Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Вопросы планирования и практики обоснования решений о развития объектов системы нщтеснащения 18
1.1. Характеристика системы нефтеснабжения 18
1.2. Характеристика существующих методов планирования развития системы нефтеснабжения 27
1.3. Современный уровень разработки экономико-математических моделей оптимального развития системы нефтеснабжения 35
вывода 54
ГЛАВА 2. Экономико-математические модели оптимизации перспективного планирования снабжения народного хозяйства нефтепродуктами 56
2.1. Основные принципы построения экономико-математических моделей оптимизации развития предприятии системы нефтеснабжения 56
2.2. Динамическая многовариантная эконоглико-математическая модель развития и размещения нефтебазового хозяйства региона 63
2.3. Экономико-математическая модель развития и размещения нефтебазового хозяйства региона в статической постановке 71
2.4.- Эконоглико-математическая модель развития и размещения нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов 80
2.5.; Общая схема решения задачи развития и размещения нефтебазового хозяйства региона 85
ГЛАВА 3. Алгоритмы построения планов перспективного развития и размещения нефтебазового хозяйства, основанные на предлагаемой системе моделей 89
3.1. Алгоритм решения статической задачи развития и размещения нефтебазового хозяйства региона 89
3.1.1, Некоторые условия разрешимости задачи 89
3.1.2, Преобразование статической модели к транспортной задаче 91
3.1.3 Формирование матрицы транспортной задачи и проведение расчетов первой итерации метода последовательных приближений 94
3.1.4, Формирование матрицы транспортной задачи и проведение расчетов последующих итераций 102
3.1.5, Проведение расчетов для остальных групп нефтепродуктов 107
3.2. Этап построения множества вариантов развития нефтебазового хозяйства . 114
3.3. Сравнительная оценка вариантов развития нефтебазового хозяйства 123
3,4,' Алгоритм решения задачи межсезонного хранения нефтепродуктов «І* .,. 128
3.5, Результаты практических расчетов по предлагаемой системе моделей (на примере одной из областей РСФСР). 135
Заключение 138
Литература
- Характеристика существующих методов планирования развития системы нефтеснабжения
- Динамическая многовариантная эконоглико-математическая модель развития и размещения нефтебазового хозяйства региона
- Эконоглико-математическая модель развития и размещения нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов
- Формирование матрицы транспортной задачи и проведение расчетов первой итерации метода последовательных приближений
Введение к работе
В докладе ХХУІ съезду КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" Председатель Совета Министров СССР товарищ Н.А. Тихонов отметил: "Всемерное повышение эффективности производства - принципиальная основа современного экономического развития, важнейшая хозяйственно-политическая задача нынешнего этапа коммунистического строительства.п1 Современный этап экономического развития страны характерен бурным развитием производительных сил, интенсивным ростом масштабов производства и обращения, усилением процессов кооперирования, концентрации и специализации, усложнением внутриотраслевых, межотраслевых, межрайонных хозяйственных связей, повышенной динамичностью происходящих экономических процессов. В этих условиях, несомненно, возрастает роль материально-технического снабжения народного хозяйства средствами производства. Как отмечается в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", необходимо: "Укреплять и совершенствовать общегосударственную систему материально-технического снабжения, повысить ее роль и ответственность за рациональное использование и экономию материальных ресурсов и бесперебойное снабжение народного хозяйства сырьем, материалами, оборудованием и запасными частями". Успешное решение грандиозных задач, стоящих перед народным хозяйством, и, в частности, задач, стоящих перед материально-техническим снабжением, может быть обеспечено только за счет повышения эффективности управления всеми его звеньями и планирования на всех его уровнях, В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" говорится: "Повысить роль планирования как центрального звена в управлении народным хозяйством. Усилить значение пятилетнего плана, являющегося главным инструментом реализации экономической политики партии, социальную направленность планов. Поднять уровень централизованного планирования, более полно учитывать в планах внутренние резервы производства и современные достижения научно-технического прогресса. Обеспечить в планировании правильное определение первоочередности задач, выбор наиболее эффективных путей достижения высоких народнохозяйственных результатов". Система планового управления экономикой является одним из важнейших элементов развития производственных и всех общественных отношений. Коммунистическая партия Советского Союза придает первостепенное значение вопросам улучшения планирования, совершенствования всего социалистического хозяйственного механизма. Об этом свидетельствуют решения ряда Пленумов ЦК КПСС, посвященных экономическому строительству, начиная с октябрьского 1964 года Пленума ЦК КПСС, ставшего отправной вехой научно-обоснованной экономической политики партии, об этом свидетель ствуїот документы ХШ-ХХУІ съездов КПСС, этому вопросу посвящено специальное постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12,07.79 & 695 "Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы", в котором подчеркивается необходимость поднять на качественно новый уровень содержание планирования, усилить роль перспективных планов, широко применять программно-целевой метод, внедрять систему научно-обоснованных технико-экономических норм и нормативов, а также указаны меры по повышению уровня плановых работ,
"Обеспечить хорошо отлаженную, бесперебойную работу всего хозяйственного механизма - это и потребность сегодняшнего дня, и программная задача на будущее. Это составная часть общего процесса совершенствования нашего общественного строя", -отмечается в речи Генерального секретаря ЦК КПСС товарища Ю.В. Андропова на июньском 1983 года Пленуме ЦК КПСС.
