1.3. Анализ научно-прикладных разработок в области снабжения нефтепродуктами автотранспорта

Основная экономическая задача системы нефтепродуктообеспечения - бесперебойное снабжение потребителей нефтепродуктами в требуемом ко- личестве и ассортименте с наименьшими затратами.

Решению вышеуказанной задачи посвящены работы отечественных и зарубежных ученых [11, 22, 27, 40, 62, 65, 179 и другие], которые условно могут быть разделены на два основных направления. Первое из них охватывает комплекс проблем, связанных с выбором и обоснованием параметров конкретной АЗС, оценкой ее экономической эффективности, особенностями технического оборудования и другие. Второе направление - функционирование и развитие сети АЗС, их рациональное размещение, которое, с одной стороны, должно учитывать неопределенность предпочтений клиентуры (потребителей), с другой стороны, размещение поставщиков нефтепродуктов (районные и региональные базы, нефтеперерабатывающие заводы и др.). Учитывая взаимосвязь и взаимовлияние конкретной АЗС и сети, в которую она входит, в ряде исследований оба направления рассматриваются совместно.

Для оценки сегодняшнего состояния, проследим в хронологическом порядке основные этапы развития научных и прикладных разработок, посвященных обеспечению нефтепродуктами автотранспорта.

В семидесятых годах при разработке перспективных схем развития АЗС наибольшее распространение получила методика Гипронефтетранса Госкомнефтепродукта РСФСР, которая включала следующие основные разделы:

Экономический регион дифференцируется на области и районы.

Анализируется сеть АЗС и определяется загруженность каждой станции.

Определяется численность и структура автотранспорта по каждой категории подвижного состава; число категорий - семь (грузовые автомобили, автобусы, легковые автомобили и т.

Выполняется количественный анализ развития автотранспорта по районам и областям региона для каждого года перспективного периода; учитывается рост объемов грузо- и пассажиропотоков, а также увеличение интенсивности движения транзитом.

Для каждой АЗС области определяется потребное на перспективу количество нефтепродуктов в расчете на одни сутки; расчет производится на основе норм расхода топлива, числа «местных» автомобилей и среднесуточного объема транспортной работы; весь транзитный транспорт учитывается в расчете.

Определяется количество нефтепродуктов в расчете на разовую заправку одного автомобиля путем перемножения емкости топливного бака на коэффициент использования этого бака. Коэффициент использования бензобака определяется по данным хронометража.

Рассчитывается суммарное число заправок в сутки (на основе показателей разделов 5 и 6), а затем для каждого населенного пункта - потребное суточное число заправок.

Размещение АЗС региона производится с использованием теории графов.

Расстояния между АЗС на автодорогах (I) определяются в соответствии с СНиП: одна АЗС через 30-50 километров или рассчитываются по формуле:

где А - интенсивность движения автотранспорта; а, Ъ, с-эмпирические коэффициенты.

Изложенная методика, несмотря на несомненную полезность, имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, используемые положения теории массового обслуживания не соответствуют модели функционирования АЗС, в частности, средняя длительность обслуживания принимается одинаковой для всех типов автомобилей (г0(5 = 4 мин), а коэффициент неравномерности поступления автомобилей на АЗС - равным 1,5 (по результатам кратковременных наблюдений).

Во-вторых, модель размещения АЗС не учитывает существенных составляющих затрат в сферах эксплуатации автотранспорта и АЗС от простоев автомашин в очереди на заправку и колонок при отсутствии автомашин.

В-третьих, простое суммирование «местных» и «транзитных» автомобилей значительно искажает количество заправок.

Помимо этого дискуссионным является применение теории графов для поиска оптимального размещения АЗС при произвольном выборе ряда коэффициентов и ограничений.

В работе [65] предлагается формула для расчета часовой производительности АЗС:

где п - число топливораздаточных колонок (ТРК) на АЗС, ед.; к3 - коэффициент одновременности заправки у всех ТРК; тшт - время заправки одного автомобиля.

Для определения гшт используется формула:

где тподг - подготовительное время на подъезд к ТРК и установку пистолета в горловину топливного бака;

т0рг - организационное время на подход водителя к кассе АЗС и обратно к машине, оформление и расчет за заправку;

W - время работы ТРК (непосредственно заправки);

Тзакл ~ заключительное время на установку пистолета на корпус колонки и выезд с АЗС.

Принимается, что тподг - тзакл и изменяется в пределах от 8 до 18 с; ттех= 1 мин.

Несмотря на простоту и удобство для расчета, предложенные зависимости не учитывают ряд следующих существенных факторов:

не раскрывает влияние многих факторов на временные составляющие формулы (1.3);

считает указанные составляющие детерминированными и равными для всех типов автомобилей;

используют коэффициент единовременности заправки, определение которого затруднено.

