Управление в автотранспортных системах на основе традиционных и инновационных подходов

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Оренбургский государственный университет»

В. И. Рассоха

УПРАВЛЕНИЕ В АВТОТРАНСПОРТНЫХ 

СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ 

ТРАДИЦИОННЫХ И 

ИННОВАЦИОННЫХ ПОДХОДОВ

Учебное пособие

Рекомендовано 
учёным 
советом 
федерального 
государственного 

бюджетного 
образовательного 
учреждения 
высшего 
образования 

«Оренбургский государственный университет» для обучающихся по 
образовательным программам высшего образования по направлениям 
подготовки, специальностям, входящим в состав укрупнённой группы 
направлений подготовки, специальностей 23.00.00 Техника и технологии 
наземного транспорта

Оренбург

2023

УДК 656.078(075.8)
ББК 39.3я73+65.373.3я73

Р 24

Рецензент –
кандидат технических наук, доцент
Д.А. Дрючин, 

заведующий кафедрой технической эксплуатации и ремонта автомобилей ОГУ

Рассоха В.И.

Р 24 Управление в автотранспортных системах на основе традиционных и 

инновационных подходов [Электронный ресурс] : учебное пособие / 
В. И. Рассоха; Оренбургcкий гос. ун-т. – Оренбург : ОГУ. – 2023. –
1 электрон. опт. диск (CD-R) : зв., цв. ; 12 см. – Систем. требования: IBM
PC 686 (Pentium или выше); Microsoft Windows 7, 8, 10; 512 Мб ; монитор, 
поддерживающий режим 1024х768; мышь или аналогич. устройство; 
наличие предустановленной программы для чтения PDF-файлов (Adobe
reader и др.). – Загл. с этикетки диска.

ISBN 978-5-7410-2950-3

Учебное пособие содержит теоретический материал для изучения

учебных дисциплин «Управление техническими системами», «Программноцелевое управление в транспортных системах», «Теория и практика 
управления проектами».

Учебное пособие может быть полезно обучающимся по программам всех 

уровней и направлений, специальностей укрупнённой группы направлений 
подготовки, специальностей 23.00.00 Техника и технологии наземного 
транспорта.

УДК 656.078(075.8)
ББК 39.3я73+65.373.3я73

ISBN 978-5-7410-2950-3

© Рассоха В.И., 2023
© ОГУ, 2023

Оглавление

Введение....................................................................................................................... 5

1 ПРОБЛЕМА КОМПЛЕКСНОГО ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ 

АВТОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ......................................................................... 8

1.1 Проблема оценки эффективности функционирования автотранспортных 

систем ........................................................................................................................... 8

1.2 Комплексность проблемы повышения эффективности эксплуатации 

автомобильного транспорта..................................................................................... 12

2 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОДХОДЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ........................ 21

2.1 Схема управления в теории автоматического управления......................... 21

2.2 Основы ситуационного управления.............................................................. 23

2.2.1 Схема ситуационного управления ......................................................... 23

2.2.2 История создания и суть концепции ситуационного управления ...... 26

3 СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ .............................................................................. 32

3.1 Структура управления автотранспортной системой................................... 32

3.2 Синтез системы ситуационного управления................................................ 37

4 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ........................................... 46

4.1 Идентификация систем городского пассажирского транспорта и 

дорожного движения................................................................................................. 46

4.2 Идентификация технического состояния несущей системы 

автотранспортного средства .................................................................................... 62

4.3 Идентификация процесса регулирования схождения управляемых 

колёс автотранспортного средства в движении..................................................... 69

5 ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ В АВТОТРАНСПОРТНЫХ 

СИСТЕМАХ .............................................................................................................. 72

5.1 Схема и процедуры ситуационного управления городским 

пассажирским транспортом ..................................................................................... 72

5.2 Продление ресурса несущих систем автотранспортных средств за счет 

управления эксплуатацией на стадии живучести.................................................. 82

5.3 Продление ресурса автомобильных шин за счет регулирования 

схождения управляемых колёс в процессе движения........................................... 90

Заключение .............................................................................................................. 100

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................................... 102

Введение

Повышение эффективности использования подвижного состава и 

инфраструктуры автомобильного транспорта является одной из приоритетных 

проблем, что объективно предопределяет рост требований к качеству 

управления автотранспортными системами. 