Совершенствование системы планового управления народным хозяйством и его отраслями предъявляет к экономической науке требование более качественных экономических расчетов и обоснований, которое предполагает, в свою очередь, широкое применение экономико-математических методов и вычислительной техники. Это тем более относится к перспективному планированию, где необходимо разработать различные варианты развития, отражающие пути и средства достижения поставленных целей, производить оценку экономической эффективности полученных вариантов, сравнивать варианты между собой, выбирать из них наилучшие с народнохозяйственной точки зрения.
К. Маркс неоднократно подчеркивал, что наука только тогда достигает совершенства, когда ей удается пользоваться математикой, "Лишь дифференциальное исчисление дает естественную возможность изображать математически не только состояния, но и процессы: движение", - указывал Ф. Энгельс. Разработав учение о двойственном характере труда, создав трудовую теорию стоимости, К. Маркс заложил основы научной теории измерения экономических объектов. Именно труд, воплощенный в продуктах, позволяет выразить их как одноименные величины, качественно разнородные, но количественно сравнимые. Учение К. Маркса получило дальнейшее свое развитие в трудах В.И. Ленина, в материалах съездов КПСС, Постановлениях партии и Советского правительства, научных достижениях в области экономики. Марксистско-ленинская теория стала методологической основой применения математических методов в экономических исследованиях. Экономико-математические методы в сочетании с электронно-вычислительной техникой становятся сейчас важнейшим аппаратом исследования экономических процессов и познания их закономерностей, широко используются в практике планирования и управления, особенно, при создании и функционировании автоматизированных систем управления.
Среди отраслей, теснейшим образом связанных со всем народным хозяйством и наиболее влияющих на эффективность его развития, одно из ведущих мест занимает нефтяная промышленность и, как следствие, одна из обслуживающих подотраслей материально-технического снабжения - нефтеснабжение, представляющее собой большую товаро-транспортную систему, выполняющую функции транс портировки нефти и нефтепродуктов и бесперебойного снабжения ими потребителей в требуемых количествах и в установленные сроки,
В последнее десятилетие нефтяная промышленность достигла высоких темпов развития. Так, в завершающем году девятой пятилетки был добыт 491 млн. тонн нефти, что позволило нашему государству выйти на первое место в мире по добыче нефти, в 1980 году добыча нефти достигла 603 млн. тонн, а к 1985 году намечается довести ее добычу до 620-645 млн. тонн, что составит прирост порядка 26-30$ к уровню добычи 1975 года. В целях обеспечения народного хозяйства бензином, дизельным топливом и другими светлыми нефтепродуктами в XI пятилетке намечено не только увеличение объема первичной обработки нефти, но, в первую очередь, опережающее развитие процессов глубокой переработки нефти. В последнее время все более актуальной становится задача улучшения структуры топливно-энергетического баланса страны. Необходимо снижать долю нефти как топлива, заменить ее углем, газом, то есть увеличивать удельный вес наиболее эффективных и экономичных видов топлива. Прирост же добычи нефти будет все в большей степени направляться на технологические нужды. К сказанному необходимо добавить, что происходит все больший сдвиг в размещении нефтедобычи и нефтепереработки в восточные районы страны, в Казахскую ССР, на север европейской части СССР. Именно в этих районах нефтедобыча будет развиваться наиболее высокими темпами в XI пятилетке.
Отмеченные обстоятельства приведут не только к значительному росту валового оборота нефтепродуктов, но и к изменению сложившейся системы связей по поставкам различных видов нефтепродуктов потребителям. Это, с одной стороны, повышает значе ниє системы нефтеснабжения в обеспечении народного хозяйства нефтепродуктами, а, с другой стороны, предъявляет к ней новые повышенные требования в отношении способности выполнения возложенных на нее функций транспортировки, хранения и распределения нефтепродуктов. В связи с этим в XI пятилетке крупные средства выделяются на развитие нефтебазового хозяйства системы нефтеснабжения. Поставлена задача максимально переключить, где это целесообразно, перевозку грузов с железнодорожного на речной транспорт. За годы одиннадцатой пятилетки намечается построить около 12 тысяч километров нефтепродуктопроводов, что почти в 5 раз больше, чем введено в строй в десятой пятилетке. Этот вид транспорта будет развиваться наиболее ускоренными темпами.
