Совершенствование методов оперативного непрерывного управления в водно-транспортных узлах тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методов оперативного непрерывного управления в водно-транспортных узлах"

мшглдагсй ордена трудового гашеного знамеш

институт водного транспорта

На правах рукописи КОСТРЩ ВАСИЛИЙ МАКСШОВИЧ

оэдотекотвоваше методов оперативного непрерывного управления 3 водно-транспортных узлах

06,00.05 "Экономика, планирование, организация упраэления народным хозяйством я его отраслями (транспорт я связь)"

06.13.06 "Автоматизированные системы управлений"

а в т о р е 3 е р а т диссертации на соискание ученой степени кандидата вкономтееккх неук

ОЩСГ-ПЕТЕРБУРГ - 1992

лшйнгтадский ордена трудового красного знамени

игатгут водного транспорта

На правах рунопнси

ШТР/ДА ВАСИЛИЙ ШСШ1ВЙЧ

совшпшотвоашкн; методов оперативного непрешшого

УПРАВЛЕНИЯ В ВОДО-ТРАНСГОгТШХ УЗЛАХ

08.00.06 "Экономика, планированаа, организация управлений народные хозяйством я его отраслями (транспорт й связь)"

05.13.06 "Аэтомптиэировйнныа сйстёмк упрЬвйвнйя"

АВТОРЕФЕРАТ дйоперткгйи на соискание учтнсЛ степени кандидата экономических наук

санкт-петербург - 1992

Работа выполнена в Ленинградском ордена Трудового Красно, го Знамени институте водного транспорта.

научный руководитель

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТ^

- доктор технических наук,доцент Бутов Анатолий Сергеевич

- доктор экономических наук,доцент Поваров Герман ВясильейкЧ|

. - кандидат экономических наук Андреев Евгений Иванович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - Осетровскчй ордена Трудового Красного Знамени речной порт

Защита состоится " Й2 "

мая

199?. года в "час.

в ауд. 235 на ааоедании специализированного совета К Иб»01.01 в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени инотиту1,#. еоД- . ного транспорта по адресу! 153035, Санкт-Петербург, ул. Двинская., 0/7.

С диссертацией Ыошо ознакомиться в библиотеке инотиту а Автореферат разослан " 20 *' апреля 1992 года. ■

Ученый секретарь специализированного совета,с-к.эи!., доцент

Е.В.Бабкин

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

•Актуальность темы исследования.

В настоящее время-, в условиях постепенного перехода на рыночные принципы управления экономикой, транспортные потоки,особенно а смешанном сообщении, приобретают все более динамичный характер» Резко меняется Их величина, направление и структура. Для достижения в указанных условиях наилучших (экономически:" ре-ауяьтатов» транспортам предприятиям необходимо наибольшее внимание уделять вопросам совершенствования аиотемы оперативного управления на основе применения Гибких Технологий в сочетании с использованием автоматизированных систем управления. Кроме того, стратегия экономической оптимизации работы транспорта должна быть направлена на "Обеспечение -согласованной, ритмичной работы воох взаимодзЯотзужцих. элементов транспортной сети при любых изменениях эясплуатаЦйонньпс условий. Одним из путей решения данной проблемы является дальнейшее.. соверзенстзобанне организации перегрузочного процесса, повышение эффективности й качества опера- • тиянога управлений s яодно-транопортньж узлах.

Большой вклад в разработку вопросов совершенствования опе-• ратибного уйраёления.йэаимодейств^ам различных зидов транспорта На основе использования современных средотй озяая и вычислительной техники, широкого применения экономико-Математических методов и моделей внесли: Авен O.Ii'», Андреев'S.Ii.* Ананьина 3.3,, Артыноз A.IL, Вакаез.А.А., Зулов А;А.,,Еутов A.C.* Вучин Е.Д., Ветренко Л.Д., Воронов A.A., Зоевудокий Ё.К., ГлушйОй ВЛ<!., Звонков В ^ В *» Казанцза Ä.M-,, Левый В,Д., Легостаёз В, А., тага-мадов А.Р.., Поваров Г.3., Пороианов З.А., Пьяных'С.М.,Резер С.М., Савин В.И., Сиротский 3.5., Смехой А,АМ СоЬзов А.С^, Страэсов В.М., Фадеев И.П. t? др. •

В водно-транспорткоы узле ШГУ) пересекаются интересы предприятий различил видов транспорта и грузовладельцев. При этом, в условиях рыночной ококоэдии^ предприятия,, взаимодействующие в ВТУ, могут отличаться не только по отраслевому прионаку, но и иметь различную форму собственности,, что.оказывает немаловажное -влияние на фор,огребая й 8 их • $кономич еекпх интересов. Следовательно, при внешнем единстве целей .в. ускорении доставки грузов,

сокращении транслортх издержек» в В?У могут иметь меато экономические нротеворачи? как при вэа?ж>дййо?вки различных видов транспорта, так и цок взаимодействии•последних о клиентурой*

В ц.-ллх разрешения. указанных Противоречий, необходимо «ичиа гибкой к аффективной скоте:® оп&ра'гавноро управления вод-' но-т^аНспортнкм-услеи, обеспёчйёаацёй макзямгШьккй уровень во-ордякацкя к нешиоцйЯсте»" ке»-ду аоёми предпрлйткжк ЗГУ и учй-тывшцей из: б&оксмичеокие • интересы*.''

