Управление работой флота при трамповом судоходстве

Выбор лучшего из возможных  решений называется оптимизацией. В  теории принятия оптимальных решений в общем виде различают две группы методов оптимизации - активный и пассивный.

К активным методам оптимизации  относятся методы исследования операций - математические или экономико-математические методы нахождения оптимальных решений, среди которых: методы линейного и нелинейного, динамического и стохастического программирования, комбинаторные методы, теория игр и др. Суть активных методов заключается в целенаправленном переборе множества допустимых вариантов или альтернатив, при котором на каждом шаге (итерации) осуществляется целенаправленное приближение к оптимуму.

Пассивные методы представляют собой тривиальный перебор всех возможных вариантов, и заключается  в выполнении полного объёма расчётов по каждому из вариантов до нахождения численного значения критериального показателя. Выбор оптимального варианта в этом случае осуществляется на основании сравнения значений критериального показателя и предпочтении того варианта, который обеспечивает его максимальное или минимальное значение (в зависимости от постановки задачи).

Задача, поставленная в  курсовой работе, решается вариантным методом в последовательности, представленной на схеме обобщенного алгоритма  принятия управленческих решений (рис.2).

Рис.2. Структурная схема  обобщённого алгоритма принятия решений

(эксплуатационно-экономических  обоснований)

 

Раздел 2. Выбор судна для выполнения перевозки

2.1. Определение норм загрузки судов

Норма загрузки судов определяется их технико-эксплуатационными  параметрами, транспортными характеристиками грузов и условиями судоходства и принимается минимальной исходя из:

• минимальных гарантированных глубин на речных участках водного пути и соответствующей грузовой марки в морских бассейнах (условий судоходства),
• удельного погрузочного объёма (транспортных характеристик) грузов.

 

Норма загрузки судна при плавании в открытых морях и реках на участках, где осадка судна является лимитирующей ( ) (1), определяется по выражению:

 

 

(2)

где:  Q_р – регистровая грузоподъёмность судна, т;

         hг – минимальная гарантированная глубина участка водного пути (принимается равной 4 м );

        hзд – минимальный запас воды под днищем судна (0,4 м для шлюзов);

         То и Тг – осадка судна порожнём (в балласте) и в грузу, м.

На участке водного пути Важины – Санкт-Петербург судно проходит Нижнесвирский шлюз. Левая часть неравенства (1) в условиях ограниченных глубин определяет максимально допустимую (так называемую эксплуатационную — Т_э) осадку судов на соответствующем участке водного пути:

-для судна Балтийский пр.781 :

Т_э =4-0,4=3,6м>3,4м.

Осадка судна Балтийский пр.781 не является лимитирующей на данном участке пути, так как  не соблюдается неравенство.

Норма загрузки судна Балтийский пр.781 будет равна его грузоподъемности.

-для судна Сормовский пр. 1557:

Т_э =4-0,4=3,6м<3,7м.

Осадка судна Сормовский пр. 1557 является лимитирующей на данном участке пути, так как соблюдается неравенство.

- для судна Ладога 787:

Т_э =4-0,4=3,6м>3,5м.

Осадка судна Ладога пр.787 является не лимитирующей на данном участке пути, так как не соблюдается неравенство.

Норма загрузки судна  Ладога пр.787 будет равна его грузоподъемности.

 Далее по формуле  (2) определим норму загрузки для судов, где осадка судна является лимитирующей:

- для судна Сормовский  пр.1557:

Q_э=f(hг)=3000т*(4м-0,4м-1,21м)/(3,7м-1,21 м)=2880 т

 

Далее необходимо определить категорию груза путем сопоставления  удельного погрузочного объема груза (w_г) и удельной грузовместимости судна (w_c):

1. «легкий» - w_c<w_г;

2. «нормальный» - w_c=w_г;

3. «тяжелый»  - w_c>w_г.

При перевозке  нормальных и тяжелых грузов грузоподъемность судна используется полностью, а при перевозке легких – недоиспользуется.

Удельные грузовместимости рассматриваемых судов определяются по формуле:

w_c= W_р/Q_р, м³/т,                  (3)

где:   W_р – вместимость трюмов, м³;

         Q_р – грузоподъёмность судна, т.

