Имитационное моделирование экономики функционирования портовых комплексов и методика их оптимизации тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Имитационное моделирование экономики функционирования портовых комплексов и методика их оптимизации"

САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ,\101|РК0Й ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК На правах РУкописи

Семенов Сергей Алексеевич

Имитационное моделирование экономики функционирования портовых комплексов и методика их оптимизации

08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Санкт - Петербург 1998 год

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете на кафедре "Экономика судостроительной промышленности"

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Л. Б. БРЕСЛАВ

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор А. А. БУЛОВ кандидат технических наук, доцент Л. Н. ИВАНОВА

Ведущая организация Морская Администрация Порта Санкт-

Петербург.

Защита диссертации состоится " " 1998 г.

в и. ¿L часов в аудитории на заседании специализированного

совета К 053.23.04 Санкт-Петербургского государственного морского технического университета по адресу: Ленинский проспект, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГМТУ по адресу: 190008, Лоцманская ул., 3

Автореферат разослан " 2 С" ¿Ю<ХЬ/ЭсХ 1998 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат экономических наук, доцент

Т. А. Селезнева

I. Введение

1.1. Актуальность темы

I? связи с политическими событиями и развалом СССР. Россия иотсрялп большинство традиционных морских выходов. Так. например к Балтийском морс осталось три относительно крупных порта и несколько нортопуиктов. суммарная мощность которых составляет 28.0 млн. тонн, при потребности России в Севере- Западном бассейне I! объеме 1 10 млн. тонн.

Необходимость создания новых портовых мощностей в СевероЗападном бассейне отражено в межотраслевых государственных программах "Возрождения Российского флота" и "Трапспортно-технологического обеспечения транзита грузов через прибрежные территории Финского залива".

Особую актуальность приобретают вопросы эффективного использования портовых сооружений, и п связи с этим - разработка методик опенки их эффективности.

Для опенки эффективности и выбора оптимального набора компоновочных решений на стадии проектирования необходимо разработать и сравнить между собой как можно больше различных вариантов, что при проектировании сопряжено с высокими трудозатратами, а соответственно и с высокой стоимостью проектирования.

Настоящая работа посвящена разработке методики расчета экономической эффективности и имитационной модели портового перефузо'нгого комплекса. Дачная методика позволяет проводить экономическую оценку эффективности функционирования объекта с достаточно!! точностью и с существенно меньшими трудозатратами чем при использовании традиционных методов.

1.2. Цель и задачи исследований

Целыо работы является улучшение качества и сокращение времени проведения оценки экономической эффективности создания и модернизации портовых комплексов. Для этого необходимо разработать методику обоснования и оптимизации параметров портового комплекса, основанную на имитационном экономической модели его функционирования, включая

алгоритмы оптимизации по экономическому критерию характеристик отдельных элементов портового терминала.

Этапы (подзадачи), которые необходимо было решить для досгиженш цели исследования:

1. Исследование портового терминала как сложной системы. Выявление функциональных закономерностей внутри данной системы.

2. Разбиение портового-терминала как системы на независимые подсистемы, формирование сценариев их функционирования, и разработка алгоритмов определения основных экономических характеристик, отражающих работу этих подсистем.

3. Разработка имитационных моделей функционирования подсистем и объединение их в единую модель портового терминала. Обоснование выбора критерия экономической эффективности.

4. Проведение вычислительных экспериментов с целью проверки адекватности имитационной модели, а затем сравнения результатов моделирования портового терминала с господствующими принципам проектирования.

1.3. Методы исследования

Методологической основой и общетеоретической базой исследоваш являются апробированные принципы экономического анализа инвестнционнь проектов и системного подхода к анализу и оптимизации сложных систем, работе использованы методы математического программирования имитационного моделирования.

1.4. Основные результаты и научная новизна исследований

1. Разработана методика экономической оценки функционирования портового комплекса, позволяющая сравнивать альтернативные варианты компоновки и выбирать оптимальные. Разработанная модель отличается от ранее известных учетом вероятностного фактора и параметрами динамики производственного процесса. Разработана имитационная модель экономики функционирования портового комплекса.

2. Разработано универсальное программное обеспечение для проведение экспериментов моделирования работы портовых комплексов различных компоновок.