м е л ь .. и с з л;в Д о в а и и.и; аистоцт в разработке методов язвьгхенйя.• е^ехтквностл оперативного 'управления работой ВГУ на санеьё цр'/у.й\'втя 'зясте^ы н.прэрыэдого упрьваейия оперативна: взаЯАОдеЙсУяиеа; предприятий различных видов транспорта и направленных на улучшение основных ексг^уатациснно-экоНбмиЧе-скж показателей .работу.

Поставленная Цель достигается' ресзнием ряда конкретных задач, сспсшла: у.з которая квзштаяг обзсноваййз. глубОШ м- т~ терзала■■разработки с'т.ргйвРйй оперативного непрерывного управления в ЯГУ; раЕрабзтка синтеза имитацйокййй модели и комплекса моделей оптимального управления'} разработка имйт&'ди'онной модели работы перевалочного порта, и вксксмипо-^ат.ейатйчозкйх Уодёл&Й вкборй'сптиулльяьк стратегий упргэлбккя.обработкой, транспортных средств' а кх реализация• на■ 'ВЗМ; разработка .автоматизированной', сястаи: сператйВ2-:ого йеп?ерк&кого. управления работой -ВТУ и йне-. дранке, в практику-всех ёе.осневпйс алемейтоя..

Л р в д и е'т о к 'А с.о.л.од о В с н'.й л 'в-Диссертационной раьоте лвлйптсй Опросы оперативного управлений технологически Нрсц&йязм перевйаая грузов и обрвбо.-ткк тра.чспортньэс средств з вс;,но-тган5йсрТнк.ч узлах.• ■ '

Г: т с.д с с г з д о я а к л г., В работе нс.пслазухтся-кетодйчейкке палойдНия оконокяки водного •ераНЬт.орта» тесрйи оптж&льноно управления, тзоряи ве-А хитатой к •«мятй.йтгаёейоЯ суат'к^тикя, о^ЬйОмййО-ыатемаУичв- • скве методы линейного' к цзлочйолзнногс крогрй1Л.:ированЯяг метод ш?*йцх«Ыс го кздйл:-?роваНйя. Исследования Йа&аруя^я на ■ изуче- • йкЙ йа^врйеков-; о^яяховвннйК на' речном' й чше«нк* 'ведах транспорта,V 5 '(также; специальной- экономической и иа*ейат.йЧ*ской'- литературы.- . : ■ . ■ ■.'•■"'■•■''■.'■■

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

разработана методика обоснования глубины и интервала стратегий оперативного непрерывного управления работой водно-транспортного узла;

разработан синтез моделей имитации работы и оптимизации управляющих регаенкЯ для системы оперативного непрерывного управления перевалочного порта;

обоснованы критерии оптимальности обработки транспортных средств и распределения ресурсов перевалочного порта в условиях непрерывного 'травления;

разработана интерактивная имитационная модель работы перевалочного порта для решения задач оперативного прогнозирования работы порта;

разработан комплекс взаимосвязанных экономико-математических моделей оптимального управления технологическим процессом обработки транспортных средств и распределения ресурсов в перевалочном порту;

решены методические вопросы создания автоматизированной системы оперативного непрерывного управления работой водно-транспортного узла.

Практическая ценно'сть, В.условиях ЕГУ, где велика доля оперативного регулирования, использование результатов выполненных исследований обеспечит повышение эффективности обработки грузов и транспортных средств, использования трудовых и технических ресурсов за счет:

обеспечения условий для эффективного регулирования подачи транспортных средств и разработки оптимальных стратегий их'последующей обработки на основе предварительно разработанного и взаимосогласованного оперативного непрерывного графика работы водно-транспортного узла;

сокращения непроизводительных простоев транспортных средств, перегрузочной техники и трудовых ресурсов за счет по'выгсдш* согласованности работы предприятий сиеяников, более высокой устойчивости разрабатываемых стратегий оперативного непрерывного управления;

заблаговременного принятия регулировочных решений,направляемые 'на предупреждение нарушений запланированного хода транспорт-

- б -

ного процесса!

обеспечения условий для оптимальной организации обработки и обслуживания транспортных средств и использования трудовых и технических расуроов.

Основ ни е положения выно.симЫе наэациту:

методика обоснования г.т Зины и интервала разработки стратегий оперативного непрерывного управления в водно-транспЬртйых узлах;

концепция синтеза имитационной модели работы перевалочного порта и вкономико-ма'л~латичеоких моделей выбора оптимальных • стратегий управления;

критерии оптимальности обработки транапортньас средств и распределения ресурсов .з перевалочном порту в условиях оперативного непрерывного управления}

Интерактивная имитационная модель работы перевалочного порте, з о нова построения которой лежит сформулированный 6 диссертации метод фоновых задач;

комплекс экономик^ дазтематических моделей вь-^ора оптимальных стратегий оперативного управления обработкой трансйортных средств и распределения, ресурсов в перевалочном порту,

автоматизированная система оперативного непрерывного упрай-ления работой водно-транспортного уела.