 

-для судна Балтийский пр.781:

w_c=3467/2000=1,73 м³/т

-для судна Сормовский пр. 1557:

w_c=4300/3000=1,43 м³/т

- для судна Ладога  пр.787:

w_c=3040/1385=2,19 м³/т

 

Удельный погрузочный  объем груза «балансы» равен 2,0 м³/т. Таким образом, можно сделать вывод о том, что для судов Балтийский пр.787 и Сормовский пр. 1557, ,груз является лёгким . А для Ладога 787 является тяжелым. В случае перевозки «тяжелых» грузов, норма загрузки судна принимается равной его грузоподъемности. При перевозке легких грузов грузоподъёмность недоиспользуется и норма загрузки в этом случае вычисляется по выражению:

                              (4)

-для судна Балтийский пр787 :

=3467/2=1733,5 т

- для судна Сормовский  пр.1557:

=4300/2=2150 т

 

Для лучшего  использования грузоподъемности, увеличения нормы загрузки судов при перевозке  легких грузов часть груза может  быть размещена на палубе, если физико-химические свойства и транспортные характеристики груза позволяют применить такую технологию перевозку.

 Лесные грузы для универсальных судов, как правило, являются легкими, а свойства этих грузов позволяют осуществлять их перевозку на палубе с соответствующим креплением. Опыт, или, как говорят, «хорошая морская практика», свидетельствует о том, что при перевозке лесных грузов без потери остойчивости судов допускается размещение на палубе до 30% груза, расположенного в трюмах. С учетом этого обстоятельства для условий курсовой работы можно записать:

                       (5)

где: — количество (масса) груза, размещенного в трюмах, г,

       Q^пл_э – масса груза на палубе, т.

  При этом должно соблюдаться условие

-для судна Балтийский  пр.787:

0,3*1733,5=520 т

Qэ=1733,5+520=2254 т

При этом надо иметь в виду, что, по определению, норма загрузки судна вообще, в том числе с учетом размещения груза в трюмах и на палубе, не должна превышать регистровой грузоподъемности судна, т. е.

2254≥2000т

Норма загрузки судна не может быть больше чем грузоподъемность судна , следовательно, для расчетов берем максимальную норму загрузки 2000т, из них 266,5 т можно погрузить на палубу.

 

 

 

- для судна Сормовский пр.1577:

0,3*2150 т=615 т

Qэ=2150+645=2795 т

2795т < 3000т

 

Следовательно, норма загрузки будет недоиспользоваться.

-для судна Ладога пр. 787 (груз тяжёлый):

Qэ= Qр

Qэ=1385 т

Но норма  должна иметь единственное и конкретное значение. В таком случае устанавливаем  норму загрузки судна как минимальное  значение из двух возможных:

«Балтийский»  пр. 781Q_э  =min{ Q_э = f(w_г); Q_э = f (h_г)} =f (h_г)= 2000 т.

«Сормовский»  пр.1557 Q_э  =min{ Q_э = f(w_г); Q_э = f (h_г)} =f (w_г)=2795 т.

«Ладога» пр.787 Q_э  =min{ Q_э = f(w_г); Q_э = f (h_г)} =f (h_г)= 1385 т.

 

 

2.2. Расчет продолжительности рейса

Технологические процессы работы транспортного флота  в общем виде представляют собой  регламентированную совокупность транспортных операций, выполняемых судами при  осуществлении транспортной работы. Для трампового судоходства характерны два вида технологических процессов работы судов — рейс и оборот.

Рейс — это  регламентированная совокупность транспортных операций, выполняемых судном от пункта отправления до пункта назначения, включая операции, выполняемые в  этих пунктах.

Рейсы, в зависимости от характера выполняемой работы, делятся на груженые и порожние (балластные).

Оборот судна регламентирует состав и последовательность транспортных операций, выполняемых судном между  двумя последовательными погрузками.

Оборот может  состоять из одного груженого рейса или одного груженого и одного порожнего рейса при соответствующей организации перевозок и работы флота, зависящего от параметров грузовой базы. Если в процессе работы флота чередуются груженые и порожние рейсы, то при определении структуры и продолжительности оборота порожний рейс относится на последующий груженый.

