автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Совершенствование метолических основ обоснования схемы использования нефтеналичного флота на месяц

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральная служба речного флота России Волжская государственная академия водного транспорта

РГ8 ОД

На правах рукописи

; УДК 658.012.011.56:656.624.3

А /

НИКУЛИНА Марина Владимировна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ОБОСНОВАНИЯ СХЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕФТЕНАЛИВНОГО ФЛОТА НА МЕСЯЦ

Специальность 05.22.19 — Эксплуатация водного транспорта

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

Н. Новгород 199«

Работа выполнена в Волжской государственной академии водного транспорта (г. Нижний Новгород).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, дс11ств;!те.1ы!ып член Академии Транспорта РФ В. Н. Захаров.

доктор технических наук, профессор И. П. Фадеев;

кандидат технических наук, начальник ВЦ АО «Волга-флот» В. М. Чупалов.

Ведущее предприятие — Акционерное общество «Пароход-стпо Ьолготаикер».

1996 года в ............часов на заседании специализированного

совета Д.116.0.01 в Волжской государственной академии водного транспорта (603600, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5).

С диссертацией можно ознакомиться в- библиотеке академии.

Официальные оппоненты:

Защита диссертации состоится «,

Автореферат разослан «,

...1996

г.

Ученый секретарь специализированного совета, канд. техн. наук, доцент

Тин. ЕГАВТа, 1996 г., зак. 145, тир. 100

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Основой организации транспортного процесса является планирование перевозок грузов и пассажиров.

Работа флота и портов организуется на основании навигационного, квартальных , месячных, декадных и суточный планов. План каждого уровня определяет размеры перевозок по родам грузов и устанавливает потребность во флоте по видам и типам судов на основе .детализации плана вышестоящего уровня,чем обеспечивается непрерывность планирования использования флота.

Навигационные планы относятся к разряду текущего планирования , декадные и суточные оцениваются как оперативные. Связующим эвеном между текущими и оперативными планами являются технические планы работы пароходств, составляемые на основе месячных корреспонденции перевозок грузов для обеспечения планируемых грузопотоков транспортными средствами в соответствии с навигационным планом.

. В новых экономических условиях система планирования перевозок и управления водным транспортом претерпела значительные изменения. Установление высоких тарифов на перевозка и перегрузочные работы.взаимные неплатежи, отвлечение грузопотоков на другие виды транспорта и вызванное этим резкое снижение объемов перевозок внутри страны привели к тому, что пароходства, преобразованные в акционерные общества, »луу-дены осваивать перевозки на экспорт, а Сольиузо часть фгога сдавать в аренду частным фирмам и компаниям.

Вместе с тем, ежемесячно возникает необходимость в уточнении навигационной схемы использования флота н соелнесуточной обеспеченности перевозок флотом,вызванная рсь.-апАЛ ли-ленэилами условий функционирования перевозочного процесса. Уточнение месячном схемы в лучшем случае производится на гей методи-

ческой основе, что и расчет навигационной схемы, то есть, беа учета фактической дислокации флота на начало планового периода. Этим сразу предопределяется неадекватность разрабатываемого плана реальному транспортному процессу.

Одним из резервов повышения качества составляемых планов работы флота на месяц является использование методов оптимизации и применение вычислительной техники. В настоящее время применительно к техническому планированию разработан ряд экономико-математических моделей , которые учитывают сложившуюся к началу планового периода дислокацию флота, но особенностью этих моделей является использование только линейной формы организации движения флота. Однако, теперь этого становится недостаточно, так как большая часть современных перевозок организуется по рейсовой форме.

Следовательно, исследования в области разработки схемы использования флота на месяц требуют дальнейшего развития и приобретают особо важное значение в современных условиях . Решению этой и ряда других проблем и посвящается настоящая диссертация.

Цель и задачи работы. Основной целью исследований является совершенствование методических основ обоснования схемы использования нефтеналивного флота на месяц на базе экономико-математического моделирования и автоматизации эксплуатационных расчетов ; создание технологий, обеспечивающих оптимальность разрабатываемых планов использования флота в конкретном плановом периоде.

Методы исследования. Диссертация построена на изучении и обобщении опыта выполненных ранее исследований ученых и практиков речного и морского транспорта в об-2 , ■ .

ласти планирования и информатизации работы водного транспорта. При решении задач, изложенных в диссертации, использованы методы математической статистики, экономико-математического и имитационного моделирования, методы линейного и дискретного программирования.

Научная новизна. Результатами теоретических и экспериментальных исследований явились :

разработка экономико-математической модели оптимального использования флота (EMM ОИФ) на месяц, в основу которой положен такой технологический процесс, как рейс ;

совершенствование математической модели формирования базовой схемы использования судов и составов в соответствии с современными условиями эксплуатации флота;

разработка алгоритмов и программ, реализующих математическую модель формирования базовой схемы ;

разработка алгоритмов и программ автоматизированного формирования исходной план-матрицы и расшифровки результирующей матрицы для расчета оптимальной схемы использования флота;

разработка технологической схемы проведения автомативи-розанкьи расчетов технических планов использования фдаэта на базе ПЭВМ с таента поступления плановых заявок до ьшенга получения рабочей документации .

