Лабораторная работа №6

Выбор маршрутов и анализ грузопотоков в транспортно-терминальной сети операторов мультимодальных перевозок

Введение

Рассмотренная в данной лабораторной работе задача охватывает практически важные задачи планирования маршрутов перевозок и расчета грузопотоков в транспортно-терминальных сетях операторов мультимодальных перевозок. В данном программном продукте реализована возможность нахождения и изучения практически любого количества (L-оптимальных маршрутов) маршрутов, связывающих два терминала транспортно-терминальной сети (ТТС). Применение L-оптимальных маршрутов с различными значениями рангов и разными критериями (минимума тарифов и времени доставки) существенно расширяет возможности транспортно-логистической компании, позволяет предложить клиенту более широкий спектр маршрутов, использующих в полной мере потенциал транспортно-терминальной сети и позволяющих удовлетворить в максимальной степени трудносовместимые требования по стоимости и времени доставки.

Цель работы – нахождение и сравнение маршрутов доставки в Транспортно-терминальных сетях (ТТС) операторов мультимодальных перевозок, найденных различными методами. Выработка предложений по маршрутам доставки с учетом требований клиентов по стоимости и времени доставки, оценка влияния требований на план перевозок, закрепление теоретических сведений по изучению расчетов маршрутов и грузопотоков в ТТС.

Используемый программный продукт: информационно - логистическая система (ИЛС) «MultiTransNet», разработанная на кафедре «Интермодальных перевозок и логистики» ГУГА. Разработчики ИЛС – д.т.н., проф. Палагин Ю.И., проф. Мочалов А.С., студент гр. 492 Тимонин А.

Практическое использование маршрутов ‒ планирование перевозок мелких отправок на значительные расстояния в пространственно-распределенных ТТС операторов мультимодальных перевозок.

Эта задача возникает в деятельности крупных грузовых операторов, работающих на российском и мировом рынках и осуществляющих перевозки мелких почтовых отправлений, посылок и подобных партий грузов. Компании такого типа, действующие как операторы мультимодальных перевозок (ОМП), владеют собственной терминальной сетью. Терминальные сети состоят из дистрибьюционных грузосортирующих центров, на которых осуществляется консолидация мелких грузовых партий и сортировка по направлениям дальнейших межтерминальных перевозок. ОМП создают собственную маршрутную сеть автодорожных, авиационных, железнодорожных и морских перевозок.

Доставка от грузоотправителей на терминалы отправления и грузополучателям из терминалов назначения, осуществляемая местными курьерскими службами – водителями-курьерами, рассматривалась в лабработах №1,2. Перевозки такого типа являются начальным и конечными этапами мультимодальной перевозки «От двери до двери». В настоящей ЛР рассматриваются перевозки «От теминала отправления до Терминала назначения» (Т-Т-перевозки ) транспортно-логистической компаниии.

Задание №1

Изучение базового варианта Транспортно-терминальной сети и ее параметров в ИЛС «MultiTransNet».

Транспортно- терминальная сеть, представляющая реализованный в программе «Базовый вариант», состоит из двух взаимосвязанных частей – автодорожной и авиационной.

1. Сеть грузосортирующих центров и связывающие их автомобильные маршруты.

Открываем файл «Плакат Транспортно-терминальные сети», рис.1.

Рис.1. Сеть головных терминалов (дистрибьюционных центров – ДЦ) ТТС и связывающие их маршруты автомобильных перевозок.

На рис. 1 представлены n=17 терминалов – сортирующих распределительных центров, связанных собственной сетью автодорожных маршрутов компании, которые представлены на рис.1 дугами. Нумерация терминалов цифровая. Обозначения терминалов, указанных на рис.1, соответствуют принятым в гражданской авиации (IATA) обозначениям городов, в которых они расположены – Санкт-Петербург, Москва (северный и южный терминалы), Воронеж, Ростов-на-Дону, Краснодар, Нижний Новгород, Казань, Ярославль, Самара, Екатеринбург.

Межтерминальные перевозки осуществляются только по дугам сети. Перевозки между терминалами, не связанными напрямую дугами, осуществляются только путем перевалки на промежуточных терминалах.

2. Авиасеть компании (терминалы подхода к аэропортам) и собственные авиамаршруты.

На рис.2 представлены вариант собственной авиасети компании. Узлами входа в авиасеть являются местные терминалы компании в аэропортах, где осуществляются операции по передаче и приему грузов от авиаперевозчиков. На рис. 2 это узлы 18 – 25. Узлы авиасети связаны сетью (дугами) авиамаршрутов.

Рис. 2. Сеть терминалов подхода к авиасети ТТС, авиационная маршрутная сеть и маршруты автомобильных перевозок, обеспечивающих подвозку грузов к терминалам подхода.

Связь головных терминалов и терминалов подхода к авиасети осуществляется автомобильными маршрутами. Например, дуга 1-18 означает автомобильный маршрут, связывающий головной ДЦ в Санкт-Петербурге (узел 1) и терминал (узел 18) в аэропорту Пулково.

3. Базовый вариант ИнформЛогистичСистемы «MultiTransNet».

Запускаем программный файл Model_Tr_set, тип файла «Приложение» («.exe»). На рис.3 представлено «Главное меню» программы.

Рис. 3. Главное меню ИЛС «MultiTransNet».

Открыв в «Главном меню» опцию «Базовый вариант/Расписание маршрутов/Оперативная база» вызываем необходимые опции (рис.4.) и знакомимся с их содержанием.

Рис. 4. Подменю, определяющее числовые параметры базового варианта ТТС

Маршруты автомобильных и авиаперевозок описываются далее одинаково. В информационно-логистической системе «MultiTransNet», вводится массив ScheDat[i,j], содержащий данные о расписании маршрутов межтерминальных перевозок (ScheduleData). Здесь i –код маршрута в расписании, j- параметр маршрута. Переменные ScheDat[i,1] означают код пункта отправления, ScheDat[i,2] – код пункта назначения, ScheDat[i,3]- код типа расписания, ScheDat[i,4]- время отправления, ScheDat[i,5] – время маршрута, ScheDat[i,6]- время прибытия рейса. Все временные параметры заданы в минутах. Расписания привязаны к недельному циклу. Тип расписания учитывает межтерминальные маршруты с различными днями недели по отправлению:

- код 0 расписания означает ежедневные отправления,

- код1 – 6 дней отправления (исключая воскресенье),

- код 2 – отправления по четным дням,

- код 3 – по нечетным дням,

- код 4 – отправления по 3-им и 6-ым дням недели.

Тарифы (руб/кг) ТТС задаются матрицей стоимости

C = C[i, j],

диагональные элементы C[i, i], которой означают тарифы на терминальную обработку в i-ом терминале, а недиагональные элементы при i ≠ j – тарифы на межтерминальные перевозки.

К параметрам сети относится также матрица расстояний по дорогам (км) между узлами автодорожной сети. Если терминалы не связаны прямыми маршрутами, то расстояние, как и соответствующие элементы матрицы стоимости полагаются равным бесконечности.

Задание 2. Расчет и изучение маршрутов перевозок в ТТС, оптимальных по различным критериям.

Работая с клиентом, транспортная компания должна предлагать различные варианты маршрутов, с тем, чтобы клиент имел возможность выбора между относительно дешевыми по тарифам маршрутам, но, возможно, имеющими слишком большое транзитное время и другими конкурирующими маршрутами с меньшим временем доставки, но более дорогими по тарифам. В настоящем программном комплексе рассчитываются семейства L- кратчайших маршрутов при различных значениях параметра L=1,2… и различных критериях:

– критерий минимума тарифа (для автомобильной и авиадорожной сетей);

– критерий минимума времени доставки (для автомобильной и авиадорожной сетей);

– критерий минимума автопробега (только по автомобильной сети).

Оптимальные в обычном использовании этого термина маршруты соответствуют значению параметра L=1, при L=2 рассчитывается второй по значению (рангу) целевой функции (ЦФ) маршрут и т.д.

В табл.1 приведены исходные данные по терминалам отправления и назначения, маршруты между которыми необходимо изучить в лабораторной работе.

Таблица 1. Варианты индивидуальных заданий

Вариант задания	Терминал отправления	Терминал назначения
1	Санкт-Петербург	Нижний Новгород
2	Москва - Северный	Екатеринбург
3	Москва - Южный	Астрахань
4	Воронеж	Саратов
5	Ростов-на-Дону	Казань
6	Краснодар,	Ярославль
7	Нижний Новгород	Архангельск
8	Казань	Краснодар
9	Ярославль	Краснодар
10	Самара	Воронеж
11	Екатеринбург	Ростов-на-Дону
12	Архангельск	Ярославль
13	Мурманск	Ростов-на-Дону
14	Саратов	Архангельск
15	Волгоград	Брянск
16	Брянск	Екатеринбург
17	Астрахань	Мурманск
18	Санкт-Петербург	Самара
19	Москва Северный	Астрахань
20	Санкт-Петербург	Екатеринбург

Запускаем опцию «Базовый вариант».

Запускаем опцию «Расчет маршрутов в ТрТС» (в Гл. Меню)/ Расчет маршрутов в ТрТС (в подменю)». Вызываем входную форму задания исходных данных маршрутов (рис. 5.)

Рис. 5. Форма задания исходных данных для расчета маршрутов.

С ее помощью вводятся исх. данные и программа запускается на расчет соответствующих маршрутов.

2.1. Автомобильная сеть, маршруты оптимальные по минимуму тарифа (руб/кг).

С помощью формы выбираем тип ТрТС (автомобильный), критерий оптимизации, количество оптимальных маршрутов (точнее количество наименьших значений целевой функций, для которых рассчитываются маршруты), терминалы отправления и назначения (согласно № варианта). День и время отправления (точнее прибытия груза на терминал отправления) вводятся автоматически.

Запускаем кнопкой «Выполнение». Нажимаем кнопку «Просмотр» (только после ее активации).

Данные о найденных в программе маршрутов в программе выводятся в двух формах: в табличной форме (рис.6) и в графической – на карте (рис. 7). Пример маршрута на карте приведен ниже.

Рис.6. Табличная форма представления данных о маршрутах .

Рис. 7. Представление данных о маршрутах на карте.

Указание. Просмотрите все найденные маршруты. Сравните их по тарифам и времени доставки.

Прим. Алгоритмы расчета маршрутов изучить по лекциям, статье [2] или Приложению 1.

2.2. Автомобильная сеть, маршруты оптимальные по минимуму Т доставки (час).

Возвращаемся к исходной форме ввода, вводим только новый критерий оптимизации.

Запускаем кнопкой «Выполнение». Нажимаем кнопку «Просмотр» (только после ее активации).

2.3. Автомобильная, маршруты оптимальные по минимуму автопробега (км).

Повторяем ввод данных аналогично п.2.2.

Прим. После выполнения п.2.1 – 2.3 копируем текстовый файл LogNetW на «флэшку».

2.4. Авиадорожная сеть, маршруты оптимальные по минимуму тарифа (руб/кг).

Заново запускаем опции «Базовый вариант» и «Расчет маршрутов в ТрТС(в Гл. Меню)/ Расчет маршрутов в ТрТС (в подменю)». Вызываем входную форму задания исходных данных маршрутов (рис. 6.)

Выбираем тип ТрТС (авиадорожный), критерий оптимизации, количество оптимальных маршрутов (точнее количество наименьших значений целевой функций, для которых рассчитываются маршруты), терминалы отправления и назначения согласно № варианта, день и время отправления (точнее прибытия груза на терминал отправления) вводятся автоматически.

Запускаем кнопкой «Выполнение». Нажимаем кнопку «Просмотр» (только после ее активации).

2.5. Авиадорожная сеть, маршруты оптимальные по минимуму Т доставки(час).

Возвращаемся к исходной форме ввода, вводим только новый критерий оптимизации.

Рис.8. Исходная форма задания исходных данных по маршрутам.

Запускаем кнопкой «Выполнение». Нажимаем кнопку «Просмотр» (только после ее активации).

Рис.9. Примеры интермодальных (авиа-дорожных) маршрутов.

В данном примере программа нашла 11 маршрутов, главным образом интермодальных (красный цвет указывает авиационную часть маршрута , черный – автомобильную).

Указание. Просмотреть все маршруты, выбрать наиболее интересные и привести их характеристики.

Задание 3. Расчет и изучение грузопотоков в ТТС, оптимальных по различным критериям.