3. Реализованы процедуры автоматической оптимизации основных параметров портовых терминалов на базе имитационной модели.

1.5. Научная и практическая ценность

Разработанная методика и имитационная модель позволяют учесть вероятностный характер и нестационарный режим функционирования портового комплекса, а также учесть постатейно связанное с этим изменение экономических показателей работы комплекса.

Разработанная методика позволяет существенно уточнить и повысить достоверность результатов технико-экономических обоснований как портового комплекса в целом, так и отдельных его компонентов. При этом расчеты возможно проводить с существенным сокращением времени работы и трудозатрат.

1.6. Практическая реализация работы

При непосредственном участии автора данной диссертации были проведены исследования при проектировании портового терминала металлогрузов в порту города Туапсе. Созданное программное обеспечение применяется в ОАО "Ленморшшпроект" при проектировании портовых терминалов в технологической н экономической разделах проекта.

1.7. Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и заседаниях научно-технических секций:

Региональная научно-техническая конференция, направление 7 "Проблемы экономики и управления предприятием" (Санкт-Петербург, 19-23 мая 1997 года, Государственный Морской Технический Университет)

Объединенное заседание секции гидротехнических и береговых сооружений и секции экономики, технологии и механизации

портов и судоремонтных заводов научно-технического совета ОАО "Ленморншшроект", 9 июля 1998 года.'

1.8. Публикации

Результаты исследований и основные положения по теме диссертационной работы опубликованы в трех печатных работах.

1.9. Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка использованной литературы. Общий объем - 154 страницы машинописного текста, включая 17 рисунков и 15 таблиц. Список использованной литературы содержит 61 наименование.

2. Обоснование выбора критерия экономической эффективности работы портового комплекса.

Оценка экономической эффективности портового комплекса и выбор оптимального варианта проектного решения может проводиться на основе различных показателей эффективности, однако в качестве критерия при моделировании целесообразно выбрать один показатель, наиболее полно соответствующий требованиям, выдвигаемым к таким показателям.

Экономическая эффективность является универсальным понятием для различных экономических объектов, вне зависимости от их специфики. Это связано с тем, что любые экономические процессы могут быть выражены в денежном исчислении и представлены в ввде обезличенных денежных потоков. Оценка выгоды при сопоставлении исходящих и входящих денежных потоков и является экономической оценкой. При этом экономическую эффективность можно определить словами известного советского экономиста В.В.Новожилова - "эффективность измеряется путем сопоставления результатов производства (эффекта) с затратами или примененным:! ресурсами".

Критерий экономической эффективности должен выполнять следующие функции:

корректно отражать соотношение затрат и результатов о-реализации проекта;

- б -

быть хорошо интерпретируемым;

обеспечивать сопоставимость при сравнении различных вариантов реализации инвестиционного проекта; учитывать разновременность потоков денежных средств; быть применимым в расчетах эффективности инвестиций в различных методиках, как в Российских, так и в современных западных.

В диссертационной работе были рассмотрены и сопоставлены различные показатели; чистая приведенная стоимость (чистый дисконтированный доход - ЧДД), внутренняя норма дохода, индекс прибыльности, простой и дисконтированный срок окупаемости и другие. В итоге из всего многообразия показателей был выбран чистый дисконтированный доход, как единственный обладающий всеми требуемыми качествами. Он;

учитывает все инвестиционные затраты и доходы в процессе реализации проекта;

представляет, приведенный к моменту отсчета, совокупный доход от реализации проекта, который получит инвестор сверх минимального уровня рентабельности бизнеса. Поэтому данный критерий не связан с условными соотношениями, носящими произвольный характер;

экономически легко интерпретируем н позволяет осуществлять сравнение операторами "больше - меньше", поэтому он может быть использован в процессе автоматической оптимизации (поиск максимального значения);

его модификации широко распространены и давно используются как в западных методиках оценки эффективности инвестиций, так и в методиках бывшего СССР.

НДД=2(Л|-3|)--1-, (1)

где й) - валовой доход портового комплекса на (-ом интервале планирования,

3( - расходы портового комплекса на 1-ом интервале планирования,

Е - норма дисконта, Т - горизонт расчета;

3. Формирование доходов и расходов комплекса

3.1. Общие положения

Любой процесс принятия решений в той или иной области связан с моделированием. Это связано с тем, что первой стадией процесса принятия решений является абстрактное представление объекта.

