авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Организация эффективного взаимодействия железнодорожного и морского транспорта в припортовых транспортных узлах

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

НОВИКОВ ПЕТР АНДРЕЕВИЧ

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО И МОРСКОГО ТРАНСПОРТА В ПРИПОРТОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛАХ

05.22.08 – Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Екатеринбург 2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС) Федеральное агентство железнодорожного транспорта.

Научный руководитель - лауреат государственной премии,

доктор технических наук,

профессор Козлов Петр Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Бородин Андрей Федорович

кандидат технических наук,

доцент Тушин Николай Андреевич

Ведущее предприятие – ОАО «Научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (ОАО «НИИАС»).

Защита состоится «19» декабря 2008 г. в 10.30 часов на заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при Уральском государственном университете путей сообщения» (УрГУПС) по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд. 283. Факс: (343) 358-47-66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «18» ноября 2008 г.

Отзывы на автореферат, в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета по почте.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор В.Р. Асадченко

Характеристика работы.

Актуальность проблемы. Проблема взаимодействия железнодорожного и морского транспорта является одной из самых болезненных и она постоянно обсуждается - почему сотни железнодорожных составов простаивают на подходах к портам? Проблема имеет важное теоретическое и практическое значение. Теоретическое – потому что это требует разработки принципов и моделей согласованного развития инфраструктуры и взаимоувязанной технологии, а также моделей управления потоками в соответствии с ритмами погрузки. Практическое – это важно не только для припортовых транспортных узлов, но и для экономически взаимодействующих крупных предприятий. Разработанные принципы эффективного взаимодействия, критерии и методы оптимизации могут быть применены для решения довольно широкого класса практических задач.

Целью диссертационной работы являлось разработка теоретических основ, методов оптимизации и организационных форм, позволяющих в совокупности построить эффективное взаимодействие двух видов транспорта в припортовых транспортных узлах.

Для этого было необходимо решить следующие задачи:

  • четко структурировать зоны взаимодействия в соответствии с объективными условиями;
  • сформулировать задачи для каждой зоны;
  • предложить критерии и методы оптимального управления потоками для всех зон;
  • разработать методику расчета рациональных технических и технологических параметров транспортных узлов с помощью имитационных моделей;
  • разработать логистику процесса взаимодействия на основе предложенных подходов в условиях существующей информационной среды и реальной структуры управления перевозками.

Объектом исследования являлся процесс потокового взаимодействия двух видов транспорта.

Методы исследования. Исследование проводилось с позиций системного подхода. Использовалось имитационное моделирование, теория математической статистики, линейное программирование (в том числе, оригинальные постановки динамической транспортной задачи).

В своих исследованиях автор опирался на труды отечественных и зарубежных ученых, в том числе В.Н. Образцова, А.П. Петрова, В.М. Акулиничева, А.Э. Александрова, А.П. Батурина, А.Ф.Бородина, Ю.В. Дьякова, И.Б. Сотникова, Е.А. Сотникова, П.А. Козлова, И.Т. Козлова, В.П.Козловой, В.Н.Лившица, И.П.Новиковой, О.В.Осокина, В.А. Персианова, Е.М. Тишкина, Л.П. Тулупова, Н.А.Тушина, В.Г. Шубко, Н.С. Ускова, В.А. Шарова, С.С.Шавзиса, Н.В.Якушева, использовались разработки ведущих научных организаций отрасли.

Научная новизна работы. Впервые сформулирована структура зон взаимодействия, поставлены функциональные задачи и предложены критерии и методы оптимального управления потоками в каждой зоне. Разработан метод расчета согласованного подвода потоков к грузовым терминалам, реализованный в имитационной модели. Создана методика расчета рациональных технических и технологических параметров транспортных узлов на имитационной модели, что необходимо для эффективного взаимодействия.

Практическая значимость исследования. Разработанная логистика процесса взаимодействия на основе предложенных подходов в рамках существующей информационной среды и реальной структуры управления перевозками в ОАО РЖД может быть с успехом применена для улучшения работы припортовых транспортных узлов. Предложенные принципы и методы оптимального управления потоками можно использовать для организации согласованного подвода грузов крупным потребителям. Методика расчета рациональных технических и технологических параметров транспортных узлов с помощью имитационного моделирования может быть полезной при обосновании инвестиций в развитие транспортных узлов.

На защиту выносится технология рационального взаимодействия двух видов транспорта в стыковом узле и на ближних и дальних подходах, в том числе:

- методика структурирования зон взаимодействия с постановкой функциональных задач;

- критерии и методы управления потоками в зонах, обеспечивающие оптимальное взаимодействие;

- метод расчета согласованного подвода грузов в соответствии с конечными ритмами, реализованный в имитационной модели;

- методика расчета параметров транспортных узлов, обеспечивающих структурное и технологическое согласование взаимодействующих видов транспорта.

