), 2019
ВЕСТИ Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute INT E RN ATI ON AL SCI E NTI FI C AN D T EC HNI C AL J OU RN AL PUBLIS HED S INCE OCT OBER 2004 ISS UED FOUR T IMES PER Y EA R
Founder and publisher: Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University» Editor-in-Chief Chaltsev M. N. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Deputy Editor-in-Chief Vysotskiy S. P. (Dr. of Tech. Sc., Prof.), Mishchenko N. I. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Executive Secretary Gumeniuk M. М. (Cand. of Econ. Sc., Assoc. Prof.) Editorial Board: Andrienko V. N. (Dr. of Econ. Sc., Prof.) Btratchun V. I. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Vovk L. P. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Drozd G. Ya. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Lepa R. N. (Dr. of Econ. Sc., Prof.) Melnikova Е. P. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Nasonkina N. G. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Orobinskii V. I. (Dr. of Agric. Sc., Assoc. Prof.) Polovian А. V. (Dr. of Econ. Sc., Assoc. Prof.) Poluianov V. P. (Dr. of Econ. Sc., Prof.) Pukhov Е. V. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Timokhin V. N. (Dr. of Econ. Sc., Prof.) Solntsev А. А. (Dr. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Silianov V. V. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Khomenko Ya. V. (Dr. of Econ. Sc., Prof.) Chistiakov I. V. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Shatrov М. G. (Dr. of Tech. Sc., Prof.) Bashevaia Т. S. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Bykov V. V. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Guba V. V. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Dudnikov А. N. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Zaglada R. Yu. (Cand. of Econ. Sc., Assoc. Prof.) Legkii S. А. (Cand. of Econ. Sc., Assoc. Prof.) Karpinets А. P. (Cand. of Chem. Sc., Assoc. Prof.) Kurgan Е. G. (Cand. of Econ. Sc., Assoc. Prof.) Кonovalchik М. V. (Cand. of Tech. Sc.) Morozova L. N. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Nikolaenko V. L. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Nikulshin S. V. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Samisko D. N. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Selezneva N. А. (Cand. of Econ. Sc., Assoc. Prof.) Skrypnik Т. V. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Khimchenko А. V. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Chornous О. I. (Cand. of Econ. Sc., Assoc. Prof.) Shilin I. V. (Cand. of Tech. Sc., Assoc. Prof.) Registration certificate № 000051 of 20.10.2016. List of peer-reviewed publications (Order of the DPR Ministry of Education and Science № 960 of 09 July 2019) Editorial Office Adress: Kirov St., 51, Gorlovka 84646. Тel.: +38 (06224) 4-88-04, +38 (071) 331-45-58. E-mail: vestnik-adi@adidonntu.ru Website: www.vestnik.adidonntu.ru, www.adidonntu.ru Signed for posting and printing 25.09.2019 г. Decision of the Academic Council of the Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment DonNTU. Protocol № 1 of 25.09.2019. Format 70 90/16. Order № 201. Circulation of 100 copies. Printed: Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment DonNTU.
TABLE OF CONTENTS TRANSPORT……………………..…………………….……………….3 А. N. Dudnikov, N. S. Vinogradov, D. T. Perekalchuk GENERAL APPROACHES TO COMBINING BUS AND TROLLEYBUS ROUTES………………………………….….…………3
V. V. Bykov, V. E. Voloshin, D. S. Moshul TECHNIQUE IMPROVEMENT OF THE AUTOMOBILE STABILITY RATING WHEN BRAKING ACCORDING TO THE INSTRUMENTAL CONTROL………………….…...........12
S. V. Nikulshin, V. Yu. Veklichev, S. A. Nosov REGIONAL STRUCTURE IMPROVEMENT OF THE AUTO SERVICE SYSTEM……………………………………………20
I. F. Voronina, F. M. Sudak, А. S. Chernetskii, A. I. Matin PREDICTION OF SPARE PARTS CONSUMPTION AT SERVICE CENTERS USING CORRELATION AND REGRESSION ANALYSIS……………..…………………………..…27
F. M. Sudak, I. F. Voronina, A. V. Eremin, G. V. Novikov COST OPTIMIZATION TO MANAGE SPARE PARTS RESERVE AT SERVICE CENTERS……………………….….….…35 HIGHWAY CONSTRUCTION AND MAINTENANCE …….…42
T. V. Skrypnik, S. K. Zaiats AN ANALYSIS OF EXISTING APPROACHES TO THE ASPHALT COAT HARDENING…………………………...…….……42
ENVIRONMENT PROTECTION………………..……...............50 А. B. Biriukov, V. V. Varakuta, P. А. Gnitiev COMPLEX ANALYSES OF HARMFUL EMISSIONS AT COAL MINING……………………………………….………………….50
S. P. Vysotskiy, О. V. Frunze PHYTOREHABILITATION OF TERRITORIES NEARBY TO HIGHWAYS………………………………………………….………59
S. P. Vysotskiy, N. V. Tsvetkova WATER DESALINATION BY REVERSE OSMOSIS METHOD…………..…………………………………………………….66
M. V. Konovalchik, N. V. Tsvetkova OPERATING EFFICIENCY INCREASE OF THE CLOSED CYCLE OF THE ENTERPRISE WATER SUPPLY DUE TO THE IMPROVEMENT OF THE WATER TREATMENT MEMBRANE TECHNOLOGY…………………………….………..…74 ECONOMICS AND MANAGEMENT……………………….……82
V. V. Pekhtereva, А. О. Mironova FORMATION OF THE ORGANIZATION COMPETITIVE ADVANTAGES BY USING MARKETING TOOLS…………..……82
ISSN 1990-7796 Distributed free of charge Authors, 2019 ARI «DONNTU»», 2019
Journal is indexed in abstract and bibliographic databases: Google Academy (http://scholar.google.com.ua), Science Index (RISC) (http:/elibrary.ru). Journal contains scientific studies on technical and economic sciences on following groups of specialties: 05.04.02 Heat Engines; 05.22.01 Transport and Transport and Technological Systems of the country, its regions and cities, Production Organization in Transport; 05.22.08 Transportation Process Management; 05.22.10 Automobile Transport Maintenance; 05.23.05 Construction Materials and Products; 05.23.11 Design and Construction of Highways, Underground Railroads, Airfields, Bridges and Transport Tunnels; 05.23.19 Ecological Safety of Construction and Municipal Services; 08.00.05 Economics and National Economy Management (by branches of activity…); 08.00.13 Mathematical and Instrumental Methods of Economics.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
3
ТРАНСПОРТ УДК 656.13 072 А. Н. Дудников, канд. техн. наук, Н. С. Виноградов, канд. техн. наук, Д. Т. Перекальчук Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К СОВМЕЩЕНИЮ АВТОБУСНОГО И ТРОЛЛЕЙБУСНОГО МАРШРУТОВ ДВИЖЕНИЯ Сформулированы общие подходы к совмещению автобусного и троллейбусного маршрутов движения. Получено условие формирования характеристик транспортной работы автобусов и троллейбусов в пределах совмещенного участка, которое далее необходимо распространять на оставшиеся участки отдельных маршрутов движения. Условие обеспечивает требуемую наполняемость салонов автобусов и троллейбусов в пределах совмещенного участка, что уменьшает конкурентную борьбу перевозчиков. В указанное условие введено соотношение тарифов на перевозку автобусами и троллейбусами, что позволяет уравновесить доходы от перевозочного процесса автобусами и троллейбусами в пределах работы на совмещенном участке маршрутов движения. Ключевые слова: маршрут автобусный, маршрут троллейбусный, интервал движения, участок совмещенный, состав подвижной, процесс перевозочный, тариф, доход
Постановка проблемы В Донецком регионе за последние десять лет в городах резко возросло количество автобусных маршрутов, которые обслуживаются подвижным составом, принадлежащим частным предприятиям или владельцам. В последние годы введен муниципальный автобусный транспорт. Также сохраняет свои позиции в объемах перевозок городской электротранспорт в рамках троллейбусных маршрутов движения. Указанное раскрывает появление значительной конкуренции на прибыль. Возникла актуальная проблема совмещения автобусных и троллейбусных маршрутов движения, исходя из необходимой расчетной длительности интервалов и последовательности движения подвижного состава в пределах совмещенного участка. Цель работы Совместить автобусные и троллейбусные маршруты движения, исходя из необходимой расчетной длительности интервалов и последовательности движения подвижного состава в пределах совмещенного участка. Изложение основного материала исследования Классический расчет необходимого количества автобусов или троллейбусов на маршруте производится [1]: А
Q Tоб , 60 q
(1)
где А – расчетное количество автобусов или троллейбусов на маршруте в период максимального пассажиропотока, ед.; Q – максимальный часовой пассажиропоток на наиболее наполненном участке маршISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
4 рута, пасс.; Tоб – время оборота, мин; q – пассажировместимость автобуса или троллейбуса, пасс. Корректировка (1) осуществляется посредством коэффициента дефицита, где учитывается фактическое количество технически годных к эксплуатации автобусов или троллейбусов. Для осуществления требования выполнения транспортной работы на отдельном автобусном маршруте, на отдельном троллейбусном маршруте и на совмещенном участке указанных двух маршрутов необходимо значение (1) рассчитывать для соответствующих участков максимального пассажиропотока маршрутов и отдельно для участка совмещенного. Необходимо также отметить, что максимальный часовой пассажиропоток на наиболее наполненном участке маршрута Q предполагается на всей протяженности маршрута [2–4]. Указанный выше подход отражен на рисунке 1.
Qm
Qma
L
Qm т
–––––– на автобусном маршруте; --------- на троллейбусном маршруте; --------- на совмещенном участке. Qmт – максимальный пассажиропоток на участке троллейбусного маршрута; Qma – максимальный пассажиропоток на участке автобусного маршрута; Qm – максимальный пассажиропоток на совмещенном участке автобусного и троллейбусного маршрутов; L – длина совмещенного участка автобусного и троллейбусного маршрутов Рисунок 1 – Формирование трех условий обеспечения перевозки максимального пассажиропотока Выяснено, что главным принципом в подходе к организации движения городского пассажирского автобусного транспорта на совмещенных участках маршрутов является принцип формирования последовательного прибытия автобусов и троллейбусов на пункты остановки совмещенных участков. Последовательность прибытия автобусов и троллейбусов определяется интервалом движения. Из маршрутов избирается интервал движения автобусов или троллейбусов, значения которого являются наименьшими из всех значений по совмещенным маршрутам [5, 6]. МиISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
5 нимальным интервалом движения автобусов или троллейбусов приводятся интервалы других маршрутов в кратность данному, путем увеличения или уменьшения количества автобусов или троллейбусов на маршруте. Указанный интервал обеспечивает порядок движения автобусов и троллейбусов без смещения интервалов во времени на совместных участках. Вместе с этим предлагается формировать комбинацию прибытия автобусов и троллейбусов на совместных участках с учетом наполнения салона автобусов и троллейбусов пассажирами. За автобусами маршрута со значительной наполняемостью должны прибывать автобусы маршрута с незначительной наполняемостью, аналогично и троллейбусы. Наполняемость салона пассажирского маршрутного транспортного средства предлагается определять по следующей формуле [7]:
Kнn
Qmax n Kвг Т об lin Kн ; A q Tк Lм
Q l Т Kнn max n in об Kвг Kн , A q Lм Tк
(2)
(3)
Q где max n – частица использования вместительности маршрута пассажирами из A q расчета движения одного пассажира вдоль всего маршрута (формирует основу для коэффициента наполняемости автобусов), ед.; lin – значение обратное коэффициенту сменности пассажиров на маршруте из рас Lм чета, что отдельный пассажир едет не вдоль всего маршрута, а среднее расстояние lin (уменьшает наполняемость за счет сменности пассажиров в автобусах или троллейбусах), ед.; Т об – значение обратное частице времени в продолжительности оборота на марш Tк руте, которая израсходована на движение в контактном периоде вдоль совместных участков маршрутов (увеличивает наполняемость за счет наличия совместных участков движения), ед.; Kвг , Kн – коэффициенты, которые учитывают неравномерность пассажиропотока по времени, ед. Основной целью согласования движения автобусов и троллейбусов на маршрутах с совместными участками движения должно быть создание положительных условий для перевозки пассажиров в виде сокращения времени ожидания на остановках транспорта. Сокращение времени ожидания требует формулирования двух целевых функций [8]: сокращения времени ожидания пассажиров, которые намерены двигаться только в границах совместных участков автобусных и троллейбусных маршрутов; сокращения времени ожидания пассажиров, которые намерены двигаться по конкретному автобусному или троллейбусному маршруту. Проанализируем формулу (2). Общее количество пассажиров на маршруте составляет: A q Kнn
Qmax n Kвг Т об lin Kн . Tк Lм
(4)
Общее количество пассажиров на маршруте с учетом средней дальности поездки пассажиров составляет:
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
6 A q Kнn
Lм Qmax n Kвг Т об Kн . lin Tк
(5)
Получаем обобщенное уравнение баланса количества пассажиров на маршруте: A q Kнn
Lм Т Qmax n Kвг Kн об . lin Tк
(6)
Исходя из уравнения (6) можно сделать вывод, что для маршрутов в условиях наличия Т совмещенных участков множитель об обеспечивает кратное увеличение количества переTк везенных пассажиров на маршруте в правой части уравнения, при этом не выполняются соТ отношения по единицам измерения, Т об в часах, а множитель об дает доли единицы. Tк Найденное несоответствие в уравнении баланса перевезенных на маршруте пассажиров в течение времени оборота (6), (2) и (3) требует записи нового уравнения, исходя из последовательного и правильного учета наличия совмещенного участка автобусного и троллейбусного маршрутов. Правильный баланс количества перевезенных пассажиров на автобусном маршруте за время оборота имеет вид: L (7) A q Kнn м Qmax n Kвг Kн Т об . lin Совмещенный участок маршрутов зачастую принадлежит наиболее загруженной ветке улично-дорожной сети города, при этом на указанном участке наблюдается максимальный пассажиропоток, т. е.:
Qm Qma ; Qm Qmт .
(8)
В случае (8) организация работы подвижного состава на двух совмещенных маршрутах автобусов и троллейбусов требует отдельного условия, которое будет выведено далее. Процесс формирования определенного количества транспортных средств на совмещенном участке маршрутов, одновременно на нем находящихся, показан на рисунке 2.
la
lт
L la – пространственный интервал движения автобусов на маршруте; l т – пространственный интервал движения троллейбусов на маршруте; L – длина совмещенного участка маршрутов Рисунок 2 – Формирование определенного количества транспортных средств на совмещенном участке маршрутов, одновременно на нем находящихся Пространственные интервалы определяют количество транспортных средств на совмещенном участке и пропорциональны технической скорости и интервалам движения. Запишем основные соотношения для пространственных интервалов движения: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
7
la I a Vта ;
(9)
lт I т Vтт ,
(10)
где I a , I т – интервалы движения во времени автобусов и троллейбусов;
Vта , Vтт – технические скорости движения на маршрутах автобусов и троллейбусов. Исходя из полученных значений интервалов (9) и (10), а также учитывая, что последний интервал определяет два пассажирских транспортных средства, получим:
L 1 Aa ; la
(11)
L 1 Aт . lт
(12)
Уравнение (7) и значения (11) и (12) дают возможность связать полученное количество пассажирских транспортных средств с характеристиками перевозочного процесса:
Aa Aт
Qmа Kвг Kн lin а qа Kнn а L Qmт Kвг Kн lin т qт Kнn т L
Т ;
(13)
Т ,
(14)
где Т – время движения по совмещенному участку маршрутов. Для обеспечения транспортной работы в пределах совмещенного участка значения (11), (12) и (13), (14) необходимо приравнять:
Q K K l L 1 mа вг n н in а Т ; la qа Kн а L
(15)
Q K K l L 1 mт вг n н in т Т . lт qт Kн т L
(16)
Пространственные интервалы в формулах (15) и (16) необходимо выразить через значения (9) и (10):
Q K K l L 1 mа вг n н in а Т ; I a Vта qа Kн а L
(17)
Q K K l L 1 mт вг n н in т Т . I т Vтт qт Kн т L
(18)
Из рисунка 2 видно, что совмещенный участок маршрутов формирует единый часовой пассажиропоток, который необходимо обеспечить подвижным составом, откуда:
Q Qmа Qmт Q ,
(19)
где Q – пассажиропоток на совмещенном участке, который обусловлен движением пассажиров только в пределах указанного участка, пасс/ч. Выразим (17) и (18) относительно пассажиропотоков: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
8
Q K K l L mа вг n н in а Т 1 ; I a Vта qа Kн а L
(20)
Q K K l L mт вг n н in т Т 1 ; I т Vтт qт Kн т L
(21)
1
Qmа Kвг Kн lin а
1
Qmт Kвг Kн lin т
qа Kнn а L qт K
L
n нт
Qmа Kвг Kн lin а qа Kнn а L
2
qт Kнn т L
qа Kнn а L
2
2
qт Kнn т L
Qmа
qа Kнn а L
I т Vтт L
I a Vта L
;
(23)
;
I т Vтт L
(24)
;
(25) 2
;
qа Kнn а L
K вг K н lin а Т
2
Kвг Kн lin т Т I т Vтт
qт Kнn т L
;
K вг K н lin т Т
(26)
2
Kвг Kн lin т L Т I т Vтт
Kвг Kн lin а Т I a Vта
Qmт
(22)
I т Vтт qт Kнn т L
2
qт Kнn т L
;
Kвг Kн lin а L Т I a Vта
2
Kвг Kн lin т Т I т Vтт
L
I a Vта qа Kнn а L
2
I a Vта
Т I т Vтт
Т I т Vтт 1
Kвг Kн lin а Т I a Vта
Qmт
Т I a Vта
Т I a Vта 1
Qmт Kвг Kн lin т
Qmа
2
;
(27)
(28)
.
(29)
С учетом (28) и (29) условие совмещения двух маршрутов на участке для выполнения общей транспортной работы, без совместных потерь в транспортной работе, а также с учетом возможности уменьшения интервала движения троллейбусов и более привлекательной тарифной политикой троллейбусных перевозок, будет иметь вид:
Q Qmа Qmт Q ; 2 qа K нn а L qа K нn а L Q ; mа K K l Т I V K K l Т вг н in а a та вг н in а 2 n qт K н т L qт K нn т L Q Q . mт K K l Т I V K K l Т вг н in т т вг н in т т т
(30)
Сформулированое условие (30) обеспечивает требуемую наполняемость салонов автобусов и троллейбусов в пределах совмещенного участка маршрутов. Указанное условие нивелирует конкуренцию автобусов и троллейбусов на уровне наполняемости салонов. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
9 В дальнейшем необходимо исследовать учет разницы тарифов при организации троллейбусных и автобусных городских перевозок. В настоящее время в ДНР тарифы на перевозку фиксированные и составляют: 2 руб. на перевозки пассажира троллейбусом; 10 руб. на перевозки пассажира автобусом. Обозначим тарифы на перевозку одного пассажира: Tпт – тариф на перевозки пассажира троллейбусом;
Tпа – тариф на перевозки пассажира автобусом. Соотношение между тарифами формализуем следующим образом: k
Tпт Tпа
1.
(31)
Предлагаем, уравновесить тарифную политику между автобусными и троллейбусными перевозчиками путем принудительной корректировки объемов пассажиропотоков на совмещенном участке в соответствии с тарифами в сторону увеличения пассажиропотока для троллейбусов и уменьшения в сторону автобусов и реализовать это на практике, т. к. принципиальной разницы в условиях движения в автобусах и в троллейбусах практически нет, а финансовая разница для пассажира – существенная. С учетом сказанного выше, запишем условие (30) в усовершенствованном виде: Q k1 Qmа k2 Qmт Q ; Tпт Q ; k1 Tпт Qmа Tпа Qmт Tпа Q k ; 2 Tпт Qmа Tпа Qmт 2 qа K нn а L qа K нn а L k1 Qmа ; K вг K н lin а Т I a Vта K вг K н lin а Т 2 qт K нn т L qт K нn т L k2 Qmт Q K K l Т I V K K l Т . вг н in т т тт вг н in т
(32)
Выводы 1. Сформулированы общие подходы к совмещению автобусного и троллейбусного маршрутов движения. 2. Получено условие формирования характеристик транспортной работы автобусов и троллейбусов в пределах совмещенного участка, которое далее необходимо распространять на оставшиеся участки отдельных маршрутов движения. Условие обеспечивает требуемую наполняемость салонов автобусов и троллейбусов в пределах совмещенного участка, что уменьшает конкурентную борьбу перевозчиков. 3. В указанное условие введено соотношение тарифов на перевозку автобусами и троллейбусами, что позволит уравновесить доходы от перевозочного процесса автобусами и троллейбусами в пределах работы на совмещенном участке маршрутов движения. Далее предполагается рассмотреть пути реализации сформулированного условия на практике посредством изменения интервала движения и технической скорости подвижного состава. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
10 Список литературы 1. Волошин, С. О. Необхідність координації інтервалів руху автобусів на сумісних ділянках двох незалежних міських маршрутів / С. О. Волошин, М. С. Виноградов // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту. – 2008. – № 1 (6). – С. 126–131. 2. Логистика – технология транспортного процесса / Л. М. Костюченко, Е. В. Танцюра, Л. Г. Заенчик [и др.] ; под ред. Л. Г. Заенчик. – Киев : Кий, 2000. – 356 с. – ISBN 966-7161-47-1. 3. Давидич, Ю. А. Исследование закономерностей изменения параметров перевозки пассажиров в зависимости от вместимости транспортных средств городского пассажирского транспорта / Ю. А. Давидич // Коммунальное хозяйство городов. – 2004. – № 55. – С. 147–151. 4. Доля, В. К. Теоретические основы и методы организации маршрутных автобусных перевозок пассажиров в крупнейших городах : специальность 05.22.10 «Эксплуатация автомобильного транспорта» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Доля Виктор Константинович ; Московский автомобильнодорожный институт. – Москва, 1993. – 301 с. 5. Кузьменко, Н. В. Формування підходу до організації міських пасажирських перевезень на сумісних ділянках руху / Н. В. Кузьменко, О. М. Дудніков, М. С. Виноградов // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту. – 2009. – № 2 (9). – С. 52–59. 6. Дудніков, О. М. Методика розробки розкладу руху автобусів різних маршрутів з урахуванням сумісної ділянки їх руху / О. М. Дудніков, М. С. Виноградов, І. М. Золотухіна // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту. – 2010. – № 2 (11). – С. 21–31. 7. Большаков, А. М. Повышение качества обслуживания пассажиров и эффективности работы автобусов / А. М. Большаков. – Москва : Транспорт, 1981. – 206 с. 8. Соловейчик, М. З. Организация пассажирских перевозок / М. З. Соловейчик, Т. А. Сотникова. – Москва : Транспорт, 1977. – 223 с.
А. Н. Дудников, Н. С. Виноградов, Д. Т. Перекальчук Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Общие подходы к совмещению автобусного и троллейбусного маршрутов движения В Донецком регионе за последние десять лет в городах резко возросло количество автобусных маршрутов движения, которые обслуживаются подвижным составом, принадлежащим нескольким частным предприятиям или владельцам. В последние годы введен муниципальный автобусный транспорт. Также сохраняет свои позиции в объемах перевозок городской электротранспорт в рамках троллейбусных маршрутов движения. Указанное раскрывает появление значительной конкуренции на прибыль. Возникает актуальная проблема совмещения автобусных и троллейбусных маршрутов движения, исходя из необходимой расчетной длительности интервалов и последовательности движения подвижного состава в пределах совмещенного участка. В работе сформулированы общие подходы к совмещению автобусного и троллейбусного маршрутов движения. Получено условие формирования характеристик транспортной работы автобусов и троллейбусов в пределах совмещенного участка, которые далее необходимо распространять на оставшиеся участки отдельных маршрутов движения. Условие обеспечивает требуемую наполняемость салонов автобусов и троллейбусов в пределах совмещенного участка, что уменьшает конкурентную борьбу перевозчиков. В указанное условие введено соотношение тарифов на перевозку автобусами и троллейбусами, что позволит уравновесить доходы от перевозочного процесса автобусами и троллейбусами в пределах работы на совмещенном участке маршрутов движения. МАРШРУТ АВТОБУСНЫЙ, МАРШРУТ ТРОЛЛЕЙБУСНЫЙ, ИНТЕРВАЛ ДВИЖЕНИЯ, УЧАСТОК СОВМЕЩЕННЫЙ, СОСТАВ ПОДВИЖНОЙ, ПРОЦЕСС ПЕРЕВОЗОЧНЫЙ, ТАРИФ, ДОХОД
А. N. Dudnikov, N. S. Vinogradov, D. T. Perekalchuk Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka General Approaches to Combining Bus and Trolleybus Routes In the Donetsk region over the past ten years, the number of bus routes in cities, which are serviced by rolling stock owned by several private enterprises or owners, has dramatically increased. In recent years, municipal bus transport was introduced. In addition, urban electric transport in the framework of trolleybus traffic routes maintains its position in the volume of transportation. Specified facts reveal the emergence of significant competition for profit. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
11 There is an urgent problem of combining bus and trolleybus routes, based on the required estimated duration of intervals and the sequence of the rolling stock movement within the combined section. The paper formulates the general approaches to combining the bus and trolleybus routes. The condition for the characteristics formation of the buses and trolleybuses transport work within the combined section, which then must be extended to the remaining sections of individual traffic routes. The condition provides the required occupancy of the bus and trolleybus saloons within the combined section, which reduces competition. The ratio of tariffs for transportation by buses and trolleybuses has been introduced into this condition, which will allow to balance the revenues from the transportation process by buses and trolleybuses within the limits of operation on the combined section of traffic routes. BUS ROUTE, TROLLEYBUS ROUTE, TRAFFIC INTERVAL, COMBINED SECTION, ROLLING STOCK, TRANSPORTATION PROCESS, TARIFF, REVENUE Сведения об авторах: А. Н. Дудников SPIN-код: 8393-4943 Телефон: +38 (071) 301-98-50 Эл. почта: andudnikov@rambler.ru Н. С. Виноградов SPIN-код: 6801-2397 Телефон: +38 (050) 975-23-12 Эл. почта: nikolayx6m@mail.ru
Д. Т. Перекальчук Телефон: +38 (071) 375-63-61 Эл. почта: silverbullet23796@gmail.com
Статья поступила 25.04.2019 © А. Н. Дудников, Н. С. Виноградов, Д. Т. Перекальчук, 2019 Рецензент: Д. Н. Самисько, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
12 УДК 629.113 В. В. Быков, канд. техн. наук, В. Э. Волошин, Д. С. Мошуль Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ Разработана математическая модель для оценки устойчивости автомобиля при торможении, позволяющая по результатам инструментального контроля прогнозировать отклонение траектории движения автомобиля при торможении в дорожных условиях. Ключевые слова: технический осмотр автомобилей, колесные транспортные средства, торможение автомобиля, траектория движения, линия инструментального контроля
Введение Действующая в настоящее время в Донецкой Народной Республике система периодических технических осмотров автомобилей для юридических лиц и отсутствие ее для физических лиц не позволяет в достаточной степени оценить состояние узлов и систем автомобиля, влияющих на безопасность дорожного движения. В странах европейского союза (ЕС) в результате технического осмотра автомобилей не допускаются к эксплуатации от 20 до 50 % автомобилей, в странах Евразийского экономического союза (ЕврАзЭС) – от 9 до 14 %. В период проведения технических осмотров в странах ЕС снижение количества ДТП с участием неисправных автомобилей достигает 25–40 %, в странах ЕврАзЭС снижение аварийности практически не происходило. Эти данные говорят о несовершенстве системы технического осмотра, которая используется в странах ЕврАзЭС. Указанную проблему может решить совершенствование системы инструментального контроля технического состояния автотранспортных средств, которая функционирует в странах ЕврАзЭС. Цель работы Определение предельно допустимых значений коэффициентов неравномерности тормозных сил на осях автомобиля, а также при действии неравномерности тормозных сил по бортам автомобиля. Основная часть Использование линии инструментального контроля для тестирования автомобилей в лаборатории «Диагностика» Автомобильно-дорожного института Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Донецкий национальный технический университет» позволило выявить ряд существенных недостатков, требующих устранения в ближайшем будущем: уровень эксплуатационной надежности автомобилей, эксплуатирующихся в ДНР не соответствует предъявляемым к ним требованиям; при оценке состояния тормозных систем контролируются не все параметры, предусмотренные ГОСТ 33997-2016 «Колесные транспортные средства. Требования к безопасности в эксплуатации и методы проверки» [1]; инструментальный контроль не позволяет выявить некоторые неисправности, влияющие на безопасность дорожного движения, и выявить неисправности тормозных систем. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
13 Для устранения выявленных недостатков необходим научный анализ и дополнительные исследования тормозных качеств автомобиля. Одним из направлений исследований является разработка и внедрение методов и средств оценки тормозной эффективности автомобилей, находящихся в эксплуатации, а также расчетно-экспериментальной методики оценки эффективности и устойчивости колесных транспортных средств (КТС) при торможении, базирующейся на данных протоколов испытаний, полученных при инструментальном контроле. На долю тормозных систем приходится в среднем 44 % от общего количества ДТП по причине неисправности КТС [2]. Следовательно, наиболее существенного снижения количества ДТП которые происходят из-за неудовлетворительного технического состояния КТС, можно достигнуть путем повышения надежности тормозных систем в эксплуатации. В последнее время произошло резкое падение объемов и качества технического обслуживания и ремонта транспортных средств и наметилась тенденция отказа от использования накопленного научно-технического, производственного и кадрового потенциала. Существенный негативный вклад в неудовлетворительное состояние нашего автопарка вносят и сотни тысяч бывших в эксплуатации подержанных автотранспортных средств, ввозимых из-за рубежа, в частности из Грузии. Указанное выше свидетельствует о необходимости разработки более эффективной системы контроля технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации. Мировой опыт решения данной проблемы состоит в государственном регулировании процесса технического осмотра КТС, поскольку естественные рыночные регуляторы не могут дать оптимальных результатов. С этой целью в ДНР необходимо создать законодательно-правовую базу по обязательному периодическому контролю технического состояния транспортных средств. Функции по инструментальному контролю необходимо делегировать республиканским аккредитованным организациям с последующим надзором за их деятельностью. Таким образом может быть осуществлен охват инструментальным контролем всех находящихся в эксплуатации автомобилей. Для проведения инструментального контроля автомобилей требуется оборудование, обеспечивающее диагностику всех параметров, указанных в ГОСТ 33997-2016 [1]. Указанный ГОСТ предписывает для проверки эффективности торможения и устойчивости КТС при торможении проведение дорожных или стендовых испытаний и определяет условия их проведения. В ходе испытаний определяется соответствие КТС предъявляемым требованиям. В настоящее время выявлено некоторое несоответствие разработанного стандарта сложившимся на практике условиям контроля: методики ГОСТ 33997-2016 не всегда позволяют выявить снижение эффективности тормозной системы автомобиля, которое влияет на устойчивость и управляемость КТС при инструментальном контроле; наибольшее влияние на безопасность движения КТС оказывают внешняя среда и параметры, связанные с техническим состоянием тормозной системы. Наиболее значимы коэффициент трения тормозных пар «тормозной диск-тормозная колодка» и «тормозной барабан-тормозная колодка», осевая и бортовая неравномерность тормозных сил, распределение тормозных сил по осям автомобиля. Как следствие, из-за несовершенства методик по оценке технического состояния КТС часть автомобилей с исправной тормозной системой могут не допускаться к эксплуатации, а с неисправной – эксплуатироваться, что снижает безопасность дорожного движения. Анализ результатов диагностики тормозной системы на линии инструментального контроля BOSCH SDL 260 лаборатории «Диагностика» Автомобильно-дорожного института Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Донецкий национальный технический университет» показал, что большое количество автомобилей категории М1 не удовлетворяет требованиям ГОСТ 33997-2016 (рисунок 1). Это ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
14 подтверждается исследованиями [2, 3]. Анализируя дефекты тормозных систем автомобилей можно отметить, что частота появления дефекта по коэффициенту неравномерности тормозных сил передней и задней осей автомобилей категории М1 составляет 16 %.