Апробаций работы. Результата исскедованяй докладывались,обсуддалнсь н были одобрены на XXXI научно-технической конференции института инженеров водного транспорта (1992 г.) , на XXI! научно-методической конфервнда» профессорско-преподавательского состава (К.Новгород, 1993 г.) , аа заседанмяй оперативно-технической группы по внедрении АСУ АО '"Ваяготаякер". 3

Практическая ценность и реализация .Практическая ценность работы заключается в разработке путей и способов получения схемы ОИФ на месяц на основе работы следующих комплексов программ :

1."Определение технических норм использования флота " ;

2."Формирование вариантов освоения плановых грузопотоков";

3."Расчет и корректировка схемы использования нефтеналивного флота при навигационном и месячном планировании";

4."Формирование исходной план-матрицы и расшифровка результирующей матрицы для расчета оптимальной схемы использования флота".

Программные комплексы (1,2,3) внедрены в опытную эксплуатацию в АО "Волготанкер" в 1995-96 годах в составе программного обеспечения подсистемы "Оперативное планирование и регулирование использования нефтеналивного флота АО "Волготанкер". Комплекс программ (3) был адаптирован к условиям учебного процесса и в 1994 г. использовался в дисциплинах кафедры "Вычислительная техника и управление" Волжской государственной академии годного транспорта . Комплекс программ (4) планируется внедрить в АО "Волготанкер" в 1996 г.

Публикации. Основные положения ^диссертационной работы опубликованы в пяти работах автора .

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа соотоит из введения, 4 глав, заключения (145 страниц текста, 10 таблиц, 30 рисунков), библиографии (83 наименования) и 9 приложений,

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Первая глава содержит анализ'современного состояния теории и пра»«гики обоснования оптимального использова-4

ния флота в текущем и техническом планировании использования флота на речном и морском транспорте.

Проблемы оптимизации управления на равных уровнях планирования давно изучаются и исследуются многими учеными в раалич-«шк аспектах. Вопросами оптимизации использования речного флота в разное время занимались доктора техн.. наук А.С.Еу-тозД.А.Гариков,В.Н.Захаров, В.П.Зачесоя,В.В.Звонков, А.П.Ир-хин, В.К.Койухарь, Л.М.Рыков, В.И.Савин, А.А.Соязоз, кандидаты теин, наук В.Л.Астахов,, В.В. Болотов, B.C. Куракин, А.Г. Макмшин„Н.В.Пигалова,Ю.И.Платов, В.В.Трубки и другие ученые.

Проведенный анагиз научно-методических основ расчетов и оптимизации навигационных и техническая пааноз использования флота на речном транспорте показал, что определение "потребности зо флоте для освоения плановых грузопотоков осуществляется по двум направлениям.

Во-первых,, вручнуюа без применения вычислительной теянйт. При атом принимается" достаточно щ;сго упрощений ш усредяезмй, a memo, ввиду отсутствия надежного учета дксвокации фпона во времени и пространстве к началу планового неркода дозоаьно грубо определяются переходящэ затраты фаота и объемы перзяо-аск. Задача этого направления планирования - увязать показатели месячных планов использования флота с показателями из навигационной схемы . Однако, именно представители этого направления - В.В.Звошсов , А.П. Иряня.А.А. Сшзов - определили цель и суть технического планирования нспользозания фгота яа речном транспорте. Впоследствии, в этом ж® направлении развивали идеи технического планирования К.А.Гаркнов „ К.С.Ляхсв , В.И.Астахов и другие ученые.

Второе направление использует метода математического моде-

лирования транспортного процесса с проведение» расчетов на ЭВМ. В основе исследований, проводимых в рамках этого направления, лежат два подхода :

предварительное формирование вариантов освоения плановых грузопотоков с последующей расстановкой флота по ним, и оптимизация этой расстановки (модели Трубина В.В..Малышкина А.Г..Эолотова В.В., Иванова В.М. .Кожухаря В.И. и др);

формирование оптимальной схемы судовых потоков без предварительной увяэки грузовых потоков (модели Бутова А,С.*Степанова А.Н. и др. ).

В основу рассмотренных ЭА1 положены различные технологические процессы работы транспортных судов - круговые рейсы, обороты , рейсы.

Однако, несмотря на многообразие и различие подходов к разработке методов оптимального планирования использования флота на речном транспорте на месяц и навигацию в целом, все рассмотренные выше методики предполагают только линейную форму судоходства.

