Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние оперативного регулирования работы линейного флота 8
1.1. Роль, место и задачи оперативного регулирования в управлении работой линейного флота 8
1.2. Развитие и современное состояние оперативного регулирования работы линейного флота . 20
1.3. Оперативное регулирование транспортным процессом на'- других видах транспорта и за рубежом... 39
1.4. Обзор литературы и исследований на морском транспорте 47
2. Моделирование транспортного процесса в линейеюм судоходстве и условия оперативности принятия регулировочных решений 55
2.1. Формально-логическая схема прогнозирования состояния транспортного процесса в линейном судоходстве 55
2.2. Ситуационная модель задачи выбора оптимального регулировочного решения .68
2.3. Временная модель задачи выбора оптимального регулировочного решения. 81
2.4. Пространственная модель задачи оперативного регулирования работы линий, пересекающихся в
одном регионе 87
2.5. Обоснование оптимального периода корректировки расписания 93
2.6. Определение условия оперативности принятия регулировочных решений 108
3. Разработка алгоритмов и исследование условий совершенствования оперативного регулирования в линейном судоходстве 115
3.1. Разработка алгоритмов подготовки регулировочных решений 115
3.2. Исследование оптимального периода корректировки расписания для линий различных классов 143
3.3. Исследование загруженности диспетчерского аппарата 167
3.4. Экономический эффект от совершенствования функции оперативного регулирования 180
Заключение 188
Литература
- Роль, место и задачи оперативного регулирования в управлении работой линейного флота
- Развитие и современное состояние оперативного регулирования работы линейного флота
- Формально-логическая схема прогнозирования состояния транспортного процесса в линейном судоходстве
- Разработка алгоритмов подготовки регулировочных решений
Введение к работе
В решении ХХУІ съезда КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", определившему дальнейшие пути социально-экономического развития нашей страны, большое внимание уделено вопросам совершенствования управления народным хозяйством.
В условиях возросшего масштаба производства и высоких темпов развития производительных сил управление народным хозяйством непрерывно усложняется, что требует постоянного совершенствования всей системы управления, включая структуру, методы и средства. Сказанное в полной мере относится к морскому транс -порту, эффективность работы которого в значительной мере определяется качеством управления, характеризуемым рациональностью организации систем управления, оперативностью и оптимальностью принимаемых решений. В связи с этим вопросы совершенствования управления работой морского флота, являющегося основным производственным звеном в морском транспортном процессе, приобретают особую актуальность.
Теоретические основы организации и управления водным транспортом заложены в трудах В.В.Звонкова, И.А.Сергеева, В.Г.Бакаева, А.А.Союзова, А.П.Ирхина и развиты в работах С.П.Арсеньева, Е.Д.Дучина, Г.И.Ваганова, Г.Е.І'уревича, Д.К.Земляновского, Я.Б. Канторовича, В.П.Миронова, А.А.Митаишвили, Л.М.Рыжова, А.Е.Су-коленова, А.С.Фролова. Проблеме оптимизации оперативного управления флотом и портами посвящены исследования В.З.Ананьиной, Л.Д.Ветренко, Е.Н.Воевудского, В.Д.Левого, Ю.К.Лехана, П.Я.Па-
нарина, В.И.Савина и других отечественных ученых и специалистов.
Вместе с тем, в области оперативного регулирования, занимающего наряду с оперативным планированием важное место в системе оперативного управления работой флота, в частности линейного, имеется много нерешенных вопросов.
На транспортный процесс в линейном судоходстве оказывает влияние большая группа факторов, которая вызывает отклонения в запланированных режимах функционирования системы.
Анализ выполнения расписания, проведенный по результатам работы флота на некоторых линиях МШ, показал, что в настоящее время, по расписанию выполняется от 4 до 22 % отходов судов. Это означает, что основная управленческая нагрузка в организации движения и обработки флота входит в функцию оперативного регулирования. Становится очевидной важная роль рассматриваемой функции в системе управления морским транспортным процессом.