Рисунок 1 – Результаты диагностирования рабочей тормозной системы автомобиля категории М1 Устойчивость автомобиля при неравномерном действии тормозных сил можно описать математической моделью. Рассмотрим процесс торможения автомобиля при неравномерном действии тормозных сил. Известно, что параметры проезжей части дороги и организация движения транспортных потоков накладывают определенные ограничения на взаимное положение транспортных средств. Движение автомобиля происходит в пределах полосы движения шириной 2,6 м, которая обеспечивает безопасность движения и соответствует требованиям ГОСТ 33997-2016. Расчетная схема курсового движения автомобиля показана на рисунке 2.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
15
Рисунок 2 – Расчетная схема торможения автомобиля с неравномерностью действия тормозных сил Для определения параметров движения автомобиля рассмотрим подвижную систему координат с началом координат в точке, соответствующей проекции центра масс автомобиля на плоскость дороги. В качестве основной системы отсчета выберем неподвижные оси координат X 1 01Y1 , которые лежат на плоскости дороги. Тогда положение автомобиля в неподвижной системе координат будет определяться координатами X 1a , Y1a и курсовым углом α между проекцией продольной оси автомобиля на плоскость дороги и осью 01 X 1 . Составим общее уравнение движения автомобиля и определим закономерности изменения динамических и кинематических параметров процесса торможения. Для расчетной схемы примем следующие обозначения: a , b – координаты центра масс автомобиля; L – база автомобиля; Rx1л , Rx1п – касательные реакции переднего левого и правого колес; Rx 2л , Rx 2п – касательные реакции заднего левого и правого колес; l – колея колес; Fx , Fy – действующие силы инерции вдоль оси X 1 и Y1 ;
λ 1 , λ 2 – углы увода передней и задней оси автомобиля; Va1 , Va 2 – векторы скоростей передней и задней осей; α – курсовой угол движения автомобиля; Y1 , Y2 – боковые реакции на соответствующих осях. В соответствии с расчетной схемой получены следующие уравнения:
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
16
dv x M a dt Rx1л Rx1п Rx 2л Rx 2п Rx12лп ; dv M a y Y2 Y1; dt J aZ dw Rx1л Rx1п Rx 2л Rx 2п 1 l Y1b Y2 a ; dt 2 v bw λ1 arctg Y ; vx v aw λ 2 arctg Y ; vx Y12 kλ12 ,
(1)
где v x , v y – скорость смещения центра масс автомобиля вдоль соответствующих осей;
w – угловая скорость вращения автомобиля относительно центра масс; k – коэффициент сопротивления боковому уводу шин. Параметры траектории X 1a , Y1a , и курсовой угол α найдем, интегрируя значения проекций соответствующих скоростей на неподвижные оси координат 01 X 1Y1 , по выражениям:
X X t v cos α v sin α dt; a0 y 0 x 1a t Y1a Ya 0 0 v y cos α v x sin α dt; t α α 0 w dt , 0
(2)
где X a 0 , Ya 0 , α 0 – начальные значения параметров траектории и курсового угла. Тормозные силы на колесах, силы сопротивления качению соответствующих колес находим по результатам инструментального контроля. На математической модели исследуется устойчивость автомобиля, как развитие прямолинейного движения при неравномерности действия тормозных сил: а) на передней оси; б) на задней оси; в) по бортам автомобиля. Согласно требованиям ГОСТ 33997-2016 при проверках на силовых роликовых стендах допускается относительная разность тормозных сил колес оси для КТС категорий М 1 не более 20 % (рисунок 3). Однако в ГОСТ 33997-2016 не указана предельная величина бортовой неравномерности. В условиях эксплуатации возможно совпадение знаков осевой неравномерности, что является негативным фактором для безопасности дорожного движения. По требованиям ГОСТ 33997-2016 в дорожных условиях при торможении рабочей тормозной системой с начальной скоростью 40 км/ч КТС не должно ни одной своей частью выходить из нормативного коридора движения шириной 2,6 м. Безопасность автомобиля при торможении зависит от его перемещения в продольном и поперечном направлениях. Величина перемещения в продольном направлении, которая является тормозным путем автомобиля, характеризует эффективность действия тормозной системы в целом. Перемещение же в поперечном направлении свидетельствует о потере устойчивости автомобилем. Для одновременной оценки обоих свойств желательно иметь один общий критерий, характеризующий безопасность автомобиля качественно и количественно. Такой критерий мог бы служить нормативным значением, определяющим степень пригодности автомобиля к эксплуатации. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
17 Поперечную устойчивость автомобиля считаем достаточной, если при торможении ни одна его габаритная точка не выходит за пределы коридора безопасности шириной 2,6 м.
Рисунок 3 – Результаты измерения разницы тормозных усилий передней и задней оси автомобиля категории М1 Нарушение устойчивости может быть вызвано поперечным смещением Yc средней точки автомобиля, поворотом его продольной оси, либо обоими факторами одновременно. Если автомобиль находится в коридоре безопасности, то связь между поперечным смещением Yc и углом поворота продольной оси автомобиля будет выражена L B 2sin a a a 2Yc 2,6 , 2 2tg α
(3)
где La – длина автомобиля; Ba – ширина автомобиля; 2,6 – ширина коридора по ГОСТ 33997-2016, м. Тогда условие, при котором автомобиль не выходит за коридор безопасности, можно записать в виде
2,6 2Yc αL Ba .
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
(4)
18 Заключение Следовательно, в процессе решения уравнений динамики автомобиля необходимо контролировать условие, при котором автомобиль не выходит за коридор безопасности (4), и находить предельные значения относительной разности тормозных сил на осях и по бортам автомобиля, при которых автомобиль выходит за коридор безопасности. Список литературы 1. ГОСТ 33997-2016. Колесные транспортные средства. Требования к безопасности в эксплуатации и методы проверки : межгосударственный стандарт : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии от 18 июля 2017 г. № 708-ст : введен впервые : дата введения 2018-02-01 / разработан Малым инновационным предприятием «Международная автомобильно-дорожная экспертиза и консалтинг» (ООО «МИП «МАДИЭКСПЕРТИЗА»). – Москва : Стандартинформ, 2017. – 73 с. 2. Быков, В. В. Контроль технического состояния тормозных дисков автомобилей в условиях эксплуатации / Б. Г. Гасанов, В. В. Быков, О. В. Косар . – Текст : электронный // Научно-технические аспекты развития автотранспортного комплекса : материалы IV международной научно-практической конференции в рамках четвертого международного научного форума Донецкой Народной Республики «Инновационные перспективы Донбасса: Инфраструктурное и социально-экономическое развитие», 24.05.2018. – Горловка : АДИ ГОУВПО «ДОННТУ», 2018. – С. 109–111. – URL: https://drive.google.com/file/d/1u9SkdeDiXZnpq_dhKpNMkf_nHpWVJTC/view . 3. Быков, В. В. Оценка тормозных свойств автомобилей категории М1 по результатам инструментального контроля / В. В. Быков // Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. – 2018. – № 1 (24). – С. 9–12. 4. Федотов, А. И. Диагностика автомобиля / А. И. Федотов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ. – 2012. – 463 с.
В. В. Быков, В. Э. Волошин, Д. С. Мошуль Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Совершенствование методики оценки устойчивости автомобиля при торможении по результатам инструментального контроля Действующая в настоящее время в Донецкой Народной Республике система периодических технических осмотров автомобилей для юридических лиц и их отсутствие для физических лиц не позволяет в достаточной степени оценить состояние узлов и систем автомобиля, влияющих на безопасность дорожного движения. В странах европейского союза в результате технического осмотра автомобилей не допускаются к эксплуатации от 20 до 50 % автомобилей, в странах Евразийского экономического союза – от 9 до 14 %. В период проведения технических осмотров в странах ЕС снижение количества ДТП с участием неисправных автомобилей достигает 25–40 %, в странах ЕврАзЭС снижение аварийности практически не происходит. Эти данные говорят о несовершенстве системы технического осмотра, которая используется в странах ЕврАзЭС. Изложенное выше свидетельствует о необходимости разработки более эффективной системы контроля технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации. Мировой опыт решения данной проблемы состоит в государственном регулировании процесса технического осмотра колесных транспортных средств, поскольку естественные рыночные регуляторы не могут дать оптимальных результатов. С этой целью в ДНР необходимо создать законодательно-правовую базу по обязательному периодическому контролю технического состояния транспортных средств. Функции по инструментальному контролю необходимо делегировать республиканским аккредитованным организациям с последующим надзором за их деятельностью. Таким образом может быть осуществлен охват инструментальным контролем всех находящихся в эксплуатации автомобилей. ТЕХНИЧЕСКИЙ ОСМОТР АВТОМОБИЛЕЙ, КОЛЕСНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА, ТОРМОЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ, ТРАЕКТОРИЯ ДВИЖЕНИЯ, ЛИНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
19 V. V. Bykov, V. E. Voloshin, D. S. Moshul Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka Technique Improvement of the Automobile Stability Rating When Braking According to the Instrumental Control The system of periodic automobile checkups currently in force in the Donetsk People’s Republic for legal persons and their absence for individuals does not allow to assess sufficiently the condition of automobile components and systems, affecting the road safety. In the countries of the European Union (EU), as a result of automobile checkups, from 20 to 50 % of cars are not allowed to be used, in the countries of the Eurasian Economic Union (EurAsEC) – from 9 to 14 %. During the period of automobile checkups in the EU countries, the reduction in the number of accidents with the participation of disabled vehicles reaches 25–40 %, in the EurAsEC countries, the accident rate reduction practically does not occur. These data indicate the imperfection of the automobile checkup system, which is used in the EurAsEC countries. Stated above indicates the need to develop a more effective system for monitoring the technical condition of vehicles during operation. The world experience of solving this problem consists in the state regulation of the wheeled vehicle checkup process, since natural market regulators cannot provide optimal results. For this purpose, the DPR needs to create a legal framework for the mandatory periodic monitoring of the vehicle technical condition. The functions of instrumental control must be delegated to republican accredited organizations with subsequent supervision of their activities. In this way, instrumental control can be carried out on all vehicles in operation. AUTOMOBILE TECHNICAL CHECKUP, WHEELED VEHICLES, AUTOMOBILE BRAKING, MOTION PATH, LINE OF INSTRUMENTAL CONTROL Сведения об авторах: В. В. Быков Телефон: +38(071) 301-98-53 Эл. почта: bykov_v_v_59@mail.ru В. Э. Волошин Телефон: +38 (071) 354-37-82 Эл. почта: vitya2207@gmail.com
Д. С. Мошуль Телефон: +38 (050) 017-59-93
Статья поступила 22.05.2019 © В. В. Быков, В. Э. Волошин, Д. С. Мошуль, 2019 Рецензент: Д. Н. Самисько, канд. техн. наук, доц,. АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
20 УДК 656.13.071.8 С. В. Никульшин, канд. техн. наук, В. Ю. Векличев, С. А. Носов Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТРУКТУРЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АВТОСЕРВИСА Определены условия оптимального функционирования автосервисных предприятий. Разработана модель совершенствования региональной структуры системы автосервиса. Предложен механизм оценки оптимального варианта организационных форм технологических процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей. Ключевые слова: автосервис, производственная система, услуга, организационная форма, технологический процесс, специализация, спрос, прибыль
Введение Современный автосервис – сложная производственная система, переживающая на всем постсоветском пространстве стремительный эволюционный процесс, который сопряжен с необходимостью решения ряда серьезных проблем и прежде всего – проблемы повышения эффективности функционирования автосервисных предприятий (АСП) в условиях интенсификации производственных мощностей. Несмотря на высокие темпы автомобилизации и рост конкуренции на автомобильном рынке, стоимость услуг остается довольно высокой, а качество и предпринимательская культура – низкими. Не работают в полной мере информационные системы материально-технического и рекламного обеспечения. Объем и разнообразие предоставляемых услуг не соответствуют изменению структуры, возрастному составу автомобильного парка. В связи с этим многие АСП предоставляют услуги только по предпродажному и гарантийному обслуживанию автомобилей, в то время как основной спрос формируют автомобили «second hand» (бывшие в употреблении автомобили). Как следствие, на территории Донбасса, согласно выполненных нами анкетных исследований в 2018–2019 гг., 42–43,32 % владельцев индивидуальных автомобилей обслуживают и ремонтируют свои автомобили самостоятельно, 33–34 % – пользуются услугами независимых предприятий (частных мастерских), 14,07–16,08 % – предпочитают услуги специализированных по маркам автомобилей станций, 3,58–4,6 % – обслуживают и ремонтируют свои автомобили за пределами региона, 1,35–2 % – эксплуатируют автомобиль до первого серьезного отказа и затем его продают. Основным направлением при решении указанной проблемы является процесс совершенствования региональной структуры системы автосервиса. Анализ публикаций Традиционный подход к решению указанной проблемы основывается на определении объема предоставляемых услуг по техническому обслуживанию (ТО) и ремонту (Р) автомобилей и оценке затрат на их предоставление. Данный подход нашел широкое отражение в современных работах целого ряда специалистов. В частности, О. Д. Маркова [1], Б. Ю. Сербиновского, Н. В. Напхоненко, Л. И. Колосковой [2], И. Э. Грибута, В. С. Шуплякова, Ю. П. Свириденко [3] и др. В последние годы отечественный рынок интенсивно интегрировал в мировую рыночную систему, ориентированную, прежде всего, на потребителя и его спрос, что привело к необходимости кардинального изменения принципов работы всей системы автосервиса. В основу этих принципов легло восприятие автосервиса как сферы, оказывающей комплекс ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
21 услуг именно владельцам транспортных средств по приобретению и поддержанию этих средств в состоянии, необходимом для выполнения эффективной и безопасной транспортной работы. В итоге традиционный подход к оценке эффективности автосервисного производства утратил свою актуальность. Цель статьи Целью исследования является совершенствование структуры региональной системы автосервиса в условиях интенсификации производства. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: определить условия совершенствования структуры системы автосервиса; обосновать пути реализации указанных условий; разработать модель совершенствования региональной структуры системы автосервиса. Изложение основного материала исследования Учитывая мировую практику развития автосервиса, на наш взгляд, совершенствование структуры системы автосервиса целесообразно осуществлять, исходя из двух условий: 1) обеспечения максимальной прибыли от приобретения, владения, поддержания и восстановления технического состояния автомобилей; 2) максимального удовлетворения спроса на эти услуги. Для достижения этих условий мы предлагаем применить на АСП оптимальный вариант организационной формы технологического процесса (ОФТП). При строительстве или реконструкции каждого АСП независимо от его назначения и мощности может быть использовано несколько альтернативных вариантов ОФТП [3]. Под организационной формой технологического процесса понимается распределение работ по зонам, их производственным подразделениям и блокам, другим структурным элементам производства в соответствии с технологическими особенностями операций ТО и ТР и видами работ, а также последовательность проведения работ в процессе обслуживания автомобилей в соответствии с организационно-функциональной структурой производства ТО и ремонта. В свою очередь, организационно-функциональная структура форм организации ТО и Р определяется совокупностью входящих производственных подразделений и блоков, их функциями согласно заданному комплексу выполняемых работ ТО и ремонта в определенной номенклатуре, а также последовательностью прохождения автомобилями производственных подразделений в процессе их обслуживания. Применение на АСП определенной ОФТП зависит от следующих факторов: размеров и мощности производственно-технической базы (ПТБ) предприятия; специализации предприятия; кооперации производства; обеспеченности региона производственными мощностями (уровня конкуренции). Почти во всех действующих как городских, так и дорожных АСП Донбасса используются ОФТП с независимыми постами. При этом уровень механизации производства АСП не превышает 12–22 %. Вполне естественно, что обеспечить высокую рентабельность АСП, которые предоставляют весь комплекс услуг по отдельным маркам автомобилей при их максимальном приближении к потребителям услуг в современных условиях практически невозможно. Для выполнения всего комплекса услуг необходимо дорогостоящее оборудование и значительные производственные площади, и, таким образом, соответствующие капиталовложения [4]. На наш взгляд, наиболее рациональным является создание сети специализированных по маркам автомобилей предприятий, выполняющих не весь комплекс услуг, а только их ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
22 ограниченный объем, размер которого зависел бы от спроса на тот или иной вид услуг в исследуемом сегменте. Минимальная мощность таких предприятий должна определяться объемом тех услуг, которые не могут быть выполнены по этой марке другими автосервисными предприятиями в исследуемом сегменте, например, по ремонту и замене узлов и агрегатов, ремонту топливной аппаратуры и электрооборудования, регулировочные, диагностические. Все остальные виды услуг передавать АСП, которые специализируются на выполнении этих работ, и взаимодействовать с ними на кооперативной основе [5, 6]. При концентрации однородных услуг на отдельных кооперативно взаимосвязанных предприятиях автосервиса себестоимость оказания услуг снижается [7]. Немаловажен и тот факт, что в случаях, когда спрос на продукцию существенно зависит от цен ее реализации, когда необходимо определить ассортиментную структуру производства, целесообразнее выглядит постановка задачи развития и размещения предприятий на максимум прибыли, а не на минимум затрат, как при традиционном подходе. В связи с этим предлагаем модель совершенствования региональной структуры системы автосервиса, имеющую следующий вид: M m R R L Z m M m M n П Sijk T jkr hijk X ijkr Cirk f jkr X ijkr h jlkzY jlkz max i 1 j 1 r 1 r 1 l 1 z 1 j 1 k 1 j 1 k 1 i 1
(1)
при условии m
1.
M
R
M
j 1 k 1 r 1 n
2.
R
T jkr Bikr , M
R
X i 1 k 1 r 1
i 1, n ;
k 1 r 1 M
ijkr
R
Ajkr ,
j 1, n ;
k 1 r 1
3. a jkr f jkr Ajkr ,
j 1, m,
k 1, M ,
r 1, R ;
4. x 0 , где Sijk – стоимость одного норм.-ч. услуг r-го вида на j-м предприятии;
Т jkr – общая трудоемкость услуг r-го вида услуг, оказываемых на j-м предприятии по k-й марке автомобилей; hijk – затраты на доставку автомобиля k-й марки из i-го района; X ijkr – количество автомобилей k-й марки, направляемое из i-го района на j-е предприятие автосервиса; C jkr f jkr – приведенные затраты, приходящиеся на выполнение r-го вида услуг k-й марки автомобиля на j-м предприятии автосервиса; h jlkz – затраты на доставку z-го агрегата, узла или детали k-й марки автомобиля с j-го предприятия на l-е и обратно; Y jlkz – количество z-их агрегатов, узлов или деталей k-й марки автомобилей, направляемых для восстановления с j-го предприятия на l-е; Bikr – потребность i-го района в услугах r-го вида для k-х моделей автомобилей;
a jkr и Ajkr – минимально и максимально допустимая мощность j-го предприятия по услугам r-го вида. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
23 В предлагаемой модели учитываются затраты на кооперационные связи, следовательно, и рассматривается возможность формирования услуг на нескольких кооперативно взаимодействующих предприятиях. Специализация является рациональной тогда, когда между предприятиями автосервиса в i-м сегменте существуют кооперативные связи, которые позволяют сконцентрировать предоставляемые услуги согласно их трудоемкости и специализации [8]. Точность результата, получаемого при решении приведенной модели, зависит от объективности и достоверности информации о потребности i-го района в услугах r-го вида. Мы предлагаем следующий способ определения данной потребности, основанный на принципах современного маркетинга. Количество автомобилей k-й марки, нуждающихся в r-м виде услуг в i-м сегменте, определяется как '' ' X ikr X ikr k , 100 i 1 k 1 r 1 n
X ikr
M
R
(2)
' где X ikr – количество автомобилей k-й марки, зарегистрированных в i-м сегменте; k – коэффициент, учитывающий число владельцев автомобилей, пользующихся услугами АСП; '' X ikr – количество транзитных автомобилей в i-м сегменте k-й марки; – частота заезда транзитных автомобилей, пользующихся услугами АСП в i-сегменте. Потребность i-го сегмента в услугах r-го вида для k-й марки автомобиля n
M
R
Bikr i 1 k 1 r 1
X ikr Lik tik , nikr
(3)
где Lik – годовой пробег автомобилей k-й марки автомобилей в i-м сегменте; tik – трудоемкость одного заезда автомобиля k-й марки на предприятие автосервиса в i-м сегменте для получения услуг r-го вида; nikr – количество заездов автомобилей k-й марки на 10 тыс. км пробега на предприятии автосервиса в i-ом сегменте для получения услуг r-го вида. Как уже отмечалось ранее, стоимость услуг, предоставляемых владельцам автотранспортных средств, должна быть оптимальной, то есть должна удовлетворять клиента и обеспечивать получение производителем спроса. Оптимальную стоимость услуг обеспечивают оптимальные затраты на их производство. Отсюда следует, что первоочередное влияние на результат приведенной выше модели имеют затраты, входящие в данную модель. Наиболее значимыми из них являются те, которые приходятся на выполнение r-го вида услуг k-й марки и на кооперативные связи. Размер указанных затрат находится в непосредственной зависимости от мощности предприятия и эффективности используемого на нем ОФТП [9]. Вот почему процесс совершенствования структуры предприятий в исследуемом районе сопровождается разработкой оптимальных ОФТП для строящихся или реконструируемых АСП. Следует отметить, что согласно практическим исследованиям, для каждого отдельного предприятия может быть использовано несколько альтернативных вариантов ОФТП. На практике же необходимо из всех возможных вариантов выбрать только один – оптимальный. Обзор научных исследований, в которых нашли отображение вопросы организации технологических процессов, показал, что на современном этапе оценки эффективности проISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
24 цессов ТО и Р автомобилей используется значительное количество показателей и учитывается множество факторов [10]. Проведенные нами исследования позволили сделать вывод, что целесообразнее и объективнее оценку эффективности процессов ТО и Р предприятий автосервиса, а следовательно и вариантов ОФТП этих предприятий, осуществлять по одному интегральному показателю – удельным затратам на производство услуг по ТО и Р – Сirk и его составляющей – удельных затрат на производство кооперативно предоставляемых услуг Скооп . Комплекс, который составляют данные показатели, позволяет: 1) объективно оценивать эффективность вариантов ОФТП с учетом ресурсных ограничений; 2) своевременно реагировать на изменения спроса на услуги АСП, то есть из условия Сirk Cкооп включать в технологический процесс выполнение услуг, которые ранее выполнялись на кооперативной основе. Что касается факторов, оказывающих наибольшее влияние на величину указанных показателей, согласно экспертных оценок, были выделены степень С м и уровень У м механизации, уровень специализации У сп , продуктивность ремонтно-обслуживающего персонала Q. Таким образом, зависимость между показателями оценки эффективности ОФТП и факторами, оказывающими на них влияние, можно выразить с помощью следующей математической зависимости: Сirk f У м ,У сп ,С м ,Q сп Скооп f У м ,У ,С м ,Q .
(4)
Использование этих зависимостей позволяет осуществить выбор наиболее эффективного варианта ОФТП для любого вида АСП и, следовательно, повысить степень удовлетворения спроса на услуги по ТО и Р на территории всего региона. Заключение Разработанная модель совершенствования региональной структуры системы автосервиса и подход к оценке вариантов ОФТП АСП позволяют решить ряд серьезных задач, связанных с предоставлением услуг по ТО и Р автомобилей в современных экономических условиях. В частности, разработать рекомендации по технологическому оснащению АСП, адаптировать производство к колебаниям структуры и объема спроса на услуги, определить оптимальный уровень специализации производства, реализовать государственные программы по развитию малого и среднего бизнеса, повысить количество рабочих мест в регионе, обеспечить высокий уровень технического состояния автомобилей и т. д. Список литературы 1. Марков, О. Д. Станции технического обслуживания автомобилей / О. Д. Марков. – Киев : Кондор, 2008. – 536 с. – ISBN 978-966-8251-99-3. 2. Экономика автосервиса. Создание автосервисного участка на базе действующего предприятия / Б. Ю. Сербиновский, Н. В. Напхоненко, Л. И. Колоскова, А. А. Напхоненко. – Москва : МарТ, 2006. – 432 с. – ISBN 5-241-00641-9. 3. Автосервис: станции технического обслуживания автомобилей / И. Э. Грибут, В. М. Артюшенко, Н. П. Мазаева [и др.] ; под ред. В. С. Шуплякова, Ю. П. Свириденко. – Москва : Альфа-М, 2009. – 480 с. – ISBN 978-5-98281-131-8. 4. Garner, R. A. Managing Automotive Businesses: Strategic Planning, Personnel, and Finances / R. A. Garner, C. W Garner. – Сanada : Cengage Learning, 2006. – 351 c. – ISBN 1-4018-9896-3. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
25 5. Rezin, Andrew. Automotive Service Management / А. Rezin. – New Jersey : Pearson, 2012. – 336 с. – ISBN13: 978-0132725408. 6. Marchand, Gregory. Service Management Made Simple / G. Marchand. – North Charleston SC, United States : CreateSpace, 2017. – 290 c. – ISBN10: 1466214422. 7. Бармашова, Л. В. Показатели эффективности автосервиса / Л. В. Бармашова. – Текст : электронный // Фирменный автосервис : образовательный сайт. – URL: http://www.avtobarmashova.ru/organizazia_STO/pokazateli_efekta_avtoservisa/index.html . 8. Эффективный сервис: какими показателями измерить. – Текст : электронный // Про автобизнес : официальный сайт. – 2011. – URL: http://automediapro.ru/effektivnyj-servis-kakimi-pokazatelyami-izmerit/ . 9. Как оценить эффективность работы автосервиса и дилерских центров? – Текст : электронный // Интернет журнал Счет: Учет : электронный журнал. – 2019. – URL: http://schetuchet.ru/kak-ocenit-effektivnost-rabotyavtoservisa-i-dilerskix-centrov . 10. Ерохина, Л. И. Прогнозирование и планирование в сфере сервиса / Л. И. Ерохина, Е. В. Башмачникова. – Тольятти : ТГИС, 2013. – 220 с.
