Внедрение АСУ дорожным движением на базе программы интеллектуальных транспортных сетей

С технологиями адаптивного управления вся информации об эффективности работы дорожных объектов собирается постоянно в автоматическом режиме, а настройки циклов регулирования обновляются непрерывно.

Далее, используя собранную выше информацию, проведем анализ всех трех ИТС в таблице 2.3 с целью выявить достоинства и недостатки использования того или иного комплекса.

Таблица 2.3 - Достоинства и недостатки описанных систем

Название	Преимущество	Недостаток
SCOOT	Работает на дорожной сети любой конфигурации. Корректирует циклы, секции регулирования и смещения. Очень быстрая реакция -не дольше одной фазы. Поддерживает любое количество светофорных объектов. Система управляет всеми объектами после разовой установки в центре дорожного регулирования. Имеет функции предоставления приоритета автобусам, обнаружения аварий, а также ограничения допуска в районы для перераспределения потоков. Равный, выборочный или экстра приоритет для автобусов. Корректирует промежуточных фазы светофоров в зависимости от наличия пешеходов	Требуется множество детекторов, устанавливаем над проезжей частью для каждой полосы движения во всех направлениях. Поддерживает только центральная архитектура. Не использует в работе семейство стандартов NTCIP. Работает только с дорожными контроллерами фирмы Siemens. Если уменьшение скоплений транспорта позволит значительно увеличить скорости движения, то риск аварий также может возрасти
UTOPIA	Реагирует на транспортную ситуацию: Уменьшает задержки трафика. Уменьшает или избавляет от необходимости корректировки фаз светофоров вручную. Улучшения показателей относительно фиксированных планов: время в пути, задержки, остановки, расход топлива. Сбор и архивирование информации. Эффективно применение как в маленьких городах с 3-4 перекрестками, так и в крупных мегаполисах	Высокие капитальные затраты на интеграцию системы. Требуются значительные затраты на обслуживание и профессиональный штат для оптимального функционирования. Необходимы обширная настройка и мониторинг работы системы. Требуется повышенное
UTOPIA	Может работать с большим числом дорожных контроллеров (например, Peek'sEuroController)	обслуживание детекторов транспорта. Дополнительные расходы на коммуникации. Потребность в большем количестве технического персонала. Следствием увеличения пропускную способности дорог может стать рост спроса на нее среди автовладельцев. Тем самым выгода, получаемая от использования ИТС, может быть нивелирована возросшей интенсивностью движения

Также необходимо иметь в виду, что стоимость лицензирования всех вышеуказанных комплексов может добавить дополнительно 10 - 15 % к общей сумме затрат на его установку. Кроме того системы не предоставляют никаких дополнительных функций обеспечения безопасности, кроме стандартных методов, гарантирующих такие меры как достаточное время промежуточных фаз, минимальные значения зеленых фаз и исключение конфликтных противоречивых параметров светофорной сигнализации, и встроенных в дорожные контроллеры, которые являются частью системы ИТС.

Следующим шагом следует рассмотреть возможности применения указанных систем или отдельных их элементов для транспортной системы города Хабаровска. Данные занесем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Сравнение возможности установки зарубежных аналоговых систем

Наименование системы	Параметры (характеристики), по которым можно использовать данную систему	Параметры (характеристики), по которым нельзя использовать данную систему
ACS-Lite	Не требуется высокоскоростных коммуникаций. Управление организовано с использованием стандартных понятий светофорного регулирования применяемых и в России (фаза, смещение). Не требует большого количества детекторов, может использовать детекторы любого типа. Не требует большого штата для обслуживания. Для основы будет использоваться уже составленный план координации. Возможность интегрировать на наиболее проблемных магистралях. Низкая стоимость. Возможность функционирования без связи с ЦУП	Невозможно использование системы или отдельных ее элементов по причине требования внедрения стандартов NTCIP. Совместим только с контроллерами производства США. Требуется установка дополнительных детекторов. Требуются надежные коммуникации Невозможно использование системы или отдельных ее элементов по причине требования внедрения стандартов NTCIP. Совместим только с контроллерами производства США. Требуется установка дополнительных детекторов. Требуются надежные коммуникации всех объектов с ЦУП
SCOOT	Возможна установка в центре управления движением. Подходит для дорожной сети любой конфигурации. Возможность адаптации модулей под структуру другой системы	Совместим только с контроллерами Siemens. Требуется множество детекторов
ASTRID		Точно неизвестно, но скорее всего возможно функционирование только с комплексом SCOOT
INGRID		Для работы может понадобиться модуль ASTRID и совместим только со SCOOT
BusSignalPriority (BSP)-система приоритета общественному транспорту	Возможна работа с использованием системы ГЛОНАСС. Можно предоставлять выборочный приоритет «опаздывающим» автобусам, минимизируя отрицательный эффект для другого транспорта	Может потребоваться установка специальных детекторов. Работа может быть ограничена совместимостью только с SCOOT
UTOPIA	Возможна установка в центре управления движением. Дает возможность выбора управляющей стратегии. Модульность и масштабируемость системы	Совместим только с контроллерами иностранного производства. Требует высоких капитальных затрат на интеграцию системы и ее дальнейшее обслуживание
UTOPIA	дает возможность постепенного ее внедрения и наращивания. Можно управлять как 3-4 перекрёстками так и всей транспортной сетью города	Потребуется увеличение штата сотрудников. Также понадобится обеспечить устойчивую связь между объектами системы
BSP	Возможна работа с использованием системы ГЛОНАСС. Можно предоставлять выборочный приоритет «опаздывающим» автобусам, минимизируя отрицательный эффект для другого транспорта	Может потребоваться установка специальных детекторов. Работа может быть ограничена совместимостью только с UTOPIA
Приоритет для спецтранспорта	Возможна работа с использованием системы ГЛОНАСС. Может быть использован опыт работы с технологией «зеленая улица»	Требует использования специальных технологий или установки определенного оборудования для обработки запросов на предоставление приоритета

Делая выводы, можно отметить, что полное внедрение какой-либо из систем в г. Хабаровске на данном этапе невозможно. Для продвинутых систем потребуется значительные капитальные вложения. Работа всех систем основана на использовании комплекса детекторов, которыми практически не оборудована транспортная сеть нашего города.

