Визначення інтегрального індексу енергетичної, транспортної та дорожньої ефективності автопоїздів для міжнародних вантажних перевезень

Abstract

The article presents a scientifically grounded expert-functional model for assessing the energy, transport, and road efficiency of single-link road trains used in international freight transportation along the transport corridors of the USA and Ukraine–European. Within the research framework, a decomposition of functional and operational characteristics into separate groups of factors affecting each type of efficiency has been carried out. This approach made it possible to formalize the complex system of indicators that determine the feasibility of using certain road train models under cross-border transportation conditions. An integral efficiency index is proposed in the form of a weighted linear combination of key design and operational parameters of road trains, taking into account weighting coefficients determined using the analytic hierarchy process by T. Saaty. This approach ensures objectivity and scientific justification for the ranking of technical solutions and allows for considering the heterogeneous impact of various factors. Key parameters of the tractor and semi-trailer were considered, such as structural weight, engine power, transmission type, fuel system capacity, axle load, and aerodynamic characteristics, which significantly affect energy and transport efficiency. Based on the proposed model, the assessment was carried out for several modern road trains of European and North American production, enabling the identification of optimal configurations for international transportation based on the criterion of comprehensive efficiency. The research results can be used by the transport enterprises for the formation of vehicle fleets that meet the requirements of energy efficiency, reliability, and compatibility with road infrastructure. Moreover, the developed model can be adapted to different regional operating conditions, demonstrating its versatility and practical value. The proposed approach can also be integrated into decision-support systems in logistics, transport planning, and public regulation of cross-border freight traffic. The application of the research findings will contribute to improving the efficiency of international transport operations, reducing fuel consumption, and minimizing the negative impact on road infrastructure.

Запропоновано науково обґрунтовану експертно-функціональну модель оцінювання енергетичної, транспортної та дорожньої ефективностей функціонування одноланкових автопоїздів у контексті здійснення міжнародних вантажних перевезень коридорами транспортної мережі США та Україна — Європейський Союз. У межах дослідження здійснено декомпозицію функціонально-експлуатаційних характеристик на окремі групи чинників, які впливають на кожний вид ефективності. Такий підхід дозволив формалізувати складну систему показників, які визначають доцільність використання певних моделей автопоїздів в умовах транскордонних перевезень. Запропоновано побудову інтегрального індексу ефективності як зваженої лінійної комбінації основних конструкційно-експлуатаційних параметрів автопоїздів з урахуванням вагових коефіцієнтів, визначених за допомогою методу аналітичної ієрархії Т. Сааті. Такий підхід забезпечує об’єктивність і наукову обґрунтованість процесу ранжування технічних рішень та дозволяє врахувати різнорідність впливу окремих факторів. До уваги взято ключові параметри тягача і напівпричепа, такі як конструкційна маса, потужність двигуна, тип трансмісії, ємність паливної системи, навантаження на вісь, а також аеродинамічні характеристики, які суттєво впливають на енергетичну й транспортну ефективності. На основі запропонованої моделі проведено оцінювання низки сучасних автопоїздів європейського та північноамериканського виробництва, що дозволило визначити оптимальні конфігурації для міжнародних перевезень за критерієм комплексної ефективності. Результати дослідження можуть бути використані підприємствами транспортної галузі для формування автопарку, що відповідає вимогам енергоефективності, надійності та відповідності дорожньої інфраструктури. До того ж розроблену модель можна адаптувати до різних регіональних умов експлуатації, що свідчить про її універсальність і практичну цінність. Запропонований підхід також може бути інтегрований у системи підтримки прийняття рішень в логістиці, транспортному проєктуванні та державному регулюванні транскордонного вантажного сполучення. Застосування результатів дослідження сприятиме підвищенню ефективності міжнародних транспортних операцій, зменшенню витрат пального та мінімізації негативного впливу на дорожню інфраструктуру.