Целью настоящей диссертационной работы является исследование условий и разработка методов, позволяющих повысить эффективность оперативного регулирования работы линейных судов.
Основным содержанием функции оперативного регулирования является процесс выработки и реализации регулировочного решения по предупреждению, ликвидации либо сведению к минимуму отклонений в работе линейных судов от расписания, причем данный процесс ограничен во времени.
Следовательно, эффективность оперативного регулирования зависит от обоснованности регулировочных решений и оперативности их принятия.
.-6-
Основные научные положения диссертационной работы состоят в следующем:
Разработаны методические положения по оперативному регулированию работы линейного флота, позволяющие прогнозировать конечный результат работы линейных судов, а также выбирать оптимальное регулировочное решение.
Получены закономерности изменения величины периода корректировки расписания от факторов внешней среды, от характеристик как линии и ее организационной структуры, так и работающих судов.
Получена зависимость величины загруженности диспетчерского аппарата от объема и трудоемкости обработки диспетчерской информации.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и заключения.
В первой главе определяется роль и место оперативного регулирования в системе управления работой флота; рассматривается основной состав вопросов регулирования и выделяется из этого состава круг первоочередных для решения задач; дается анализ современного состояния оперативного регулирования работы подвижного состава на других видах транспорта и за рубежом; определена степень соответствия методов оперативного регулирования работы флота требованиям существующей системы управления и имеющимся теоретическим исследованиям.
Во второй главе разработаны: метод оперативного регулирования, позволяющий с большой точностью прогнозировать конечный результат работы судов на линии, не дожидаясь ее окончания; экономико-математические модели выбора оптимальных регу-
лировочных решений; методические положения проведения анализа выполнения расписания и определения периода корректировки расписания; метод, определяющий условия оперативности принятия регулировочных решений.
В третьей главе разработаны алгоритмы оперативного регулирования работы судов на линии, приводится программа решения задачи выбора оптимального регулировочного решения на ЭВМ; разработан алгоритм проведения анализа выполнения расписания на линии и проведены исследования данного метода на практическом примере; исследована зависимость периода корректировки расписания для линий различных классов, исследован вопрос о загруженности диспетчерского аппарата на конкретных примерах для линий различных классов, рассчитан экономический эффект от повышения эффективности функции оперативного регулирования.
Роль, место и задачи оперативного регулирования в управлении работой линейного флота
В управлении морским транспортом весь набор функций по основной (эксплуатационной) деятельности отрасли разделяют на две большие группы /80/.
К первой группе относят функции, связанные с вопросами развития, ко второй группе - функции, связанные с вопросами текущего и оперативного планирования и регулирования, две последние входят в систему оперативного управления.
Особое значение оперативного управления состоит в том, что оно является конечным звеном процесса управления, связывающим управляющую систему с объектом управления. Процесс оперативного управления, реализуемый управляющим органом, как и любой другой вид управления, осуществляется в результате выполнения последовательности определенных функций, которые в совокупности отражают сущность управления.
По составу функций управления до сих пор не существует единого мнения. На морском транспорте в состав функций управления принято включать такие функции, как планирование, регулирование, учет, контроль и анализ /24/1 /34/. Кроме этого существует целый ряд других определений состава функции уцравления. Не всеми авторами контроль и анализ рассматриваются в качестве отдельных функций управления /20/, /38/, /99/, /106/. Причем функции контроля и анализа могут либо вообще не выделяться среди функций управления /38/, /99/, либо в состав функций упра - 9 вления включается только анализ /20/, /106/ или контроль /31/, либо контроль и анализ, часто дополняемые учетом, рассматриваются как одна функция /2/, /24/, /32/.
Рассматривая систему линейного судоходства как объект управления выделяют основные управляющие воздействия: планирование развития, оперативное управление /76/.
В совокупность задач оперативного управления входят квартальное планирование, календарное (месячное) планирование, оперативное регулирование, учет, контроль и анализ функционирования системы линейного судоходства. Основная цель оперативного управления состоит в обеспечении высокого качества транспортных услуг грузовладельцам со стороны линий при наиболее эффективном использовании линейного флота и основных структурных элементов линейного судоходства.
Основные функции управления линейным судоходством состоят из активных и пассивных. К активным относятся функции планирования и регулирования, к пассивным - функции учета, контроля и анализа. Активные функции непосредственно воздействуют на управляемую систему и изменяют ее состояние. В отличие от активных, пассивные функции управления непосредственно не воздействуют на управляемую систему, результат их деятельности направлен на подготовку управляющих воздействий активных функций управления-управляющих решений.
Регулирование, как функция управления, служит для обеспечения заданного уровня функционирования системы. "Регулирование есть процесс, посредством которого обеспечивается упорядоченное состояние и заданный уровень организованности системы.
В процессе производства регулирование обеспечивает устойчивый темп производительности труда, заданный ритм движения конвейера, поддерживает рациональные потоки сырья, материалов и прочих средств производства, технический уровень производства и заданные технологические процессы. Оно обеспечивает устойчивые взаимоотношения между производственными коллективами и т.д. Под воздействием регулирования организационные процессы системы проявляют себя в строго целевом направлении и развиваются в соответствии с запрограммированной задачей " ( /82/, с. 19 ).
Регулирование направлено на обеспечение выполнения установленных планов перевозки грузов и работы флота в условиях постоянного воздействия внешней среды и вызываемых ею отклонений от заданных планами показателей. Применительно к линейному судоходству /80/ оперативное регулирование направлено на соблюдение судами установленных расписаний, устранение последствий, вызванный влиянием факторов внешней среды, нормальное функционирование линий по установленному расписанием режиму. В задачу функции оперативного регулирования входит так же перевод линий на новый режим работы, установленный в результате текущего или оперативного планирования. Например, увеличение числа работающих на линии судов в результате увеличения на очередном плановом периоде грузопотока линии требует перераспределения по времени в какой-то конкретный период всего работающего на линии флота. Что касается отдельно взятых судов на линии, то в результате воздействия внешней среды в их работе постоянно возникают отклонения, требующие оперативного вмешательства для поддержания заданного режима.
Развитие и современное состояние оперативного регулирования работы линейного флота
Функция оперативного регулирования работы судов осуществляется работниками эксплуатационных подразделений пароходств, образующих систему диспетчерского руководства работой флота. Поэтому развитие функции оперативного регулирования наиболее правильно рассматривать во взаимосвязи с развитием диспетчерской системы.
Поскольку диспетчерская система занимается вопросами оперативного планирования и регулирования, а соотношение этих функций зависит от влияния различных факторов (см. п.1.1.), целесообразно при рассмотрении развития диспетчерской системы показать соотношение оперативного планирования и регулирования на каждом этапе развития в зависимости от развития технических средств транспортного процесса, организации работы, структуры, научных исследований и технических средств управления.
В развитии диспетчерской системы руководства работой флота можно условно выделить четыре этапа.
Первый этап (1920-1930 гг.) - этап накопления предпосылок для образования диспетчерской системы руководства. Этот период характеризуется малочисленностью и слаборазвитостьго технических элементов транспортного процесса, не удовлетворяющих потребностям страны в перевозках. Поэтому первостепенной задачей, возникшей перед управленческой системой на морском транспорте, было обеспечение восстановления флота и портового хозяйства. Другой важнейшей задачей было налаживание внутренних и внешних морских перевозок, имевших исключительно важное значение в связи с переходом к мирному строительству.
Исходя из этих задач, формировались функции управления, менялась структура, принципы ее построения и деятельности.
Одной из первоначальных предпосылок становления основ управления работой морского флота явилось создание в 1922 г. на началах хозрасчета государственных пароходств /86/, которые стали благоприятной организационной формой для развития диспетчерской службы. В пароходствах существовали "должности ответственных исполнителей, руководивших работой прикрепленных к ним судов" ( /43/, с. 167 ). В основу объединения судов в группы уже в то время была положена однотипность тоннажа и специализация по направлениям работы.
Работа ответственных исполнителей заключалась в составлении и выдаче рейсовых задании, подыскании груза для судна и формирования диспетчерской отчетности. Небольшой объем флота и выполнение, в основном, каботажных перевозок, позволяли ответственным исполнителям всю информацию о работе судов держать в голове. В это время в оперативном регулировании применялись методы, основанные на опыте диспетчера, его интуиции и здравом смысле. Эти методы были наиболее употребимы, так как являются самыми простыми и не требуют предварительных трудоемких расчетов: применяются, когда решение исходит из получаемой оперативной информации. Недостатками данных методов является то, что они довольно субъективны и не дают анализа ситуаций.
Сдерживающее влияние на оперативное управление флотом, и в первую очередь оперативное регулирование, в это время оказывал уровень развития активных функций управления, главным образом, планирования, а также средств дальней радиосвязи.
Наличие тесной взаимосвязи между развитием диспетчерской системы руководства и уровнем планирования было замечено еще К.Э.Кюнером: "Реальная возможность выполнения технического плана перевозок является основной сущностью и ценнейшим свойством диспетчеризации транспорта" и, с другой стороны, "...важнейшими предпосылками правильной организации диспетчерского управления работой флота необходимо признать составление высокоэффективного плана перевозок..." ( /56/, с. 18 ).
В первые годы восстановления морского транспорта флот работал сначала при полном отсутствии плана, а затем - на основании плановых заявок, которые имели очень низкую достоверность. Фактические перевозки обычно осуществлялись "... не только с изменением заявленных количеств, но зачастую и с полным изменением и направления, и количества, и времени ..." ( /36/, с. 7). Поэтому вместо плановых заявок для получения данных о предстоящих перевозках пароходствами заключались предварительные соглашения, на основании которых составлялся план, показывающий, может или не может предприятие выполнить установленное соглашение /36/, /93/.
Формально-логическая схема прогнозирования состояния транспортного процесса в линейном судоходстве
Оперативное регулирование работы линейного флота представляет собой процесс выработки, выбора и реализации органом управления регулировочных решений по ликвидации либо сведению к минимуму отклонений от расписания, причем данный процесс ограничен во времени.
Оперативное регулирование требуется при возникновении отклонения от расписания, поэтому для своевременного принятия эффективного регулировочного решения, необходимо заранее предвидеть величину этого отклонения в любой момент времени, что достигается краткосрочным прогнозированием состояния транспортного процесса.
Для устранения нарушений расписания могут применяться различные регулировочные решения, поэтому возникает необходимость разработки математического аппарата, позволяющего из набора возможных решений выбрать оптимальное.
В связи с особенностями режима функционирования класса регулярных и срочных линий, для каждого из них необходим несколько отличный аппарат формирования регулировочных реше -ний.
При возникновении ситуаций, связанных с отклонениями от расписания и требующих оперативного вмешательства на одной или нескольких линиях, пересекающихся в одном регионе, оптимальность регулировочных решений будет достигнута, если рассматривать всю совокупность этих линий.
При появлении отклонений от расписания, которые невозможно устранить при помощи оперативных регулировочных решений, возникает необходимость изменения сроков расписания, что требует исследования и определения периода корректировки.
Оперативность принятия оптимального регулировочного решения достигается при соответствии загруженности диспетчерского аппарата его "пропускной способности".
На основе сказанного, порядок изложения материала в данной главе определяется последовательностью действий органа управления при реализации функции оперативного регулиро-вания, а именно: нахождение отклонения от расписания; разработка возможных и выбор оптимального регулировочного решения; корректировка расписания; определение условия оперативности принятия регулировочных решений.
Транспортный процесс в линейном судоходстве заключается в выполнении определенного объема работы в заданные сроки, т.е. перемещение какого-либо количества груза на необходимое расстояние в указанный в расписании период. Объем работы судна ft определяется как A=Q e (2.1) Q - определенное количество груза; Є - заданное расстояние.