Однако управление
такими
системами усложняется следующими 

факторами: 

- наличием в составе систем многочисленных элементов различной 

природы; 

- сложным характером взаимодействия между элементами систем по 

материальным, сервисным, финансовым и информационным потокам;

- трудно формализуемыми по своему характеру взаимосвязями между 

элементами систем; 

- стохастическим характером большинства факторов и параметров; 

- влиянием субъективных факторов.

Традиционный подход к повышению эффективности эксплуатации 

ориентирован в основном на технико-экономические показатели, локальные 

оптимизации которых, при их несогласованности между собой, не могут 

привести к положительному результату. Кроме того, современные условия, 

характеризующиеся высокой степенью динамичности и переориентацией, как в 

глобальном, так и во внутригосударственном масштабе, на безопасность и 

социальные приоритеты, делают такой подход неприемлемым. 

Поэтому в настоящее время проблема становится комплексной, 

требующей взаимосвязанного междисциплинарного подхода к ее решению, и 

подразумевает 
повышение 
эффективности
функционирования 

автотранспортной системы на основе решений, позволяющих автомобильному

транспорту выполнять свои функции при обеспечении высоких уровней 

социально-экономической эффективности, надёжности (технических объектов 

и человека-оператора) и безопасности.

Такой 
подход 
обусловил 
необходимость 
разработки 
имеющих 

инновационную направленность научно-технических, технологических и

управленческих решений при проектировании и при эксплуатации подвижного 

состава и инфраструктуры автомобильного транспорта, и создания систем 

управления, способных гибко реагировать на меняющиеся требования в сфере 

эксплуатации автомобильного транспорта. 

Рассмотрению таких подходов и посвящено предлагаемое учебное 

пособие. Оно
содержит теоретический материал для изучения учебных 

дисциплин «Управление техническими системами» и «Программно-целевое 

управление в транспортных системах», а также может быть полезно при 

изучении дисциплины «Теория и практика управления проектами».

По сути оно является дополнением к учебно-методическому пособию

Д.А. Дрючина, И.Х. Хасанова, Л.Р. Прядкиной «Управление техническими 

системвми» (Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2022,

113 с.), которое включает в себя теоретическую часть основных положений, 

затрагивающих вопросы управления большими техническими и социально
техническими 
системами, 
методы 
решения 
практических 
задач 
по 

рассматриваемой 
тематике, 
примеры 
решения 
практических 
задач 
и 

контрольные вопросы для самоподготовки. 

Целесообразность
дополнения к указанному учебно-методическому

пособию
определяется 
необходимостью 
иллюстрации 
теоретического 

материала конкретными практическими примерами. В качестве последних 

изложен
ряд 
научных 
и 
практических 
задач, 
выполненных
при 

непосредственном участии автора пособия: совершенствование управления 

системой городского пассажирского транспорта; есурсосбережение
при 

эксплуатации автотранспортных средств. 

Изучение материала, содержащегося в учебном пособии, позволит

будущим практическим работникам автотранспортного комплекса освоить 

существующие методы принятия эффективных управленческих решений. 

Автор выражает признательность экспертам и рецензенту издания, 

замечания и пожелания которых позволили улучшить форму представления 

материала учебного пособия.

О замеченных недостатках в тексте учебного пособия просьба сообщать 

на 
кафедру 
автомобильного 
транспорта 
транспортного 
факультета 

Оренбургского государственного университета (460018, г. Оренбург, пр. 

Победы, 13, кафедра автомобильного транспорта, avtr@mail.osu.ru). 

Автор с благодарностью примет и рассмотрит любые предложения, 

направленные на улучшение издания.