С. В. Никульшин, В. Ю. Векличев, С. А. Носов Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Совершенствование структуры региональной системы автосервиса Совершенствование структуры системы автосервиса целесообразно осуществлять из двух условий: 1) обеспечения максимальной прибыли от приобретения, владения, поддержания и восстановления технического состояния автомобилей; 2) максимального удовлетворения спроса на эти услуги. Достичь выполнения этих условий предлагается за счет создания сети специализированных по маркам автомобилей предприятий, которые выполняют не весь комплекс услуг, а только их ограниченный объем, размер которого зависел бы от спроса на тот или иной вид услуг в исследуемом сегменте. Минимальная мощность таких предприятий должна определяться объемом тех услуг, которые не могут быть выполнены по этой марке другими автосервисными предприятиями в исследуемом сегменте, например, по ремонту и замене узлов и агрегатов, по ремонту топливной аппаратуры и электрооборудования, регулировочные, диагностические. Все остальные виды услуг передавать автосервисным предприятиям, которые специализируются на выполнении этих работ, и взаимодействовать с ними на кооперативной основе. Виды и объем оказываемых услуг зависят от варианта организационной формы технологического процесса. Для выбора этого варианта предложен механизм его оценки на основе стоимости услуг по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей. АВТОСЕРВИС, ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА, УСЛУГА, ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ФОРМА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, СПРОС, ПРИБЫЛЬ
S. V. Nikulshin, V. Yu. Veklichev, S. A. Nosov Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka Regional Structure Improvement of the Auto Service System It is advisable to improve the structure of the auto service system based on two conditions: 1) to ensure maximum profit from the purchase, ownership, maintenance and restoration of the automobile technical condition; 2) to meet the demand for these services as much as possible. It is proposed to achieve the fulfillment of these conditions by creating a network of enterprises specialized in car brands, which perform not the whole volume of services, but only their limited scope, the size of which would depend on the demand for one or another type of service in the segment under study. The minimum capacity of such enterprises should be determined by the volume of those services that cannot be performed for this brand by other auto service enterprises in the segment under study, for example repair and replacement of components and assemblies, repair of fuel equipment and electrical equipment, adjusting, diagnostics. It is necessary to transfer all other services to auto service enterprises that specialize in the performance of these works, and interact with them on a cooperative basis. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
26 The types and amount of services provided depend on the variant of the organizational form of the technological process. To select this option, a mechanism for its evaluation based on the service cost of the automobile maintenance and repair is proposed. SERVICE CENTER, PRODUCTION SYSTEM, SERVICE, ORGANIZATIONAL FORM, TECHNOLOGICAL PROCESS, SPECIALIZATION, DEMAND, PROFIT Сведения об авторах: С. В. Никульшин SPIN-код: 1647-8727 Телефон: +38 (071) 245-54-05 +38 (095) 207-07-57 Эл. почта: SergNuN@gmail.com В. Ю. Векличев Телефон: +38 (071) 345-34-72 Эл. почта: v.vovchik9696@gmail.com
С. А. Носов Телефон:
+38 (071) 582-10-583
Статья поступила 11.06.2019 © С. В. Никульшин, В. Ю. Векличев, С. А. Носов, 2019 Рецензент: В. В. Быков, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
27 УДК 656.13 И. Ф. Воронина, канд. техн. наук, Ф. М. Судак, канд. техн. наук, А. С. Чернецкий, А. И. Матин Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСХОДОВ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ НА АВТОСЕРВИСНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОРРЕЛЯЦИОННО-РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА Рассматриваются актуальные вопросы разработки эффективной методики прогнозирования расходов запасных частей на автосервисных предприятиях с использованием корреляционно-регрессионного анализа, исходя из постоянно меняющихся условий рынка и поиска новых подходов к организации материально-технического обеспечения. Ключевые слова: автосервисное предприятие, прогнозирование расхода запасных частей, корреляционно-регрессионный анализ
Введение Постоянный рост парка автомобилей предъявляет повышенные требования к функционированию и развитию такой отраслевой группы бытовых услуг, как услуги по ремонту и техническому обслуживанию автотранспортных средств [1]. Необходимым условием существования качественного сервиса является эффективная организация его материально-технического обеспечения. В данный момент актуальной является проблема прогнозирования потребности в запасных частях на предприятиях автосервиса, решение которой позволит повысить эффективность управления запасами на этих предприятиях за счет снижения простоев автомобилей в ожидании ремонта [2]. Анализ публикаций Проблемой повышения эффективности систем автосервиса за счет прогнозирования закупки запасных частей занимались такие ученые, как Е. И. Кривенко, Г. В. Крамаренко, О. Д. Маркин, О. С. Егорова, М. Я. Пронштейн, О. С. Мудунов, Е. А. Кирсанов, В. К. Толкачев, Л. Б. Миротин, В. А. Щетина, А. А. Таржибаев, В. В. Волгин, И. И. Кривенко и др. [3]. Вышеперечисленные ученые в основном решали проблему потребности автосервисных предприятий в запасных частях для закупок последних. Однако нерешенной до сих пор остается проблема изучения процесса расхода запасных частей. Целью исследования является разработка методики прогнозирования расходов запасных частей предприятиями автосервиса. Методика и результаты исследования Эффективность работы системы автосервиса можно повысить, внедрив систему прогнозирования расходов запасных частей, которая позволит сократить убытки от продолжительного простоя неиспользованных запасных частей на складе и от чрезмерной траты средств на частое снабжение необходимыми запчастями, которые отсутствуют на складе. Чтобы сделать однозначный вывод о том, какую модель использовать при прогнозировании, построим модель расхода рулевых тяг, используя многофакторную регрессионную модель [4, 5]. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
28 Для построения модели используем корреляционно-регрессионный анализ и прикладную программу Regre 2.81. При построении модели рассмотрим факторы, которые оказывают влияние на потребность в запасных частях. Перечень указанных факторов приведен в таблице 1, которая составлена на основании выполненного ранжирования факторов, а также наличия информации об изменении вышеперечисленных факторов [6]. Таблица 1 – Факторы, которые влияют на потребность запасных частей № п/п 1 2 3 4 5 6 7
Факторы Фактический расход запасных частей в предыдущем году Средний пробег обслуживаемых автомобилей Сезонность эксплуатации (среднегодовая температура) Средний возраст обслуживаемых автомобилей Число заездов автомобилей на станцию Остаток деталей на складе Количество выходных и праздничных дней
Единица измерения шт. тыс. км °С год раз шт. дн.
На автосервисном предприятии «Алеко-Сервис» есть информация о 8 факторах, отмеченных специалистами предприятия при проведении анкетирования. Количество факторов для каждого конкретного предприятия может быть различным в зависимости от специфики предприятия и внешней среды его функционирования. Расход запасных частей в этом случае является результативным признаком, потому что его прогнозным значением является потребность в запасных частях [7]. В общем случае уравнение регрессии для прогнозирования потребности в запасных частях выглядит следующим образом:
Y a 0 a1X1 a 2X2 a 3X3 a i Xi ...a nX n ,
(1)
где переменные X1…n являются факторными признаками. Результаты наблюдений за работой предприятия на протяжении 2018 года приведены в таблице 2. Таблица 2 – Результаты наблюдений за работой предприятия «Алеко-Сервис» на протяжении 2018 года Расход Средний Количество Средний Количество Сезонность Остаток Месяц запасных пробег заездов на возраст выходных и эксплуатации на складе частей автомобиля СТО автомобиля праздничных дней 1 17 55 85 4 –10 32 11 2 24 65 105 4,5 –9 43 8 3 16 52 81 5 4 35 11 4 14 50 92 4,5 4 52 10 5 21 60 98 5,5 12 40 12 6 12 48 85 5 16 51 10 7 11 50 96 3,5 18 38 8 8 13 42 82 3 16 36 10 9 21 61 95 5 10 45 8 10 29 69 102 6 4 64 8 11 26 60 97 4,5 –2 38 11 12 23 64 101 5,8 –8 62 9
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
29 На первом этапе работы в построенную таблицу вводится число результативных признаков (в нашем случае 6) и число наблюдений (N = 12). Исходные данные расхода запасных частей для проведения корреляционного анализа (рисунок 1): Y – расход запасных частей, ед.; Х1 – фактический расход запасных частей в предыдущем году, шт.; X2 – средний пробег автомобиля, тыс. км; X3 – количество заездов на СТО, раз; X4 – средний возраст автомобилей, год; X5 – сезонность эксплуатации (среднегодовая температура), °С; X6 – остаток на складе, шт.; X7 – количество выходных и праздничных дней, дн.
Рисунок 1 – Исходные данные для проведения корреляционного анализа с помощью программы корреляционного анализа Regre 2.81 Чтобы построить многофакторную регрессионную модель результативного признака, который характеризует расход запасных частей, предварительно необходимо отобрать факторные признаки в модель. С этой целью находим матрицу парных коэффициентов корреляции (рисунок 2). В первой строке этой матрицы записаны коэффициенты R yx, которые характеризуют тесноту взаимосвязи результативного признака с каждым факторным признаком. Все коэффициенты корреляции выше заданного уровня значимости (равного 0,05), кроме Ryx4 = –0,556 84, Ryx5 = 0,406 75, Ryx6 = –0,174 86. Факторы Ryx4 = –0,556 84, Ryx5 = 0,406 75, Ryx6 = –0,174 86 слабо влияют на результативный признак, поэтому их в регрессионную модель вводить не будем. Другие коэффициенты корреляции характеризуют тесноту взаимосвязи между каждой парой факторных признаков. Среди них есть коэффициенты R xixj 0,8 такие, как Ry1x2 = 0,819. Следовательно, имеется одна пара мультиколлинеарных факторных признаков. Из каждой пары таких признаков отбираем в регрессионную модель по одному. R yx2 0,712 41 Для этого сравниваем следующие коэффициенты:
и
R yx1 0,922 77 R yx2 R yx1 . Коэффициент Ryx1 больше Ryх2, поэтому в модель вводим
признак X1, а Х2 исключаем. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
30
Рисунок 2 – Матрица парных коэффициентов корреляции В регрессионную модель вводим факторы Y, X1, Х3. Далее снова представляем матрицу значений признаков Y, X1, Х3 и проводим дальнейшие расчеты. Результаты расчетов, выполненные программой, представлены на рисунке 3.
Рисунок 3 – Анализ тесноты взаимосвязей результативного и факторных признаков Проанализируем полученные результаты. Сначала рассмотрим выборочный множественный коэффициент корреляции Rb = 0,924 38. Прежде чем сделать вывод о тесноте взаимосвязи между результативным признаком и совокупностью факторных признаков, проверим значимость выборочного множественного коэффициента корреляции при уровне значимости 0,05. Для этого выдвигаем гипотезы: H0: R ген 0, H1:R ген 0. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
31 Находим:
Т набл = 7,269 3; tкрит.дв.(0,05; 9) = 2,26. Поскольку Тнабл > tкрит.дв.(0,05; 9), нулевую гипотезу отбрасываем, справедлива конкурирующая гипотеза H1 : R ген 0. Таким образом, Rв = 0,924 38 значим, связь между результативным признаком и совокупностью факторных признаков, включенных в регрессионную модель, тесная. Найдем коэффициент детерминации: D (R B2 ) 100 % (0,924 38)2 100 % 85,447 8 %, следовательно, вариация результативного признака «расход запасных частей» в среднем на 85,447 8 % объясняется за счет вариации факторных признаков, включенных в модель («Пробег», «Средний возраст автомобиля»). Дальше анализируется множественная регрессионная модель, которая имеет вид:
Y 19,02 X1 0,521 X2 .
(2)
Проверяем значимость этой модели при уровне значимости 0,05. Выдвигаем гипотезы: H0: регрессионная модель незначима (H0: A1 = A2 = ... Ар = 0), H1: регрессионная модель значима (H1: хотя бы один Ai 0, и меняется от 1 до р). Проверяем нулевую гипотезу с помощью случайной величины F, имеющей распределение Фишера – Снедекора. Находим Fнабл 26,421; Fкрит (0,05; 2; 9) 4,26. Поскольку, Fнабл > Fкрит (0,05; 2; 9), нулевую гипотезу отвергаем, справедлива конкурирующая гипотеза, то есть многофакторная регрессионная модель значимая. Экономический смысл коэффициентов регрессии состоит в следующем: в таблице показано насколько меняется результирующий признак при увеличении соответствующего факторного признака на 1 (рисунок 4).
Рисунок 4 – Изменение результирующего признака Сравнивая коэффициенты эластичности по абсолютной величине, можно отметить, что результативный признак «Расход запасных частей» более всего чувствителен к изменению факторного признака «Пробег». Составим уравнение регрессии в стандартизированном масштабе и рассчитаем его коэффициенты bi:
Y 23,9 X1 1,46 X2 . В целом получаем следующую таблицу по степени влияния (рисунок 5). ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
(3)
32
Рисунок 5 – Таблицы степени влияния и остатков вычисления зависимой переменной Проверим полученную модель на адекватность. Адекватность – основное требование, предъявляемое к модели прогнозирования, определяющее возможность ее использования. Поскольку в регрессионной модели учитывается сезонная компонента, а ее величина ε 1 % , выполним оценку адекватности этой модели прогнозирования потребности в рулевых тягах (45 503–05 020), построенной на основе модели регрессионного анализа. Если модели прогнозирования правильно отображают систематические компоненты временного ряда, их можно признать адекватными. Это требование эквивалентно требованию, согласно которому остаточный компонент ε t удовлетворяет свойствам случайного компонента временного ряда. Для проверки данного требования используем таблицу 3. Таблица 3 – Фактические и расчетные значения расходов рулевых тяг (45 503–05 020) в 2018 г. методом корреляционного анализа Фактический расход 17 24 рулевых тяг Расчетное значение 18,3 25,2 расхода рулевых тяг Отклонение ( ε ) –1,32 –1,23 Точки пиков – 0
16
14
21
12
11
13
21
29
26
23
15,7
14,5
21,1
12,8
15
9,52
22,1
27,3
21,6
23,8
–4 0
3,48 1
–1,1 1
1,69 0
4,36 –0,834 1 –
0,36 –0,477 –0,124 –0,783 1 1 1 1
Проверку случайности уровней ряда остатков проведем на основе критерия пиков (поворотных точек). Уровень последовательности ε t является максимумом, если он больше двух уровней, которые стоят рядом, то есть ε t 1 ε t ε t 1 , или минимумом, если он меньше обоих соседних уровней, то есть ε t 1 ε t ε t 1 . В обоих случаях ε t считается поворотной точкой. Общее количество поворотных точек обозначим через р. Критерием случайности с доверительной вероятностью 95 % является выполнение неравенства:
p p 1,96 σ 2p , где p – математическое ожидание числа точек поворота; σ 2p – дисперсия числа точек поворота.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
(4)
33
2 p (n 2); 3
σ 2p
16n 29 . 90
(5)
Квадратные скобки в неравенстве (4) означают целую часть числа. Если неравенство выполняется, модель прогнозирования является адекватной. Количество точек пиков равно семи p 7 , p 6,67, σ2p 1,81 (5). Неравенство 7 6,67 1,96 1,84 ,7 4,01 выполняется. Модель регрессионного анализа прогнозирования потребности в рулевых тягах является адекватной.
Выводы Разработанная методика прогнозирования потребности предприятий автосервиса в запасных частях с использованием корреляционно-регрессионного анализа позволяет формализовать процессы определения потребности предприятий в запасных частях на перспективу. Методика учитывает влияние действующих факторов (таблица 1) и базируется на использовании современного математического аппарата и стандартных пакетов прикладных программ, одна из которых – программа корреляционно-регрессионного анализа Regre 2.81. Список литературы 1. Крамаренко, Г. В. Техническое обслуживание автомобилей / Г. В. Крамаренко, И. В. Барашков. ‒ Москва : Транспорт, 1982. ‒ 368 с. 2. Марков, О. Д. Автосервис: Рынок, автомобиль, клиент / О. Д. Марков. – Москва : Транспорт, 1999. – 270 с. 3. Воронина, И. Ф. Совершенствование методики прогнозирования потребности в запасных частях автомобилей на предприятиях автосервиса / И. Ф. Воронина, Ф. М. Судак, Д. С. Подгорный // Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. – 2016. – № 2. – С. 16–22. 4. Ивченко, Г. И. Математическая статистика / Г. И. Ивченко, Ю. И. Медведев. – Москва : ЛИБРОКОМ, 2014. – 352 с. – ISBN 978–5–397–04141–6. 5. Экономико-математические методы и прикладные модели ; под редакцией В. В. Федосеева. ‒ Москва : ЮНИТИ, 2002. ‒ 391 с. 6. Судак, Ф. М. Усовершенствование методики расчета необходимого количества запасных частей на предприятиях автомобильного транспорта / Ф. М. Судак, И. Ф. Воронина, А. И. Заика // Вести Автомобильнодорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. – 2018. – № 3(26). – С. 44–48. 7. Воронина, И. Ф. Разработка системы мониторинга материально-технического обеспечения предприятий автосервиса / И. Ф. Воронина, Ф. М. Судак, А. В. Злей // Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. – 2018. – № 4 (27). – С. 46–52.
И. Ф. Воронина, Ф. М. Судак, А. С. Чернецкий, А. И. Матин Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Прогнозирование расходов запасных частей на автосервисных предприятиях с использованием корреляционно-регрессионного анализа Постоянный рост парка автомобилей предъявляет повышенные требования к функционированию и развитию такой отраслевой группы бытовых услуг, как услуги по ремонту и техническому обслуживанию автотранспортных средств. Необходимым условием существования качественного сервиса является эффективная организация его материально-технического обеспечения. В данный момент актуальной является проблема прогнозирования потребности в запасных частях на предприятиях автосервиса, решение которой позволит повысить эффективность управления запасами на этих предприятиях за счет снижения простоев автомобилей в ожидании ремонта. Эффективность работы системы автосервиса можно повысить, внедрив систему прогнозирования расходов запасных частей, которая позволит сократить убытки от продолжительного простоя неиспользованных запасных частей на складе и от чрезмерной траты средств на частое снабжение необходимыми запчастями, которые отсутствуют на складе. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
34 Для выбора модели прогнозирования был использован математический аппарат корреляционнорегрессионного анализа. При построении модели были рассмотрены факторы, которые оказывали влияние на потребность в запасных частях. АВТОСЕРВИСНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСХОДА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ, КОРРЕЛЯЦИОННО-РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ
I. F. Voronina, F. M. Sudak, А. S. Chernetskii, А. I. Matin Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka Prediction of Spare Parts Consumption at Service Centers Using Correlation and Regression Analysis The constant growth of the car stock imposes increased requirements on the functioning and development of such group of personal services as repair and maintenance of motor vehicles. The necessary condition of the qualitative service is an effective organization of its logistic support. Now the actual problem is the prediction of the need in spare parts at service centers. Its solution will allow to enhance inventory control efficiency at these enterprises by reducing automobile downtime during awaiting-repair time. The operating efficiency of the service centers system can be increased by introducing the prediction system of spare parts consumption, which will allow to reduce losses from the major delay of spare parts at the storehouse and from excess expenses on frequent supply of necessary parts which are out of stock. To choose prediction model the mathematical apparatus of correlation and regression analysis has been used. When building the model factors affected on the need in spare parts have been considered. SERVICE CENTER, PREDICTION OF SPARE PARTS CONSUMPTION, CORRELATION AND REGRESSION ANALYSIS Сведения об авторах: И. Ф. Воронина Телефон: +38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 Эл. почта: voronina.adi@mail.ru Ф. М. Судак Телефон: +38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 Эл. почта: voronina.adi@mail.ru
А. С. Чернецкий Телефон: +38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 Эл. почта: voronina.adi@mail.ru А. И. Матин Телефон: +38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 Эл. почта: voronina.adi@mail.ru Статья поступила 09.04.2019 © И. Ф. Воронина, Ф. М. Судак, А. С. Чернецкий, А. И. Матин, 2019 Рецензент: В. В. Быков, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
35 УДК 656.13 Ф. М. Судак, канд. техн. наук, И. Ф. Воронина, канд. техн. наук, А. В. Еремин, Г. В. Новиков Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАТРАТ НА УПРАВЛЕНИЕ РЕЗЕРВОМ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ НА АВТОСЕРВИСНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Проанализированы методы управления запасами материальных ресурсов автосервисных предприятияий и разработана математическая модель, позволяющая минимизировать затраты, связанные с оформлением заказов на приобретение и хранение запасных частей с учетом того, что стоимость единицы продукции зависит от объема заказа. Рассмотрены вопросы внедрения вероятностной модели управления запасами, требующей, как минимум, еженедельного уровня контроля запаса на складе. Ключевые слова: автосервисное предприятие, материальные ресурсы, запасные части автомобилей, оптимальный заказ, математическая модель
Введение Затраты автосервисных предприятий, связанные с оформлением заказа, получением и хранением материальных ресурсов оказывают существенное влияние на себестоимость услуг. Из этого следует, что изменяются технико-экономические показатели предприятия и в конечном итоге предприятию трудно впоследствии конкурировать на рынке автосервисных услуг. При этом большое значение имеет объем заказа, что влияет на отпускную цену продукции. Управление запасами должно обеспечивать полное удовлетворение интересов предприятия (прибыль), потребителей услуг (затраты времени и денежных средств) и общества (техническая и экологическая безопасность). Традиционные методы управления запасами материальных ресурсов базировались на установленных статистическим путем отраслевых нормативах, полученных по результатам исследовательской эксплуатации транспортных средств. Они сводились к своевременному обеспечению пополнения запасов и минимизации затрат на их приобретение без учета затрат на оформление и размещение заказов, а также на их хранение. Анализ публикаций Проблемой повышения эффективности работы предприятий технического автосервиса автомобилей на основе прогнозирования приобретения и хранения материальных ресурсов занимались следующие ученые: В. А. Корчагин, В. А. Зорин, Е. С. Кузнецов, Л. Б. Миротин, А. Н. Ременцов, В. С. Лукинский и др. Внимание этих ученых в основном направлено на проблему необходимости прогнозирования потребности предприятий автомобильного транспорта в запасных частях [1, 2]. Однако до сих пор остается нерешенной проблема определения затрат автосервисного предприятия на оформление и размещение заказов, а также на хранение запасных частей на складах предприятия. Цель статьи Целью исследования является разработка математической модели оптимизации затрат на управление резервом запасных частей на автосервисном предприятии с учетом категорий спроса. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
36 Методика и результаты исследования Следует разделить понятия запаса и резерва материальных ресурсов: запасы материально-технических ресурсов предназначены для обеспечения нормального функционирования автосервисных предприятий при наступлении событий, способных привести к срыву выполнения программы работ; резервы – это ресурсы, находящиеся в данный момент на хранении и в будущем предназначенные для удовлетворения спроса на эти ресурсы. Управление запасами материальных ресурсов автосервисного предприятия заключается в выборе периодичности контроля состояния запаса и в обеспечении поставок в требуемом объеме через равные промежутки времени или в размещении нового заказа в объеме запаса, когда его уровень приближается к предельному значению. Размер и периодичность заказа должны обеспечивать минимум затрат на управление запасами. Общие затраты управления запасами могут быть представлены в следующем виде (рисунок 1). Суммарные затраты системы управления запасами
=
Затраты на приобретение
+
Затраты на оформление заказа
+
Затраты на хранение заказа
+
Потери от дефицита
Рисунок 1 – Суммарные затраты системы управления запасами Основные расходы на обеспечение материальными ресурсами автосервисных предприятий связаны с их приобретением и зависят от уровня цен и размера заказа. Затраты на оформление заказа можно минимизировать путем выбора оптимальных значений периодичности и объема заказа. Затраты на хранение запаса возрастают по мере увеличения их объема и продолжительности хранения [3]. На рисунке 2 показана динамика изменения затрат в зависимости от объема запаса. Оптимальный уровень запаса соответствует минимуму общих затрат. Управление запасами упрощается при постоянном спросе, пополнении запасов в кратчайшее время и при недопущении дефицита, например запасных частей. Максимальный уровень запаса имеет место в момент поставок заказанного объема продукции. В отдельных случаях при определении общих затрат допускается какую-либо компоненту затрат не учитывать при условии, что она не составляет существенную часть общих затрат. Это значительно упрощает все расчеты.
Рисунок 2 – Изменение уровня затрат в зависимости от объема запаса ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
37 Так как затраты зависят от частоты размещения заказов и объема хранимого запаса, то величина выбирается из условия обеспечения сбалансированности между двумя видами затрат. Это лежит в основе построения классической модели управления запасами. Суммарные затраты в единицу времени TCU(y), как функцию от уровня запаса (у), можно представить в виде [4, 5]:
TCU ( y )
K y h , y /β 2
(1)
где K – затраты на оформление заказа, имеющие место всякий раз при его размещении, руб.; h – затраты на хранение единицы заказа в единицу времени, руб.; y – уровень запаса, единиц; β – интенсивность спроса, ед/мес. Как видно из рисунка 3, продолжительность цикла движения заказа составляет t0 y / β и средний уровень запаса равен y / 2 .
Рисунок 3 – График изменения уровня запаса в простейшем случае Оптимальное значение уровня запаса при минимуме затрат можно получить, продифференцировав уравнение (1) по y и приравняв к 0 полученный результат. Таким образом, предположив, что y – непрерывная переменная, имеем: TCU ( y ) K β h 2 0, y y 2
(2)
откуда оптимальное значение размера заказа y определяется выражением: y
2K β . h
(3)
Оптимальная стратегия модели предусматривает заказ y единиц продукции через каждый t0 y / β интервал времени. Произведя соответствующие подстановки, получим выражение для определения оптимальных затрат: ТСU( y ) =
2K β h .
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
(4)
38 Запасные части можно условно разделить на три категории: слабоконкурирующие – это детали и узлы, которые являются стандартизованными и поставляются на рынок в большом количестве различными производителями. Доля их в общей номенклатуре запасных частей составляет 5–8 %. В качестве примера таких запасных частей можно привести: фильтры, электрооборудование и т. д.; конкурирующие – это детали и узлы, как правило, поставляемые специализированными предприятиями, а также детали, серийное производство которых может быть налажено на любом специализированном предприятии. Доля таких запасных частей от общей номенклатуры может составлять порядка 20–50 %. К данной категории относятся: колесные диски, некоторые детали двигателей, топливной аппаратуры и т. д. неконкурирующие – это детали и узлы, поставщиком которых могут быть только изготовители техники из-за особенности конструкции таких запасных частей. Одним из методов, позволяющим дать эффективные рекомендации по наличию конкретных запасных частей на складе, а также сократить номенклатуру учитываемых запасных частей и, соответственно, объемов расчетов, является метод ABC, который предусматривает деление всех запасных частей по конкретной марке автомобиля на три номенклатурных группы [6, 7]: группа А включает около 10 % от всей номенклатуры запасных частей, общая стоимость которых составляет 70 % от полной стоимости всей номенклатуры; группа В по номенклатуре составляет 20 % и по стоимости также 20 %; группа С по номенклатуре составляет 70 %, а по стоимости – 10 %. Использование метода ABC основывается на том, что запасные части, входящие в группу С, рекомендуются для хранения на складах всех уровней. В то же время эти запасные части могут практически не учитываться при стоимостной оценке ущерба от повреждения автотранспортного средства. Это окажет незначительное влияние на погрешность расчетов, так как общая стоимость запасных частей, входящих в данную группу, составляет не более 10 % стоимости всей номенклатуры запасных частей. Наличие на складе запасных частей номенклатурной группы В оправдано только в случае достаточно крупного склада (например региональный склад дилера) или необходимостью иметь широкую номенклатуру. Запасные части номенклатурной группы А не рекомендуются для хранения на складе. Однако при оценке ущерба запасные части группы А должны учитываться в первую очередь. Практическое применение метода ABC позволяет значительно (в 4–6 раз) сократить объемы и трудоемкость расчетных работ при управлении складскими запасами, а также при экспертной деятельности на транспорте, при незначительном уменьшении точности расчетов. Общие затраты Зобщ за период планирования составляют:
Зобщ Зхр Зоф ,
(5)
где Зхр – затраты на хранение деталей;
Зоф – затраты на оформление заказа. Поскольку в рассмотренной модели не учитываются удельные затраты на приобретение товара из-за изменения цены, зависящей от размера закупаемой партии, рассмотрим вариант управления запасами с мгновенным пополнением запаса. Предположим, что цена единицы продукции равна с1 при y < q и равна с2 при y > q, где с1 > c2 и – q – размер заказа, при превышении которого предоставляется скидка. Тогда суммарные затраты за цикл помимо издержек на оформление заказа и хранение запаса должны включать издержки на приобретение. Суммарные затраты на единицу времени при y < q и y > q, составят, соответственно: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
39 TCU1 ( y ) βc1
Kβ h Kβ h y и TCU 2 ( y ) βc2 y. y 2 y 2
(6)
Например, для деталей группы В оптимальный объем заказа составит 250 единиц (рисунок 4), при этом с ростом объема заказа будут значительно увеличиваться затраты на хранение и снижаться на оформление. 35000
30000
25000
20000
15000
Затраты, руб
10000
5000
0 100
150
200
250
300
350
400
Размер заказа. ед Суммарные затраты Затраты на оформление заказа Затраты на хранение
Рисунок 4 – График изменения общих и частных затрат в зависимости от размера заказа (для группы В) Графики этих двух функций приведены на рисунке 5. Пренебрегая влиянием снижения цен, обозначим через уm размер заказа, при котором достигается минимум величин TCU1 и TCU2. Из вида функции затрат TCU1 и TCU2, приведенных на рисунке 5, следует, что оптимальный размер заказа y зависит от того, где по отношению к трем зонам – I, II и III, показанным на рисунке, находится точка разрыва цены q. Эти зоны находим в результате определения q1 > ут из уравнения TCU1 (ym) = TCU2 (q1).