Также системы совместимы лишь с дорожными контроллерами иностранного производства, в то время как в г. Хабаровске установлено отечественное оборудование компании «Автоматика-Д» г. Омск. Применение отдельных модулей систем невозможно по причине их ограниченной совместимости только с «комплексами-родителями».

В то же время задатки для интеграции ИТС уже есть. В городе уже существует оптико-волоконная сеть, используемая для коммуникаций между дорожными контроллерами и ЦУП, планируется ее активное дальнейшее расширение.

Одним из проектов, над которым работает в настоящее время МУП «НПЦОДД», является проект по установке дополнительных детекторов на входах в город, а также на ключевых узловых точках проблемных магистралей, для создания матрицы корреспонденции. В дальнейшем они смогут функционировать, как часть ИТС.

Развитие отечественной системы позиционирования на местности ГЛОНАСС и ее повсеместная установка на муниципальном и общественном транспорте может дать толчок для развития системы приоритета движения.

Также в г. Хабаровске существует и успешно функционирует центральный управляющий пункт, отвечающий за функционирование существующей АСУДД. На базе его материального обеспечения и профессионального штата сотрудников можно будет реализовать центр управления ИТС.

3. ОПИСАНИЕ ВНЕДРЯЕМОГО ПРОДУКТА

Искусственные нейронные сети можно рассматривать, как современные вычислительные системы, которые преобразуют информацию по образу процессов, происходящих в мозгу человека. Обрабатываемая информация имеет численный характер, что позволяет использовать нейронную сеть, например, в качестве модели объекта с совершенно неизвестными характеристиками /31, с. 56/.

Они способны решать широкий круг задач распознавания образов, идентификации, прогнозирования, оптимизации, управления сложными объектами.

Задачей оптимизации является нахождение решения, которое удовлетворяет системе ограничений и максимизирует или минимизирует целевую функцию /21, с. 14/.

Другое не менее важное свойство - способность к обучению и обобщению накопленных знаний. Натренированная на ограниченном множестве данных сеть способна обобщать полученную информацию и показывать хорошие результаты на данных, не использовавшихся в процессах обучения.

В области прогнозирования задача сети формулируется как предсказание будущего поведения системы по имеющейся последовательности ее предыдущих состояний.

В задачах управления динамическими процессами нейронная сеть выполняет, как правило, несколько функций. Во-первых, она представляет собой нелинейную модель этого процесса и идентифицирует его основные параметры, необходимые для выработки соответствующего управляющего сигнала. Во-вторых, сеть выполняет функции следящей системы, отслеживает изменяющиеся условия окружающей среды и адаптируется к ним. Важное значение имеют классификация текущего состояния и выработка решений о дальнейшем развитии процесса /24, с. 53/.

Таким образом, концепция искусственных нейронных сетей отлично подходит в качестве основополагающей для автоматизированной системы управления дорожным движением.

Однако нейронные сети обладают определенными ограничениями. Среди таких ограничений можно выделить свойство «переобучения» или «гиперразмерность» нейросети. Под этими терминами понимается свойство нейросети терять способность к обобщению при чрезмерном увеличении числа ее степеней свободы. Под обобщением нейронной сетью приобретенных знаний подразумевается правильная реакция сети на примеры, которых в обучающей выборке не было. А под числом степеней свободы - общее число синаптических весов (и порогов), которое определяется числом нейронов скрытых и выходных слоев /26, с. 23/.

Другим ограничением использования нейронных сетей является то, что анализ обученной сети весьма сложен. Накопленные нейронной сетью знания оказываются распределенными между всеми ее элементами, что делает их практически недоступными для наблюдателя. При этом какую-либо априорную информацию (знания эксперта) для ускорения процесса ее обучения в нейронную сеть ввести невозможно.

Эти ограничения можно обойти, используя в работе синтез нейронных сетей и нечетких множеств. Полученный таким образом аппарат нечетких нейронных сетей, в котором выводы делаются на основе аппарате нечеткой логики, но соответствующие функции принадлежности подстраиваются с использованием алгоритмов обучения нейронных сетей. Такие системы не только используют априорную информацию, но могут приобретать новые знания, являясь логически прозрачными /65, с. 36/.

Нейронные сети способны извлекать знания из данных, обнаруживать скрытые в них закономерности. Известны случаи, когда нейросети с успехом извлекают знания из анализа информации, из которой, казалось бы, эти знания извлечь невозможно. Так при диагностике неисправности авиационных двигателей по совокупности их полетных параметров дефект «стружка в масле» считается побочным и обнаруживает только после вскрытия авиадвигателя на испытательном стенде. Этот дефект не выявляется традиционными диагностическими методами, поскольку его наличие, по мнению специалистов, никак не влияет ни на один снимаемый с авиадвигателя полетный параметр. Тем не менее, несмотря на отсутствие какой-либо логической связи между этим дефектом и параметрами работы авиадвигателя, нейросеть обнаруживает скрытую от обычных (вербальных) методов диагностики закономерность и ставит правильный диагноз относительно наличия или отсутствия стружки в масле /21, с. 15/. Это будет выгодно отличать работу нейросети, управляющей дорожным движением, от аналогичных программных алгоритмов. Она сможет обнаруживать предпосылки для возникновения проблемной ситуации на самой ранней стадии, когда ее можно будет сравнительно легко устранить еще в «зародыше» и не придется справляться с ее негативными последствиями.

Для функционирования системы понадобится оборудование перекрестков и пересекающихся путей детекторами транспорта. Понадобится установка дополнительного модуля рядом с дорожным контроллером для работы ИНС. Также необходимо будет наладить устойчивые коммуникации между группой дорожных контроллеров и центром управления.

Укрупненный алгоритм функционирования АСУДД приведен на рисунке 3.1.

