CC BY
13
УДК 656.621
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЭМПИРИЧЕСКОГО ПОДХОДА К ВЫБОРУ НАЗНАЧЕНИЙ СУДАМ ПРИ ОПЕРАТИВНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ РАБОТЫ ТАНКЕРНОГО
ФЛОТА
Корьев В.Ю., аспирант кафедры «Управление транспортом», ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного
транспорта»
В статье обозначена проблема решения задачи выбора назначений судам на стадии оперативного регулирования работы флота. Дана критика основного недостатка предшествующих работ в этой области. Освещены основные вопросы разработки формализованного эмпирического метода определения назначений судам танкерного флота на стадии оперативного регулирования на базе матриц оценочных критериев. Перечислены основные факторы, влияющие на процесс выбора назначений, которые необходимо учитывать при решении данной задачи. Приведен типовой пример задачи выбора назначений и подробно расписана технология решения эвристическим методом. В итоге, получено 3 варианта допустимых решений, каждому из которых дана оценка экономической эффективности.
Ключевые слова: принятие решений о назначениях судов, оперативное регулирование работы флота, метод экспертных оценок.
FORMALIZATION OF EMPIRICAL APPROACH TO SELECTION OF SHIP'S DESTINATIONS UNDER OPERATIVE REGULATION OF TANKER FLEET WORK
Korev V., the post-graduate student, Management of Transport chair, FSEIHE «Volga State University of Water Transport»
In the article designated problem of solution of selecting ship's destinations task on a stage of operating regulation fleet work. Dan's criticism of main flaw of previous work in this direction. It highlights the key issues of development of formalized empirical method for selecting ship's destinations for tanker fleet under operative regulation on the basis of evaluation criteria matrix. List the main factors influencing the selection process of appointments that need to be taken into account when dealing with this problem. An example of a typical task of selecting ship's destinations and described in detail the technology solutions heuristic method. As a result, we got 3 options ofpossible solutions, to each of which assesses the cost-effectiveness.
Keywords: making decisions regarding ship destinations, operative regulation of fleet work, method expert estimations.
Сегодня, в практике управления работой флота, довольно остро стоит задача поиска оптимальных вариантов назначений судам при рейсовом планировании и регулировании. Данная задача упоминалась ранее в работах многих ученых,но наиболее подробно изложена в работах д.т.н. Платова Ю.И. [1], [2], однако следует отметить, что предложенные алгоритмы применить на практике довольно проблематично и при решении многофакторных задач в комплексной постановке без достаточного уровня автоматизации управленческих процессов невозможно.
В данной статье мы предлагаем полуавтоматический метод поэтапного выбора назначений судам, учитывающий все значимые факторы. Для решения этой задачи используем метод экспертных оценок по матрицам оценочных критериев. Предлагаемый нами подход позволяет решать эту задачу в комплексной постановке без построения сложных автоматизированных систем сбора, хранения и обработки информации.
Типичная задача назначения выглядит следующим образом: Имеется несколько судов, которые необходимо назначить на некоторое количество рейсов. Все суда пригодные для перевозки в условияхпредложенных рейсов. Все суда в исходный момент времени
находятся в разных точках дислокации и имеют разное количество запасов топлива на борту. Кроме того, каждое судно завершило или завершает перевозку определенного груза, и грузовые танки находятся в неподготовленном состоянии, т.е. на подготовку к тому или иному рейсу может потребоваться дополнительное время и денежные средства. В то же время мы имеем несколько портов погрузки разными видами груза и в разном количестве, где суда ожидают в определенные периоды времени, соответственно прибытие раньше заявленного временного окна грозит расходами на ожидание постановки, а прибытие позже - отменой рейса. Отметим так же, что расходы на судозаходы в порты погрузки и выгрузки отличаются по разным типам судов. Кроме того, каждому судну необходимо топливо, для рейса, которое можно приобрести в любом из встречающихся пунктов бункеровки, на балластном или груженом переходе, причем всегда остается условие, что в любой момент времени на судне должно быть достаточное количество топлива, для продолжения рейса.Количество запасов на борту (особенно топливо) может оказывать существенное влияние на количество груза, которое предстоит погрузить. Поэтому не всегда целесообразно искать пункт бункеровки по самой низкой цене, решения необходимооценить исравнить.
