Определение оптимальной специализации причалов и складов производственного участка порта

где К_тр – коэффициент транзитности; t_хр – средний срок хранения грузов на складе, сут; р_э – допустимая нагрузка на 1 м² площади пола, т/м² (принимается для холодильников q_э = 3,3; для складов генгрузов q_э = 1,9); К_вр – коэффициент использования склада по времени, К_вр = 0,75; К_f – коэффициент использования полезной площади склада, можно принять К_f = 0,75.

Комплексные расходы на грузовые операции и стоянку судов (в рублях к тонне грузопотока) определяются по формуле

, 

где Dr – разность эксплуатационных работ за час работы и простоя кранов (знак S определяет суммарную разность для всех кранов на причале); r_с – приведенные затраты за час стоянки судна, руб./(с-час); S_вn – удельные затраты на перемещение тонны груза между оперативным фронтом работ и местом складирования, руб./т.

Величина Dr рассчитывается по формуле

Dr = К_св · N_дв · С_э + К_доп · С_р, 

где К_св – сводный коэффициент; N_дв – суммарная мощность двигателей крана, кВт (приложение 8); С_э – стоимость киловатт часа энергии, руб./(кВт-ч), С_э = 0,90; К_доп – общий коэффициент доплат к тарифной ставке докера; С_р – тарифная ставка докера, руб./чел.-час (приложение 9).

Величина К_св рассчитывается по формуле

К_св = К_пот · К_N · К_вр, 

где К_пот – коэффициент потерь на опробование двигателей крана, принимается К_пот = 1,02; К_N – коэффициент использования мощности крана, принимается К_N = 0,75; К_вр – коэффициент одновременной работы двигателей крана, принимается при работе на генеральных грузах К_вр = 0,4; на навалочных грузах К_вр = 0,6.

Общий коэффициент доплат К_доп определяется по формуле

К_доп = К_р · К_д · К_{соц.стр}, 

где К_р – районный коэффициент (приложение 7); К_д – коэффициент, учитывающий доплаты к тарифной ставке и дополнительную зарплату (приложение 7); К_{соц.стр} – коэффициент, учитывающий отчисления в фонд социального страхования, К_{соц.стр} = 1,34.

Величина SDr рассчитывается по формуле:

SDr = Dr_ij · N_j, 

где N_j – число кранов на j-м причале (указано в задании к проекту), ед.

Приведенные затраты за час  стоянки судна определяются по формуле:

,

где S_ст – стоимость содержания судна на стоянке, руб./сут; E_н – нормативный коэффициент экономической эффективности капиталовложений (равен 0,15); S_б – балансовая стоимость судна, руб.

Величина S_в.п при использовании безрельсового транспорта рассчитывается:

 

, 

где – дальность перемещения груза, км ( = 40¸60 м); u_в.п – скорость перемещения груза, км/час; q_в.п – масса перемещаемого груза, т. Масса подъема может быть выбрана из технологических карт; Dr_м – разница расходов за час содержания машины безрельсового транспорта в работе и на простое, руб.

Величину Dr_м можно рассчитать по формуле, аналогичной (17). Можно условно принять

Dr_м = 40,0 – для электропогрузчиков,

Dr_м = 50,0 – для автопогрузчиков,

Dr_м = 70,0 – для автомашин.

Тип погрузчика в курсовом проекте выбирается самостоятельно.

Результаты расчетов по подразделам 3.2.2 – 3.2.3 по типам судов и причалам рекомендуется представить в табличной форме.

1 Судно: Камчатские горы - рыба мороженная

(/т) 
2 Судно: Актюбинск – пресервы.

(/т)

 

К_св = К_пот · К_N · К_вр

 

К_доп = К_р · К_д · К_{соц.стр}

 

Dr = К_св · N_дв · С_э + К_доп · С_р

1 Причал:

D

2 Причал:

D

3 Причал:

D

SDr = Dr_ij · N_j,

1 Причал:

D

2 Причал:

D

3 Причал:

D

1 Судно: Камчатские горы – рыба мороженная

(руб/с-час)

 

 

2 Судно: Актюбинск – пресервы.

  (руб/с-час)

 

1 Судно: Камчатские горы – рыба мороженная

(руб/т)

2 Судно: Актюбинск –  пресервы.

(руб/т)

1 Причал:

1Судно: Камчатские горы – рыба мороженная

(р/т)

2 Судно: Актюбинск – пресервы

  (р/т)

2 Причал:

1 судно:  Камчатские горы – рыба мороженная

(р/т)

2 Судно: Актюбинск – пресервы

 (р/т)

3 причал:

1 судно:  Камчатские горы – рыба мороженная

(р/т)

2 судно: Актюбинск – пресервы

(р/т)

 

3.2.4Решение  задачи по оптимальному распределению  грузопотоков.

         Для оптимизации решения задачи в качестве точного метода рекомендуется использовать симплекс-метод линейного программирования. Для приближенно-оптимального решения возможно использование приближенного метода условных оценок, основанного на методе решающих множителей Канторовича. Этот метод менее трудоемкий и позволяет найти оптимальное либо близкое к оптимальному решение.

Решение задачи сводится к  следующему.

Величина грузопотока Q_i и показатели использования причалов при их освоении – удельный бюджет времени t_ij и удельные комплексные расходы S_ij рассматриваются как исходные данные и сводятся в таблицу 1.

