劉鞏 崔瑩 王振東

摘 要：我國機(jī)動車保有量逐年上升，加油站行業(yè)問題日益凸顯。文章以加油站現(xiàn)行的加油八步法為基礎(chǔ)，選取秦皇島市Q加油站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以此建立高峰期的排隊論模型，再運用現(xiàn)場管理理論對站內(nèi)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，通過Anylogic軟件模擬仿真，分析改善方案的可行性，為車輛數(shù)量增長等原因?qū)е碌募佑驼径氯炔涣冀煌顩r提供了新的現(xiàn)場規(guī)劃及作業(yè)模式。

關(guān)鍵詞：加油站 排隊論 現(xiàn)場管理 Anylogic仿真

中圖分類號：F506 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2021）01-283-02

一、引言

隨著我國工業(yè)化的進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，人民的生活質(zhì)量明顯改善，我國機(jī)動車的保有量正逐年上升。機(jī)動車輛的增加意味著加油量的增加，加油站作為重要動力能源的傳輸節(jié)點，其粗放式管理和一些不合理的布局引起了許多不良現(xiàn)象，如在早晚加油高峰期的地段出現(xiàn)車多擁擠、車輛緩行和交通堵塞等。

排隊等待時間過長是顧客加油時經(jīng)常遇到的問題，在加油高峰期時尤為明顯。但由于系統(tǒng)中顧客的到來以及顧客在加油站系統(tǒng)中接受服務(wù)的時間等變量是隨機(jī)的，因此加油時的排隊現(xiàn)象不可避免，針對加油站高峰期的運行情況還需要進(jìn)行深入的分析研究。本文以改善加油方式和車輛排隊效率為核心，將工業(yè)工程的思想注入加油站的工作中，以提升加油站的經(jīng)濟(jì)效益。

基于秦皇島市Q加油站的運行數(shù)據(jù)，不考慮車主的個人習(xí)慣對數(shù)據(jù)造成的影響，構(gòu)建簡易的混合制排隊模型。筆者所在的小組在秦皇島市對一周內(nèi)Q加油站高峰期運行情況進(jìn)行統(tǒng)計，調(diào)研數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

1.將一天內(nèi)車倆到達(dá)的頻數(shù)情況繪制為折線圖并以0.1的顯著性水平經(jīng)χ2擬合檢驗和統(tǒng)計學(xué)研究，加油站的車輛到達(dá)情況大概率符合泊松分布，其加油服務(wù)時間概率符合指數(shù)分布。

2.數(shù)據(jù)修正后查表得到每輛車的加油服務(wù)時間服從參數(shù)υ=0.33輛/min的負(fù)指數(shù)分布。通過加油站單位時間車輛到達(dá)數(shù)規(guī)律近似服從λ=1.8的泊松分布。

3.將A加油站的實際情況統(tǒng)計結(jié)果處理所得λ=1.8，μ= 0.33，C=6代入所建的M/M/C模型，得出空閑概率為0.135%，平均隊長為5.4輛，最大隊列為10.85輛，平均逗留時間為6.03min，平均服務(wù)時間為3min。

4.經(jīng)現(xiàn)場統(tǒng)計，加油車輛在系統(tǒng)中的平均逗留時間要低于預(yù)估逗留的平均時間。詳見表3，但在進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)加油站一天將會出現(xiàn)兩次大的車流量高峰，且車輛到達(dá)近似可看成均勻分布。經(jīng)MATLAB建立的排隊模型運算發(fā)現(xiàn)在高峰期時期的平均等待時間要達(dá)到4.34min，最大等待時間甚至可到■達(dá)9.14min，由此看出加油站對待高峰時期時，缺少相應(yīng)的應(yīng)急措施以至于大幅延長了等待時間。

