Введение к работе
Актуальность темы исследования. Современные подходы в транспортной логистике подразумевают широкое применение информационных технологий. Для эффективного управления транспортными процессами необходимо своевременно передавать и получать достоверную информацию об объектах управления. Конкурентная среда требует оперативно обрабатывать поступающие данные, четко и быстро идентифицировать грузы, вести сопутствующий учет. Информационное пространство современного транспортного центра представляет собой сложную систему обеспечения деятельности предприятия, требующую рационального планирования и управления.
Основной проблемой обеспечения работы автоматизированных систем управления логистическими процессами, при решении задач транспортной логистики, является нехватка времени и ресурсов. Информационные технологии позволяют ускорить и рационализировать транспортные процессы, тем самым повысить их качество и эффективность.
В эпоху развития в России логистической отрасли происходит становление полноценных 3PL провайдеров, с развитой транспортной и складской инфраструктурой. Появление новых элементов складских сетей оказывает влияние на издержки процесса доведения товара до потребителя, а следовательно, и на конечную стоимость продукта. Формируется необходимость в качественном математическом аппарате проектирования материальных потоков, а также инструменте аналитики предполагаемых рисков.
Современная транспортно-логистическая система трудно представима без средств контроля и мониторинга. Технологии, основанные на спутниковых навигационных системах, активно используются при мониторинге транспортных средств, а также в автоматизированных системах управления движением судна (АСУДС). С развитием инфокоммуникационных технологий, появляется необходимость в геоинформационной поддержке спутникового и радиолокационного контроля.
Также актуальными проблемами развития транспортной отрасли остаются задачи, не имеющие алгоритма точного решения. Ярким примером может служить задача карго-планирования, относящаяся к классу NP-полных. Автоматизация современного складского центра невозможна без качественных средств составления карго-плана.
Цель работы и задачи исследования.
В связи с вышеизложенным, цель настоящей диссертационной работы состоит в разработке методологического, математического и алгоритмического обеспечения автоматизированного управления ресурсами транспортно-логистического центра.
Объектом исследования является транспортно-логистический центр, его информационные и материальные ресурсы и связи между ними.
Предметом исследования являются модели, методы и алгоритмы эффективного управления информационными и материальными ресурсами транспортно-логистического центра.
Для выполнения этой цели потребовалось решение следующих основных задач:
-
Анализ текущего состояния транспортной отрасли России; оценка ее эффективности и информационной составляющей; анализ структуры информационного обеспечения автоматизированной системы управления транспортно-логистическим центром.
-
Создание математического обеспечения задачи территориального размещения объектов инфраструктуры транспортно-логистического центра с учетом стохастичности транспортных процессов.
-
Разработка функциональной схемы работы системы геоинформационной поддержки транспортно-логистических центров.
-
Создание алгоритмического и программного обеспечения рационального карго-планирования.
Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы математического моделирования, математический аппарат оптимизации, теория вероятностей и математической статистики, теория имитационного моделирования транспортных процессов, теория спутниковой навигации, теория автоматического и автоматизированного управления.
Научная новизна и положения, выносимые на защиту. Основными научными положениями диссертации являются:
-
Оценка существующего мирового и отечественного опыта по организации информационного пространства автоматизированных систем управления транспортно-логистическим центром.
-
Математическая модель территориального размещения мест складирования с учетом стохастичности транспортных процессов, отличающаяся тем, что в процессе решения задачи формируются множества допустимых решений, сужающих поиск в районе обслуживания.
-
Функциональная схема работы системы геоинформационной поддержки транспортно-логистических центров, отличающаяся тем, что обработка гетерогенных данных в ней осуществляется в едином информационном пространстве с использованием сторонних геоинформационных ресурсов.
-
Алгоритмическое и программное обеспечение «Карго-план» для получения рационального карго-плана на базе эффективного применения эвристических алгоритмов, отличающиеся тем, что в нем могут использоваться различные характеристики эффективности решения. Практическая значимость исследований. В результате проведенных
исследований доказана целесообразность и эффективность использования математических и алгоритмических разработок для решения конкретных задач, связанных с автоматизированным управлением ресурсами транспортно-логистического центра. Разработанные математические модели,
алгоритмическое и программное обеспечение, а также схема интеграции гетерогенных информационных ресурсов, направлены на совершенствование эффективности проектирования объектов инфраструктуры ТЛЦ и позволяют:
проектировать сети складской инфраструктуры - определять местоположение объектов инфраструктуры центров складирования;
интегрировать гетерогенные источники данных единого информационного пространства, с применением сторонних геоинформационных ресурсов;
строить рациональные карго-планы складских помещений.
Сформулированные выводы и рекомендации могут быть использованы при
реализации «Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года», а также «Стратегии развития внутреннего водного транспорта Российской Федерации на период до 2030 года».
Достоверность научных результатов подтверждается корректностью использования математического аппарата и компьютерного моделирования, демонстрирующих эффективность предложенных методов и алгоритмов в задачах территориального размещения, карго-планирования и интеграции гетерогенных информационных ресурсов.
Реализация и внедрение результатов. Модели размещения центров складирования, схемы работы геоинформационной поддержки и программный комплекс внедрены: в учебном процессе кафедр «Прикладная математика» и «Транспортная логистика» ФГБОУ ВПО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала СО. Макарова», в ЗАО «Канонерский судоремонтный завод», ООО «РОСРЕЧИНФОКОМ», СПб ГКУ «НИПЦ Генплана Санкт-Петербурга». На все программные продукты получены Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ: №2011613394, №2011613395, №2011613396.
Апробация выводов и результатов исследования. Основные результаты диссертационных исследований докладывались на следующих конференциях:
-
8-ая международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». 2009, Санкт-Петербург.
-
XII Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика-2010». 2010, Санкт-Петербург.
3.1, II и III Межвузовские научно-практические конференции студентов и аспирантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». 2010-2012 год, Санкт-Петербург, ФБОУ ВПО СПГУВК.
4. Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2013». 2013, Одесса.
Публикации. Основные положения, выводы и практические результаты опубликованы в 13 статьях (в том числе 3 из них опубликованы в изданиях, имеющихся в перечне научных журналов ВАК Министерства образования и
науки РФ) и тезисах докладов на научных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав текста, заключения, списка использованных источников, содержащего 105 отечественных и зарубежных работ, трех приложений. Основное содержание работы изложено на 134 страницах, включая 40 рисунков и графиков. Общий объем диссертации 164 страниц.