Повышение качества и эффективности функционирования системы нефтеснабжения может быть достигнуто путем разработки научно обоснованных мероприятий по налаживанию надежной и ритмичной производственно-хозяйственной деятельности ее предприятий и, в первую очередь, нефтебаз, интенсификации труда, сокращению потерь нефтепродуктов, снижению капитальных и эксплуатационных затрат. Эти мероприятия должны разрабатываться в тесной связи с развитием нефтедобычи и нефтепереработки, с одной стороны, и с требованиями сферы потребления нефтепродуктов, с другой стороны, так как несоответствие темпов развития системы нефтеснабжения темпам роста нефтедобычи, нефтепереработки и потребления нефтепродуктов может привести к значительным народнохозяйственным потерям.
Отсюда вытекает необходимость постановки и решения задачи планирования развития системы нефтеснабжения с оценкой по определенным критериям способности выполнения,ею СЕОИХ функций в течение всего планируемого периода и в дальнейшей перспективе. Потребность в постановке и решении указанной задачи обусловлена также имеющимися диспропорциями между мощностями нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностями, с одной стороны, и мощностями системы нефтеснабжения, с другой стороны. Дело в том, что темпы роста нефтедобычи и нефтепереработки в течение многих лет значительно опережали темпы развития системы нефте-снабжения. В результате отрасль нефтеснабжения отстала в своем развитии и от нефтедобывающей и от нефтеперерабатывающей промышленности; остается она отстающей и в настоящее время. Наконец, указанная задача становится еще более актуальной в связи с созданием автоматизированной системы управления снабжением нефтепродуктами народного хозяйства РСФСР. Разработка АСУ нефтепродукт РСФСР осуществляется в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР В 850 от 16 ноября 1971 года и Совета Министров РСФСР В 650 от 22 ноября 1971 года о внедрении вычислительной техники по Главнефтеснабу РСФСР на I97I-I975 годы. АСУ нефтепродукт представляет собой специально разрабатываемую экономическую человеко-машинную систему, предназначенную для целенаправленного управления процессами распределения и обращения нефтепродуктов, всей отраслью нефтеснабжения ж отдельными ее предприятиями, оптимизации деятельности системы нефтеснабжения на основе автоматизации обработки информации, разработки и внедрения организационных форм, комплекса экономико-математических моделей, электронно-вычислительной техники с соответствующим оборудованием и программно-математическим обеспечением. Эффективность АСУ в значительной степени будет обеспечиваться постановкой и решением оптимизационных задач, которые в ныне действующей системе при ручной технологии решить практически невозможно. Применение экономико-математического моделирования и электронно-вычислительных машин позволит расширить объем и улучшить качество информации, на основе которой принимаются решения, повысить обоснованность и сбалансированность планов за счет более полного учета разнообразных факторов, влияющих на эти планы, повысить эффективность принимаемых решений за счет проработки многих вариантов и выбора из их числа оптимальных. В связи с этим становится актуальной задача создания математического обеспечения АСУ нефтепродукт, разработки экономико-математических моделей задач ее функциональных подсистем, методов и алгоритмов их решения. Последнее относится, в частности, и к задаче развития и размещения объектов системы нефтеснабжения, являющейся важнейшей в списке задач подсистемы "Перспективное планирование развития системы нефтеснабжения" АСУ нефтепродукт.