Затраты
TCU1
TCU2
II
I
ym
III
y
Рисунок 5 – Три зоны, в которых может находиться решение уравнения
2K β , то решение уравнения дает значение велиh чины q1. Тогда зоны определяются следующим образом: зона I: 0 q yт ; зона II: yт q q1 ; зона III: q q1. Так как значение уm известно, ym
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
40 Алгоритм определения y можно представить в следующем виде: 1. Определить: если q yт (зона I), то y yт и алгоритм закончен. В противном случае перейти к шагу 2. 2. Определить q1 из уравнения TCU1(ym) = TCU2(q1) и установить, где по отношению к зонам II и III находится значение q: а) если yт q q1 (зона II), то y = q; б) если q q1 (зона III), то y = уm. Выводы Для разработки математической модели обеспечения запасными частями автосервисного предприятия предложена методика, которая позволяет определить затраты на размещение и на хранение необходимого количества материальных ресурсов, а также на оформление заказа. Определены значения оптимального заказа запасных частей, общие и частные расходы, период планирования. Установлены закономерности и построены графики общих и частных затрат в зависимости от размера заказа и категории группы деталей. Список литературы 1. Воронина, И. Ф. Совершенствование методики прогнозирования потребности в запасных частях автомобилей на предприятиях автосервиса / И. Ф. Воронина, Ф. М. Судак, Д. С. Подгорный // Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. – 2016. – № 2 (19). – С. 16–22. 2. Судак, Ф. М. Усовершенствование методики расчета необходимого количества запасных частей на предприятиях автомобильного транспорта / Ф. М. Судак, И. Ф. Воронина, А. И. Заика // Вести Автомобильнодорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. – 2018. – № 3 (26). – С. 44–48. 3. Воронина, И. Ф. Разработка системы мониторинга материально-технического обеспечения предприятий автосервиса / И. Ф. Воронина, Ф. М. Судак, А. В. Злей // Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. – 2018. – № 4 (27). – С. 46–52. 4. Методические основы управления затратами на качество пассажирских автомобильных перевозок / В. А. Корчагин, Д. И. Ушаков, И. А. Комарова, Д. К. Сысоев // Вестник МАДИ. – 2007. – № 1 (8). – С. 72–76. 5. Логистика автомобильного транспорта: концепция, методы, модели / B. C. Лукинский, В. И. Бережной, Е. В. Бережная, И. А. Цвиринько. – Москва : Финансы и статистика. – 2000. – 278 с. 6. Транспортная логистика ; под общей редакцией Л. Б. Миротина. – Москва : Экзамен, 2003. – 512 с. – ISBN 5-94692-036-7. 7. Кузнецов, Е. С. Управление технической эксплуатацией автомобилей / Е. С. Кузнецов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Транспорт, 1990. – 272 с. – ISBN 5-277-00502-1.
Ф. М. Судак, И. Ф. Воронина, А. В. Еремин, Г. В. Новиков Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Оптимизация затрат на управление резервом запасных частей на автосервисных предприятиях Затраты автосервисных предприятий, связанных с оформлением заказа, получением и хранением материальных ресурсов, оказывают существенное влияние на себестоимость услуг. Из этого следует, что изменяются технико-экономические показатели предприятия и в конечном итоге предприятию трудно в последствии конкурировать на рынке автосервисных услуг. Управление запасами должно обеспечивать полное удовлетворение интересов предприятия (прибыль), потребителей услуг (затраты времени и денежных средств) и общества (техническая и экологическая безопасность). До сих пор остается нерешенной проблема определения затрат автосервисного предприятия на хранение запасных частей на складах предприятия, а также на оформление и размещение заказов на них. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
41 Для разработки математической модели обеспечения запасными частями автосервисного предприятия предложена методика, которая позволяет определить затраты на размещение и оформление заказа необходимого количества материальных ресурсов, а также их хранение. Определены значения оптимального заказа запасных частей, общие и частные расходы, период планирования. Установлены закономерности и построены графики общих и частных затрат в зависимости от размера заказа и категории группы деталей. АВТОСЕРВИСНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ, МАТЕРИАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ, ЗАПАСНЫЕ ЧАСТИ АВТОМОБИЛЕЙ, ОПТИМАЛЬНЫЙ ЗАКАЗ, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
F. M. Sudak, I. F. Voronina, A. V. Eremin, G. V. Novikov Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka Cost Optimization to Manage Spare Parts Reserve at Service Centers Costs of service centers connected with ordering, receipt and storage of material resources have a significant impact on the prime cost of services. From this, it follows that technical and economic indicators of the enterprise are changed, and ultimately it is difficult for the enterprise to compete in the market of auto services. Inventory management should provide complete satisfaction of enterprise interests (profit), consumers of services (time and money expenses), and society interests (technical and environmental safety). The problem of cost determination of the service center for storing spare parts in warehouses and for ordering and placing orders in them remains still unsolved. To develop a mathematical model of providing spare parts for a service center, a technique that allows to determine costs of placing and ordering the necessary amount of material resources as well as their storage is suggested. Optimal order values of spare parts, general and particular expenses, planning horizon are determined. Patterns are established and graphics of general and particular expenses depending on the order size and category of parts group are built. SERVICE CENTERS, MATERIAL RESOURCES, AUTOMOBILE SPARE PARTS, OPTIMAL ORDER, MATHEMATICAL MODEL Сведения об авторах: Ф. М. Судак Телефон: +38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 Эл. почта: voronina.adi@mail.ru И. Ф. Воронина Телефон: +38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 Эл. почта: voronina.adi@mail.ru
А. В. Еремин Телефон:
+38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 voronina.adi@mail.ru
Эл. почта: Г. В. Новиков Телефон: +38 (06242) 55-29-60 +38 (06242) 55-29-82 +38 (06242) 55-20-26 Эл. почта: voronina.adi@mail.ru
Статья поступила 17.04.2019 © Ф. М. Судак, И. Ф. Воронина, А. В. Еремин, Г. В. Новиков, 2019 Рецензент: С. В. Никульшин, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
42
СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДОРОГ УДК 625.8 Т. В. Скрыпник, канд. техн. наук, С. К. Заяц Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ Приведен анализ существующих подходов к приведению в нормативно-техническое состояние автомобильных дорог государственного значения общего пользования путем увеличения межремонтного срока службы асфальтобетонного покрытия. Рассмотрены направления исследований применения укатываемого бетона для устройства нижнего слоя покрытия и формирования дорожной одежды полужесткого типа. Определены технико-экономические преимущества применения нижнего слоя покрытия из укатываемого бетона в дорожном строительстве, как инновационного проекта. Ключевые слова: межремонтные сроки службы, покрытие дорожной одежды, основание дорожной конструкции, полужесткий тип дорожной одежды, нижний слой покрытия из укатываемого бетона
Введение Переход к инновационному пути развития дорожного хозяйства, внедрения современных инновационных технологий и обоснования эффективности инноваций в наше время приобретает особую актуальность. Для Донецкого региона применение инноваций в дорожном хозяйстве связано с одновременным решением следующих задач: повышение транспортно-эксплуатационных показателей покрытия нежесткой дорожной одежды при увеличенном межремонтном сроке на существующей сети автомобильных дорог общего пользования государственного значения; обеспечение безопасности дорожного движения; уменьшение негативного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду. Мировой и отечественный опыт показывает, что применяемые технологии ремонтно-восстановительных работ на автомобильных дорогах устарели и не соответствуют современным нормативным требованиям увеличения межремонтных сроков [1]. Инновационный процесс эксплуатационного содержания сети автомобильных дорог, с точки зрения финансирования, может быть рассмотрен как инвестиция разработки и распространения нового вида продукции или услуг. Практический опыт показывает, что наибольший эффект от применения инновационного процесса достигается в том случае, если этот процесс распространяется на все стадии его жизненного цикла – от сдачи дороги до последующей ее эксплуатации. Поскольку дорожное строительство требует значительных материальных и энергетических затрат, на первый план выдвигается проблема ресурсосбережения. Решение этой проблемы связывают два противоречивых требования: качество дорожно-строительных материалов (прочность и долговечность) должно быть максимальным, а стоимость – минимальной. Поэтому решение проблемы ресурсосбережения в дорожной отрасли может осуществляться двумя путями: первый основан на поиске резервов (совершенствовании) традиционных технологий, второй реализуется на основе разработки и внедрения принципиально новых (прорывных) технологий. При использовании стратегии совершенствования традиционных технологий ремонтно-восстановительных работ необходимо реализовывать прикладные задачи, ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
43 направленные на эффективное использование техногенных отходов производства в качестве дешевых источников сырья. Все технологические решения должны быть подчинены общей цели – достижению оптимальных структур получаемых материалов, обеспечивающих их долговечность при минимальных ресурсных затратах и максимальной охране окружающей среды. Повышение транспортно-эксплуатационных показателей покрытия нежесткой дорожной одежды при увеличенном межремонтном сроке может быть достигнуто путем своевременного проведения профилактических мер по его содержанию с одновременным усилением нижнего слоя покрытия или верхнего слоя основания. В этом случае, наиболее перспективным материалом для устройства нижних слоев дорожных покрытий и оснований является укатываемый бетон. Применение укатываемого бетона существенно повышает прочность конструкции и упрощает технологию производства работ, исключая применение дорогостоящей специализированной техники. Цель работы Целью исследования является повышение прочности асфальтобетонного покрытия автомобильных дорог за счет применения нижнего слоя покрытия из укатываемого бетона при проведении ремонтно-восстановительных работ. Основная часть Основной целью эксплуатационного содержания сети автомобильных дорог является поддержание стабильных транспортно-эксплуатационных показателей покрытия дороги в течение межремонтного срока для обеспечения комфортного и безопасного проезда по ней автомобильного транспорта. В условиях недостаточного финансирования и отсутствия современных материалов и оборудования – это трудноразрешимая задача. Кроме этого, перед предприятиями дорожного хозяйства поставлена задача увеличения межремонтных сроков дорожной одежды нежесткого типа, т. е. с асфальтобетонными покрытиями. В постановлении правительства РФ «О нормативах финансовых затрат и Правилах расчета бюджетных ассигнований федерального бюджета на капитальный ремонт, ремонт и содержание автомобильных дорог федерального значения» [2] в 2017 г. были приняты новые нормативные межремонтные сроки. Для дорог I–IV категорий они составили: для капитального ремонта – 24 года, текущего ремонта – 12 лет, а для V категории – 10 и 5 лет, соответственно. Ранее, по приказу Минтранса России № 157 от 01.12.07 с изменениями от 25 февраля 2015 г. № 30, действовали следующие региональные и отраслевые нормы межремонтных сроков службы дорожных одежд и покрытий: для текущего ремонта асфальтобетонного покрытия – 3–6 лет, цементобетонного – 12 лет. Срок службы дорог до капитального ремонта с асфальтобетонным покрытием составлял 15 лет, а цементобетонного – 25 лет [3]. Для соблюдения новых межремонтных сроков для асфальтобетонного покрытия необходимо поддерживать его в эксплуатационном состоянии за счет проведения профилактических ремонтно-восстановительных работ: заливки трещин инъекционной технологией; своевременного выполнения ямочного ремонта; периодического нанесения слоев износа из тонкослойных покрытий или проведения поверхностной обработки. Одной из основных причин отказа дорожной одежды нежесткого типа и проведения внепланового капитального ремонта является недопустимое нарушение ровности покрытия автомобильной дороги в виде повышенного трещинообразования и формирования колеи. Существует три основные причины колееобразования на покрытиях дорожных одежд нежесткого типа: пластические деформации асфальтобетона из-за его размягчения под одновременным ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
44 действием солнечной радиации и сверхнормативной динамической и статической нагрузки; остаточные деформации, возникающие в период переувлажнения (в весенний период) слоев основания и подстилающих слоев дорожной конструкции; преждевременный износ материала в верхнем слое покрытия в зимний период под воздействием шипованных покрышек автомобилей. Критерием, влияющим на ровность, является коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба. Повышение значения коэффициента прочности возможно либо за счет увеличения толщины или качества слоев основания, либо толщины асфальтобетона. Учитывая необходимость сокращения объемов использования первичных природных ресурсов в дорожном строительстве, в том числе и толщины покрытий из асфальтобетона, возникает отдельная технико-экономическая проблема оптимизации расходов на материалы в сметной стоимости строительства. В то же время, накопление остаточных деформаций в покрытии и слоях основания зависит от прочности как самой дорожной одежды, так и каждого ее отдельного слоя. Более прочный нижний слой покрытия поможет значительно уменьшить глубину колеи, которая возникла от накопления деформаций в слоях покрытия, и будет защищать нижерасположенные слои от сверхнормативной транспортной нагрузки. Применение нижнего слоя покрытия из укатываемого бетона можно рассматривать как отдельный инновационный проект, который будет представлен в виде цикла, состоящего из трех отдельных фаз: прединвестиционной, инвестиционной и эксплуатационной. Следует заметить, что целью любого инновационного проекта является создание новшества, поэтому проект по использованию жесткого нижнего слоя покрытия отличается как высокой степенью неопределенности, так и малой предсказуемостью ряда параметров, а следовательно, носит рисковый характер. При условии освоения предложенной инновационной продукции в полном объеме в дорожном хозяйстве может быть достигнут значительный экономический эффект за счет применения новой технологии ремонтно-восстановительных работ, энерго- и ресурсосбережения, повышения долговечности покрытия автомобильных дорог, сокращения себестоимости перевозок и повышения безопасности движения. Поэтому эффективным способом повышения прочности асфальтобетонного покрытия является использование монолитного нижнего слоя. Особенно эффективными являются материалы, полученные на основе неорганических вяжущих, так как в летний период из-за прогревания дорожной одежды они не будут терять свой модуль упругости. Монолитные нижние слои покрытия обладают высокой прочностью и жесткостью по сравнению с традиционными дискретными каменными материалами. Однако, обладая монолитным нижним слоем покрытия, дорожная одежда уже не может относиться ни к классу нежестких, ни жестких дорожных одежд. Таким образом, с известной долей условности, данный тип дорожной одежды может быть обозначен как полужесткая дорожная одежда [1]. В таблице 1 приведены результаты сравнения нежесткого типа дорожной одежды с полужестким, из которого видно, что толщина несущего слоя основания в 1,5–2 раза меньше аналогичного слоя из дискретных материалов, что позволяет значительно снизить использование привозных материалов. Фактически, при достаточной прочности слоя покрытия, можно исключить один из слоев асфальтобетона и при этом не потерять необходимый модуль упругости. Таким образом, ресурс дорожной одежды по критерию упругого прогиба значительно увеличивается в случае применения жестких монолитных нижних слоев покрытия, что, в свою очередь, значительно увеличивает срок службы всей конструкции дорожной одежды. Основными факторами, сдерживающими широкое применение дорожного тяжелого бетона, являются относительно высокая стоимость цемента, его длительные сроки схватывания, обуславливающие жесткие временные пределы укладки и уплотнения бетонной смеси и относительная сложность технологии производства работ. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
45 Таблица 1 – Результаты сравнения типов дорожных одежд № Показатель п/п 1 Толщина пакета асфальтобетонных слоев, м Толщина несущего основания из щебеночно2 песчаной смеси № 5, м Толщина несущего слоя основания из щебе3 ночно-цементно-песчаной смеси М 60, м Толщина дополнительного слоя основания из 4 песка средней крупности, м 5 Грунт земляного полотна 6 Общая толщина дорожной одежды, м 7 Расход асфальтобетона, кг/м2 8 Расход щебня, кг/м2 9 Расход песка, кг/м2 10 Расход цемента, кг/м2 Сметная стоимость дорожной одежды (в це11 нах на 2018 г.), рос. руб/м2
Тип дорожной одежды нежесткий полужесткий 0,26–0,28 0,19–0,21 0,50–0,60
–
–
0,25–0,50
0,30–0,50
0,25–0,50
Суглинок легкий 1,16–1,27 602–625 380–625 1155–1450 –
Суглинок легкий 0,89–1,11 441–487 441–487 960–1395 42–46,5
2 263,45–2 764,65
2 341,63–2 558,68
Наиболее перспективным материалом для устройства нижних слоев покрытия является укатываемый бетон (тощий бетон), устраняющий ряд перечисленных отрицательных факторов (таблица 2) [4]. Укладка верхнего слоя асфальтобетонного покрытия по нижнему слою из укатываемого бетона, как правило, должна производиться сразу же после завершения уплотнения бетона (перерыв между временем укладки слоев не более двух часов). В отдельных случаях укладка покрытия по основанию из укатываемого бетона может быть разрешена через три дня, но до наступления отрицательной температуры воздуха. Таким образом, получается ровное покрытие на жестком основании, способное прослужить долгие годы без капитального ремонта благодаря объединению преимуществ жестких и нежестких дорожных одежд [5]. Таблица 2 – Сравнение различных типов покрытия [4] Наименование показателей Укатываемый бетон Асфальтобетон Тип нагружения статическое (высокие точечные нагрузки) ++ – динамическое (длительные циклические нагрузки) + ++ горизонтальное (интенсивные сдвигающие и ++ – ударные нагрузки) Характеристики поверхности: ровность 0 ++ стойкость к воздействию агрессивных противо++ ++ гололедных реагентов износостойкость ++ + сцепление ++ ++ химическая стойкость ++ 0 цвет покрытия ++ 0 Примечание: ++ – наиболее подходит; + – подходит; 0 – приемлемо; – – не подходит Дороги из укатываемых бетонных смесей завоевали свою популярность благодаря высокой скорости строительства; низкому количеству цемента в составе бетона по сравнению с традиционным литым бетоном; возможности использования местных материалов; ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
46 долговечности и повышенным прочностным характеристикам покрытия, расположенного поверх бетонного слоя; применению распространенных видов дорожно-строительной техники для его устройств. Снижение расходов на минеральное вяжущее и природный заполнитель возможно изза введения в состав тяжелого бетона активированных местных строительных материалов – металлургических шлаков. Промышленное освоение методов активации местных строительных материалов стало возможным вследствие ряда теоретических и экспериментальных работ, выполненных различными отечественными и зарубежными исследователями: Е. Г. Аввакумовым, П. Ю. Бутягиным, Л. Б. Гезенцвей, В. А. Золотаревым, В. А. Каргиным, Я. Н. Ковалевым, И. А. Рыбьевым, В. И. Соломатовым, Н. Б. Урьевым, Г. Хайнике, И. А. Хинт, Г. Джоуст и др. Укатываемый бетон представляет собой жесткую бетонную смесь, состоящую из заполнителя, портландцемента, других вспомогательных цементирующих материалов (золы уноса, шлака, кремнезема) и воды, с нулевым образованием усадки. Это сильно уплотненный бетон высокой плотности. Он укладывается без форм, дюбелей или арматурной стали и не требует отделки. Укатываемый бетон получил свое название от метода строительства. Он укладывается асфальтоукладчиком и уплотняется катками. Состав укатываемого бетона аналогичен составу обычного тяжелого бетона: минеральные заполнители, вода и цемент [6]. Однако он отличается структурой материала и технологией устройства слоя. Это новая для стран СНГ технология, но есть возможность использовать положительный опыт таких зарубежных стран, как США, Франция, Англия и других стран Европы. Укатываемый бетон в качестве дорожного покрытия предлагает владельцам дорожного оборудования и проектировщикам покрытия автомобильных дорог более дешевую и простую в технологии устройства альтернативу бетонному дорожному покрытию, которая может более соответствовать требованиям конкретных проектов дорожного покрытия, чем обычные бетонные дорожные покрытия. Применение укатываемого бетона для нижних слоев дорожного покрытия может быть адаптировано к конкретным потребностям проекта, особенно это связано с проектами автодорог в жилом, коммерческом и городском секторах. Важным преимуществом укатываемого бетона является его экономическая эффективность и простота строительства. Нижний слой покрытия из укатываемого бетона по существу выглядит как обычное дорожное покрытие с портландцементом в качестве вяжущего с точки зрения расстояния между швами и проектной толщины [7]. Впервые укатываемый бетон был использован в 1970-х годах в Канаде. Канадская промышленность нуждалась в материале, который, будучи простым в изготовлении, был бы морозостойким и обладал высокой механической износостойкостью. Укатываемый бетон оказался надежным и экономичным решением этой проблемы [8]. В дальнейшем развивать тему укатываемого бетона продолжил корпус инженеров армии США, который проводил исследования и разработки в 1980-х годах. Это исследование было продолжено в 1990-х годах для того, чтобы укатываемый бетон мог использоваться для устройства площадок хранения контейнеров в портах. Состав смеси укатываемого бетона определяется в основном на основе опыта военно-инженерного корпуса США, так как большинство проектов строительства из укатываемого бетона осуществлено в основном в США [9]. Международный опыт в компании AECOM включал разработку испытаний укатываемого бетона в качестве нижнего слоя покрытия для автомагистралей в Восточной Европе и Великобритании. Высокоскоростные дорожные основания из укатываемого бетона, покрытые асфальтобетоном, были успешно построены и эксплуатируются в США и странах Европы [10]. В 1984 г. в Швеции эксплуатировалось 10 тыс. м 2 слоев дорожной одежды из укатываемого бетона, а к 1986 г. уже было построено 100 тыс. м 2 таких дорог. В Финляндии большая часть покрытий автомобильных дорог построена из укатываемого бетона, поскольку, учитывая затраты не только на их строительство, но и затраты на содержание, в течение ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
47 30 лет наблюдается снижение общих издержек в 2,5 раза. В 1986 г. в Австралии и Новой Зеландии были опубликованы руководство и спецификации для использования укатываемого бетона в дорожных и промышленных целях. В 1990-х годах Испания начала исследования и внедрение технологии укатываемого бетона в сеть своих дорог для тяжелого и среднего движения с перекрытием защитными слоями износа или в сочетании с асфальтобетонным покрытием. Основное внимание было уделено снижению риска появления отражающих трещин в асфальтобетонном покрытии, в том числе разработке системы контроля трещин и итерации расстояния между трещинами [10]. В зависимости от свойств укатываемого бетона и толщины слоя были выявлены поперечные, естественно возникающие, расстояния между трещинами в 15 м и более. Упрощенное объяснение этого явления состоит в том, что усадка при сушке покрытия приводит к большому естественному расстоянию между трещинами. Усадка при высыхании больше для смесей с более высоким содержанием воды, которые типичны для классического бетона, в то время как укатываемый бетон спроектирован с относительно низкой водопотребностью для уплотнения катками. Относительно низкое содержание воды в укатываемом бетоне, по сравнению с классическим, приводит к меньшей усадке и более дальнему расположению естественной трещины, что позволяет устраивать температурные швы расширения на расстоянии 15 м. Во Франции на автомобильных дорогах с высокой интенсивностью движения слои из укатываемого бетона используются в покрытии вместе с верхним слоем из асфальтобетона. В Австрии в качестве слоев покрытия применяются бетонные смеси с нулевой осадкой конуса и суперпластификаторами для укладки их комплектом машин для асфальтобетонных смесей с целью снижения последующего расслоения смеси и сокращения времени твердения до 1–3 дней. По мнению немецких специалистов, одно из главных достоинств укатываемого бетона как материала – это то, что сразу после уплотнения по нему могут двигаться автомобили. Эта способность обусловлена консистенцией смеси (жесткостью смеси) и пониженным содержанием воды. Целесообразно на слой укатываемого бетона распределять слой из асфальтобетонной смеси толщиной 4–5 см, который защищает его при твердении от повышенного износа при движении транспортных средств, а в процессе эксплуатации от воздействия природно-климатических факторов, противогололедных солей, вызывающих коррозию цементного камня. В России опыт применения укатываемого бетона (тощего бетона) в слоях основания был известен в 1984–1985 гг. Это щебеночно-песчаная смесь, укрепленная цементом (ЩПЦС), которая является разновидностью укатываемого бетона, т. к. ее приготовление выполняют в бетоносмесительных установках. Совокупная экономическая оценка предложенной инновации по устройству нижнего слоя покрытия из укатываемого бетона может быть использована для дальнейшего прогнозирования инновационной деятельности дорожного хозяйства в целом, а дальнейшая задача исследований заключается в оптимизации состава укатываемого бетона на техногенном материале Донецкого региона – металлургическом шлаке и разработке технологического регламента по его устройству. При этом все технологические решения должны быть подчинены общей цели – достижению оптимальных структур конструкции дорожной одежды, обеспечивающих увеличение межремонтного срока службы дорожной одежды полужесткого типа при минимальных ресурсных затратах и максимальной охране окружающей среды. Выводы Актуальность увеличения ресурса дорожного покрытия по критерию упругого прогиба значительно увеличивается в случае применения нижнего слоя покрытия из укатываемого бетона, что в свою очередь, значительно увеличивает срок службы всей конструкции дорожной одежды. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
48 Предложенный материал для нижнего слоя покрытия может быть рассмотрен как инновационный проект, позволяющий применить затратный способ определения стоимости конструкции дорожной одежды, исходя из «жизненного цикла» продукта. Список литературы 1. Брахрах, Г. С. Полужесткие покрытия и перспективы их применения / Г. С. Брахрах, Т. П. Лещицкая // Автомобильные дороги. – 1975. – № 6. – С. 12–13. 2. О нормативах финансовых затрат и Правилах расчета размера бюджетных ассигнований федерального бюджета на капитальный ремонт, ремонт и содержание автомобильных дорог федерального значения : постановление Правительства Российской Федерации от 30 мая 2017 г. № 658. – Текст : электронный. – URL: http://legalacts.ru/doc/postanovlenie-pravitelstva-rf-ot-30052017-n-658-o-normativakh/ . 3. Апестин, В. К. Новые нормы межремонтных сроков службы дорожных одежд и покрытий / В. К. Апестин, А. М. Стрижевский // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2008. – № 45. – С. 6–9. 4. Бусурманова, И. В. Технология строительства покрытий и оснований из укатываемого бетона / И. В. Бусурманова // Автомобильные дороги. – 1995. – № 3–4. – С. 21–22. 5. ТР 138 – 03. Технические рекомендации по применению укатываемого малоцементного бетона в конструкциях дорожных одежд : технические рекомендации : утверждены начальником Управления научно-технической политики в строительной отрасли 3 декабря 2003 г. : введены впервые : дата введения 2004–03–0 / разработаны ГУП «НИИМосстрой». – Москва : НИИМосстрой, 2004. – 109 с. – Текст : электронный – URL: https://meganorm.ru/Data2/1/4293853/4293853723.pdf (дата обращения 25.03.2019). 6. СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги (Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85). Свод правил : издание официальное : утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 30 июня 2012 г. № 266 : дата введения 2013–07–01 / разработан ЗАО «СоюздорНИИ». – Москва : Аналитик, 2013. − 108 с. Текст : электронный. – URL: http://xn--80aajce2a9bkv.xn--p1ai/uploadedFiles/files/SP_34.13330.2012.pdf (дата обращения 25.03.2019). 7. Structural Design for Roller Compacted Concrete for Industrial Pavements : Concrete Information, Publication IS233.01 // Portland Cement Association. – Skokie, IL, 1987. 8. State-of-the-Art Report on Roller Compacted Concrete Pavements : ACI Report 325.10R – 95 ; American Concrete Institute. – Farmington Hills, MI, 2004. 9. Pittman, D. W. Development of a Design procedure for Roller Compacted Concrete / D. W. Pitman. – US Army Corps for Engineering. – 1994. 10. Guide for Roller-Compacted Concrete Pavements / D. Harrington, F. Abdo, W. Adaska, C. Hazaree // National Concrete Pavement Technology Center, Institute for Transportation. – Iowa StateUniversity, Ames, IA, 2010.