Главной задачей моделирования хозяйственной (экономической) деятельности порта является описание и формализация его потоков расходов и доходов для включения их в принятый за критерий - показатель ЧДЦ.

Поскольку объектом моделирования в данном случае является Транспортно-Технологнческий Портовый Комплекс (ТТПК), состоящий из неоднородных объектов, то расчет затрат и доходов производится по этим объектам.

В составе большинства ТТПК возможно выделить ряд объектов, имеющих собственные свойства, характер реакции на изменение внешних условий, а также набор состоянии, в котором они М01уг находится в любой момент времени. То есть для построения имитационной модели ТТПК дня каждого его объекта должна Спить построена модель.

В разработанной модели были выделены следующие объекты:

1. Транспортные потоки - потоки различных транспортных средств, приходящие, а затем покидающие порт

2. Грузовые фронты и технологические линии - обрабатывающие пришедшие виды транспорта.

3. Складские площади - объекты для временного хранения ряда грузов на территории ТТПК.

4. Поток грузов - набор видов грузов, проходящих через порт.

Функционирование каждого объекта сопровождается денежными потоками. Каждый объект может являться источником формирования доходов и расходов. Соответствие функционирования объектов порта и денежных потоков может быть представлено на рисунке 1.

Таким образом задача определения совокупности денежных потоков в зависимости от характера функционирования объектов ТТПК выполнена.

иищлл bAJLiVIA UJAniVlUUJU/lJH uuuiiiviuu х . mv 1-1 * . .i ......... ..

Естественным следующим этапом работы служит количественное описание. этих потоков в зависимости от уровня функционирования этих объектов, что целесообразно осуществить с помощью по возможности как можно более простых соотношений.

Совокупность этих соотношений и образует финансовые модели.

Следует отметить, что именно статистическая имитационная модель, лежащая в основе разработанной методики позволяет обойтись наиболее простыми и потому надежными и легко интерпретируемыми соотношениями в финансовых моделях.

3.2. Формирование доходов ТТПК

3.2.1. Доходы фронтов

Основной источник доходов портового комплекса - оплата услуг по погрузке и разгрузке транспортных средств. Величина этих доходов зависит от грузооборота порта и уровня тарифов на перегрузку.

В первую очередь для расчета необходимо задание тарифов, а это требует допущении. В каждом порту существует довольно сложная система тарифов па услуги по перегрузке. В методике принимается единый тариф на каждый род 1руза. Он включает в себя иерефузку с одного транспортного средства на другое транспортное средство вне зависимости от того по какой схеме ведется перевалка груза. Система тарифов формируется вне модели в зависимости от конъюнктуры.

В соответствии со сказанным доходы от пофузо-разфузочных работ определяются как произведение ¡рузооборота по каждому роду фуза и ставки за перегрузку тонны грузы.

(2)

где Д - доходы от погрузо-разгрузочпых работ: Р 1 - ставка за перегрузку ¡-го типа груза; (3 - фузооборот по ¡-му типу фуза; \ - тип груза.

ПРР

3.2.2. Доходы складов

Дру1уга существенную масть доходов порта составляют услуги по хранению грузов. При этом учитывается, что для каждого вида грузов существуют нормативные сроки хранения, при этом хранение в пределах нормативного срока хранения - бесплатное, а храпение грузов сверх нормативного срока хранения оплачивается по тарифам хранения. В соответствии со сказанным доходы за хранения груза определяются по следующей формуле:

Прочие доходы (взвешивание, подработка, сортировка, маркировка, досмотр грузов, затарка-растарка контейнеров и роллтреплеров, зачистка н мойка судовых, грузовых (складских) помещений, дезинфекция причалов, пакетирование, прием и доставка грузов и контейнеров со станций железных дорого и аэровокзалов, а также посылок с почтовых станций, переадресовка вагонов, комплектация грузов, экспедирование, декларирование, перевозка грузов между районами порта и т.д.) составляют от 8 до 17 % от основных доходов порта и учитываются специальным коэффициентом для каждого порта.