二、問題分析②④

經(jīng)數(shù)據(jù)采集得知秦皇島市Q加油站油罐總?cè)莘e小于60m3，根據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》GB50156，Q為三級加油站，且站內(nèi)有卸油油氣回收系統(tǒng)，附近沒有民用及重要公共設(shè)施，按照國家標(biāo)準(zhǔn)此時的臨街距離至少應(yīng)為5m，根據(jù)推導(dǎo)的最短安全距離公式計算后將加油車道的寬與平均排隊隊列所夾得：夾角β=76°，臨街距離為5.092m，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，相比原來該加油站臨街距離9.22m，通過仿真運行發(fā)現(xiàn)5.092m的臨街距離可以達(dá)到相同的效果。綜合考慮建設(shè)占地及成本，因此應(yīng)適當(dāng)縮小臨街距離，在空地區(qū)配置新的服務(wù)商店方便在靠近外側(cè)加油的顧客購物、繳費，或者拓寬交通街道，增大秦皇西大街的瞬時可通過車輛數(shù)量，減輕該地區(qū)的交通堵塞情況。

建立排隊論模型：

1.以加油機(jī)數(shù)C為指標(biāo)的評價與優(yōu)化公式。

c*Ls-Ls（c*+1）≤c1/c2≤Ls（c*-1）-c*Ls（1）

公式（1）中c*為最優(yōu)加油機(jī)數(shù);c1為每臺加油機(jī)單位時間的費用;c2為顧客等待單位時間所消耗的費用。計算得出各自最優(yōu)加油槍數(shù)，優(yōu)化加油機(jī)的加油槍數(shù)，達(dá)到效率最大化。

2.以距離臨近道路距離為指標(biāo)的評價與優(yōu)化。①④加油站與一般公路的安全距離為5m～8m。隊伍過長將影響交通運行，且在加油高峰期時，車輛的車頭車位距離由于多數(shù)車主安全意識的淡薄及為防止間隙偏大后面車輛強(qiáng)行加塞的情況，每輛車的間距都較小，遠(yuǎn)小于行車間的安全距離。因此，將排隊隊伍長度與加油站距離道路距離擬合入直角三角形，設(shè)定好合理的安全行車距離后計算加油站合理臨街距離，見圖1中，排隊長度L=LqS（S取每車平均占據(jù)長度為4.1m。H為臨街距離; D為加油站入口車道中點到第一加油機(jī)所處直線的距離。則有：β=arctan（H0，D0為建設(shè)距離）;H=Lcosβ（此隊長所需臨街距離）。

國家標(biāo)準(zhǔn)⑤對于進(jìn)出口未制定相關(guān)明確標(biāo)準(zhǔn)，在出口位置設(shè)置閥門不會影響到現(xiàn)有的站內(nèi)布局，因此建議在出口設(shè)置單向進(jìn)出閥門，可有效避免外來社會車輛為規(guī)避某處堵塞從加油站出口借道行駛，這種行駛屬于逆向行駛，不僅會增加安全隱患還將在一定程度上影響到加油作業(yè)的效率，同時也可減少為圖近道從出口位置進(jìn)入加油站進(jìn)行插隊加油，在閥門出設(shè)置感應(yīng)裝置也可方便加油站統(tǒng)計車流量，方便預(yù)測進(jìn)貨量，合理減少對人工的負(fù)擔(dān)及庫存需要。關(guān)于油號的變更，只要保證加油管道的安全性及出油量速率即可，所以重新規(guī)劃各油號位置是切實可行的，只需將原有加油機(jī)接入的母加油管道調(diào)換位置即可實現(xiàn)。

根據(jù)“5w1h”及“ECRS”四原則，運用現(xiàn)場管理和防錯法理論，得到優(yōu)化后的加油站布局方案③：

1.根據(jù)目視管理的原則，在加油站入口處設(shè)置提示語告知排隊車主提前做好準(zhǔn)備工作，在前一輛車加油等待時服務(wù)人員可先收取好費用，在下輛車駛?cè)爰佑蛥^(qū)時可直接開始加油。在入口的指示牌上提醒加油車輛，如需使用手機(jī)支付或代金券支付則選擇靠近右側(cè)的加油車道，如可自助加油，則選擇靠近左側(cè)的加油車道。