Процесс транспортировки грузов при линейной форме организации работы судов состоит из следующих друг за другом стояночных и ходовых технологических процессов /75/ . Характер работы, выполняемой в каждом из этих технологических процессов, будет различным. Поэтому, целесообразно, работу судов на линии по расписанию рассматривать как замкнутый цикл последовательно чередующихся положений "судно в порту" и "судно на переходе".
Под объемом работы будем условно понимать количество груза, подлежащего погрузке или выгрузке, для положения "судно в порту", когда расстояние неизменно, и протяженность перехода, для положения "судно на переходе", когда количество груза постоянно.
Исходя из этого, для судов линии по каждому положению планируется объем работы, соответствующий практике функционирования данной линии.
В силу постоянно действующих возмущающих факторов в работе судов на линии возникают отклонения от расписания. Графически плановое задание и фактическое его выполнение по одному положению показано на рис. 2.1.
Разработка алгоритмов подготовки регулировочных решений
Величина отклонения S характеризует устойчивость линии, т.е. способность линии возвращаться в первоначальное состояние, заданное расписанием, под воздействием как регулировочных мероприятий, так и группы случайных возмущающих факторов.
При значении S =0, линия устойчива. Величина отклонения S может принимать как положительные, так и отрицательные значения, в зависимости от соотношения времени рейса фактического и по расписанию.
Не всегда работу различных линий можно сравнить по показателям, выражающим отклонение от расписания в абсолютных величинах. Например, отклонение, возникшее на океанской линии, и отклонение - на морской линии, вследствие различной продолжительности рейса.
Для этого вводится коэффициент устойчивости расписания, показывающий как соотносится время рейса фактическое и по расписанию в относительных величинах. Коэффициент устойчивости расписания для одного рейса: Р . Р (2.59) /V & —;ТР — V/ tpy t - время рейса фактическое и по расписанию, соответственно.
Коэффициент устойчивости расписания за анализируемый период для одного судна определяется по формуле (2.59), в числителе и знаменателе принимается суммарное время рейсов одного судна за этот период фактическое и по расписанию, соответственно.
Для группы судов данный коэффициент определяется по формуле (2.59), в числителе и знаменателе принимается суммарное время рейсов по группе судов фактическое и по расписанию, соответственно.
При величине Лу-/ соблюдается устойчивость в работе линии. Коэффициент устойчивости расписания может принимать значения как больше единицы, так и меньше, в зависимости от соотношения времени рейса фактического и по расписанию.
Работа судов на линии состоит из положений "судно в порту" и "судно на переходе", поэтому рассмотрим как соблюдается стояночное и ходовое время рейса. Для этого вводятся дополнительные коэффициенты устойчивости ходового и стояночного времени.
Коэффициент устойчивости ходового времени показывает как соотносится ходовое время фактическое и по расписанию. Коэффициент устойчивости ходового времени для одного рейса: Р , Р Кк - » Р 2-60
При определении коэффициента устойчивости ходового вре-мени для одного рейса за анализируемый период по формуле (2.60), в числителе и знаменателе принимается суммарное ходовое время по всем рейсам одного судна за этот период фактическое и по расписанию, соответственно.
Для группы судов данный коэффициент определяется по формуле (2.60), в числителе и знаменателе принимается суммарное ходовое время для группы судов по всем рейсам фактическое и по расписанию, соответственно.
Коэффициент устойчивости ходового времени для 7) -го перехода определяется по формуле (2.60), в числителе и знаменателе принимается суммарное ходовое время на 7) -м переходе для всех судов и рейсов за анализируемый период фактическое и по расписанию, соответственно.
При величине fcx / ходовое время выдерживается по расписанию. Коэффициент устойчивости ходового времени может принимать значения больше либо меньше единицы в зависимости от соотношения ходового времени фактического и по расписанию.
При величине Лгх / определяется отклонение ходового времени на 7\ -м переходе фактического от расписания & V } . Это необходимо для уточнения нормативов с целью корректировки действующего или составления нового расписания.
Коэффициент устойчивости стояночного времени показывает как соотносится стояночное время фактическое и по расписанию.