Идея адаптивной системы управления дорожным движением заключается в установке специальных устройств взамен или совместно с дорожными контроллерами на определенных перекрестках. Данные устройства будут получать информацию собираемую дорожными контроллерами с детекторов транспорта установленных непосредственно и рядом с дорожными пересечениями. Полученная информация определенным образом сортируется и поступает для дальнейшей обработки на входы нейронной сети.



Рисунок 3.1 - Блок-схема укрупненный алгоритм работы АСУДД

Предварительно нейронная сеть обучается на основе рассчитанных оптимальных значений времени горения зеленого сигнала в зависимости от интенсивности транспортных потоков в конкретное время суток.

Обученная нейросеть оценивает дорожную обстановку и принимает решение о целесообразности продолжения работы текущего сигнала светофора или его смены другим сигналом, используя образованные ранее эмпирические зависимости.

Помимо этого отдельный алгоритм будет отвечать за корректность работы нейронной сети, исключая тем самым возможность ее ошибки или противоречивых управляющих воздействий.

Работа адаптивной системы, учитывающей параметры транспортных потоков лишь одного пересечения, может увеличить его пропускную способность и в тоже время оказать негативное воздействие на транспортную сеть в целом вследствие возросшей интенсивности движения. Чтобы избежать подобного необходимо либо предоставлять для анализа нейронной сети данные с нескольких перекрестков, дабы она могла полностью оценить всю обстановку, либо использовать в работе системы несколько нейронных сетей. Одни из них - нижнего уровня - принимают решения конкретно для каждого перекрестка, другая - верхнего уровня - анализирует положение на каждом из перекрестков и корректирует принятые решения, если они могут привести к возникновению проблем на дорогах.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ НА СОДЕРЖАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ

4.1 Затраты на текущий и профилактический ремонты

Затраты на капитальный, текущий и профилактический ремонт могут измениться из-за объема ремонтных работ, их сложности, степени изношенности основных фондов, стоимости запасных частей и ремонтных материалов, экономного их использования.

Затраты на текущий и профилактический ремонты оборудования принимаются в размере 5 % от общей стоимости оборудования и определяется по формуле

, (4.1)

где - балансовая стоимость технических средств.

Стоимость оборудования рассчитана в таблице 4.1

Таблица 4.1 - Стоимость оборудования на перекрестках ул. Дикопольцева (пер. Саперный - ул. Панькова)

Оборудование	Цена за ед., тыс. руб.	Количество на один перекресток, шт.	Необходимое количество на участок дороги, шт.	Общая стоимость, тыс. руб.
Индуктивный детектор транспорта без обработки информации ДТИ на 8 каналов	17,0	8	32	544
Контроллер районного центра КРЦН для проводной связи на 16 линий (32ДК)	118,0	1	4	472
Устройство ДТЦ	19,3	1	4	77,2
Программное обеспечение КРЦН	170,0	1	1	170,0
Разработка структуры и общего описания системы	50,0	1	1	50,0
Итого	1313,2

Программное обеспечение КРЦН приобретается один раз на весь участок дороги, так же как и разработка структуры и общего описания системы. Соответственно данные статьи расходов не включаются в расчет текущего и профилактического ремонта.

Затраты на текущий и профилактический ремонты оборудования принимаются в размере 5 % от общей стоимости оборудования

тыс. руб.

4.2 Заработная плата обслуживающего персонала системы

Заработная плата обслуживающего персонала системы определяется по формуле

, (4.2)

где - коэффициент, учитывающий размер отчисления на социальное страхование (принимается в размере 30,2 % согласно Федеральному закону N 212-ФЗ "О страховых взносах в Пенсионный фонд РФ, Фонд социального страхования РФ, Федеральный фонд обязательного медицинского страхования и территориальные фонды обязательного медицинского страхования" (в редакции Федерального закона от 03.12.2011 № 379-ФЗ)

- численность персонала i-й категории, чел;

- среднемесячная заработная плата работников i-й категории.

Потребность в персонале представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Потребность в персонале

Должность	Количество рабочих мест	Среднемесячная заработная плата, руб.
Системный администратор сервера АСУДД Оператор АСУДД Технолог Дежурный ГИБДД Инженер-электронщик	1 1 1 1 1	19000 16000 25000 20000 35000

Заработная плата обслуживающего персонала системы составит

U_зп = 121,302(191+161+251+201+351)= 1796,76 тыс. руб.

4.3 Амортизационные отчисления

При применении линейного метода сумма начисленной амортизации за один месяц определяется как произведение первоначальной стоимости объекта основных средств и соответствующей нормы амортизации, которая определяется по формуле

, (4.3)

где К - норма амортизации в процентах к первоначальной стоимости объекта;

n - срок полезного использования объекта (в месяцах).

В данном случае мы принимаем именно такой метод начисления амортизации, так как он более целесообразен для данного оборудования.

Расчет нормы амортизации и амортизационных отчислений представлен в таблице 4.3

Таблица 4.3 - Расчет амортизационных отчислений

Основные средства	Срок службы, лет	Норма амортизации, %	Стоимость ОС, тыс. руб.	Амортизационные отчисления в год, тыс. руб.
Индуктивный детектор транспорта без обработки информации ДТИ на 8 каналов	6	16,67	544	90,68
Контроллер районного центра КРЦН для проводной связи на 16 линий (32ДК)	20	5	472	23,6
Устройство ДТЦ	12	8,33	77,2	6,43
Программное обеспечение КРЦН	10	10	170,0	17
Итого	137,71

Таким образом затраты на амортизацию всего оборудования в год составят 137,71 тыс. руб.

4.4 Затраты на электроэнергию

Кроме затрат на материалы, при изготовлении изделия необходимо определить количество израсходованной для этой цели электроэнергии. Сюда входит электричество, необходимое для работы на различных станках и для освещения, в том числе и местного.

Затраты на электроэнергию исчисляются исходя из мощности оборудования.

Мощность оборудования приведена в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Мощность используемого оборудования

Основные средства	Мощность, кВт	Количество, шт.	Суммарная мощность, кВт
Индуктивный детектор транспорта без обработки информации ДТИ на 8 каналов	25	32	800
Контроллер районного центра КРЦН для проводной связи на 16 линий (32ДК)	45	4	180
Устройство ДТЦ	10	4	40
Итого	1020

Расчет затрат на электроэнергию ведем по следующей формуле

, (4.4)

102087602,420,9=19460,87 тыс. руб.