Т. В. Скрыпник, С. К. Заяц Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Анализ существующих подходов повышения прочности асфальтобетонных покрытий Определены существующие подходы к приведению в нормативно-техническое состояние автомобильных дорог государственного значения общего пользования с учетом увеличения межремонтного срока службы асфальтобетонного покрытия. Установлено, что применяемые технологии ремонтно-восстановительных работ на автомобильных дорогах не соответствуют современным нормативным требованиям. Для соблюдения новых межремонтных сроков службы асфальтобетонного покрытия необходимо поддерживать его в эксплуатационном состоянии за счет проведения профилактических ремонтно-восстановительных работ: заливки трещин инъекционной технологией; своевременного выполнения ямочного ремонта; периодического нанесения слоев износа из тонкослойных покрытий или проведения поверхностной обработки. Актуальность увеличения ресурса дорожной одежды по критерию упругого прогиба значительно увеличивается в случае применения жестких монолитных слоев покрытия, что в свою очередь, значительно увеличивает срок службы всей конструкции дорожной одежды. Проведен анализ и направлений исследований применения укатываемого бетона для устройства нижнего слоя покрытия и формирования дорожной одежды полужесткого типа. Рассмотрены технико-экономические преимущества применения нижнего слоя покрытия из укатываемого бетона в дорожном строительстве. МЕЖРЕМОНТНЫЕ СРОКИ СЛУЖБЫ, ПОКРЫТИЕ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ, ОСНОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ, ПОЛУЖЕСТКИЙ ТИП ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ, НИЖНИЙ СЛОЙ ПОКРЫТИЯ ИЗ УКАТЫВАЕМОГО БЕТОНА ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
49 T. V. Skrypnik, S. K. Zaiats Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka An Analysis of Existing Approaches to the Asphalt Coat Hardening Existing approaches to standardizing national public roads taking into account an increase of the asphalt coat interrepair life are determined. It is established that used technologies of repair-and-renewal operations on highways do not meet current regulatory requirements. To keep new terms of asphalt coat interrepair life it is necessary to maintain it in the operational state at the expense of preventive repair-and-renewal operations: crack pouring by injection technology; timely execution of the patchwork; periodic wearing course coating from thin coatings or surface treatment execution. The urgency of increasing pavement resource by criterion of the rebound deflection improves significantly in case of application of hard indistinguishable coating layers which in turn significantly increases the service life of all pavement structure. The analysis of research directions of rolled concrete use to arrange undercoat and to form semi rigid pavement is carried out. Technical and economic advantages of the undercoat use from rolled concrete in highway engineering are considered. INTERREPAIR LIFE, SURFACING, ROADBASE, SEMI RIGID PAVEMENT, UNDERCOAT FROM ROLLED CONCRETE Сведения об авторах: Т. В. Скрыпник SPIN-код: 2966-5060 Телефон: +38 (06242) 4-40-39 Researcher ID: G -5121-2016 Эл. почта: skrypnik_tv@rambler.ru С. К. Заяц Телефон: +38 (06242) 4-40-39 Эл. почта: sergey_zaik@mail.ru Статья поступила 29.03.2019 © Т. В. Скрыпник, С. К. Заяц, 2019 Рецензент: И. В. Шилин, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
50
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ УДК 662.76 А. Б. Бирюков, д-р техн. наук, В. В. Варакута, П. А. Гнитиѐв, канд. техн. наук ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ УГЛЕДОБЫЧЕ Выполнен анализ всех источников загрязняющих веществ и низкопотенциального теплового загрязнения, возникающих при подземной угледобыче. Установлены их количественные характеристики и показаны пути снижения вредного влияния на окружающую среду за счет использования возобновляемой и низкопотеницальной теплоты для выработки электроэнергии. Ключевые слова: угольная шахта, подземная добыча, загрязнение окружающей среды, углекислый газ, дегазационный метан, возобновляемая и низкопотенциальная теплота
Введение Экологические проблемы городов связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия [1]. Донбасс в этом плане не является исключением. Исторически так сложилось, что в населенных регионах, на территории городов и поселков, сосредоточена значительная часть предприятий топливно-энергетического комплекса и тяжелой промышленности. Суммарное потребление энергии человеком в городах развитых стран составляет в среднем 335 ГДж/год. Для выработки такого количества энергии требуется большое количество ископаемого топлива. Значительная экологическая нагрузка на окружающую среду предприятиями Донбасса осуществляется в виде потребления кислорода, выбросов углекислоты, водяных паров, метана, угольной пыли, выхода золы. Также с различными теплоносителями сбрасывается огромное количество вторичной и низкопотенциальной теплоты (ВНТ), образующейся при функционировании предприятий, которую целесообразно утилизировать с целью производства электроэнергии. Поэтому для решения вопроса снижения вредных выбросов необходимо провести комплексный анализ всех имеющихся источников загрязняющих веществ и низкопотенциального теплового загрязнения, возникающих при угледобыче. Состояние вопроса Высокопроизводительная выемочная техника, в зависимости от мощности разрабатываемого пласта, позволяет добывать уголь с нагрузкой до 8 тыс. т/сут и скоростью продвижения очистного забоя более 6 м/сут. В газовых шахтах такая интенсивность сдерживается высоким метановыделением, которое при среднесуточной добыче 2–8 тыс. т составляет 25–60 м3/мин [2]. Таким образом, в среднем для Донбасса, на каждую тонну добытого угля приходится 357 м3 метана. Современные технологии угледобычи сопряжены с непрерывным увеличением мощности угледобывающей техники. Рост энергозатрат при разрушении угольного массива приводит к повышению диспергации угля и росту выхода угольных фракций 0–1 мм, относимых к угольной пыли. В процессе перемещения добытого угля по горным выработкам и территории поверхностного комплекса шахты, происходит увеличение фракции 0–1 мм с 7 % в лаве до 18 % на угольном складе шахты. Указанные данные получены группой эффективности производства ОАО «СУЭК» на основе ситового анализа угля в девяти контрольных точках ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
51 шахты им. С. М. Кирова (Кузбасс, Россия) [3]. Таким образом, в пределах шахты на каждую тонну добытого угля приходится до 180 кг угольной пыли с фракцией 0–1 мм. Поскольку угольные шахты являются мощными потребителями электроэнергии, а для Донбасса вся электроэнергия производится на угольных ТЭС, добыча угля приводит к необходимости производства дополнительной энергии и определяет дополнительное загрязнение окружающей среды. В условиях Донбасса в качестве источника первичной энергии на ТЭС используется пылеугольное топливо. Поэтому вредные выбросы ТЭС прежде всего представлены продуктами сгорания угля. Процессы сжигания и термической переработки органических топлив исследованы в достаточно большом количестве работ. Известна разработанная математическая модель выгорания пылеугольного топлива и выхода продуктов сгорания в топках энергетических котлов [4–6]. Целью данной работы является комплексный анализ всех имеющихся источников загрязняющих веществ и низкопотенциального теплового загрязнения, возникающих при угледобыче; определение их количественных характеристик и путей уменьшения вредных выбросов в условиях угольной шахты. Методика исследования Анализ процессов образования вредных выбросов при угледобыче проводился для условий шахты им. А. Ф. Засядько (г. Донецк) за годовой цикл, на основании характеристик, представленных в интернет-ресурсах: марка добываемого угля Ж, максимальная добыча угля – 2,031 млн т/год (0,169 млн т/месяц), максимальная глубина горных работ – 1400 м, максимальная глубина ствола – 1280 м, температура горного массива – + 49 °С, газоносность угольных пластов шахты составляет 19–23 м3/т, общее количество воздуха, подаваемого в шахту – 40 тыс. м3/мин, общий приток воды в действующие горные выработки – 600–650 м3/ч. Средний удельный расход электроэнергии составил 84,6 кВт∙ч/т. На шахте эксплуатируется когенерационная установка с использованием шахтного, дегазационного метана в качестве топлива [7, 8]. Количество потребляемого кислорода и вредных загрязняющих веществ (в виде углекислого газа, водяных паров, золы), образующихся при выработке электроэнергии, определялось по известным методикам расчета продуктов сгорания при выработке электроэнергии на ТЭС при сжигании антрацита с низшей теплотой сгорания 22 МДж/кг [5]. Количество вредных выбросов (в виде метана, угольной пыли, низкопотенциальной теплоты шахтных вод и отработанного рудничного воздуха), образующихся при угледобыче, определялось на основании упрощенных расчетных зависимостей для типовых параметров силового и энергетического оборудования, а также с учетом известных характеристик процессов образования загрязняющих веществ при подземной добыче угля с глубиной разработки более 800 м. Для оценки техногенной составляющей ВНТ, в рамках опытно-конструкторских работ, проведено экспериментальное исследование тепловых потерь некоторых образцов типового горно-шахтного электрооборудования [9]. Результаты исследования Экологически вредными факторами при угледобыче подземным способом являются выбросы метана, угольной пыли и ВНТ. Метан – один из ключевых парниковых газов, негативно влияющий на климат планеты. Негативный эффект от выбросов метана в 20 раз выше по сравнению с выбросами углекислого газа [6]. В условиях рассматриваемой шахты, за годовой цикл работы, для добычи 1 т угля, в среднем требуется затратить W1т = 84,6 кВт∙ч электроэнергии. Проведем комплексный анализ удельных выбросов загрязняющих веществ и низкопотенциального теплового загрязнения, приведенных к 1 т добытого угля, синтеза ТЭС, использующей в качестве топлива антрацит с низшей теплотой сгорания 22 МДж/кг, и рассматриваемой шахты. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
52 1. ТЭС. Принято, что на выработку 1 кВт∙ч электроэнергии на ТЭС расходуется Bуд 0,47 103 т/кВт∙ч реального топлива (антрацита). Тогда количество реального топлива, которое необходимо сжечь на ТЭС для обеспечения электроэнергией процесса добычи 1 т угля составляет:
В Wг Вуд 84,5 0,47 103 39,72 103 т , где Wг – количество электроэнергии, затраченное на угледобычу за годовой цикл ра-
боты. При сжигании 1 кг рассматриваемого топлива удельные выходы углекислоты и водяных паров, а также удельный выход золы составляют, соответственно: 1,254 м3/кг; 0,426 м3/кг; 0,23 кг/кг. Потребление кислорода при этом составит 1,35 м 3/кг. Тогда сжиганию твердого топлива в количестве В соответствуют следующие показатели загрязнения окружающей среды: выбросы углекислоты VСО2 49,8 м3; выбросы водяных паров VH2O 16,92 м3; выход золы Аз 9,14 103 т; количество потребляемого кислорода VО 53,6 м3 . Выбросы водяного пара также постоянно происходят в градирнях ТЭС. Удельный расход охлаждающей воды на 1 кВт установленной мощности составляет на электростанциях, оборудованных конденсационными турбинами, 0,16–0,20 м3/ч (160–200 кг/ч или 0,05 кг/с). Тогда для выработки 84,6 кВт∙ч электроэнергии расход охлаждающей воды составит 4,25 кг. Потери охлаждающей воды в виде пара составляют 2 %, т. е. 0,085 кг или VH2Oгр 0,11 м3 (при атмосферном давлении и 0 °С). Суммарные удельные выбросы водяного 2
пара ТЭС, приведенные к 1 т добытого угля, составят:
VH O 2
ТЭС
VH O VH O 16,92 0,11 17,03 м3. 2
2
гр
При общем КПД ТЭС порядка 45 % низкопотенциальное тепловое загрязнение, приведенное к 1 т добытого угля, составит: 84,6 Wтз 153,6кВт ч 553 МДж. 1 0,45 2. Угольная шахта. Исследование проводилось на примере шахты им. А. Ф. Засядько (г. Донецк). Средняя газоносность угольных пластов шахты составляет 21 м3/т. Шахтной когенерационной установкой используется 15 % метана, образующегося при угледобыче. Выбросы метана при добыче 1 т угля составляют VCH4 21 1 0,15 17,85 м3 или в пересчете на углекислый газ:
VСО 17,85 20 757 м3. 2
Как было показано выше, в пределах шахты на каждую тонну добытого угля приходится до 180 кг угольной пыли с фракций 0–1 мм. Усредненный, экономически целесообразный коэффициент очистки пылеудаляющих аппаратов можно принять равным 50 %. Выбросы угольной пыли составляют:
Ауп 90 103 т. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
53 Низкопотенциальное тепловое загрязнение носит как природный, так и техногенный характер. К природной составляющей будем относить теплоту, выделяемую горными породами и выносимую на поверхность шахтными водами и отработанным рудничным воздухом. Температура удаляемой из шахты воды составляет +49 °С, удельная теплоемкость воды – с = 4187 Дж/кг∙К; среднее количество откачиваемой воды, приведенное к 1 т добытого 625 1000 365 24 2695,7 кг; перепад температур откачиваемой воды на входе угля – mво 2,031 106 в насос водоотлива и зеркале отстойника при температуре замерзания – ΔТ = 49 К. Количество низкопотенциальной теплоты, выбрасываемое водоотливом, приведенное к 1 т добытого угля:
Wво с mво Т 4187 2695,7 49 553,1 МДж. Величину выбрасываемых водяных паров с зеркала шахтных отстойников принимаем 2 %, тогда
VH O mво 0,02 H O 2695,7 0,02 0,79 42,6 м3, 2
шв
2
где H2O 0,79 кг/м3 – плотность водяного пара при атмосферном давлении и 0 °С. Для соблюдения технологического процесса и правил безопасности при добыче угля подземным способом, тепловой режим горных выработок необходимо поддерживать в пределах, регламентируемых нормативно-правовыми документами [10, 11]. Для этого необходимо интенсивное проветривание горных выработок. Тогда количество низкопотенциальной теплоты, выбрасываемое с отработанным рудничным воздухом:
Wорв с рвоз mрвоз Т рвоз 1000 11805 26 301 МДж, где с рвоз – удельная теплоемкость отработанного рудничного воздуха, Дж/кг∙К;
m рвоз – количество отработанного рудничного воздуха, приведенное к 1 т добытого угля, кг; Т рвоз – разность температур отработанного рудничного воздуха на выходе из ствола и атмосферного воздуха при выполнении замеров (при атмосферном давлении и 0 °С), К. На рисунке 1 представлены итоговые величины удельных вредных выбросов, приведенных к 1 т добытого угля.
Рисунок 1 – Итоговые удельные вредные выбросы, приведенные к 1 т добытого угля ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
54 Техногенная составляющая низкопотенциального теплового загрязнения угольной шахты – это в основном тепловые потери электрооборудования. Это та часть подводимой электрической энергии, которая рассеивается в виде теплоты и отводится от оборудования в окружающую среду [12]. В рамках опытно-конструкторских работ проведено экспериментальное исследование тепловых потерь нескольких образцов типового горно-шахтного электропривода. На стендах испытательной лаборатории ГУ «НИИВЭ» проведены испытания электродвигателя ЭКВД 3,5–36 – привода подачи очистного комбайна и электродвигателя ВРВА160М2-1У2.5 – привода вентилятора местного проветривания, с целью экспериментального подтверждения расчетов техногенной составляющей низкопотенциального, теплового загрязнения. Аналитическая зависимость (Pст+Pмех) от U0л представляет собой полином третьей степени:
Рст Рмех 6 109 U03л 105 U02л 0,0067 U0 л 0,6717 с величиной достоверности аппроксимации R2 = 0,9846 (рисунок 2).
Рисунок 2 – Рабочая характеристика суммарных потерь (Pст+Pмех) ЭКВД 3,5-36 Строим график зависимости КПД от Р 2, находим аналитическую зависимость по данным эксперимента с величиной достоверности аппроксимации больше R2 = 0,95. При работе в номинальном режиме, КПД машины составляет 88,4 %. Аналитическая зависимость КПД от Р2 представляет собой полином третьей степени 12 10 Р23 107 Р22 0,0031 Р2 61,014 с величиной достоверности аппроксимации R2 = 0,9666 (рисунок 3).
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
55
Рисунок 3 – Рабочая характеристика КПД ЭКВД 3,5-36 Расчет ВРВА160М2-1У2.5 так же выполняем по результатам опытов непосредственной нагрузки при номинальном напряжении, методом отдельных потерь. При работе в номинальном режиме КПД машины составляет 91,47 %. Аналитическая зависимость КПД от Р2 представляет собой полином третьей степени 2 1012 Р23 107 Р22 0,0026 Р2 73,556 с величиной достоверности аппроксимации R2 = 0,9804 (рисунок 4).
Рисунок 4 – Рабочая характеристика КПД ВРВА160М2-1У2.5 Из результатов испытаний шахтного электропривода видно, что для ЭКВД 3,5-36 доля низкопотенциальных тепловых потерь составила 11,6 % или 4,36 кВт, а для ВРВА160М21У2.5 – больше 8,5 % или 2,37 кВт, т. е. тепловой поток, отводимый от испытуемого электропривода в окружающую среду, колеблется в значительных пределах (порядка 3 % подводимой мощности). ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
56 Для осуществления технологического процесса угледобычи в шахте применяются различные типы электропривода, аппаратуры управления, трансформации и передачи электроэнергии. Принимаем средний КПД этих устройств 90 %. Максимальный удельный тепловой поток техногенной составляющей низкопотенциального теплового загрязнения при добыче 1 т угля может достигать:
Wтех Wэл1 1 min 84,6 1 0,9 8,5 кВт ч 30,6 МДж, где Wэл1 – средний удельный расход электроэнергии, кВт∙ч/т; min – КПД электропотребителей шахты. Выводы 1. При добыче 1 т угля на шахте образовывается следующее суммарное количество удельных вредных выбросов на тонну добытого угля: углекислого газа – 806 м3/т (с учетом выбросов метана, приведенных к выбросам углекислого газа); водяных паров – 59,63 м3/т; выход золы – 9,14 кг/т; угольной пыли – 90 кг/т; низкопотенциального теплового загрязнения – 1437,7 МДж/т. Причем значительная часть этих выбросов образовывается на ТЭС при выработке электроэнергии, необходимой для обеспечения угледобычи. 2. Из структуры вредных выбросов, образующихся на шахте в процессе угледобычи, видно, что часть из них одновременно является вторичными энергоресурсами (выбросы метана, угольной пыли) и возобновляемыми источниками энергии (низкопотенциальная теплота шахтных вод, низкопотенциальная теплота отработанного рудничного воздуха), которые могут быть трансформированы непосредственно на шахте, попутно с процессом угледобычи, и возвращены в хозяйственный оборот предприятия в виде электроэнергии. 3. Очевидно, что утилизация и трансформация в электроэнергию вторичных энергоресурсов и возобновляемых источников энергии приведет к значительному суммарному сокращению вредных выбросов. Так, удовлетворение потребностей в электроэнергии процесса угледобычи за счет собственных ресурсов шахты автоматически ведет к значительному сокращению вредных выбросов не только на шахте, но и на ТЭС. 4. Проанализирована техногенная составляющая низкопотенциального тепловыделения в виде теплопотерь электрических машин, задействованных в процессе угледобычи. Установлены эмпирические характеристики, описывающие зависимость теплопотерь типовых электрических машин нового поколения от нагрузки. Список литературы 1. Львович, Н. К. Жизнь в мегаполисе / Н. К. Львович. – Москва : Наука, 2006. – 254 с. 2. Закономерности метановыделения при высоких скоростях подвигания очистного забоя / С. П. Минеев, В. Н. Кочерга, А. С. Янжула, А. А. Прусова // Уголь Украины. – 2015. – № 7–8. – С. 26–31. 3. Романченко, С. Б. Самодиспергация пыли – принципиально новый эффект, выявленный методом лазерных исследований / С. Б. Романченко // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2011. – № 7. – С. 378–385. 4. Allam, R. J. New Power Cycle Provides High Efficienty and Lower Cost Electricity Generation from Coal while Eliminating Atmospheric Emissions, including carbon dioxide / R. J. Allam [et al.] // Energy Procedia. – № 37 (2013). – P. 1135–1149. 5. Курганова, Е. А. О расчете процесса горения топлив по обобщенным характеристикам / Е. А. Курганова, М. Н. Покусаев // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2009. – №. 1. – С. 215–218. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
57 6. Satellite observation of atmospheric methane and their value for quantifying methane emission / D. J. Jacob, A. J. Turner, J. D. Maasakkers, J. Sheng // Atmospheric Chemistry and Physics. – 2016. – № 16 (22). – Р. 14371–14396. 7. Бирюков, А. Б. Математическая модель выгорания пылеугольного топлива в топке энергетического котла / А. Б. Бирюков, В. А. Семергей // Вестник Донецкого национального технического университета. – 2017. – № 1 (7). – С. 32–37. 8. Бирюков, А. Б. Двухконтурная энергогенерирующая станция с изменяемыми параметрами рабочего тела второго контура / А. Б. Бирюков, П. А. Гнитиѐв, В. В. Варакута // Вестник Донецкого национального университета. – 2019. – № 4. – С. 66–78. 9. Сорока, Е. А. Экспериментальные исследования теплового состояния трансформаторной подстанции типа ТВШП-630/6 / Е. А. Сорока, И. Я. Чернов, В. М. Грушко // Взрывозащищенное электрооборудование: сборник научных трудов УкрНИИВЭ. – Донецк : АИР, 2012. – С. 59–67. 10. Правила безопасности в угольных шахтах : (НПАОП 10.0-1.01-10) : издание официальное : утверждены Приказом Государственного комитета Украины по промышленной безопасности, охране труда и горного надзора от 22.03.2010 № 62. – Киев, 2010. – 185 с. 11. Санитарные правила и нормы «Предприятия угольной промышленности» : (ДСП 3.3.1.095-2002) : издание официальное : утверждены Приказом Министерства охраны здоровья Украины от 31.12.2002 № 468 : введены в действие 01.08.2003. – Киев, 2003. – 22 с. 12. Tikhonova, O. The Modeling and the Calculation of the Subexciter with Permanent Magnets by Dint of «ANSYS Maxwell». – Текст: электронный / О. Tikhonova, I. Malygin, A. Plastun // 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2016-Proceedings, 19 мая 2016–20 мая 2016. – Chelyabinsk, Российская Федерация : Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc, 2016. – URL: https://science.urfu.ru/ru/publications/the-modeling-and-the-calculation-of-the-subexciter-with-permanent .
А. Б. Бирюков, В. В. Варакута, П. А. Гнитиѐв ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк Комплексный анализ вредных выбросов при угледобыче Выполнен анализ всех источников загрязняющих веществ и низкопотенциального теплового загрязнения, возникающих при угледобыче. Анализ процессов образования вредных выбросов проводился для условий шахт им. А. Ф. Засядько (г. Донецк). Количество потребляемого кислорода и вредных загрязняющих веществ, образующихся при выработке электроэнергии (углекислого газа, водяных паров, золы) определялось по известным методикам расчета продуктов сгорания при выработке электроэнергии на ТЭС при сжигании антрацита с низшей теплотой сгорания – 22 МДж/кг. Количество вредных выбросов (метана, угольной пыли, низкопотенциальной теплоты шахтных вод и отработанного рудничного воздуха), образующихся при угледобыче, определялось на основании упрощенных расчетных зависимостей для типовых параметров силового и энергетического оборудования, а также с учетом известных характеристик процессов образования загрязняющих веществ при подземной добыче угля с глубиной разработки более 800 м. 3 Установлено, что на шахте на тонну добытого угля образовывается VСО 806 м / т углекислого газа (с учетом выбросов метана, приведенных к выбросам углекислого газа), 59,63 м3/т водяных паров, 9,14 кг/т золы, 90 кг/т выбросов угольной пыли. Низкопотенциальное тепловое загрязнение составляет 1437,7 МДж/т. Значительная часть этих выбросов образовывается на ТЭС при выработке электроэнергии, необходимой для обеспечения угледобычи. Обосновано, что часть вредных выбросов, образующихся на шахте в процессе угледобычи, представляет собой возобновляемые источники энергии (низкопотенциальная теплота шахтных вод, низкопотенциальная теплота отработанного рудничного воздуха). Эти энергетические потоки могут быть трансформированы непосредственно на шахте и возвращены в хозяйственный оборот предприятия в виде электроэнергии. Утилизация и трансформация в электроэнергию вторичных энергоресурсов и возобновляемых источников энергии приведет к значительному суммарному сокращению вредных выбросов не только на шахте, но и на ТЭС. Экспериментально проанализирована техногенная составляющая низкопотенциального тепловыделения в виде теплопотерь электрических машин. Установлены эмпирические характеристики, описывающие зависимость теплопотерь типовых электрических машин нового поколения от нагрузки. УГОЛЬНАЯ ШАХТА, ПОДЗЕМНАЯ ДОБЫЧА, ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ, ДЕГАЗАЦИОННЫЙ МЕТАН, ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ И НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ТЕПЛОТА 2
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
58 А. B. Biriukov, V. V. Varakuta, P. А. Gnitiev Donetsk National Technical University, Donetsk Complex Analyses of Harmful Emissions at Coal Mining The analysis of all pollutant sources and low-potential thermal pollution arising at coal mining is carried out. The analysis of harmful emissions formation for conditions of A. F. Zasyadko mines (Donetsk) was carried out. The amount of consumed oxygen and harmful pollutants formed during the generation of electric power (carbon dioxide, water vapor, ash) was determined according to the known methods of calculating the combustion products in the production of electricity at thermal power plants when burning anthracite with a lowest heat value of 22 MJ / kg. The amount of harmful emissions (methane, coal dust, low-potential heat of mine water and spent mine air) formed at coal mining was determined on the basis of simplified calculated dependencies for typical parameters of power and energy equipment, as well as taking into account the known characteristics of the pollutant formation processes at deep coal mining with a depth of more than 800 m. It is established that at a mine VСО 806 м3 / т of carbon dioxide per a ton of coal mined (taking into account methane emissions reduced to carbon dioxide emissions), 59.63 m3 / t of water vapor, 9.14 kg / t of ash, 90 kg / t of coal dust emissions are produced. Low-potential thermal pollution is 1437.7 MJ / t. A significant part of these emissions is generated at thermal power plants during the generation of electricity required for coal mining. It is substantiated that part of harmful emissions formed during the coal mining process is renewable energy sources (low potential heat of mine waters, low potential heat of spent mine air). These energy flows can be transformed directly at the mine and returned to the economic turnover of the enterprise in the form of electricity. The utilization and transformation of secondary energy resources and renewable energy sources into electricity will lead to a significant total reduction of harmful emissions not only at the mine, but also at thermal power plants. The technogenic component of low-potential heat generation in the form of heat losses of electrical machines is experimentally analyzed. Empirical characteristics describing the dependence of heat losses of typical electric machines of the new generation on the load are established. COAL MINE, DEEP MINING, ENVIRONMENT PROTECTION, CARBON DIOXIDE, DECONTAMINATION METHANE, RENEWABLE AND LOW-POTENTIAL HEAT 2
Сведения об авторах: А. Б. Бирюков SPIN-код: 3186-0680 ORCID: 0000-0002-8146-2017 SCOPUS: 7006918782 Телефон: +38 (071) 405-89-73 Эл. почта: birukov.ttf@gmail.com В. В. Варакута Эл. почта: varakutaviktor@ukr.net
П. А. Гнитиѐв SPIN-код: ORCID: SCOPUS: Телефон: Эл. почта:
1943-4196 0000-0001-9266-7969 56916104300 +38 (071) 321-50-15 paul.gnitiev@mail.ru
Статья поступила 02.07.2019 © А. Б. Бирюков, В. В. Варакута, П. А. Гнитиѐв, 2019 Рецензент: С. П. Высоцкий, д-р техн. наук, проф., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
59 УДК 504.5:631.4 С. П. Высоцкий, д-р техн. наук1, О. В. Фрунзе2 1 – ГОУВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка, 2 – ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк ФИТОРЕАБИЛИТАЦИЯ БЛИЗЛЕЖАЩИХ К АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАССАМ ТЕРРИТОРИЙ Загрязнение придорожной почвы соединениями свинца приводит к его распространению по прилегающим территориям сельскохозяйственных угодий, поступает в растения и дальше по пищевой цепочке оказывает токсическое действие на животных и людей. Защита территорий от токсического действия тяжелых металлов может осуществляться с использованием растений – фитосорбентов. Одним из таких растений является клещевина. Изучена степень сорбции свинца в побегах, бобах и корнях клещевины. Ключевые слова: фитореабилитация, свинец, побеги растения, корни, клещевина, граница распространения
Введение Урбанизация территорий и увеличение количества промышленных предприятий привела к интенсификации загрязнения почв на прилегающих территориях. Основные виды загрязнений зависят от типа производств, размещенных на близлежащих территориях [1]. Важнейшим компонентом биосферы планеты является почва. В почвенном покрове Земли происходит аккумулирование органических веществ, а также различных химических элементов. Почва выполняет роль биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора многих загрязнителей. В результате многофункциональных особенностей почвы происходит произрастание растений и совместно с окислительными процессами восстановление свойств атмосферного воздуха. Во избежание нарушения функционирования биосферы необходимо поддержание биохимического равновесия в почвенном покрове, подвергнувшемуся воздействию антропогенной деятельности. Почвенный слой подвергается влиянию химических и биологических загрязнителей. Химические загрязнители представляют собой вредные примеси, поступающие в почву в результате воздействия загрязнений в осадках и атмосфере. Примеси могут иметь как неорганическое происхождение: кислоты, щелочи, тяжелые металлы, минеральные соли, частицы глинистых веществ, так и органическое: нефть и нефтепродукты, органические останки, поверхностно-активные вещества, пестициды и т. д. Одними из токсичных загрязнений являются соединения металлов. При выращивании на загрязненных территориях фруктовых деревьев и овощных культур загрязнители по биологической цепочке попадают в организм человека. Поскольку многие соединения металлов обладают каталитическими свойствами, то это приводит к непредсказуемым изменениям в человеческом организме [2]. Сами соединения металлов также изменяют функционирование отдельных систем человеческого организма. Так, существуют данные о вредном воздействии соединений металлов на селезенку, которая является важным органом, обеспечивающим защиту иммунной системы человека [3, 4]. К сожалению, перечень вредных воздействий не ограничивается воздействием только на этот орган. Учитывая изложенные факторы, возникает проблема детоксикации или реабилитации загрязненных территорий. Одним из приоритетных направлений является применение биореабилитации. Биореабилитация представляет собой высевание на загрязненных территориях специальных культур (фитосорбентов), которые обладают способностью избирательно сорбировать те или иные соединения металлов. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
60 Целью исследования является оценка эффективности фитосорбента по соединениям свинца и определение емкости его поглощения, степени сорбции в отдельных элементах растения и оценка рекомендуемой площади выращивания растения для фитореабилитации. Изложение основного материала исследований Применение биореабилитации является экологически чистой технологией, так как при этом отсутствуют затраты реагентов, использование которых приводит к вторичному загрязнению окружающей среды. При выборе фитокультур очевидно идеальным решением является применение таких культур, которые имеют минимальный вегетативный период, высокую емкость поглощения и прочно связывают загрязнения. Последнее требование подразумевает отсутствие вымывания и десорбции связанных загрязнений под воздействием атмосферных осадков. Кроме этого, биореабилитация должна включать сбор биомассы после определенного вегетационного периода, ее подсушивание (торрефикацию) и сжигание. При выполнении операции сжигания желательно, чтобы торрефицированная масса обладала относительно высокой теплотворной способностью. В этом случае при сжигании биомассы в промышленных котельных, кроме использования тепла, выделяемого в процессе сжигания, обеспечивается концентрирование токсических компонентов в золе. Зола утилизируется в металлургическом процессе. Для улавливания золы из продуктов сжигания – дымовых газов, применяются отработанные в мировой и отечественной практике решения, например очистка газовых выбросов в электрофильтрах. Учитывая то, что продукты сжигания содержат значительное количество соединений металлов, это обеспечивает снижение удельного сопротивления дымовых газов и, соответственно, увеличение эффективности процессов очистки газов от загрязнителей. Одним из распространенных загрязнителей в придорожных территориях в результате воздействия выбросов потоков автомобильного транспорта является свинец. Соединения свинца выбрасываются с отработанными газами при работе двигателей автомобилей на этилированном бензине. Существует практика добавки соединений свинца в качестве антидетонирующей добавки к этилированному бензину марки А-80 в количестве 0,17 мг/кг и марки АИ-92 – в количестве 0,37 г/кг. Около 20 % общего количества свинца распространяется с выхлопными газами двигателей автомобилей, из которых 80 % оседает в виде твердых частиц размером до 25 мкм на придорожную поверхность почвы. Предельно допустимая концентрация свинца в почве составляет 32 мг/кг. В соответствии с санитарными нормами Российской Федерации допустимое увеличение концентрации свинца в почве по сравнению с естественным фоном не должно превышать 20 мг/кг. Свинец может выщелачиваться из почвенного слоя под воздействием осадков, что приводит к загрязнению грунтовых вод и близлежащих сельскохозяйственных угодий [5]. Авторы выполнили исследование процесса реабилитации почвы с использованием поглощения свинца клещевиной или рицинником (Ricinus communis). Процесс поглощения изучался в условиях гидропоники при вегетации растений в течение 40 дней при различных концентрациях соединений свинца в растворе. Бобы клещевины взвешивались, после чего сжигались в муфельной печи. Учитывая сложность равномерного распределения соединений свинца в почве, а также непостоянство состава почвы, для изучения влияния концентрации свинца на его аккумулирование, исследования проводились с применением циркуляции раствора сульфата свинца соответствующей концентрации. Корни растения размещались в мелком щебне. Циркуляция раствора осуществлялась только в дневное время в течение 8 часов. Для определения концентрации свинца в побегах, бобах и корнях растений пробы превращались в золу в муфельной печи при температуре 850–900 °С. Зола обрабатывалась азотной кислотой. Раствор анализировался на содержание свинца путем колориметрического определения дитизоната свинца, окрашенного в красный цвет [6]. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
61 Обработка экспериментальных данных показала, что степень сорбции свинца в зернах клещевины описывается уравнением Вагелера – Ленгмюра [4]. На рисунке 1 показана линеаризированная зависимость содержания свинца в побегах растения от содержания свинца в растворе. Аналитическое выражение зависимости имеет вид: 1, 20 Pbп , мг/кг, Pbр 0, 22 Pb
(1)
гп
где Pbр – содержание свинца в побегах клещевины, мг/кг; Pbп – содержание свинца в растворе, мкмоль/дм3;
Pbгп – содержание свинца в гидропоническом растворе, мкмоль/дм3.
