Устойчивость транспортных систем (2002, 202c., EFK0062-01)

Основным средством обеспечения устойчивости систем являются резервы. Они также служат и для обеспечения надежности. В общем случае из всех резервов выделяются три основных вида.

1. Резервы сырья, материалов и готовой продукции.

2. Резервы производственных мощностей.

3. Финансовые резервы.

Два первых вида резервов являются натуральными. Для транспортных систем, занимающихся организацией перевозок, резервы первого рода имеют специфический вид, так как продукцией транспорта являются услуги по перемещению объекта перевозок. Под резервами сырья и материалов здесь понимаются запасы эксплуатационных материалов, а под резервами готовой продукции - излишки провозных возможностей работающего транспорта. Запасы объектов перевозок на транспортных складах также могут рассматриваться как резервы первого рода.

Резервы производственных мощностей в перевозочных системах - это резервный подвижной состав рассматриваемого объекта.

Для систем организации дорожного движения основным видом натуральных резервов являются резервы пропускной способности транспортных магистралей и комплекса технических средств управления дорожным движением.

Натуральные резервы являются эффективным средством обеспечения устойчивости, то есть сохранения равновесного состояния при определенных колебаниях внешней среды. Их недостатком является узкий спектр внешних воздействий, которым они могут противодействовать. Для каждого из этих резервов можно подобрать соответствующее внешнее воздействие.

Например, избыток провозных возможностей городских маршрутов компенсирует резкий всплеск пассажиропотоков, вызванный проведением каких-либо массовыx мероприятий. Но состояние внешней среды характеризуется более широким списком параметров, чем величина пассажиропотоков, и компенсировать изменение большинства из них необходимо другими видами резервов.

Содержание большого количества разнообразных натуральных резервов невыгодно с точки зрения эффективности системы и вместо них используются финансовые резервы, для которых характерна высокая универсальность.

Финансовые резервы могут быть использованы в большинстве случаев, когда необходимо преодолеть внешние помехи, но им присущ недостаток. В отличие от натуральных резервов, которые могут быть введены в действие сразу после возникновения помех, при использовании финансовых резервов обычно требуется определенный промежуток времени. Он необходим для их превращения в тот вид натуральных резервов, который может быть непосредственно использован для компенсации помех.

Несмотря на это, основным способом обеспечения устойчивости транспортных систем является наличие у них финансовых резервов.

Универсальность финансовых резервов дает основания перейти к более мягкой трактовке понятия устойчивости. С ее учетом можно допустить, что наличие финансовых резервов позволяет компенсировать любой вид внешних помех. Возможность создания финансовых резервов определяется объемом прибыли, которую получает объект. Финансовые резервы могут быть накоплены за счет прибыли, полученной в течение определенного промежутка времени.

Большие накопления отрицательно сказываются на эффективности объекта, если они не приносят прибыль и обычно свободные средства используются для реальных или финансовых вложений. Поэтому связывать объем финансовых резервов с продолжительностью получения прибыли было бы не совсем верно.

Для того чтобы записать условие устойчивости, можно предположить, что объем свободных средств (финансовых резервов) составляет некую постоянную часть текущей прибыли. Тогда положительное значение прибыли означает наличие финансовых резервов и можно записать условие экономической устойчивости

У = Д – З > 0,              (5.5)

где У - показатель экономической устойчивости объекта;

Д - доход объекта в единицу времени;

З - затраты объекта на производство продукции в единицу времени.

Интенсивность помех связана с объемом финансовых резервов, так как больший объем резервов позволяет преодолеть помехи большей интенсивности. Тогда значение экономического показателя устойчивости напрямую отражает степень устойчивости объекта.

Для этого показателя можно построить область экономической устойчивости, если принять простые гипотезы о значении доходов и затрат объекта. Графически она представлена на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Область экономической устойчивости

Для рассматриваемого примера i;np;iTi,i ип производство продукции 3 изменяются по линейной зависимости

З = З₀ + з - X ,                (5.6)

где З₀ - постоянные затраты, которые не зависят от объема производства продукции;

з - удельные переменные затраты на единицу продукции;

X - валовой выпуск продукции.

Доходы от реализации продукции определяются как произведение тарифа на объем производства. Но, так как они не могут превышать спроса, по достижению его значения доходы равняются спросу.

Д = тin(Т ? Д ; Д_max),          (5.7)

где Т - тариф за единицу продукции;

Д_max - спрос на продукцию (максимальный доход).

Область экономической устойчивости соответствуем выделенной вертикальной штриховкой части графика, в которой выполняется условие устойчивости (5.5).

Начинается она за точкой Х_min , то есть нижней границей области устойчивости, заканчивается точкой Х_max , верхней границей области устойчивости. В этих точках доходы равны расходам и в них система еще (уже) неустойчива, так как неравенство (5.5) в них не выполняется.

Но любое превышение доходов над расходами с учетом принятых условий означает наличие у системы финансовых резервов, то есть ее устойчивость.

Максимальная устойчивость системы соответствует максимальной разнице между доходами и расходами. Поэтому с точки зрения устойчивости оптимальным является объем производства, при котором он соответствует спросу, то есть точка пересечения линий дохода и спроса.

Этот график может быть использован для управления объектом, если ввести понятие сигнальной области устойчивости, достижение границ которой означает необходимость выработки управляющих воздействий.

Граничное значение сигнальной области устойчивости У_s определяется по зависимости

У_s = ?_s У_opt = ?_s (Д_тах – З(Х_opt)),         (5.8)

где ?_s - величина, зависящая от структуры рассматриваемого объекта;

У_opt - оптимальное (максимальное) значение показателя устойчивости.

Сигнальная область устойчивости выделена на графике горизонтальной штриховкой. В ее пределах отклонение показателя устойчивости от максимального значения считается допустимым.

Границы области устойчивости можно также определить через значения валового выпуска, что и показано на рис. 6.2. X_smin и X_smax - это нижняя и верхняя граница сигнальной области устойчивости, им соответствует одно граничное значение показателя устойчивости У_s.

Для этого случая возможна выработка как минимум двух самых простых управляющих воздействий - увеличение объема производства при достижении X_smin и сокращение объема производства при достижении Х_smax . Возможна выработка и других воздействий, но для них требуется более детальное моделирование показателя устойчивости.

Источник: Основы теории транспортных систем / Учебное пособие. П.Ф. Горбачев, И.А. Дмитриев. - Харьков: Изд-во ХНАДУ, 2002. – С. 196-200 (202 с.)