автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Разработка методики оптимизации морского комплекса транспортных средств доставки грузов в пункты с необорудованным берегом

УДК 629.12.001

На правах рукописи

МОГИЛЕВСКИЙ Валерий Иосифович

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ МОРСКОГО КОМПЛЕКСА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ДОСТАВКИ ГРУЗОВ В ПУНКТЫ С НЕОБОРУДОВАННЫМ БЕРЕГОМ

Специальность 05.08.03 - Проектирование и конструкция судов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2005

Диссертационная работа выполнена на кафедре Проектирования судов Санкт-Петербургского Государственного Морского Технического Университета.

Научный руководитель: д.т.н., профессор Демешко Г.Ф

Официальные оппоненты: д.т.н., профессор Логачев С.И.

к.т.н., с.н.с. Морейнис Ф.А.

Ведущая организация: ФГУП ЦМКБ «Алмаз»

Защита состоится "'П " УС![ 2005 г. в7 ( часов в аудитории Акт. Зал на заседании Диссертационного Совета Д 212.228.01 при Санкт-Петербургском Государственном Морском Техническом Университете, по адресу: 190008, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГМТУ.

Отзывы просим направлять в адрес Диссертационного Совета Д 212.228.01 в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью

Автореферат разослан К/ 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета д.т.н., профессор

Суслов А.Н.

2006-4 г 241Ы У

~ТТЖ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

К защите на соискание кандидата технических наук представляется диссертация на тему "Разработка Методики Оптимизации комплекса транспортных средств доставки грузов в пункты с необорудованным берегом".

Диссертация состоит из введения, четырех глав, семи приложений, списка использованной литературы (150 наименований), программы для персонального компьютера. Разработанная методика и программа могут использоваться для поддержки принятия решений в задачах пополнения флота и проектирования оптимальной структуры флота.

Актуальность работы. Проблема транспортного обслуживания пунктов с необорудованным берегом, значительная часть которых расположена на побережье Арктических морей, продолжает оставаться актуальной на протяжении десятилетий. Интерес к Арктике не ослабевает, что подтверждается объемом публикаций, существованием и открытием новых государственных, общественных и коммерческих организаций, институтов, программ и рабочих групп, которые занимаются проблемами Арктики. В область их интересов входят: разведка, разработка и транспортировка природных ресурсов, охрана окружающей среды, наука, образование, пассажирские перевозки и туризм. В 1996 году был открыт международный межправительственный координационный форум - Совет по Арктике, в который вошли Россия , Дания, Канада, Исландия, Норвегия, США, Швеция, Финляндия. Проблемами Арктики занимается ООН (UNECE, UNEP).

В России значительное количество населенных пунктов Арктического побережья представляют собой пункты с необорудованным берегом (ПНБ), общее количество которых - порядка 100; для них характерен устойчивый грузопоток с устойчивой структурой; пункты расположены в сложных климатических условиях.

Если привести в качестве примера Чукотку, то можно отметить, что наряду с изменениями в социальной сфере, энергоснабжении, связи и транспорте (грузооборот морских портов Чукотки за 2001 г. удвоился, а объем авиаперевозок вырос на 50%), единственным видом круглогодичного транспорта для ПНБ является воздушный флот. Завоз грузов снабжения в арктические ПНБ осуществляется арктическим флотом снабжения в осенне-летний период. Представляется, что одним из возможных путей улучшения транспортного обслуживания ПНБ Морским Флотом могло бы быть внедрение магистрально-фидерной транспортно-технологической схемы доставки грузов.

Предлагается в качестве объекта исследования рассмотреть перспективную фидерную морскую транспортную систему снабжения ПНБ, которая могла бы обеспечить круглогодичное сообщение между портами и ПНБ Восточной Чукотки, включая зиму - в погодные окна. Предполагается, что грузы завозятся в морские порты Чукотки в летний период линейным флотом снабжения из Владивостока и других портов, и далее развозятся местным фидерным флотом по пунктам. В качестве основных транспортных

средств-претендентов на включение в сиртсму фидерног&.флота предлагается

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ j БИБЛИОТЕКА !

'»..■» fi

рассмотреть амфибийные суда на воздушной подушке (СВП), для обеспечения круглогодичного сообщения, а также суда снабженцы с носовой аппарелью для летного периода.

В ходе исследования, наиболее подробная информация была собрана о районе Восточной Чукотки, однако задача предполагает возможность комплексного рассмотрения нескольких арктических районов.

Работы в области исследования по выбору рациональной структуры флота, имеют историю четырех десятилетий, и содержат огромный опыт и методологический аппарат для решения подобных задач. В то же время, каждая практическая задача, как правило, требует разработки собственных методов решения, максимально приспособленных к ее специфике.

Впервые предпринята попытка решения задачи исследования альтернативной фидерной транспортной системы снабжения Арктических пунктов с необорудованным берегом, предполагающей круглогодичное функционирование, и использование амфибийных СВП. В связи с вышеизложенным, целью работы следует считать разработку методики оптимизации флота снабжения Арктических пунктов с необорудованным берегом.

Научная новизна работы состоит в том, что разработана оригинальная методика оптимизации состава флота, позволяющая получить решение задачи в целочисленном виде. Методика основана на методах математического программирования и опирается на специфику задачи. Предложена модификация симплекс-метода, которая, в сочетании с эвристическими приемами и методом динамического программирования, позволяет путем последовательных приближений формировать целочисленное решение.

Разработана динамическая модель построения оптимальных маршрутов для судов-претендентов, включаемых в задачу оптимизации. Маршрут судна строится алгоритмически в процессе выполнения задачи, и содержит список пунктов в порядке обхода их судном в течении эксплуатационного периода.

Выполнена физическая интерпретация Симплекс-метода применительно к задачам оптимизации состава флота.

Практическая ценность работы. Программа, разработанная в рамках исследования, позволяет поддерживать процесс принятия решения в задачах пополнения флота и проектирования оптимальной структуры флота. Программа может быть предложена проектным, исследовательским и эксплуатационным организациям, которые занимаются решением подобных задач.

Методика и алгоритмы могут быть использованы для построения новых моделей функционирования и оптимизации флота, и разработки нового программного обеспечения.

Выполнен анализ методов оптимизации, результаты которого можно использовать как рекомендации к выбору соответствующего математического аппарата для решения подобных задач.

Реализация работы на практике. На основании предложенной методики разработана программа для персонального компьютера, позволяющая решать

перечисленные ниже элементы задач пополнения флота и проектирования оптимальной структуры флота.

• Принятие решения по замене судов, подлежащих списанию.

• Проверка рациональности использования отдельных судов флота и целесообразности их замены.

• Планирование транспортной инфраструктуры для новых районов и поиск наиболее эффективных решений по выбору транспортных средств.

• Перспективное планирование развития флотов.

• Проверка эффективности существующего флота.

Основные особенности программы:

• Поддержка механизма принятия решений. Построение сценариев системы. Возможность поиска альтернативных решений на множестве сценариев. Возможность назначения приоритетов судам претендентам при включении в план оптимизации. Условное и безусловное включение существующего судна в план. Использование приоритетов для анализа эффективности решений.

• Построение схемы функционирования флота: маршрутов работы судов в течение эксплуатационного периода. Алгоритмическое формирование оптимальных маршрутов судов в процессе оптимизационных расчетов, без предварительного задания линий перевозок.

• Суда претенденты строятся в программе по прототипу, с использованием аппарата теории проектирования судов и теории проектирования судов на воздушной подушке

• Учет судов в эксплуатации, постройке и проектируемых.

• Целочисленность решения.

Апробация работы в процессе исследования проводилась в следующих направлениях: • в виде обсуждения с экспертами в области проектирования и эксплуатации арктического морского флота снабжения (ДВМП - Владивосток и Провидения, ДНИИМФ, ЦНИИМФ), эксплуатации судов снабженцев типа "Витус Беринг" (в рейсе снабжения в пункты восточной Чукотки на судне "Степан Крашенинников", в сентябре-ноябре 1990г.), проектирования СВП (СПбГМТУ, ЦНИИМФ, КБ Дельфин), проектирования судов фидерных снабженцев (ЦНИИМФ), моделирования работы флота и транспорта (СПбГМТУ, ЦНИИМФ, ЛГУ); • при участии в научно-исследовательских работах по обоснованию основных технико-эксплуатационных требований к судам фидерным снабженцам, и проектах арктической тематики (ЦНИИМФ/ЛЦПКБ), на конференции ЦНИИМФ; • при выполнении выпускной работы на математико-механическом факультете ЛГУ (19891991г.) на тему "Постановка задачи оптимизации и динамическая модель функционирования флота"; при выполнении работы в ЛИИВТ (1990г., в рамках учебы в аспирантуре) на тему "Моделирование работы флота"; • при создании компьютерной оптимизационной программы, основанной на

разработанной в исследовании методике, и позволяющей решать элементы задач проектирования и пополнения оптимальной структуры флота.

Публикации. Материалы исследований и разработок выполненные в ходе работы над диссертацией, и предшествующие ей, опубликованы в НИР и трудах ЦНИИМФ, журнале "Морской Вестник", материалах международной конференции (6 работ).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена постановке задачи исследования. Анализируются тенденции транспортного освоения зарубежной Арктики и Арктические транспортные системы России, структура флота снабжения Арктических пунктов с необорудованным берегом и его место в системе Арктического флота, пути совершенствования транспортной системы доставки грузов на необорудованный берег, выполненные по исследуемой тематике работы. Ставится задача оптимизации состава комплекса транспортных средств доставки грузов в Арктические пункты с необорудованным берегом. Обосновывается выбор критерия эффективности.

Тенденции зарубежного опыта транспортного освоения Арктики-.

• Арктические транспортные системы включают морской, внутренний водный, авиационный, автомобильный и железнодорожный транспорт, и используются для доставки грузов снабжения, а также оборудования для поиска и добычи полезных ископаемых.

• Основная концепция морского флота состоит в использовании ледокольных транспортных судов активного ледового плавания.

• Одна из важнейших проблем связана с доставкой грузов на необорудованный берег Арктики.

• Считается перспективным использование судов на воздушной подушке для доставки грузов в арктические пункты с необорудованным берегом и рейдовой разгрузки транспортных судов на необорудованный берег.

• Изучаются рациональные транспортные технологические схемы.

• Проекты транспортных систем для Арктики всесторонне изучаются с точки зрения воздействия на окружающую среду.

