1.4. Технико-эксплуатационные характеристики типов судов

Суда в количестве 3-4 типов отбираются по технико-ограничительным признакам, исходя из сформулированных требований к типам судов со стороны трассы, портов, транспортных характеристик грузов.

Табл. 1.5 Информация о судах, выбранных для освоения заданных грузопотоков

Характеристика головного судна серии				Marine Star	Ocean Alliance	Safmarine Europe
Количество судов в серии (Nb), ед				5	5	5
Дедвейт (Dвb), т				8290	7700	3137
Чистая грузоподъемность судна (Dчb), т				7480	6667	2652
Киповая грузовместимость (Wкb), м3				10120	10650	5004
BRT, рег.т.				6330	6459	2900
Осадка в грузу по ЛГМ, м				7,8	7,5	5,7
Скорость техническая, узлы		в грузу		16	16,4	13,5
		в балласте		17	16,7	14
Количество трюмов, ед				5	4	3
Количество люков, ед				5	4	3
Количество палуб, ед				2	2	2
Нормы рас­хода, т/сут	топлива		на ходу	15,0	16,2	9,0
			на стоянке	2,5	3,5	0,5
	воды		на ходу	3,0	3,0	6,0
			на стоянке	3,0	3,0	6,0
Себестоимость судо-суток, долл /сут			на ходу
			на стоянке

Раздел 2 схемы движения судов

Требования, предъйявляемые к рациональным схемам движения вообще и данного курсового проекта, в частности:

- должны быть, по возможности, простыми (т.е. между двумя портами);

- должны быть, по возможности, быть уравновешены по грузопотокам (при перевозке «тяжелых» грузов) и тоннажепотокам (при перевозке «легких» грузов);

- должны, по возможности, объединять участки с транспортно-однородными грузами;

- должны быть замкнутыми;

- каждый порт может входить в схему только один раз (кроме начального порта, который одновременно является и конечным);

- не должно быть подряд 2 и более баластных переходов.

2.1. Построение схем движения судов

Этап 1. Расчет тоннажепотоков между парами портов.

А) Определение средней удельной грузовместимости судов (ω):

ω =W_кb*N_b/D_чb*N_b

где - W_кb – киповая грузовместимость судна.

D_чb – чистая грузоподъемность отобранных судов.

N_b – количество судов определенного типа.

ω = (10120*5+10650*5+5004*5)/(8290*5+7700*5+3137*5) = 128870/95635 = 1,348 м³/т

Б ) Определение критерия использования грузоподъемности и грузовместимости (Кu_s) судна при перевозке груза S (s = 1,S) для последующего перевода грузопотоков в тоннажепотоки.

u_s/ ω, если u _s> ω, груз S (s = 1,S) – «легкий»

Кu_s =

1, если u_s ≤ ω, груз S (s = 1,S) – «тяжелый»

где u_s – удельно-погрузочный объем, м³/т.

Табл. 2.1 Определение коэффициентов перевода грузопотоков в тоннажепотоки

Значения УПО грузов (us), м3/т	Сравнение УПО с величиной средней удельной грузовместимости судов (ω)	Категория груза	Определение коэффициентов перевода грузопотоков в тоннажепотоки (Кus)
u1 = 1,6	>1,348	«легкий»	Кu1 = u1/ ω = 1,6/1,348 = 1,187
u2 = 1,17	≤1,348	«тяжелый»	Кu2 = 1
u3 = 1,40	>1,348	«легкий»	Кu3 = u3/ ω = 1,4/1,348 = 1,039
u4 = 1,35	>1,348	«легкий»	Кu4 = u4/ ω = 1,35/1,348 = 1,001
u5 = 3,20	≤1,348	«тяжелый»	Кu5 = 1

В) Определение величины тоннажепотока (D_р), работающего между парой портов P (p=1,P; p = 1,5), и требуемого для освоения соответствующего грузопотока.