На основе вышеизложенного приток средств может быть разложен на следующие составляющие:

ХР

хр г\хр

(3)

где Д ' - доходы от хранения грузов;

Р ¡ХР - ставка за хранение едишшы(тониы, места) i-ro типа груза; Q |ХР - количество i-ro груза, хранящегося на складе; Т Х1> - время хранения указанного груза (в днях); Т НО!>м - нормативное время хранение для i-ro типа груза.

НОРМ

(4)

где Д [ - доходы от погрузо-разгрузочных работ, в момент времени 1!;

ХР

Д (' - доходы от хранения грузов, в момент времени I; ' К пр - коэффициент прочих доходов портового комплекса.

ПРР

ХР

3.3. Формирование расходов ТТПК

Расходы комплекса представляют собой более сложную структуру, чем доходы. Две основные позиции приносят, как правило, до 80-90% доходов стивидорной компании, виды расходов же различны и количество их видов мною более двух.

Расходы комплекса целесообразно разделить на капитальные (единовременные) затраты и эксплуатационные расходы. Первые учитываются в определенные моменты времени, вторые постоянно.

Все капитальные затраты производятся на приобретение оборудование и создание складов. Гидротехнические сооружения хотя и являются капитальными, их учет осуществляется иначе.

Основными капитальными затратами комплекса являются затраты на приобретение технологического оборудования и создание строительной части на берегу. Время их осуществления распределяется на период приобретения оборудования, его монтаж и нусконаладочные работы. Промежуток между этими затратами принимается равным сроку эксплуатации оборудования, то есть амортизационному периоду.

Количество и характер технологического оборудования, а отсюда величина капитальных вложений на их приобретение определяется проектной расстановкой этого оборудования н стоимостью каждой единицы оборудования.

Для упрощения расчетов модель допускает определение капитальных вложений в технологическое оборудование и в создание складских площадей укрупненно на основе данных, разработанного Союзморпиипросктом, сборника прогрессивных показателей технического уровня в проектах строительства морских портов.

Другая часть капитальных вложений (в создания складов) определяется укрупненно но следующим формулам:

- для открытого склада

(5)

' 111 ¡

- для крытого склада

Гг" - Рк К^УПО, (б

где Р ск - капитальные сложения в строительство или полную реконструкцию склада;

СНГ

р max - удельная цена одного квадратного мсгра площади (кубического метра объема) склада для хранения типа груза с максимальной нормативной эксплуатационной нагрузкой;

С* (С

m | - нормативная эксплуатационная нагрузка для i-го типа груза;

Q ¡ск - среднегодовая емкость склада для i-ro типа 1руза; УПО j - удельный погрузочный объем i-ro типа груза.

Затраты на создание гидротехнических сооружений для комплекса нельзя охарактеризовать как капитальные, так как в перспективе эти сооружения, согласно проекту закона о портах, текущих распоряжений Правительства РФ и других нормативных актов, не будут принадлежать комгглексу, а должны находиться в федеральной или муниципальной собственности, и затраты на них будут носить характер аренды - то есть войдуг в текущие затраты. Эту арендную плату стшшдор регулярно перечисляет морской администрации порта, выполняющей государственные функции в порту.

Отметим, что на настоящем этапе, согласно правилам установленным в портах России арендная плата колеблется, в зависимости от региона, в диапазоне 4,2 - 8% от стоимости причалов.

Расходы по аренде причалов складываются как сумма величин арендной платы по всем причалам комплекса. Арендная плата может быть сосчитана по следующей формуле:

РАР ^ Б nP{^Tnr)-(ra»+{\-Kv)-rm)-{l + rap) (7)

где Р АР - расходы на аренду причала;

Б „P(L,T пр) - капитальные вложения в строительство причала гши балансовая стоимость причала как функция от длины причальной стенки и глубины у причала; г ам - норма амортизации (2%); г им - размер налога на имущество (2%);

г-ар - арендный процент (5%). направленный на возмещение затрат МАП по обслуживанию причалов;

I - количество лет с момента ввода в причала в действие;

Финансовая модель учитывает, что эксплуатационные расходы комплекса разделяются на переменные и постоянные, то есть зависящие и не зависящие от оборота.