1
ПРОБЛЕМА 
КОМПЛЕКСНОГО 
ПОВЫШЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

1.1 
Проблема 
оценки 
эффективности 
функционирования 

автотранспортных систем

Функционирование 
современной 
экономики 
невозможно 
без 

автомобильного транспорта, а необходимость устойчивого экономического 

развития России на современном этапе выдвигает в число приоритетных 

проблем,
требующих скорейшего решения, повышение эффективности 

использования подвижного состава и инфраструктуры автомобильного 

транспорта.

Однако 
даже
оценка
эффективности 
функционирования 

автотранспортных систем является достаточно сложной проблемой, что 

определяется следующими факторами:

- наличием в составе систем многочисленных элементов различной 

природы; 

- сложным характером взаимодействия между элементами систем по 

материальным, сервисным, финансовым и информационным потокам; 

- трудно формализуемыми по своему характеру взаимосвязями между 

элементами систем;

- стохастическим характером большинства факторов и параметров; 

- влиянием субъективных факторов.

При 
оценке 
эффективности 
функционирования 
больших
систем

неизбежно возникает проблема выбора критериев оценки. 

В работе [4] предложена иерархическая структура критериев оценки 

эффективности систем, на верхнем уровне которой находятся: полезность, 

качество функционирования, организация, эволюционная и экономическая 

эффективность. Каждый из них включает критерии нижнего уровня, которые, в 

свою очередь, могут быть подвергнуты декомпозиции до требуемого уровня. 

Пример 
двухуровневой 
иерархической
структуры
критериев, 

построенной на основе работы [4], представлен на рисунке 1. Зависимости 

между критериями, выявляемые методами факторного анализа, математической 

статистики и т.д., различные для конкретных объектов, на рисунке не показаны.

Рисунок 1 –
Пример иерархической
структуры
критериев оценки 

эффективности больших систем

Несмотря на то, что решением проблемы оценки эффективности 

автотранспортной системы занимались многие учёные, налицо существование 

не только несовпадающих, но и взаимоисключающих точек зрения [5, 13, 33, 45

и 
др.], 
что 
объясняется 
многоцелевым 
характером 
деятельности 

автотранспортной системы.

Анализ публикаций позволяет выделить четыре группы критериев оценки 

эффективности функционирования автотранспортной системы.

Критерии 
первой
группы 
оценивают 
эффективность 
отдельно 

Важность

Точность

Чувствительность

Качество управления

Эволюционная 
эффективность

Критерии оценки эффективности системы

Полезность
Экономическая 
эффективность

Органи
зация

Качество функционирования

Перспективность

Область применения

Выходные характеристики

Актуальность

Надёжность

Помехозащищенность

Совершенство структуры

Осуществимость

Ресурсы

Возможности модификаций

Сложность

автотранспортных средств как средств перевозки пассажиров или грузов. К ним 

относятся, например: пассажировместимость, грузоподъемность, топливная 

экономичность и т.д.

Критерии второй группы оценивают эффективность отдельно работы 

автотранспортных средств, то есть транспортного процесса. Основным 

подходом при их выборе служит обеспечение оптимальности технологических 

параметров процесса перевозки, понимаемой в чисто математическом смысле 

[33]. Эти критерии, в свою очередь, можно подразделить на подгруппы 

локальных и обобщенных критериев. 

Примерами
локальных 
критериев 
являются: 
минимум 
среднего 

расстояния 
перевозки, 
минимум 
нулевого 
и 
порожнего 
пробега 

автотранспортных средств, продолжительность простоя под погрузкой
разгрузкой, время доставки, своевременность доставки, скорость доставки, 

расход топлива и т.д. 

В качестве обобщенных критериев использовались натуральные –

минимум тоннаже-часов транспорта, затрачиваемых на выполнение заданного 

объема перевозок, минимум общего времени на выполнение перевозок и т.д. и 

экономические – себестоимость и рентабельность перевозок, приведенные 

затраты и т.д.

Предпринимались попытки вывести обобщенный показатель объема 

транспортных 
услуг, 
например,
«транспортная 
единица 
действия» 
–

произведение тонно-километров на скорость доставки груза, «тран» – величина, 

пропорциональная произведению тонно-километров на квадрат скорости 

доставки груза и т.д.