Р е а л и о а ц и я выполненных й с о л е -д о в а н л й .

Результаты диссертационной работы использован« в-ряде.научных исследований, выполненных в Ленинградском институте водного транспорта, к внедрены в состава кемпдэкаа эадаЦ "Автоматизированный «нформацяоннкй обмен между предприятиями транспортного узла".я автоматизированной системы оперативного непрерывного управления работой водно-транспортного уела жданных в опытную эксплуатацию в Осетровскои речном порту.

Апробация работы. Результаты Исследований положительно оценены На конференциях молодых научных еотрудни-коз ЛЙВГа (1990-1991г.г.), нзучно-тохнивдскюс конференциях профессорско-преподавательского составь ЛйВГа (1990-1991 г.~.5,иа. .гроизводственно-техкических совещаниях Осетровского речного поргз

малого научно-внедренчеокого предприятия "ЛйНАРЕЧИНФОРМ", Вычислительного центра пароходств Северо-Западных басселнов.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 статьях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит иэ введения, трех глав, зак"*очения и 7 приложений. Содержит 159 машинописных страниц основного текста, 12 таблиц, .14 рисунков.список использованной литературы из ИЗ наименований, приложения на £6 страницах.

П. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи исследования.

В .первой главе диссертации выполнен анализ теории и практики оперативного непрерывного управления в водНо-транспортных узлах и определены основные направления совершенствования системы оперативного непрерывного "правления в современных условиях.

Термин "непрерывное управление" появился сравнительно недавно, с внедрением в конце 70-х годов в ряде ИГУ "непрерывного плана-графика работы транспортного узла", который положил Начало работе по исследованию вопросов оперативного непрерывного управления работой водно-транспортных узлов и сопрякени транспортных АСУ на уровне предприятий узла.

Однако последующее внедрение принципов непрерывного управления осуществлялось централизованно, без учета специфики вод-йо-транспортнкх узлов и их реальных возможностей, а во многих случаях, просто'формально. Данное обстоятельство, в конечном итоге, привело к тому, что в большинстве ВГУ идеи непрерывного управления не получили дальнейшего развития и в настоящее время используются лишь частично, что отрицательно сказывается на эффективном i! их pti боты.

Проведенном в дйссертсучи эксп.чуатационно-экономууеский анализ работы Ленско-Ос.етровского транспортного узла (ЛОТУ) за период с 1986 па 1990 год, а также исследование су^осчвужщей системы оперативного управления в ЛОТУ подтверждает это пс;ю-

жение.

За рассматриваемый период времени валовое время обработки.. флота в ЛОТУ выросло на 43,5%. Время обработки вагонов в порту возросло на 18,6%, а общее время нахождения вагонов в транспортном узле увеличилось на 7,1%. Эксплуатационные расходы за рассматриваемый период возросли на^З.^.

Исследование существующей в ЛОТУ системы оперативного упг-равления выявило ряд ее существенных недостатков, основными из которых можно считать следующие:

отсутствие возможности получения реального оперативного прогноза, складывающейся в транспортном узле ситуации;

недостаточная глубина, одновариантность и неоптимальность стратегий оперативного управления;

отсутствие своевременного оперативного информационного обмена между предприятиями транспортного узла;

отсутствие принципов непрерывности при разработке стратегий оперативного управления.

Для того, чтобы -количественно оценить влияние недостатков существующей системы-оперативного управления на возникновение простоев транспортных средств, портовых рабочих и перегрузочной техники, автором диссертационной работы был проведен методом • балльных оценок экспертный опрос руководителей функциональных подразделений управления порта и припортовой станции.

Обработка и анализ полученных результатов позволяют сделать вывод"о том, что, по мнению экспертов, наибольшее влияние На рек. г потерь оказывают: отсутствие элементов прогнозирования и принципов непрерывности в оперативном управлении, одновариантность и неоптимальность разрабатываемых стратегий управления.

Вторая глава посвящена разработке основных направлений совершенствования системы и методов оперативного непрерывного управления в вод. о-транспортных узлах.

. Одним из важнейших вопросов теории и практики разработки систем оперативного непрерывного управления является обоснование глубины и интервала стратегий непрерывного управления. В диссертационной работе разработана методика, сущность которой состоит в определении глубины непрг ывного управления на основе анализа интервалов времени, охватывающих период поступления В системы управления предприятиями узла информации о подходе

транспортные средстз. При атом,-ыинимедьнсэ значение интервала должно определяться'временем, неэо\одймкм для того, чт\ Л: оптимальным образом 'оргвИквовАть перевалочной процесс, то-есть затратами времени На сбор и обработку информации, разработку стратегии непрерывного управления, кх согласование и организацию ресурсов, на их выполнение П..1-1.5);

гп

Г » ■ Ч

X и > л

гп IУ '"г"1

Тп ■ = ■ П КП '"Ли (1.2)

Тп 4 Тпр Я.З)

где Тг, Ти - глубина 'и кптзрэал разработки стратегий • . оперативного непрзркзного управления» "1 Р' - интервал времени, необходимый для прозеденяя ' вксплуатацкониых расчетов 51 оптимальной орга-кизаци;! транспортного процесса; ПМ- коэффициент- непрерывности;

интервал времени, характеризующий период по-ступле-чя н сиатгму управления .-•-. формации о подходе транспортных средств.