Существенный вклад в решение проблем размещения и эксплуатации АЗС был сделан в работах [62, 65].

Для данной СМО с ожиданием необходимо выполнение следующего неравенства:

Я»т0б<к (1.4)

где X - плотность потока заявок (количество автомобилей на заправку в единицу времени);

тоб - среднее время обслуживания одной автомашины;

А: - число топливораздаточных колонок.

Вводятся также следующие допущения:

между потоком заявок на заправку и потоком машин на автомагистрали существует определенная связь, устанавливаемая статистически;

колонки АЗС, отпускающие один и тот же сорт топлива, являются одним каналом обслуживания;

все оценки относятся к пиковым интервалам нагрузки АЗС (утро или, реже, вечер).

При создании АЗС необходимы капитальные затраты, которые должны окупаться через оптимальный срок т0 [65, 113 е.]. Этот срок окупаемости зависит от рациональной загрузки оборудования АЗС, т. е. реализации нефтепродуктов (.R), а также потерь от простоев, во-первых, автомобилей в ожидании заправки Я/, во-вторых, оборудования (колонок) АЗС при отсутствии автомобилей П2. Расчет т0 производится по формуле:

к к

т = = — (15)

о k*R-(3 + П) D

где кз - капитальные вложения на строительство и (или) реконструкцию

АЗС;

к1 - коэффициент, учитывающий соотношение между реализацией и такими факторами, как средняя цена 1 т топлива, торговая скидка с оптовых цен на нефтепродукты, стоимость основных средств АЗС и т. д.;

R - реализация нефтепродуктов за определенное время;

Зц - полные эксплуатационные затраты на АЗС;

П - потери в денежном выражении на АЗС от простоев автомобилей в очереди и простоев колонок;

D - доход от эксплуатации АЗС.

Доход АЗС за сутки также можно определить по формуле:

D = В - (Н + Псгп) (1.6)

D = Y,R.*c.-(H+n (1.7)

i i cm

где В - выручка от валовой реализации нефтепродуктов за сутки;

Н- налог с оборота;

Пш - покупная стоимость нефтепродуктов, руб.;

Rb Q - соответственно валовая суточная реализация (л) и стоимость (руб./л) /-го нефтепродукта.

Прибыль от эксплуатации АЗС за сутки:

Пр = В-(Иоб + Пст + И) (1.8)

где Иоб - издержки обращения на АЗС (транспортные, торгово- управленческие и др.), руб.

И - издержки от простоя транспортных средств до заправки, простоя и стоимости эксплуатации колонок.

В цитируемых работах приводится развернутое уравнение для расчета издержек за 1 час функционирования АЗС:

И = дпж * Л* тож + qn,K, * к0 + q3K * кэ (1.9)

где qnM, - стоимость 1 часа простоя машины;

Цпх.

q3K - стоимость эксплуатации работающей колонки в течение 1 часа;

к, к0, кэ - соответственно количество колонок общее, простаивающих и работающих, шт.

Вышеизложенный подход позволил авторам получить формулы для определения оптимального числа колонок на АЗС (konm) и сформулировать принципы рационального размещения АЗС в промышленном районе.

Для расчета выведена формула:

_ 0,0625. „.(„-И) k"~i 2,1 + 0,0875-и (1'10)

где п - число автомобилей на АЗС, включающее автомобили на заправках у

ТРК и стоящих в очереди.

Формула (1.10) получена из условия равенства издержек, связанных с простоем автомобилей в очереди Я/ = q; • тож • Л, и издержек от простоя незагруженных колонок П2 - q2* К, т.е. Я/ = П2. При выводе формулы (1.10), помимо ряда нерасшифрованных преобразований и недостаточно строго обоснованных допущений, было принято, что q\ = 0,05 руб./мин, q2 = 0,035 руб./мин, время заправки ттех = 2,5 мин.

Задача рационального размещения сети АЗС на территории промышленного региона согласно [62, 65] может быть решена на основе анализа приведенных затрат:

Е = Э + Е„'к3 + П + Пх (1.11)

где Э - эксплуатационные затраты по доставке нефтепродуктов с нефтебаз до

АЗС;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; кз - капитальные вложения на строительство и реконструкцию АЗС; П = TIi + П2 ~ суммарные потери на АЗС от простоя автотранспорта и колонок;

Пх - потери автотранспорта от холостых пробегов до места заправки. Уравнение (1.11) позволяет проанализировать приведенные затраты для сети АЗС по народному хозяйству в целом. Что касается Пх, то авторы [62, 65] предлагают исключить его из уравнения (1.11) из-за «отсутствия учета потерь автотранспорта на холостые пробеги».