В современных условиях . эксплуатации водного транспорта многим пароходства« приходится отдавать предпочтение рейсовому планированию. Следовательно, научно-методические основы текущего и технического планирования использования флота требуют пересмотра и дальнейшего совершенствования в соответствии со складывающимися условиями эксплуатации речного транспорта,

Обобшдя опыт по оптимизации планирования использования флота .можно скавагь следующее.

Эффективность использования флота в каждом конкретном плановом периоде зависит от качества разрабатываемых планов наз-

6 , -ч -

начения судов плановые участки работы на основе обязательного учета дислокации флота на конец предпланового периода.

Однако, в разрабатываемых в настоящее время планах назначения судов на грузопотоки планируемого периода как раз отсутствует учет фактической дислокации флота на начало планового периода, а затраты на ввод судов на плаиозые участки работы определяются, исходя из коэффициента резерва на ненорми-руемыэ операции . С каждым годом все труднее получать надежный, обоснованный коэффициент резерва. Следовательно, дислокация флота на начало планируемого периода обязательно должна войти в ЭММ ОИФ.

В ЗШ необходимо, ввести и ограничение на количество тонн порожнего тоннака, прибывающего в каздые конкретные сутки в каждый пункт первой погрузки, исходя из резерва пропускной способности этого пункта в рассматриваемые сутки. Ограничение этой величины приведет к сокращению планового-времени простоя флота в ожидании грузовых работ в пунктах первой планозой погрузки.

Все прежние ЗШ ОИФ в плановом периоде рассматривали только традиционный вид работы флота - на освоении плановых грузопотоков. В современных экономических условиях необходимо предусмотреть в ЗШ возможность работы флота не только та перевозках, но и в аренде. Причем, для каядого судна, сдаваемого а аренду, необходимо ввести в ЗШ не один, а несноаыга вариантов аренды для выбора наиболее выгодного кхнента.

Для повышения достоверности разраЗагкваеиого плана СИ® а модели необходимо представить работу кавдого конкретного судна . В суше все суда составляют ресурс фаота в рабочем ядре пароходства в планируемом периоде ,поэтому ограничение по ре-

сурсам флота в ЗДМ имеет смысл записать в виде ограничении на ресурс времени работы каждого судна в плановом периоде.который исчисляется в часах с момента снятия дислокации флота до момента окончания планового периода .

Для учете линейной и рейсовой форм организации движения флота в модель в качестве технологического процесса должен быть введен" рейс, для чего в ЭШ необходимо увязать каждый груженый рейс со всеми соответствующими ему вариантами груженых и порожних рейсов, а каждый порсяний рейс - со всеми возможными вариантами назначения судна на новый груженый рейс.

Решение данных вопросов и определило направление дальнейших исследований.

Вторая глава посвящена теоретическим исследот ваниям вопросов совершенствования методических основ разработки оптимальной схемы использования флота на месяца

На основе изучения навигационных и месячных корреспонденции перевозок грузов в АО "Волготанкер" за период с 1991 по 1994 годы автором диссертации выполнен анализ устойчивости плановых грузопотоков за рассматриваемый период.

Проведенный анализ показа», что имеются большие различия как между навигационными планами, так и между навигационными и месячными схемами использования флота. Ежегодно происходят значительные изменения как в объемах перевозимых грузов практически по всем родам грузов, так и в составе грузопотоков, планируемых на каждую навигацию. В ходе навигаций большая часть запланированных грузопотоков подтверждается месячными корреспондентами, но с заметным разбросом объемов перевозок по периодам навигации. При этом, в каждую навигацию довольно

сильно меняется не только состав грузопотоков - исчезают ста- 8

рыв и появляются новые грузопотоки, - но меняется и количество грузопотоков, осваиваемых пароходством, и об устойчивости этих грузопотоков можно говорить лишь на отдельных направлениях перевозок.

Все сказанное выше свидетельствует о необходимости разработки новых моделей ОИФ, в которых предусматривались бы и линейная, и рейсовая формы организации движения флота .Эти модели должны учитывать все изменения, происходящие в ходе навигации, и в то же время должны опираться и ориентироваться на навигационные схемы использования флота.

8 предлагаемой автором диссертации Э/М ОИФ на месяц приняты следующие обозначения : 1 - индекс грузопотока планового периода ;

3 - индекс конкретного тоннажа ; . z - индекс конкретного толкача ;

к - ¡мдеко рейса судна (груженого или порожнего) в плановом периоде ;

V - индекс судна (состава), завэриавдего груженый рейс предпланового периода в плановом или вводимого в эксплуатации яэ судостроения (судоремонта) в планов® периоде ; г - индекс варианта назначения 3,г,ч - го судна на К- ый рейс планового периода ;

а - индекс варианта работы флота в аренде ;

4 - индекс суток прибытия пороянего тонвена 8 первый аорт погрузки в плановой периоде ;

