Организация перевозок застрахованных грузов с использованием интегрированной базы данных транспортной сети города

В настоящее время, когда рыночная экономика предъявляет новые требования к условиям функционирования автотранспортных предприятий [1,2], необходима разработка принципиально новых подходов к организации перевозочного процесса, учитывающих взаимосвязанное функционирование всех участников перевозочного процесса.

Формирование рыночной инфраструктуры [2], договорных отношений, резкое сокращение доли государственного сектора требуют новых подходов к использованию финансово-кредитного механизма в управлении предприятиями автотранспортного комплекса. Особое значение в этой связи приобретают вопросы страхования деятельности автотранспортных предприятий, направленной на создание им равных стартовых условий для перехода к рыночным отношениям.

Несмотря на достижения технического прогресса, благодаря которым используются современные средства безопасности в различных сферах народного хозяйства, по-прежнему происходят катастрофы и аварии на транспорте, в результате которых гибнут и получают повреждения люди и материальные ценности. Огромные убытки наносятся стихийными бедствиями землетрясениями, наводнениями, ураганами, оползнями и т. п.

Экономические выгоды страхования очевидны, так как только страхование является наиболее совершенным и гибким инструментом для полного и быстрого возмещения ущерба и потерь, как от природных явлений, так и от человеческой деятельности.

В настоящее время возрастает роль страхования в развитии экономики современной России, как базового элемента функционирования инфраструктуры рыночных отношений. Речь идет о двух параллельных процессах: внедрении страхового механизма в экономическую инфраструктуру и создании самой инфрастуктуры страхового дела в России.

Актуальность работы. Формирование рыночной инфраструктуры, договорных отношений, резкое сокращение доли государственного сектора требуют новых подходов к использованию финансово-кредитного механизма в управлении предприятиями автотранспортного комплекса. Особое значение в этой связи приобретают вопросы страхования деятельности автотранспортных предприятий, направленной на создание им равных стартовых условий для перехода к рыночным отношениям.

Эта проблема имеет важное теоретическое и практическое значение, ставит новые задачи, решение которых позволит повысить научную обоснованность мер по организации перевозочного процесса, сближению товарного и денежного оборотов и сокращению бюджетного дефицита. Необходимо формирование отечественного страхового рынка автотранспортных услуг, который отражал бы весь денежный оборот, включая финансово-кредитные потоки.

В связи с этим, рассматриваемая диссертационная работа, посвященная вопросам организации перевозок застрахованных грузов с использованием интегрированной базы данных транспортной сети города, представляется весьма актуальной.

Цель работы. Разработка, организация и управление перевозочным процессом с оптимизацией по стоимостному критерию за счет снижения удельных суммарных затрат с учетом страховых выплат с использованием интегрированной базы данных транспортной сети города.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Анализ предметной области «Транспортная сеть города» и определение основных информационных требований.

2. Разработка семантической модели по исследуемой предметной области.

3. Построение схемы реализации базы данных «Транспортная сеть города» и реализация основных запросов и алгоритмов.

4. Разработка математических моделей оптимизации рабочего цикла перевозочного процесса застрахованными автотранспортными предприятиями.

5. Разработка математических моделей оптимизации числа единиц подвижного состава, используемых в перевозках грузов.

6. Разработка информационной системы, реализующей предложенные методы и алгоритмы с использованием интегрированной базы данных.

Научная новизна. Разработана семантическая модель транспортной сети и ее реляционная схема. Разработаны модели оптимизации перевозочного процесса, математические модели определения по стоимостным критериям количества автомобилей, используемых автотранспортным предприятием, и пробега одного автомобиля с учетом страховых выплат. Разработана методика расчета страховых выплат для перевозок различных грузов с резервированием автомобилей и без него.