Переменные расходы комплекса включают в себя расходы на материалы, применяемые при погрузо-разгрузочных работах, электроэнергию и топливо. Величина этого вида расходов, как и положено прямым затратам зависит от количества производимой продукции (услуг), иначе говоря от количества грузов, перегружаемых в порту.

Расходы на материалы включают затраты на упаковочный материал, стропы, дерево для создания перегородок в трюмах судов и т.д.

Определение расходов на материалы, электроэнергию н топливо базируется на удельных стоимостных показателях для каждого типа груза. Удельные показатели принимаются по данным сборника прогрессивных показателей техническою уровня и проектах строительства морских портов.

Кроме того переменные расходы включают штрафы за простой судов, которые зависят от времени простоя судов.

В модели в зависимости от условий перегрузки: схемы механизации, рода груза, упаковки груза и других факторов используется укрупненный показатель расхода материалов, топлива и электроэнергии на тонну перегрузки конкретного рода груза.

Эти данные выведены из статистического материала в форме укрупненных физических показателей расходов топлива, электроэнергии н материалов, после чего в рамках модели они преобразуются в стоимостные показатели в зависимости от существующего уровня цен и тарифов на ресурсы следующим образом:

I

-тл-

СВ) (9) ( Ш)

м

где Р - расходы па материалы; Р ш - расходы на топливо; Р эл - расходы па электроэнергию;

р ¡м - удельный расход материалов в стоимостном выражении на единицу перегрузки i-го типа груза;

Р ¡Tl1 - удельный расход топлива в стоимостном выражении на единицу перегрузки i-ro типа фуза;

р ¡эл - удельный расход электроэнергии в стоимостном выражении на единицу перегрузки i-ro типа груза; Q j - фузооборот по i-му типу груза.

В модели предусмотрено, что штрафы за простой судов комапекс оплачивает в том случае если судно проводит в порту и на рейде более становленпой нормы времени. В этом случае учитываются не только потери а фрахте, по и упущенная выгода.

Р^-ЦФ'Гк^-Т^) di )

j

где Р шг - величина выплаченных штрафов за простой судоп; Ф j°T - суточная стоимость фрахта судна; к у" - коэффициент учитывающий упущенную выгоду судовладел!>ца;

Т jCr - общее время стоянки j-ro судна в порту;

гр поп/ , ,

1 j = (J I Р„Г1 - допустимое (нормативное) время стоянки j-ro

судна в порту, определяемое как отношение количество фуза к валовой интенсивности погрузки для i-ro вида труза; j - порядковый номер типа расчетного судна.

К постоянным расходам комплекса н модели относятся расходы на злату труда, аренду причалов и прочие постоянные накладные расходы.

Оплата труда отнесена к постоянным затратам, исходя из тедноложення, что заработная плата на комплексе устанавливается на основе ■»скшшых месячных ставок. Затраты па оплату груда складываются как юизведсине. штатного числа работающих и среднемесячных ставок оплаты уда.

Расходы по заработной плате рассчитываются по формуле:

где Р 311 - расходы на оплату труда;

р ;ЗП - средняя месячная заработная плата ¿-ой категории работников;

; - количество занятых ¡-ой категории; 1 - категории занятых.

311

Прочие постоянные накладные расходы в модели принимают экспертно на основании анализа информации о функционируют терминалах. Модель допускает ввод процентного соотношения данной груп расходов ко всем остальным расходам за исключением штрафов комплекса простой судов.

На основе вышеизложенного отток средств может быть разложен следующие составляющие, приводимые в формуле (13):

момент времени I (включаются в отток средств с периодичность равной сроку службы здания склада);

Р (т0 - затраты на приобретение и модернизацию перегрузочной технологического оборудования на причальных фронтах и склги (включаются в отток средств с периодичностью равной сроку эксплуатации технологического оборудования); Р (рм - затраты на ремонт перегрузочного оборудования (включаются в отток средств с периодичностью равной сроку эксплуатации технологического оборудования); Р [М - затраты на приобретение материалов; Р ¡1П - затраты на приобретение топлива; Р ( " затраты на электроэнергию;

Р [ЗП - затраты на оплату труда основного, вспомогательного и административного персонала;

Р (ДР - затраты, связанные с выплатой арендной платы за использование причалов; Р ,"п - прочие постоянные расходы.