Реализация результатов работы.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Молодежной научно-практической конференции в рамках Уральской горнопромышленной декады (УГГУ, г. Екатеринбург, 14-23 апреля 2008 г.); XIV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (РГППУ, г. Екатеринбург, 22 апреля 2008 г.); Шестой Международной научно-практической конференции «ТелекомТранс-2008» (РГУПС, г. Ростов-на-Дону, 20-22 мая 2008 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегия развития» (УрГУПС, г. Екатеринбург, 15-17 октября 2008 г.); XIII Международной научно-практической конференции «Конкурентоспособность в условиях информационного общества: опыт стран БРИК» (Гос. университет управления, г. Москва, 22-24 октября 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы – 2008» (г. Москва, 21-23 октября 2008 г.) Всего на 6 конференциях.

Результаты диссертационных исследований были доложены на кафедре «Управление эксплуатационной работой» Уральского государственного университета путей сообщения.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 9-ти печатных работах. Общий объем публикаций около 1,25 п.л., из которых автору принадлежит 0,9 п.л. Четыре статьи опубликованы в журналах «Транспорт Урала», «Вестник РГУПС», «Транспорт: наука, техника, управление», входящих в Перечень изданий рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций, остальные статьи опубликованы в сборниках научных трудов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и трех приложений. Содержание изложено на 232 машинописных страницах, в том числе включая 75 рисунков на 75 страницах и 4 таблицы на 4 страницах. Библиографический список содержит 101 наименование.

Содержание работы.

Во введении формулируются проблемы взаимодействия и ставится задача исследования.

В главе 1 «Проблемы взаимодействия железнодорожного и морского транспорта и существующие методы его оптимизации» приводится детальный анализ недостатков взаимодействия и существующих подходов к их устранению. Основными причинами задержек составов на подходах к портам следует считать:

- несоответствие уровня развития портовых мощностей и припортовых станций возрастающим объёмам внешнеторговых перевозок;

- единые технологические процессы работы портов и станций примыкания не соответствуют современным условиям;

- недостатки во взаимодействии портов, стивидорных компаний, станций примыкания и припортовых дорог из-за отсутствия современных логистических технологий.

Показано, что проблема эффективного взаимодействия включает три взаимосвязанные части – согласование техническое, технологическое и управления. Поэтому необходимо, во-первых, корректно рассчитать параметры взаимодействующих подсистем. Проблема в настоящее время решается весьма упрощенно. Во-вторых, нужно разработать принципы построения управляемой технологии с двух сторон взаимодействия. При этом следует исходить из принципа, что более управляемая технология должна быть с той стороны, в которой объективно возможна большая управляемость. В данном случае, это железнодорожная подсистема, ибо подходящий поток более многоструйный (для погрузки одного судна требуется груз из нескольких сот вагонов).

Для определения параметров узлов необходимо выбрать соответствующие методы расчета. Опыт показывает, что возможности аналитических моделей ограничены тем, что они могут опираться только на формализованные знания. Но основную часть знаний о сложных транспортных системах составляют знания опытного характера или частично-формализованные. Приведенный в диссертации анализ существующих методов расчета показал, что наиболее адекватным является имитационное моделирование. Оптимизация в этом случае требует наличия встроенных процедур и алгоритмов направленного поиска.

В главе 2 «Теоретические основы рационального взаимодействия» выделены структурные зоны транспортных подсистем, сформулированы принципы эффективного взаимодействия и предложены методы его оптимизации.

Взаимодействие начинается с момента выбора ритма отгрузки грузов назначением в порт и появления судов в прогнозной области. В логистике эти пространства рассматривались без разделения на составляющие. Анализ показал, что их надо структурировать, так как отдельные части существенно отличаются по характеру и задачам взаимодействия. По структурным и функциональным особенностям предлагается выделить по три зоны со стороны морского и железнодорожного транспорта (рис.1).

Зоны дальнего, среднего и ближнего взаимодействия имеют свои особенности, хотя все они должны функционировать как подсистемы одной системы.

Степень управляемости процессов в железнодорожной подсистеме значительно выше, потому что поток разбивается на большее число струй (рис.2). Непосредственное, контактное взаимодействие происходит в ближних зонах. С железнодорожной стороны – это склады и подобранные группы вагонов на припортовой железнодорожной станции. С морской стороны – это суда у причалов под погрузкой. Здесь имеется полная информация о требуемом ритме погрузки и имеется непосредственная возможность управлять грузовыми и технологическими процессами. С морской стороны – это возможность гибко менять режим загрузки различных отсеков судна. С железнодорожной – управление подачей груза под погрузку со складов или из вагонов. Естественно, возможности управления у железнодорожной подсистемы больше.