где - установленная мощность токоприемника, кВт;

- число часов работы в течение года, ч;

- стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, руб.;

- коэффициент использования установленной мощности.

Следовательно затраты на электроэнергию проектируемого комплекса составят 19 460,87 тыс. руб.

Общая сумма затрат, связанных с эксплуатацией АСУДД, определяется по формуле

, (4.5)

С_э = 19460,87+137,71+1796,76+54,66=21450 тыс. руб.

4.5 План по внедрению

Для внедрения системы АСУДД необходимо, установить на имеющиеся светофоры детекторы и контролеры. Для этого необходимо бригада рабочих.

Данными детекторами должны быть оборудованы 4 перекрестка.

Для начала монтажа необходимо проложить кабель, далее осуществляется монтаж самих контроллеров, в заключении контроллеры подключаются к системе.

Рассмотрим процесс по дням в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Монтаж оборудования

Вид операции	Длительность, дней	Количество монтируемого оборудования, шт.	Общая длительность операции на участке дороги, дн.	Необходимое количество рабочих, чел.
Прокладка кабеля	2	16	32	2
Монтаж индуктивного детектора транспорта	1	32	32	1
Монтаж КРЦН	2	4	8	2
Подключение устройства ДЦТ	3	4	12	3
Итого	8

Для монтажа оборудования потребуется 8 рабочих.

Общая продолжительность монтажа составит 14 дней.

Далее в таблице 4.7 рассчитаем затраты на оплату труда рабочих.

Таблица 4.7 - Затраты на оплату труда работников

Должность	Тарифная ставка, руб. час.	Количество отработанных часов	Количество работников, чел.	Заработная плата, руб.
Электрик	142	64	2	18176
Монтажник	158	32	1	5056*
Монтажник КРЦН	162	64	2	20736
Электромонтажник	158	96	3	45504
Итого	89472

^* Примечание - включая наценку за высотные работы.

Затраты на оплату труда с учетом отчислений на социальные нужды составят:

89472 1,302 = 116,49 тыс. руб.

4.6 Пуско-наладочные работы

Пусконаладочные работы, сопровождающие электромонтажные работы, представляют собой комплекс работ, включающий проверку, настройку и испытания электрооборудования с целью обеспечения его проектных параметров и режимов.

Пусконаладочные работы осуществляются в четыре этапа.

На первом (подготовительном) этапе подрядчик:

а) разрабатывает (на основе проектной и эксплуатационной документации предприятий-изготовителей) рабочую программу пусконаладочных работ, включающую мероприятия по охране труда;

б) передает заказчику замечания по проекту, выявленные в процессе разработки рабочей программы;

в) готовит парк измерительной аппаратуры, испытательного оборудования и приспособлений.

На этом этапе работ заказчик:

а) выдает подрядчику уставки релейной защиты, блокировок и автоматики, согласованные с энергосистемой;

б) подает напряжение на рабочие места наладочного персонала от временных или постоянных сетей электроснабжения;

в) назначает представителей по приемке пусконаладочных работ и согласовывает с подрядчиком сроки выполнения работ, учтенные в общем графике строительства.

На втором этапе производятся наладочные работы на отдельно стоящих панелях управления, защиты и автоматики, а также наладочные работы, совмещенные с электромонтажными работами. Начало пусконаладочных работ определяется степенью готовности строительно-монтажных работ: в электротехнических помещениях должны быть закончены все строительные работы, включая и отделочные, закрыты все проемы, колодцы и кабельные каналы, выполнено освещение, отопление и вентиляция, закончена установка электрооборудования и выполнено его заземление.

На этом этапе генеральный подрядчик обеспечивает временное электроснабжение и временную связь в зоне производства работ. Заказчик обеспечивает:

а) согласование с проектной организацией вопросов по замечаниям, выявленным в процессе изучения проекта;

б)_ авторский надзор со стороны проектных организаций;

в)_замену отбракованного и поставку недостающего электрооборудования, устранение дефектов электрооборудования и монтажа, выявленных в процессе производства пусконаладочных работ;

г) поверку и ремонт электроизмерительных приборов.

По окончании второго этапа пусконаладочных работ и до начала индивидуальных испытаний подрядчик вносит изменения в принципиальные электрические схемы объектов электроснабжения, включаемых под напряжение.

На третьем этапе пусконаладочных работ выполняются индивидуальные испытания электрооборудования, в частности проверка и испытания систем охлаждения и РПН трансформаторов, устройств защиты, автоматики и управления оборудованием, особенно с новыми реле фирм Simens и АББ.

Началом данного этапа считается введение эксплуатационного режима на данной электроустановке, после чего пусконаладочные работы должны относиться к работам в действующих электроустановках и выполняться с оформлением наряда-допуска и соблюдением технических и организационных мер безопасности.

На этом этапе производятся индивидуальные испытания оборудования, настройка параметров, уставок защит и характеристик оборудования, опробование схем управления, защиты и сигнализации, а также опробование электрооборудования на холостом ходу.

Обслуживание электрооборудования на этом этапе осуществляется заказчиком, который обеспечивает расстановку эксплуатационного персонала, сборку и разборку электрических схем, а также осуществляет технический надзор за состоянием электрооборудования.

После окончания индивидуальных испытаний электрооборудование считается принятым в эксплуатацию. При этом подрядчик передает заказчику протоколы испытаний электрооборудования повышенным напряжением, проверки устройств заземления и зануления, а также исполнительные и принципиальные электрические схемы, необходимые для эксплуатации электрооборудования. Все остальные протоколы наладки электрооборудования передаются заказчику в срок до четырех месяцев после приемки объекта в эксплуатацию.

Окончание пусконаладочных работ на третьем этапе оформляется актом технической готовности электрооборудования для комплексного опробования.