Тг = нфг. СТ.п^У а.4)

Ти ^ (1.5)

где |ги - индекс щ.-едприятня. транспортного узла.

Реальный технологический процесс работе перавалочкого порта является процессом'.функцяо'И'/роэания слэтсной- стох&сунч&скоЯ систему. Внутри данной системы реязитсй .различнее -задач«; связанные с прогнозированием состояния системы', разработкой оптимальных .стратегий управления, регулированием поведения систем, в .рамках разработанных- стратегий. При этом, результаты решения • одной'¡задачи становятся исходными данными для..другоЛ и наоборот, т.е. имеет место синтез задач и соответствующих методоз их ре-шения.-Исходя и' отого, задау"». совершенствования модпли транспортного процесса в перевалочном порту в Диссертации- р^-ена следующим образом: разработай--'синтвя моделей имитации работы и

оптимизации управляющих решений, отображающих функционирование транспортного процесса в перевалочном порту, в динамике учиты-1 вающий влияние основных внешних и внутренних факторов и позво-лящ.Л оценивать вффьктизность транспортного процесса при изменении любых его параметров илй условий внешней среды. Синтез моделей имитации работы перезалочш. .о порта .* оптимизации управляющих решений приведен на рис. I.

11 ИСХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ .. I! г, • . ц

I) /порт, флот, вагоны, грузы/ ч

!______

информационная база :| ' НЪДК/ШРОВЛНКЯ

Г

Имитационная ИОДЕЛ!)

д й а /i о г

I

Экономшсо-мьтека'ги- £ ческая нодель Флот |

■¡: Экононико-матенати- ----

" ческая модель сагоны й

-п

АНАЛИЗ

1-

Экономико-математи-ческаа модель.Ресурсы

пни0а1ше документы

Рис. I. Синтез моделей решения задач оперативного непрерывного управления роботой перевалочного порта

На основании исходного состояния объектов управления формируется информационная база моделирования. Далее, осуществляется прогноз состояния технологического процесса переработки грузов и обработки транспортных средств на момент начала габоче-го периода, путем имитации работы перевалочных причалов и тыловых складов порта.

Полученные результату являются исходными данными для математических моделей оптимального непрерывного управления работой перевалочного порта.

Результаты моделирования анализируются лицом или группой лиц, ответственных за принятие решений. На основании анализа полуденного решения, в случае необходимости, в режиме диалога могут быть откорректированы любые параметры транспортного процесса, имеющиеся в информационной базе моделирования. Корректировка параметров осуществляется средствами диалога с имитационной моделью.:'...'

Эффективность решений, получаемых в результате реализации оптимизационных моделей, находится в Прямой зависимости от правильного выбора критерия оптимальности. Критерии Оптимальности можно, разбить на два класса: технологические и э эномйческие.

В задачах оперативного управления использование экономических критериев затруднено, так пак надежные числовые оценки составных параметров крй*врия можно получить с необходимой точностью лишь на ДосТато*1нс больших, йнтервалах времени несоизмеримых с Периодами оперативного управления.

Однако, в условиях рыночных экономических отношений отпиваться от использования экономических критериев оптимальности Нецелесообразно, так как основная цель любого транспортного йредпрйятий «■ ато Получение максимальной прибыли.

С1 точки зрения перевалочного порта данная цель может быть достигнута в результате* рёализацйи трех основных направлений: пойУМеНие.тарифов на перегрузочные работы; • увеличение объемов перевалт. грузов! обкращейИэ эксплуатационных расходов.

Пербоё напраЬлени в условиях рыночной экономики умеет определенней верхний йредел* Уоэличении же объемов пёрев; -ш, в • основной, не зависит от деятельности перевалочного пор^а..Следовательно только сокращение эксплуатационных расходов зайчат

оптимизаций работы щ использования внутренних резцов, M9ftf4 считать стабильным источником увеличения ipjfijwti; пераЦлочй-го порта.

В атом смысле, угри ратании задач оптимального упрерлэния в перевалочном порту з. качестве критерия необходимо рассматривать минимум суммарных в^сплуатдЦионньк ^асхрдоб,'свяв^ных р перевалкой грузов и обработкой транспортных средств. Однако,о позиций оперативного'управления» когд& глубина разрабатываемой стратегии является относительно малой величиной, а теюке в условиях закрепления за грузовыми районами порта определенного количества трудовых-и технических ресурсов, можно считать, что большая часть затрат порта остается практически неизменной,независимо от возможного, варианта решении задачи, Оледо&атйЛьно, Основная варьируемая часть - отр. затраты, связанные с обработкой транспортных средств, минимум которых -:о мнений автору и должен быть принят в качестве критерия оптимальности.