Арктические перевозки России осуществляются морским флотом, речными судами, судами смешанного плавания, железнодорожным, автомобильным и воздушным транспортом. Учитывая географическое островное положение ряда пунктов снабжения и расположение других на побережье северных морей, их природно-климатические условия и объемы перевозимых грузов, морские перевозки часто являются единственно возможным, либо преимущественным вариантом доставки снабженческих грузов.

Арктические морю кие перевозки России включают: трансарктические, транспортировку полезных ископаемых и леса, доставку грузов снабжения.

Предметом анализа данной работы является флот снабжения. Рассматривая пути совершенствования доставки грузов снабжения на необорудованный берег можно выделить два направления:

создание новых типов судов-снабженцев и перегрузочных средств, т.е. усовершенствование существующей линейной системы доставки грузов; организация магистрально-фидерной системы завоза грузов, включая доставку грузов транспортными судами в базовые северные пункты (магистральная подсистема), и развоз грузов фидерными снабженцами из базовых портов в ПНБ, по районам тяготения (фидерная подсистема).

Магистрально-фидерная система подразумевает: исключение рейдовой перевалки грузов; сокращение потребности в судах транспортного флота; пополнение флота судов фидерных снабженцев, приспособленных к разгрузке в условиях необорудованного берега; возможные капиталовложения в береговые сооружения. Постановка задачи исследования (вербальное описание). Целью исследования диссертационной работы является создание методических основ и аналитического аппарата оптимизации структуры флота для доставки грузов в пункты с необорудованным берегом. Предмет исследования - фидерная подсистема магистрально-фидерной транспортно-технологической схемы.

Предполагается:

Базовые пункты на Севере существуют.

ПНБ разделены на группы так, что в каждую группу грузы доставляются из соответствующего базового пункта. Объемы перевозок определены.

Укрупненно грузы снабжения делятся на следующие виды: генеральные грузы, овощи и фрукты, горюче-смазочные материалы в таре, уголь. Каждому НБ-пункту требуется все четыре вида груза. Имеется поток обратных грузов из ПНБ в базовые пункты; в основном -порожние контейнеры. Обратный поток существенно меньше прямого по объему, однако, осуществление его в условиях необорудованного берега Севера связано со значительными затратами. ПНБ различаются требуемым количеством грузов. ПНБ расположены в различных географических условиях. Количество судов в серии влияет на строительную стоимость судна. Капиталовложения в создание комплекса ограничены. Рассматриваются следующие типы транспортных средств, которые могли бы доставлять грузы из базовых пунктов в пункты с необорудованным берегом: водоизмещающие суда; суда на воздушной подушке; вертолеты

Рассматриваются следующие виды береговых сооружений, которые могли бы обеспечить функционирование транспортных средств: причалы для водоизмещающих судов в базовых пунктах, береговые площадки в ПНБ для

водоизмещающих судов с носовой аппарелью, береговые площадки для судов на воздушной подушке, площадки и ангары для вертолетов, ремонтные базы. Предполагается:

Состав комплекса транспортных средств определяет необходимые береговые сооружения в каждом пункте.

В связи с ограниченным эксплуатационным периодом водоизмещающих судов на Севере, суда могут доиспользоваться. Линии доиспользования заданы.

Ставится задача проектирования максимально-эффективного комплекса транспортных средств, который бы выполнял доставку грузов из базовых пунктов в пункты с необорудованным берегом.

Задачу предлагается решать методами математического программирования.

Критерий эффективности. Предполагая, что полезный эффект от создания и функционирования комплекса носит чисто экономический характер и может быть оценен в денежном измерении, в качестве показателя эффективности рассматриваемой системы предлагается использовать чистый ежегодный доход. Принимается во внимание неопределенность в решении задачи, связанная с проблемой прогнозирования тарифов на перевозку грузов. В тоже время, прогнозирование уровня тарифов для традиционных транспортных средств и задание экспертным путем тарифов судов новых типов делает возможным учет некоторых трудно формализуемых факторов, таких как снижение травматизма, доля ручного труда, повышение надежности транспортной связи и др. Данный подход представляется целесообразным при исследовании перспективной транспортно-технологической системы.

Вычисление составляющей затрат осуществляется в соответствии с методом ежегодного взноса в счет погашения долга (метод аннуитета). Анализ рентабельности капиталовложений происходит на базе ежегодных взносов, аннуитета. Ежегодные расходы вычисляются как функция от затрат на приобретение, ежегодных текущих расходов, продолжительности жизни капиталовложения и расчетного размера ренты. Рента рассматривается одновременно как фактор затрат и фактор прибыли; ее размер зависит от цели капиталовложения, а также от степени риска.

Продолжительность жизни капиталовложения (срок службы судна или берегового сооружения) может различаться по районам и по типам транспортных средств и береговых сооружений.

Предполагается, что береговые сооружения доходов прямо не приносят.

Анализ исследований, выполненных по теме диссертационной работы, включает:

работы по обоснованию технических средств доставки грузов на

необорудованный берег;

работы по оптимизации состава флота;

анализ и классификацию методов оптимизации и моделей функционирования системы в задачах оптимизации состава флота.

Первые работы в области оптимизации структуры флота, могут быть отнесены к середине 60-х годов. Уже в первых работах были учтены практически все основные обстоятельства, которые сопутствуют решению подобных задач и в настоящее время: серийность постройки, существующий флот, списание морально устаревших судов, возможности судостроительных предприятий и др. В семидесятые годы происходит бурный рост количества работ по оптимизации флота. Согласно складывающейся в судостроении терминологии эти задачи получили название задач внешнего проектирования. Наряду с рассмотрением транспортного флота, появились работы, посвященные рыбопромысловому флоту.

В последнее десятилетие выполнены работы в области оптимизации комплексов средств освоения Мирового океана, проведены фундаментальные исследования по разработке методологии оптимизации комплексов транспортных средств обслуживания нефтегазовых месторождений, и по автоматизированному проектированию и планированию структуры нефтепромыслового флота. Разработаны методики в области оптимизации и моделирования деятельности Арктического флота, включая имитационное моделирование, работу флота на Северном морском пути, оптимизацию ледокольно-транспортных комплексов, транспортного флота с учетом продленной навигации. Характерным для работ арктической тематики является рассмотрение в качестве основной - проблемы доставки грузов в крупные арктические порты и портопунюгы с большим грузопотоком. Задача оптимизации флота снабжения пунктов с необорудованным берегом не ставилась.

Математические методы оптимизации анализируются в диссертационной работе с точки зрения применимости к задачам оптимизации состава флота. Выполненная классификация представлена на Рис.1. Рассматриваются следующие направления оптимизации: прямой перебор вариантов структуры системы; математическое программирование; теория игр;

многокритериальная оптимизация. Основное внимание уделено нелинейному и дискретному программированию.

Прямой перебор вариантов используется, как правило, в задачах, содержащих сложный и развитый аппарат имитационного моделирования.

Методы математического программирования широко применяются в задачах выбора рациональной структуры флота. Характерной особенностью задач оптимизации флота является нелинейность модели, основная причина которой заключается во влиянии серийности на стоимость постройки судна. Учет ограниченности средств на постройку вносит нелинейность в ограничения задачи. В зависимости от представления затрат на подготовку производства и освоение серийной постройки судов, функция критерия может быть гладкой или разрывной. Задачи с разрывной функцией критерия решаются методами дискретного программирования.

Эффективных алгоритмов, обеспечивающих точное решение задач такой размерности, как нахождение оптимальной структуры флота, не существует.

Могут использоваться методы условной оптимизации, основанные на линеаризации, и учитывающие специфику задачи; последовательность задач линейного программирования, методы сепарабельного программирования, отсекающих плоскостей, выбора направления. Возможно применение методов, не использующих идею линеаризации, прямого поиска, эвристических методов.

Динамическое программирование. Отмечается эффективность этого метода в приложении к некоторым дискретным задачам, включая задачу коммивояжера. Метод динамического программирования в сочетании с модифицированным симплекс-методом, разработанный в ЛГУ, использовался для оптимальной расстановки автомобилей транспортных предприятий Ленинграда по линиям перевозок с получением маршрута для каждого транспортного средства. Возможно применение подобного подхода к задаче оптимизации флота.

Целочиеленность решения. В большинстве работ по оптимизации флота, использующих математическое программирование, количество судов искалось нецелое (для снижения трудоемкости вычислений) и округлялось до большего целого, что интерпретировалось как создание резерва судов. В ряде последних работ, использующих модели массового обслуживания, и прямой перебор для поиска оптимального плана, были получены целочисленные решения. Для практических задач транспортного типа, планирования перевозок, распределительных, коммивояжера, целесообразно использовать методы ветвей и границ (улучшенного перебора), а также приближенные эвристические методы, опирающиеся на специфику задачи.

Теория Игр может найти применение в задачах транспортного типа, для решения проблем неопределенности в исходной информации; например при выборе рациональных схем завоза грузов, когда тяготение пунктов доставки к базовым портам не четко определено.

Многокритериальная постановка. Можно отметить два подхода к многокритериальной оптимизации в проектировании судов и флота. Первая точка зрения заключается в том, что принципиально невозможно получить однозначный результат при многокритериальной оптимизации. В явном или в неявном виде задача сводится к однокритериальной, с внесением субъективного акцента в сторону тех или иных критериев. В задачах, решаемых непосредственно с несколькими критериями, получают некоторое множество допустимых решений, с определенной степенью субъективности. Второй подход заключается в получении единственного решения в многокритериальной задаче, используя принципа Паритета. Предполагается наличие в самой системе объективной информации, необходимой для принятия решения. Следует отметить также существование аксиоматических эвристических методов, предполагающих, что в идеале, для каждой задачи необходима разработка своей системы аксиом, т.е. своего метода.

Рис.1. Классификация методов оптимизации. *' Интенсивность рамки свидетельствует о применимости метода к задачам оптимизации состава флота.

На основании выполненного анализа работ следует отметить, что для решения реальной задачи может потребоваться сочетание различных методов, максимально приспособленных к характеру задачи.

Анализ моделей функционирования в задачах оптимизации состава флота позволяет выделить основные направления, на которых основан математический аппарат моделей:

математическое программирование; теория массового обслуживания; теория игр.

Модели могут быть классифицированы по типам:

Аналитические: (а) детерминированные, (б) вероятностные. Статистические.

Модели, учитывающие вероятностные факторы, можно разделить на группы в соответствии с сущностью факторов:

1) модели, учитывающие статистическую природу функционирования флота, взаимодействие и взаимовлияние составляющих компонент;

2) модели, учитывающие неопределенность исходной информации: по грузопотокам, скорости обработки судов в портах и т.п.;

3) смешанные модели, содержащие факторы, как первой, так и второй групп.