На четвертом этапе пусконаладочных работ производится комплексное опробование электрооборудования по утвержденным программам. На этом этапе выполняются пусконаладочные работы по настройке взаимодействия систем электрооборудования в различных режимах. В состав указанных работ входят:

1) обеспечение взаимных связей, регулировка и настройка характеристик и параметров отдельных устройств и функциональных групп электроустановки с целью обеспечения на ней заданных режимов работы;

2) опробование электроустановки по полной схеме на холостом ходу и под нагрузкой во всех режимах работы для подготовки к комплексному опробованию технологического оборудования.

Пусконаладочные работы на четвертом этапе считаются законченными после получения на электрооборудовании предусмотренных проектом параметров и режимов, обеспечивающих устойчивый технологический процесс. Для силовых трансформаторов - это 72 часа работы под нагрузкой, для воздушных и кабельных линий электропередачи - 24 часа работы под нагрузкой.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТА ОТ ВНЕДРЕНИЯ

5.1 Расчет косвенного экономического эффекта

В разделе данном разделе выполняются следующие задачи:

- описываются квалификационные требования к персоналу по обслуживанию объекта инвестиций;

- оценивается социально-экономические и экологические последствия внедрения мероприятий (определяется величина и структура косвенного экономического эффекта).

Косвенный экономический эффект определяется как сумма эффектов от сокращения потерь и ущербов, возникающих во внешней среде при внедрении мероприятий и определяется по формуле

, (5.1)

где - эффект от сокращения потерь времени транспортными средствами, руб.;

- эффект от сокращения потерь времени пассажирами, руб;

- эффект от сокращения потерь времени пешеходов, руб;

- эффект от сокращения ущерба от ДТП, руб;

- эффект от снижения ущерба от загрязнения воздуха, руб;

- эффект от улучшения психофизиологических условий работы водителей, руб.

Эффект от сокращения потерь времени транспортными средствами определяется следующим образом

(5.2)

где - годовые потери времени транспортными средствами i-го вида соответственно в базовом и проектируемом вариантах, ч;

- стоимость одного автомобиля - часа определенного вида транспортного средства, руб.

Годовые потери времени на данном участке дороги представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Годовые потери времени

Перекресток	До внедрения системы	После внедрения системы (снижение на 33 %)*
	Пассажирский транспорт	Грузовой транспорт	Легковой транспорт	Пассажирский транспорт	Грузовой транспорт	Легковой транспорт
пер. Саперный	2000	1000	1500	1300	500	1000
ул. Карла Маркса	1000	500	1000	650	250	500
ул. Ким Ю Чена	5000	1000	1500	3400	500	1000
ул. Панькова	1000	500	2000	650	250	1500
Итого	9000	3000	6000	6000	1500	4000

^* Примечание - по данным сайта http://www.avtomatika-d.omskcity.com

Стоимость автомобиле-часа транспортных средств определенного вида представлено в таблице 5.2

Таблица 5.2 - Примерная стоимость автомобилечаса

Вид транспорта	Стоимость автомобилечаса, руб.
Пассажирский	100
Грузовой	150
Легковой	190

(9000-6000)100+(3000-1500)150+(6000-4000)190 = 905000 руб.

Эффект от сокращения потерь времени пассажиров определяется по формуле

, (5.3)

где - годовые потери времени пассажиров соответственно в базовом и проектируемом вариантах, ч;

- стоимость одного пассажиро - часа, руб.

(17500-12600)22 = 107800

(5.4)

где - вместимость автобуса, чел.,

- коэффициент наполнения автобуса,

-_число автобусов, остановленных на перекрестах за год, тыс.ед.

(100000500,70,005) = 17500

(90000500,70,004) = 12600

Эффект от сокращения потерь времени пешеходов рассчитывается по формуле

(5.5)

где - годовые потери времени пешеходов в базовом и проектируемом вариантах, ч;

- стоимость одного пешехода-часа, руб.

(200000-150000)22 = 1100000 руб.

Эффект от сокращения числа ДТП определяется по формуле

(5.6)

где- годовое число ДТП в проектируемом и базовом вариантах соответственно ;

- стоимостная оценка потерь от одного ДТП, руб.

(22-1)913155 = 19176255

, (5.7)

Средний ущерб от ДТП по г. Хабаровску для пассажирского транспорта составляет 154300 руб., для грузовых автомобилей 311000 руб., для легковых автомобилей 10000 руб.

Число ДТП на проектируемом участке дороги приводится в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Число ДТП на участке дороги¹

Участок дороги	До внедрения системы
	Пассажирский транспорт	Грузовой транспорт	Легковой транспорт
пер. Саперный	2	1	2
ул. Карла Маркса	0	0	0
ул. Ким Ю Чена	2	0	3
ул. Панькова	4	2	3
Итого	8	3	8

¹ Примечание - таблица построена по данным приложения Б

Ущерб от ДТП, совершенного в t-м году, рассчитывается по формуле

(5.8)

Число дорожно-транспортных происшествий, которые могут быть предотвращены в результате внедрения мероприятий, повышающих безопасность дорожного движения, можно определить, умножая среднее число ДТП за прошедший год на показатель уменьшения этого числа ДТП

(5.9)

, (5.10)

Эффект от снижения ущерба от загрязнения воздуха определяется по формуле

, (5.11)

где - годовые выбросы вредных веществ транспортными средствами i-го вида, кг;

- стоимостная оценка ущерба от загрязнения воздуха отработавшими газами, руб/кг.

Годовые выбросы вредных веществ транспортными средствами i-го вида рассчитывается по формуле

, (5.12)

где - годовые выбросы вредных веществ транспортными средствами i-го вида, кг;

- годовые потери времени транспортными средствами i-го вида соответственно в базовом и проектируемом вариантах, ч;

Эффект от улучшения психофизиологических условий работы водителей составляет примерно 10 % от сокращения ущерба, связанного с дорожно-транспортными происшествиями, и рассчитывается по формуле

, (5.13)

.

руб.

Результаты произведенных расчетов должны быть представлены в таблице 5.4 и наглядно отражены на диаграмме (рисунок 5.1).