Размещение необходимого количества АЗС выполняется путем решения транспортной задачи при условии, что целевая функция будет минимизироваться на всем интервале ее применения, т. е.:

Е =?(Э +Ен*кз + П )->min (1Л2)

п

где п - число пунктов, в которых размещаются АЗС.

При условии выполнения ряда ограничений, получены выражения для оптимального числа заправок в сутки (минимальное для данного пункта размещения АЗС)

А.

N = X -^L (1.13)

о 4с

и количества топливораздаточных колонок

Q *N

к = (1.14)

72000-т/

В формулах (1.13), (1.14) С, - стоимость доставки нефтепродуктов до j- ой АЗС;

At - количество автотранспорта в данном /-ом пункте размещения АЗС;

Л0 - неопределенный множитель Лагранжа;

Qcp ~ средняя разовая заправляемая доза топлива, л;

77 - коэффициент использования колонки.

В работе группы авторов [40] приведена математическая модель и алгоритм решения задачи в сетевой постановке по выбору оптимальных вариантов размещения и развития АЗС на перспективу в пределах экономического района (области) с применением ЭВМ.

пунктах расположения сети нефтебаз;

пунктах существующих АЗС и возможных пунктах строительства новых АЗС;

пункты сосредоточения автомобилей, в которых имеются различные типы подвижного состава, отличающиеся своими характеристиками;

даны расстояния между всеми вышеуказанными объектами. Помимо этого рассчитывается потребность в пункте сосредоточения

автомобилей, выраженная количеством заправок в сутки с учетом транзитного транспорта, которая корреспондируется с объемом автотранспортных работ, интенсивностью движения на дорогах для транзитного транспорта, сезонной неравномерностью, нормами расхода топлива, емкостями баков, коэффициентами заполнения баков и прогнозами увеличения парка автомобилей на перспективу.

Математическая постановка задачи выглядит следующим образом: (1.15)

уп Т т

Z(Sm-<7т - удельные затраты по строительству и эксплуатации АЗС в пункте т; хт- мощность АЗС;

Ьтт - протяженность дороги между пунктами размещения потребителя Т и заправки т;

Стт ~ транспортные затраты на 1 км «холостого» пробега автотранспорта; УТт - загрузка АЗС потребителями (количество заправок в сутки).

Поскольку величина crm=f (xj, т. е. удельные затраты по строительству и эксплуатации АЗС являются функцией ее мощности, то вводятся ограничения:

ЦУТт (1.16)

т Т т

где

(0, если в пункте нет АЗС Хт ~ Id - в остальных случаях

{

О, если потребитель Т не прикреплен к ш - ой АЗС В^ - в остальных случаях

где dm- выбранная типовая мощность АЗС в пункте т;

Вт - потребность в пункте Г, выраженная в количестве заправок в сутки. Описанный далее итерационный алгоритм решения задачи включает на первом этапе расчет необходимого количества заправок в каждом пункте потребления Т = 1, 2, ...., п; затем прикрепление АЗС к нефтебазам (по минимуму расстояния) и прикрепление Т потребителей к АЗС (по минимуму суммарных удельных затрат).

По разработанной программе решались задачи оптимального размещения и развития АЗС в Северо-Западном регионе и на Дальнем Востоке.

В целом изложенный алгоритм не вызывает возражений, но имеет, на наш взгляд, несколько «тонких» мест.

Во-первых, отсутствует методика сбора исходной информации, особенно такие вопросы, как «расчет необходимого количества заправок в пунктах Т», учет транзита, определение загрузки каждой из АЗС и т. д. Неясно, как «агрегируются» потребители в пунктах Г.

Во-вторых, очень общее описание АЗС, фактически как «материальной точки», без учета видов и количества потребляемого топлива, режимов работы и т. д.

В-третьих, отсутствие примеров расчета не позволяет дать объективную оценку предложенного метода, а сравнение с «ручным» вариантом расчета подтверждает лишь преимущества использования ЭВМ для решения задач такого типа.

Наконец, как в условиях рыночной экономики понимать этап «прикрепление потребителей к АЗС»?

Несколько иной по сравнению с вышеизложенным подход к решению проблемы развития сети АЗС приведен в работе [11], в которой описана динамическая модель распределения капитальных вложений на строительство и реконструкцию АЗС в заданном регионе в течение планового периода.

Постановка задачи сформулирована следующим образом:

Известно, сколько, какой мощности и в каких местах надо реконструировать и построить новых АЗС.

Выполнены прогнозы уровней реализации ГСМ по каждому объекту и региону в целом.

Считается, что для расчета составляющих модели - капитальных вложений и эксплуатационных затрат - используются стандартные методики.