Таблица 1. Информация по рассматриваемому флоту
Название судна/Проект Дислокация на текущий момент Наименование груза в предыдущем рейсе
ВФ Танкер-1/РСТ-27 Керченский пролив Мазут
ВФ Танкер -2/РСТ-27 Керченский пролив Мазут
ВФ Танкер -3/РСТ-27 Керченский пролив Мазут
ВФ Танкер -4/РСТ-27 Керченский пролив Дизельное топливо
Механик Антонов/19614 Поти, Грузия Дизельное топливо
Механик Сазонов/19614 Керченский пролив Подсолнечное масло
Механик Харитонов/19614 Пролив Босфор, Турция Бензин
Рейс Наименование груза Временноеокно подачи под погрузку Количество груза для проектов РСТ-27/19614
Ростов-451aa Кавказ Мазут 05-07/08/2015 5750/5250
Самара-451aa Кавказ Дизельное топливо 10ppm 10-13/08/2015 4300/4050
Кавказ-Батуми Бензин 05-08/08/2015 5500/4600
Татьянка-Поти Бензин 10-12/08/2015 5750/4050
Ростов-451aa Кавказ Нафта 09-13/08/2015 5600/4600
Таблица 2. Информация по рассматриваемым рейсам
Таблица 3. Приоритеты назначений по критериям возможности перевозки и оценки затрат на подготовку танков
Название судна/Проект
и
г £
Шаг 1: допустимость перевозки
ВФ Танкер-1/РСТ-27
ВФ Танкер-2/РСТ-27
ВФ Танкер-3/РСТ-27
ВФ Танкер-4/РСТ-27
Механик Антонов/19614
Механик Сазонов/19614
Механик Харитонов/19614
Шаг 2: тип замывки
ВФ Танкер-1/РСТ-27
ВФ Танкер-2/РСТ-27
ВФ Танкер-3/РСТ-27
ВФ Танкер-4/РСТ-27
Механик Антонов/19614
Механик Сазонов/19614
Механик Харитонов/19614
Шаг 3: итог первого этапа оценки
ВФ Танкер-1/РСТ-27 3 3 1 1 1
ВФ Танкер-2/РСТ-27 3 3 1 1 1
ВФ Танкер-3/РСТ-27 3 3 1 1 1
ВФ Танкер-4/РСТ-27 3 2 2 2 3
Механик Антонов/19614 3 2 2 2 3
Механик Сазонов/19614 0 2 2 2 2
Механик Харитонов/19614 2 2 3 3 3
Таблица 4. Приоритеты назначений по критериям возможности погрузки необходимого количества груза и прибытия в согласованное временное окно
Примечание: Значения приоритетов на шаге 1:1 - перевозка допустима; 0 - перевозка недопустима.
Значения приоритетов на шаге 2:3 - не требуется подготовка; 2 -необходима мойка в один цикл; 1 - необходима мойка в 2 цикла; 0 - перевозка недопустима.
Значения приоритетов на шаге 3: произведение значений приоритетов определенных на шаге 1 и 2.
Можно видеть, что число взаимосвязей в такой задаче очень велико, даже при небольшом количестве судов и пунктов назначения.
Решение такой задачи традиционными методами на базе линейных или нелинейных оптимизационных моделей весьма проблематично. Именно поэтому целесообразно рассмотреть эмпирические способы решения задачи выбора назначений.
Исходные данные для задачи выбора назначений представим в виде таблиц данных по имеющемуся флоту и предлагаемым рейсам (см. таблицы 1 и 2):
На первом этапе определим приоритеты назначений повоз-можности перевозки данного груза данным танкером и затратам на подготовку танков к погрузке заданного груза, для этого строится матрица приоритетов (см. таблицу 3).
На втором этапе определяются возможности вывоза договорного объема грузаи прибытия в согласованное временное окно под погрузку (см. таблицу 4).
На третьем этапе происходитпроверка достаточности имеющегося на борту топлива для следования в пункт бункеровки с наименьшей ценой или совершения рейса целиком (см. таблицу 5).