1 - индеко первого пункта погрузки в плановом периоде ; >« - икдегес варианта вывода судна кэ зкспяуатецка (на холодный отстой, на ремонт и т.д.) ; и - индеко флота условного типа ;

I - множество плановых грузопотоков , i € I ; N - множество груженых рейсов планового периода ; Р - множество порожних рейсов в плановом периоде ; R - множество рейсов ввода флота на участки работы в плановом периоде (в т.ч. из судостроения, с холодного отстоя, из ремонта и т.д.) , г £ R;

А - множество вариантов работы флота в аренде, а 6 А ; W - множество- рейсов вывода 3-х, z - х и v - х судов из эксплуатации ; . -'

J - множество грузовых судов , j 6 J ; Z - множество толкачей ,262;

Qui - загрузка условного флота на i-ом грузопотоке, тыс.т; Qjtji - загрузка j - го судна , осваивающего 1-ый грузопоток в составе к - го груженого рейса, гас.г ; Gi - плановый объем i - го грузопотока , тыс.т ; tv - вреш,исчисляемое с момента, снятия дислокации v - го судна (состава) по момент качала планового периода , час ; trj(z) - продолжительность вЕода j(z) - го судна на плановый грузопоток по г - му варианту назначения (время передислокации судна на к - ый груженый рейс планового периода) ,час; Тз(z) - ресурс времени работы 3-го тоннажа (с г - м толкачом), исчисляемый с момента снятия дислокации по момент окончания планового периода, час ;

b(z) - Т + tv , где (1)

Т - длительность планового периода , час ; Гц - ресурс времени флота условного типа, чао ; twv(j.z) - продолжительность вывода vj - го судна ( г - го толкача) из эксплуатации после завершения рейсов предпланового периода, час ; 10

Ьзуа.г) - продолжительность работы V(о,г) - го судна по а -му варианту аренды, час ;

^ктн " продолжительность груженого к - го рейса 3-го тоннажа (с 2 -м толкачом) при освоении 1-го грузопотока .час; ^^ (2) - продолжительность к - го порожнего рейса í - го тоннажа (с 2 - ы толкачом), час ;

^мк!(я) -продолжительность . вывода з - го тоннажа (с г - и толкачом) из эксплуатации с к - го груженого рейса по и - му . варианту вывода, час;

- продолжительность рейса (оборота, ¡фугового рейса) флота условного типа при освоении 1 - го грузопотока, чес ;

Ху - количество отправлений \'-го судка (состава) на груженом рейсе предпланового периода, переходящем на плановый период; хгук ~ количество назначен;!»"! V - го судна (состава) на г - е варианты освоения плановых грузопотоков (ввода в к -ый груже-ые рейсы);—^ ' •

- количество назначений у-го судна (состава) на н-е варианта вывода из эксплуатации по скончании предпланового периода; Хач - количество назначений V - го судна (состава) на а - е варианты аренды ;

<2) 1 - количество отправлений з - го гоннана (с 2 - и год-качон) на к - ом груленой ргйсе при ссвоаишг 5, - го грузопотока (размер судопотока) , ! 6 I, г £ 2, 1 £ !, К е !1 ; хк^сз) " количество отправлений 3 - го тоннажа (с г - м ?ол-качем) на к - ом порожнем рейсе, 3 £ ], г е 2, к 6 Р ; Хкк! (2) " количество отправлений 3 - го тоннажа (с г - м тол-, качеы) по и - му варианту вывода из эксплуатации с. к - го груженого рейса;

(2) - количество отправлений 3 - го тоннажа (с 2 - м тол-

XI

\

качеы) при передислокации с (а-1) - го варианта на а - ый вариант работы в аренде; Хм (г) 1 " значение верхней границы хм

61

Хм <2)1 -

(2)

Хкз (2) ~ значение верхней границы х^ (2) Хм(г) -

(3)

Хм (2) 1

Хи1 - количество отправлений условного флота при освоении 1 -го грузопотока ;

0<Ш1 " резерв пропускной способности 1-го пункта погрузки а -го груза в ц-е сутки прибытия 5-го порожнего тоннажа, тыс. т/су т.

В оперативных условиях планирования использования флота может возникнуть необходимость в обосновании схемы использования флота по различным критериям : минимуму затрат флота на перевозках, максимуму прибыли от перевозок и т.д. В связи с этим, в модели следует предусмотреть возможность расчета по одному ив выбранных критериев, каждый из которых имеет свои единицы измерения. Для ЭЛА примем следующие обозначения этих критериев :

Сч - значение оценочного показателя при окончании последнего груженого рейса предпланового периода,переходящего на плановый; сГук- значение оценочного показателя яри передислокации у-го судна (состава) ло г-му варианту ввода на к-ый груженый рейс; с«у - вначение оценочного показателя при выводе V - го судна (адстйва) по у - ¡и/ щуещф ло ркош^ании предпланового пери-