Требуется определить сроки ввода и количество строящихся xjt и реконструируемых хц объектов в г-м году таким образом, чтобы суммарные приведенные затраты на строительство, реконструкцию и эксплуатацию сети АЗС в течение планового периода Г были минимальными. Таким образом, требуется определить компоненты матриц ||х(/||, Цх^Ц, минимизирующие функционал

т Т \ п Т F (xit,xjt)= Е I —.'О//-Х// + Э//+ 1АЭ//+ I I (кjt'хjt+ I Эф П 17

г = \1 = \(\ + Ен)1-1 1>Ц j = U = \ t>ti

при следующих ограничениях:

m п

I (Qi+bQi+xit)+ Z Qj-xjt^Pt (1.18)

/ = 1 7 = 1

где Qu Qj - соответственно мощности действующей /-ой АЗС \i = \,m\ и строящейся j-й АЗС | j = |;

Р, - прогнозируемое значение уровня реализации ГСМ в заданном регионе в t-м году 11 = 1, Т |;

кц, kjt - соответственно капитальные вложения в реконструкцию и строительство АЗС в t-м году;

3,7, 3jt- эксплуатационные расходы АЗС;

AЭи- прирост эксплуатационных расходов на реконструируемой АЗС;

AQit - приращение мощности /-й АЗС в t-м году;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

В заключении авторами сделан вывод, что основными источниками получения экономического эффекта являются сокращение капитальных вложений за счет выбора оптимальных параметров варианта реконструкции (количества колонок) и эксплуатационных затрат, вызванных снижением издержек от простоя колонок и автомашин в ожидании обслуживания.

Очевидным преимуществом модели является ее относительная простота, достигнутая за счет использования интегральных параметров, описывающих функционирование АЗС. Таким образом доказана принципиальная возможность осуществления прогнозного проектирования развития сети АЗС региона путем выделения трех показателей Q, к и Э, а также подтверждена идея о возможности формирования моделей различных уровней и их раздельного рассмотрения.

В то же время в работе [11] не уделено внимания способам получения интегральных показателей, в частности мощности АЗС и эксплуатационным затратам Э/. С другой стороны, если эти вопросы не рассматриваются, то теряется суть задачи - размещение именно АЗС, а не каких-то объектов, для которых известны (спрогнозированы) вышеуказанные параметры. Это позволяет сделать вывод, что идеализация объекта исследования (абстрагирование) привела к формулировке общей задачи нелинейного программирования с дискретными переменными.

В работе [22] по мнению автора найдены «...принципиально новые пути расчета перспективной сети АЗС». Суть предлагаемой методики заключается в следующем:

Рассчитывается средняя нагрузка (реализация) одной АЗС города или области.

Определяются «критические» пункты, в которых реализация нефтепродуктов выше средней.

На основе статистических данных прогнозируется реализация нефтепродуктов через «критические» пункты.

Решаются две основные задачи проектирования сети АЗС:

определение оптимального количества АЗС и их рационального размещения по годам до конца расчетного периода;

определение потребного количества и рационального размещения АЗС по годам при ограничениях по капитальным вложениям.

Алгоритм решения сводится к тому, что в каждом «критическом» пункте необходимо построить дополнительную стационарную АЗС в г-м году. Во второй задаче расчета перспективной сети АЗС речь идет об уменьшении перегрузок существующих АЗС.

Оптимальную загрузку АЗС определяют исходя из следующей концепции: чем больше АЗС, тем меньше загрузка каждой из них и меньше потери

времени автотранспорта при заправке, но больше приведенные затраты на строительство и эксплуатацию АЗС. Следовательно, приведенные затраты на строительство и эксплуатацию сети АЗС и потери автотранспорта при заправке будут зависеть от количества АЗС и их загрузки.

Добиться решения поставленных задач по мнению автора [22] можно при минимизации двух функций цели:

где Rjopt - оптимальная реализация одной АЗСу'-ой области или города;

Пу - приведенные затраты на строительство и эксплуатацию /-й АЗС у'-й области;

ei - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

Эу - эксплуатационные расходы /-й АЗС, Эу = А +/(г) • Щ;

f(r) - зависимость транспортных расходов по доставке 1 т нефтепродуктов от нефтебазы до АЗС на расстояние г, км;

Пху - потери автотранспорта за счет холостых пробегов на заправку при существующей сети АЗС;

Unpij - потери автотранспорта при заправке на /-й станции.

Минимум, удовлетворяющий обеим функциям цели, определяется в точке пересечения:

где А - постоянная эксплуатационных расходов АЗС (амортизация, заработная плата и т. д.);

(RiopJK) - количество заправок на АЗС, изменяющееся в связи с преобразованием сети;

т3- продолжительность одной заправки;

Сп - стоимость 1 минуты простоя автотранспорта средней грузоподъемности (по прейскуранту);

кн - коэффициент неравномерности прибытия автотранспорта; ПГ

rk= I приведенный радиус обслуживания АЗС в районе, харак-

i* vj

теризуемом плотностью потребления нефтепродуктов у/,

Сх -стоимость 1 км холостого пробега (по прейскуранту); кс -коэффициент, учитывающий несовпадение маршрута автотранспорта с направлением движения на заправку.