Следует отметить модели массового обслуживания, относящиеся к первой группе, и применяемые для описания процесса взаимодействия судов, в предположении, что процесс является чисто случайным. Модели массового обслуживания могут достаточно адекватно описывать моделируемый процесс, и позволяют получить характеристики процесса функционирования системы, которые могут служить основой выбора рациональной структуры флота.

Общим свойством рассмотренных моделей функционирования флота является предварительное задание транспортных схем судов. Вместе с тем, возможно формирование транспортных схем в процессе решения задачи на основании рациональных соображений и требований, аналогичных тем, которые в действительности влияют на назначение маршрута судна. Данная постановка предлагается в диссертационном исследовании.

Вторая глава посвящена разработке модели функционирования транспортной системы.

Предварительный отбор транспортных средств. В результате анализа публикаций и исследований в рассматриваемой области выделены следующие типы транспортных средств фидерных снабженцев, для использования в перспективной магистрально-фидерной транспортной системе: водоизмещающие суда; суда на воздушной подушке; вертолеты.

Экспертный опрос. С целью уточнения и подтверждения полученных результатов, проведен экспертный опрос. Исследовались Арктические районы, имеющие пункты с необорудованным берегом. Достаточный объем информации был получен по Чукотке. Наивысшие оценки получили следующие транспортные средства:

1) Судно-снабженец с вертолетом - средством рейдовой разгрузки.

2) Судно с погрузкой транспортного средства (самох. баржа) на борту.

3) Судно с погрузкой транспортного средства (СВП) на борту.

4) Фидерный снабженец типа "Вавчуга".

5) Фидерный снабженец типа 16900.

6) Судоходно-вертолетная система: вертолеты берегового базирования.

7) Амфибийное судно на воздушной подушке г/п 200...300 тонн.

Варианты 4, 5 и 7 подразумевают магистрально-фидерную схему организации перевозок в пункты с необорудованным берегом, 1,2, 3, 6 - линейную.

Модель функционирования. Особенностью постановки задачи является то, что схема функционирования флота до начала решения оптимизационной задачи не задана, а строится алгоритмически в процессе выполнения задачи и отражает процесс работы флота за принятый на практике временной интервал, т.е. за навигацию или год, и складывается из схем функционирования отдельных судов, составляющих флот. Схема функционирования судна определяется как набор линий, объединенных в допустимый маршрут судна наиболее эффективным образом, либо как набор пунктов перевозок в порядке обхода их судном.

Понятие маршрута служит для определения схемы работы судна, моделирования транспортного процесса, и в зависимости от принятого алгоритма построения схемы функционирования может вводиться двумя способами:

Маршрут Я судна л есть упорядоченный набор линий, на которых судно работало в течение эксплуатационного периода, с учетом линии перехода к пункту отстоя и ремонта. Н= (5,иу,ц1,...,ит)-

Маршрут Н судна 5 есть упорядоченный набор из номера транспортного средства и номеров пунктов перевозок в порядке обхода их судном в течение эксплуатационного периода, а также пункта постановки судна на ремонт и отстой в зимний период. Н= (Б, ;'/,>,..., ¡т, ¡п) ■

Допустимыми считаются маршруты, для которых выполнены следующие ограничения:

тип судна совместим со всеми пунктами маршрута; тип судна совместим со всеми видами грузов, перевозимых на маршруте; для каждого пункта время посещения судном пункта находится в пределах времени, когда навигация в пункте для данного судна открыта. Для заданного множества судов, составляющих флот, набор наиболее эффективных допустимых маршрутов даст рациональную схему функционирования флота. Таким образом, для формирования схемы функционирования флота необходимо построение множества всех допустимых маршрутов судов, входящих в состав флота, и выделение из этого множества подмножества оптимальных маршрутов.

Упрощенный пример графа, отображающего множество всех маршрутов судов для заданных пунктов, когда количество ПНБ <= 4 , показан на рис. 2.

■ пункт о необорудованным ЦЦ***1) - базовьЛ пункт берегом -- звено маршрута;

^ - водокэмешаюшее судно; Ф - генеральный груз ■ овощм-фрукл

" - судно на воздушной попушке; © - ГСМ в таре ; - вертолет ф - уголь;

Рис.2. Граф маршрутов судов (к формированию схемы функционирования флота)

В работе разработаны и реализованы два алгоритма для построения маршрутов судов. Оба алгоритма основаны на процедуре динамического программирования и содержат ряд эвристических подходов для учета эксплуатационных факторов и сужения области поиска маршрутов на графе функционирования. В одном случае маршрут рассматривается как набор пунктов в порядке обхода их судном; в другом - как набор линий.

Третья глава. Разработка методики оптимизации транспортной системы доставки грузов в пункты с необорудованным берегом.

Постановка задачи (Формальное описание). Для математического описания задачи используются следующие обозначения: Я - множество всех типов транспортных средств-претендентов, различающихся архитектурно-конструктивным типом, скоростью, грузоподъемностью, технологией погрузочно-разгрузочных работ. 5;, Бз - множества водоизмещающих

судов, СВП и вертолетов (соответственно), Б = 8]Ц821^5з. & - транспортные

средства существующие, 5> - постройка которых освоена и может

продолжаться, 5" - которые могут быть спроектированы и построены, £ =

^сб". /, 7, У - множества базовых пунктов, ПНБ и пунктов

доиспользования; пункты: ¡е I, }е ^ уе У. Считается, что груз в пунктах транспорта) однородный. Пункт, содержащий несколько видов груза,

представляется как множество пунктов с однородным грузом в данной точке I] и!2 ыГ^ и14 =/; Р - функция критерия экономической

эффективности комплекса транспортных средств; Б - ежегодные доходы по комплексу; Я - ежегодные расходы по комплексу; Я - маршрут судна. Е -множество всех допустимых маршрутов. ^ - тип транспортного средства, работающего на маршруте Я, Хц - количество транспортных средств, работающих на маршруте Н; Хя.-^Я ■ количество транспортных средств типа в в системе допустимых маршрутов; - подмножество транспортных средств, определяющее береговые сооружения; ~ функция ежегодных

платежей в счет погашения затрат на строительство серии судов типа 5/

в"5 , //"у, - ежегодные расходы береговых сооружений в базовом пункте /„ к *

обеспечивающих суда множества , и приходящиеся на одно судно (включая эксплуатационные расходы и платежи в счет погашения затрат на строительство сооружений), зависящие и не зависящие от количества

обслуживаемых судов, соответственно. - ежегодные расходы береговых сооружений в НБ-пункте ]п п'ц , - количество заходов судна на

маршруте Я соответственно в базовый пункт г и в НБ-пункт у . Р'н , Рц -количество груза на судне на маршруте Я, соответственно при вывозе груза из пункта / и доставке груза в пункт у. а^ а^ Ь^ Ъ] - количество груза, которое необходимо отправить (а) из пунктов или доставить(б) в пункты: г, / £>я -ежегодные доходы на маршруте Я; И'н - ежегодные доходы от работы одного судна на маршруте Я; <7# - ежегодные транспортные эксплуатационные расходы на маршруте Я ; ц'ц - для одного судна на маршруте Я; К - лимит капиталовложений на создание комплекса транспортных средств (включая вложения в береговую составляющую флота); К' - лимит ежегодного взноса; /я - ежегодные денежные поступления на маршруте Я; % -д'н -ежегодные денежные поступления от работы одного судна на маршруте Я без учета затрат на строительство судна и расходов от береговых сооружений;

¿V {0, 1, Хя.^'/я >0}; {0, 1я^/я = 0; 1,

Построение функции критерия. Для системы допустимых маршрутов, т.е. для комплекса транспортных средств, функция критерия записывается:

р ~ ЕясЕ^Я = ТИнслРн - ^НсЕ^Н ■ Суммарные расходы по комплексу:

Транспортные расходы по комплексу:

Расходы на строительство транспортных средств по комплексу:

1>НсеВ®/ГЪСЗ1 сб" ;

Расходы на строительство и эксплуатацию береговых сооружений по комплексу:

н =

Ежегодный доход по комплексу: 0=1НСФЙ^НСЕО'И-

Формулировка задачи. Определить переменные Хд, которые обеспечивают максимум целевой функции

где ^ - чистый ежегодный доход по комплексу транспортных средств, при условиях:

выполняются заданные объемы перевозок по каждому базовому и НБ-пункту;

выполняются ограничения капиталовложений;

выполняются ограничения по количеству судов уже построенных, дальнейшее производство которых не осуществляется; Хц - целое неотрицательное число.

С использованием принятых выше обозначений задача записывается: определить переменные Хд, обеспечивающие максимум целевой функции:

^=1нсиРнХн-Ъс^исРе&н^н) -

Решение задачи должно удовлетворять следующим условиям (ограничениям):

1. В НБ-пункты доставлен весь груз:

ЕнсЕ^Н^н^Н- Ь] , } и/2<и/3.

2. Из каждого базового пункта отправлено количество груза не более чем там имеется:

ТнаЕ^нПнХн^Щ , ¡еГ'=11и12иГ3.

3. Из НБ-пунктов, имеющих обратный груз, вывозится не более, чем там имеется:

ХнсеР'Н^НХН * в/. У ^4 ■

4. В базовые пункты доставлен весь обратный груз:

1нсеР1НПНХН^ь1 . ¡е!4 ■

5. Количество существующих судов, производство которых уже не осуществляется, ограничено:

Хя.^еУ^Я^е^ - задано.

6. Капиталовложения в создание комплекса ограничены:

ЛГ'- задано.

7. X//- целое неотрицательное число.

Метод решения задачи. В результате формализации модели получена задача целочисленного программирования с разрывной функцией критерия, содержащей линейные и нелинейные члены и с ограничениями, одно из которых не линейно, а остальные линейны.

В ходе исследования, в том числе анализа методов решения задач оптимизации, сходных по содержанию, а также теоретического анализа методов математического программирования, было выявлено следующее:

- эффективных в вычислительном плане алгоритмов, приводящих к точному решению рассматриваемой задачи, не существует;

- для решения задачи могут быть использованы эвристические методы;

- методы решения задачи должны опираться на ее специфику;

- учитывая большую размерность задачи, целесообразно использовать линейную аппроксимацию нелинейной функции и применять элементы теории линейного программирования;

- план перевозок заданного объема грузов (система маршрутов) может быть построен в процессе решения оптимизационной задачи; для построения системы маршрутов судов может быть использована процедура динамического программирования;

- метод решения задачи целесообразно строить не на одном методе теории оптимизации, а используя разбиение задачи на подзадачи, искать для каждой из них наиболее подходящий метод из существующих, либо разрабатывать оригинальный на основе математической теории;

- поиск целочисленного решения задачи может быть осуществлен поэтапно, параллельно построению системы допустимых маршрутов, при этом решения на более поздних этапах должны детализировать и дополнять уже имеющееся частичное решение;

- для оценки созданного метода, полученное с его помощью решение можно сравнить с решением той же задачи, поставленной в упрощенном виде, как нецелочисленная, гладкая и линейная;

- качество метода должно быть подтверждено экспериментально.