ода на холодный .отстой, на ремонт, в аренду и т.п.; Ckj(г)i - значение оценочного показателя при работе j - го тоннажа (с г - м толкачом) на к - ом груженом рейсе при освоении í - го грузопотока ;

cy-.j (2) - значение оценочного показателя при работе J - го тоннажа (с z - м толкачом) на к - ом порожнем рейсе; с е. i (2) - значение оценочного показателя при работе j-ro тоннажа (с 2 - м толкачом) по а - му варианту аренды в плановом периоде ;

Cwkj(2) - значение оценочного показателя при выводе i - го тоннажа (с z - м толкачом) из эксплуатации с к - го груженого рейса планового периода по w -му варианту вывода ; Cui - значение оценочного показателя при освоении i - го грузопотока флотом условного типа .

С учетом принятых обозначений ЗШ СШ может быть представлена следукждем, образом .

. Требуется найти такой план освоения перевозок и использования судов и составов в плановом периоде с учетом передислокации их с предплановых грузопотоков на плановые -С Xv, Xrvk. Xav, Xkj Cz) i. X.J1, Xaj(z), X»kj (г) >. при которсы вначекие функции цели достигало бы своего опте/ума : £ Cv-Xv + Е ЕЕ Cj-vk-Xrvk + Е Е Cav'Xav +

v€j vej r€R кем y€j e£A '

-v E í E £ Ckji -хеш + E CJ<ÍÍ -ХкЛ + E ££ П cs<21 -Skzi + jej tei кен kep 2SZ iei kei

+ E crs -хзсз 3 + £ £ Caj -Xaj * Z E сea -Кад + eut*Xui + kep jej aEA Z€Z e£A

+ £ E E Cwkj -x*ki * E E E CsK3 -Xwka:-* opt 0 (4) ä€w jej k6N *ev zez кем ' " ' '

при следующих- ограничениях :

1. Каждый 1-ый грузопоток должен быть освоен имеющимися ресурсами тоннажа и тяги :

£ £ 0к31 Хкп +-0и1-хи1 » • (5)

jeJ кен

2. Суммарное время всех транспортных операций,выполняемых каждым судном, не должно превышать ресурса времени для этого судна с момента снятия его дислокации по момент окончания планового периода, час. : 4 •

Ьу-Ху + £ Е ^ук'Хгук + £ £ ^к! (г) 1 • ХкКгИ +

геи кеи 161 кеи (6)

+ с (2) • Хкзсг) + £ £ (г) -х*^ (г) < Т.) (2), V ),г кер кем '

3. Время использования флота условного типа не должно превышать некоторой величины М :

£ ип • хи1 < М ,.' 1-Т~1 (7)

и

•л. Судно, вводимое в эксплуатацию в плановом периоде из нового судостроения (судоремонта) или передислоцированное с предплановых грузопотоков .должно быть назначено на освоение грузопотоков планового периода или сдано в аренду, или выведено из эксплуатации : Е Е + Е хау + - 1 , v-í7J , »г-О? (8)

гей кек аа

4. Требование однозначности выбора варианта ввода V - го судна на к - ый груженый рейс планового периода :

Е Е Хгук -Хк1 (г) 1 - 1. у-СЗ, З-М. . (9)

г€1? кбы

9. По истечении срока аренды в .плановом периоде у-е судно мо-14

жет быть введено на к-ый груженый рейс планового периода,сдано в аренду новому а-му клиенту либо выведено из эксплуатации: Е Хаv - С £ *kj(z)l + £ Xajcz) + xw V V (ÍO)

абА i€I k€N абА

6. При работе на плановых грузопотоках по окончании каждого груженого рейса j-й тоннаж (z - ый толкач) должен быть казначеи на следующий груженый или порожний рейс либо выведен из эксплуатации :

£ ExkjC2)i >£ + £ X(k+i)j(z) +

161 k6N i£I k£N k€P

+ E E Xwkj(z). Vi,z (11)

k£N w6W

7. Требование однозначности выбора варианта назначения J - го судна на очередной рейс планового периода :

И

Xkj(2) -j V. (12)

8. Суммарное количество тонн порожнего тоннажа, поцаг.зо;-ого под грузовую обработку в каждом первом 1 - ом плановом ¡;у:;кте погрузки в q - е сутки, не должно превышать резерва пропускной способности 1-го пункта в эти сутки , тыс.т/сут. :

Е EQkjj -Xkj'i. < Oqa , i-P (13)

jej кем

9. Требование однозначности выбора варианта вывода j - го судна (z-ro толкача) из эксплуатации с k-го груженого рейса :

£ Exwkj(z) -1 * (14)

keN *»6W

10. Требование неотрицательности переменных : *v»Xrvk»Xwv»*av.Xwkj(z)»Xad(z).Xrvi^kifz)i>xui > 0 >

V r,v,w,a,k,d,2,u (15)

15

Все переменные оптимального плана выражаются целыми числами, поэтому «формулированная выше задача относится к задачам целочисленного программирования.