Согласно «Прейскуранту цен на перевозку грузов автотранспортом» (1985 г.), С„ = 0,025руб., С, = 0,12 руб.,/(г) = 0,43 + 0,14 т- 0,00095 • г.

В заключение статьи [22] указывается, что решение уравнения (1.20) позволяет получить оптимальную реализацию одной АЗС j-ой области.

Изложенный подход требует анализа по двум главным вопросам: во- первых, выбор критерия для определения Riopt; во-вторых, концепция автора о неравномерности загрузки различных АЗС и необходимости ее выравнивания.

Критерий оптимальности. В данной работе учтены простои автомобилей на заправке, т.е. предлагаемый критерий идентичен подходу, изложенному в работах [62, 65 и др.]. Однако анализ уравнения (1.20) показывает, что

левая часть уравнения имеет размерность руб./т, правая - руб.;

операция суммирования по всем /-м АЗС, необходимая для расчета и оптимизации сети, отсутствует в уравнении (1.20), относящемуся, по- существу, к /-й АЗС;

наличие нескольких коэффициентов - кн, кс, у/ - при отсутствии методик их определения затрудняет использование предложенного подхода. Очевидно, что каждый из коэффициентов требует соответствующих обследований, отражающих прошлое или настоящее состояние АЗС, и тем более неясен подход к перспективным расчетам.

Неравномерность загрузки. Из анализа статистических данных автор делает следующие выводы: реализация нефтепродуктов на АЗС находится в прямой зависимости от спроса; неравномерность загрузки АЗС свидетельствует о нерациональном их размещении.

Очевидно, что первый вывод может быть отнесен к любой продукции и ее реализации. Второй вывод является развитием первого, т. к. неравномерность нагрузки - это отражение неравномерного спроса и в меньшей степени говорит о нерациональности размещения АЗС. Поэтому попытка оптимизации сети АЗС путем усреднения нагрузки противоречит тенденции их развития, отражающей неравномерность транспортных потоков.

Заслуживает внимания подход к решению анализируемой проблемы, предложенный в работе [179], цель которой - «исследование режимов работы АЗС и разработка научно обоснованной методики расчета оптимального количества АЗС и ТРК ... крупных городов и оценки их пропускной способности». Автор рассматривает две группы затрат: в системе АЗС и в сфере автомобильного транспорта.

Затраты в системе АЗС включают:

затраты на сооружение дополнительных, расширение и реконструкцию действующих АЗС (получено соответствующее регрессионное уравнение);

затраты на доставку нефтепродуктов с нефтебаз на АЗС (решение транспортной задачи);

эксплуатационные затраты по сети АЗС, включающие в себя зарплату обслуживающего персонала, все виды отчислений, затраты на энергоснабжение станций, потери нефтепродуктов и др.

К издержкам в сфере автотранспорта отнесены:

затраты, связанные с холостым пробегом автотранспорта до мест заправки (ГСМ, шины, техническое обслуживание и ремонт и др.);

затраты от простоя автомобилей на АЗС в очереди в ожидании заправки.

Для решения задачи определения оптимальной мощности АЗС при проектировании сети заправочных станций была составлена целевая функция затрат в виде

т ~ a4'R}

S = Ka\ + a2-&Ni + CrRi + a3Rf + (1.21)

/ = 1 Ni + bNi

где т - число пунктов, в которых размещаются или могут быть размещены АЗС;

Nt, Nj - соответственно существующее или дополнительное число ТРК на /'-ой АЗС;

R{ - годовая реализация /-ой АЗС; С,- - стоимость доставки нефтепродуктов до /'-ой АЗС. ак - эмпирические коэффициенты, к = 4. Для отыскания минимума используется метод неопределенных множителей Лагранжа.

Разработанная методика была применена для проектирования сети АЗС г.Волгограда, при этом экономический критерий выбора варианта АЗС был предложен в виде:

tk tk Э = l(Pt-3t)'at+ l[(3xi-3xl)*(3„i-3„\)]*at (1.22)

tm t m

где Pt - стоимостная оценка результатов от использования дополнительных топливораздаточных колонок (ТРК) и сооружения новых АЗС;

3t - стоимостная оценка затрат на сооружение новых АЗС, реконструкцию и эксплуатацию действующих станций и введение новых ТРК;

Зх - издержки, связанные с холостыми пробегами автомобилей до АЗС; 3„ - издержки, связанные с простоем автомобилей на АЗС; at - коэффициент приведения разновременных затрат и результатов всех лет периода реализации мероприятия к расчетному году; tH, tk - начальный и конечный годы расчетного периода.