Рисунок 1 – Зависимость степени сорбции свинца побегами растений от его концентрации в гидропоническом растворе Представляло интерес распределение концентраций в бобах растения и в корнях. Измерения показали, что бобы и корни обладают существенно большей аккумулирующей способностью по сравнению с побегами. На рисунке 2 представлена аналитическая зависимость преобразованной концентрации свинца в бобах и корнях растения клещевины в зависимости от концентрации в гидропоническом растворе. Зависимость имеет вид: для бобов растения: C ln m 1 1,63 2,34 Cгп , C
где Cm – концентрация свинца в растительном материале, мг/кг; ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
(2)
62 C – общая концентрация свинца, мг/кг; Cгп – концентрация свинца в гидропоническом растворе, мкмоль/дм 3;
для корней растения: C ln m 1 2,17 2,17 102 Cгп . C
(3)
C ln m 1 C
Cгп , мкмоль/дм 3 Рисунок 2 – Зависимость концентрирования свинца в бобах (1) и корнях (2) клещевины от концентрации свинца в гидропоническом растворе В корневой системе клещевины происходит самое большое накопление соединений свинца. Обработка данных, полученных в работах [5, 7], показала, что распределение соединений свинца в почве вблизи от автомобильных магистралей подчиняется экспоненциальной зависимости обратно пропорциональной расстоянию от кромки дороги (рисунок 3).
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
63
D, мг/кг
1 1 ,м L
Рисунок 3 – Зависимость концентрации свинца в почве от расстояния от кромки дороги Экспериментальная зависимость описывается следующими уравнениями:
ln D 34
1 1,1 ; L
34 D 3exp , мг/кг, L
(4) (5)
где D – концентрация свинца на расстоянии L от кромки дороги, мг/кг; L – расстояние от кромки дороги, м. Эти данные показывают, что ширина высева клещевины должна составлять до 5 м от кромки автомобильной дороги. Выводы 1. Реабилитация территорий, прилегающих к автомобильным дорогам, может быть реализована за счет высеивания клещевины. 2. Клещевина обладает гипераккумулирующей способностью по соединениям свинца. 3. Концентрация свинца в корнях клещевины, как растения – аккумулятора загрязнений, примерно в 5 раз превышает концентрацию в побегах. 4. Зависимость концентрации свинца в побегах клещевины от концентрации в растворе при гидропоническом выращивании клещевины подчиняется закону Вагелера – Ленгмюра. 5. Распределение концентрации свинца между бобами и корнями растения и концентрацией свинца в растворе описывается логистической зависимостью. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
64 6. Выведены аналитические зависимости степени концентрирования свинца в бобах и побегах клещевины в зависимости от концентрации в растворе при гидропоническом выращивании клещевины. 7. Территорию выращивания фитосорбентов целесообразно ограничить расстоянием по 2,5 м от кромки автотрассы. Список литературы 1. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы : (ГН 2.1.7.2041–06) : издание официальное : утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 19 января 2006 г. : введены в действие 23.01.2006. – Москва : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. – 15 с. – ISBN 5-7508-0599-9. 2. Ливанов, П. А. Свинцовая опасность и здоровье человека / П. А. Ливанов // Рос. Сем. Врач. – 1999. – № 2. – С. 18–26. 3. Водяницкий, Ю. Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах / Ю. Н. Водяницкий. – Москва : ГНУ Почвенный институт им. В. В. Докучаева Россельхозакадемии, 2009. – 95 с. 4. Жовинский, Э. Я. Геохимия тяжелых металлов в почвах Украины : монография / Э. Я. Жовинский, И. В. Кураева. – Киев : Наукова думка. – 2002. – 213 с. 5. Кузьмин, С. И. Оценка экологического состояния почв в придорожных полосах автомагистралей (на примере Минской области) / С. И. Кузьмин, В. М. Феденя, А. В. Рудь // Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых : материалы научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика К. И. Лукашева, 14–16 марта 2006 г. – Минск : БГУ, 2007. – С. 127–129. 6. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды / Л. А. Кульский, И. Т. Гороновский, А. М. Когановский, М. А. Шевченко. – Киев : Наукова думка, 1980. – 1206 с. 7. Ахметова, Г. В. Загрязнение свинцом почв различных категорий землепользования на территории города Петрозаводска / Г. В. Ахметова, С. Г. Новиков // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 1. – С. 333.
С. П. Высоцкий1, О. В. Фрунзе2 1 – ГОУВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка, 2 – ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк Фитореабилитация близлежащих к автомобильным трассам территорий Донбасс отличается высокой антропогенной нагрузкой на окружающую среду. Это обусловлено наличием большого количества промышленных предприятий энергетической, металлургической и химической отраслей промышленности, а также высокой интенсивностью транспортных потоков. Последние вызывают интенсивное загрязнение почвы соединениями тяжелых металлов возле магистралей автомобильного транспорта. Наиболее токсичным загрязнителем почв является свинец. Поступление его в окружающую среду обусловлено существующей отечественной практикой повышения детонационных свойств бензинов за счет присадки тетраэтилсвинца. При загрязнении придорожной почвы соединениями свинца он распространяется по прилегающим территориям сельскохозяйственных угодий, поступает в растения и дальше по пищевой цепочке оказывает токсическое действие на животных и людей. Защита территорий от токсического действия тяжелых металлов может осуществляться с использованием растений – фитосорбентов. Одним из таких растений является клещевина. Изучена степень сорбции свинца в побегах, бобах и корнях клещевины. Выведены аналитические зависимости степени сорбции в зависимости от концентрации свинца в гидропоническом растворе. Показано, что наиболее интенсивное накопление соединений свинца происходит в корнях растения, на втором месте по интенсивности концентрирования свинца находятся бобы и на третьем – побеги растения. Оригинально решена задача определения интенсивности сорбции за счет использования гидропоники. Это позволило обеспечить относительное постоянство концентрации загрязнителя – свинца в исследуемых пробах. Для определения площади территории, прилегающей к автомобильной трассе и подлежащей детоксикации, определены границы зоны распространения загрязнителей. ФИТОРЕАБИЛИТАЦИЯ, СВИНЕЦ, ПОБЕГИ РАСТЕНИЯ, КОРНИ, КЛЕЩЕВИНА, ГРАНИЦА РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
65 S. P. Vysotskiy1, О. V. Frunze2 1 – Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeyevka, 2 – Donetsk National Technical University, Donetsk Phytorehabilitation of Territories nearby to Highways Donbass has a high anthropogenic load on the environment This is due to the presence of a large number of industrial enterprises in the energy, metallurgical and chemical industries, as well as high traffic intensity. The latter cause intensive soil pollution with heavy metal compounds near highways of auto transport. The most toxic soil pollutant is lead. Its release into the environment is due to the existing domestic practice of increasing the detonation properties of gasolines due to the addition of tetraethyl lead. When roadside soil is polluted with lead compounds, it spreads over the adjacent areas of agricultural land, enters the plants and further along the food chain has a toxic effect on animals and people. Protection of territories from the toxic effects of heavy metals can be carried out using plant phytosorbents. One of these plants is castor oil plant. The degree of lead sorption in shoots, beans and roots of the castor oil plant is studied. Analytical dependences of the sorption degree depending on the concentration of lead in the hydroponic solution are derived. It is shown that the most intense accumulation of lead compounds occurs in the roots of the plant, in the second place in the intensity of lead concentration are beans and in the third place are the shoots of the plant. The problem of determining the intensity of sorption due to the use of hydroponics is originally solved. This made it possible to ensure the relative concentration constancy of the lead pollutant in the samples studied. To identify the area adjacent to the highway and subject to detoxification, the boundaries of the pollutant distribution area are determined. PHYTOREHABILITATION, LEAD, PLANT SHOOTS, ROOTS, CASTOR OIL PLANT, BOUNDARIES OF DISTRIBUTION AREA Сведения об авторах: С. П. Высоцкий SPIN-код: Scopus Author ID: ORCID ID: Телефон: Эл. почта: О. В. Фрунзе Телефон: Эл. почта:
7497-0100 7004891012 0000-0002-2988-7245 +38 (071) 391-35-97 sp.vysotsky@gmail.com +38 (071) 394-18-25 hromyh82@mail.ru Статья поступила 26.06.2019 © С. П. Высоцкий, О. В. Фрунзе, 2019 Рецензент: М. В. Коновальчик, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
66 УДК 628.1 С. П. Высоцкий, д-р техн. наук1, Н. В. Цветкова2 1 – ГОУВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка, 2 – Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ОСМОСА Система опреснения воды методом обратного осмоса требует непрерывной подачи энергии, что достигается с помощью применения фотоэлектрических преобразователей. Однако данный метод носит прерывистый характер. Потребление энергии установкой обратного осмоса зависит от расхода чистой воды (пермиата) и давления в системе, которые необходимо настраивать в соответствии с максимальной мощностью, обеспечиваемой фотоэлектрическими матрицами. Предлагаются новые параметры настройки системы обратного осмоса путем изменения положения клапана на стороне рассола. Ключевые слова: система обратного осмоса, максимальная мощность, опреснение воды, возобновляемая энергия, фотоэлектрическая батарея
Введение Дефицит пресной воды вызывает необходимость исследований и разработок в области опреснения морской и солоноватой воды на основе возобновляемых источников энергии [1]. Для корректной работы опреснительной установки обратного осмоса (ОО) необходимо поддержание соответствующих заданных значений работы оборудования, а также необходимо найти такой режим его работы, при котором обеспечивается снижение энергопотребления опреснительной установки ОО при изменчивости минерализации питательной воды и входной мощности фотоэлектрического преобразователя. Фотоэлектрический обратный осмос (ФОО) считается одним из наиболее перспективных методов обессоливания воды с использованием возобновляемых источников энергии. В процессе обработки воды методом ОО исходная вода под давлением протекает через мембрану, в результате чего происходит отделение растворенного вещества от солевого раствора. Для повышения эффективности использования системы фотоэлектрического обратного осмоса применяются различные алгоритмы. На сегодняшний день проявляется интерес к интеграции в процесс обратного осмоса фотоэлектрических преобразователей, что позволит минимизировать воздействие на окружающую среду, повысить эффективность процесса, а также снизит удельное энергопотребление. Цель исследования: оптимизация системы управления установкой обратного осмоса с использованием в качестве источника питания фотоэлектрического преобразователя. Изложение основного материала Система обратного осмоса с использованием источника питания в виде фотоэлектрического преобразователя состоит из блока генерации энергии и блока опреснения. Фотоэлектрический блок состоит из панелей, на которых при воздействии солнечного излучения вырабатывается электрический ток. Система опреснения методом ОО состоит из насоса высокого давления, мембранного блока и клапана регулирования давления на стороне рассола (ретентата). Раствор под давлением подается на мембрану, где происходит разделение потока на чистую воду (пермиат) и ретентат. Клапан на стороне ретентата используется для регулирования количества сбрасываемого ретентата и для управления давления в контуре ретентата. На рисунке 1 представлена схема обратного осмоса с применением фотоэлектрических ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
67 преобразователей. Электрическая энергия, производимая фотоэлектрической панелью, является функцией инсоляции и температуры модуля.
Рисунок 1 – Компоненты обратноосмотической системы обессоливания воды с использованием источника питания – фотоэлектрического преобразователя Предполагается, что система обратного осмоса с использованием источника питания в виде фотоэлектрического преобразователя работает непосредственно от панели фотоэлектрических батарей (ФБ), а скорость потока ретентата контролируется клапаном. Система обратноосмотического обессоливания воды представлена на рисунке 2, где P 0, Q0 и С0, входное давление, расход и концентрация соли. Давление позволяет увеличить скорость потока пермиата, проходящего через мембрану. Повышение давления на стороне ретентата обозначается Pр, расход и концентрация ретентата – Qр и Ср, расход пермиата Qп и его концентрация Сп. Осмотическое давление является функцией температуры и концентрации соли в исходной воде [2, 3].
Рисунок 2 – Система обратноосмотического обессоливания воды Рассмотрим изменение давления и расхода ретентата за счет изменения положений клапана: Изменение давления в сосуде высокого давления, обратноосмотическом элементе, имеет следующий вид: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
68
Р р Р0 DРм ,
(1)
где DРм – падение давления вдоль мембраны. Расход ретентата определяется как:
Pp Pатм ,
Q p Kv
(2)
где – степень открытия клапана по шкале от 0 до 1; Kv – коэффициент расхода ретентата через регулирующий клапан; Pатм – атмосферное давление. Рассмотрим уравнения процессов в обратноосмотическом модуле: Массовый баланс расходов воды через мембраны определяется по выражению:
r0Q0 rpQp rпQп .
(3)
Пренебрегая изменением плотности воды, упрощаем уравнение (3): Q0 Qp Qп .
(4)
Уравнение солевого баланса имеет вид:
Q0C0 Qp C p QпCп .
(5)
Из (4) и (5) Qп Q p
C p C0 C0 Cп
.
(6)
Мембранная водопроницаемость:
Qп P p Kv Am ,
(7)
P 0,5 (P0 Pp ) Pп ,
где
0,5 0 p п 0,5 C0 C p Cп N кг / мг Па·кг/мг. , Па 300
75,85
и
Подставляя (6) в (7), получаем:
Cp
C0 Cп Kv Am P C0 2Cп Q pC0
2
Q p C0 Cп K v Am 2
.
(8)
Проницаемость мембраны определяется как:
QпCп C Cп Kv Am ,
(9)
где Am – площадь мембраны, C
Q0C0 QпCп . Qп C0
Тогда из (5) запишем (10) как: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
(10)
69 C
2Q p C p QпCп Qп 2Q p
.
(11)
Уравнение (9) запишем в виде: f Cп QпCп C Cп Kv Am 0 .
(12)
Уравнение (12) решим для Сп с использованием метода деления пополам в интервале [0; 0,95 С0], где Qп заменено уравнением (6), а Ср – уравнением (8). Далее, Ср находим из (8), Qп из (5) и Q0 из (3). Уравнение для двигателя привода насоса имеет следующий вид: Mk
I Im 0 , Kt
(13)
где Mk – крутящий момент, Н/м; I – ток трения; Im0 – ток двигателя; Kt – постоянная крутящего момента, А/Н·м. Угловая скорость двигателя представлена следующим образом:
V Rmo Km ,
(14)
где ω – угловая скорость; V – напряжение двигателя, Rmo – сопротивление двигателя, Ом; Km – постоянная скорости двигателя, об/об. Основные показатели работы насоса подачи обессоливаемой воды имеют следующие значения:
D , (15) 2 где D – рабочий объем насоса за оборот. Гидравлическое давление на входе воды в обратноосмотическую установку в Па можно найти, используя следующее отношение: 2 N P0 Pm , (16) D Q0
где η – КПД насоса. Рассмотрим модель работы фотоэлектрической батареи в соответствии с [4]: V IRs V IRs , I I c I 0 e Vt 1 Rsh
где I – ток элемента, А; Iс – ток, генерируемый в результате солнечной инсоляции, А; I0 – ток насыщения, А; V – напряжение элемента, В; Rs – внутреннее сопротивление источника преобразования светового потока, Ом; – коэффициент качества преобразования; Rsh – сопротивление шунта, Ом; Vt – тепловое напряжение, которое определяется следующим образом: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
(17)
70
Vt
N s kT , q
(18)
где Ns – количество элементов, соединенных последовательно; k – постоянная Больцмана (1,38·10–23 Дж/К); T – температура окружающей среды, К; q – электронный заряд (1,6·10–19 C); Приведенные выше соотношения представляют собой набор нелинейных уравнений, которые решаются в MATLAB. В данном случае использован новый подход к определению максимальной мощности фотоэлектрического преобразователя путем изменения положения регулирующего клапана. Уравнение (12) показывает, что открытие клапана вызывает изменение объемного расхода рассола. Кроме того, объемы и массы должны быть сбалансированы – это оказывает непосредственное влияние на поток питательной воды, который связан с производительностью насоса (17). Также производительность насоса зависит от угловой скорости двигателя (17), которая связана с входным напряжением и током, поступающим от фотоэлектрического преобразователя (16). Поскольку открытие клапана зависит от напряжения и тока фотоэлектрического преобразователя, изменение положения клапана также влияет на входную мощность, поступающую на двигатель [5, 6]. Вышеперечисленные уравнения запрограммированы в MATLAB для моделирования системы. Температура питающей воды – 27 °С, солесодержание – 5000 ppm, другие параметры фотоэлектрической батареи, двигателя и насоса: αVt = 1,5 В, I0 = 2,5·10–6 A, Rs = 1,911·10–5 Ω, Rsh = 1296 Ω, Kt = 6,252 (A/Nm), Km = 5,5 (rev/Vs), Imo = 0,65 A, Rmo = 0,1546 Ω, D = 2,6·10–6 m3/rev, Kp = 2,0·10–8, Pатм = 101 кПа, Ks = 1,9481·10–8 (m3/m2сек). На рисунке 3 показаны результаты регулирования, при изменении положения клапана от 10 % до 80 %. Изменение положения клапана рассола влияет на нагрузку насоса двигателя. На рисунке 3 показана кривая фотоэлектрического преобразователя и кривые нагрузки для двух разных положений клапана (U = 0,1 (10 % открыто) и U = 0,8 (80 % открыто)). Когда клапан закрывается, давление в системе возрастает, и линия нагрузки становится круче, демонстрируя большее потребление энергии от фотоэлектрического преобразователя. Если линия нагрузки проходит через точку максимальной мощности на кривой, то максимальная мощность извлекается из массива фотоэлектрических элементов, и эту точку можно отследить, изменив степень открытия клапана. Работа системы моделировалась в режиме времени с 6:00 до 18:00, ток и напряжение измерялись каждые 15 минут, при этом контролировалось изменение мощности.
Рисунок 3 – Кривая нагрузки для разных положений клапана ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
71 На рисунке 4 показана мощность, доставляемая фотоэлектрическим устройством, по сравнению с потребляемой мощностью. При малой мощности клапан не будет работать, пока давление в мембране не превысит осмотическое. На рисунках 5 (а) и (б) показано давление подачи и расход пермеата. Общий расход воды составил около 324 дм 3/сут.
Рисунок 4 – Мощность, доставляемая фотоэлектрическим устройством
(а)
(б)
Рисунок 5 – (а) – изменение давления подачи (Па), (б) – расход пермеата в дм3/мин Производительность предлагаемой системы можно сравнить с системой обратного осмоса с питанием от аккумуляторных батарей, в которых солнечная энергия используется для их подзарядки в течение дня. В рассмотренной системе установка обратного осмоса работает непосредственно от аккумулятора при постоянном напряжении 24 В (± 2 В). В этом случае клапан ретентата удерживается в фиксированном положении (0,5) при КПД системы ОО 97 %, а КПД батареи предполагается равным 85 %. Общая энергия, которая подводится к аккумуляторной батарее, рассчитывается следующим образом: Общая энергия излучения Es = 6,76 кВтч/м2. Энергия, получаемая от фотоэлектрической батареи = Es·S·f (площадь панели)·(эффективность панели) = (6,76)·(1,25)·(0,16) = 1,352 кВт/ч. Во время работы ОO при постоянном напряжении 24 В ток батареи составляет около 17 А, а расход пермеата – 1,727 дм3/мин. Общее количество опресненной воды зависит от эффективности батареи. Например, при КПД батареи 0,85, общее время работы составит около 169 минут, а общее количество произведенного пермиата Qобщ = 292 дм3/сут, что меньше объема воды, производимой предлагаемой системой без батареи. Фактически, чтобы производить одинаковое количество воды в день, эффективность батареи должна составлять не менее 94 %. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
72 Выводы Дефицит пресной воды в некоторых регионах и их удаленность от традиционных источников энергоснабжения вызывает необходимость использования систем очистки воды в установках обратного осмоса с их питанием от фотоэлектрических преобразователей. Рассмотрены параметры регулирования производительности обратноосмотической установки за счет изменения положения клапана на потоке ретентата. Определен вклад отдельных элементов системы «фотоэлектрический преобразователь – обратноосмотический элемент» в основные показатели работы оборудования: производительность установки по пермиату, вольт-амперные характеристики фотоэлектрического преобразователя и аккумулятора электрической энергии. Нелинейный характер системы регулирования по положению клапана на потоке ретентата и ответных реакций фотоэлектрического преобразователя показывает, что для устойчивой работы установки также требуется применение аккумулирования энергии. Приведены расчеты показателей работы системы в зависимости от времени суток. Показано что максимальная производительность обратноосмотической установки при ее питании от фотоэлектрических преобразователей имеет место в промежуток времени с 6:00 до 18:00. Список литературы 1. Minimizing Energy Consumption in Reverse Osmosis Membrane Desalination Using Optimization-based Control / A. R. Bartmana [et al.] // Journal of Process Control. – 2010. – 20 (10). – Р. 1261 – 1269. 2. Al-Karaghouli, A. Renewable Energy Technical and Economic Assessment of Photovoltaic-driven Desalination Systems / А. Al-Karaghouli, D. Renne and L. L. Kazmerski. – 2010. – Vol. 35. 3. Buros, O. K. The ABCs of Desalting / O. K. Buros. – International Desalination Association. – Topsfield, Massachusetts, USA, 2000. 4. Thomson, A. M. Reverse-osmosis Desalination of Seawater Powered by Photovoltaics without Batteries : A Doctoral Thesis / А. М. Thomson. – Loughborough University, 2003. – Р. 41. 5. Control Method of A Photovoltaic Powered Reverse Osmosis Plant without Batteries Based on Maximum Power Point Tracking / P. C. M de Capvalho [et al.] // IEEE/PES Transmission & Distribution Conference & Exposition. – Latin America, 2004. 6. Guide To Interpreting I-V Curve Measurements of PV Arrays. – Solmetric Corporation. – March. – 2011.
С. П. Высоцкий1, Н. В. Цветкова2 1 – ГОУВПО Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка, 2 – Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Опреснение воды методом обратного осмоса Дефицит пресной воды в некоторых регионах и их удаленность от традиционных источников энергоснабжения вызывает необходимость использования систем очистки воды в установках обратного осмоса с их питанием от фотоэлектрических преобразователей. При этом возникают задачи выбора необходимой мощности фотоэлектрических преобразователей и емкости аккумуляторных батарей. Необходимость установки последних обусловлена отсутствием электрической энергии в ночное время, а также изменением величины инсоляции при изменении погодных условий. Рассмотрены параметры регулирования производительности обратноосмотической установки за счет изменения положения клапана на потоки ретентата. Определен вклад отдельных элементов системы «фотоэлектрический преобразователь – обратноосмотический элемент» в основные показатели работы оборудования: производительность установки по пермиату, вольт-амперные характеристики фотоэлектрического преобразователя и аккумулятора электрической энергии. Нелинейный характер системы регулирования по положению клапана на потоке ретентата и ответных реакций фотоэлектрического преобразователя показывает, что для устойчивой работы также требуется применение аккумулирования энергии. Приведены расчеты показателей работы системы в зависимости от времени суток. Показано что максимальная производительность обратноосмотической установки при ее питании от фотоэлектрических преобразователей имеет место в промежуток времени с 6:00 до 18:00. СИСТЕМА ОБРАТНОГО ОСМОСА, МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ, ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ, ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ БАТАРЕЯ ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
73 S. P. Vysotskiy1, N. V. Tsvetkova2 1 – Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeyevka, 2 – Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka Water Desalination by Reverse Osmosis Method Sweet water shortage in some regions and their remoteness form traditional sources of energy supply causes the necessity to use water cleaning system in reverse osmosis plants with the power from photoelectric converters. This raises the problem of selecting the necessary power of photoelectric converters and capacity of storage battery. The need to install the latter is caused by the lack of electrical energy at night, as well as by change in insolation value when weather conditions change. Parameters of performance regulation of the reverse osmosis plant by changing the position of the valve on the retentate flows are considered. The contribution of individual elements of the «photoelectric converter – reverse osmosis element» system to the main indicators of the equipment operation: permeate plant capacity, volt-ampere characteristics of the photoelectric converter and energy storage device is determined. Nonlinear nature of the valve control system on the retentate system and photoelectric converter response shows that steady operation also requires the use of electric power storage. Calculations of system performance indicators depending on the time of the day are given. It is shown that maximum performance of the reverse osmosis plant powered by photoelectric converters takes place in the period from 6:00 to 18:00. REVERSE OSMOSIS SYSTEM, MAXIMAL POWER OF WATER DESALINATION, RENEWABLE ENERGY, PHOTOVOLTAIC ARRAY Сведения об авторах: С. П. Высоцкий SPIN-код: Scopus Author ID: ORCID ID: Телефон: Эл. почта: Н. В. Цветкова Телефон: Эл. почта:
7497-0100 7004891012 0000-0002-2988-7245 +38 (071) 391-35-97 sp.vysotsky@gmail.com +38 (071) 443-42-70 zvetko96@mail.ru Статья поступила 08.04.2019 © С. П. Высоцкий, Н. В. Цветкова, 2019 Рецензент: М. В. Коновальчик, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
74 УДК 628.1 М. В. Коновальчик, канд. техн. наук, Н. В. Цветкова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ ЗА СЧЕТ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕМБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОДОПОДГОТОВКИ Рассмотрена и решена проблема усовершенствования работы замкнутого цикла водоснабжения, посредством модернизации технологической схемы мембранной водоподготовки (обратноосмотической установки) за счет изменения конфигурации включения мембранных аппаратов и применения других типов мембран, позволяющая снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду. Предложено внедрение мембранного концентратора в схему водоподготовки замкнутого цикла предприятия. Ключевые слова: оборотный цикл водоснабжения, схема водоподготовки, пермеат, мембранный концентратор, ретентат, обратный осмос
Введение Рост масштабов хозяйственной деятельности и научно-технический прогресс приводят к исчерпанию природных ресурсов и загрязнению окружающей среды, в частности водных ресурсов, за счет сброса стоков водоподготовительных установок. Наиболее остро данная проблема возникает в промышленно развитых регионах, поскольку промышленным предприятиям необходима вода в значительных количествах и надлежащего качества. Одной из самых распространенных технологий водоподготовки пока еще остается ионообменная технология (ввиду использования устаревших основных фондов предприятий бывшего СССР). Однако она имеет ряд известных недостатков (расходы реагентов и значительное количество засоленных стоков), и сегодня на смену ионообменной, приходит мембранная технология водоподготовки [1, 2]. Использование последней также сопряжено с рядом определенных эксплуатационных факторов, в том числе с образованием высокоминерализованных стоков (концентрата (ретентата) обратноосмотических аппаратов). Последние, по сравнению с ионообменной технологией, имеют большую концентрацию при меньших удельных объемах их образования. Недостатки существующих технологий обессоливания воды служат толчком к использованию альтернативных источников водоснабжения с повышенной минерализацией, а также к усовершенствованию существующих технологий водоподготовки. Цель исследования: повышение эффективности работы мембранной технологии водоподготовки путем изменения конфигурации мембранной установки и сокращения сброса стоков (рассола обратноосмотических модулей) за счет увеличения степени концентрирования последних с применением мембранных (обратноосмотических) аппаратов. Изложение основного материала В настоящее время наибольшее распространение в процессах водоподготовки получили рулонные фильтрующие элементы (РЭ), которые состоят из одного или нескольких мембранных пакетов (рисунок 1) [3, 4]. Между пакетами расположена разделительная сетка, которая турбулизирует поток воды, создавая зазор между полотнами мембран и формируя напорный канал, а также снижает образование отложений на мембране. Внутри упаковки находится разделительная прокладка с меньшим размером ячейки. Стандартные рулонные мембранные элементы выпускаются диаметром от 1,5 до 8 дюймов [3]. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
75
1 – исходная вода; 2 – выход концентрата; 3 – выход фильтрата; 4 – ОО-мембрана; 5 – прокладка; 6 – прокладка для сбора пермеата; 7 – перфорированная труба для сбора пермеата; 8 – внешнее покрытие из стекловолокна; 9 – крышка Рисунок 1 – Рулонный мембранный элемент [1] Во время работы исходный раствор подается в конец корпуса катушки и движется вдоль поверхности мембраны параллельно центральной трубе через разделительную решетку. Концентрат удаляется с противоположного конца. Исходный раствор фильтруется внутри склеенных мембранных пакетов. Пермеат вдоль дренажной прокладки, расположенной внутри упаковки между мембранами, перемещается к центру элемента и проникает через отверстия в центральную трубу для сбора фильтрата и удаляется из устройства. Ведущими мировыми производителями рулонных элементов обратного осмоса являются: «DOW Chemical (Filmtec)»; «Toray»; «Hydranautics». В России мембраны обратного осмоса и нанофильтрации производятся небольшими партиями ЗАО «Мембрана» (г. Владимир) [3, 4]. Рулонные элементы помещаются в специальные напорные корпуса с внутренним диаметром 2,5; 4 и 8 дюймов. В корпусе располагаются последовательно от 1 до 7 элементов. Преимуществами рулонного аппарата являются высокая плотность упаковки мембран, технологичность, простота замены элементов. Недостатками являются высокая чувствительность таких мембран к наличию механических примесей и необходимость предварительной очистки исходного раствора от грубых суспензий [5]. Применение мембранного оборудования сопряжено с соблюдением ряда эксплуатационных факторов, которые влияют на производительность и срок службы мембран, а также на эффективность обессоливания и энергетические показатели [6]. Это вызывает необходимость выполнения исследований по повышению эффективности работы мембранного оборудования. Во время моделирования процессов работы мембранного оборудования при различных конфигурациях подключения аппаратов в ходе обессоливания воды использовалась программа «ROSA 7.27». На рисунках 2 и 3 изображены, соответственно, двухступенчатая и одноступенчатая схемы обратноосмотической установки c применением наиболее распространенных обратноосмотических элементов Filmtec BW30-400. Изменение конфигурации подключения корпусов обратноосмотических аппаратов позволяет гибко регулировать производительность оборудования за счет изменения выхода пермеата [7, 8]. В ряде случаев (например, при использовании ретентата для дальнейшего его концентрирования) целесообразно применять одноступенчатую схему включения мембранных аппаратов, так как при этом достигаются лучшие показатели пермеата по сравнению с другими схемами (ввиду отсутствия усреднения при смешении пермеата каждой ступени) и сохраняется достаточный уровень выхода пермеата. Предложено использование современных высокопроизводительных и энергосберегающих мембранных обратноосмотических элементов XFRLE-400/34i, а также HSRO-390-FF с достаточно низким номинальным рабочим давлением, что позволяет снизить затраты на электроэнергию с 0,7 до 0,47 кВт/м 3, а с рециркуляцией до 0,56 кВт/м3 полученного пермеата. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
76
Рисунок 2 – Двухступенчатая схема установки обратного осмоса
Рисунок 3 – Одноступенчатая схема установки обратного осмоса с повторным использованием концентрата Показатели работы мембранных элементов и качества продуктов (пермеата и концентрата) при использовании обратноосмотических элементов HSRO-390-FF в двухступенчатой и одноступенчатой схемах мембранной водоподготовки сведены в таблицы 1 и 2. Указанные элементы более устойчивы к повышению температуры исходной воды и промывочного раствора.