D_р = Кu_s*Q_s

D₁ = Кu₁*Q₁ = 1,187*22000 = 26114 тонн

D₂ = Кu₂*Q₂ = 1*24000 = 24000 тонн

D₃ = Кu₃*Q₃ = 1,039*26500 = 27533,5 тонн

D₄ = Кu₄*Q₄ = 1,001*19000 = 19019

D₅ = Кu₅*Q₅ = 1*16000 =16000 тонн

Табл. 2.2 Величины тоннажепотоков для каждой пары портов

Пара портов	Порты		Груз	Qs, тыс. т	us, м3/т	Кus	Dр, тыс. т
	Отправления	Назначения
1	Марсель	Новороссийск	Бумага	22,0	1,60	1,187	26,114
2	Николаев	Александрия	Сахар	24,0	1,17	1	24,0
3	Одесса	Оран	Удобрения	26,5	1,40	1,039	27,5335
4	Бургас	Херсон	Консервы	19,0	1,35	1,001	19,019
5	Триест	Новороссийск	Оборудование	16,0	3,20	1	16,0

Этап 2.Определение портов с избытком и недостатком тоннажа

А) Составление «косой» таблицы тоннажепотоков (таблица 2.3).

Табл. 2.3 «Косая» таблица тоннажепотоков

Порты	Марсель	Николаев	Одесса	Бургас	Триест	Новороссийск	Александрия	Оран	Херсон	Всего отправленно, тонн
Марсель						26,114				26,114
Николаев							24,0			24,0
Одесса								27,5335		27,5335
Бургас									19,019	19,019
Триест						16,0				16,0
Новороссийск										0
Александрия										0
Оран										0
Херсон										0
Всего прибыло, тонн	0	0	0	0	0	42,114	24,0	27,5335	19,019	106,6665

Б) Дополнение полученной косой таблицы тоннажепотоков данными об обеспечении каждого порта тоннажем.

Табл. 2.4 Дополненная «Косая» таблица тоннажепотоков

Порты	Марсель	Николаев	Одесса	Бургас	Триест	Новороссийск	Александрия	Оран	Херсон	Всего отправленно, тонн
Марсель	-26,114					26,114				26,114
Николаев		-24,0					24,0			24,0
Одесса			-27,5335					27,5335		27,5335
Бургас				-19,019					19,019	19,019
Триест					-16,0	16,0				16,0
Новороссийск						42,114				0
Александрия							24,0			0
Оран								27,5335		0
Херсон									19,019	0
Всего прибыло, тонн	0	0	0	0	0	42,114	24,0	27,5335	19,019	106,6665

Этап 3. Определение оптимального плана перехода тоннажа в балласте.

А) Проверка выполнения условия баланса

∑a_i = ∑b_j

Запас тоннажа, идущего в балласте:

∑a_i = 42,114 + 24,0 + 27,5335 + 19,019 = 112, 6665 тыс. тонн

Суммарная потребность в соответствующих портах:

∑b_j = 26,114 + 24,0 + 27,5335 + 19,019 + 16,0 = 112, 6665 тыс. тонн

Б) Обозначение переменных рассматриваемой задачи

Табл. 2.5 Переменные x_ij задачи

Порты с избытком	Порты с недостатком
	Марсель	Николаев	Одесса	Бургас	Триест
Новороссийск	x11	x12	x13	x14	x15
Александрия	x21	x22	x23	x24	x25
Оран	x31	x32	x33	x34	x35
Херсон	x41	x42	x43	x44	x45

В) Построение экономико-математической модели задачи минимизации тоннаже-миль в балласте

Z=

(i = 1,m);

(j = 1,n);

>0 (i = 1,m; j = 1,n);

где x_ij – параметр управления, который отражает величину тоннажа, идущего в балласте из i-го порта с избытком тоннажа в j-ый порт с его недостатком;

l_ij – расстояние перехода;

a_i – величина избыточного балластного тоннажа;

b_j – величина недостающего балластного тоннажа.