В тоже время, подача и уборка вагонов о подъездных железнодорожных путей порта Осуществляется по расгмсаник: к норматив Времени на обработку подави. вагонов величина постоянная, Независящая от количества вагонов.в подаче, Следовательно, стре* -миться сокращать расходы, rió содержанию вагонов за время юс стоянки в порту нецелесообразно, так Иак.вагоны будут'.убраныс фронта обработки строго по расписанию. В атом случае, в качестве критерия оптимальности'Необходимо принять показателе максимума переработанного груза, что как отмечалось выше, также Является одним из направлений достижения максимальной ггри были в перевалочном порту.

Решений раДач Оптимального распределения трудовых и технических ресурсов в большинстве:портов связано с существенным дефицитом рабочей силы» В оже время, нестабильность технологического процесса.в перевалочном порту требует наличия определенного резерва трудовых ресурсов для сглаживания возникающих Отклонений. По мнению автора, для разрешения данного противоречия в задаче оптимального распределения'ресурсов необходимо йейойк-зовать в качестве г итерик оптимальности показатель минимума затрат -рудовых ресурсов. -

В разработанном синтезе моделей ведущее место 'принадлежит имитационной-модели работы перевалочного порта ( рис, 2. ).

Нэчглыглт бгас

■ ?

к

«ОРНИГОКМОД

отстояна?

систеш

I

Фоямчжшгиег

И1Ф5>ПИП;КА!-{

вон баж и плгаятгрс«

Уппавпяш!» блок

ссор к о№а-бсгка ийор-ватта» лека яишяг задач.

а форинрсЕашжз | и яшача у результатов ! жяеягечзвагмя Ц

Б/т явггаш

»ииа» работе пемяи-

• дочгих. ыи

• чзяо» поэта

йегглация обработки вагонов

Квсиогдаеды-зй Ьжж

йшэЧейс с яг<{ста-пжя-ней ба-1 зей нояапи

| Скилаг-гш? I овешнш Ькйглт-оаьжЕ

со

Рис. 2. Укрупненная блок-схема, ииитациошой модели перевалочного парта

Традиционный подход к разработке имитационных моделей, основанный на последовательном, пооперационном моделировании транспортного процесса, при решении задач оперативного прогнозирования в г.-ревалочном порту мало эффективен, так как требует значительных затрат времени. Выходом из данной ситуации является" разработанная автором интерактивная имитационная модель, в основу построения которой положены известный принцип, особых соо- . тоянцй и предлагаемый в настоящем исследовании метод фоновых задач. Существо данного метода заключается в том, что различные, параллельно протекающие и взаимосвязанные процессы имитируются посредством параллельно работающих алгоритмов, число которых равно числу моделируемых объектов. Таким образом, имитации большого количества параллельно протекающих процессов происходит в фоновом (независимом) режиме относительно управляющего блока, что значительно сокращает время работы модель. •

Результатом работы имитационной модели является оперативный прогноз состояния технологического процесса в перевалочном порту на. любой момент времени. В условиях синтеза моделей* полученные результаты являются исходными данными для решения задай оптимального управления.

Математические модели оптимального управления в перевалочном порту

Условные обозначения: - индекс причала порта; $ - индекс роде груза по укрупненной номенклатуре; Р - индекс порта назначения) S - индекс судна;

I - операция с судном, €. (1,2), где I - погрузка, 2 -t выгрузка; с/ - вариант работ; £ - индекс грузового района порта; . t- - индекс суток рабочего периода;"' £ т индекс фронта г^работки вагонов (цуть-склад); 0, - операции с вагоном, С (1,2), где I - выгрузка,

2 - погрузка; ^ - индекс рабочей смены;

с1Рп - коэффициент рабочего периода мех&ниаироввиных линий в

перевалочном порту; •^п, - дата,-время освобождения причала А,' ;

- предельный срок отправления судка а порт назначения; •

- дата, время готовности судна £ к обработке; й/ - эксплуатационная оагруэка судка £ ;

- наличке грузов-для отправления на жетезнуи дорогу на складах в зоне причала Л- ;

V«. - вместммойть железнодорожного пути в ноне работы механизмов причала Н~ ; А"? - количество подач вагонов в сутки ;

- средняя трудоемкость- переработки рдноЯ тонны груза . < причале Л- (чзл.час)}

Я* — количество-портовых рабочих, закрепленных за выполнением" судовых работ на районе ; Ык - число механизированна ляглй На причале Л- ;

- емкость грузовых складов з .зоне причала Л- ;

Рн^' - техническая производительность -одной механизированной • . .- Линии на- причале при переработке гр'/г>а $ (т/час);

1 - глубина разработки.стратегии оперативного управления (сут.);

- признак воаиотйости 'переработки груза по- варианту ± ;

- признак совместимости грузя с другими грузами;

- признак возможности плавания, судна & в пункт назначения р ;

- признак возможности перевозки в судне ^ рода груза хГ" £ '