На защиту выносятся следующие результаты:

— результаты анализа информационных требований пользователей по предметной области «Транспортная сеть города»;

— семантическая модель предметной области, реализованная в виде модели «объект-связь»;

— схема реляционной базы данных «Транспортная сеть города»;

— математические модели оптимизации рабочего цикла перевозочного процесса автомобилями, застрахованными автотранспортными предприятием;

— математические модели оптимизации подвижного состава, с учетом страховых выплат;

— математические модели определения затрат на страхование транспортных средств;

— информационная система, реализующая предложенные методы и алгоритмы с использованием интегрированной базы данных.

Теоретические предпосылки и методы исследования. Основные результаты получены с использованием методов математического программирования, теории множеств, теории баз данных и интеллектуальных систем.

В первой главе диссертации проведено исследование предметной области «Транспортная сеть города» и определены основные информационные требования пользователей системы. В соответствии с методикой, представленной в диссертации, последовательно определен состав приложений («Транспортная сеть города», «Регулярные задачи на транспортной сети», «Оперативные запросы») и основные функции по данным приложениям. Полученная система информационных требований пользователей позволила построить систему локальных взглядов с использованием модели «объект — связь», формализованное описание, представлено в работе. Осуществляя интеграцию локальных взглядов, получена общая концептуальная схема предметной области. Основными компонентами схемы являются объекты: «сеть», «улица», «участок дороги», «узел» и другие. Объекты, связи, задаваемые на объектах, определяют способ их взаимодействия и также представлены на схеме. Разработанная концептуальная схема является основой для моделирования и представления семантики данных транспортной сети.

Во второй главе диссертации выполнено отображение полученной концептуальной схемы в реляционную модель данных. В работе так же обоснован выбор СУБД Access для практической реализации интегрированной базы данных.

В третьей главе диссертации рассмотрены современные технологии организации перевозочного процесса, которые предполагают создание и использование прогрессивных методов автоматизации и рационального использования имеющихся материально-технических средств. Показано что, вопросам страхования транспортных средств и максимального использования подвижного состава АТП уделяется все большее внимание. Страховой бизнес распространяется на все области экономики страны. В связи с этим минимизация расходов на обеспечение перевозок грузов становится важной задачей, имеющей большое значение для существующих автопредприятий. Проведен анализ работ, связанных с различными аспектами страховой деятельности компаний и оптимизацией режимов восстановления работоспособности автомобилей, который показал, что в настоящее время назрела необходимость в разработке математических моделей, наиболее полно описывающих перевозочный процесс с точки зрения сохранности грузов, а также автоматизирующих перевозной процесс за счет разработки и применения прогрессивных математических методов и средств оптимизации основных показателей по стоимостному критерию. Анализ исследований также показал, что методы оптимизации режимов перевозки грузов и восстановления работоспособности автомобилей недостаточно полно учитывают страховые издержки в процессе их эксплуатации.

В четвертой главе диссертации предложен принцип расчета страховых тарифов (страховых премий), который позволяет получить величины затрат на страхование исходя из данных, которыми реально располагают страховые компании. В приведенных расчетах рассмотрены два случая — для парка с резервом автомобилей и без наличия свободных автомобилей.

Экспериментальное исследование заключалось в разработке алгоритмов и программ для ЭВМ на основе созданных методов и проведении математического моделирования на примере специально выбранного для этой цели объекта — АТП № 3 г. Рязани.

Под наблюдением находилось 102 автомобиля, эксплуатировавшихся в условиях интенсивного городского и областного движения по дорогам с асфальтовым покрытием. Протяженность маршрутов движения составляла 25−60 километров при диапазоне эксплуатационных скоростей от 20 до 60 км/час. За рассмотренный период средний пробег контрольной партии составил 280 тыс. км.

Было установлено ограничение на пробег одного автомобиля в пределах от 4500 км до 7000 км.

При этих условиях проведен эксперимент по выявлению зависимостей решения поставленной задачи от общего объема работ (суммарного пробега), коэффициента степени надежности конструкции автомобилей и других параметров модели.