Таблица 1

 

 

 

 

 

Значения t_ij и S_ij по вариантам расчета

 

Номер грузопотока	Причалы				Величина грузопотока Qi
	1	2		n
1	t11 S11	t12 S12		t1n S1n	Q1
m	tm1 Sm1	tm2 Sm2		tmn Smn	Qm
Бюджет  времени причала Tj	Т1	Т2		Тn

 

Необходимо разгрузить в  первую очередь те причалы, следование груза через которые связано  с минимальными комплексными расходами. Но в таблице 1 комплексные расходы  между грузопотоками несопоставимы  ввиду различия трудоемкости переработки  грузов. Их следует выразить в соизмеримых  величинах. Это делается с помощью  условных оценок, так называемых условных разрешающих множителей.

Система оценок состоит из двух групп: оценки трудоемкости и условных расходов.

Оценка трудоемкости E_i, учитывающая сравнительные затраты средств на освоение разных грузопотоков, определяется из выражения:

, 

где А – любое число. Удобно принять А = S_imax.

Условные расходы по i-му грузопотоку при следовании через j-й причал S_ij определяется по формуле:

 

Преобразованные таким образом  исходные данные заносятся в таблицу 2 (исходная матрица).

Таблица 2

Таблица распределения  грузопотока

 

Номера грузопотока	Ei	Причалы				Qi
		1	2		n
1	E1	t11 S¢11	t12 S¢12		t1n S¢1n	Q1
m	Em
Резерв Dh
Tj		7300	7300	7300	7300

 

Очередность распределения  грузопотоков по причалам определяется величиной условных расходов S¢_ij, начиная с минимума, и следует в порядке возрастания показателя.

Грузопоток x_ij, который можно освоить на причале, определится по формуле:

. 

А время занятости причала  на освоение x_ij тонн груза будет определяться по формуле:

t_ij = x_ij · t_ij. 

Если t_ij < t_j, то за данным причалом закрепляется весь грузопоток, т.е. x_ij = Q_i. Кроме того, остаток бюджета времени причала, рассчитанный по формуле:

DT_j = T_j – t_ij. 

можно использовать для освоения других грузопотоков.

В том случае, когда t_ij > t_j, часть i-го грузопотока, определяемую по формуле:

, 

надо переключать на другой причал, следующий по величине условных расходов в строке i-го грузопотока.

В таблице 2 по каждому причалу  в клетках на пересечении линий  закрепляемых грузопотоков заносится  в квадратных скобках дробью: в  числителе – количество грузопотока  в тысячах тонн x_ij, в знаменателе – потребный бюджет времени для его освоения t_ij. Разность между плановым и используемым бюджетом времени причала отмечается в клетке предпоследней строки как резерв, который можно использовать для предупреждения простоев судов при сгущенном подходе, а также для освоения внеплановых грузопотоков.

Полученный план может  рассматриваться как окончательный  приближенно-оптимальный или как  исходный для последующего улучшения  симплекс-методом.

Величина комплексных  расходов по порту и флоту при  полученной специализации причалов, являющаяся целевой функцией, рассчитывается по формуле:

 

После выполненных расчетов необходимо сделать выводы о результатах  решения задачи и полученном оптимальном  плане распределения грузопотоков по причалам.

Идею метода удобно пояснить на цифровом примере.

В течение навигации порт должен освоить четыре грузопотока  с разной характеристикой на трех взаимозаменяемых причалах. Оборудование причалов неодинаково, но для условия  складирования идентичны и не ограничивают возможности причалов. Необходимо распределить грузопотоки  по причалам так, чтобы минимизировать комплексные расходы по флоту  и порту на их освоение. Исходные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3

Исходные данные к задаче

 

Грузопоток (i)	Причал (j)			Значение   грузопотока Qi, тыс. т
	1	2	3
1	0,013 1,4	0,018 2,02	0,014 1,22	250
2	0,009 1,06	0,013 1,21	0,010 0,99	400
3	0,012 1,75	0,017 2,1	0,011 1,6	100
4	0,014 0,91	0,02 0,96	0,014 0,86	300

 

В клетках этой таблицы на пересечении линии i-го грузопотока и j-го причала записаны сверху удельный бюджет времени причала t_ij, снизу – удельные комплексные расходы S_ij, затрачиваемые на тонну грузопотока.

По всем причалам плановый бюджет времени T_j = 4900 ч.

Порядок распределения грузопотоков предусматривает первоочередное использование  причалов, следование груза через  которые связано с минимальными комплексными расходами.

В цифровом выражении по первому грузопотоку  составит:

.

Аналогично ;  ;  .

Наибольшее среднее значение условных расходов у третьего грузопотока  . Тогда Е₁ = = 1,17; аналогично Е₂ = 1,66; Е₃ = 1; Е₄ = 2.

Условные расходы  по первому грузопотоку при следовании его через первый причал составят S¢_1.1 = Е₁ · S₁;  S¢_1.1 = 1,17 · 1,4 = 1,64. Преобразованные таким образом исходные данные заносятся в рабочую матрицу, представленную в таблице 4. Она построена на базе таблицы 3 с добавлением столбца значений Е_i и двух строк: нижней с величиной планового бюджета времени причала T_j и строки над ней, учитывающей неиспользованный бюджет времени причала (резерв). Кроме того, в структурной части таблицы 4 в клетках значения удельных комплексных расходов заменяются соответствующей величиной условных расчетов S¢_ij.

Очередность распределения  грузопотоков по причалам определяется величиной условных расходов: начиная  с минимума, следует в порядке  возрастания. Придерживаясь предложенной методики, первый грузопоток целесообразно осваивать на причале 3, так как здесь минимальные условные расходы S_1.3 = 1,43.