DESIGN AND MODELING

Methodology for determining the optimal ratio of own and leased fleet of construction equipment in the implementation of infrastructure projects

Authors

  • Elena S. Ivanova Southern Institute of Economics and Business, 42 Oborony Street, Rostov-on-Don, 344002, Russia

How to cite

GOST Ivanova E. S. Methodology for determining the optimal ratio of own and leased fleet of construction equipment in the implementation of infrastructure projects // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2025. Vol. 69. No. 10. P. 154-163.
APA Ivanova, E. S. (2025). Methodology for determining the optimal ratio of own and leased fleet of construction equipment in the implementation of infrastructure projects. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 69(10), 154-163.

Abstract

The article proposes a comprehensive methodology for determining the optimal ratio of owned and rented construction equipment fleets in the implementation of infrastructure projects, aimed at minimizing total discounted costs while simultaneously controlling downtime risks and macroeconomic volatility. The study is based on an empirical dataset from 68 projects implemented in 2017-2023, with more than 500,000 records obtained from project and estimate documentation, financial statements, machine operation logs (ESM-1/2/3), lease and rental contracts, and service center data. The methodological design includes a systems approach and a techno-economic decomposition of TCO, economic-mathematical modeling, regression and correlation analysis, Monte Carlo simulation of key stochastic parameters (rental and borrowing rates, fuel costs, failure intensity), scenario analysis, and the development of an integrated efficiency coefficient (IEC) that combines costs, downtime risks, and sensitivity to external shocks. The results show that for short-term and most medium-term projects, minimum discounted costs are achieved when rental predominates, whereas maximum effectiveness by IEC is attained with a hybrid structure of 40% owned and 60% rented units; for long-term projects with high utilization, a shift toward ownership (up to 60-70%) is rational. A comparison of downtimes revealed a 5-6-fold reduction in downtime and a 6,5-7,5-fold decrease in related losses for rented equipment due to replacement pools and mature MRO systems. Sensitivity analysis confirmed high elasticity of the optimum to the interest rate (a 20% decrease in the borrowing rate raises the ownership share to approximately 55%), moderate elasticity to fuel prices, and the decisive role of project duration and reliability in the ultimate economic effect. Verification on completed cases showed a 12-18% reduction in total costs and in the probability of schedule slippage, confirming the applicability of the methodology for DSS and for the operational calibration of fleet structure over the project life cycle.

Keywords

equipment fleet optimization rental versus ownership simulation modeling integrated efficiency coefficient infrastructure projects

References

Бреус Н.Л. Совершенствование методики расчета стоимости капитальных затрат при реализации инвестиционно-строительных проектов в сфере транспортной инфраструктуры на принципах государственно-частного партнерства // Вестник гражданских инженеров. 2018. № 3(68). С. 190-196.

Владимирова И.Л., Цыганкова А.А., Вьюнов С.С. Анализ применения метода освоенного объема для эксплуатационной стадии инвестиционно-строительного проекта в условиях государственно-частного партнерства // Недвижимость: экономика, управление. 2017. № 4. С. 84-91.

Георгиади И.В., Кадыров А.С., Кунаев В.А. Новый подход к оптимизации парка транспортной техники строительного предприятия (на примере анализа работы ТОО Центрпромстрой ) // Труды университета. 2019. № 1(74). С. 102-107.

Герасимов В.В., Исаков А.К., Сафарян Г.Б., Иванов С.В. Управление эффективностью технико-экономических решений объектов строительства // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2016. № 3(687). С. 43-49.

Иванов В.Н. Концепция эффективного использования парка машин дорожно строительных организаций: дис. ... д-ра тех. наук. Омск, 2004.

Коган Ю.В., Аргунов С.В. Определение укрупненных показателей // Промышленное и гражданское строительство. 2009. № 4. С. 13-15.

Копылов О.А. Анализ методов для оценивания эффективности проектов для развития транспортной и строительной инфраструктуры // Postgraduate readings: coll-n of scien. art. asp. Institute of Track, Construction and Facilities of the Russian University of Transport. Ed. by T.V. Shepitko. M., 2019. pp. 24-30.

Кравченко И.Н., Ким Б.Г., Богачев Б.А., Шамарин Ю.А., Насруллоева Р.А. Оценка эффективности аренды(лизинга) техники при формировании мобильных парков // Строительные и дорожные машины. 2019. № 3. С. 45-49.

Михальченко О.Ю., Герасимов В.В. Методика экономического обоснования параметров инженерных строительных проектов // Мат. 64-й Науч.-техн. конф. Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин). Под ред. Н.А. Машкина. 2007. С. 165.

Назарова Е.С. Моделирование инвестиционных решений, направленных на оптимизацию парка строительных машин // Микроэкономика. 2014. № 2. С. 23-28.

Петрова С.Н., Погосян С.В. Составление оптимального плана пополнения парка машин и механизмов строительной организации за счет прибыли // Научное обозрение. 2015. № 18. С. 362-366.

Петровский А.И. Методология определения предварительной стоимости строительства на предпроектной стадии для целей оценки экономической эффективности нового строительства, технического перевооружения и модернизации объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта // Вестник евразийской науки. 2023. Т. 15. № S5. С. 8.

Пляскина Н.И. Оптимизация распределения инвестиционных ресурсов мегапроекта (на примере строительства трубопровода) // Математики – Алтайскому краю: мат. Всерос. конф. с межд. участ. Под ред. Н.М. Оскорбина. 2020. С. 143-147.

Привезенцев М.В. Методический подход к формированию организационной структуры управления проектом строительства объектов инфраструктуры // Экономические науки. 2007. № 29. С. 284-285.

Рубченко Д.С., Петровский А.И. Определение предварительной стоимости строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта на предпроектной стадии // Строительство. Экономика и управление. 2025. № 1(57). С. 16-26.

Metrics

289 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.