Из таблицы 5видно, что все суда потенциально могут быть назначены на все рейсы исходя из требований по достаточности наличия топлива, но при условии бункеровки топливом в процессе совершения рейса.
Кроме того, отмечены данные по предпочтительным пунктам бункеровок, для каждого варианта рейса.
Название судна/Проект Ростов-451aa Кавказ Самара-451aa Кавказ Кавказ-Батуми Татьянка-Поти Ростов-451aa Кавказ
Шаг 1: возможность погрузки количества груза, согласного в заявке на перевозку
ВФ Танкер-1/РСТ-27 1 1 1 1 1
ВФ Танкер -2/РСТ-27 1 1 1 1 1
ВФ Танкер -3/РСТ-27 1 1 1 1 1
ВФ Танкер -4/РСТ-27 1 1 1 1 1
Механик Антонов/19614 1 1 1 1 1
Механик Сазонов/19614 1 1 1 1 1
Механик Харитонов/19614 1 1 1 1 1
Шаг 2: прибытие в согласованное временное окно под погрузку
ВФ Танкер-1/РСТ-27 2 2 2 2 1
ВФ Танкер -2/РСТ-27 2 2 2 2 1
ВФ Танкер -3/РСТ-27 2 2 2 2 1
ВФ Танкер -4/РСТ-27 2 2 2 2 1
Механик Антонов/19614 0 0 0 0 2
Механик Сазонов/19614 0 2 2 2 1
Механик Харитонов/19614 0 0 0 0 2
Шаг 3: итог второго этапа оценки
ВФ Танкер-1/РСТ-27 2 2 2 2 1
ВФ Танкер -2/РСТ-27 2 2 2 2 1
ВФ Танкер -3/РСТ-27 2 2 2 2 1
ВФ Танкер -4/РСТ-27 2 2 2 2 1
Механик Антонов/19614 0 0 0 0 2
Механик Сазонов/19614 0 2 2 2 1
Механик Харитонов/19614 0 0 0 0 2
Примечание: Значения приоритетов на шаге 1:1 - судно удовлетворяет требованиям по загрузке; 0 - судно не удовлетворяет требованиям по загрузке.
Значения приоритетов на шаге 2:2 - судно прибывает в согласованное временное окно; 1 - судно прибывает ранее согласованного временного окна, что, скорее всего, повлечет дополнительный простой за счет судовладельца; 0 - судно прибывает позднее согласованного временного окна, что, скорее всего, повлечет отмену рейса.
Значения приоритетов на шаге 3: произведение значений приоритетов определенных на шаге 1 и 2.
Далее строим финальную итоговую матрицу приоритетов (см. таблицу6), где соблюдаются все необходимые требования к назначениям, значения критериев вкоторой, являются произведением всех предыдущих итоговых матриц на каждом этапе, с указание предпочтительных пунктов бункеровки.
Эта матрица является финальной стадией решения поставленной задачи.
Из таблицы 6 можно видеть приоритетные суда для каждого перспективного рейса и провести финальную оценку предпочтений по назначениям.
Далее, для каждого назначения судна на рейс рассчитываем тайм-чартерный эквивалент (далее ТЧЭ, см. формулу 1), а для варианта совокупности назначенийрассчитываемсводный ТЧЭ или любой другой комплексный экономический показатель эффективности. Мы рассмотрим варианты по критерию оценки ТЧЭ (см. таблицу 7).
ТКАШРОКТ БШШБББ Ш КШБТА | №5 2016 | 99
0
1
Таблица 5. Приоритеты назначений по критерию достаточности имеющегося на борту топлива
Таблица 6. Итоговая матрица приоритетов
Название судна/Проект
Пункты бункеровки с минимальной стоимостью при назначении на рейс
Стоимость топлива в данном пункте, USD/т.
Ев О
S3
о Рч
250
и й а
ч
о И
200
S S
Ё1
Ев S
ч
о а
в -
г а
320
и й а
ч
о И
200
Ев О
S3
о Рч
250
проверка достаточности имеющегося на борту топлива при движении до пункта бункеровки или совершения рейса целиком
ВФ Танкер-1/РСТ-27
ВФ Танкер-2/РСТ-27
ВФ Танкер-3/РСТ-27
ВФ Танкер-4/РСТ-27
Механик Антонов/19614
Механик Сазонов/19614
Механик Харитонов/19614
Примечание: 2 - топлива достаточно для выполнения последующего рейса целиком без дополнительной бункеровки; 1 - топлива достаточно для прибытия в пункт ближайшей бункеровки; 0 - топлива недостаточно для прибытия в пункт ближайшей бункеровки.