Подход к решению задачи. Задачу предлагается решать в три этапа.

На первом этапе маршруты судов предполагаются маятниковыми, что соответствует работе судна в течение эксплуатационного периода на одной линии. Решается задача линейного программирования, на каждом шаге которой, для учета влияния количества судов в серии на строительную стоимость судна, производится пересчет значений стоимостных коэффициентов. В результате решения задачи первого этапа получается система оптимальных маршрутов. Система маршрутов фиксируется; маршрутам приписываются только целые количества судов, а также объемы

перевозок, выполненные этими судами. Если хотя бы одному маршруту соответствует нецелое количество транспортных средств, то в результате решения задачи данного этапа остаются невыполненные перевозки. С этим объемом перевозок должна решаться задача второго этапа. Значение целевой функции для оптимального плана нецелочисленной задачи первого этапа может быть использовано для сравнительного анализа решения поставленной в исследовании целочисленной задачи.

На втором этапе решения задачи маршруты судов представляются как наборы линий; при этом предполагается, что судно в процессе эксплуатационного периода последовательно обслуживает несколько линий, а линии объединяются в маршруты наиболее целесообразным способом. Решается нецелочисленная задача линейного программирования с пересчетом стоимостных коэффициентов целевой функции и алгоритмическим формированием маршрутов для ввода в базис. Маршруты для включения в базис строятся с помощью процедуры динамического программирования. В результате решения задачи второго этапа строится система оптимальных маршрутов. Система маршрутов фиксируется; маршрутам приписываются только целые количества судов, а также объемы перевозок, выполненные этими судами. Данная система, с целым количеством транспортных средств, включается в оптимальный план целочисленной задачи, путем добавления к системе маршрутов, с целым количеством судов, первого этапа. Если хотя бы на одном маршруте количество судов нецелое, то после второго этапа остаются невыполненные перевозки. С этими объемами перевозок должна решаться задача третьего этапа.

На третьем этапе маршрут судна представляется как набор пунктов, которые судно обходит в течение эксплуатационного периода наиболее целесообразным образом. Решается целочисленная задача с оставшимися от первых двух этапов объемами перевозок. Вычисления производятся следующим образом. По процедуре динамического программирования находится маршрут с наивысшей оценкой. Затем выполненные на маршруте перевозки исключаются из дальнейшего рассмотрения, и строится следующий маршрут. Процесс продолжается до тех пор, пока все заданные объемы перевозок не будут выполнены. В результате решения задачи третьего этапа получается система оптимальных маршрутов с целым количеством судов на них, которая включается в решение поставленной целочисленной задачи.

Четвертая глава посвящена практической реализации разработанной методики оптимизации транспортной системы доставки грузов в пункты с необорудованным берегом. Приводятся алгоритмы оптимизации, основанные на разработанной модели функционирования флота и методах оптимизации. Схемы алгоритмов, включающих формирование маршрутов судов представлены на рисунках 3 и 4.

Описывается программа оптимизации флота реализованная на базе выполненных исследований; представлены основные требования, ключевые абстракции и архитектура системы.

Рис.3. Схема алгоритма оптимизации с алгоритмическим формированием маршрутов судов как наборов линий перевозок. Используются модифицированный симплекс-метод и метод динамического программирования.

Рис.4. Схема алгоритма оптимизации с алгоритмическим формированием маршрутов судов как наборов пунктов перевозок. Используется метод динамического программирования

Расчетный ряд судов-претендентов в программе оптимизации флота генерируется алгоритмически. Основные характеристики судов-претендентов рассчитываются на основании исходных данных по прототипам. Используется методология проектирования судов и СВП, учебники «Проектирование морских судов» Ногида Л.М., «Проектирование судов» Ашика В.В., «Проектирование судов. Амфибийные СВП» Демешко Г.Ф. Ниже приводятся элементы псевдокода расчета характеристик судов и СВП фидерных снабженцев в программе оптимизации флота. Расчет характеристик судна - фидерного снабженца

(а) Пересчет характеристик судна, при условии, что скорости проекта и прототипа различны. Процедура используется при варьировании скоростью судна-претендента

1. Пересчет прототипа при неизменных S, L,B,T.

Определяются характеристики измененного прототипа - для скорости равной скорости проекта. Вычисляется новое значение грузоподъемности и коэффициента использования водоизмещения по грузоподъемности.

рпрот.изменен. _ рпрот ^проект j ^npom-^i рпрот изменен _ рпрот _ ^рпрот.изменен. _ рпрот ^ ^прот изменен _ рпрот.изменен. j jynpom

2. Определение характеристик судна-претендента (проекта), генерируемого для включения в ряд судов претендентов задачи оптимизации флота.

• Выбор относительной длины: l_method=GetComputMethod_l(prototype);

switch(l_method) case 1: I = 4.47 + 0.06v

case 2: I =1.36v,/2

• Определение D, V, L, В/Т, H/T:

D = Ргр /7]^от шме"е"; V = D/p; L = /K1/3; bT =b"/om- hr =

• Выбор коэффициента общей полноты судна <5:

Fr = v / лJgL ; delta method = GetComputMethod_delta(prototype);

switch (delta_method) case 1: S = 0.91 - l.lFr case 2: S = 0.395/Frl/3 case 3: 6 = 0.99-1.2Fr case 4: 3 = 0.445/Fr'/}

• Определение В, T, H: В = *JVbT l{SL); T = D l(pkSLB); H = ThT.

• Проверка грузовместимости: Wr = firPrp-, для WT =WK:

V = WK/[l + (a/S)(H/T-l)(l + kn)]-, где а = 0.98<5,/2; если (V > D/ S) {проверить возможность увеличения Ат }

(б) Пересчет характеристик судна при условии равенства скоростей С" = ЛГ™ Юпрот; D = Prp/г}^от ;

¡«рот = (LIVxn)npom\ lB=(LIв)прот; bT = (B/T)npom; h, = (Я/Т)"рот L = l*pomyU3. B = L/lB; Т = В/bT; Н - Thr, проверка вместимости.

Расчет характеристик СВП - фидерного снабженца

• Полная масса и мощность проекта, в первом приближении, вычисляются следующим образом.

(а) В случае, если скорости судна претендента (проекта) и прототипа равны, то, предполагая в первом приближении равенство отношения DTn/D„ для проекта и прототипа:

Д, = D,,, /(Д„ / Д,)""0"; JVS = 5.042 Dnv/ kN

(б) Если скорости проекта и прототипа различны :

/ Д, = 1.48 v0-89; KV, - 5.042 аха2рт

N = (Nz/D„)Dn-, где ^ = + D^"")/

• Удельный расход топлива: if(N < 1Ш) {рт = 038 - 0.024(TV/1000 - 2)}

else {рт = 0.25 -1.43^/1000000;

• Уточнение полной массы проекта. При условии неухудшения ДУД по сравнению с прототипом, заданная в сценарии дальность плавания судна-претендента - принимается, иначе - корректируется:

while (!fl_rfound){

DTn = а, а2 Р-гп N(r/v)/l 000; D = + AJ4p/ DtpJD = Dm/D; if (Dtp_D > Dtp_D_prot) {r-= \0}; else{fljfound = 1};}

• Уточнение, полной мощности проекта при новом значении водоизмещения: (a) Nz= (5.042Dnv)/kN; (б) N = (NZ/D„)D„

• Главные размерения:

Гт =Lrmi(DTmipJ/3; К =iTm(DjpJn-

Lnmin = 9.7822(йз%/-201; if(L„ < L„min) {return-1}

L„/B„= (LJBnr"; Bn=Ln /(Ln/Вп)

• Выбор высоты ГО по прототипу при равном Аго / Вп из соображений

остойчивости: hro = (hTO/BJnpomBn

• Проверка высоты ГО по условиям эксплуатации - высоте преодолеваемой волны: if(hi0 <l.l/iBjra; (return-1}

. а„ = 1 - 0.1073/(L„/BJ; S„ = «„¿„«л

Основные выводы и результаты работы. Итогом представленной работы является создание методики оптимизации комплекса транспортных средств доставки грузов в пункты с необорудованным берегом Арктики. Предлагаемая методика включает формирование исходных данных задачи, постановку задачи исследования и ее формальное выражение, классификацию методов оптимизации и моделей функционирования флота, выбор методов математического программирования для решения задачи и их адаптацию к условиям задачи.

Логическим завершением разработанной методики явилась разработка оригинальных алгоритмов и подходов, позволяющих получить целочисленное решение задачи, и создание программы для персонального компьютера, позволяющей поддерживать процесс принятия решения в задачах пополнения флота и проектирования оптимальной структуры фидерного флота снабжения пунктов с необорудованным берегом. Программа может бьггь предложена проектным, исследовательским и эксплуатационным организациям, которые занимаются проблемами транспортного обеспечения пунктов с необорудованным берегом. Выражается надежда, что программа будет полезна при исследовании перспективных схем транспортного снабжения Арктики, и поможет определить возможность рационального использования амфибийных СВП, как фидерных снабженцев - средств круглогодичной транспортной связи ПНБ с базовыми арктическими пунктами. Безусловно, подобное решение должно базироваться на дополнительных исследованиях и проработках конкретных проектов СВП и испытаниях в Арктике. Вместе с тем учитывая результаты испытаний зарубежных СВП в Арктике, круглогодичное функционирование воздушного флота, и огромный опыт проектирования и создания СВП в России, представляется возможным рациональное использование этих судов для снабжения прибрежных пунктов Арктических районов.

Основные результаты работы, определяющие ее научную новизну и практическую ценность заключаются в следующем.

1. Разработана методика оптимизации состава флота снабжения пунктов с необорудованным берегом Арктики.

2. Методика основана на методах математического программирования, опирается на специфику задачи, и позволяет получить решение задачи в целочисленном виде

3. Разработана динамическая модель построения оптимальных маршрутов судов-претендентов в задаче оптимизации. Набор маршрутов судов определяет схему функционирования флота.

4. Проведены анализ и классификация методов математического программирования, а также физическая интерпретация симплекс-метода применительно к задаче оптимизации состава флота.