Таблица 5.4 - Косвенный экономический эффект от реализации мероприятий

Показатель	Результат, руб.	Структура эффекта, %
1 Эффект от сокращения потерь времени транспортными средствами	905000	3,9
2 Эффект от сокращения потерь времени пассажиров	107800	0,5
3 Эффект от сокращения потерь времени пешеходов	1100000	4,7
4 Эффект от сокращения ущерба от	19176255	82,5
5 Эффект от снижения ущерба загрязнения воздуха	37000	0,2
6_Эффект от улучшения психофизиологических условий работы водителей	1917625	8,2
Косвенный экономический эффект	23243680	100

Рисунок 5.1 - Косвенный экономический эффект

Наибольший эффект ожидается от снижения ущерба от ДТП 19176255 руб. Сокращение затрат наблюдается по всем рассчитанным параметрам, соответственно внедрение данной системы эффективно.

5.2 Оценка общественной эффективности организации дорожного движения

В разделе «Оценка общественной эффективности организации дорожного движения» необходимо выполнить следующее:

1) осуществить выбор и обоснование величины ставки дисконта, рассчитать коэффициент дисконтирования в каждый год расчетного периода;

2) рассчитать показатели общественной эффективности мероприятия по улучшению дорожного движения;

3) провести комплексный анализ полученных результатов (делается вывод об экономической реализуемости проекта, т.е. о том, что его показатели и характеристики удовлетворяют критериям финансового, технического, технологического, социально-экологического и иного характера);

4) в конце данного раздела по экономическому обоснованию новой организации дорожного движения необходимо составить итоговую таблицу показателей общественной эффективности проекта (таблица 5.7);

5)_сформулировать выводы об общественной эффективности предлагаемых мероприятий и целесообразности внедрения проекта в системе дорожного движения.

Коэффициент дисконтирования за весь расчетный период рассчитывается по формуле

, (5.14)

где б_t - коэффициент дисконтирования;

r - ставка дисконта;

t - годы расчетного периода.

Рассчитанные коэффициенты дисконтирования приведены в таблице 5.5. Ожидаемые денежные потоки от реализации мероприятий приведены в таблице 5.6.

Таблица 5.5 Рассчитанные коэффициенты дисконтирования

t	1	2	3	4	5
	0,9	0,8	0,75	0,68	0,62

Таблица 5.6 - Ожидаемые денежные потоки от реализации мероприятий

Показатель	Проектируемый вариант (годы инвестиционного периода)
	0-й	1-й	2-й	3-й	4-й	5-й
Инвестиционная деятельность
1 Выручка от продажи активов, руб.	0	0	0	0	0	0
2 Инвестиции в основной капитал, Io, руб.	2678710	-	-	-	-	-
3 Сальдо денежного потока от инвестиционной деятельности, It, руб.	-2678710	-	-	-	-	-
Текущая деятельность
4 Доходы от целевого использования новшества, руб.	0	0	0	0	0	0
5_Текущие эксплуатационные затраты, руб.	0	568560	602673,6	638834,02	677164,06	717793,9
6_Косвенный экономический эффект, руб.	0	23243680	24638301	26116599	27683595	29344610
7 Сальдо денежного потока от текущей деятельности, Р, руб.	0	22675120	24035627	25477765	27006431	28626817
8 Чистый денежный поток, NPt, руб.	-2678710	19996410	44032037	69509802	96516233	125143049

Примечание - расчеты выполнены с учетом темпа инфляции 6 %

Интегральный экономический эффект (Net Present Value - NPV, чистая текущая стоимость) определяется как разность денежных потоков поступлений и платежей за весь расчетный период с учетом фактора времени. Данный инвестиционный проект предусматривает сравнение альтернативных вариантов, следовательно, формула имеет вид

(5.15)

где - cальдо денежных потоков от текущей деятельности в году t;

- коэффициент дисконтирования;

Io - инвестиции в основной капитал.

Правило NPV: Принимаются к внедрению инвестиционные проекты, у которых NPV больше нуля или из предложенных вариантов проекта к внедрению рекомендуется тот, у которого NPV максимальна.

Индекс рентабельности инвестиций (Profitability index - PI) показывает уровень доходов на единицу капитальных вложений. К внедрению рекомендуются проекты, у которых PI > 1. PI рассчитывается по формуле

, (5.16)

Срок окупаемости инвестиций (Discounted Payback Period - DPP) - это количество лет, в течение которых доход от продаж (достигаемый эффект) за вычетом издержек и налогов возмещает первоначальные инвестиции. DPP равен минимальному времени, при котором соблюдается следующее равенство

, (5.17)

, (5.18)

Расчет чистого денежного потока приведен в таблице 5.7.

Таблица 5.7 - Чистый денежный поток

Год расчетного периода	Дисконтированный чистый денежный поток, руб.	Накопленный дисконтированный денежный поток, руб.
0-й	-2678710	-2678710
1-й	20407608	17728898
2-й	18140096	35868994
3-й	17006340	52875334
4-й	15419082	68294416
5-й	14058574

Коэффициент эффективности инвестиций (Accounting Rate of Return - ARR). Коэффициент показывает доходность инвестиционного проекта и определяется следующим образом

, (5.19)

Инвестиционный проект предусматривает сравнение двух вариантов мероприятия (базовый и проектируемый) на одном участке УДС, следовательно, для расчета годового экономического эффекта используют следующую формулу

, (5.20)

Показатели общественной эффективности проекта представлены в таблице 5.8.