Задача планирования развития системы нефтеснабжения по своей сути является задачей планирования развития отрасли. Решение такой задачи должно базироваться на системном подходе в планировании, заключающемся в исследовании способов организации отдельных производственных объектов изучаемой системы в единый механизм и воздействий функционирования системы в целом на отдельные ее элементы. Изучаемая система должна рассматриваться как часть народного хозяйства, органически с ним связанная через производство, распределение и потребление; необходим комплексный учет множества взаимодействующих и взаимосвязанных факторов, учет внутренних и внешних связей системы, определяющих план ее развития. Взаимодействие этих факторов и связей обуславливает наличие большого числа допустимых вариантов развития производственных объектов отрасли, то есть делает задачу планирования развития отрасли многовариантной. Поэтому появляется не обходимость сопоставления большого числа допустимых вариантов плана, оценки эффективности каждого из них и выбора из числа рассмотренных вариантов экономически наиболее выгодного,
В современных условиях успехи экономики все в большей степени зависят от качества разрабатываемых планов, повышение которого непосредственно связано с улучшением количественного анализа экономических процессов, которое, в свою очередь, можно осуществить только на базе применения экономико-математических методов и электронно-вычислительной техники. Одним из направлений использования экономико-математических методов в планировании является построение иерархической системы взаимоувязанных моделей, с достаточной степенью достоверности описывающих рассматриваемое подразделение народного хозяйства. Такой подход к планированию обоснован в работах B.C. Немчинова [66J, Л.В. Канторовича 34, 35 , В.В. Новожилова [67], А.Г. Аганбегяна [9, 10 , Н.П. Федоренко 109 и других авторов [II, 12, 33, 61, 73, 74Ь
Народное хозяйство имеет отраслевую структуру, поэтому и в системе моделей перспективного планирования одно из центральных мест занимают модели развития отраслей. "От качества отраслевых планов, от того, насколько рационально производится выбор хозяйственных решений, в первую очередь зависит эффективность принимаемых плановых решений по народному хозяйству в целом. Если подходить с точки зрения вычислительной схемы планирования хозяйства на основе системы взаимоувязанных моделей, то и в этом отношении отраслевому звену принадлежит ведущая роль как базису всей системы, в котором формируется главная часть данных, используемых в итерационных пересчетах плана". Методоло гия оптимального отраслевого планирования становится основой при создании отраслевых автоматизированных систем управления. Сказанное в полной мере относится и к системе нефтеснабжения. Анализ деятельности систем нефтеснабжения в нашей стране и за рубежом показывает, что наиболее эффективной формой снабжения нефтепродуктами является транзитно-складская форма, которая постоянно развивается, совершенствуется и, по-видимому, сохранит свое значение в перспективе. Снабжение народного хозяйства нефтепродуктами в нашей стране осуществляется нефте-сбытовыми органами союзных республик через систему нефтебаз и их филиалов, связанных с производителями нефтепродуктов и их потребителями развивающейся транспортной сетью. Из этого вытекает, что при решении задачи планирования развития системы нефтеснабжения необходимо решить задачу перспективного развития нефтебазового хозяйства, то есть определить планы реконструкции и расширения действующих, а также размещения и строительства новых нефтебаз, найти оптимальные грузообороты нефтебаз и размеры их резервуарных парков. Вследствие того, что система нефтеснабжения построена по территориальному принципу, такую задачу надо решать для каждого территориального управления или экономического района. Необходшлость постановки и решения этой задачи вызывается не только ростом валового оборота нефтепродуктов и расширением их ассортимента, что, естественно, требует совершенствования технического состояния нефтебазового хозяйства, расширения действующих и строительства новых нефтебаз, но и рядом других причин. К ним относятся:
1) отсутствие до настоящего времени достаточно достоверной и надежной методики расчета мощностей нефтебаз;
2) несовершенство методов прикрепления потребителей нефтепродуктов к поставщикам, основанных на схемах нормальных грузо потоков, что приводит к ошибкам при планировании перевозок нефтепродуктов;
3) отсутствие в планах строительства нефтебаз достаточной научной обоснованности с учетом большого числа влияющих на них экономических факторов.
Указанные причины, приводящие к снижению качества составляемых планов, находятся во взаимной связи и при решении задачи перспективного планирования развития нефтебазового хозяйства долкны учитываться в комплексе. Реконструкцию и расширение действующих, а также строительство новых нефтебаз необходимо проводить согласно Генеральным схемам развития и размещения нефтебазового хозяйства отдельных территориальных управлений, экономических районов, союзных республик, наконец, всей страны в целом. Для крупных объектов требуется, кроме того, разработка технико-экономических обоснований.
Вопросами перспективного развития системы нефтеснабжения занимался ряд авторов. Так, например, в ЛГУ одними из первых применили в системе нефтеснабжения экономико-математические методы и электронно-вычислительные машины для решения задачи оптимального развития и размещения нефтебазового хозяйства Г.В.Ша-лабин и Г.Д. Рахманин, а для решения задачи оптимального размещения автозаправочных станций в городах Г.С. Паутова. Интересные результаты получены в Днепропетровском инженерно-строительном институте М.И. Ашкинази, А.И. Добриковой, М.й. Чикиневой по проблемам производства и размещения резервуарных емкостей различных типов. В институте "Южгипротрубопровод" М.А. Зинчук, Л.Н. Спектор, В.Г. Терентьев проводили разработки по расчету нефтебаз межсезонного хранения. Определенный интерес представляют работы, проводимые в БашФАН СССР В.Н. Кузнецовым, I.B. Мит рсфадовой, А.А. Коньковой по вопросам текущего планирования снабжения потребителей массовыми светлыми нефтепродуктами и оптимальных направлений капитальных вложений в развитие нефтебазо-вого хозяйства. Работы, посвященные проблемам перспективного планирования развитш нефтебазового хозяйства, проводились М.И. Генкиной (КИНХ им. Д.С. Коротченко), Р.С. Пархоменко (Новосибирск), В.И. Сенкевичем (институт "Гипронефтетранс", Волгоград). Имеется ряд работ, посвященных различным аспектам планирования развития системы нефтеснабжения. Среди авторов можно отметить В.В. Савицкого, Е.М. Сощенко, В.В. Разумова, А.А. Бакаева, Т.Г. Олейника, В.М. Лебедева, А.В. Ленского, Н.И. Лившина, А.В. Власова, Л.А. Тимонова, М.Я. Гинзбурга и др. В этих работах, как правило, дается анализ различных проблем, стоящих перед системой нефтеснабжения, однако в своем большинстве они либо носят сугубо теоретический характер, либо ограничиваются рассмотрением отдельных изолированных звеньев системы нефтеснабжения.