Р (шт - штрафы за простой судов с выше нормативного срока пребывания в порту и на рейде.

Алгоритм функционирования модели.

В модели приняты следующие допущения.

1. Экономическая эффективность комплекса рассматривается с точки зрения стивидорной компании.

2. Комплекс работает в одном направлении перегрузки грузов. Все грузы экспортируются. Такое положение вещей является типичным для большого числа Российских перегрузочных комплексов.

3. В тыловой части комплекса функционирует железнодорожный транспорт, рассмотрение автомобильного транспорта не рассматривается.

4. Поступление судов в порт моделируется исходя из заданного годового грузооборота портового комплекса и перечня расчетных типов судов. Прибытие судов под загрузку моделируется по закону Пуассона;

5. Поступление эшелонов (вагонов), также описывается законом Пуассона.

6. Количество типов грузов, доставляемых железнодорожным составом, равновероятно в задаваемых пределах;

7. Количество груза, вывозимое i-м судном, определяется по нормальному закону распределения, исходя из данных о средней загруженности выбранного расчетного судна;

8. Количество вагонов в составе, распределено по нормальному закону. В качестве его параметров задаются средняя длина состава и среднее квацратическое отклонение дтнны состава.

9. Данные по пропускной способности грузовых фронтов везде задаются в расчете па "базовый" тип груза, для других видов ¡рузов задаются коэффициенты скорости перегрузки по отношению к "базовому".

10. Шаг планирования гю времени является переменным, и определяется исходя из необходимости реализации следующего события.

Модель потокового комплекса реализована с помощью ЭВМ. Алгоритм тоделп реачизован средствами языка Object Pascal продукта Delphi 3, который шляется объектно-ориентированным расширением языка Паскаль.

Для каждого объекта портового комплекса построена своя гмитационная модель, которая состоит из алгоритмов моделирования >азличных состояний объектов. Набор моделей объектов порта в комплексе ¡оставляют общую имитационную модель комплекса. Общая имитационная юдель портового комплекса имеет автономный блок общих данных - набор

параметров отражающих состояние всех объектов комплекса п любой момент имитации.

Запуск алгоритмов каждой из моделей объектов осуществляется в случае изменения параметров общего блока данных. В свою очередь выполнение данных алгоритмов приводит также к изменению отдельных параметров общего блока данных. Поскольку имитационная модель построена на основе вероятностных законов, то значения отдельных параметров формируют« генератором случайных величин по заданным законам распределения. Е результате работы модели экспериментатор получает значеши математического ожидания целевой функции при заданных исходны; параметрах по множеству реализаций.

За единицу модельного времени принята одна минута. Имптацн осуществляется с переменным временным шагом. Периодически все мод ел объектов создают отчеты о своем состоянии. Это позволяет при анапи: результатов проконтролировать процесс моделирования работы порта.

Метод работы комплекса моделей объектов можно прошглюстрирова' на примере одной из них - модели парка вагонов. Парк вагонов это мест куда прибывают железнодорожные груженые составы для перегрузки. Здесь > вагоны скапливаются, ожидая разгрузки. Основным алгоритмом данной моде; будет генерация случайных моментов прибытия железнодорожных составс размеров составов и характера грузов.

Модель парка вагонов имеет, в качестве исходных, следующие осношг параметры: средняя длина поезда, среднеквадратическое отклонение дли поезда, интенсивность потока поездов (частота), остаток грузов полученного портом в данном году.

Алгоритмы модели функционирования парка вагонов нагляднее вс могут быть представлены в форме схемьг(рисунок 2).

Аналогично построены и другие модели объектов порта. В об г сложности таких моделей объектов восемь: пять функциональных(па вагонов, рейда, причального фронта, грузового фронта, склада) и финансовых( модель начисления доходов порта, модель расчета и начисле эксплуатационных расходов и модель (дисконтировашгя) расчета критерия"

Схема работы— алгоритмов модели парка вагонов.

В1.11юлияется в начале моделирования к

Рис. 2

Примечание - 1.1 хин поечд принимается, то сю тагружа доГкншястея н масси» груюи ожидающих рачгручку.

Финансовые модели работают аналогичным образом, как н функциональные. В момент возникновения денежного потока его величина рассчитывается по соответствующей формуле и начисляется и качестве дохода, либо расхода порченого комплекс а.