1
2
Элемент
Ступень
Таблица 1 – Показатели работы мембранных элементов HSRO-390-FF и качества продуктов двухступенчатой установки Выход на каждый элемент
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4
0,12 0,12 0,13 0,14 0,15 0,15 0,13 0,13 0,12 0,11
Показатели пермеата 3 м /ч мг/л 1,23 15,18 1,16 18,15 1,08 22,02 1,00 27,19 0,91 34,27 0,82 44,30 0,69 58,19 0,59 77,02 0,48 104,18 0,38 143,66
Показатели Давление, бар концентрата м3/ч мг/л На входе 10,71 3376,63 11,04 9,48 3814,41 10,78 8,32 4342,97 10,56 7,24 4988,21 10,38 6,24 5783,37 10,24 5,33 6769,05 10,12 5,26 7988,89 9,68 4,57 9192,67 9,58 3,98 10 533,41 9,51 3,50 11 958,26 9,44
Ступень
Элемент
Таблица 2 – Показатели работы мембранных элементов HSRO-390-FF и качества продуктов одноступенчатой установки с повторным использованием концентрата Выход на каждый элемент
1
1 2 3 4 5 6
0,12 0,13 0,13 0,14 0,14 0,14
Показатели пермеата 3 м /ч мг/л 0,94 23,05 0,87 28,29 0,79 35,34 0,70 45,03 0,61 58,66 0,52 78,19
Показатели концентрата м3/ч мг/л 7,73 4105,92 6,78 4674,73 5,91 5357,11 5,13 6175,06 4,42 7148,22 3,81 8285,54
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
Давление, бар На входе 9,18 9,01 8,88 8,77 8,68 8,60
77 В результате анализа работы обратноосмотического оборудования было предложено применение в схемах обессоливания двух типов мембранных обратноосмотических элементов (XFRLE-400/34i, HSRO-390-FF). Исследования показали, что использование мембранных элементов XFRLE-400/34i и HSRO-390-FF улучшает энергетические показатели (снижает удельный расход электроэнергии) работы установки и обеспечивает сохранение высокого качества пермеата. На рисунках 4 и 5 представлены уравнения зависимостей производительности мембранных элементов от температуры и давления. Приведенные зависимости позволяют прогнозировать изменение эксплуатационных параметров работы обратноосмотической установки без снижения срока службы мембран, что особенно важно при использовании элементов HSRO-390-FF. Давление, бар
13
p = -8,29ln(t) + 39,20 R² = 0,99
12 11 10 9 8 20
25
30
35
40
45
Температура, °С
Рисунок 4 – Зависимость величины давления исходного раствора от температуры Приведенная графическая зависимость описывается следующей формулой:
Давление, бар
p = –8,292ln(t) + 39,205. 8,2 8
p = 6,78e0,154q R² = 0,97
7,8 7,6 7,4 0,6
0,8
1
Пермеат,
1,2
м3/ч
Рисунок 5 – Зависимость производительности мембранного элемента (для корпуса из 6 элементов) от давления Приведенная графическая зависимость описывается следующей формулой: p = 6,78e0,154q. Для уменьшения объема концентрата и соответствующего снижения нагрузки на наиболее дорогостоящие процессы с фазовым переходом предложено использование мембранного концентратора (МК) на основе мембран для высокоминерализованной воды (морской) SW30HRLE-440i и им подобных по техническим параметрам. Схема мембранного концентратора показана на рисунке 6, а основные параметры работы мембранных элементов в концентраторе сведены в таблицу 3.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
78
1 – входной поток; H2SO4 – дозируемая кислота; 3 – входной поток с рециркуляцией; 4 – рециркуляция; 5 – рассол; 6 – рассол; 7 – пермеат Рисунок 6 – Схема мембранного концентратора Предложенный двухступенчатый МК дает возможность увеличить концентрацию ретентата обратноосмотических модулей предыдущего цикла водоподготовки до 4 раз. При этом полученный на двухступенчатом концентраторе пермеат имеет параметры, позволяющие направлять его на дальнейшее глубокое обессоливание в ФСД. Параметры работы мембранного концентратора (по каждому элементу корпуса) представлены в таблице 4.
Ступень
Элемент
Таблица 3 – Показатели работы мембранного одноступенчатого концентратора с применением мембран SW30HRLE-440i Выход на каждый элемент
1
1 2 3 4 5
0,10 0,10 0,11 0,11 0,11
Показатели пермеата м3/ч 1,36 1,29 1,21 1,12 1,02
мг/л 18,95 22,0 25,88 30,90 37,51
Показатели концентрата м3/ч 14,00 12,64 11,35 10,15 9,03
мг/л 16 225,57 17 970,36 20 005,11 22 382,55 25 156,92
Давление, бар на входе 36,62 36,14 35,73 35,37 35,07
1
2
Элемент
Ступень
Таблица 4 – Показатели работы мембранного двухступенчатого (по ретентату) концентратора с применением мембран SW30HRLE-440i Выход на каждый элемент
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
Показатели пермеата м3/ч 1,26 1,18 1,09 1,01 0,92 1,38 1,27 1,15 1,03 0,91
мг/л 27,91 32,15 37,28 43,53 51,22 38,26 45,03 53,52 64,28 78,04
Показатели концентрата м3/ч 16,67 15,41 14,23 13,14 12,14 16,83 15,45 14,18 13,02 11,99
мг/л 24 767,74 26 786,33 28 995,28 31 399,47 33 996,52 36 773,54 40 062,47 43 650,38 47 515,90 51 612,14
Давление, бар На входе 49,66 49,03 48,47 47,97 47,52 61,77 61,13 60,56 60,06 59,61
Использование указанного МК с рециркуляцией потока ретентата обеспечивает получение дополнительного количества подготовленной воды (пермеата). Выход пермеата в данISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
79 ном концентраторе с использованием рециркуляции составляет до 75 % от исходного потока. Схема включения обратноосмотической установки с применением мембранного концентратора представлена на рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема включения обратноосмотической установки с использованием мембранного концентратора Образовавшийся после МК рассол целесообразно подавать на установки упаривания, работа которых приближена к режиму идеального вытеснения, работающих за счет солнечной энергии, которая позволит еще более чем в 2 раза повысить концентрацию, что в свою очередь позволит снизить затраты энергии на дальнейшее упаривание. Выводы В ходе исследований обоснованно усовершенствование функционирования замкнутого цикла водоснабжения, путем модернизации технологической схемы мембранной водоподготовки (обратноосмотической установки) за счет изменения конфигурации включения мембранных аппаратов и применения других типов мембран. Выполнено программное моделирование мембранного концентратора для увеличения степени концентрирования ретентата. Предложено его внедрение в схему мембранной водоподготовки замкнутого цикла водоснабжения предприятия. Список литературы 1. Высоцкий, С. П. Совершенствование технологий очистки воды / С. П. Высоцкий, А. В. Фаткулина, М. В. Коновальчик // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія: Технічні науки. – 2006. – № 67 (90). – С. 81–94. 2. Zularisam, A. W. Behaviours of Natural Organic Matter in Membrane Filtration for Surface Water Treatment – a Review / A. W. Zularisam, A. F. Ismail, R. Salim // Desalination. – 2006. – 194. – P. 211–231. 3. Янковский, Н. А. Создание замкнутой системы водообеспечения промышленного предприятия / Н. А. Янковский, В. А. Степанов, Б. В. Кравченко. – Донецк : Лебедь. – 2004. – 284 с. – ISBN 966-508-252-3. 4. Высоцкий, С. П. Проблемы выбора технологий обессоливания воды / C. П. Высоцкий, М. В. Коновальчик // Энергосбережение и водоподготовка. – 2016. – № 2 (100). – С. 29–35. 5. Drioli, E. Progress and New Perspectives on Integrated Membrane Operations for Sustainable Industrial Growth / E. Drioli, M. Romano // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2001. – 40 (5). – Р. 1277–1300. 6. Orchard, B. Better Efficiency in RO Plants / B. Orchard // Desalination. – 2006. – № 9. – Р. 24–27. 7. Vysotky S. The Improvement of Water Treatment Technologies for Saline Wastes Discharge Reduction / S. Vysotky, M. Konovalchik // Проблеми екологiї: загальнодерж. наук.-техн. журн. – 2013. – № 1 (31). – С. 14–18. 8. Voutchkov, N. Desalination Сost Reduction: the Facts / N. Voutchkov // Desalination. – 2006. – № 8. – Р. 26–30.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
80 М. В. Коновальчик, Н. В. Цветкова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Повышение эффективности работы замкнутого цикла водоснабжения предприятия за счет усовершенствования мембранной технологии водоподготовки Рост масштабов хозяйственной деятельности и научно-технический прогресс приводят к исчерпанию природных ресурсов и загрязнению окружающей среды, в частности водных ресурсов, за счет сброса стоков водоподготовительных установок. Наиболее остро данная проблема возникает в индустриально развитых регионах, поскольку промышленным предприятиям необходима вода в значительных количествах и надлежащего качества. Одной из самых распространенных технологий водоподготовки пока еще остается ионообменная технология (ввиду использования устаревших основных фондов предприятий бывшего СССР). Однако она имеет ряд известных недостатков (расходы реагентов и значительное количество засоленных стоков). В настоящее время на смену ионообменной приходит мембранная технология водоподготовки, использование которой также сопряжено с рядом определенных эксплуатационных факторов, в том числе с образованием высокоминерализованных стоков (концентрата (ретентата) обратноосмотических аппаратов). Последние, по сравнению с ионообменной технологией, имеют большую концентрацию при меньших удельных объемах их образования. Недостатки существующих технологий обессоливания воды служат толчком к усовершенствованию существующих технологий водоподготовки и использованию вод повышенной минерализации (в том числе шахтных) как альтернативного источника водоснабжения. Обоснованно усовершенствование работы замкнутого цикла водоснабжения, путем модернизации технологической схемы мембранной водоподготовки (обратноосмотической установки) за счет изменения конфигурации включения мембранных аппаратов и применения других типов мембран. Выполнено программное моделирование мембранного концентратора для увеличения степени концентрирования ретентата, и предложено его использование в схеме мембранной водоподготовки замкнутого цикла водоснабжения предприятия. ОБОРОТНЫЙ ЦИКЛ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, СХЕМА ВОДОПОДГОТОВКИ, ПЕРМЕАТ, МЕМБРАННЫЙ КОНЦЕНТРАТОР, РЕТЕНТАТ, ОБРАТНЫЙ ОСМОС
M. V. Konovalchik, N. V. Tsvetkova Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka Operating Efficiency Increase of the Closed Cycle of the Enterprise Water Supply Due to the Improvement of the Water Treatment Membrane Technology The growth of economic activity and scientific and technical progress lead to the exhaustion of natural resources and environment pollution in particular water resources due to the waste discharge of water treatment plants. This problem is the most acute in industrially developed regions, since industrial enterprises need water in large quantities and of good quality. One of the most common water treatment technologies is still ion-exchange technology (due to the use of outdated fixed assets of the former USSR enterprises). However, it has a number of known drawbacks (reagent costs and a significant amount of salted water flows). Currently, ion-exchange technology is being replaced by membrane technology of water treatment, the use of which also involves a number of specific operational factors, including the formation of highly mineralized effluents (concentrate (retentate) of reverse-osmosis machines). The latter, as compared with the ion-exchange technology, have a greater concentration with smaller specific volumes of their formation. The disadvantages of existing water desalination technologies serve as an impetus to the improvement of the existing water treatment technologies and the use of increased salinity waters (including mine waters) as an alternative source of water supply. It is reasonable to improve the work of the water supply closed cycle by upgrading the technological scheme of membrane water treatment (of reverse-osmosis plant) by changing the configuration of the reverse-osmosis machines engaging and the use of other types of membranes. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
81 A software simulation of a membrane concentrator is performed to increase the degree of the retentate concentration, and its use in the membrane water treatment scheme of a closed cycle water supply plant is proposed. REVERSE WATER SUPPLY CYCLE, WATER TREATMENT SCHEME, PERMEATE, MEMBRANE CONCENTRATOR, RETENTATE, REVERSE OSMOSIS Сведения об авторах: М. В. Коновальчик SPIN-код: 1616-9285 ORCID ID: 0000-0002-3943-2922 Телефон: +38 (071) 364-33-43 Эл. почта: max.k30@mail.ru Н. В. Цветкова Телефон: +38 (071) 443-42-70 Эл. почта: zvetko96@mail.ru Статья поступила 18.03.2019 © М. В. Коновальчик, Н. В. Цветкова, 2019 Рецензент: А. П. Карпинец, канд. хим. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
82
ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ УДК 338.001.36 В. В. Пехтерева, канд. экон. наук, А. О. Миронова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ФОРМИРОВАНИЕ КОНКУРЕНТНЫХ ПРЕИМУЩЕСТВ ОРГАНИЗАЦИИ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАРКЕТИНГОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ Исследованы понятия конкуренции и конкурентных преимуществ, комплексно рассмотрены маркетинговые инструменты в целом, а также реклама как специфический маркетинговый инструмент. Осуществлена оценка влияния рекламных услуг, предоставленных агентством «Рекламный проект», на повышение уровня конкурентоспособности потребителей – автомагазина «Автоклуб» и салона мобильной связи «MiStore». Ключевые слова: конкуренция, конкурентные преимущества, маркетинговые инструменты, маркетинговые коммуникации, реклама
Постановка проблемы В условиях современного экономического развития для коммерческих организаций значительную роль играет повышение их конкурентоспособности и формирование конкурентных преимуществ на рынке. Осуществить это можно различными способами, одним из которых является применение маркетинговых инструментов. Наиболее действенным инструментом является реклама, которая получила широкое распространение в последние годы и постоянно используется компаниями различных сфер деятельности. Многогранность рекламы как явления, находящегося «на стыке наук», дает основания для изучения ее, с одной стороны – как научного направления о формах и методах воздействия на потребительское поведение, а с другой – как области творческой деятельности. Анализ исследований и публикаций Значительный вклад в развитие теории конкуренции Адама Смита сделали ученые Д. Рикардо, Дж. Робинсон, Й. Шумпетер, Ф. А. Хайек, Д. С. Миль, Д. Кейнс, П. Хейне, С. Л. Брю, Г. Л. Азоев, М. Портер и др. Также в данном исследовании используются работы таких экономистов, как Л. В. Карловой, А. П. Карасева, Н. Г. Каменева, Л. А. Дробышева, Ф. Котлера, И. И. Пичурина, Е. В. Медведевой, О. И. Русаковой, К. Д. Мути, С. В. Коверги, Д. В. Солохи, и др. В экономических науках проблема влияния рекламы на конкурентоспособность организации не получила еще достаточного освещения. Анализ практики показывает, что некоторые экономисты и менеджеры пренебрегают фактором влияния рекламы на различные аспекты деятельности организации, такие как конкурентоспособность, возможности формирования конкурентных преимуществ, финансовые результаты и др. Цель статьи – исследовать понятия конкуренции и конкурентных преимуществ, комплексно рассмотреть маркетинговые инструменты в целом, а также рекламу как специфический, широко используемый маркетинговый инструмент. Выявить и оценить степень влияния использования рекламы на возможности формирования конкурентных преимуществ коммерческих организаций в современных экономических условиях.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
83 Основные результаты исследования В современных экономических условиях обеспечение устойчивого развития предприятий, а также их экономического роста требует формирования ряда присущих им экономических преимуществ, с помощью реализации которых можно создавать максимальную добавленную стоимость и конвертировать ее в денежную форму путем реализации на рынке готовой продукции. В экономической литературе преимущества такого рода получили название конкурентных. Конкуренция – это экономическая конфронтация производителей одинаковой продукции на рынке с целью привлечения большего количества потребителей и получения максимально возможной прибыли. Данное экономическое явление предполагает наличие на рынке большого количества независимых продавцов товаров и услуг и их потребителей. Теория конкуренции получила отражение в работе шотландского экономиста Адама Смита «Исследования о природе и причинах богатства народов» (1776 год). В этой работе были выделены основные особенности конкуренции. 1. Были сформулированы понятия конкуренции как соперничества, которое повышает цены при недостаточном предложении и понижает их при избыточном предложении. 2. Был выдвинут главный принцип конкуренции – принцип «невидимой руки», в соответствии с которым, «дергая» за нитки марионеток – производителей, «невидимая рука» заставляет их действовать в соответствии с каким-либо «идеальным» планом экономического развития, вытеснять организации конкурентов, которые, по их мнению, заняты производством бесполезной для рынка продукции. 3. Предполагалось, что механизм конкуренции уравновешивает отраслевую норму прибыли, в результате чего экономические ресурсы оптимально распределяются между отраслями. 4. Были определены главные условия эффективной конкуренции, включающие в себя наличие большого количества продавцов и покупателей. 5. Смит разработал модель усиления и развития конкуренции, которая основывалась на том, что в условиях рыночных отношений возможно максимальное удовлетворение потребностей потребителей и рациональное использование ресурсов [1]. Явление конкуренции на рынке стало причиной введения новой экономической категории – конкурентоспособности, которая может использоваться применительно к нации в целом, государству, экономике, отрасли, фирме, товару. В широком смысле конкурентоспособность можно определить как величину, описывающую способность экономических единиц или их совокупности выдерживать противостояние с аналогичными единицами на рынке, сохраняя и усиливая при этом свои преимущества. Конкурентоспособность организации заключается в способности производить и реализовывать качественную и относительно дешевую продукцию в достаточном объеме при высоком технологическом уровне обслуживания. Многозначность термина «конкурентоспособность», которая прослеживается во время анализа научных источников, обуславливается прежде всего его многогранностью, большим количеством аспектов, а главное – изучением этого явления разными науками на разных уровнях экономической системы. Исследование конкурентоспособности на межнациональном, региональном, отраслевом и микроуровнях обуславливает формирование различных взглядов на анализируемый объект. Следует также отметить, что на уровне предприятия конкурентоспособность исследуется с позиций общего менеджмента организаций и рассматривается как объект управления. Специалисты по маркетингу сосредотачиваются на особенностях конкретных товаров и исследуют конкурентоспособность организации через призму отдельных товарных номенклатур и единиц, которые производятся. В этом случае имеется в виду не производственное и управленческое структурирование предприятия, а выделение по продуктовым признакам стратегических зон хозяйствования, отдельное рассмотрение их преимуществ и недостатков. ЭкономиISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
84 сты предприятия рассматривают конкурентоспособность как определенное состояние, которое может быть проанализировано, описано и интерпретировано путем использования детерминированных количественных показателей. По результатам их оценки предполагается получение определенных абсолютных или относительных (рейтинговых или других) оценок, с помощью которых возможно было бы оценить конкурентные преимущества предприятия [2]. Исследователи явления конкурентоспособности предприятия подходят к нему с разных сторон: конкурентоспособности продукции, предприятия в целом и его производственной или сбытовой, финансовой, маркетинговой, кадровой подсистем в частности. Таким образом, можно говорить о наличии трех преобладающих концепций исследования конкурентоспособности предприятия: 1) конкурентоспособности товара; 2) конкурентоспособности предприятия как производственно-хозяйственной системы; 3) конкурентоспособности предприятия как состояния, которое достигается путем объединения определенной совокупности преимуществ, формирующихся по отдельным функциональным направлениям. В научной литературе конкурентоспособность организации рассматривается на трех уровнях: оперативном, тактическом и стратегическом. Оперативный уровень заключается в обеспечении конкурентоспособности продукции. Конкурентоспособность организации в этом случае напрямую зависит от конкурентоспособности продукции, которую она производит, или услуг, которые она предоставляет. На тактическом уровне конкурентоспособность предприятия зависит от его финансово-экономического состояния. Стратегический уровень связан с инвестиционной привлекательностью предприятия. Главным условием конкурентоспособности является рост стоимости предприятия. Анализ подходов к оценке конкурентоспособности предприятий определил наличие трех групп, которые условно можно классифицировать по двум признакам: 1) использование экспертных оценок; 2) математическая и статистическая обработка результатов оценки формализованных показателей и комплексное использование экспертных и формализованных оценок. Существующие методологические подходы к оценке конкурентоспособности предприятий можно объединить в пять основных групп. Группа 1. Описание конкурентной борьбы. Оценка проводится на основе исключительно качественной информации. Коэффициенты, если они используются, играют вспомогательную роль, а выводы формулируются в виде аналитической записки. Такая оценка позволяет охватить много факторов конкурентоспособности, детально охарактеризовать картину конкурентной борьбы в отрасли. Группа 2. Обобщение мнений экспертов. Методы этой группы отличаются тем, что оценка уровня конкурентоспособности предприятия строится на балловых оценках определенных параметров предприятия экспертами, потребителями или сотрудниками. Единственным количественным показателем, который может использоваться в этой группе методов, является цена продукции. Такая оценка может проводиться для любого предприятия достаточно быстро, однако результаты оценки могут иметь значительные погрешности за счет использования балловых оценок. Группа 3. Оценка конкурентоспособности по конкурентоспособности товара. Эта группа методов рассматривает конкурентоспособность товара как единственный или наиболее существенный фактор уровня конкурентоспособности предприятия, поэтому при оценке этот уровень фактически сводится к уровню конкурентоспособности товара или динамике доли рынка, которая занимает продукция предприятия. Эти методы достаточно просты в использовании, однако результаты могут вызывать сомнения, так как конкурентоспособность предприятия зависит от множества других факторов, кроме конкурентоспособности своей продукции. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
85 Группа 4. Расчет интегрального коэффициента по показателям. Для этой группы методов характерно отсутствие использования оценки в баллах. Вместо этого рассчитывается, а потом обобщается набор финансовых и технико-экономических показателей, каждому из которых присваиваются коэффициенты весомости. Эта группа методов является наиболее многочисленной, потому что финансово-экономический анализ уже стал обычной процедурой на многих предприятиях, и специалисты чаще всего хорошо владеют именно им. Расчет типичных показателей, которые характеризуют уровень использования ресурсов предприятия, является более оправданным и эффективным, чем присвоение баллов определенным характеристикам. Но существенной проблемой является выбор из множества возможных показателей таких, которые необходимы, и присвоение им адекватных коэффициентов весомости. Группа 5. Анализ прибыли, денежных потоков и стоимости бизнеса. Методы этой группы используют только количественные объективные данные (так же, как методы группы 4, только результатом оценки являются не коэффициенты, а конкретные экономические показатели: норма прибыли и стоимость бизнеса, с акцентом на методе дисконтированного денежного потока). Методы этой группы учитывают связь между показателями конкурентоспособности товара и предприятия, но не рассматривают их как аналогичные, в отличие от методов группы 3. В то же время методы группы 5 имеют определенные недостатки: не указано, какие именно показатели доходов и затрат рекомендуется использовать для вычисления нормы прибыли, а также вызывает сомнение приравнивание уровня конкурентоспособности и стоимости бизнеса при оценке уровня конкурентоспособности на основе стоимости бизнеса [3]. Важным методологическим вопросом является процесс формирования совокупности и систем показателей оценки. В этом случае важной является отраслевая специфика. Формирование первичной совокупности показателей следует строить на основе анализа научной и научно-практической литературы с использованием специализированных источников. В аспекте обеспечения обоснованности, объективности и информативности исследования важным является вопрос выбора группы предприятий для исследования. Другим критерием классификации методов оценки конкурентоспособности организации являются показатели и переменные, использующиеся для анализа. По этому критерию методы можно объединить в три основные группы: 1. Методы, характеризующие рыночные позиции предприятия: модель М. Портера, модель БКГ, метод «Мак-Кинзи», модель «Shell/DPM», модель Хофера-Шенделя, метод PIMS и др. 2. Методы, характеризующие уровень менеджмента организации: ситуационный анализ, метод LOTS, метод экспертного оценивания, метод картирования стратегических групп и др. 3. Методы, характеризующие финансово-экономическую деятельность предприятия: метод маржинального анализа, финансово-экономический метод и др. Исследование конкурентоспособности предприятия следует строить на основе системного подхода, комбинируя объективный и субъективный взгляды на анализируемый объект. В этом случае явление конкурентоспособности рассматривается как систематизированная совокупность группы составляющих, которые требуют оценки [4]. Субъективный и объективный взгляды предусматривают отдельное рассмотрение конкурентоспособности как определенного состояния внутренней среды организации, которое предоставляет возможность вступать в эффективные взаимоотношения с внешними агентами, а конкурентоспособность выступает как результат реализации такого рода отношений. Важно также отметить, что субъективный и объективный подходы не исключают друг друга, а дополняют. Субъективный подход характеризует внутреннюю среду предприятия и дает возможность исследовать источники и причины достижения определенного уровня конISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
86 курентоспособности. Основным является анализ и получение характеристик системы управления предприятием, его ресурсами и активами. Объективный подход, в свою очередь, характеризует последствия применения того или иного управленческого воздействия. То есть оцениваются результаты управления, определяется место, которое занимает организация среди конкурентов. Важной категорией для оценки конкурентоспособности организации является ее конкурентное преимущество. Это понятие ввел профессор Гарвардской школы бизнеса М. Портер, разработав теорию конкурентного преимущества. Конкурентное преимущество – это степень рационального использования фирмой всех видов ресурсов, находящихся в ее распоряжении. Конкурентные преимущества могут быть внутренними и внешними. Внутренние основываются на затратах организации, которые меньше, чем у конкурентов. Внешние – на уникальных качествах товаров, которые создают какую-либо ценность для покупателя [3]. Таким образом, конкурентные преимущества можно определить как свойства и характеристики товара, создающие для организации превосходство над конкурентами. Повысить конкурентоспособность организации можно с помощью использования ряда способов, основные из которых представлены в таблице 1. Таблица 1 – Способы повышения конкурентоспособности организации Способ Внедрение технологических инноваций Использование маркетинговых инструментов Изменение масштабов долгосрочного спроса Динамика лидерства Комплексное изучение рынка Уменьшение неопределенности и риска Эффективная кадровая политика Улучшение качества продукции и услуг Использование фирменных знаков
Описание Эффективные технологические инновации в сфере производства, а также их размер, позволяют увеличивать эффект жизненного цикла товара Использование новых путей и способов увеличения покупательского интереса и уменьшения затрат, например внедрение рекламных мероприятий Увеличение или уменьшение долгосрочного спроса играет важную роль при принятии решений по инвестированию. Рост долгосрочного спроса влияет на появление новых предприятий на рынке, а падение спроса, наоборот, провоцирует отток предприятий Вход на рынок и выход из него крупных фирм, что вызывает изменение структуры рынка Изучение покупательских предпочтений, новых технологий производства, стратегий конкурентов, изучение сегментов рынка Чем меньше неопределенность сведений о потенциальных возможностях рынка, тем больше возможностей для роста конкурентоспособности организации Обучение и переподготовка кадров, увеличение мотивации сотрудников, улучшение условий труда Очевидно, чем выше качество выпускаемой продукции и предоставляемых услуг, тем выше будет спрос на них Создание логотипа компании, товарного знака, разработка фирменного стиля и т. д.