Критерии третьей
группы оценивают эффективность обобщенно 

автотранспортного средства и транспортного процесса, исходя из того, что 

выбор подвижного состава осуществляется применительно к этому процессу. В 

качестве примеров можно назвать производительность подвижного состава, 

потребность в нем и т.д. При оценке перевозок пассажиров критериями 

являются, например, минимальные затраты на перевозку при ограничении 

времени передвижения пассажиров или, наоборот, минимальные затраты 

времени поездки
при ограничении стоимости проезда.
Предлагался
и 

психофизиологический критерий –
минимум транспортного утомления, 

зависящего от времени поездки и заполняемости транспортного средства [11].

Наконец, предлагается подход, упомянутый в [34] и развитый в [45], 

согласно которому уже не только автотранспортное средство представляется 

составляющей транспортного процесса, но и он сам – составляющей общего 

логистического процесса продвижения материального потока от первичного 

источника до конечного потребителя.
Подход
обосновывается
тем, что 

большинство 
применяемых 
критериев 
характеризует 
результативность 

деятельности лишь одного участника цепи продвижения товара – перевозчика, 

а большинство из них либо совершенно не интересует потребителя (например, 

«производительность подвижного состава»), либо противоречит его интересам 

(например, «доход» или «прибыль от перевозок»). Показатель же степени 

равномерности движения маршрутных транспортных средств противоречит как 

интересам перевозчика (достижение максимальной прибыли), так и пассажира 

(минимальные затраты времени и средств на перемещение до пункта 

назначения).

В
[45] предлагается в качестве критерия эффективности принять 

показатель общих затрат, связанных с продвижением материального потока в 

цепи поставок, а минимизацию этих затрат считать одной из основных задач 

повышения эффективности деятельности логистической системы. С таким 

подходом, по нашему мнению, можно согласиться. Вместе с тем, его 

недостатком 
представляется 
ограниченность 
только 
экономической 

составляющей деятельности системы.

Наконец, в работе [33] предпринята попытка использования в сфере 

автомобильного 
транспорта
такого 
популярного 
в 
настоящее 
время 

инструмента управления, как KPI (Key Performance Indicator) – ключевых 

показателей эффективности, используемых для оценки бизнес-процессов –

сформирован набор таких показателей для автотранспортного предприятия и 

для транспортного подразделения компании, выполняющей доставку своих 

грузов собственными силами, однако все они исключительно
технико
экономические.

Итак, 
анализ 
публикаций, 
посвященных 
оценке
эффективности 

функционирования автотранспортных систем, показал, что все они носят 

ограниченный 
характер 
и, 
в 
своем 
большинстве, 
характеризуют 

экономическую составляющую эффективности.

1.2
Комплексность
проблемы 
повышения 
эффективности 

эксплуатации автомобильного транспорта

В общем случае эффективность технического объекта традиционно 

оценивается
тремя
основными
составляющими
–
экономической 

эффективностью, надёжностью
и безопасностью, причем
предполагается

существенное влияние надёжности на экономическую эффективность [54] и 

безопасность.
Такой
подход базируется на «статичном» представлении

эффективности, однако современные условия, характеризующиеся высокой 

степенью динамичности, делают его неприемлемым. 

Прежде 
всего, 
смысловое 
наполнение 
основных 
составляющих 

эффективности и причинно-следственные связи между ними не являются 

статичными и меняются по мере развития общества и изменения целевой 

функции автомобильного транспорта [59].

В меньшей степени это проявляется в содержании такой составляющей 

эффективности, 
как 
надёжность. 
Неизменными 
остаются 
понятие 
и 

качественное содержание составляющих ее безотказности, долговечности, 

ремонтопригодности и сохраняемости. Изменяются лишь количественные 

значения нормируемых показателей этих составляющих. 

Вместе с тем, анализ причин тяжелых аварий и техногенных катастроф 

подтолкнул к углубленному изучению влияния на надёжность человеческого