Между тем, как отмечалось выше, основой успешного решения задачи рациональной организации снабжения народного хозяйства нефтепродуктами является учет многих факторов, влияющих на планы развития системы нефтеснабжения, комплексный подход в планировании. Такой подход был осуществлен С.Н. Старовойтовым, Л.А. Андреевой, М.Н. Барминой в ИЭ и 0ІШ СО АН СССР при решении задачи оптимального перспективного планирования комплекса нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Построенные авторами экономико-математические модели были опробованы на задаче оптимизации указанного комплекса всей страны и восточных районов, причем в модели входили ограничения и по доставке нефтепродуктов от нефтеперерабатывающих заводов до районов потребления. Получен ряд интересных результатов, ка сающихся ускорения темпов строительства новых нефтеперерабатывающих заводов в восточных районах и сокращения ввоза в эти районы светлых нефтепродуктов с Урала и Поволжья по мере роста производственных мощностей местных нефтеперерабатывающих заводов, чрезмерной концентрации мощностей по переработке нефти в Башкирии, Еуйбышевской области, Азербайджане, развития продук-топроводного транспорта. Однако при решении указанной задачи основные производственные объекты системы нефтеснабжения - нефтебазы не рассматривались авторами как объекты планирования. Поэтому задача перспективного планирования развития нефтебазового хозяйства и средств транспортировки нефтепродуктов по отдельным районам страны остается по-прежнему актуальной.
Целью данной работы является исследование вопросов, связанных с перспективным планированием развития системы нефтеснабжения, и разработка методов решения задачи оптимального развития и размещения основных производственных объектов рассматриваемой системы - нефтебаз.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи: анализ существующего состояния системы нефтеснабжения и практики планирования развития ее объектов; характеристика современного уровня разработки экономико-математических моделей оптимального развития объектов системы нефтеснабжения; разработка экономико-математических моделей задачи оптимизации развития и размещения нефтебазового хозяйства региона (динамическая многовариантная и статическая модель, модель развития и размещения нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов); разработка алгоритмов построения планов развития и размещения нефтебазового хозяйства региона, основанных на предлагаемой системе моделей.
Разработанные модели наиболее полно описывают деятельность системы нефтеснабжения по транспортировке и хранению нефтепродуктов. Предложенная методика позволяет решать вопросы расширения, модернизации и реконструкции нефтебаз, строительства новых нефтебаз с учетом очередности и этапности строительства, распределения емкостей межсезонного хранения нефтепродуктов по нефтебазам региона, построения и сравнения различных вариантов развития и размещения нефтебазового хозяйства на перспективу с помощью ЭВМ.
Объектом исследования явилось нефтебазовое хозяйство системы Госкомнефтепродукта РСФСР.
Исследование проводилось в ОНИЛТТТОП при МИНХ им. Г.В.Шге-ханова на основании договора с ЦКБ АСУ нефтепродукт.
Основные результаты, полученные автором, опубликованы в 4 статьях, а также в научных отчетах, доложены на ежегодных профессорско-преподавательских конференциях МИНХ им. Г.В. Плеханова (1972-1980 гг.), семинарах: "Автоматизированная система управления нефтеснабжением", Уфа, 1973 г. и "Развитие и совершенствование автоматизированной системы управления снабжением нефтепродуктами в управлениях и на предприятиях Главнефтеснаба РСФСР, Москва, 1975 г.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Основное содержание работы изложено на 140 страницах машинописного текста. Список литературы содержит 122 наименования.
Характеристика существующих методов планирования развития системы нефтеснабжения
В.И. Ленин неоднократно подчеркивал, что основанное на общественной форме собственности народное хозяйство обязано быть плановым. Он говорил: "Нельзя работать, не имея плана, рассчитанного на длительный период и на серьезный успех" и далее добавлял: "Все планы отдельных отраслей производства должны быть строго координированы, связаны и вместе составлять тот единый хозяйственный план, в котором мы так нуждаемся . Эти положения приобретают еще большее значение в современных условиях высоких темпов научно-технического прогресса, интенсивного роста производительных сил, быстрого увеличения масштабов производства.