Таблица 5.8 - Показатели общественной эффективности проекта

Показатель	Результаты инвестиционного проекта
Ставка дисконта r Расчетный период Инвестиции I Косвенный экономический эффект Интегральный экономический эффект Индекс рентабельности Срок окупаемости инвестиций DPP Коэффициент эффективности инвестиций Годовой экономический эффект	10 5 2678710 23243680 92178722,97 31,7 2 16 22407249

Внешние показатели общественной эффективности инвестиционных проектов приведены в таблице 5.9

Таблица 5.9 - Внешние показатели общественной эффективности инвестиционных проектов

Показатель	Значение, руб.
1.Бюджетный эффект от реализации мероприятий 2.Экологический эффект от сокращения числа ДТП 3.Эффект от сокращения потерь времени в зоне ДТП 4.Сокращение морального вреда, причиненного в результате ДТП	82352990 11046 133 6030000

6. ОХРАНА ТРУДА

6.1 Условия и режимы труда работников

Операторы автоматизированных рабочих мест (АРМ), операторы подготовке данных, программисты и другие работники вычислительных центров еще сталкиваются с воздействием таких физически опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней Среды, отсутствие или недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество и другие. В эргономическом проектировании и организация рабочего необходимо решить три основных вопроса: спроектировать рабочую позу; определить зоны рабочего места, в которых можно работать с той или иной степенью удобства; разместить на рабочем месте органы управления и средства отображения информации. При решении этих вопросов необходимо руководствоваться одним из основных принципов эргономики - принципом экономии рабочих движений. Зонирование моторного поля рабочего места осуществляется на основании схем и данных, представленных на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Зонирование рабочего места

На данном рисунке используются следующие условные обозначения:

А - зона для расположения наиболее важных и часто используемых органов управления и средств отображения информации;

Б - зона для расположения нечасто используемых органов управления и средств отображения информации (в пределах досягаемости и обзора);

В - зона для расположения редко используемых органов управления (в пределах максимальной досягаемости, обзор только при движении глаз и головы);

Г - зона для размещения вспомогательных органов управления (вне пределов досягаемости и обзора из исходного рабочего положения).

Зоны визуального поля называются полями зрения (поле ясного зрения, поле обзора и т.д.). Их размеры определяются углами зрения (рисунок 6.2) и расстояниями до них от глаз

а - при повороте глаз

б - при повороте головы

в - при повороте головы и глаз;

Площадь на одно рабочее место с компьютером должна составлять не менее 6 м², а объем - не менее 20 м³. Рабочее место, рабочая поза при работе с компьютером во многом определяется правильным подбором мебели.

_____________	- оптимальные углы обзора;
-------------	- максимальные углы обзора

Рисунок 6.2 - Информационные зоны визуального поля

На рисунке 6.3. проиллюстрирована правильная позиция оператора при работе с ПК

Рисунок 6.3 - Правильная позиция оператора ПК

6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Работа оператора АРМ относится к категории работ, связанных с опасными и вредными условиями труда, наиболее значимые из которых следующие:

- повышенный уровень напряжения в электрических цепях питания и управления ПК, который может привести к электротравме оператора при отсутствии заземления или зануления оборудования (источник - переменный ток промышленной частоты 50 Гц напряжением 220 В, служащий для питания ПК, а также токи высокой частоты напряжением до 12000 В систем питания отдельных схем и узлов дисплея);

- повышенный уровень напряженности электрического и магнитного полей в широком диапазоне частот (в том числе от токов промышленной частоты 50 Гц от ПК, вспомогательных приборов, других электроустановок, силовых кабелей, осветительных установок и т.п.;

- не соответствующие санитарным нормам визуальные параметры дисплеев, особенно имеющих величину зерна (пиксель) 0,3 мм и более, частоту кадровой развертки - 50 - 75 Гц, а также нарушение визуальных параметров у сертифицированных ПК (возникновение нестабильного изображения) из-за влияния на дисплей повышенных значений напряженности магнитного поля от источников тока промышленной частоты 50 Гц (так называемое опосредованное влияние магнитных полей);

- избыточные энергетические потоки сине-фиолетового света от экрана дисплея в видимом диапазоне длин электромагнитных волн, снижающие четкость восприятия изображения глазом;

- пониженный или повышенный уровень освещенности;

- повышенный уровень напряженности статического электричества;

- повышенный уровень запыленности воздуха рабочей зоны от внешних источников;

- не соответствующие нормам параметры микроклимата: повышенная температура из-за постоянного нагрева деталей ПК, пониженная влажность, пониженная или повышенная скорость движения (подвижность) воздуха рабочей зоны;

- повышенное содержание в воздухе патогенной (вызывающей заболевания) микрофлоры (прежде всего стафилококка), особенно зимой при повышенной температуре в помещении, плохом проветривании, пониженной влажности и нарушении аэроионного состава воздуха;

- повышенный уровень шума от работающих вентилятора охлаждения ПК и принтера, от неотрегулированных источников люминесцентного освещения;

- повышенные зрительные нагрузки и адинамия глазных мышц, т.е. их малая подвижность при высоком статическом зрительном напряжении в течение длительного времени, что может стать причиной различных глазных заболеваний, особенно таких, как спазм аккомодации (потеря возможности мышц сокращаться), снижение остроты зрения, уменьшение запаса относительной аккомодации, а затем и близорукость;

- монотонность труда;

- повышенное умственное напряжение из-за большого объема перерабатываемой и усваиваемой информации;

- физическое перенапряжение из-за нерациональной организации рабочего места (неудобные кресла, столы, отсутствие подставок для текста, для ног и кистей рук и др.), что в значительной степени усиливает напряжение мышц позвоночника, ног, рук, шеи, глаз;

- повышенное нервно-эмоциональное напряжение (дополнительное вредное проявление работы на ПК, при этом ускоряется вывод из организма многих жизненно необходимых витаминов и макроэлементов);

- внешние постоянно действующие экологические факторы: наличие в воздухе рабочей зоны вредных веществ (окиси углерода, озона, аммиака, окислов азота, серы и т.п.).

Работа с дисплеями при неправильном выборе яркости и освещенности экрана, контрастности знаков, цветов знака и фона, при наличии бликов на экране, дрожании и мелькании изображения - приводит к зрительному утомлению, головным болям, к значительной физиологической и психической нагрузкам, к ухудшению зрения.

В Государственных стандартах России (ГОСТ Р50948-96 и ГОСТ Р50949-96), гармонизированных с международным и европейским стандартами, установлены требования к двум группам визуальных параметров

Первая группа включает яркость, контраст, освещенность, угловой размер знака и угол наблюдения;

Ко второй группе принадлежат неравномерность яркости, блики, мелькание, расстояние между знаками, словами, строками, геометрические, и нелинейные искажения, дрожание изображения и т. д. (всего более 20 параметров).