2.根據(jù)防錯法的原理，在加油車道的入口處地面標(biāo)明車道及該車道可提供的油號，在加油位畫出符合大多數(shù)車輛大小的停車線及車位，以減少一輛車占用兩個加油位及車輛所停處過遠(yuǎn)、油槍不夠長的情況。設(shè)置單向車道或者在出口位置閥門，以減少站內(nèi)出現(xiàn)不必要的交通堵塞。

3.根據(jù)ECRS方法，在加油站額外設(shè)置一個停車區(qū)，由加油員引導(dǎo)需要進(jìn)入服務(wù)廳的車主，使其在完成加油作業(yè)后將車駛?cè)朐撏＼噮^(qū)后再進(jìn)入服務(wù)廳，以減少車道的堵塞。

三、改善效果與仿真

1.Anylogic建模{4}。利用anylogic軟件分別對改善前和改善后的情況進(jìn)行系統(tǒng)仿真模擬。自定義定義智能體“車”，并設(shè)置其出現(xiàn)速率為300米每分。并將加油站的入口簡化為一個長度為84米、速度為200米每分的傳送帶，智能體長度改為6米，并用限制區(qū)域功能限制此傳送帶上的車輛不可超過15輛。設(shè)置進(jìn)入加油區(qū)及在加油區(qū)內(nèi)行駛的移動功能速度為80米每分鐘，同時使用限制區(qū)域功能限制加油區(qū)的車輛總數(shù)不得超過85輛。對改善前的模型進(jìn)行運行操作時可知，改善前各加油機(jī)位置會出現(xiàn)明顯的排隊情況，且車流量分布不均，加塞插隊等現(xiàn)象較多，改善前120分鐘內(nèi)有116輛車完成了加油。改善后各加油機(jī)位置熱度有明顯下降，且整體流量圖分布較為均勻，插隊加塞等現(xiàn)象也得到抑制，120分鐘內(nèi)有135輛車完成了加油。

2.排隊論模型的仿真運行。通過對作業(yè)流程程序分析圖的分析，發(fā)現(xiàn)目前加油站現(xiàn)場布置的加油機(jī)存在不合理處，根據(jù)不同車輛對幾種油號的需求不同及各種油號的消費情況。將車輛入站道路和各加油機(jī)位置通過模型構(gòu)建進(jìn)行重新規(guī)劃，并將提示語標(biāo)牌樹立在更顯眼的位置，以便車主尋找自己需要的油號。并在高峰時期提示后續(xù)等待車主提前做的準(zhǔn)備工作，避免員工需重復(fù)大量不必要的冗余操作。通過人機(jī)分析及上述新的規(guī)劃，初步估計對最大服務(wù)所需時間可有效減少44s。經(jīng)過相關(guān)排隊論代碼運算后，結(jié)果如表4所示，可知等待時間大大降低。

四、結(jié)論

加油站現(xiàn)有的粗放式管理和加油步驟在未來將難以滿足需求，以現(xiàn)有規(guī)模和管理運行方式所能提供的服務(wù)能力，無法很好解決加油站高峰期涌入的大量車輛造成的問題?；贏nylogic的仿真分析與排隊論模型的驗證，本文對現(xiàn)有加油機(jī)布局的優(yōu)化方案能夠使各加油機(jī)位置熱度有明顯下降，排隊時間得到有效改善，整體流量圖分布更為均勻，交通堵塞的現(xiàn)象也得到抑制，120min內(nèi)有135輛車完成了加油，效率提高了11.45%，有益于改善道路交通狀況，提高高峰期加油站的運轉(zhuǎn)效率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)收益。

注釋：

{1}李剛.加油站安全管理現(xiàn)狀及優(yōu)化策略解析[J].化工管理，2015（26）：11-12

{2}曲巍.基于排隊論的超市收銀管理排隊服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，2012.130

{3}易樹平，郭伏.基礎(chǔ)工業(yè)工程.機(jī)械工業(yè)出版社

{4}GB 50156—2002，汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范[S]

{5}何林儒，艾明巖，李振.城市公共加油站交通影響分析方法研究[J].山西建筑，2018，44（2）：1214

（作者單位：東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 黑龍江哈爾濱 ?150000）（責(zé)編：若佳）