В настоящее время планирование деятельности системы яефте-снабжения осуществляется следующим образом. Вначале Госплан СССР разрабатывает материальные балансы и планы распределения важнейших видов нефтепродуктов по укрупненной номенклатуре в целом по народному хозяйству. Затем на их основе Госкомнефтепродукт СССР составляет балансы и планы распределения нефтепродуктов по союзным республикам. Республиканские нефтесбытовые органы, используя балансы и планы Госкомнефтепродукта СССР, разрабатывают свои балансы и планы распределения нефтепродуктов по местным территориальным управлениям. Последние ложатся в основу составления планов перевозок нефтепродуктов. Эти планы разрабатываются по всей номенклатуре нефтепродуктов с учетом заявок местных яефтесбытовых управлений, планов производства, завоза и вывоза нефтепродуктов, планов поставок на экспорт и получение по импорту, видов транспорта и ряда других факторов. При этом планы перевозок составляются по каждому виду транспорта с последующей увязкой в товарооборотных балансах. Местные нефтесбытовые управления, выступая в роли получателей нефтепродуктов, осуществляют на основе заявок потребителей и подчиненных игл нефтебаз прикрепление потребителей, планируют и организуют перевозки автомобильным транспортом, перекачку нефтепродуктов по местным нефтепродуктопроводам, осуществляют эксплуатацию нефтебаз, их реконструкцию и ряд других функций. Оперативное управление нефтеснабжением, целью которого является реализация плана или, если необходимо, его корректировка, осуществляется на всех уровнях системы нефтеснабжения.
Анализируя плановую деятельность органов системы нефте-снабжения, которая несет расходы по транспортировке и хранению нефтепродуктов, можно отметить, что получаемая системой прибыль стоит в прямой зависимости от того, насколько рационально прикреплены потребители к поставщикам, насколько верно выбрана форма снабжения и вид транспорта по доставке нефтепродуктов, а при перспективном планировании, когда ставится вопрос и о развитии системы, также еще от того, насколько обоснованно выбраны объемы строительства, реконструкции, расширения и модернизации производственных объектов, и в первую очередь, нефтебаз, насколько обоснованно определены размеры и направления капитальных вложений, насколько эффективно эти капитальные вложения используются. Это, в свою очередь, означает, что при планировании деятельности системы нефтеснабжения можно дать критериально-стотюстную оценку разрабатываемых планов, получить оценку эффективности, рациональности выбранного плана. Однако в настоящее время применяемые в системе нефтеснаб-жения методы планирования не позволяют полностью решать задачу оптимизации ее деятельности, выбирать из множества планов наиболее экономичные, эффективные.
Динамическая многовариантная эконоглико-математическая модель развития и размещения нефтебазового хозяйства региона
Исходя из общей постановки проблемы оптимального развития и размещения и учитывая специфику функционирования системы неф-теснабжения, задачу перспективного планирования развития и размещения нефтебазового хозяйства региона можно сформулировать следующим образом.
Рассматривается некоторый экономический район (регион). Задан некоторый плановый период. Известно месторасположение ряда пунктов производства определенного количества различных нефтепродуктов (нефтеперерабатывающих заводов), снабжающих этими нефтепродуктами в течение всего планового периода потребителей рассматриваемого экономического района. Заданы объемы производства по каждому нефтеперерабатывающему заводу по каждому виду нефтепродуктов по годам или контрольным точкам планового периода, то есть задана дішаїлика поставок нефтепродуктов в рассматриваемый экономический район. Заданы пункты потребления нефтепродуктов, расположенные на территории данного экономического района, и определены объемы потребления каждого потребителя по каждому виду нефтепродуктов по годам или контрольным точкам планового периода, то есть задана динамика потребления нефтепродуктов. Известны пункты месторасположения системы перевалочных и распределительных нефтебаз, а также филиалов распределительных нефтебаз рассматриваемого экономического района. К этой системе относятся как действующие, так и намечаемые к строительству нефтебазы. Помимо этого среди действующих нефтебаз должны быть указаны нефтебазы, не имеющие возможности расширения, нефтебазы, подлажащие возможной или даже необходимой ликвидации или переносу на новые площадки, а также нефтебазы, имеющие возможности своего расширения. Считается заданным существующее состояние нефтебазового хозяйства данного экономического района, грузообороты нефтебаз, объемы реализации и перевалки нефтепродуктов, имеющийся на нефтебазах резервуарный парк. Доставка нефтпродук-тов от нефтеперерабатывающих заводов до потребителей осуществляется через систему нефтебаз железнодорожным, водным (река, море), трубопроводным и автомобильным видами транспорта. Транспортная сеть, связывающая нефтеперерабатывающие заводы с нефтебазами и потребителями, считается также заданной, причем должны быть указаны все возможные транспортные связи поставщиков с по-требителями по всем видам транспорта. Должны быть определены и возможные перспективы изменения