Получение оптимальной схемы использования флота в плановом

\

периоде возможно только при наличии всех вариантов работы судов и составов на освоении плановых грузопотоков, то есть, при наличии базовой схемы использования флота .

Проблема формирования базовой схемы не нова. Разработаны различные модели, опираюадаеся на разные подходы к ее решению (модели Рыжова Л.М..Болотова В.В., Иванова В.М.). Попытки реализации этих моделей е современных условиях показали недостаточность представленных в них ограничений, которая обуславливается следующими причинами :

•прежние модели базовой схемы не учитывали дисло}сацию флота на начало планового периода;

ыодеди предусматривали только линейную форму организации движения флота. Современные условия работы флота свидетельствуют о том, что базовая схема использования флота обязательно должна учитывать и рейсовую форму;

с переходом пароходства "Волготанкер" на новые условия хозяйствования эксплуатационная деятельность АО "Волготанкер" организуется- на основе договоров на перевозки и договоров на аренду флота, что, несомненно, должно найти свое отражение в модели формирования базовой схемы ;

в последние годы неуклонно расширяется география перево-80К, выполняемых судами АО "Волготанкер" , интенсивно осваиваются новые морские бассейны. Возникла настоятельная необходимость введения дополнительных условий для грузопотоков,

пункты отправления и (или) пункты назначения которых лежат на морских участках маршрутов доставки этих грузопотоков ;

прежние модели базовой схемы предусматривали либо ручное ее формирование, либо с помощью машин типа ЕС ЭВМ. с оснащением рабочих мест в отделах и службах пароходства вычислительной техникой нового поколения (ПЭВМ различных типов) возникла необходимость в создании новых комплексов программ.

Таким образом, математическая модель формирования базовой схемы была усовершенствована в соответствии с технической оснащенностью АО "Волготанкер" и современным состоянием перевозочного процесса на речном транспорте .

Для описания математической модели формирования базовой схемы введем обозначения : а - индекс оборота судна (состава) ;

Ь,п - соответственно,индекс грузопотока прямого и обратного направлений ; ;

г - индекс рода (сорта) груза ;

р - множество родов (сортов) груза, совместимых по физико-химическим свойствам ; 3 - индекс клиента ;

в - множество грузопотоков плановой корреспонденции (в з г);

" иножество к-х круговых рейсов з-х типовых составов, осваивающих р-ю группу грузопотоков (А^р Э Ь П п); <Ат3р> - множество т-х рейсов э-х типовых составов, осваивающих р-ю группу груэопотрков ;

Мв - множество вариантов ввода судов (составов) на плановые участки работы (грузопотоки) с учетом их дислокации на начало планового периода ;

С - базовая схема использования флота ;

Ou,Ot - множество пунктов, лежащих на морских и речных участках водных путей, соответственно ; О - множество пунктов отправления и назначения грузов ;

- маршрут доставки планового грузопотока ; ЬсгаДхпа ~ соответственно, пробег с грузом и порожнем.судна (состава) за один оборот, км ;

¿опт ~ момент окончания погрузки в ш-м груженом рейсе,час; Тпл " длительность планового периода, час ; ■{Ьйзр} ~ множество а-х оборотов б-х типовых составов, осваивающих р-е сорта груза ;

- множество а-х оборотов э-х типовых составов, осваивающих г-й род груза в составе к-х круговых рейсов типа "вертушка" ;

е,у - индексы пунктов отправления и назначения груеов„соот-ветствекно.

Задача создания базовой схемы состоит в тем, чтобы в оперативном режиме получить набор га-х рейсов э-х типовых составов и к-х круговых рейсов1 состоящих из а-х оборотов з-х типовых составов, осваиваю&да совместив по физико-химическим свойствам г-е рода (сорта) грузов. При этом в базовой схеме для любого грузопотока плановой корреспонденции должен всегда иметься хотя бы один вариант его освоения V [БЬг V епг3 € <» Ч 3 Г-САщзр} V <АкврУЗ е С (16)

при условии выполнения следующих ограничений : . ■

1. В базовой схеш использования флота вариантов освоения прямых грузопотоков должно быть больше, чей вариантов освоения обратных :

<0ьг> п <Ак5Р> с С > <0пг> П -САхзр> С С (1?)