5. На основании предложенной методики разработана программа для персонального компьютера, позволяющая решать элементы задач пополнения и проектирования оптимальной структуры флота:

• Принятие решения по замене судов;

• Проверка эффективности существующего флота;

• Перспективное планирование арктического флота снабжения;

• Планирование транспортной инфраструктуры Арктики. Программа может быть предложена проектным, исследовательским и эксплуатационным организациям.

6. Методика и алгоритмы могут быть использованы для построения новых моделей функционирования и оптимизации флота, и разработки программного обеспечения.

Написанию работы предшествовали НИР и публикации в трудах ЦНИИМФ. Основное содержание диссертации нашло отражение в следующих работах.

1. Демешко Г.Ф., Могилевский В.И. Метод оптимизации состава фидерного флота снабжения пунктов с необорудованным берегом // Морской Вестник. 2005. № 3. С. 93-95.

2. Могилевский В.И. Математическая модель оптимизации фидерного флота снабжения северных пунктов с необорудованным берегом // Материалы международной конференции "Моринтех-2005", СПб, НИЦ "Моринтех", 2005. С. 47-51.

3. Технико-экономическое обоснование и основные технико-эксплуатационные требования к морскому буксиру на воздухо-опорных гусеницах. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Яконовский C.B., отв. исп. Могилевский В.И., 1989.

4. Технико-экономическое обоснование и основные технико-эксплуатационные требования к новым судам. Судно рефрижератор фидерный снабженец. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Яконовский C.B., отв. исп. Дмитриева Г.Д., отв. исп. Могилевский В.И, 1989.

5. Технико-экономическое обоснование и основные технико-эксплуатационные требования к новым судам. Баржа 1000т. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Яконовский C.B., отв. исп. Могилевский В.И, 1988.

6. Обобщение опыта эксплуатации и использования вертолетного комплекса на судах-снабженцах пр. 10620 (суда типа д/э "В.Беринг") для грузовых операций и определение требований на перспективу с учетом ОАТТА-85 МГА. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Цой Л.Г., отв.исп. Глебко Ю.В., исп. Могилевский В.И., 1990.

/t/./e.tfs". Тсуэ./ûû.

»23969

РНБ Русский фонд

2006-4 27742

Введение.

Глава 1. Постановка задачи исследования по выбору рациональной структуры флота для доставки грузов в пункты с необорудованным берегом.

1.1. Тенденции транспортного освоения зарубежной Арктики.

1.2. Арктические транспортные системы России.

1.2.1. Основные порты и пункты арктических районов.

1.2.2. Природно-климатические условия Арктики.

1.2.2.1. Ледовые и гидрометеорологические условия арктического бассейна.

1.2.2.2. Географические и природно-климатические условия арктических пунктов.

1.2.3. Грузопотоки.

1.2.3.1. Классификация.

1.2.3.2. Вывоз грузов.

1.2.3.3. Арктическое транзитное сообщение.

1.2.3.4. Ввоз снабженческих грузов в арктические районы.

1.2.4. Арктические транспортные системы.

1.3. Структура флота снабжения арктических пунктов с необорудованным берегом.

1.3.1. Место флота снабжения в системе арктического флота и его структура.

1.3.2. Линейные суда-снабженцы.

1.3.3. Средства рейдовой разгрузки судов на необорудованный берег.

1.3.4. Лихтеровозы.

1.3.5. Фидерные снабженцы.

1.4. Магистрально-фидерная транспортно-технологическая система доставки грузов в арктические пункты с необорудованным берегом.

1.4.1. Общая характеристика магистрально-фидерной технологии организации перевозок.

1.4.2. Влияние гидрометеофакторов на маршруты судов и производство работ при магистрально-фидерной и линейной схемах доставки грузов (сравнительный анализ).

1.5. Постановка задачи исследования.

1.5.1. Постановка задачи оптимизации состава комплекса транспортных средств для доставки грузов в пункты с необорудованным берегом (Вербальное описание).

1.5.2. Критерий эффективности.

1.5.2.1. Выбор критерия эффективности.

1.5.2.2. Выбор расчетного размера ренты.

1.6. Обзор (анализ) выполненных исследований по теме диссертационной работы.

1.6.1. Обзор работ по обоснованию технических средств транспортной системы доставки грузов на необорудованный берег.

1.6.2. Анализ работ по оптимизации структуры флота.

1.6.2.1. Обзор работ по оптимизации состава флота.

1.6.2.2. Анализ методов оптимизации в задачах оптимизации состава флота.

1.6.2.3. Анализ математических моделей функционирования системы в задачах оптимизации состава флота.

Глава 2. Разработка модели функционирования транспортной системы.

2.1. Предварительный отбор транспортных средств.

2.2. Выбор качественного состава комплекса береговых сооружений для обеспечения функционирования транспортной системы.

2.3. Влияние гидрометеофакторов на функционирование транспортных средств системы.

2.4. Вербальное описание процесса функционирования.

2.5. Разработка математической модели функционирования флота.

2.5.1. Формальное описание элементов системы.

2.5.2. Алгоритмическое формирование модели функционирования флота.

2.5.2.1. Понятие системы допустимых маршрутов и формирование схемы функционирования.

2.5.2.2. Алгоритмы построения маршрутов судов.

2.5.2.3. Алгоритмическое формирование схемы функционирования комплекса.

2.5.3. Алгоритмы выбора береговых сооружений.

Глава 3. Разработка методики оптимизации транспортной системы доставки грузов в пункты с необорудованным берегом.

3.1. Постановка задачи оптимизации структуры транспортной системы (формальное описание).

3.2. Метод решения задачи оптимизации.

3.3. Первый Этап решения задачи (Маятниковые маршруты судов).

3.3.1. Общая характеристика метода.

3.3.2. Описание формального аппарата метода.

3.4. Второй Этап решения задачи (Маршруты - совокупности линий).

3.4.1. Общая характеристика метода.

3.4.2. Описание формального аппарата метода.

3.4.2.1. Оценки маршрутов.

3.4.2.2. Проверка оптимальности решения и выбор маршрута с наивысшей оценкой для включения в базис.

3.4.2.3. Описание модифицированного симплекс-метода с алгоритмическим формированием маршрута.

3.5. Третий Этап решения задачи (Маршруты последовательности пунктов ).

3.5.1. Общая характеристика метода.

3.5.2. Описание формального аппарата метода.

Глава 4. Практическая реализация разработанной методики оптимизации транспортной системы.

4.1. Алгоритм задачи оптимизации первого этапа.

4.2. Алгоритм задачи оптимизации второго этапа.

4.3. Алгоритм задачи оптимизации третьего этапа.

4.4. Реализация разработанной методики в программе.

4.4.1. Требования к системе.

4.4.2. Ключевые абстракции и механизмы.

4.4.3. Архитектура системы.

4.4.4. Особенности программы.

4.5. Расчетный пример. Сравнение морских транспортно-технологических схем снабжения пунктов с необорудованным берегом Чукотки.

Первые работы в области оптимизации структуры флота, в которых комплекс транспортных средств рассматривался как сложная система, состоящая из взаимосвязанных и взаимовлияющих друг на друга и на качество функционирования системы в целом элементов, могут быть отнесены к середине 60-х годов. В эти годы впервые появляются работы, в которых потребность в судах определяется на основе совместного рассмотрения всех направлений перевозок, выполняемых флотом. Уже в первых работах были учтены практически все основные обстоятельства, которые сопутствуют решению подобных задач и в настоящее время, включая серийность постройки судов и существующий флот.

В семидесятые годы происходит бурный рост количества работ по оптимизации флота. Согласно складывающейся в судостроении терминологии эти задачи получили название задач внешнего проектирования. Наряду с рассмотрением транспортного флота как объекта оптимизации, появились работы, посвященные рыбопромысловому флоту.

В последние два десятилетия работы по оптимизации флота получили свое дальнейшее развитие. Выполнены работы по оптимизации комплексов средств освоения Мирового океана, включая фундаментальные исследования по разработке методологии оптимизации состава флота для обслуживания нефтегазовых месторождений и по автоматизированному проектированию и планированию структуры нефтепромыслового флота. Исследовались возможности использования экспертных систем для планирования транспортно-технологических схем. Разрабатывались автоматизированные системы для обоснования развития транспортного флота. Рассматривались суда внутреннего и смешанного плавания, в том числе в условия продленной навигации.

Выполнены работы по оптимизации и моделированию деятельности флота на Северном морском пути; разработаны методики оптимизации ледокольно-транспортных комплексов; исследовалась методика оптимизации сухогрузного флота Дальневосточного бассейна, включающая задачу обоснования флота арктической навигации (судов и ледоколов) и имитационную модель деятельности флота в Арктике. Характерным для работ арктической тематики является рассмотрение в качестве основной -проблемы доставки грузов в крупные арктические порты и портопункты с большим грузопотоком.

Одной из задач которая может быть рассмотрена в рамках оптимизации состава флота является задача выбора оптимальной структуры флота снабжения арктических пунктов с необорудованным берегом, которой посвящено данное диссертационное исследование.

Арктика является предметом исследований на протяжении столетий, и интерес к ней не ослабевает в последние десятилетия. Это подтверждается объемом публикаций, существованием и открытием новых государственных, общественных, коммерческих организаций, программ, рабочих групп и институтов, которые занимаются проблемами Арктики. В область их интересов входят: разведка, разработка и транспортировка природных ресурсов, наука, охрана окружающей среды, образование, пассажирские перевозки и туризм. В 1996 году был открыт международный межправительственный координационный форум - Совет по Арктике (Arctic Council), в который вошли Дания, Канада, Исландия, Норвегия, Россия, США, Швеция, Финляндия. Проблемами Арктики занимается ООН (UNECE, UNEP).

В качестве примера динамичных преобразований в Арктических районах России можно привести Чукотку, где заметны изменения в социальной сфере, энергоснабжении, связи и транспорте. Грузооборот морских портов Чукотки за 2001 г. удвоился, а объем авиаперевозок вырос на 50%. Характерная особенность транспортного комплекса Чукотки — полное отсутствие железных дорог и трубопроводов. Суммарная протяженность автомобильных дорог общего пользования составляет более 5000 км, причем почти половина из них построена за последнее десятилетие. Утверждена программа строительства дорог «Золотого арктического кольца» — круглогодично действующей трассы от берегов Ледовитого и Тихого океанов до золотодобывающих предприятий.