транспортных связей поставщиков с потребителями в плановом периоде. Заданы ограничения на пропускные способности видов транспорта на всех участках транспортной сети, связывающей поставщиков и потребителей нефтепродуктов, на весь плановый период. Заданы верхние границы возможных расширений действующих нефтебаз, а также варианты нового строительства. Указан перечень нефтебаз, которые предполагаются к использованию в качестве нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов. Это требование вызвано имеющей место сезонной неравномерностью потребления нефтепродуктов в течение года. При этом по каждой выделенной нефтебазе задается максимально возможный уровень ее развития в качестве нефтебазы межсезонного хранения нефтепродуктов по годам или контрольным точкам планового периода. Кроме того, задается или может быть рассчитана величина суммарного объема межсезонного хранения по каждому виду нефтепродукта по годам или контрольным точкам планового периода. Должны быть заданы или могут быть рассчитаны затраты на перевозку единицы нефтепродукта любого вида каждым допустимым видом транспорта на всех участках транспортной сети, эксплуатационные и капитальные затраты на прием, хранение и отпуск нефтепродуктов на действующих нефтебазах ( с учетом реконструкции, модернизации и расширения) и по вариантам нового строительства нефтебаз. Задаются или могут быть рассчитаны затраты, связанные с недоиспользованием или ликвидацией производственных мощностей и переносом некоторых нефтебаз на новые площадки. Наконец, задаются или могут быть рассчитаны капитальные вложения, производимые в размещение дополнительной резервуарной емкости на нефтебазах межсезонного хранения нефтепродуктов.
Эконоглико-математическая модель развития и размещения нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов
При организации снабжения рассматриваемого экономического района нефтепродуктами в каждом конкретном году необходимо учитывать сезонную неравномерность потребления нефтепродуктов потребителями, Фактор сезонной неравномерности потребления нефтепродуктов в течение года приводит к колебаниям ритма работы нефтебаз: излишняя напряженность в одни периоды года и, напротив, замедление ритма в друтие периоды. С целью ликвидации сезонных напряженностей в работе нефтебаз на них выделяют дополнительные резервуарные емкости - емкости межсезонного хранения нефтепродуктов (емкости MGX) Вследствие этого возникает необходимость в постановке и решении задачи оптимального размещения и развития нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов, то есть нефтебаз, на которых имеются емкости МСХ. Емкости межсезонного хранения можно было бы устанавливать на всех нефтебазах данного экономического района и тогда указанная задача свелась бы к определению величины этих емкостей на каждой нефтебазе. Однако в условиях имеющегося в настоящее время дефицита резервуарных емкостей целесообразнее емкости МСХ устанавливать не на всех, а лишь на некоторых (так называемых кустовых) нефтебазах рассматриваемого экономического района. В этом случае указанная задача должна определять не только величины емкостей МСХ, но и места их размещения. При этом надо заметить, что из числа нефтебаз, которые могут быть использованы в качестве нефтебаз МСХ, необходимо исключить водные нефтебазы, связанные с сезонностью, в силу специфики своей работы. Для таких нефтебаз объем межнавигационного накопления рассчитывается из помесячной реализации нефтепродуктов в зависимости от периода навигации в соответствии с графиками завоза-вывоза нефтепродуктов.
Завоз нефтепродуктов на нефтебазы по месяцам года считается равномерным, то есть составляющим 8,3% от грузооборота нефтебаз. Вывоз же связан с сезонной неравномерностью потребления и, следовательно, в одни периоды года превышает завоз, в другие-меньше его. В связи с этим в те месяцы, когда потребление нефтепродуктов оказывается меньше поступлений на нефтебазы, излишнее количество поступающих нефтепродуктов направляется на нефтебазы, имеющие емкости межсезонного хранения, и заливается в эти емкости. Когда же потребление становится больше поступлений, возросший спрос потребителей удовлетворяется за счет накопленных ранее запасов. С другой стороны, объемы завоза нефтепродуктов на каждую нефтебазу и вывоза с нее за год совпадают с величиной грузооборота нефтебазы независимо от того имеется или не имеется на этой нефтебазе емкость межсезонного хранения нефтепродуктов. В силу этого при решении задачи развития и размещения нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов можно не учитывать транспортный фактор. Естественно, что при этом должны быть известны грузообороты нефтебаз на любой контрольный момент планового периода и схема прикрепления потребителей к нефтебазам, а нефтебаз к поставщикам, то есть должна быть решена задача, описанная в предыдущих параграфах. Из сказанного следует, что размещение дополнительных резервуарных емкостей по нескольким, имеющим различные технико-экономические показатели, нефтебазам необходимо производить с учетом затрат на эксплуатацию этих нефтебаз и капитальных вложений, производимых в размещение дополнительных емкостей и зависящих от их величин. Таким образом, рассматриваемая задача может быть сформулирована следующим образом.