Задачей взаимодействия ближних зон является обеспечение требуемого ритма погрузки. Критерий взаимодействия следует формулировать как минимум приведенных суммарных задержек в грузовых и технологических операциях

(1)

где задержка при выполнении технологической операции i-го типа, начавшейся в момент t;

- затраты, связанные с единичной задержкой операции i-го типа;

- задержка при выполнении грузовой операции j-го типа, начавшейся в момент t;

- затраты, связанные с единичной задержкой операции j-го типа.

Соотношение величин и выбирается в зависимости от степени «стесненности» железнодорожной станции с помощью имитационных экспериментов. Нерациональное использование технологических возможностей станции приведет, во-первых, к задержке грузовых операций, а, во-вторых, оставит станцию в плохом функциональном состоянии для следующего судна. В качестве метода оптимизации процессов взаимодействия в ближней зоне предлагается разработанный в диссертации имитационный метод динамического согласования И-МДС с использованием подробной модели.

Рис. 1. Структура зон взаимодействия.

Рис.2. Размах возможного управления процессами во взаимодействующих системах.

К зонам среднего взаимодействия относятся с морской стороны суда в акватории порта, а с железнодорожной – составы на станциях в зоне ожидания. Зона ожидания – это несколько близлежащих станций, которые используются как некоторый накопитель. Задачей взаимодействия является управляемый подвод судов и составов. Критерием – минимум отклонений от заданного ритма прибытия составов на припортовую станцию и судов к причалам.

(2)

где задержка в подводе состава k-го типа, операция подвода началась в момент t;

затраты, связанные с единой задержкой состава k-го типа;

задержка в подаче судна l-го типа к причалу, операция началась в момент t;

затраты, связанные с единичной задержкой l-го судна.

Методом оптимизации взаимодействия является имитационный метод динамического согласования И-МДС на укрупненной модели, соотношение величин и выбирается имитационными экспериментами.

С морской стороны к этой зоне относятся суда в прогнозной области (10-20 суток), с железнодорожной – грузопотоки от пунктов погрузки. Здесь невозможно точное управление, так как периоды движения судов и вагонов большие и поэтому совокупность случайных факторов влияет слишком сильно на конечный результат. На подход судов серьезное воздействие оказывают погодные условия. Исследования показывают, что случайный разброс во времени прибытия весьма существенный.

Основная задача вытекает из функциональных особенностей зон дальнего взаимодействия. С железнодорожной стороны это будет обеспечение функциональной готовности буферной зоны. В нее включаются зоны ближнего и среднего взаимодействия, которые непосредственно обеспечивают погрузку очередного судна. Функциональная готовность – это когда груза в буферной зоне (на складах, припортовой станции и станциях в зоне ожидания) достаточно для погрузки судна. Естественно, это нужно рассматривать по всем струям потока. Критерием для управления грузопотоками является минимум отклонения от оптимальной границы линии относительного заполнения буферной зоны (рис.3).

(3)

где - оптимальный запас груза -го типа в буферной зоне;

- фактическое относительное заполнение буферной зоны в момент t.

Методом оптимизации является строгий метод динамического согласования МДС. Таким образом, три зоны взаимодействия работают как подсистемы в системах взаимодействия. При этом зоны имеют отличие в задачах взаимодействия, критериях и методах оптимизации (табл.1)

Таблица 1.

Задачи и критерии зон взаимодействия.

Методы оптимизации взаимодействия помогают организовать согласованный подвод потоков. Метод динамического согласования (МДС) позволяет рассчитать ритмы отправления грузов из разных пунктов при заданных ритмах прибытия в пункты назначения с учетом возможностей транспортной инфраструктуры. МДС разработан на базе динамической транспортной задачи с задержками (ДТЗЗ). В ДТЗЗ вводятся корректирующие переменные в пунктах производства , означающие уменьшение объема производства и соответственно увеличение на величину с производственными расходами .

В качестве критерия оптимальности принимается минимум транспортных расходов, расходов на хранение и затрат на перестройку производственных программ поставщиков:

, (4)

где:

- транспортные расходы; (5)

- затраты на хранение запасов; (6)

- затраты на корректировку программ производства. (7)

Оптимум находится при ограничениях, задаваемых динамикой запасов у поставщиков и потребителей с учетом корректировки ритмов производства.

Можно согласовывать подвод разных грузов и, меняя стоимости при , регулировать степень несовпадения ритмов отправления у разных отправителей.

Метод строгой динамической оптимизации МДС применим для больших полигонов, где можно абстрагироваться от детального описания структуры и технологии. В буферной зоне этого делать нельзя.

Реализацию И-МДС опишем на примере имитационной системы ИСТРА. Допустим, необходимо обеспечить заданный ритм погрузки судна. Но грузопоток состоит из нескольких струй – груз со склада, из вагонов со станции и из составов со станций средней зоны. При этом технологические цепочки будут разной длины, однако они в совокупности должны обеспечить ритм погрузки.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.