Розробка методу оптимізації витрат протиожеледних матеріалів при зимовому утриманні автомобільних доріг
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.278120Ключові слова:
метод оптимізації, зимове утримання, протиожеледні матеріали, норма витрат матеріалівАнотація
Об’єктом дослідження є процеси управління витратами протиожеледних матеріалів при зимовому утриманні автомобільних доріг. Головною гіпотезою дослідження є застосування методів математичного моделювання до оптимізації витрат протиожеледних матеріалів. В дослідженні розглянуто фактори, які впливають на застосування як окремого виду, так і в цілому протиожеледних матеріалів. Визначено, що суттєвими факторами є температура покриття автомобільної дороги та обрана стратегія зимового утримання з урахуванням рівня обслуговування (LOS). Запропоновано математичку модель оптимізації витрат матеріалів, яка базується на двійковій системі числення. Встановлено додаткові обмеження до моделі: відповідність критеріям надійності, збереження активів, безпеці дорожнього руху, відповідності очікуванням користувачів (соціальний фактор), екологічності, ефективності застосування матеріалів. Побудовано алгоритм застосування методу оптимізації витрат протиожеледних матеріалів при зимовому утриманні автомобільних доріг. Визначено, що розроблений метод вирішує основну задачу мінімізації витрат протиожеледних матеріалів з урахуванням вимог рівня обслуговування, обраної стратегії, температури покриття автомобільної дороги та критеріїв впливу на зимове утримання. Запропоновано реалізувати розрахунок за даним методом за допомогою вбудованої функції «Підбір параметрів» в ліцензійному середовищі Microsoft Excel (США). Отримані результати за методом оптимізації, що базуються на реальних даних, показали можливість економії матеріалів близько 23 %, що підтверджує ефективність запропонованих рішень.
Результати розрахунків за методом оптимізації витрат матеріалів мають практичну цінність та можуть слугувати для прийняття управлінських рішень щодо обґрунтування операцій з зимового утримання доріг. Запропонований метод може бути використаний як для фази планування витрат, так і у разі аналізу в поствиконавчий період. Це є важливим аспектом в умовах фінансової та ресурсної невизначеності, в тому числі, що пов’язано з обставинами непереборної сили, зокрема, воєнного стану в Україні.
Посилання
- Vignisdottir, H. R., Ebrahimi, B., Booto, G. K., O’Born, R., Brattebø, H., Wallbaum, H., Bohne, R. A. (2019). Life cycle assessment of winter road maintenance. The International Journal of Life Cycle Assessment, 25 (3), 646–661. doi: https://doi.org/10.1007/s11367-019-01682-y
- Trenouth, W. R., Gharabaghi, B., Perera, N. (2015). Road salt application planning tool for winter de-icing operations. Journal of Hydrology, 524, 401–410. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2015.03.004
- Zítková, J., Hegrová, J., Anděl, P. (2018). Bioindication of road salting impact on Norway spruce (Picea abies). Transportation Research Part D: Transport and Environment, 59, 58–67. doi: https://doi.org/10.1016/j.trd.2017.12.010
- Cui, N., Xie, N., Shi, X.; Shi, X., Fu, L. (Eds.) (2018). A Framework for Life-Cycle Sustainability Assessment of Road Salt Used in Winter Maintenance Operations. Sustainable Winter Road Operations. Wiley, 7–22. doi: https://doi.org/10.1002/9781119185161.ch2
- Maze, T. H. (2009). Performance Measures for Snow and Ice Control Operations. doi: https://doi.org/10.17226/23051
- Malovrh Rebec, K., Turk, J. (2023). Pathway toward Sustainable Winter Road Maintenance (Case Study). Life Cycle Assessment. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.110764
- Fu, L., Trudel, M., Kim, V. (2009). Optimizing winter road maintenance operations under real-time information. European Journal of Operational Research, 196 (1), 332–341. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejor.2008.03.001
- Terry, L. G., Conaway, K., Rebar, J., Graettinger, A. J. (2020). Alternative Deicers for Winter Road Maintenance – A Review. Water, Air, & Soil Pollution, 231 (8). doi: https://doi.org/10.1007/s11270-020-04773-x
- Mbiyana, K. (2018). Winter Road Maintenance Planning-Decision Support Modelling. Luleå University of Technology. Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, 66.
- Kharchenko, A., Zaviyskyy, O., Tsybulskyi, V., Zavorotnyi, S. (2021). Development of methods for parameters of long-term contracts optimization for operational road maintenance. Technology Audit and Production Reserves, 1 (2 (57)), 49–53. doi: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.225532
- Kanin, A., Kharchenko, A., Tsybulskyi, V., Sokolova, N., Shpyh, A. (2022). Construction of a simulation model for substantiating the parameters of long-term road maintenance contracts. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (3 (116)), 33–42. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253652
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Anna Kharchenko, Anatolii Smirnov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