■ лг -.норма перевалки грузового района С -в сутки;

- наличие 'грузов для отправления на- воду на складах в зоне фронта обработки / \

- вместимость фронта обработки / грузового района £ ;

- емкость грузов!."; складов в зеке фронта обработки у- ;

- признак запрета включения паг.сНов с родом груза . . ¿у - прийкак. занятости фронта обработки подъездного пути;

•¿м - норма вре ени на со*рао'"тку: Ьсг-г-те вагонов; -

- трудоемкость обработки одного вагона, чел .час:

- нормативная загрузка вагона грузом ^ ;

Q

¡¡l - количество трудовых ресурсов, ¡закрепленных еа выполнением вагонных операцийI чел,; jfiiStf - предельная концентрация механиаированных линий по суд. ну j£ на причале ¡г, в смену 'У- ; Cg - себестоимость содержания судна на стоянке.

Математическая модель оптимального управления обработкой флота ь порту.

Искомыми величинами в математической модели являются: Stip^ij - количество груза, перегруженное в судно (из судна); {fsnpl ~ время, начале обработку судна £ на причале ; ■£*ллр1 ' вРеыя окончания обработки судна j на причале *-.{ Hn£f>£f- ~ количество вагонов в пункт р с грузом о* подаваемых на причал для переработки по прямому варианту в судно ;

- количество порожних вагонов, подаваемых для перегрузки • груза на причале из.судна по прямому варианту. Ограничениями в рассматриваемой модели являются:

isn.pl 4 * « i « I (2.1)

Срок окончания обработки судна на причале . : ;не должен превышать предельного срока отправления грузов в данный порт назначения. . '•"■;'. ■

Qsnw'j (2.2)

gS

При определении пункта назначения, по каждому судну проверяется возможность плавания судна в данный пункт назначения. .

(1ц.) • QsKffrtJ ~ 0 > ¡** L -J (2.3)

, При определении рода груза, проверяется возможность перевозки, данного рода груза в рассматриваемом судне.,

. ¿¡¿ttffrij - Of ^¡Л и 1 = 1 (2.4)

Вое рода грузов, перегружаемые в судно, должны б' ть совместимы по условиям перевозки.

Hsn.p9.iJ - О} (2.5)

Условие (2.5) означает, что при определении варианта перегрузки груза в судно, проверяется возможность перегрузки груза по данному варианту.

у-ч Е^Шг . 4 ¿¿ •¿"•Т, А* (2.6,

Расстановка судов по причалам порта, а также определение количества перегружаемого груза'осуществляется в соответствии с наличием механизированных линий на причалах порта, их технической производительностью и продолжительностью рабочего периода.__' с. ■

При определении объемов перегружаемого груза проверяется трудоемкость переработки одной тонны груза и количество порто-вьос рабочих, которых можно задействовать на выполнение судовых работ. • '

^ ^ 9 ^ <2.в)

&

Количество погруженного груза в судно не должно превышать его эксплуатационной грузоподъемности.

6ч. + ¿С к. (2-9)

Емкость грузовых складов в зоне причала /^специализирующихся на приеме г;. с воды ограничена

:{£з«/С , £$«/>1 , ^ и />, , % Д (2.10)

Все искомы? величины должны бы^ь неотрицательны и «меть целочисленное значение.

Критерий оптимальности при функционировании рассматриваемой модели имеет вид: п » ,

^ й? . (1&п?1 - и ) -" ПШи (2.11)

Выражение (2.11) означает, что в качестве оптимального принимается такое решение, которое обеспечивает минимум суммарных эксплуатационных расходов по содер 'анию судов за время их стоянки иод грузовой обработкой.

В процессе функционирований математической модели, при определении времени сроков начала и окончания обработки судна на причала, используются-следующие зависимости:

время начала обработки судна на причале является максимумом ир двух чисел - времени готовности судна к обработке и времени Наиболее быстрого освобождения одного из причалов, На котором судно £ может обрабатываться (2.12)

= > ¿к) (2.12)

время окончания обработки судна на причале определяется исходя из объемов и рода перегружаемого груза, количества механизированных линий на причале и их технической производительности

Iй л н ^ ^ -

Ь9пр1 - + 'р^.Мн. (2-13>

В результате решения задачи, исходя из полученных значений переменных и в соответствии с выражением (2.14), определяются иском* э величины - количество груженых вагонов, подаваемых под выгрузку по прямому варианту и количество порожних Вагонов,подаваемых под погрузку по прямому вагжанту: /^ ^ (2Л4)

Математическая модель оптимального управления обработкой вагонов в порту по складскому ■варианту

Переменной математической модели является: . ~ количество ва

г¿нов .обрабатываемых по фронту грузового района -С , с грузом . Ограничениями модели являются следующие условия:

^ ( { - и) ■ Гфзк * В , * ь 12Лб)-

Вагоны в каждые сутки рабочего периода могут распределяться только по свободным фронтам обработки.

(2.16)

В график могут включаться только вагоны с грузами, по которым нет запрета на обработку в порту.

