Безродный
А.А., к.т.н.
Институт проблем точной механики и управления РАН, г.
Саратов, Российская Федерация
построение сетей
автозаправочных станций при декомозиции процесса выдачи нефтепродуктов на
элементарные операции
Введение
Сети автозаправочных станция являются системообразующим элементом нефтепродуктообеспечения (НПО), исходя из глобальной цели удовлетворения потребностей потребителей. Известные модели повышения эффективности функционирования рассматриваемой подсистемы системы НПО позволяют решать задачи размещения АЗС в местах максимальной плотности потока автотранспортных средств (АТС), оценки размера сети АЗС в малых и средних городах и т.п., однако большинство из них не учитывают структуру потребителей. Предлагаемая работа посвящена учету оценки влияния элементарных актов отпуска нефтепродуктов при декомпозиции подсистемы внешней среды «Потребители» на предприятия и организации и принадлежащие им отдельные АТС.
1. Общие замечания о сетях
автозаправочных станций
Сети автозаправочных станций, как и любые системы обслуживания,
представляют собой распределенные структуры по обработке заявок на изменение
характеристик информационных, материальных и финансовых потоков, поступающих от
потребителей, в условиях превышения числа заявок над числом каналов обслуживания.
Для обеспечения полноты рассмотрения в нее включают как источники потоков
указанных видов (нефтебазы различных уровней, склады товаров и компонент
услуг), так и управляющие элементы (система управления, концентраторы,
делители, сумматоры, точки стока и истока), а также сопутствующие подсистемы
(ГИС, улично-дорожные сети, сетей обслуживания иной функциональной природы и
т.п.). Проблематика эффективного функционирования сетей АЗС связана с
необходимостью оптимизации структур управления условно переменными и условно
постоянными компонентами (в частности, расположением объектов), существенные
изменения для большинства из которых возможны лишь за длительные интервалы
управления. Ранее были получены результаты, касающиеся числа АЗС,
перехватывающего основной (более 80 %) поток потребителей
общего объема реализации сети регионального предприятия НПО в
установившемся недоминирующем (немонопольном) режиме. Данные результаты,
развитые на подсистемы УДС следующего порядка (крупные города с численностью
населения 1,5 млн. ч. и более), представлены на рис. 1. Видно, что по мере
увеличения размеров подсистем УДС растет число АЗС, необходимое для
обслуживания заданного потока заявок; для большинства характеристик сетей
автозаправочных станций существуют точки перегиба, позволяющие определить
изменение тенденций по обслуживанию; большинство из сетей АЗС неоптимальны по критерию соотношения объема перехвата
потока, размера сети и подсистемы УДС.
Рис. 1. Число АЗС сети, перехватывающих более 80% потребителей, при недоминирующей (немонопольной) ситуации на рынке (доля менее 25 %) в условиях малого (0,5 млн. жителей и менее), среднего (0,5-1,5 млн. жителей) и крупного (более 1,5 млн.) городов[1].
2. Алгоритм построения сетей
автозаправочных станций с учетом элементарных актов отпуска нефтепродуктов
С целью уточнения данных о величине и структуре сетей автозаправочных
станций ранее созданный алгоритм построения сетей АЗС целесообразно дополнить
операторами, учитывающими элементарные
акты отпуска нефтепродуктов и декомпозицию подсистемы внешней среды
«Потребители» по их видам: предприятия и организации различных форм
собственности и принадлежащие им отдельные АТС.
При
графическом представлении данного
алгоритма (рис.2) используется следующий формализм: оператор окончания (как и в
случае других подсистем системы НПО) задан условно по причине изменчивости
внешней среды и системы; «серым заполнением» выделены ключевые операторы,
описывающие необходимость использования алгоритма (построение БД по АЗС и их
сетям и уточнение модели); в алгоритм включены элементы ранее созданных моделей
уровня «Сети АЗС».
Рис. 2. Алгоритм оценки необходимого числа
АЗС сети при учете элементарных актов отпуска нефтепродуктов
3. Особенности реализации
алгоритма
Для адекватного описания исследуемой подсистемы необходимо определение
долговременных (до 5-ти лет и более) ретроспективных тенденций ее развития по
показателям числа АЗС, используемых потребителями, числа элементарных актов
отпуска нефтепродуктов и сопутствующих товаров (транзакций), объемов реализации
в натуральном и стоимостном выражении и т.п. Для исключения влияния
переходных процессов результаты функционирования объектов рассматриваются по
истечении интервалов времени, достаточных для получения устойчивых значений
показателей эффективности, при этом типичным значением является квартал, что
также совпадает со средним периодом строительства или реконструкции объектов.
Повышение точности моделирования осуществляется путем последовательной реализации
моделей размещения АЗС в местах максимальной плотности потока АТС [[1]], размещения АЗС в отдельном
экономическом районе [[2]],
построения сетей автозаправочных станций с учетом факторов размещения и
взаимного влияния АЗС (работа автора находится в печати) и предлагаемого
алгоритма. В качестве источника статистической информации используются
данные о реализации нефтепродуктов и сопутствующих товаров по микропроцессорным
картам в предположении о схожести (с точностью до 20 %) структуры потока
заявок по видам нефтепродуктов и частоте транзакций, чья адекватность
подтверждается следующими положениями. Кроме того, реализация
нефтепродуктов и сопутствующих товаров по картам является составной частью
функционирования предприятия НПО [[3]].