Морская транспортная схема Чукотки включает 5 морских портов: Певек, Провидения, Эгвекинот, Анадырь и Беринговский. Порты Чукотки не имеют собственного средне- и крупнотоннажного флота. Кроме портов, имеются пункты с необорудованным берегом, в которые грузы снабжения доставляются в летний период судами-снабженцами, и круглогодично — воздушным флотом, небольшими партиями.

Единственным видом круглогодичного транспорта является воздушный флот.

В данной диссертационной работе предлагается в качестве объекта исследования рассмотреть альтернативную фидерную морскую транспортную систему снабжения пунктов с необорудованным берегом, обеспечивающую круглогодичное сообщение между портами и прибрежными пунктами Восточной Чукотки, включая зиму - в погодные окна, наряду с воздушным флотом. Предполагается, что грузы завозятся в морские порты Чукотки в летний период линейным флотом снабжения из Владивостока и других портов, и далее развозятся местным фидерным флотом по пунктам. В качестве основных транспортных средств-претендентов на включение в систему фидерного флота предлагается рассмотреть амфибийные суда на воздушной подушке (СВП), для обеспечения круглогодичного сообщения в пределах Чукотки, а также суда снабженцы с аппарелью для летного сообщения.

Задача может не ограничиваться рамками Восточной Чукотки; общее количество пунктов с необорудованным берегом, с устойчивым грузопотоком, в России - порядка 100.

В предлагаемом исследовании разработана методика оптимизации арктического флота снабжения пунктов с необорудованным берегом. Первая глава посвящена постановке задачи исследования. Рассматриваются тенденции транспортного освоения зарубежной Арктики и Арктические транспортные системы России, структура флота снабжения Арктических пунктов с необорудованным берегом и пути ее совершенствования. Анализируются работы, выполненные по исследуемой тематике; классифицируются математические методы оптимизации и модели. Во второй главе приводится разработка модели функционирования флота. Особенностью модели является динамическое формирование системы оптимальных маршрутов судов, составляющих транспортную схему функционирования флота. Система оптимальных маршрутов формируется в процессе решения задачи оптимизации, с учетом рациональных соображений и требований, аналогичных тем, которые в действительности влияют на назначение маршрута судна. Обоснование выбора типов судов-претендентов выполнено на основе проведенного экспертного опроса. Третья глава посвящена разработке методики оптимизации. Приводится формальная постановка задачи исследования. Обосновываются методы и подход к решению задачи. Метод решения задачи предлагается строить на комбинации методов теории математического программирования, доработанных с учетом специфики задачи. Решение ищется в целочисленной постановке. Четвертая глава содержит описание практической реализации разработанной методики. Приводятся алгоритмы оптимизации, основанные на предложенной модели функционирования флота и разработанных методах оптимизации. Описывается программа для персонального компьютера, реализованная на базе выполненных исследований; представлены основные требования, ключевые абстракции и архитектура системы. Программа, позволяет решать элементы задач пополнения флота и проектирования оптимальной структуры флота: . Принятие решения по замене судов подлежащих списанию. • Проверка рациональности использования отдельных судов флота и целесообразности их замены. . Планирование транспортной инфраструктуры для новых районов и поиск наиболее эффективных решений по выбору транспортных средств. . Перспективное планирование развития флота. . Проверка эффективности существующего флота.

Тенденции транспортного освоения зарубежной Арктики

Основные результаты работы, определяющие ее научную новизну и практическую ценность, заключаются в следующем.

1. Разработана методика оптимизации структуры флота снабжения пунктов с необорудованным берегом Арктики.

2. Методика основана на методах математического программирования, опирается на специфику задачи, и позволяет получить решение задачи в целочисленном виде.

3. Разработана динамическая модель построения оптимальных маршрутов судов-претендентов в задаче оптимизации. Набор маршрутов судов определяет схему функционирования флота.

4. Проведены анализ и классификация методов математического программирования, а также физическая интерпретация симплекс-метода применительно к задаче оптимизации состава флота.

5. На основании предложенной методики разработана программа для персонального компьютера, позволяющая решать элементы задач пополнения и проектирования оптимальной структуры флота: Принятие решения по замене судов; . Проверка эффективности существующего флота; . Перспективное планирование арктического флота снабжения; . Планирование транспортной инфраструктуры Арктики.

6. Программа может быть предложена проектным, исследовательским и эксплуатационным организациям.

7. Методика и алгоритмы могут быть использованы для построения новых моделей функционирования и оптимизации флота, и разработки программного обеспечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итогом представленной диссертационной работы является создание методики оптимизации комплекса транспортных средств доставки грузов в пункты с необорудованным берегом Арктики. Предлагаемая методика включает формирование исходных данных задачи, постановку задачи исследования и ее формальное выражение, классификацию методов оптимизации и моделей функционирования флота, выбор методов математического программирования для решения задачи и их адаптация к условиям задачи.

Логическим завершением предложенной методики оптимизации явилась разработка оригинальных алгоритмов и подходов, позволяющих получить целочисленное решение задачи, и создание программы для персонального компьютера, предназначенной для поддержки процесса принятия решения в задачах пополнения флота и проектирования оптимальной структуры фидерного флота снабжения пунктов с необорудованным берегом. Программа может быть использована проектными, исследовательскими и эксплуатационными организациями, которые занимаются проблемами транспортного обеспечения пунктов с необорудованным берегом. Выражается надежда, что программа будет полезна при исследовании перспективных схем транспортного снабжения Арктики, и поможет определить возможность рационального использования амфибийных СВП, как фидерного снабженца - средства круглогодичной транспортной связи ПНБ с базовыми арктическими пунктами. Безусловно, подобное решение должно базироваться на дополнительных исследованиях и проработках конкретных проектов судов и испытаниях в Арктике. Вместе с тем учитывая результаты испытаний зарубежных СВП в Арктике, круглогодичное функционирование воздушного флота, и огромный опыт проектирования и создания СВП в России, представляется возможным рациональное использование этих судов для снабжения прибрежных пунктов Арктических районов.

1. AI. Анализ эксплуатационно-технических характеристик судов-снабженцев, ЛЦПКБ, Л., 1971.

2. А2. Арикайнен А.И. Судоходство во льдах Арктики. М., Транспорт,1990.

3. A3. Арикайнен А.И., Левит Б.Ю., Федорова И.А. Постановка оптимизационной задачи развития Северного морского пути // Проблемы функционирования и развития инфраструктуры народного хозяйства. М., ВНИИСИ, 1986, с. 62-69.

4. A4. Арикайнен А.И., Левит Б.Ю. Основные особенности и элементы адаптивной имитационной модели транспортного процесса на Северном морском пути // Проблемы функционирования и развития инфраструктуры народного хозяйства. М., ВНИИСИ, 1987.

5. А5. Аникеич A.A., Бобарыкин В.А., Грибов А.Б. Автоматизация ежедневного планирования работы грузовых автомобилей. М., Транспорт, 1971.

6. А6. Ашик В.В. Проектирование судов. Л.: Судостроение, 1985.

7. Б1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М., Наука, 1978.

8. Б2. Бурков Г., Бацких Ю. Арктическое судоходство: каким ему быть? // Мор. флот. 1988, №9, с. 5-10.

9. БЗ. Бреслав Л.Б. Технико-экономическое обоснование средств освоения Мирового океана. Л., Судостроение, 1982.

10. Б4. Бахрах В.П. Постановка динамической задачи определения оптимальной программы строительства и пополнения морского флота // Применение математики в экономике. Л., ЛГУ, 1965, вып.З, с. 159-170.

11. Б5. Бронников A.B. О формулировании задачи теории проектирования судов // Судостроение, 1974, №11, с. 5-6.

12. Б6. Бронников A.B., Семенов Ю.Н. Формирование оптимальной структуры комплексов технических средств освоения ресурсов Мирового океана // Кибернетика на морском транспорте / Респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев, 1983, №12, с. 36-41.

13. Б7. Белый В.В. Принципы создания экспертных систем для планирования работы специализированного флота // Оптимизация развития работы морского флота и портов. М.: Транспорт. 1990, с. 90-99 (ЦНИИМФ).

14. Б8. Бугаев В.Г. Разработка методики проектной оптимизации судов для пополнения сухогрузного флота Дальневосточного бассейна. Диссертация на соиск. учен. степ, к.т.н., ЛКИ, 1983.

15. Б9. Бацких Ю.М., Славников А.И. Создание имитационной модели работы флота в Арктике // Прогнозирование и эффективность работы флота. Л.: Транспорт, 1985. с. 48-53 (ЦНИИМФ).

16. Б10. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. М., Статистика, 1974, 1980.

17. Б11. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. М., Наука, 1977.

18. Б12. Бугаев В.Г. Методология проектирования региональных морских транспортных комплексов (на примере Дальневосточного бассейна). Диссертации на соиск. учен. степ, д.т.н., ЛКИ, 1992

19. Б13.Бутов A.C., Кока Н.Г. Имитационное моделирование работы флота на ЭВМ. М., Транспорт, 1985

20. Б14. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Экспертные оценки. М., Наука, 1973.

21. Б15. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. Пер. с англ. М.: Бином, СПб: Невский диалект, 1998

22. В1. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятности и ее инженерные приложения. М., Наука, 1988.

23. В2. Воробьев H.H. Теория игр для экономистов-кибернетиков. М., Наука, 1985.

24. ВЗ. Вентцель Е.С., Исследование операций: задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1988.

25. В4. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М., Наука, 1988.

26. Г1. Глебко Ю.В. Определение оптимального числа перегрузочных средств для судна-снабженца // Перспективные типы судов, их мореходные и ледовые качества. JL, Транспорт, 1988, с. 12-17 (ЦНИИМФ).

27. Г2. Глебко Ю.В. Комплекс средств для доставки грузов на необорудованный берег и основы его математического моделирования // Перспективные типы судов, их мореходные и ледовые качества. JL, Транспорт, 1988, с. 12-17 (ЦНИИМФ).

28. ГЗ. Гринбаум А., Горбунов Ю. Буксиры и баржи для крайнего Севера // Реч. трансп., 1988, № 6.

29. Г4. Горбунов Ю.В., Любимов В.И., Гамзин Б.П. Суда для малых рек. М.,Транспорт, 1990.

30. Г5. Грузовые платформы на воздушной подушке. Информационный обзор /ЛЦПКБ, 1978.

31. Г6. Громов H.H., Чудновский А.Д. Транспорт и освоение Севера. М., Знание, 1984.

32. Г7. Горигледжан А.Е. Разработка методики оптимизации состава комплекса транспортного обслуживания морских нефтегазовых месторождений. Диссертация на соиск. учен. степ, к.т.н. Л., ЛКИ, 1990.