Существенно влияет на зрительный дискомфорт выбор сочетаний цветов знака и фона, причем некоторые пары цветов не только утомляют зрение, но и могут привести к стрессу (например, зеленые буквы на красном фоне).

Допустимые уровни напряженности электрического поля тока промышленной частоты (50 Гц), создаваемые монитором, системным блоком, клавиатурой, изделием в целом, не должны превышать 0,5 кВ/м.

Допустимые уровни напряженности электростатического поля, создаваемые монитором, клавиатурой, системным блоком, манипулятором «мышь», изделием в целом, не должны превышать 15,0 кВ/м.

Интенсивность ультрафиолетового излучения от экрана видеомонитора не должна превышать в диапазоне 0,28 - 0,315 мкм 0,1 - 10-3 Вт/м²; в диапазоне 0,15-0,4 мкм-0,1 Вт/м². Излучение в диапазоне 0,2 - 0,28 мкм не допускается.

Уровень мощности экспозиционной дозы рентгеновского излучения на расстоянии 0,5 м от экрана и частей корпуса видеодисплеев не должен превышать 7,74-10-12А/кг, что соответствует мощности эквивалентной дозы, равной 100 мкР/ч (0,03 мкР/с).

Компьютеры с жидкокристаллическим экраном не имеют источников мощного электромагнитного излучения и не наводят этического электричества. Однако при использовании блока питания возникает некоторое превышение уровня на частоте 50 Гц, поэтому рекомендуется работать больше с использованием аккумулятора.

Эффективным средством защиты от излучений ПК с электронно-лучевой трубкой является применение дополнительного металлического внутреннего корпуса, замыкающегося на встроенный закрытый экран. Такая конструкция позволяет уменьшить электрическое и электростатическое поле на расстоянии 7-8 см от корпуса до фоновых значений.

Визуальные параметры дисплеев могут быть также улучшены путем установки специальных антибликовых контрастирующих фильтров. При этом следует иметь в виду, что их установка может обеспечить снижение уровня облучения перед экраном видеотерминала. Защитный фильтр представляет собой оптически прозрачную панель, которая жестко закрепляется на компьютер.

От значения коэффициента пропускания фильтра и коэффициента зеркального отражения зависит контрастность изображения, интенсивность бликов от внешних источников света и заметность мельканий, то есть, в конечном счете, зрительное утомление. В электронно-лучевых трубках передовые фирмы мира начали использовать с теми же целями темные стекла, чернение зазоров между ячейками люминофоров, антибликовые покрытия.

Во всех случаях для снижения уровня облучения монитор рекомендуется располагать на расстоянии не ближе 50 см от пользователя.

Установлено оптимальное время наблюдения за экраном видеотерминала, не превышающее двух часов за смену, и допустимое - до трех часов.

Наблюдение свыше трех часов принято считать напряженностью первой степени, а свыше четырех часов - напряженностью второй степени. Зрительная нагрузка сверх этого времени не допускается.

Согласно требованиям нормативных документов (СНБ 2.04.05-98 «Естественное и искусственное освещение») помещения с видеодисплеями и ПК должны иметь естественное и искусственное освещение.

Естественное освещение должно осуществляться через световые проемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток, и обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,5 %.

Искусственное освещение должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В случаях преимущественной работы с документами в помещениях эксплуатации видеодисплеев и ПК допускается применение системы комбинированного освещения.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения документов должна быть 300-500 лк. Местное освещение при этом не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк. В компьютерных классах всех типов учебных заведений освещенность на поверхности стола в зоне размещения документов должна быть 400 лк (при люминесцентном освещении), а на экране видеодисплея - 200 лк. Для освещения помещений с видеодисплеями и ПК следует применять светильники серии ЛПО36 с зеркализованными решетками, укомплектованные высокочастотными пускорегулирующими аппаратами. Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается.

Искусственное освещение на промышленных предприятиях осуществляется лампами накаливания и газоразрядными лампами, которые являются источниками искусственного освещения.

Расположение рабочих мест для пользователей видеодисплеев и ПК в подвальных помещениях не допускается.

6.3 Пожарная безопасность

Пожары в вычислительных центрах представляют особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями. Характерная особенность Вычислительных Центров - небольшие площади помещений. Как известно пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окисления и источников зажигания. В помещениях ВЦ присутствуют все три основные фактора, необходимые для возникновения пожара.

Горючими компонентами на ВЦ являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, изоляция кабелей и др.

Противопожарная защита - это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также на создание условий для успешного тушения пожара. Источниками зажигания в ВЦ могут быть электронные схемы от ПК, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов.

В современных ПК очень высокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты. При этом возможно оплавление изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ПК служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти системы представляют собой дополнительную пожарную опасность. Энергоснабжение ВЦ осуществляется от трансформаторной станции и двигатель-генераторных агрегатов.

Учитывая высокую стоимость электронного оборудования ВЦ, а также категорию его пожарной опасности, здания для ВЦ и части здания другого назначения, в которых предусмотрено размещение ПК, должны быть 1 и 2 степени огнестойкости.

Для изготовления строительных конструкций используются, как правило, кирпич, железобетон, стекло, металл и другие негорючие материалы. Применение дерева должно быть ограниченно, а в случае использования необходимо пропитывать его огнезащитными составами. В ВЦ противопожарные преграды в виде перегородок из несгораемых материалов устанавливают между машинными залами.

К средствам тушения пожара, предназначенных для локализации небольших загорании, относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и т. п. В зданиях ВЦ пожарные краны устанавливаются в коридорах, на площадках лестничных клеток и входов.

Вода используется для тушения пожаров в помещениях программистов, библиотеках, вспомогательных и служебных помещениях. Применение воды в машинных залах АРМ, хранилищах носителей информации, помещениях контрольно-измерительных приборов ввиду опасности повреждения или полного выхода из строя дорогостоящего оборудования возможно в исключительных случаях, когда пожар принимает угрожающе крупные размеры. При этом количество воды должно быть минимальным, а устройства АРМ необходимо защитить от попадания воды, накрывая их брезентом или полотном.