Существенным достоинством работы [179] является обработка значительных массивов информации, позволивших получить ряд эмпирических зависимостей, которые отражают особенности работы АЗС, в частности:

холостого пробега автотранспорта / (км), определяемого по специальной методике, от годовой реализации АЗС Rt (тыс.т)

1 = 0,071 + 0,0004 Ri; (1.23)

среднего времени обслуживания одного автомобиля t0 (с) от средней дозы заправки Qcp (л)

t0 = 78 + 1,6 Qcp; (1.24)

среднего времени ожидания автомобиля в очереди на АЗС t,

t = + ( - 0,5 (1.25)

ож 2

где Лвх - интенсивность входного потока автомобилей на одну ТРК;

пропускной способности АЗС А (авт./ч)

2 *N

А = 7л ГТ О-26)

где N- число топливораздаточных колонок на АЗС;

Т0 - среднее время обслуживания одного автомобиля, Т0 = tJ3600, ч; Лех - интенсивность входного потока автомашин, авт./ч. Анализ зависимостей (1.23) - (1.26) показывает, что ряд из них носит дискуссионный характер. Например, о каком «времени ожидания» может идти речь, если наблюдается простой ТРК? Как объяснить, что среднее время обслуживания t0 в секундах (формула (1.24)) входит в одну зависимость с Лвх, имеющую размерность [авт./ч] (формула (1.25))?

Очевидные неточности при записи формул легко доказать на примере. Допустим, что Qcp = 30 л, а Хйх = 60 авт./ч, тогда при N=2 получим: . 2*2*3600

А = = 3,22 авт./ч

(78+ 1,6* 30)* (60+ 4)-3600

ож

Таким образом, пропускная способность АЗС в 20 раз меньше входного потока.

В целом, характеризуя работу [179], следует признать наличие прогрессивной тенденции: для повышения точности технико-экономических обоснований необходимо объединять в расчетных зависимостях теоретический и эмпирический подходы.

Существенный вклад в развитие научных основ и решение проблем выбора параметров и размещения сети АЗС был сделан в работе [148]. На основе глубокого анализа выполненных исследований, а также большого количества собранного и обработанного статистического материала, автору удалось сформулировать новый, базирующийся на логистических принципах, подход.

Так, при размещении АЗС города, «критерием оптимизации функционирования логистической системы являются полные комплексные затраты всех ее технико-технологических элементов, учитывающие воздействие системы на городскую среду» (учет экологического ущерба). Для отдельных АЗС «оптимизация мощности заправочных пунктов осуществляется по критерию минимума полных комплексных затрат путем решения для каждого пункта в отдельности по индивидуальным для них характеристикам потоков поступающих на заправку автомобилей; для решения используются методы имитационного экономико-статистического моделирования».

Таким образом, обобщая результаты проведенного анализа существующих литературных источников по рассматриваемой проблеме, можно сделать вывод, что в вопросах выбора основных параметров при строительстве новых или модернизации существующих АЗС нет единого подхода. Наиболее приемлемым можно считать вариант, при котором АЗС рассматривается как система массового обслуживания (СМО) с ожиданием. Принципиально положения данного подхода сводятся к следующему:

- АЗС - это СМО с очередью, длина которой теоретически неограни- чена, т. к. предполагается, что автомобиль не покинет АЗС без заправки;

в качестве единственного расчетного режима принимается работа АЗС в час «пик», т. е. при максимальной интенсивности транспортного потока;

считается, что АЗС оборудована топливно-раздаточными колонками (ТРК) и согласно СМО является многоканальной системой;

время заправки подчиняется экспоненциальному закону, при этом принимается, что объем заправки одного автомобиля постоянный;

в качестве основного экономического критерия выбора оптимального количества ТРК на АЗС принимается равенство издержек, связанных с простоем автомобиля на АЗС, и затрат на содержание незагруженных ТРК.

Между тем, исследования режимов работы АЗС показывают, что вышеизложенный подход устарел и не отвечает современным рыночным условиям, при которых в корне изменилась структура автомобильного парка и общее состояние транспортно-дорожного комплекса, появились десятки тысяч мелких грузовых предприятий, большое количество платных стоянок и гаражных кооперативов, изменилась психология водителя и т. д. Поэтому, для выбора основных параметров вновь строящихся или модернизируемых АЗС необходимо учитывать ряд новых положений.