2. Назначение судов (составов) на плановые грузопотоки должно 18

производиться с учетом их.дислокации на начало планового периода :

С Э ИАпео)- Л {АкБрП П ч V ИАпияэМАкзрЛ П Шв> (18)

3. Если грузопотоки осваиваются в одном круговом рейсе судами» сдаваемыми в аренду на весь планируемый период, то эти грузопотоки должны принадлежать одному клиенту :

V Шы л Бпг! с Ак3р « V Юьг е л V ЕВпГ е «з^) (19)

4. Обороты в составе-одного кругового рейса не доданы иметь ни одного общего пункта отправления (погрузки) груза :

V {0ейа> С Акзр 3 ( V 0а) (20)

аек

5. Обороты в составе одного кругового рейса не дозсяш иметь ни одного общего пункта назначения (выгрузки) груза :

V (0у£а> С АкЕр -» 3 ( V 0а) (21)„_

аек

6. Для круговых рейсов, в составе которых осваиваете. * лв-и и более грузопотоков, маршруты доставки плановых

должны иметь хотя бы один общий код водного пути: Акеи 3 М СЬазрЗ » V (1?ь) V (Ип) 3 - ЕКЬ п «пЗ (¿2)

(а>1)екз(рЭг)

7. Для круговых рейсов, состоящих более чем из одного оборота, суммарный пробег с грузом должен быть больше суммарного пробега порожнем :

Акзр Э М НазрЗ « Е 1хга > Е 1>спа (23)

(а>1)екэ(сРг) а£к а£к

8. Обороты и рейсы могут быть объединены в круговые рейсы, если окончание погрузки в последнем груженом рейсе входит в плановый период : "

V низр> иАпврЭ е Акзр * Ьот С Гпл (24)

19

9. Если в составе двух оборотов, входящих в один круговой рейс, пункт отправления прямого грузопотока лежит на речном участке водного пути, а пункт назначения прямого и пункт отправления обратного грузопотоков лежат на морских участках, то пункт назначения обратного грузопотока гоже должен находиться на речном участке водного пути :

V (Оьсега)) € <0О Л V [Оь(уеа) Л 0п(вба)3 С Акзр £ {0ц> -» -» V (Оп(у£а)) £ (25)

10. Круговые рейсы, в составе которых осваивается более двух грузопотоков не должны включать в себя обороты типа "вертушка" :

Акер О М СЬ(а5р)3 « М СЬ(агр)3 $ ^»а^ (26)

(а>2)£кз(рЭг)

11. Запрещение использования 5-го типового состава при освоении некоторых Вг-х грузопотоков :

3 {Бг> * 3 -1Акзр> £ С (27)

12. При автоматизированном формировании базовой схемы использования флота необходимо, чтобы все характеристики ¥ плановых грузопотоков 6Г, на основании которых формируются рейсы, и круговые рейсы, являлись элементами соответствующих множеств массивов общесистемной нормативно-справочной базы :

V <бг> 3 <¥> € М5а \2В)

13. По всем исходным вариантам освоения плановых грузопотоков должен быть рассчитан набор показателей Пк, который обеспечит расчет схемы использования фяота по одному из заданных критериев эффективности, а также расчет широтого набора показателей использования фдота Щ2р бее привлечения дополнительной, изформации :

У <Аквр> £ С * 3 Ш ; (29)

, Ю ' ' *

V ОЬазр} с {АкБр}) ес-»3 <П12Р> (ЭО)

В третьей главе разработаны методические основы, технология, информационное и алгоритмическое .'обеспечение расчета оптимальной схемы использования нефтеналивного флота в плановом месяце.

Исходными данными для формирования плана ОИФ на месяц являются :

навигационная схема использования флота ; технические нормы использования флота ; балансовое наличие флота и его характеристики ; корреспонденция плановых грузопотоков ; характеристики путевых условий ; длительность эксплуатационного периода ; дислокация флота на конец предпланового месяца . В диссертации приводится технология проведения расчетов с полной автоматизацией всех этапов разработки оптимального плана, которая помимо сокращения трудоемкости и сроков проведения расчетов позволит повысить эффективность работы флота на основе многовариантных расчетов и учета большего числа факторов реального транспортного процесса.

Благодаря включению персональных компьютеров в едгшую информационно-вычислительную сеть АО "Волготанкер", становится возможным межмашинный обмен данным» между отделами и подразделениями АО . В связи с этим, в диссертации разработана технологическая схема подготовки исходной информации на малинных носителях,согласно которой вся информация передается в отдел планирования и расчетов управления работой флота (УРФ)„ где на ПЭВМ формируются варианты освоения плановых грувопотоков по методике, разработанной автором настоящей диссертации .

' 21

Затем с помощью симплексного метода . и "метода ветвей и границ" осуществляется поиск оптимального решения для расчета схемы использования флота . Информация, необходимая для работы названных методов, готовится в автоматизированном режиме в виде исходной план-матрица (ИПМ) по методике, разработанной автором диссертации .

Поскольку часть флота в начале планового месяца оказывается занятой на завершении перевозок предпланового месяца, а по окончании планового периода освоение части перевозок переходит на послеплансвый период, рассчитываются переходящие затраты флота и грузооборота на основе учета фактической дислокации флота на конец предпланового месяца и сведений по перевозкам, перелодяв^ш, согласно оптимальной схеме, на послепла-новый период.