"51! Т^А ^ ^ '(2.17)

Вместимость наадого грузового фронта обработки, вагонов строго ограничена. п

~ У^г ^ > У (2.18)

. Количество вагонов, включаемых в график на каждые сутки рабочего периода, на монет превышать суточной нормы перевалки.

(2.19)

Определение количества вагонов, вклвчаемых в график на каждые сутки рабочего периода,осуществляется в соответствии с трудоемкостью обработки одного вагона, нормой времени на обработку Подачи'вагонов в порту, а тяюке количеством трудовых ресурсов, занятых на выполнении вагонных работ.

+ 51! Ущль £ " ¿-/(2.20)

Емкость грузовых складов в зоне фронта обработки ограничена.

>0 (2.21)

Уе^*

Переменные модели должны быть неотрицательны и иметь целочисленное значение. . ■

Критерий оптимальности при функционировании рассматриваемой модели имеет вид (2.22):

Х2 С ' -"" (2.22)

¿Ло-х-

Выражение (2.22) означает, что в качестве оптимального принимается такое решение, которое обеспечк лет максимальное количество переработанного груза.

Математическая модель оптимального распределения ресурсов перевалочного порта

Искомыми величинами в математической модели распределения pecypcoi перевалочного порта являются: ^Pj ~ количество механизированных линий, выделяемых на обработку судна £ на причале в смену # по вариан-

kejj* - количество портовых рабочих,выделяемых на грузовой . фронт -j- для обработки вагонов. Ограничениями в рассматриваемой модели являются:

X ЮЩ 4 Jfh&tf ? (2.23)

Число механизированных линий,выделяемых на одно судно в смену,не должно превышать предела их концентрации по данному судну в смену. __

ZT lW * ^Mbyfit-Vf .(2.24,

Общее количество механизированных линий в смену,не должно превышать их фактического наличия.

^ ^^ T'S^W (2.25)

S&U rng-j

Объем судовых работ по всем причалам порта должен быть »»„о«м„. ^ f.

Объем'ва^онных работ по всем фронтам обработки должен быть выполнен. — г—t с *

мрЪ

v* Общее количество трудовых ресурсов для выполнения судных и вагонных работ в каждую смену не должно превышать их фактического наличия. {X»Sj*J , >й (2.205

Переменные модели должны быть неотрицательны и иметь целочисленные значения.

Критерий оптимальности в рассматриваемой модели имеет вид:

4i + S —~ »¿и (2>2?)

Выражение (2.29) означает,что в качестве оптимального при-

нимвется такое решение,которое обоспечивает минимум 'затрат трудовых и.технических ресурсов перевалочного порта на выполнение судовыт: ;{ вагонных работ..

В третьей главе рассматривается разработанная в составе диссертации автоматизированная система оперативного непрерывного управления работой водно-транспортного-узла.

Результаты исследований, выполненные в диссертационной работе i были использованы автором при разработке автоматизированной системы оперативного непрерывного управления' работой водно-транспортного узла ¿укрупненная структура которой представлена на рис.3.

Автомату ированНая система включает з себя десять взаимосвязанных .комплексов задач:

■I. формирование.информационной модели наличия вагонов на припортовой ■■станции и железнодорожном,полигоне.

2. 'Ü":"мирозвнМ9 информационной модели наличия флота в порту под обработкой,на рейдах прибытия И на подходе к порту.

' 3. ¿SopMípoванне информационной модели наличия грузов и коитей,-нзров на грузовых вкладах и площадках перевалочного порта.

.4.. Прогноз Дислокации и обработки, транспортных средств а пере-.валочнбм порту. '

5. Оперативное непрерывное управление работе^ водно-транспорт-нзгэ yc-.-R.

6. Сбпровстдений нормативной 5азь\

7. Сопровождение икформааденной базы.

8. Формирование и выдача оперативных непрерывных графиков об-, работки- транспортных средств и распределения ресурсов перевалочного порта. "

9. Информационно-справочная система. .

■■10i АзтоматизйрованшЙ информационный обмен между предприятиям транспортного узла. •" '

. Парные три комплекса задач предназначены для формирования йн-. фор'ацискнрй модели текущего состояния технологического процесса в ВТУ. Комплекс задач "Прогноз- дислокации й-, обработки транспортных средств .з перевалочном корту" прздетввляет собой автоматизированную); систему оперативного прогнозирования транспортного процесса в' перевалочном-' порту и-.при его разработка использована имитационная мрдйль Ш-модель),предст&вйе»]1ая в диссертационной ра-боте.В-р-5рул1->тпте .функционирования комплекса задач."Оперативное ■ непрерывное управление работо'й всдно-транспортного узла" в авто-МЗти:глр0ййг-п-!0!-!-'ре?'к;-1Я формируете í . оптимальные непрерывные графики-

обработки транспорты средств в перевалочном порту па основе использования раэрвботанкь-г в диссертации экономико-математических моделей (ЭЙМлодели) оптимального управления.