Наконец, существуют модели подобия, позволяющие осуществлять перевод данных
подсистемы «Обслуживание по микропроцессорным картам» в данные общей реализации
нефтепродуктов и сопутствующих товаров [1], причем микропроцессорная карта благодаря структуре
электронно-вычислительной машины позволяет получать точные (ошибка менее 0,01
л.) данные о транзакциях отпуска нефтепродуктов, которые в доступном для
обработки виде хранятся в течение всего периода
функционирования. Обработка статической информации осуществляется
в рамках следующих подэтапов: (1) - сбор и
структурирование информации, доступной из систем обслуживания по
микропроцессорным картам по различным временным периодам; (2) - определение
доверительного интервала отклонения случайных величин от своих средних
значений, исходя из предположения нормального характера их распределения ввиду
наличия большого числа факторов, каждый из которых вносит одинаковый по малости
вклад; (3) ‑ построение зависимости среднего числа
посещаемых АЗС от числа АЗС сети и других факторов и ограничений, задаваемых
исследователем; (4) ‑ выделение зон сохранения заданных
значений указанных факторов и ограничений. При декомпозиции по видам
потребителей договор на обслуживание по топливным картам отражает поведение
потребителей одного предприятия или организации. Считается, что число договоров
с физическими лицами мало (менее 5 %), причем основную часть из них составляют
предприятия и организации, функционирующие в форме индивидуального
предпринимательства и лишь формального попадающие в категорию физических лиц.
Транзакции по каждой карте отражают поведение физических лиц как владельцев или
пользователей отдельных АТС, уточнение результатов будет проведено далее с
использованием карт, предназначенных для физических лиц (бонусные и дисконтные
карты).
4. Обсуждение результатов
применения алгоритма
По результатам применения представленного алгоритма получены
характеристики для сетей АЗС недоминирующих
предприятий НПО (рис. 3, 4).
Рис. 3.
Характеристики сетей АЗС при декомпозиции по видам потребителей
Рис. 4.
Характеристики сетей АЗС для УДС различных видов
При реализации данного алгоритма использован следующий формализм: модель,
как и ранее, касается случая построения немонопольной сети АЗС, охватывающей
долю рынка не боле 20-25 % (данная ситуация является типичной для
нефтепродуктообеспечения РФ согласно его современного и перспективного
структурного деления в рыночных условиях хозяйствования); т.к.
исследуемая подсистема является подсистемой следующего уровня иерархии (по
сравнению с подсистемой «АЗС»), считается, что для повышения эффективности ее
функционирования должны быть выполнены процедуры оптимизации входящих в ее
состав объектов более низших уровней иерархии, а также реализованы
предшествующие модели для подсистем данного уровня иерархии (учет ограничений
внешней среды и факторов размещения объектов подсистем УДС различных видов и
т.п.); существенное различие в числе АЗС, необходимых для малых
(средних) и крупных городов объясняется нелинейным характером развития
указанных сетевых образований. Достоверность представленной
информации следует из анализа точных данных обслуживания по микропроцессорным
картам по объемам реализации нефтепродуктов в течение пятилетнего периода
функционирования сетей АЗС в 3-х регионах Российской Федерации, что отражает
виды подсистем УДС соответственно, малых, средних и крупных городов областного
подчинения, а также их районных центров.
Адекватность подтверждается совпадением (в пределах естественной погрешности
оценок) моделей корреляционного анализа для случаев АЗС УДС различных видов [[4]]
в пределах допустимой погрешности, не превышающей 20 %.
Заключение
1.
Сети
АЗС являются структурообразующими объектами системы нефтепродуктообеспечения, в
связи с чем вопросы повышения эффективности их
функционирования являются актуальными.
2.
Наличие
современных средств сбора и обработки информации, к
которым относятся микропроцессорные карты различных видов, позволяет повысить
точность и достоверность получаемой информации и увеличить число уровней и
оснований декомпозиции.
3.
По итогам развития алгоритма построения сетей АЗС на случай
УДС крупного города (1,5 млн. жителей и более) с учетом информации об
элементарных актах отпуска нефтепродуктов предприятиям, организациям и физическим
лицам, получены уточненные данные по
среднему (с учетом доверительного интервала) числу АЗС, необходимому для
перехвата наперед заданного объема потока потребителей (АТС) недоминирующими (менее
25 %) сетями предприятий НПО Вертикально-Интегрированных Нефтяных
Компаний (ВИНК),
как типичных объектов исследуемой подсистемы системы НПО.
4.
Из
анализа полученных результатов следует, что среднее число АЗС, посещаемых
отдельными автотранспортными средствами, существенно (больше, чем доверительный
интервал рассматриваемой случайной величины) меньше числа АЗС, необходимого для
функционирования предприятий и организаций. Данный факт подтверждает сделанный
ранее вывод о некоторой избыточности современных сетей АЗС РФ, важности
повышения эффективности их функционирования и обслуживания потребителей, и
необходимости проведения декомпозиции по характеристикам линейных (улицы и
дороги) и узловых (перекрестки) элементов УДС, а также картам для физических
лиц, что и будет осуществлено в рамках дальнейших исследований.