33. Г8. Гасс С. Линейное программирование. М., Физматгиз, 1961.

34. Г9. Гольдштейн Е.Г. Теория двойственности в математическом программировании и ее приложения. М., Наука, 1969.

35. Д1. Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные СВП: Учебник. В 2-х кн. СПб., Судостроение, 1992

36. Д2. Демешко Г.Ф. Проектирование амфибийных судов на воздушной подушке. Л., ЛКИ, 1986.

37. ДЗ. Демешко Г.Ф. Ограждение воздушной подушки на судах и транспортных аппаратах. Л., ЛКИ, 1982.

38. Д4. Демешко Г.Ф. Двигательно-движительный комплекс судов с динамическими принципами поддержания. Л., Судостроение, 1980.

39. Д5. Демешко Г.Ф. Устройство и оборудование судов на воздушной подушке. JL, ЛКИ, 1980.

40. Д6. Дмитриева Н.Е. Применение линейного программирования при планировании пополнения флота // Применение вычислительной техники на водном транспорте. M-JL, Транспорт, 1964, с. 39-45.

41. Д7. Дмитриева Н.Е., Халиф А.П., Чалов В.В. Применение математических методов и ЭВМ для определения эффективности капитальных вложений в пополнение морского транспортного флота. M-JL, Транспорт, 1966.

42. Д8. Дорин B.C., Пашин В.М., Солдатов В.Е. Применение экономико-математических методов и ЭВМ при проектировании судов // Судостроение, 1967, №11, с. 17-24.

43. Д9. Дорин B.C., Пашин В.М., Солдатов В.Е. Экономико-математическая модель и пути решения задачи установления оптимальных типов транспортных судов // Труды НПО Судпрома, JL, Судостроение, 1968, вып. 111, с. 9-14.

44. Д10. Добыш С.А., Мучник JI.H., Пашин В.М. Оптимизация структуры морского транспортного флота в условиях неточной информации // Экономика и математические методы. АНСССР, М., 1979, с. 184-188.

45. Д11. Добыш С.А. Вопросы выявления и исследования зоны неопределенности оптимального развития транспортного флота. Труды ИКТП. 1973, вып. 39, с. 167-171.

46. Д12. Драчев П., Зелингер Ф. Амфибийные суда //Реч. трасп., 1988,№4.

47. Д13. Демешко Г.Ф., Могилевский В.И. Метод оптимизации состава фидерного флота снабжения пунктов с необорудованным берегом // Морской Вестник. 2005. № 3, с. 93-95.

48. Зельманов C.B. Особенности проектирования грузовых вертолетоносцев. Диссертация на соиск. учен. степ, к.т.н., ДВЦКБ, 1979.

49. Зельманов C.B. Применение грузовых вертолетоносцев для доставки грузов на необорудованный берег// Тр.ЦНИИМФ, 1970, вып. 104.

50. Зельманов C.B. Организационно-техническое обеспечение эксплуатации судов типа "Витус Беринг" // Тр.ЦНИИМФ, 19 .

51. Зырянов С.А. Совершенствование транспортного обеспечения северо-востока страны //Совершенствование организации и планирования морского флота. JI., Транспорт, 1984, с. 45-51, (ЦНИИМФ).

52. Зимин А.Д. Оптимизация ледокольно-транспортного комплекса для арктической линии. Диссертация на соиск. учен. степ, к.т.н., ЛКИ, 1986

53. Захаров И.Г. Теория компромиссных решений при проектировании корабля. Л., Судостроение, 1987.

54. И1. Исаков H.A., Никулин А.Е. Пути совершенствования транспортно-технологической системы доставки грузов в пункты необорудованного берега //Оптимизация развития и организация работы морского флота и портов. М., Транспорт, 1990, с.72-79, (ЦНИИМФ).

55. КЗ. Кондин А.М., Павленко В.Д. Тенденции развития арктического судоходства в восточном районе Арктики // "Мортехинформреклама". Морской транспорт. Серия "Организация и управление морским транспортом". Информационный сборник, вып. №1(94), 1989.

56. К4. Колызаев Б.А., Косоруков А.И., Литвиненко В.А. Справочник по проектированию судов с динамическими принципами поддержания. Л., Судостроение, 1980.

57. К5. Краев В.И., Ступин O.K., Халиф А.И., Белицкий Ю.П. Модель оптимизации программы пополнения морского флота // Тр. ЦНИИМФ, Л., Транспорт, 1973, вып. 168, с.3-14.

58. К7. Кельберг Ю.А., Щелканов А.Г. Концепция новой оптимизационной технологии обоснования развития флота // Оптимизация развития и организация работы морского флота и портов. М., Транспорт, 1990, с.16-18, (ЦНРШМФ).

59. К8. Канторович Л.В. Математические методы организации и планирования производства. Л., изд-во Ленингр. ун-та, 1939.

60. К9. Карманов В.Г. Математическое программирование. М., Наука,1986.

61. К10. Корбут A.A., Финкелыптейн Ю.Ю. Дискретное программирование. М., Наука, 1969.

62. К11. Kapp Ч., Хоув В. Количественные методы принятия решения в управлении и экономике. Пер. с англ. Под ред. Воробьева H.H. М., Мир, 1966.

63. К12. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. М., Энергоатомиздат, 1987.

64. К13. Карлин С. Математические методы в теории игр, программировании и экономике. Пер. с англ. Под ред. Воробьева H.H. М., Мир, 1964.

65. JI1. Леонтьев Р.Г. Формирование единой региональной транспортной системы (программно-целевой подход).

66. Л2. Лисагор О.И. Исследование и разработка методики проектирования морского поисково-разведочного комплекса. Диссертация на соиск. учен. степ, к.т.н., Л., ЛКИ, 1981.

67. ЛЗ. Левит Б.Ю., Арикайнен А.И. Принципы имитационного моделирования работы флота на магистральных направлениях Северного морского пути // Сб. статей семинара "Математические аспекты моделирования народного хозяйства". Львов, 1983, с.24-26.

68. Л4. Любавина Н.М., Пашин В.М. Модификация метода опорной гиперплоскости для локального поиска в задачах нелинейного программирования // Вопросы судостроения. Л., Судостроение, 1977, с. 127130.

69. Л5. Ларичев О.И. и др. Выявление экспертных знаний. М., Наука,1989.

70. МЗ. Модернизация судов пр.10620. Техническое предложение / ДНИИМФ, нач. от. Новосельцев Е.М., ст. н. сотр. Зельманов C.B., Владивосток, 1987.

71. М4. Мицевич А.К. Опыт оптимизации структуры флота контейнировозов-трейлеровозов // Тр. ИКТП при Госплане СССР, 1975, вып. 51, с.120-135.

72. М5. Методы оптимизации характеристик и элементов рыбопромысловых и буксирных судов // Тр. ЦНИИ Крылова, Судостроение, 1971, вып. 267.

73. Мб. Мухачева Э.А., Рубинштейн Г.Ш. Математическое программирование. Новосибирск., Наука, 1987.

74. М7. Миле Х.Д. Маргинальные значения матричных игр и задач линейного программирования // Линейные неравенства и смежные вопросы. И.Л., 1959, с.287-297.

75. М8. Мину М. Математическое программирование.Теория и алгоритмы. М., Наука, 1990.

76. М9. Миркин Б.Г. Проблемы группового выбора. М., Наука, 1974.

77. М10. Михалевич B.C., Бакаев A.A., Петухов B.C. и др. Экономико-математич. моделирование деятельности флота и портов. М.,Транспорт,1986.

78. Mil. Могилевский В.И. Математическая модель оптимизации фидерного флота снабжения северных пунктов с необорудованным берегом // Материалы международной конференции "Моринтех-2005", СПб, НИЦ "Моринтех", 2005, с.47-51.

79. HI. Нифонтов Б.Н. Внедрение новой транспортной техники для Севера. М., 1987.

80. Н2. Ногид Л.М. Проектирование морских судов. 41. Методика определения элементов проектируемого судна. JL: Судостроение, 1964.

81. Отчет по обследованию условий рейдовой разгрузки в необорудованых портопунктах западного сектора Арктики, ЛЦПКБ,Л., 1970.

82. Определение новых типов средств для рейдовой разгрузки судов в Арктике. Пояснительная записка /ЛЦПКБ, гл.констр. Гурович А.Н., Л., 1971.

83. Определение рационального типа транспортного средства для перегрузочных и снабженческих операций с транспортных судов на базы Арктического бассейна.Отчет о НИР/ЛЦПКБ, рук. Яконовский C.B., Л., 1980.

84. Оценка целесообразности применения и обоснование необходимых типов судов на воздушной подушке для Арктики. Современное состояние и перспективы развития СВП для Арктики. Обзор / ЦНИИМФ, рук. Симонов Ю.А., отв. исп. Цой Л.Г., Милованов Э.В., Л., 1973.

85. Оргтехмероприятия по обеспечению рейдовой обработки судов пр. 10620. Отчет о НИР / ДНИИМФ, отв.исп. Зельманов C.B., 1987.

86. Ope О. Теория графов. М., Наука, 1968.

87. Обобщение опыта эксплуатации и использования вертолетного комплекса на судах-снабженцах пр. 10620 для грузовых операций и определение требований на перспективу. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Цой Л.Г., отв.исп. Глебко Ю.В., исп. Могилевский В.И., 1990

88. П1. Протокол технического совещания по перспективе развития бортовых плавсредств для рейдовой разгрузки судов в пунктах с необорудованным берегом. ЦНИИМФ, 22-24.11.1988.

89. П2. ПашинВ.М. Оптимизация судов. Л., Судостроение, 1983.

90. П3. Постнов A.B., Атлас Б.А. Применение вычислительной техники на водном транспорте. М., Транспорт, 1965.

91. П4. Пашин В.М. Учет влияния серийности постройки судов при оптимизации пополнения флота// Судостроение, 1972, сер. 1, вып. 2, с.48-64.

92. П5. Пашин В.М. Математическая модель задачи оптимизации пополнения рыбопромыслового флота // Судостроение, 1971, №5, с.7-10.

93. П6. Пашин В.М. Направления дальнейшего развития методов оптимизации характеристик судов и пополнения флота // Вопросы судостроения, сер.: Проектирование судов, Л., Судостроение, 1979, вып.21.

94. П7. Портной A.C. Разработка и реализация методического аппарата формирования комплекса технических средств обеспечения подводно-технических работ на морских месторождениях. Диссертация на соиск. учен, степ. к.т.н. Л., ЛКИ, 1990.

95. П8. Пшеничный Б.Н., Данилин Ю.М. Численные методы в экстремальных задачах. М., Наука, 1975.