Например, начисление доходов порта осуществляется в двух случаях.

Первый - в момент тлрузки груза на судно. Рассчитывается и начисляется доход за осуществления потрро-разтрузочиых работ.

Второй - ежедневно, если на складе имеются грузы, хранящиеся свыше нормативного срока храпения. Рассчитывают н начисляют доходы за хранение груза.

5. Процедура оптимизации и методы ее применения.

Исходя из технических возможностей модели предусмотрены , способа проведения оптимизации.

Первый способ - неавтоматический ("точечный"). Он подразумев проведение расчетов в произвольно выбранных "точках". Из 1 осуществляется выбор лучшего варианта, по максимальному значег критерия (ЧДД).

Второй способ - автоматическая оптимизация. Задается диапазон и I изменения оптимизируемого параметра. Программа производит расчет находит сама такое значение оптимизируемого параметра, которое обеспе максимальное значение критерия (ЧДД).

Ниже приводятся некоторые параметры, оптимизацию кото допускает модель:

1. Количество причалов.

2. Пропускная способность причалов.

3. Пропускная способность железнодорожного фронта.

4. Количество вагонов в подаче.

5. Количество железнодорожных площадок.

6. Емкость склада

7. Пропускная способность склада.

8. Набор групп расчетных судов

9. Матрица сезонности обработки груза.

- 20 -

Ряд из этих параметров оптимизируются автоматически - например пропускные способности фронтов.

Процедура производит оптимизацию (поиск максимума) произвольной вогнутой функции одного аргумента методом золотого сечения. Задаются границы интервала значений аргумента и требуемая точность нахождения максимума. Алгоритм построен так, чтобы количество вычислений значения целевой функции было небольшим. Это количество зависит только от требуемой точности и длины интервала и не зависит от значений функции.

Наличие процедуры оптимизации позволяет определить набор оптимальных параметров комплекса при заданном наборе исходных данных.

Использование процедуры оптимизации осуществлено в иллюстративном примере. Этот пример расчета включает в себя основной расчет, который построен на основе данных предпроектных разработок комплекса и последующих модификаций основного расчета. Модификации расчета предназначены во-первых дня оптимизации отдельных параметров комплекса, а во-вторых для выявления величины ошибок, связанных с неточностью задания исходных данных.

Иллюстративным примером работы модели выбран расчет по проектируемому в порту г. Туапсе комплексу псре[рузкн металлов и генеральных грузов.

Комплекс представляет собой один причал, склад небольшой емкости и тыловой фузовой фронт. В качестве первоначальных исходных данных заданы параметры комплекса, рассчитанные по существующим методикам.

По ряду оптимизируемых параметров автоматическая оптимизация дала оптимальные значения этих параметров, которые существенно позволяют повысить экономическую эффективность комплекса.

Рассмотрим результаты оптимизации на примере пропускной способности причала.

В исходных данных пропускная способность причала принята 296 т/час а предположения, что па нем будет установлено два крана типа "Сокол" и эдин кран типа "Альбатрос". Максимально па данном прнчапе можно остановить четыре крана, а минимально - одни кран большой рузоподъемности типа "Сокол". Внутри данного диапазона установки >борудовання можно варьировать за счет грузоподъемности, устанавливаемых

кранов, а также привлечением для временной работы мобильных кранов других причалов.

Таким образом условия оптимизация могуг быть заданы следующие:

Минимум пропускной способности причала - 102 тонн/час; Максимум пропускной способности причала - 388 тонн/час; Стоимость оборудования при минимальной пропускной способное:

- 1 831 500 долларов.

Стоимость оборудования при максимальной пропускной способное'

- 6 006 000 долларов.

Арендная плата причала в данном случае не зависит от пропуски« способности причала.

20000000

Пропускная способность причала, тонн/мае

РИС. 3

Результаты расчетов показывают, что ЧДЦ имеет выраженный опти» при пропускной способности причала 172 тонн/час. Такая пропуск способность обеспечивается, двумя кранами на причале.

Таким образом можно сделать вывод об избыточности оборудования причальном фронте.

Аналогичным образом были проведены оптимизации пропуск способности железнодорожных фронтов, пропускной способности складс* оборудования и емкости склада.