Во-первых, только в редких случаях АЗС работает как СМО с неограниченной длиной очереди. С появлением все большего количества заправок (стационарных, контейнерных и передвижных), уменьшением расстояния между ними и, как правило, исчезновением дефицита поставок нефтепродуктов с районных (региональных) баз, АЗС должна рассматриваться как СМО без очереди или с ограниченной длиной очереди по числу автомобилей в ней или времени ожидания на заправку. Так, в крупных городах количество АЗС составляет не менее одной на 8-10 км . Даже при неблагоприятных условиях размещения наибольшее расстояние между АЗС по диагонали не превышает 4.5 км, а при скорости автомобиля Va = 40 км/час, время движения между АЗС составит 6-7 мин. Зная это, водитель выберет для заправки АЗС с минимальной очередью.

Во-вторых, число анализируемых режимов работы АЗС должно быть увеличено, при этом только многовариантный расчет позволит определить оптимальный режим работы конкретной АЗС.

В зависимости от времени суток, дня недели и месяца (сезона) года поток автомобилей на заправку изменяется в широких пределах, т.е. суммируются три циклических составляющих с разными периодами. Соответственно, режим работы АЗС также может быть изменен в широких пределах за счет одновременно включения различного количества ТРК, количества обслуживающего персонала (операторы, кассиры), круглосуточного использования автоматизированных ТРК с оплатой по кредитным картам и т. д. Все это позволяет, с одной стороны, уменьшить время обслуживания одного автомобиля, с другой стороны, увеличить общую пропускную способность АЗС.

Таким образом, можно констатировать, что для АЗС возможны три расчетных режима работы: без очереди, с ограниченной длинной очереди, с ожиданием. В первом приближении цикличность работы может быть учтена введением корректирующих коэффициентов или специальных зависимостей.

В-третьих, многоканальность АЗС. Действительно на первый взгляд АЗС имеет количество ТРК или обслуживающих каналов т > 1. Однако, с учетом количества видов и сортов топлива, предлагаемого на одной АЗС, не трудно убедиться, что за исключением одного-двух сортов бензина, каждая ТРК «специализируется» на одном сорте топлива и имеет свой резервуар для хранения. Таким образом «многоканальность» АЗС - это для большинства из них суммы независимых одноканальных (редко двухканальных) СМО. Такая трактовка значительно упрощает расчетные зависимости, однако требует «расщепления» входного потока автомобилей на заправку по сортам топлива.

Исключением являются специализированные АЗС, например, закрепленные за данными АТП. В этом случае количество сортов топлива сокращается до одного-двух, но число ТРК возрастает, т. е. АЗС является много- канальной. Однако режим работы такой АЗС носит специфический характер, т. к. заправка автомобилей, например, в автобусном парке, может быть спланирована и организована по графику в течение суток.

Специального исследования требует АЗС оборудованные универсальными ТРК, когда на каждой колонке устанавливается а пистолетов для основных сортов топлива. В этом случае автомобиль будет заправлен на любой ТРК, т. е. АЗС является многоканальной, но затраты на строительство и содержание таких многопистолетных ТРК будут отличаться от обычных ТРК с одним пистолетом на колонке.

В-четвертых, дискуссионным является вопрос об экспоненциальном законе для времени заправки автомобиля. Указанное время определяется двумя факторами: производительностью ТРК, л/мин, и средней величиной заправки бака. Очевидно, для грузовых и легковых автомобилей, автобусов с учетом специфики перевозок (внутригородские, междугородние, международные) время заправки будет колебаться в широких пределах. Помимо этого, имеется тесная корреляция между сортом (видом) топлива и типом автомобиля. Так, дизельное топливо используется в нашей стране в основном для грузовых автомобилей и автобусов с объемами баков значительно превосходящими объемы баков легковых автомобилей. Все это объективно свидетельствует о том, что время заправки, как случайная величина, будет отличаться от экспоненциального закона. Тогда возможны два пути решения: корректирование расчетных зависимостей, полученных на основе СМО для пуассоновских потоков; моделирование реальных режимов заправки с использованием имитационных методов.

В-пятых, выбор экономических критериев оценки функционирования АЗС. Вышеизложенное позволяет констатировать, что экономическая модель приведенных народнохозяйственных затрат, оптимизируемая исходя из условия равенства издержек от простоев автомобилей в очереди на АЗС и простоев незагруженных колонок, не отвечает рыночным условиям конкурентной среды. В качестве основного критерия должны быть использованы оценки связанные с упущенной выгодой (прибылью, доходами) из-за того, что автомобили заправляются на АЗС конкурентов. Чтобы изменить ситуацию, необходимо обеспечить такой режим АЗС, при котором длина очереди на заправку минимальна или отсутствует. Таким образом, критерий должен базироваться на сравнении моделей СМО с «бесконечной» и «ограниченной» длиной очереди, при этом варьирование длиной очереди или временем ожидания заправки позволит найти оптимальный вариант количества ТРК на АЗС.

Другой вид экономического критерия - сравнение вариантов инвестирования средств в строительство (реконструкцию) АЗС или, например, покупка ценных бумаг, ГКО, депозитные вклады в банки и т. п. Поскольку в ближайшем будущем основными инвесторами в строительство АЗС будут нефтяные компании (отечественные или совместные предприятия) либо другие представители частного бизнеса, то для первых строительство АЗС - продвижение своих товаров на рынок; для вторых - эффективный способ капиталовложения. Поэтому, экономическая оценка АЗС имеет определенные отличия для разных инвесторов.

На основании вышеизложенных материалов в таблице 1.16 приведена систематизация существующих подходов к оптимальному (рациональному) размещению сети автозаправочных станций в регионе (городе). Общим для большинства проанализированных исследований являются следующие положения.

Все методические разработки базируются на критерии минимума приведенных (или полных) затрат на строительство (реконструкцию) АЗС в рассматриваемом регионе.

В большинстве подходов в качестве основного условия задана существующая сеть и речь идет о корректировке этой сети путем изменения мощности (реконструкции) АЗС.

Практически ни в одной из работ не рассматриваются вопросы организации и управления поставками нефтепродуктов в системе «Нефтебаза - сеть АЗС» с точки зрения логистических принципов «точно-во-время» и

«минимума затрат». Отсутствуют подходы (принципы) организации работы в реальном масштабе времени (т. е. оперативное управление и диспетчеризация) конкретных АЗС и специального подвижного состава, осуществляющего перевозку топлива по маршрутам «АТП - НБ - сеть АЗС - АТП». Помимо этого не уделяется внимания вопросам обеспечения надежности перевозочного процесса и возможным путям повышения безотказности выполнения заявок на перевозки.

Отсутствуют методические разработки по аналитическому описанию работы нефтебаз, учитывающему случайный поток автомобилей-бензовозов на загрузку.

Не разработаны экономические критерии обеспечения перевозок с учетом принципа «точно-во-время» для логистической цепи «Нефтебаза - сеть АЗС», а также возможные пути рационализации перевозочного процесса с целью повышения его эффективности

Изложенные замечания, касающиеся выбора рационального размещения сети автозаправочных станций в регионе, можно рассматривать в качестве исходных положений для дальнейшего исследования.

Таблица 1.16

Систематизация методов оптимального (рационального) размещения сети автозаправочных станций в регионе Источник Исходные данные, описание подхода Метод расчета Примечания 1 2 3 4 Методика Гипро- нефтетранса Гос- комнефтепродук- та РСФСР Экономический регион делится на области и регионы; сеть АЗС задана Размещение АЗС региона с использованием теории графов Упрощенная модель СМО для АЗС; произвольный выбор ряда коэффициентов и ограничений B. Кантор Ф.М., Юсупов И.Ю. [62]; Коваленко

Г., Кантор Ф.М., Хабаров

Р. [65] Комплексный подход к определению оптимальной мощности АЗС и их размещения в регионе 2-х уровневый: размещение АЗС - решение транспортной задачи; оптимальная мощность АЗС - метод Лагранжа Большое количество допущений; условные примеры не совпадают с фактическими данными Данилов Е.А. и др. [44] Имеется сеть нефтебаз, существующие АЗС, стоянки автомобилей, все расстояния; решается задача оптимальных вариантов размещения Итерационный 2-х этапный алгоритм: 1 этап - прикрепление АЗС к НБ (по минимуму расстояния); 2 этап - прикрепление потребителей к АЗС Указывается на успешное применение в ряде регионов России; спорно применение в условиях рыночной экономики Бакаев А.А., Олейник Т.Г. [11] Известно - сколько, какой мощности и в каких местах реконструируются или строятся АЗС Решение общей задачи нелинейного программирования с дискретными переменными Нет примеров расчета; работа АЗС не отражена Хабаров А.С. [177] Предложена усовершенствованная методика расчета оптимального количества АЗС; заданы расстояния и другие параметры распределительной сети Дальнейшее развитие подхода Кантора Ф.М. и других авторов; введен ряд эмпирических зависимостей, в частности, для времени заправки и длины очереди на АЗС Указывается, что методика была использована для проектирования сети АЗС г. Волгограда; нет примеров расчета; неясна перспектива применения в условиях рыночной экономики Санков В. Г. [148] Новый подход с использованием логистических принципов; число АЗС определяется при наличии подробной информации о транспортно- экологической ситуации в городе При определении количества АЗС за основу взят кластерный метод анализа с использованием теории графов; моделирование работы АЗС с использованием эко- номико-статистичес- кой модели Отсутствуют примеры расчета статистических параметров, необходимых для моделирования; нет рыночной конкурентной среды