Маркетинг – новая «философия» предпринимательства, которая активно вошла в экономическую практику развитых стран в пятидесятые годы двадцатого столетия. Ее лозунг: производить то, что продается, а не продавать то, что производится. Основная задача маркетинга – перенести упор во всей рыночной деятельности на наиболее полное удовлетворение потребностей покупателя. Одним из факторов достижения является системный, комплексный подход к ведению маркетинговой деятельности. КомISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
87 плекс маркетинга состоит из таких основных элементов: товар, цена, система сбыта, система маркетинговых коммуникаций. Маркетинговые коммуникации (МК) являются процессом предоставления информации о новом товаре его потребителям с помощью направления им специальных сведений о товаре, его цене и способах продажи с целью вызвать их интерес и побудить к совершению покупки. Систему маркетинговых коммуникаций (от англ. communication – связь, сообщение) в общем виде можно представить как единую систему, объединяющую участников, приемы и каналы коммуникаций [5]. Основной тенденцией развития маркетинговых коммуникаций является их интеграция. В конце XX века появился новый термин – интегрированные маркетинговые коммуникации (ИМК). Это совокупность всех маркетинговых инструментов, которые способны направлять целевой аудитории убедительные маркетинговые обращения, направленные на увеличение объема продаж компании. Маркетинговые инструменты – это способы установления связей между потребителем и организацией, которые используются для достижения компанией ее основных целей: повышения прибыли, выхода на новые рынки, увеличения числа покупателей, формирования положительного имиджа на рынке [5]. Основные и дополнительные инструменты маркетинга представлены в таблицах 2 и 3. Таблица 2 – Основные инструменты маркетинга Инструмент
Характеристика Регулируется специальным набором инструментов: товаром и товарТоварная полиным рядом, упаковкой, брендом, гарантийным, послепродажным и сертика висным обслуживанием, набором дополнительных услуг Ценовая полити- Данный инструмент позволяет менять цену товара при помощи ценообка разования, ценовых стратегий, скидок, акций, бонусов Сбытовая поли- Движение товара от места производства к месту непосредственного тика сбыта Заключается в установлении связи с потребителем, распространении информации о товарах и услугах, тем самым создает имидж компании, который необходимо донести до сознания потребителей, чтобы сфорРеклама мировать доверительное отношение. Это хороший способ показать качество товаров и услуг, ценовое преимущество по сравнению с конкурентами Таблица 3 – Дополнительные инструменты маркетинга Инструмент 1 Личные продажи Воздействие на сбыт Прямой маркетинг Предоставление лицензий
Характеристика 2 Предполагается, что продавец вступает в личный контакт с потребителем при продаже товаров и услуг для того, чтобы должным образом их презентовать и оправдать цену Предусматривается доведение до сведения потребителя информации о новом товаре или услуге. Такой инструмент позволяет сохранить уровень сбыта на прежнем уровне, даже если спрос падает Вид маркетинга, предусматривающий прямое обращение к потенциальному покупателю без использования розничной торговли Специальное разрешение на ввоз/вывоз товаров, осуществление торговой деятельности ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
88 Продолжение таблицы 3 1 Спонсорская деятельность
2 Финансирование коммерческой деятельности с целью личной выгоды
PR (связи с общественностью) Директ-маркетинг
Создание положительного имиджа компании или ее товара в глазах общественности. К данной группе маркетинговых инструментов можно отнести: пресс-конференции, благотворительные акции, дни открытых дверей, одновременное размещение рекламных материалов Включает в себя рассылки по электронной почте и в социальных сетях, электронные покупки, голосовые сообщения и т. д.
Наиболее популярной разновидностью коммуникационной политики является реклама. Данный инструмент может считаться полноценной маркетинговой акцией. Реклама – это совокупность мероприятий, оказывающих влияние на сознание покупателя, которое осуществляется в визуальной либо словесной форме с целью побуждения к совершению покупки определенных товаров и услуг. В условиях современной экономики возникает жесткая необходимость для предпринимателей рекламировать свои товары и услуги, тем самым повышая экономическую эффективность своей деятельности. Реклама – это вид массовой коммуникации, в которой создаются и распространяются информативно-образные, экспрессивно-суггестивные тексты однонаправленного и неличного характера, спонсируемые рекламодателем и направленные к аудитории с целью побудить ее к необходимому выбору. Основная цель рекламы – вызвать у потребителя нужную рекламодателю реакцию. Основные задачи рекламы можно разделить на три основные группы: 1. Информирование – формирование у общественности осведомленности об объекте рекламы. 2. Убеждение – формирование убеждения аудитории в преимуществах рекламируемого товара или услуги. 3. Напоминание – поддержание интереса аудитории к объекту рекламы. Объектом рекламы могут выступать товары или услуги, предлагаемые компанией, информация о специальных предложениях, проведении мероприятий и т. д. Субъектом рекламы выступает рекламодатель – физическое или юридическое лицо, которое распространяет рекламу. Необходимость использования рекламы для коммерческих организаций обеспечивается следующими факторами: 1) усилением конкуренции в большинстве отраслей экономики; 2) необходимостью сделать помещение своей организации визуально примечательным, эстетически оформленным, отличающимся от конкурентов; 3) сложным территориальным размещением субъектов хозяйствования; 4) увеличением количества потенциальных покупателей посредством распространения информации о фирме; 5) необходимостью в донесении до потребителей информации о номенклатуре товаров и услуг, ценовой политике, акциях и скидках, режиме работы компании, ее территориальном размещении. К использованию рекламы прибегают также некоммерческие организации, государственные учреждения. К примеру, городские администрации распространяют рекламные плакаты, которые содержат важную для жителей города информацию (о мероприятиях, концертах и т. д.), поздравления с праздниками [6]. Реклама может способствовать повышению конкурентоспособности организации следующими способами: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
89 увеличением количества потенциальных потребителей; созданием благоприятного имиджа компании на рынке и способствованию узнаваемости ее бренда; распространением информации о товарах и услугах, конкурентных преимуществах, особенностях ценовой политики среди широкого круга целевой аудитории; доведением до сведения потребителей актуальной информации о территориальном размещении организации [7]. Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, что реклама является наиболее распространенным маркетинговым инструментом. Поэтому целесообразно оценить эффективность использования рекламных мероприятий с целью повышения конкурентоспособности организации и формирования ее конкурентных преимуществ. Проведем анализ деятельности рекламного агентства «Рекламный проект», которое предоставляет рекламные услуги организациям различных сфер деятельности. Для анализа выберем следующие организации, пользующиеся услугами РА «Рекламный проект»: автомагазин «Автоклуб» и салон мобильной связи «MiStore». РА «Рекламный проект» – фирма-поставщик рекламных услуг. Находится в городе Енакиево, функционирует с 2005 года. Специализируется на изготовлении и монтаже большинства видов наружной рекламы. К средствам наружной рекламы относятся вывески, баннеры, самоклеящаяся пленка, объемные буквы, штендеры и другое, а также услуги по монтажу, демонтажу, реставрации средств наружной рекламы. Ассортимент полиграфической печати составляют визитки, флаеры, открытки, листовки, лифлеты, сертификаты и др. К списку дополнительных услуг можно отнести производство сувенирной продукции: печать на чашках, тарелках, футболках, ручках, брелоках, магнитах, фоторамках и т. д. Автомагазин «Автоклуб» специализируется на продаже запчастей и принадлежностей для иномарок, различных видов автохимии. На территории магазина функционирует СТО, которая предоставляет услуги автосервиса: замена моторного масла и масляного фильтра, расходных материалов, ремонт ходовой части и прочие ремонтные услуги. Расположен в г. Горловке, основан в 2011 году. Салон мобильной связи «MiStore» осуществляет продажу мобильных телефонов, планшетов, аксессуаров и комплектующих к ним. Услуги по ремонту цифровой техники, в отличие от большинства своих конкурентов, магазин не предоставляет. Основан в 2013 году и расположен в городе Енакиево. Компании «Автоклуб» и «MiStore» являлись постоянными клиентами рекламного агентства «Рекламный проект» в период с июля по ноябрь 2018 года. Рекламное агентство предоставляло данным компаниям услуги изготовления, монтажа и демонтажа средств наружной рекламы, услуги полиграфической печати и изготовление сувенирной продукции. Внедренные компаниями рекламные мероприятия в период с июля по ноябрь 2018 года представлены в таблицах 4 и 5. Таблица 4 – Рекламные мероприятия, внедренные магазином «Автоклуб» [8] № п/п 1 2 3 4 5
Мероприятие
Разработка логотипа (июль) Печать визиток и флаеров (июль) Печать и монтаж баннеров (август) Печать и монтаж плаката на бигборд на 2 месяца (сентябрь, октябрь) Создание сайта и группы ВКонтакте (октябрь) Оформление входной группы самоклеящейся пленкой, демонтаж 6 старых вывесок (ноябрь) Общая сумма ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
Стоимость, руб. 300 1 900 5 250 10 900 500 12 000 30 850
90 Таким образом, магазин «Автоклуб» за последние 5 месяцев внедрил 6 рекламных мероприятий на общую сумму 30 850 рублей. К данным мероприятиям относятся изготовление и монтаж средств наружной рекламы, печать полиграфической продукции, интернетреклама. Таблица 5 – Рекламные мероприятия, внедренные салоном мобильной связи «Mistore» [8] № Мероприятие п/п 1 Изготовление штендера (июль) 2 Создание сайта, печать визиток и листовок (август) 3 Изготовление футболок с фирменным логотипом в кол-ве 7 штук (сентябрь) 4 Оформление входной группы баннерами и самоклеящейся пленкой (октябрь) 5 Изготовление и монтаж вывески из пластика, демонтаж старой вывески (ноябрь) Общая сумма
Стоимость, руб. 1 900 2 550 4 900 6 000 8 800 24 150
Компания «МiStore» внедрила 5 рекламных мероприятий за 5 месяцев на общую сумму 24 150 руб. Таблица 6 – Усредненные значения экономических показателей магазина «Автоклуб» и динамика их изменения № п/п 1
2
3 4 5
Показатели Среднемесячный объем продаж товаров/услуг, руб. Среднемесячные совокупные затраты, тыс. руб. Среднее количество потребителей за месяц, чел. Рентабельность, % Доля рынка, %
До внедрения, После Изменение, Изменение, руб. внедрения, руб. руб. % 89 800
119 930
30 130
33,55
69 150
92 300
23 150
33,47
170
225
55
32,35
21,24 19,45
29,93 24,07
– –
8,69 4,62
После внедрения рекламных мероприятий финансовые показатели магазина «Автоклуб» значительно выросли (таблица 6). Среднемесячный объем продаж увеличился на 33,55 %, среднее количество потребителей в месяц – на 32,35 % при росте среднемесячных совокупных затрат на 33,47 %. Это повлияло на рост рентабельности и доли рынка на 8,69 и 4,62 % соответственно. После внедрения рекламных мероприятий финансовые показатели салона мобильной связи «MiStore» значительно выросли (таблица 7). Среднемесячный объем продаж увеличился на 30,14 %, среднее количество потребителей в месяц – на 36 % при росте среднемесячных совокупных затрат на 21,85 %. Это повлияло на рост рентабельности и доли рынка на 8,16 и 2,56 %.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
91 Таблица 7 – Усредненные значения экономических показателей салона мобильной связи «MiStore» и динамика их изменения № п/п 1
2
3 4 5
Показатели Среднемесячный объем продаж товаров/услуг, руб. Среднемесячные совокупные затраты, руб. Среднее количество потребителей за месяц, чел. Рентабельность, % Доля рынка, %
До внедрения, руб.
После внедрения, руб.
Изменение, руб.
Изменение, %
81 450
106 000
24 550
30,14
67 850
82 680
14 830
21,85
125
170
45
36
20,04 18,97
28,2 21,53
– –
8,16 2,56
Для исследования изменения уровня конкурентоспособности магазина «Автоклуб» и салона мобильной связи «MiStore» после внедрения рекламных мероприятий воспользуемся операционным методом, который заключается в расчете коэффициента конкурентоспособности исследуемой компании. Расчет выполняется на основе сопоставления экономических показателей деятельности компании с идентичными показателями конкурентов по формуле 1. l К ai a , lэ
(1)
где К – конкурентоспособность исследуемой компании; ai – коэффициент весомости i-й операции (определяется экспертным методом); la – значение i-го показателя исследуемой компании; lэ – эталонное значение i-го показателя (определяется на основе анализа показателей конкурентов). Значение эталонного показателя, которое представлено в таблицах 8 и 9, рассчитаем на основе анализа основных конкурентов компаний. Таблица 8 – Значение эталонных показателей для магазина «Автоклуб» № п/п 1 2 3 4
Наименование показателя Среднемесячный объем продаж, руб. Доля рынка, % Среднемесячное количество покупателей, чел. Рентабельность, %
Значение На январь 2018 г. На ноябрь 2018 г. 108 200 121 450 23,44 24,37 195
240
20,3
30,65
Таблица 9 – Значение эталонных показателей для салона мобильной связи «MiStore» № п/п 1 2 3 4
Наименование показателя Среднемесячный объем продаж, тыс. руб. Доля рынка, % Среднемесячное количество покупателей, чел. Рентабельность, %
Значение На январь 2018 г. На ноябрь 2018 г. 106 190 110 550 23,63 22,46 172
219
18,5
25,2
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
92 Значения коэффициентов весомости были рассчитаны на основе мнений экспертов – сотрудников компаний и представлены в таблице 10. Таблица 10 – Значение коэффициентов весомости № п/п 1 2 3 4
Показатель Среднемесячный объем продаж Доля рынка Среднемесячное количество покупателей Рентабельность
«Автоклуб»
«MiStore»
0,65 0,1 0,15 0,1
0,6 0,1 0,2 0,1
Промежуточные расчеты для определения коэффициента конкурентоспособности представлены в таблице 11. Таблица 11 – Промежуточные расчеты Компания
До внедрения мероприятий «Автоклуб» После внедрения мероприятий
До внедрения мероприятий «MiStore» После внедрения мероприятий
Показатель Объем продаж Доля рынка Количество покупателей Рентабельность Объем продаж Доля рынка Количество покупателей Рентабельность Объем продаж Доля рынка Количество покупателей Рентабельность Объем продаж Доля рынка Количество покупателей Рентабельность
la l э
la lэ ai
0,830 0,830
0,539 0,083
0,872
0,131
1,046 0,987 0,988
0,105 0,642 0,099
0,938
0,141
0,977 0,767 0,803
0,098 0,460 0,080
0,727
0,145
1,083 0,959 0,959
0,108 0,575 0,096
0,776
0,155
1,119
0,112
Рассчитаем значение коэффициента конкурентоспособности для магазина «Автоклуб» до К1 и после К 2 внедрения рекламных мероприятий.
К1 0,539 0,083 0,131 0,105 0,858 85,8 % ; К2 0,642 0,099 0,141 0,098 0,98 98 % . Рассчитаем значение коэффициента конкурентоспособности для салона мобильной связи «MiStore» до и после внедрения рекламных мероприятий.
К1 0,46 0,08 0,145 0,108 0,793 79,3 % ; К2 0,575 0,096 0,155 0,112 0,938 93,8 % .
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
93 Изменение коэффициента конкурентоспособности исследуемых компаний представлено в таблице 12. Таблица 12 – Динамика изменения коэффициента конкурентоспособности Компания «Автоклуб» «MiStore»
Значение коэффициента конкурентоспособности, % До внедрения После внедрения 85,8 98 79,3 93,8
Абсолютное изменение 12,1 14,4
Таким образом, по расчетам можно сделать вывод о том, что в результате внедрения рекламных мероприятий конкурентоспособность исследуемых компаний выросла по сравнению с ведущими конкурентами на рынке: на 12,1 % для магазина «Автоклуб» и на 14,4 % для салона мобильной связи «MiStore». Для анализа были использованы такие основные финансово-экономические показатели, как объем продаж, доля рынка, количество покупателей и рентабельность. Таким образом, услуги, предоставляемые рекламным агентством «Рекламный проект», актуальны для своих потребителей – автомагазина «Автоклуб» и салона мобильной связи «MiStore» и позволяют им повысить финансово-экономические показатели деятельности (в данном исследовании – объем продаж, доля рынка, рентабельность, количество потребителей) – тем самым увеличить уровень конкурентоспособности по сравнению с ведущими конкурентами на рынке. Поскольку реклама имеет больший удельный вес в повышении объема продаж, чем другие маркетинговые инструменты, ее необходимо внедрять в первую очередь в организациях сфер торговли и предоставления услуг. Проведенное исследование, позволяет сделать вывод о том, что внедрение рекламных мероприятий значительно увеличивает конкурентоспособность компаний различных сфер деятельности при относительно невысоких затратах. Следовательно, деятельность рекламного агентства «Рекламный проект» актуальна и экономически полезна для своих потребителей. Распространяя информацию о повышении экономических показателей и конкурентоспособности своих потребителей посредством внедрения рекламных мероприятий, рекламное агентство может значительно увеличить свою клиентскую базу и стать более известным на рынке рекламных услуг Донецкой Народной Республики. Выводы Исследованы понятия конкуренции и конкурентных преимуществ, комплексно рассмотрены маркетинговые инструменты в целом, а также реклама как специфический маркетинговый инструмент. Реклама, как инструмент маркетинга, играет одну из ключевых ролей наряду с ценовой, товарной, сбытовой политикой в повышении конкурентоспособности, прибыльности, эффективности деятельности организации. При этом выявить силу влияния ее воздействия можно лишь только применительно к конкретным условиям функционирования конкретных организаций, поскольку в сегодняшней экономической ситуации наблюдается огромное разнообразие сочетания отдельных факторов микро- и макроокружения организаций разных сфер деятельности. Анализируя опыт внедрения рекламных мероприятий отдельными организациями, предприниматели и менеджеры могут прогнозировать воздействие тех или иных управленческих решений и добиваться улучшения отдельных экономических показателей, тем самым повышая конкурентоспособность и получая конкурентные преимущества. Проблемы всесторонней оценки экономической эффективности рекламных мероприятий являются предметом дальнейших исследований авторов.
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
94 Список литературы 1. Портер, М. Э. Конкуренция : / М. Э. Портер ; [перевод с английского Я. В. Заблоцкого]. – Москва : Вильямс, 2005. – 608 с. – ISBN 5-8459-0794-2. 2. Медведева, Е. В. Рекламная коммуникация / Е. В. Медведева. – Москва : Едиториал УРСС, 2003. – 280 с. – ISBN 5-354-00258-3. 3. Систематизація теоретико-методологічних основ формування механізму ефективного управління промисловим підприємством в умовах ринкового конкурентного оточення : монографія / [В. О. Артеменко, С. Ф. Марова, О. П. Мельникова [та ін.] ; за загальною редакцією С. В. Коверги, Д. В. Солохи. – Донецьк : Дмитренко, 2013. – 418 с. – ISBN 978-966-2782-10-3. 4. Пехтерева, В. В. Основные методологические подходы к оценке конкурентоспособности фирмы / В. В. Пехтерева, А. О. Миронова // Актуальные социально-экономические аспекты управления: государство, регион, предприятие : монография / [Л. П. Вовк, Е. П. Мельникова, О. И. Чорноус [и др.] ; под редакцией Е. П. Мельниковой. – Санкт-Петербург : Свое издательство, 2017. – С. 239–249. 5. Котлер, Ф. Основы маркетинга / Ф. Котлер, Г. Армстронг, В. Вонг. – 5-е европейское изд. – Москва : Вильямс, 2016. – 752 c. – ISBN 978-5-8459-2072-0. 6. Карлова, Л. В. Основы рекламы. Ч. 1 / Л. В. Карлова. – Томск : ТПИ, 2009. – 111 с. 7. Миронова, О. А. Маркетинговые инструменты и их использование с целью повышения конкурентоспособности организации / О. А. Миронова, В. В. Пехтерева // Актуальные вопросы экономики и управления: теоретические и прикладные аспекты : материалы IV международной научно-практической конференции, г. Горловка, 29 марта 2019 г. / Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ» ; ответственные редакторы Е. П. Мельникова, Е. Ю. Руднева, О. Л. Дариенко. – Горловка : АДИ ДОННТУ, 2019 – С. 342–346. 8. Пехтерева, В. В. Повышение финансово-экономических показателей деятельности организации за счет использования рекламы / В. В. Пехтерева, А. О. Миронова // Стратегическое управление социальноэкономическим развитием: новые вызовы – новые решения : монография / [Е. П. Мельникова, О. И. Чорноус [и др.] ; под ред. Е. П. Мельниковой, О. И. Чорноус. – Донецк : ГОУВПО «ДОННТУ», 2019. – С. 239–249.
В. В. Пехтерева, А. О. Миронова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Формирование конкурентных преимуществ организации путем использования маркетинговых инструментов В условиях современного экономического развития для коммерческих организаций большую роль играет повышение их конкурентоспособности и формирование конкурентных преимуществ на рынке. Осуществить это можно различными способами, одним из которых является использование маркетинговых инструментов. Одним из таких инструментов является реклама, которая получила широкое распространение в последние годы и широко используется компаниями различных сфер деятельности. Исследованы понятия конкуренции и конкурентных преимуществ, комплексно рассмотрены маркетинговые инструменты в целом, а также реклама как специфический маркетинговый инструмент. Осуществлена оценка влияния предоставленных услуг рекламного агентства «Рекламный проект» на повышение уровня конкурентоспособности автомагазина «Автоклуб» и салона мобильной связи «MiStore». Внедрение рекламных мероприятий позволяет значительно увеличить конкурентоспособность компаний различных сфер деятельности при относительно невысоких затратах. Следовательно, деятельность рекламного агентства «Рекламный проект» актуальна и экономически полезна для своих потребителей. Распространяя информацию о повышении экономических показателей и конкурентоспособности своих потребителей посредством внедрения рекламных мероприятий, рекламное агентство может значительно увеличить свою клиентскую базу и стать более известным на рынке рекламных услуг Донецкой Народной Республики. КОНКУРЕНЦИЯ, КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА, МАРКЕТИНГОВЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ, МАРКЕТИНГОВЫЕ КОММУНИКАЦИИ, РЕКЛАМА
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
95 V. V. Pekhtereva, А. О. Mironova Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», Gorlovka Formation of the Organization Competitive Advantages by Using Marketing Tools In conditions of modern economic development for commercial organizations an increase of their competitiveness and the formation of competitive advantages in the market play a great role. This can be done in various ways, one of which is the use of marketing tools. One of these tools is advertising, which has become widespread in recent years and is widely used by companies in various fields of activity. Concepts of competition and competitive advantages are investigated, marketing tools as a whole, as well as advertising as a specific marketing tool are considered comprehensively. An impact assessment of the services provided by the advertising agency «Advertising Project» to increase the level of the Avtoklub auto shop and the MiStore mobile communication salon competitiveness was carried out. The introduction of promotional activities allows to increase significantly the competitiveness of companies in various fields of activity at relatively low costs. Consequently, the activities of the advertising agency «Advertising Project» are actual and economically useful for its consumers. Spreading information about the improvement of economic indicators and the competitiveness of its consumers through the introduction of promotional activities, an advertising agency can significantly increase its customer base and become more famous in the market of advertising services of the Donetsk People's Republic. COMPETITIVENESS, COMPETITIVE ADVANTAGES, MARKETING TOOLS, MARKETING COMMUNICATIONS, ADVERTISING Сведения об авторах: В. В. Пехтерева SPIN-код: 9061-5571 ResearcherID: Н-4700-2016 Телефон: +38 (071) 380-21-43 Эл. почта: pehtereva.viktoriya@mail.ru О. А. Миронова Телефон: +38 (071) 338-19-83 Эл. почта: nastuamironova1711@yandex.ru Статья поступила 03.06.2019 © В. В. Пехтерева, О. А. Миронова, 2019 Рецензент: М. М. Гуменюк, канд. экон. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДОННТУ»
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
96 АВТОРЫ ЖУРНАЛА Бирюков А. Б. Быков В. В. Варакута В. В. Векличев В. Ю. Виноградов Н. С. Волошин В. Э. Воронина И. Ф. Высоцкий С. П. Гнитиѐв П. А. Дудников А. Н. Еремин А. В. Заяц С. К. Коновальчик М. В. Матин А. И. Миронова А. О. Мошуль Д. С. Никульшин С. В. Новиков Г. В. Носов С. А. Перекальчук Д. Т. Пехтерева В. В. Скрыпник Т. В. Судак Ф. М. Фрунзе О. В. Цветкова Н. В. Чернецкий А. С.
ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка ГОУВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДОННТУ», г. Горловка
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
97 Редакционная коллегия рецензируемого международного научно-технического журнала «Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute» приглашает к сотрудничеству научных работников, аспирантов, докторантов, преподавателей учебных заведений и специалистов производства. К опубликованию принимаются научные статьи, которые посвящены широкому спектру теоретических и практических проблем двигателестроения; автомобильного транспорта; транспорта промышленных предприятий; строительства и эксплуатации автомобильных дорог; охраны окружающей среды; экономики и управления. Основные параметры издания:
периодичность – 4 раза в год; языки издания – русский, английский, украинский. Требования к рукописям научных статей
Текст статьи должен содержать следующие элементы: постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими заданиями; анализ последних достижений и публикаций, в которых начато решение поставленой проблемы, выделение нерешенных ранее частей общей проблемы, которым посвящена статья; формулирование цели статьи; изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов; выводы и перспективы дальнейших исследований в данном направлении. Опубликованию в журнале подлежат статьи, оригинальность основного текста которых при проверке в системе «Антиплагиат» составляет не ниже 70 %. В редакционную коллегию подаются: статья; реферат на русском языке (объем – 2000 знаков) с ключевыми словами; экспертное заключение; сопроводительное письмо (с указанием того, что статья ранее не опубликована); сведения об авторах, где указываются: фамилия, имя и отчество, ученое звание, ученая степень, должность, место работы, контактные телефоны (обязательно мобильная связь), е-mail. Оформление рукописи статьи Материалы подаются на листах формата А4. Поля зеркальные: внутри и снаружи – 20 мм, верхнее и нижнее – 25 мм. Шрифт: Times New Roman, 12 пт. Междустрочный интервал – одинарный. Объем статьи – 5–10 страниц. Ссылки на литературные источники указываются в квадратных скобках в порядке упоминания. Формулы печатаются в редакторе формул MS Equation – 3.0 или более поздней версии. Номера выставляются в скобках с выравниванием по правому краю. Нумерация формул в пределах статьи. Стиль: переменная печатается курсивом; вектор-матрица – полужирным, шрифт Times New Roman, греческие символы – обычным шрифтом. Размеры: основные символы – 12 пт; крупный индекс – 7 пт; мелкий индекс – 5 пт; крупный символ – 18 пт; мелкий символ – 12 пт. Запрещается выполнять формулы с помощью MathCAD или других аналогичных программ. Рисунки располагаются после упоминания в тексте. Растровые иллюстрации, штриховые графические объекты, графики, диаграммы подаются в форматах *.wmf, *.jpg, ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru
98 *.tif. Эти иллюстрации дополнительно сохраняются в виде отдельных файлов. При использовании форматов *.jpg, *.tif разрешительная способность должна составлять 300 – 600 dpi. Не допускается создавать рисунки в MS Word. Запрещается внедрять графические материалы в виде объектов, связанных с другими программами, например с КОМПАС, MS Excel и т. п. Таблицы выполняются в MS Word и должны помещаться не более чем на одной странице без переноса. Заголовки таблиц включают номер в пределах статьи и название. Таблицы располагаются после упоминания в тексте. Список литературы. Список литературы должен быть актуальным: содержать не менее 8 литературных источников не старше 10-ти лет, из них 3 – опубликованных за последние 5 лет. В числе источников должно быть не более 5-ти документов, автором или соавтором которых является сам автор. В список желательно включать документы, тексты которых размещены в интернете. Библиографический список составляется в порядке упоминания документов в тексте и выполняется в соответствии с ГОСТ 7.0.100-2018 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления». Рукопись должна содержать: УДК; Ф. И. О. авторов, которые печатаются в одном абзаце, через запятую, без переносов, с указанием ученой степени; информацию об авторах: организация, город, страна, коды наукометрических баз данных (РИНЦ SPIN-код; SCOPUS, ORCID), адрес электронной почты; название статьи; аннотацию – не более 5 строк. Шрифт: Times New Roman, 10 пт, курсив; ключевые слова; текст статьи; список литературы. Гонорар авторам за публикацию статей не выплачивается. Плата с авторов за опубликование рукописей не взимается. Адрес редакционной коллегии: Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», ул. Кирова, 51, г. Горловка, ДНР, 84646. Контактные телефоны: +38 (071) 331-45-58; +38 (071) 412-79-07. Е-mail: vestnik-adi@adidonntu.ru Сайт: http: //www.vestnik.adidonntu.ru
ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2019, № 2(29) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru