Введение к работе
Актуальность темы исс л.е д о в а н и я.
Транспорт является одним из важнейших элементов производственной фраструктуры экономики. Транспортные затраты в целом по стране ог-мны. Их доля в стоимости продукции достигает 12Z; при этом размер лных транспортных издержек на грузовые перевозки превосходит 100 рд. руб. (в ценах 1991 г.).
Поэтому для транспортных систем особенно актуальна объективизация равления путем разработки и внедрения автоматизированных систем уп-вления (АСУ) и рабочих мест персонала управления (АРМ), ориентиро-нных на оптимизацию управляющих решений на всех этапах планирования от долгосрочного до оперативного.
Коммерческая скорость доставки грузов в смешанных перевозках во эгом зависит от пропускной способности транспортных узлов (ТУ), корал, в свою очередь, определяется (наряду с другими факторами) эф-ктивностью деятельности диспетчерских служб. До настоящего времени а деятельность носит, в основном, эвристический характер; возможное-диспетчеров по восприятию, хранению, обработке больших объемов ин-эмации весьма ограничены.
Определение роли, места и методов автоматизации управления стыко--шыми перевозочными процессами в ТУ, в том числе в речных портах, эдует считать в связи с этим важной научной проблемой в системе ме-іриятий научно-технического прогресса на транспорте.
Научные исследования в области разработки и применения оптимиза-
зїїиик методов на ocnoDo іїомпьюторносщиіі упрл.пяоииа ncНОВЫВаттгa 1їаь
щаментальных работах А.А.Воронова, В.М.Грушакоза, А.Г.Гранберга, I. Канторовича, В.Л.Макарова, В.С.Немчинова, Н.П.Федоренко. Значи-
ї'У.пьнуй вклад б разработку различных аспектов указанной проблемы внес ли О.А.Авен. А.Л.Бакаев. И.В.Романовский, И.М.Сыу. эежин. В.С.Танаэв Г.С.Поспелов, Л.Л.Поспелов и другие ученые.
Отраслевые аспекты оптимизации транспорта (прежде всего водного автомобильного) рассматривались в работах Л.Л.Афанасьева, А.С.Бутова Н.П.Гаранина, Д.В.Гаскарова, А.В.Ефимова, Ю.А.Кафтанюка, Ю.М.Кулибано ва, СЕ.Ловецкого, А.Р.Магамадова, С.А.Панова, С.А.Попова, В.И.Савина В.В.Сахарова.
На речном транспорте по-прежнему значительная доля стоянок судо связана с ожиданием грузовой обработки: по самоходным судам - 58%, п несамоходным - 96%. В составе основных причин - неритмичность перево зок грузов, обусловленная превышением массы груза в судне над средне су точным-объемом-грузопереработки, неравномерностью работы смежных ви дов транспорта, ограниченной вместимостью складов. Сейчас порты эконо мически мало заинтересованы в ускоренной обработке флота, так как н получают соответствующей компенсации. Им невыгодно расширять тыловы склады причалов, приобретать дорогостоящую высокопроизводительную пе регрузочную технику. Поэтому актуальной является интенсификация перег рузочной деятельности и выявление резервов повышения интенсивное! грузовой обработки транспортных средств при минимальных трудовых и мг териальных затратах, обеспечение ритмичности обработки грузопотоков.
В связи с сокращением в последние годы перевозок грузов по внуї
ренним водным путям, в первую очередь, нерудных строительных материг
лов, в устьевых речных портах появился резерв пропускной способност
причалов, который позволяет принимать к перегрузке экспортно-импортнь
грузы. При этом ожидается существенный рост объема контейнеров и тас но-штучных грузов (почти в 3 раза).
В современных условиях грузовладельцы, решая вопрос о выборе спс
зба транспортировки своего груза и учитывая стоимость перевозок, все >лыпее внимание уделяют таким их качественным параметрам, как гаран-ірованность доставки грузов в необходимые сроки, сохранность, удобс-ю и быстрота оформления документов. Все это предусматривает взаимос-[занную и согласованную работу магистральных видов транспорта в ком-[нации с местным транспортом.
В общей структуре контейнерных перевозок важную роль играет смешное автомобильно-водное сообщение. Соответственно возрастает коли-їство и усложняется организация контейнерных терминалов речных портов ;ТРП). Основными направлениями автоматизации оперативного управления РП являются к настоящему времени учет движения контейнеров и оптими-шия грузового плана судов-контейнеровозов, а также взаимные расчеты, юрдинирующая функция КТРП, как стыковочного звена ТУ, связана с тем, о наряду с организацией перегрузочных работ здесь осуществляется іаимозависимая реализация графиков работ всех транспортных средств -чных и автомобильных. Тем не менее стыковочные аспекты управления, іязанньїе с оптимизацией взаимодействия различных (в данном случае ідного и автомобильного) видов транспорта, до сих пор практически не осматривались. Таким образом, весьма актуальна проблема разработки тодологии, математических моделей, рациональной организации, оптими-ши оперативного управления работой КТРП с целью сокращения времени орота контейнеров, ускорения сроков доставки контейнеров и повышения шомической эффективности эксплуатируемых транспортных средств.
Цель исследования заключается в разработке ме-дических основ оптимизации перегрузочных процессов в ТУ на основе вышения качества оперативного управления и планирования работы пе-грузочного комплекса (ПК), использования математических методов и М в концепции системного подхода.
- б -
й соответствии с поставленной целью исследования з диссертации решены следующие вопросы:
анализ применяющихся в промышленности и на транспорте показателей ритмичности работы предприятий и разработка показателей ритмичности переработки грузов;
разработка методов факторного анализа ритмичности перегрузочного процесса и информационного обеспечения задачи ритмичной обработкі грузопотоков;
разработка математической модели и алгоритма расчета сбалансированного плана перегрузочных работ;
разработка математической модели задачи выбора наиболее эффективных мероприятий по повышению уровня ритмичности перегрузочных про цессов на ПК;
разработка системы моделей в задаче оптимальной маршрутизації завоза-вывоза контейнеров автомобильным транспортом через контейнерны терминалы речных портов и численных алгоритмов их расчета;
разработка оптимизационной модели в задаче обоснования стра хового запаса контейнеров для обеспечения ритмичной загрузки ремонтны баз.
Предмет исследования в диссертации составля ют математические модели, алгоритмы и качественные показатели интен сивности обработки грузопотоков.
Методы исследования. Общетеоретической методе логической основой диссертационного исследования являются принциг системного подхода к анализу и оптимизации управления технически* системами. Применяются методы математического моделирования, теореті ко-вероятностные методы, в частности, корреляционно-регрессионный ан<-лиз, статистические критерии согласия и характеристики рядов распреді
ЄНИЯ.
Научная новизна диссертации заключается в следующем:
1. Построена вероятностная модель транспортного узла в. виде урав-
ений Колмогорова, позволяющая связать его статические характеристики
вероятности состояний и динамические - вероятности переходов. Полу-ены соотношения для оценки вероятностей состояний СТРП.
-
Разработаны показатели ритмичности перегрузочного процесса, на снове которых определяется нормативное значение суточной пропускной пособности Ж.
-
Разработаны алгоритм, позволяющий количественно оценивать влияние факторов на уровень ритмичности переработки грузоз, и пакет прикладных программ (ППШ "Анализ и прогноз. Ритмичность и стабильность", юализующий этот алгоритм. Исследована возможность совершенствования яіеративного управления перегрузочным процессом на основе включения ИШ в АСУ "Порт". Показана обеспеченность информацией данного ППП и )Тносителъно нетрудоемкого подключения его к подсистемам по анализу и ?чету работы порта.
-
Сформулированы принципы и разработана математическая модель інбора направлений повышения ритмичности перегрузочного процесса.
-
Разработана математическая модель сбалансирования плана порто-зых перегрузочных работ.
-
Построена математическая модель оптимизации страхового запаса тонтейнероз для обеспечения ритмичной загрузки баз по ремонту крупнотоннажных металлических контейнеров и разработана соответствующая имитационная модель на ЭВМ.
-
Разработана система моделей оптимизации оперативного управления маршрутигованным завозом-вывозом контейнеров в технологии АРМ.
Практическая ценность. В результате исследо-
- в -
^анки обоскоЕ'гіка целесообразность применения показателей ритмичности перегрузочных процессов в оперативном управлении и планировании работы ПК. Разработанные практические рекомендации и программное обеспечение по анализу стабильности и ритмичности перегрузочного процесса в составе АСУ "Порт" способствуют выявлению резервов перегрузочного процесса и более эффективной организации обработки транспортных средств.
Эвристический алгоритм условной оптимизации маршрутизованногс план-графика завоза-вывоза контейнеров, учитывающий договорные срок* обслуживания, позволяет в автоматизированном режиме осуществлять оперативное управление и регулирование работой КТРП.
Имитационная модель определения экономически обоснованного количества контейнеров, ожидающих ремонта, использована в соответствующе] методике для баз по ремонту контейнеров.
Реализация работы. Пакет прикладных програм "Анализ и прогноз. Ритмичность и стабильность" включен в отраслево фонд алгоритмов и программ АСУ "Порт" (СФАП) и в ГосФАП РФ, прошел ап робацию в ВЦ ПСЗБ, Северо-Западном филиале Центрального экономическог научно-исследовательского института при Госплане РСФСР, Главном упраз лении речного флота Белоруссии. Результаты анализа стабильности и риі мичности работы Ленинградского транспортного узла экспонирогались і ВДНХ СССР.
Методика определения оптимального количества контейнеров, ожида щих ремонта, внедрена в Балтийском ЦПКБ с ЭОЛ.
Апробация работы. Основные положения и результаті полученные в диссертации, докладывались автором и были одобрены конференциях молодых научных работников ЖВТа 1978, 1981-82, 1989 гг научно-технических конференциях ЛИВТа 1981-1992 гг., на Всероссийск научно-методической конференции СПбГУВК 1994 г., на семинаре "Дни Л
нграда" на ВДНХ СССР б 1980 г., на теоретических семинарах кафедр учной организации труда и высшей математики ЛИВТа, на научно-техни-ском совете Вычислительного центра пароходств Северо-Западных бас-йнов.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы 10 печатных работах общим объемом 2,5 печатных листа.
Структура и объем работы. Диссертация сос->ит из введения, четырех глав, заключения, библиографии из 113 наиме-шаний и приложения. Содержание работы изложено на 193 страницах, ;лючая 2 рисунка и б таблиц.