В расчетах по модели была учтена сезонность в перегрузке отдель грузов и проведена оптимизация с учетом данного параметра. Были провед

- 22 -

эксперименты, с ограничениями перегрузки одного груза в летние месяцы. Хотя металлогрузы слабо подвержены сезонности перегрузки, такие расчеты были проведены для иллюстрации возможностей модели.

Интенсивность перегрузки заготовок металла, [0..1]

Рис. 4

Как видно из расчета сезонное уменьшение интенсивности вывоза одного рода груза приводит к существенному падению эффективности использования терминала. Поэтому решалась и обратная задача - какое увеличение емкости складских площадей необходимо, для того чтобы компенсировать сезонность в вывозе груза.

В исходных данных емкость склада равнялась 48000 тонн. Согласно проведенным расчетам при интенсивности перегрузки 0.5 ориентировочно необходима емкость склада 59000 тонн, а при интенсивности 0 - 100000 тонн.

Таким образом на основе проведенных расчетов удалось определить оптимальные параметры перегрузочного комплекса при заданных исходных данных. При этом экономическая эффективность перегрузочного комплекса по показателю ЧДЦ увеличилась на 24,5 %. Это говорит, о том что использование разработанной модели позволяет существенно повысить экономическую эффективность.

6. Основные результаты и выводы

Целью диссертационной работы была разработка методики обоснова! и оптимизации параметров портового комплекса, основанной на имитацион экономической модели функционирования портового комплекса. Для эт осуществлена классификация компонентов (объектов) портовых комплексе из них выделены основные. Рассмотрены возможные технико-экономичес характеристики для каждого отдельного объекта и определены их связ общими экономическими параметрами, характеризующими работу порто! комплекса в целом.

Сформулированы требования к критерию экономичес эффективности функционирования портового комплекса и исходя из ; требований рассмотрены различные альтернативные показатели. Показано, в наибольшей степени этим требованиям отвечает Чистый Дисконтирован Доход.

Разработана имитационная экономическая модель функциониров; портового комплекса, включающая следующие основные блоки:

1. Блок общих данных - набор параметров отражающих состояние объектов комплекса в любой момент имитации.

2. Блок функциональных моделей объектов, в котором моделир) процессы каждого объекта портового комплекса и формируются изменен блок общих данных.

3. Блок экономических (финансовых) моделей, в котором учитыва все доходы и затраты, и рассчитывается приняты за критерий ЧДЦ.

4. Оптимизационный блок, в котором при заданных ограниче выбираются оптимальные, по заданному критерию, параметры объе портового комплекса.

Разработанная методика позволяет:

- проводить моделирование сложных портовых перегрузо комгшексов, компонуя их из набора объектов с раалич характеристиками,

- оценивать экономическую (коммерческую) эффективность порт комплекса измеряемой показателем чистого дисконтирова; дохода,

- осуществлять, па основе автоматической процедуры оптимизации, частный выбор отдельных параметров и компоновки портового комплекса с существенным сокращенном времени работы и трудозатрат.

- оценить влияние внешних параметров на функциональную и экономическую эффективность работы портового комплекса. Оценивать на модели влияние нештатных ситуаций при работе комплекса.

Использование разработанной методики позволяет повысить качество проектируемых портовых комплексов.

Разработанная методика, включая программное обеспечение внедрена в ОАО "Ленморшпшроект" как инструментальный аппарат при проектировании новых и реконструкции существующих портовых перегрузочных мощностей.

6.1. Опубликованные работы по теме диссертации

1. Семенов С.А. Тезисы доклада Региональной научно-технической конференции "Проектная модель функционирования портового

. комплекса", 1998, Изд-во СПбГМТУ ,СПб с 174-175.

2. Караханов С.И., Семенов С.А. Сборник рефератов ДР, ВИМИ выпуск N3 "Модель функционирования портового перегрузочного комплекса" ДР N3674, 1998, Изд-во ЦНИИ им А.Н.Крылова.

3. Семенов С.А. Сборник рефератов ДР, ВИМИ выпуск N3 "Особенности использования показателей эффективности инвестиционных проектов" ДР N3675, 1998, Изд-во ЦНИИ им А.Н.Крылова.