На основе полученной оптимальной схемы использования флота производится расчет эксплуатационных и экономических показателей использования флота за рейсу оборот, круговой рейс и выходных форм технического плана.

Таким образом, сбор информации и все расчеты производятся в автоматизированном режиме с использованием ПЭВМ.

Реализация вышеназванных методик в составе разработанных автором диссертации алгоритмов и комплексов программ позволит решать сразу несколько задач :

назначать типы судов для освоения грузопотоков планового периода;

определять эксплуатационные загрузки судов и составов; выявлять все возможные пункты следующей погрузки;

. составлять иарпруты доставки грузов и решать вопрос о возможности освоения нескольких грузопотоков в одной круговом

22

рейсе;

определять нормы обработки судов и составов; ' рассчитывать эксплуатационные и экономические показатели использования флота за рейс, оборот, круговой рейс.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных расчетов и расчет эффективности запроектированных мероприятий. Апробация ЭММ ОИФ (4-15) на месяц и методики по ее реализации осуществлялись на ПЭВМ на примере решения задачи оптимальной расстановки тридцати четырех судов различных типов для освоения двенадцати плановых грузопотоков из месячной корреспонденции. Задача решалась на минимум затрат флота на перевозках.

Была получена оптимальная схема использования флота для освоения запланированных грузопотоков. Анализ схемы показал, что цели, поставленные при формализации задачи обоснования оптимального плана использования флота в плановом месяце в составе разработанной автором ЕШ ОИФ (4-15), успешно реализуются.

Расчетный экономический эффект от внедрения разработок автора в составе подсистемы "Оперативное планирование и регулирование использования нефтеналивного флота АО "Волготанкер" в ценах 1995 года составил 143495.4 млн.руб.

В заключении обобщены результаты исследований по теме диссертации.

Основтши результатами являются : 1. На основе анализа существующих методов текущего и технического планирования и обоснования схемы использования флота намечены основные пути совершенствования этих методов в соответствии с современными условиями эксплуатации флота .

2. Разработана экономике-математическая модель обоснования схемы использования нефтеналивного флота на месяц.

3. Усовершенствованы математическая модель формирования базовой схемы использования судов и составов и методика автоматизированного формирования вариантов освоения плановых грузопотоков . -

4. Разработаны технологические схемы сбора и подготовки исходной информации и проведения автоматизированных расчетов технических планов использования флота на базе ПЗШ .

5. Разработаны методика, алгоритмы и программы автоматизированного формирования исходной план-матрицы и расшифровки результирующей матрица для расчета оптимальной схемы использования флота.

На основе выполненных исследований разработаны следующие комплексы программ и технологии :

1. "Определение технических норм использования флота ";

2. "Формирование вариантов освоения плановых грузопотоков на основе корреспонденции" ;

3. "Расчет и корректировка схеш использования нефтеналивного флота в навигационном и месячном планировании" ;

4. "Автоматизированные формирование исходной план-матрицы и расшифровка результирующей матрица для расчета оптимальном схемы использования флота" .

Комплексы программ (1-3) в 1995-96 г.г. сданы в опытную эксплуатацию в АО "Волготанкер" в составе программного обеспечения подсистемы "Оперативное планирование к регулирование использования нефтеналивного флота АО "Волготанкер" . Комплекс программ (3) адаптирован к условиям учебного процесса и в 1994 г. использовался в дисциплинах кафедры "Вычислительная 84 ^

техника и управление" Волжской государственной академии водного транспорта . Комплекс программ (4) планируется к внедрению в АО "Волготанкер" в 1996 г.

Автоматизация расчетов технических, планов на базе ПЭВМ позволяет повысить качество разрабатываемых схем использования флота, поскольку расчеты и анализ схем выполняются специалистами, принимающими управленческие решения по организации и регулированию транспортного процесса.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора :

1. Использование ПЭВМ в автоматизированной подсистеме "Расчет графика движения флота пароходства "Волготанкер" . Труды Ниж.ИИВТа, вып.266, Н.Новгород, 1992, с.154-155

2. Расчет схемы использования нефтеналивного флота в режиме диалога на базе ПЭВМ (соавтор Болотов В.В.) . Труды ВГАВТ, вып.268, Н.Новгород, 1993, с.79-83

3. Автоматизированное рабочее место работника службы перевозок и движения флота (соавтор Зодотов В.В.). Тезисы доклада на XXII научно-метод.конф.проф.-препод.состава, Н.Новгород, 1993, с.45-47

4. Экономико-математическая.модель порейсового планирования работы флота на месяц (соавтор Золотое В.В.). Труды ВГАВТ, вып.270, Н.Новгород, 1994, с.8-17

5. Автоматизация формирования вариантов использования флота при оперативном планировании. Труды ВГАВТ, вып.272, Н.Новгород, 1995, с.19-26

25