Табл. 2.6 Расстояния между портами с избытком и недостатком тоннажа

Порты с избытком	Порты с недостатком
	Марсель	Николаев	Одесса	Бургас	Триест
Новороссийск	1834	302	362	476	1608
Александрия	1405	1160	1064	848	1191
Оран	534	2018	1922	1706	1494
Херсон	1800	50	80	366	1574

Г) Представление экономико-математической модели задачи минимизации тоннаже-миль в балласте в координатной форме.

Целевая функция:

Z = 1834* x₁₁ + 302*x₁₂ + 362*x₁₃ + 476*x₁₄ + 1608*x₁₅+1405*x₂₁ +1160*x₂₂ + 1064*x₂₃ + 848*x₂₄ +1191*x₂₅ + 534*x₃₁ + 2018*x₃₂ + 1922*x₃₃ + 1706*x₃₄ + 1494*x₃₅ + 1800* x₄₁ + 50*x₄₂ + 80*x₄₃ + 366*x₄₄ + 1574*x₄₅ → min

Первая группа ограничений:

« запасы» в Новороссийске: x₁₁ + x₁₂ + x₁₃ + x₁₄ + x₁₅ = 42,114

«запасы» в Александрии x₂₁ + x₂₂ + x₂₃ + x₂₄ + x₂₅ = 24,0

«запасы» в Оране: x₃₁ + x₃₂ + x₃₃ + x₃₄ + x₃₅ = 27,5335

«запасы» в Херсоне: x₄₁ + x₄₂ + x₄₃ + x₄₄ + x₄₅ = 19,019

В торая группа ограничений:

«потребности» в Марселе: x₁₁ + x₁₂ + x₁₃ + x₁₄ = 26,114

«потребности» в Николаеве: x₂₁ + x₂₂ + x₂₃ + x₂₄ = 24,0

«потребности» в Одессе: x₃₁ + x₃₂ + x₃₃ + x₃₄ = 27,5335

«потребности» в Бургасе: x₄₁ + x₄₂ + x₄₃ + x₄₄ = 19,019

«потребности» в Триесте: x₅₁ + x₅₂ + x₅₃ + x₅₄ = 16,0

Условие неотрицательности переменных:

x₁₁ ≥ 0; x₁₂ ≥ 0; x₁₃≥ 0; x₁₄≥ 0; x₁₅≥ 0; x₂₁≥ 0; x₂₂≥ 0; x₂₃≥ 0; x₂₄≥0; x₂₅≥ 0; x₃₁≥ 0; x₃₂≥ 0; x₃₃≥ 0; x₃₄≥ 0; x₃₅≥ 0; x₄₁≥ 0; x₄₂≥ 0; x₄₃≥ 0; x₄₄≥ 0; x₄₅≥ 0.

Д) Представление исходных данных из модели в виде таблицы

Табл.2.7 Исходные данные модели

Порт с избытком тоннажа – порт отправления тоннажа в балласте	Потенциалы	Порт с недостатком тоннажа – порт назначения тоннажа в балласте					«Запасы» (предложения) тоннажа (ai), тонн
		Марсель	Николаев	Одесса	Бургас	Триест
	U/V
Новороссийск		1834	302	362	476	1608	42,114
Александрия		1405	1160	1064	848	1191	24,0
Оран		534	2018	1922	1706	1494	27,5335
Херсон		1800	50	80	366	1574	19,019
«Потребность» (спрос) в боннаже (bj), тонн		26,114	24,0	27,5335	19,019	16,0	106,6665