Пусть на каждый год или контрольный момент планового периода заданы пункты размещения нефтебаз рассматриваемого экономического района, которые могут быть использованы в качестве нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов, их оптимальные грузообороты и объемы резервуарных емкостей, предназначенные под разные нефтепродукты. Для каждой нефтебазы известен график завоза-вывоза нефтепродуктов, а также максимально возможный уровень развития этой нефтебазы в качестве нефтебазы межсезонного хранения. Известны величины объемов межсезонного хранения нефтепродуктов каждого вида в целом по рассматриваемому экономическому району. Могут быть рассчитаны эксплуатационные затраты по каждой нефтебазе и капитальные вложения, производимые в дополнительную резервуарную емкость. Требуется определить оптимальный вариант размещения нефтебаз межсезонного хранения нефтепродуктов, а также оптимальные величины емкостей межсезонного хранения на каждый контрольный момент планового периода по критерию минимизации приведенных затрат, связанных с распределением суммарной емкости межсезонного хранения между выделенными нефтебазами рассматриваемого экономического района.
Формирование матрицы транспортной задачи и проведение расчетов первой итерации метода последовательных приближений
Решение статической задачи на некоторый контрольный момент Ь планового периода для рассматриваемой группы нефтепродуктов должно начинаться с формирования матрицы транспортной задачи первой итерации - первого шага предлагаемого метода последовательных приближений.
Строками матрицы являются поставщики. Б их число входят: 1) нефтеперерабатывающие заводы; 2) действующие перевалочные нефтебазы и соответствующие им точки возможного нового строительства, если перевалочная нефтебаза имеет ограниченные возможности расширения или не имеет их совсем; 3) действующие распределительные нефтебазы и филиалы, которые не имеют возможности расширения, и соответствующие им точки возможного нового строительства; 4) действующие распределительные нефтебазы и филиалы, подлежащие ликвидации или переносу на новые площадки, и соответствующие им точки возможного нового строительства; 5) действующие распределительные нефтебазы и филиалы, имеющие ограниченные возможности расширения, и соответствующие им точки возможного нового строительства; 6) действующие распределительные нефтебазы и филиалы, имеющие неограниченные возможности расширения; 7) намечаемые к строительству нефтебазы (точки возможного нового строительства, заданные в исходной информации); 8) "условные" потребители, введенные в задачу на этапе преобразования к транспортной задаче; 9) один фиктивный поставщик»
Столбцами матрицы являются потребители. В их число входят: 1) действующие перевалочные нефтебазы и соответствующие им точки возможного нового строительства, если перевалочная нефтебаза имеет ограниченные возможности расширения или не имеет их совсем; 2) действующие распределительные нефтебазы и филиалы, которые не имеют возможности расширения, и соответствующие им точки возможного нового строительства; 3) действующие распределительные нефтебазы и филиалы, подлежащие ликвидации или переносу на новые площадки, и соответствующие им точки возможного нового строительства; 4) действующие распределительные нефтебазы и филиалы, имеющие ограниченные возможности расширения, и соответствующие им точки возможного нового строительства; 5) действующие распределительные нефтебазы, имеющие неограниченные возможности расширения; 6) намечаемые к строительству нефтебазы (точки возможного нового строительства, заданные в исходной информации); 7) "условные" потребители, введенные в задачу на этапе преобразования модели к транспортной задаче; 8) потребители нефтепродуктов рассматриваемого экономического района; 9) один фиктивный потребитель.
Введение в матрицу фиктивных поставщика и потребителя связано с тем, что решаемая транспортная задача является задачей с запретами перевозок и, следовательно, не всегда разрешима.
Далее формируются ограничения на поставки по каждому поставщику, то есть по каждой строке матрицы транспортной задачи.
1. Для каждого нефтеперерабатывающего завода этим ограничением будет величина 0.іг - объем поставок і -ым заводом нефтепродуктов рассматриваемой Z -ой группы на контрольный момент t планового периода.
2. Для действующих нефтебаз и филиалов, которые не имеют возможности расширения, а также для нефтебаз и филиалов, подлежащих ликвидации или переносу на новые площадки, то есть для нефтебаз и филиалов, во втором разряде "характеристики" которых стоят числа 4 или 5 (см. приложение I), ограничениями на поставки будут величины О - грузообороты этих нефтебаз и филиалов на начальный момент планового периода.
3. Для действующих нефтебаз и филиалов, имеющих возможности расширения, то есть для нефтебаз и филиалов, во втором разряде "характеристики" которых стоят числа 6 или 7, ограничениями на поставки будут величины QL + ДО где ДЦр - максимально возможный прирост грузооборота нефтебазы или филиала.