Продолжительность груженого рейса для условий  курсовой работы определяется по выражению:

, ч,                   (6)

где  — продолжительность операций следования с грузом в море, ч;

- продолжительность операций следования  с грузом по ВВП (реке), ч;

 — продолжительность стоянки  (операций обслуживания судна)  в порту погрузки, ч;

 — продолжительность стоянки  (операций обслуживания судна)  в порту выгрузки, ч.

Продолжительность операций следования с грузом в море

, ч,                   (7)

где  — расстояние перевозки груза на морском участке, км;

 — техническая скорость  движения судна с грузом на  море, км/ч:

, км/ч                 (8)

где  — расчетная скорость движения судна:

_{, км/ч,}                (9)

где  — паспортная скорость движения судна порожнем (в балласте) и в грузу соответственно, км/ч,

 — коэффициент использования  грузоподъёмности судна;

 — коэффициент, учитывающий  потери скорости хода под влиянием  факторов навигационного характера.  Для судов смешанного «река—море»  плавания рекомендуется принимать  = 0,85;

        — коэффициент резервного времени, учитывающий задержки в пути по гидрометеорологическим причинам.

По формуле (9) определим расчетную скорость движения судна:

Балтийский  пр.781: V_∞ε1 = 21,7-1*(21,7-19,6) = 19,6 км/ч;

= Qэ/ Qр

=2000/2000=1

Сормовский пр. 292: V_∞ε2 = 20,7-0,93*(20,7-19,8) = 19,83 км/ч;

=2795/3000=0,93

Амур пр.92-040: V_∞ε3 = 19,9-1*(19,9-18,9) = 18,9 км/ч.

=1385/1385=1

       По формуле (8) определим технические скорости движения судов с грузом на море:

Балтийский  пр.781: U^м_гр1 = 19,6*0,85 = 16,66 км/ч;

Сормовский  пр. 1557: U^м_гр2 = 19,83*0,85 = 16,85 км/ч;

Ладога пр.787: U^м_гр3 = 18,9*0,85 = 16,06 км/ч.

По формуле (7) определим продолжительность операций следования с грузом на море для каждого из рассматриваемых судов:

Балтийский  пр.787: Σt^мгр_сл1 = (1192/16,66)*(1+0,07) = 76,55 ч;

Сибирский пр. 292: Σt^мгр_сл2 = (1192/16,85)*(1+0,07) = 75,69 ч;

Амур пр.92-040: Σt^мгр_сл3 = (1192/16,06)*(1+0,07) = 79,41 ч.

           Продолжительность операций следования по речным участкам, включают ходовое время между пунктами и стояночное время в пути, связанное, главным образом, со шлюзованием и прохождением затруднительных участков, включая мосты:

Балтийский  пр.781: =(2+4+12+6)+23=47 ч;

Сормовский пр. 1557: =(2+4+12+6)+22=46 ч;

Ладога пр.787: =(2+4+12+6)+23=47 ч.

 

Продолжительность стоянки  в отечественных речных портах погрузки-выгрузки:

                                      

                                      (10)

где: - судо-часовые нормы погрузки-разгрузки судов в отечественных речных портах, т/ч ;

       - продолжительность прочих (кроме грузовых работ) стоянок в речных портах .

Балтийский  пр.781: 2000/47+8=50,55 ч;

Сормовский  пр. 1557: 2795/46+8=68,7 ч;

Амур пр.92-040: 1385/47+8=37,46 ч;

Продолжительность стоянки в морских портах

                                             

                                                  (11)

где : - валовая норма обработки в морских портах, т/ч .

Балтийский  пр.781: 2000/50=40 ч;

Сормовский пр. 1557: 2795/50=55,9 ч;

Ладога пр.787: 1385/50=27,7 ч.

По формуле (6) определим продолжительность груженого  рейса для каждого из рассматриваемых  судов:

Балтийский пр.781: t_гр1 = 76,55+47+50,55+40= 214,1ч

Сормовский пр. 1557: t_гр2 = 75,69+46+37,46+55,9= 215,05 ч

Ладога пр.787: t_гр3 = 79,41+47+37,46+27,4= 191,27 ч

Продолжительность балластного перехода (рейса), предшествующего  рассматриваемому гружёному рейсу, определяется по выражению: