Влияние сезонных условий на расходование ресурсов при эксплуатации автомобилей (стр. 2 )

2.  Выявить сезонные факторы, влияющие на поток требований на ресурсы при эксплуатации автомобилей.

3.  Установить закономерности влияния этих факторов на интенсивность расходования ресурсов при эксплуатации автомобилей и разработать математические модели для их описания.

4.  Разработать методику практического использования полученных результатов и оценить их эффективность.

Для решения этих задач проведены теоретические и экспериментальные исследования.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям. В ней изложена общая методика исследований, установлены закономерности формирования потока требований на ресурсы при использовании автомобилей с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации, предварительно оценена степень влияния сезонных факторов на интенсивность расходования ресурсов, разработаны гипотезы о виде математических моделей влияния сезонных факторов на интенсивность расходования ресурсов.

Для установления закономерностей формирования потока требований на ресурсы с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации определена структура изучаемой системы (рис. 1).

Рис. 1. Структура изучаемой системы

Входом системы является время. По времени меняются условия и интенсивность эксплуатации. От интенсивности эксплуатации зависит скорость приращения наработки. Вариация условий и интенсивности эксплуатации ведет к изменению интенсивности расходования ресурсов.

Поток требований на ресурсы определяется интенсивностью расходования ресурсов, которая характеризует интенсивность процесса, и наработкой в единицу времени.

Если учесть, что потребность в ресурсах определяется как произведение интенсивности расходования и наработки автомобилей за рассматриваемый период, то становится очевидным влияние интенсивности эксплуатации на поток требований на ресурсы. Исследования, проведенные и , показали, что интенсивность эксплуатации автомобилей существенно меняется в течение года. Следствие этого – изменение потока требований на ресурсы.

В выполненных ранее исследованиях влияние интенсивности эксплуатации на «сезонную волну» отказов и потребности в ресурсах не учитывалось.

Для локализации рассматриваемой системы выявлялись сезонные факторы, влияющие на поток требований на ресурсы при эксплуатации автомобилей. Ранее в исследованиях и установлено, что все сезонные факторы, кроме доли дней с осадками, имеют существенную линейную корреляционную связь с температурой воздуха.

То есть задача сводится к оценке степени влияния температуры воздуха и доли дней с осадками на интенсивность расходования ресурсов разных видов.

Априорный анализ физических процессов, определяющих интенсивности расходования ресурсов позволил предположить, что температура воздуха может влиять на расход каждого вида ресурсов. Влияние доли дней с осадками на указанные процессы менее обусловлено. Поэтому степень влияния этого фактора можно оценить только на основе эксперимента.

Следующий этап исследований – оценка значимости сезонных изменений потребности в ресурсах. Для этого ряды интенсивностей расходования ресурсов по видам предложено аппроксимировать гармоническими моделями вида:

,

где	nС	– постоянная компонента;
	k	– номер гармоники;
	g	– количество гармоник;
	nk	– полуамплитуда колебания k-й гармоники;
	Ti	– время;
	m	– интервал между Ti и Ti+1 в градусах;
	T0k	– начальная фаза колебания k-й гармоники.

Затем эти модели линеаризовались путем замены переменных:

, где .

После этого гармоническую модель можно рассматривать как многофакторную линейную регрессионную. Соответственно появляется возможность использовать для оценки значимости факторов аппарат корреляционно-регрессионного анализа. Таким образом, условие значимости сезонной вариации интенсивности расходования ресурсов можно свести к условию значимости первой или второй гармоники. Условие значимости k-ой гармоники:

,

где - табличное значение критерия Стьюдента для доверительной вероятности Р и s-2 степеней свободы.

Далее в аналитических исследованиях разрабатываются гипотезы о виде математических моделей влияния сезонных факторов на интенсивности расходования ресурсов. На основе анализа результатов ранее выполненных исследований выдвинуто предположение о том, что влияние температуры на интенсивности расходования топлива, запасных частей, шин описывается квадратичными моделями. Для других видов ресурсов предложены экспоненциальные модели.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям. Цель эксперимента – проверить разработанные в аналитических исследованиях гипотезы о степени влияния сезонных факторов, а также о виде математических моделей, и определить численные значения входящих в них параметров. Эксперименты предусматривали сбор данных об изменении климатических факторов в течение года, об интенсивности эксплуатации, о фактическом количестве израсходованных ресурсов по месяцам. Эксперимент можно характеризовать как пассивный, заключающийся в сборе статистической информации.

На рис. 2 … 9 представлены графики изменения в течение года потока требований на ресурсы по видам.

n	Время, месяцы	Рис. 2. Закономерность относительного изменения по времени потока требований на топливо, смазочные материалы
n	Время, месяцы	Рис. 3.. Закономерность относительного изменения по времени потока требований на запасные части
n	Время, месяцы	Рис. 4. Закономерность относительного изменения по времени потока требований на шины
n	Время, месяцы	Рис. 5. Закономерность относительного изменения по времени потока требований на электроэнергию
n	Время, месяцы	Рис. 6. Закономерность относительного изменения по времени потока требований на тепловую энергию
n	Время, месяцы	Рис. 7. Закономерность относительного изменения по времени потока требований на прочие сырье и материалы
n	Время, месяцы	Рис. 8. Закономерность относительного изменения по времени потока расходов на хранение ресурсов
n	Время, месяцы	Рис. 9. Закономерность относительного изменения по времени потока требований на ресурсы в стоимостном выражении

Гармонический анализ изменений требований на ресурсы по сезонам производился в следующей последовательности:

1 – представление результатов эксперимента в графическом виде и предварительная оценка степени изменения интенсивности расходования ресурсов;

2 – аппроксимация экспериментальных данных гармонической моделью;

3 – оценка вклада гармоник в изменение интенсивности расходования ресурсов;

4 –линеаризация гармоник для оценки значимости каждой из них.

Анализ полученных результатов показал, что:

1 – потоки требований на ресурсы всех рассматриваемых видов существенно циклически меняются в течение года;

2 – изменение требований на ресурсы по времени с достаточной точностью описывается гармоническими моделями;

3 – наиболее значима во всех случаях первая гармоника (с периодом 1 год), в двух случаях существенно влияние третей гармоники (с периодом 1/4 года), влияние остальных гармоник статистически не значимо.

На следующем этапе исследований оценивалась степень влияния сезонных факторов на интенсивность расходования ресурсов. Оценка значимости коэффициентов корреляции по критерию Стъюдента и учет корреляционных связей между факторами позволили выявить перечень факторов, которые необходимо учитывать при моделировании потока требований на ресурсы.

В исследованиях и на основе оценки значимости коэффициентов парной корреляции по критерию Стъюдента показано, что все сезонные факторы, кроме доли дней с осадками, имеют существенную линейную корреляционную связь с температурой воздуха. Аналогично установлено влияние температуры воздуха на эксплуатационные факторы (коэффициент сопротивления качению, среднюю техническую скорость, среднесуточный пробег). Все перечисленные факторы имеют статистически значимую линейную корреляционную связь c температурой воздуха.