тчэ тчэ
Qe-Fr—(Epa+Ef+Ew) tvoy
Qe
(1)
где: - тайм-чартерный эквивалент, USD/сут;
Fr
грузка судна в рейсе, тонн; - ставка фрахта за перевозку, USD
eda ef
/т; - затраты на портовые и путевые сборы, USD;
EW
-затраты на топливо, USD; - затраты на подготовку танков
tvoy
к погрузке текущего груза, USD; - продолжительность
рейсооборота, сут.
В данной статье рассмотрели три варианта назначений и по каждому получили разные показатели экономической эффективности, тем не менее,каждый вариант удовлетворяет заявленным требованиям и входит в область допустимых значений.
Описанный метод экспертных оценок по матрицам оценочных критериев не требует создания сложной автоматизированной системы и может быть использован любым специалистом для решения задачи выбора назначений при оперативномрегулировании работы танкерного флота.
Литература:
[1]. Платов, Ю.И. Алгоритм выбора назначений судам при оперативном регулировании работы флота / Ю.И. Платов // Труды / ГИИВТ. - Горький, 1983. - Вып. 195. - С. 3-10.
[2]. Платов, Ю.И. Оперативное управление работой речного нефтеналивного флота: автореф. док.техн. наук: 05.22.19 / Ю.И. Платов. - Н.Новгород, 1998. - 48 с.
3 и Ев а И 3 и Ев а И и S 5 и т о к 3 И Ев а И
Название судна/Проект а ЦП а о т О о Рч а ЦП р а S а и И А а и Ев а И СЗ и Я к - S3 Н а ЦП ^т Ев О т О о Рч
ВФ Танкер-1/РСТ-27 6 6 2 2 1
ВФ Танкер -2/РСТ-27 6 6 2 2 1
ВФ Танкер -3/РСТ-27 6 6 2 2 1
ВФ Танкер -4/РСТ-27 6 4 4 4 3
Механик Антонов/19614 0 0 0 0 6
Механик Сазонов/19614 0 4 4 4 2
Механик Харитонов/19614 0 0 0 0 6
пункты бункеровки остов ад р г о г л в и ило р п ь ч ад р г о г л в о отс о Р
Во р а Во
Таблица 7. Варианты решения задачи
Название судна/Проект Ростов-451aa Кавказ Самара-451aa Кавказ Кавказ-Батуми Татьянка-Поти Ростов-451aa Кавказ ТЧЭ, долл. США
Вариант назначений №1
ВФ Танкер-1/РСТ-27 1 7 612,00
ВФ Танкер-2/РСТ-27 1 3 478,02
ВФ Танкер-3/РСТ-27 0,00
ВФ Танкер 4/РСТ-27 1 501,82
Механик Антонов/19614 1 3 649,32
Механик Сазонов/19614 1 1 052,18
Механик Харитонов/19614 0,00
Сводный ТЧЭ 2 852,27
Вариант назначений №2
ВФ Танкер-1/РСТ-27 0,00
ВФ Танкер-2/РСТ-27 1 3 478,02
ВФ Танкер-3/РСТ-27 1 7 533,60
ВФ Танкер-4/РСТ-27 1 2 306,80
Механик Антонов/19614 0,00
Механик Сазонов/19614 1 -488,89
Механик Харитонов/19614 1 3 271,23
Сводный ТЧЭ 3 047,46
Вариант назначений №3
ВФ Танкер-1/РСТ-27 1 7 612,00
ВФ Танкер-2/РСТ-27 1 3 478,02
ВФ Танкер-3/РСТ-27 1 -340,30
ВФ Танкер 4/РСТ-27 1 2 306,80
Механик Антонов/19614 1 3 649,32
Механик Сазонов/19614 0,00
Механик Харитонов/19614 0,00
Сводный ТЧЭ 3 038,01
Примечание: 1- признак назначения.