96. П9. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М., Наука, 1982.

97. П10. Поляков Ю.Н. Оптимизация характеристик транспортных судов с учетом вероятностного характера исходной информации. Автореферат диссертации на соиск. учен. степ, к.т.н., Л., ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова.

98. П11. Пантелеев A.B., Летова Т.А. Методы оптимизации в примерах и задачах. М., Высш. шк., 2002.

99. Р2. Разработка типажа и конструктивных схем плавающих тягачей-буксировщиков морских платформ на воздушной подушке. Отчет о НИР / ЛЦПКБ, рук. Яконовский С.В., том 1, Л., 1985.

100. РЗ. Речной транспорт в единой транспортной системе Сибири / Сб.науч. тр. Новосибирский ин-т инж. вод. трансп., Новосибирск, 1987.

101. Р4. Расчет целевого и количественного состава нефтепромыслового флота. Методические рекомендации / Сост. И.Д.Креймер, Ю.Н.Семенов, М.А.Тахватулин. Институт экономических и международных проблем освоения океана. Владивосток, ДВО АН СССР, 1989.

102. Р6. Основы автоматизированного проектирования грузовых судов внутреннего и смешанного плавания. Диссертация на соиск. учен. степ, доктора техн. наук. Горький, 1990.

103. Р7. Романовский И.В. Алгоритмы решения экстремальных задач. М., Наука, 1977.

104. Р8. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: в 2-х кн. Пер. с англ. М.: Мир, 1986.

105. Р9. Разработка и внедрение в параходстве комплекса задач имитационного моделирования работы флота и портов на ПЭВМ. Описание имитационной модели. Отчет о НИР /ЦНИИМФ, рук. Щелканов А.Г. Л., 1990.

106. С1. Совершенствование технических средств для рейдовой разгрузки судов в пунктах Арктики с необорудованным берегом. Отчет о НИР / ЛЦПКБ, рук. Яконовский С.В., отв. исп. Щепкин В.В., том 1, 2, Л., 1981.

107. С2. Стиг Мильмберг. Варианты способов перемещения грузов и их экономичность (Верфь "Вяртсиля" в Хельсинки). Материалы доклада на симпозиуме " Погрузка и разгрузка на необорудованном арктическом берегу". Москва, 15.06.1982.

108. СЗ. Смигельский С.П., Смирнов Ю.П. Результаты предварительных исследований по созданию проекта арктического СВП ВМС США // Судостроение за рубежом, 1973, № 11 (83), стр. 20-28.

109. С4. Соколов В.П. Постановка задач экономического обоснования судов. Л., Судостроение, 1987.

110. С5. Сырмай А.Г. Основы методики оптимизации структуры морского грузового флота. Тр. ИКТП при Госплане СССР, 1975, вып. 51, с.38-90.

111. Сб. Семенов Ю.Н., Челпанов И.В. Построение математической модели оптимизации проектных характеристик комплексов для разведки и освоения Мирового океана // Кибернетика на морском транспорте / Межвед. науч.-техн. сб., Киев, 1979, № 8, с. 101-106.

112. С7. Семенов Ю.Н., Челпанов И.В. Выбор состава комплекса технических средств разведки и освоения Мирового океана как сложной системы // Проектирование судов / Сб. науч. тр. ЛКИ, 1979, с. 90-94.

113. С9. Синьковский А.П. Разработка методики и практических рекомендаций по выбору состава и проектированию судов для строительства стационарных платформ морских нефтепромыслов. Диссертация на соиск. учен. степ, к.т.н. Л., ЛКИ, 1990.

114. СЮ. Сойер Б., Фостер Д.Л. Программирование экспертных систем на Паскале: Пер. с англ. М., Финансы и статистика, 1990.

115. С11. Соколов В.П. Исследование влияния неопределенности исходной информации на выбор основных характеристик судов. Автореф. дис. на соиск. учен. степ, к.т.н., Л., ЦНИИ Крылова, 1974.

116. С12. Саркисян С.А., Акопов П.Л., Мельникова Г.В. Научно-техническое прогнозирование и программно-целевое планирование в машиностроении. М., Машиностроение, 1987.

117. С13. Саркисян С.А., Голованов Л.В. Прогнозирование развития больших систем. М., Статистика, 1975.

118. Т1. Транспортно-технологические схемы судов САС-5 в Арктическом бассейне с использованием бортовых вертолетов и СВП. Отчет о НИР / ЦНИИМФ, рук. Зоммер Э.А., отв.исп. Егоров Н.П., Л., 1981.

119. Т2. Технико-экономическое обоснование основных эксплуатационных требований к сухогрузному судну-снабженцу дедвейтом 5-6 тыс.т. (СО5СУЛ). Отчет о НИР / ЦНИИМФ, отв.исп. Глебко Ю.В., Высоцкая H.A., Л., 1989.

120. ТЗ. Технико-экономическое обоснование использования вертолетов для разгрузки судов в рейдовых условиях. Отчет о НИР / ДВ филиал ЦНИИМФ, рук. и отв.исп. Зельманов C.B., Владивосток, 1987.

121. Т4. Технико-экономическое обоснование создания транспортных средств на воздушной подушке в модульном исполнении для арктических районов. Модульная МПВП г/п 100 т. Отчет о НИР / ЦНИИМФ, рук. Владимирцев В.А., отв. исп. Владимирцев A.B., 1988.

122. Т6. Технико-эксплуатационные требования к новым типам судов. Транспортные СВП для Арктики г/п 30 / 75 т. Отчет о НИР / ЦНИИМФ, рук. Мирошниченко И.П., отв. исп. Смирнов Ю.И., Л., 1980.

123. Т7. Транспортные СВП и возможности их применения для рейдовой разгрузки. Информационный обзор / ЛЦГЖБ, 1973.

124. Т8. Технико-экономическое обоснование и основные технико-эксплуатационные требования к морскому буксиру на воздухо-опорных гусеницах. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Яконовский C.B., отв. исп. Могилевский В.И., 1989.

125. Т9. Технико-экономическое обоснование и основные технико-эксплуатационные требования к новым судам. Судно рефрижератор фидерный снабженец. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Яконовский C.B., отв. исп. Дмитриева Г.Д., отв. исп. Могилевский В.И, 1989.

126. Т10. Технико-экономическое обоснование и основные технико-эксплуатационные требования к новым судам. Баржа 1000т. Отчет о НИР/ЦНИИМФ, рук. Яконовский C.B., отв. исп. Могилевский В.И, 1988.

127. У1. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. Пер. с англ. М., Мир, 1989.

128. XI. Хонко Я. Планирование и контроль капиталовложений. Авт. предисл. и науч. ред. Г.А.Егиазарян. М., Экономика, 1987.

129. Х2. Холодов А.Н. Разработка методики оптимизации тунцеловного комплекса и основных параметров приемно-перерабатывающей базы / Автореф. дис. на соиск. учен. степ, к.т.н., Л., ЦНИИ Крылова, 1973.

130. ХЗ. Худяков Л.Ю. Исследовательское проектирование кораблей. Л., Судостроение, 1980.

131. Х4. Хартуков Е.М. Экономические аспекты освоения ресурсов нефти и газа в приполярных районах капиталистического мира // БИКИ, 1983, 1.10, № 116(5537).

132. Ц1. Царев Б.А. Оптимизационное проектирование скоростных судов. Л., ЛКИ, 1988.

133. Челпанов И.В., Семенов Ю.Н., Лисагор И.О. Особенности логико-математической модели снабжения морских буровых комплексовтехнологическими материалами // Кибернетика на морском транспорте / Респ. межвед. науч.-техн. сборник, 1981, вып. 10, с.55-58.

134. Ш1. Шалин К.Е. (А/О "Вяртсиля", верфь в Турку) Арктические морские перевозки. Материалы доклада на встрече со специалистами. "Арктические системы перевозок и типы судов". Ленинград, 21-22.05.1985.

135. Щ1. Щелканов А.Г. Оптимизация обновления и использования грузового флота параходства // Оптимизация развития и организация работы морского флота и портов. М., Транспорт, 1990, с. 3-16, (ЦНИИМФ).

136. Э1. Экспертные оценки в управлении. М., Институт управления народным хозяйством, 1877.

137. Ю1. Юдин Д.Б., Гольдштейн Е.Г. Задачи и методы линейного программирования. М., Советское радио, 1964.

138. Bl. Bazaraa M.S., Jarvis J.J., Sherali H.D. Linear Programming and network flows. Wiley-IE, 1990.

139. Dl. Dickins D.F. The Jeff (A) Arctic Test Program. In proceeding С ACTS International Conference on Air Cushion Technology, Vancouver. September 1984.

140. D2. Dickins D.F. Arctic Hovercraft: Lessons Learned and Future Prospects. Paper presented at the Arctic Offshore Technology Conference, Anchorage. September 1985.

141. Jl. Jemes V.Kordenbrock & Charles W.Harry. The Arctic Surface effect vehicle Program // Nev. Eng. J., 1976, 88, № 2, p. 70-83.

142. Kl. Koleser Jeffrey & David R. Lavis. Air Cushion Vehicles for Arctic operation//Nav. Eng. J., 1988, 100, № 6, p. 59-71.

143. Ml. Mantle P.I. A Technical Summary of Air Cushion Craft Development. DWT NSRDC Report № 4727, Bathesda, MD, 1975.

144. N1. John F. Nash, Jr. Essays on game theory. Edward Elgar Publishing ltd. UK, HB144.N37, 1996.

145. Tl. Hamdy A.Taha Operations Research. An Introduction. Sixth edition, Prentice-Hall, Inc. 1997

146. VI. Robert J. Vanderbei. Linear Programming: Foundations and Extensions, Princeton University, Princeton, NJ, 2001

147. Wl.Walden J.T. and Dickins D.F. Review of an Air Cushion Vehicle Program for Offshore Arctic Operations. Paper presented at 7th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, Helsinki. April 1983

148. W2. Winston, Wayne L. Operations research: applications and algorithms. 3rd ed., 1994

149. W3. Warship Technology, RINA, Jan. 2004, Advanced Hullforms: Air Supported fast landed craft propsed by ESI, p.8; US Navy seeking for larger, faster LCUs amd LCACs, p.l 1; Short sea ship could spawn military craft, pi2.

150. W4. Warship Technology, RINA, March. 2004, Advanced Hullforms: Military version of PACSCAT detailed, p.4.

151. Государственный комитет России по народному образованию Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет

152. Разработка Методики Оптимизации морского комплекса транспортных средств доставки грузов в пункты с необорудованным берегом