Сопровождение нормативной базы представляет собой комплекс программных средств осуществляющих ввод,корректировку и выдачу по запросу нормативно-справочной информации.Специальные программные средства позволяет выполнять проверку целостности и корректности информационней базы.восстановление информационных массивов и удаление недостоверных записей.

Информационно-справочная система реализована в виде комплекса программных "редстз.позволяющего пользователям в режиме диалоге с ЭВМ получать Необходимые справки о.наличия грузов на складах и площадках перевалочного порта.

Комплекс задач "Автоматизированный информационный обмен между предприятиями транспортного узла", позволяет в реальном режиме Времени принимать и передавать информационные сообщения.циркулирующие между перевалочным портом'и припортовой железнодорожной станцией.

- Программное обеспечение автоматизированной системы оперативного непрерывного управления работой ВГУ разработано автором на языке программирования высокого уровня М1ШРД операционной системы Д и а м с и предназначено для реализации на ЭВМ серии СМ ЭВМ (СМ-1420, ОМ-1425, СМ-1630 * й др.), с использо-

ванием ряда стандартных пакетов прикладных.программ.'

Эффективность использования й практическая ценность разработанной автоматизированной системы обусловлена следующими методическими положениями:

периодической разработкой стратегий оперативного непрерывного управления на определенную глубину.удовлетворяющую всех участников транспортного процесса,с применением методов имитации И оптимизации;

повышением .уровня взапгоувязанности и координации работы Предприятий смежников за счет эффективной системы информационного обмена между ними; .

возможностью получения оперативного прг ноза о состоянии технологического процесса перевалки грузов и обработки транспортных средств ,на любой момент времени, средствами имитационной модели работы перевалочного порта; .

повышением информационности аппарата,управления о ходе транс-

портного процесса и значительным оокращоняем времени,необходимого на разработку оптимальных стратегий управления.

Данная автоматизированная системе внедрена в опытную енсплу-атацию в Ленско-ОсатровскЬм транспортном узле.

Ее исйольэоввние существенно повысит експлуатехдеанно-эконо-мические показатели работы ЛОТУ ва счет:

сокращения времени обработки и непроизводительных простоев транзитного флота,перегрузочной техники и портовых рабочих| . сокращения суммарного простоя железнодорожных ввгЬНов} увеличения долг? прямой перевалки груаов. '•■ -.

О с н 0 в н ы'е реоуль'-ст ы д и о о ер т а ц V -о и н о г о и о г л е д о я а н н я э а и в to ч а в т с я в о л е д у в щ é m¡

1. Устанэплено.что в условия}? постепенного перехода на рыночные принципы управления экономикой одним из ааншш направлений повышения эффективности оперативного взаимодействия рааяи^шья ййдов транспорта в водно-транспортных узлах является panработке и ян5д-рение систеь! оперативного непрерывного управления*

2. Разраоотана методика обоснования глубины м иИтервалй бпвра-тивногэ непрерывного управления в шднс-трйнспортных-узлах»

3. Разработан синтез имитационной модели работы перавелочнегр порта и екокомйко-математйческих моделей опткмаЯьногс упрмяЫия.

4. Выполнено обоснование критериев отчгкадьиос та обработки транспортных средств и распределения ресурсов а услоьяйх йПбр^.тйЯ-пого непреЬывного управления.

б. Разработана и раяяйэоваиа нь ЭВл интерактивная дотеЦиОнИбв модель работы перавало-гкого пег^а.в основу построения которой полезен предложенный s Диссертации i. ¡.vn;; ^снсвкк аадзч.

6. Разр&ботан комплекс orohomüko-mí. е^йтическил кодзлчй ьыЯоря оптимальных стратегий оперативного украь^енкя odpsdoi'ssofi трако-шришх сруДсгв и распределен»?«-рёсуроаз пвреьялтиого порта,

г.'. Разработана и внедрена автоматкз5фЬвйН{1ая систола оперативного непрерывного уиразленш; работой гзодко-трйнлпоргного уолп, . предназначенная для айтума'гизкрбвкинаЙ рояраЗбтг.я о-тнмйльнья стратегий управления обработкой триас пер-ткых средств и решения задач оперативного регулирования тзхнологического процесс« пэре-. валки грузов..

Основные положения диссертации опубликованы в след..,.ош.ах

печатных работах:

1. Основные направления автоматизации непрерывного планирования работы транспортного узла,-В кн.: Эксплуатация портов, водных путей и портовых гидросооружений. Сб.научн.тр. - Д.1Л1ШГ.1990. - С.27-34.

2. Автоматизированный информационный ос'м«зн х«'ааду предприятиями транспортного узла. - 3 кн.: Применение средств вычислительной техники в задачах контроля и упряилешл. Сб.наугн.тр. -Л.¡ЛЮТ,1991. - П.42-48.

3. Экономйкониатеиатичосяая модель оптимального распределения ресурсов'перевалочного по{?га. - В кн.: Повышение эффективности организации и управления предприятиями репного транспорта. Сб.научи.тр. - Л. :ЛШГ,1991, - С.71-78. (в соавторстве).

Отпечатано на ротапринте ЛНБ'Га

Зак. 29 тир. 100 15.04.92 бесплатно