Табл.2.8 Оптимальный план балластных переходов судов

Порт с избытком тоннажа – порт отправления тоннажа в балласте	Потенциалы	Порт с недостатком тоннажа – порт назначения тоннажа в балласте					«Запасы» (предложения) тоннажа (ai), тонн
	U/V	Марсель	Николаев	Одесса	Бургас	Триест
Новороссийск			24	8,5145	9,5995		42,114
Александрия					9,4195	14,5805	24
Оран		26,114				1,4195	27,5335
Херсон				19,019			19,019
«Потребность» (спрос) в боннаже (bj), тонн		26,114	24	27,5335	19,019	16	106,6665

Значение целевой функции Z= 57839,85

Этап 4. Построение оптимальных схем движения тоннажа

Табл. 2.9 Совмещение оптимального плана балластных переходов и косой таблицы корреспонденции тоннажепотоков

Порты	Марсель	Николаев	Одесса	Бургас	Триест	Новороссийск	Александрия	Оран	Херсон	Всего отправленно, тонн
Марсель						26,114				26,114
Николаев							24,0			24,0
Одесса								27,5335		27,5335
Бургас									19,019	19,019
Триест						16,0				16,0
Новороссийск		24	8,5145	9,5995						0
Александрия				9,4195	14,5805					0
Оран	26,114				1,4195					0
Херсон			19,019							0
Всего прибыло, тонн	0	0	0	0	0	42,114	24,0	27,5335	19,019	106,6665

Схема 1:

Удобрения Оборудование

1,4195 1,4195 1,4195 1,4195

(1,3662) (1,4195)

О десса Оран Триест Новороссийск Одесса

1922 миль 1494 миль 1608 миль 362 мили

Q_kc = D_pc/ Ku_s

Q₁₁ = D₃₁/ Ku₃ = 1,4195/1,039 =1,3662

Q₃₁ = D₅₁/ Ku₅ = 1,4195/1 = 1,4195

Схема 2:

Бумага Удобрения

7,095 7,095 7,095 7,095

(5,977) (6,829)

М арсель Новороссийск Одесса Оран Марсель

1834 мили 362 мили 1922 миль 534 миль

Q₁₂ = D₁₂/ Ku₁ = 7,095/1,187 = 5,977

Q₃₂ = D₃₂/ Ku₃ = 7,095/1,039 = 6,829

Схема 3:

Удобрения Бумага Консервы

9,5995 9,5995 9,5995 9,5995 9,5995 9,5995

(9,239) (8,087) (9,59)

О десса Оран Марсель Новороссийск Бургас Херсон Одесса

1922 миль 534 миль 1834 мили 476 миль 366 миль 80 миль

Q₂₃ = D₃₃/ Ku₃ = 9,5995/1,039 = 9,239

Q₄₃ = D₁₃/ Ku₁ = 9,5995/1,187 = 8,087

Q₆₃ = D₄₃/ Ku₄ = 9,5995/1,001 = 9,59

Схема 4:

Оборудование Сахар

14,5805 14,5805 14,5805 14,5805

(14,5805) (14,5805)

Т риест Новороссийск Николаев Александрия Триест

1608 миль 302 мили 1160 миль 1191 миля

Q₂₄ = D₅₄/ Ku₅ = 14,5805/1= 14,5805

Q₄₄ = D₂₄/ Ku₂ = 14,5805/1 = 14,5805

Схема 5:

Консервы Удобрения

9,4195 9,4195 9,4195 9,4195

(9,41) (9,066)

Б ургас Херсон Одесса Оран Марсель

366 миль 80 миль 1922 миль 534 миль

Бумага Сахар

9,4195 9,4195 9,4195 9,4195

(7,936) (9,4195)

Н овороссийск Николаев Александрия Бургас

1834 мили 302 мили 1160 миль 848 миль

Q₂₅ = D₄₅/ Ku₄ = 9,4195/1,001 = 9,41

Q₄₅ = D₃₅/ Ku₃ = 9,4195/ 1,039 = 9,066

Q₆₅ = D₁₅/ Ku₁ = 9,4195/1,187 = 7,936

Q₈₅ = D₂₅/ Ku₂ = 9,4195/1 = 9,4195