Были исследованы взаимоотношения с параметрами моделиколичества автомобилей в парке, используемых в перевозках грузов.

В пятой главе диссертации рассмотрены вопросы практической реализации предложенных методов и алгоритмов, реализованных в виде макета информационной системы. Рассмотрена архитектура системы, предложены схемы прикладных диалогов, приведены конкретные экраны и режимы работы системы. Рассмотрены практические рекомендации по использованию программных средств.

Информационная система включает интегрированную базу данных и совокупность вторичных баз данных, ориентированных на использование в ряде прикладных программ. В систему входят функциональные программные комплексы, решающие соответствующие прикладные задачи оперативного характера — запросы о параметрах транспортной сети города и задачи по расчету страховых выплат.

Схемы прикладных диалогов в различных режимах ориентированы на конечных пользователей и не требуют специальной подготовки при работе с программным обеспечением.

Практическая ценность. По разработанным математическим моделям созданы алгоритмы и программы расчетов оптимальных параметров работы типового автотранспортного предприятия, а так же разработана прикладная информационная система.

Апробация результатов. Основные научные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр «Организация перевозок и управление на транспорте им. Л.Л. Афанасьева», «Автоматизированные системы управления» МАДИ (ГТУ) в 2001;2003 годах, а также ряде международных и республиканских конференциях.

Публикации. Отдельные положения диссертации отражены в шести печатных работах.

Объем работы и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав основного текста, заключения, списка использованной литературы состоящего из 105 наименований и приложения.

Выводы по главе 5.

1. Предложенные в диссертации методы и алгоритмы решения задач с использованием интегрированной базы данных транспортной сети реализованы в виде соответствующего комплекса программ. Разработана его архитектура, система интерфейсов, приведена схема функционирования комплекса.

2. Реализована система отчетов, запросов и форм, позволяющая конечным пользователям осуществлять многоаспектную обработку информации по транспортной сети. Исследована эффективность решения задач поиска кратчайших маршрутов, размещения склада и задач перевозки застрахованных грузов.

3. Проведенные исследования показали, что для интенсивных перевозок с большими пробегами выгоднее использовать автомобили КамАЗ-5410. Для автопарка, состоящего из 100 автомобилей, с общим суммарным пробегом 400 тыс. км, при максимальном пробеге одного автомобиля не более 5500 км предпочтительнее использование в перевозках автомобилей МАЗ-54 323.

4. В результате анализа полученных данных с помощью разработанных математических моделей, для пробега автомобиля свыше 8000 км ставки страховых премий установлены в размере 3% и 2,9% для МАЗ-54 323 и КамАЗ-5410 соответственно при вероятности безотказной работы 88% и 91%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Проведенный анализ предметной области «Транспортная сеть города» позволил сформулировать основные информационные требования пользователей, а так же построить семантическую модель предметной области в виде ER — диаграммы.

2. Осуществлено отображение полученной семантической модели в реляционную схему, которая реализована в среде СУБД Access.

3. Предложена реализация алгоритмов решения транспортных задач с использованием интегрированной базы данных транспортной сети.

4. Показано, что имеющиеся методы оптимизации и режимов перевозки грузов и восстановление работоспособности автомобилей недостаточно полно учитывают страховые издержки в процессе эксплуатации автомобилей.

5. Разработанные методы оптимизации режимов эксплуатации транспортных средств позволяют минимизировать как затраты на их текущий ремонт и техническое обслуживание автомобилей при перевозке грузов, так и страховые выплаты.

6. Предложенные вероятностные модели определения страховых взносов и суммарных убытков из-за отказов автомобилей позволяют прогнозировать возможные затраты и их возмещение страховыми компаниями.

7. В результате анализа полученных данных с помощью разработанных математических моделей, для пробега автомобиля свыше 8000 км ставки страховых премий установлены в размере 3% и 2,9% для МАЭ-54 323 и КамАЗ-5410 соответственно при вероятности безотказной работы 88% и 91%.