Система ограничений накладываемых требований по покрытию дисбаланса в тоннаже:
x11
+
x21
+
x31
= 24512 x12
+
x22
+
x32
=
25000 x13
+
x23
+
x33
=
89634 x14
+
x24
+
x34
=
31707
x
11
+
x12
+
x13
+
x14
= 24512
x21 + x22 + x23 + x24 = 114634
x31 + x32 + x33 + x34 = 31707
На основании результатов расчетов полученных в п. 1.2 составляем таблицу №11 распределения ресурсов по потребностям и выполняем решение транспортной задачи. Эксплуатационную задачу решаем с применением пакета LPX. Результаты расчетов заносим в таблицу №12.
Таблица №12
|
|
СПб |
Мапуту |
Момбаса |
Антверпен |
Ресурсы |
|
Гамбург |
1200 X11X1 |
7491 X12X2 |
6516 X13X3 |
405 X14X4 |
24512 |
|
24512 |
|
|
| ||
|
Ливерпуль |
1742 X21X5 |
7143 X22X6 |
6168 X23X7 |
698 X24X8 |
114634 |
|
|
|
82927 |
31707 | ||
|
Дурбан |
8186 X31X9 |
304 X32X10 |
1719 X33X11 |
6949 X34X12 |
31707 |
|
|
25000 |
6707 |
| ||
|
Потребности |
24512 |
25000 |
89634 |
31707 |
|
Схемы движения тоннажа
Схема №1
Гамбург
СПб
Гамбург
Dч
= 24512 [т]
Dч
= 24512 [т] Qгр
= 22333 [т]
Схема №2
Ливерпуль
Момбаса
Ливерпуль
Dч
= 82927 [т]
Dч
= 82927 [т] Qгр
= 55510 [т]
Схема №3
Гамбург
Мапуту
СПб
Гамбург
Qгр
= 15000 [т]
Dч
= 15000 [т]
Dч
= 15000 [т] Qгр
= 15000 [т] Dч
= 15000 [т] Qгр
= 13667 [т]
Схема №4
Д
Dч
= 25000 [т] Qгр
= 25000 [т] Dч
= 25000 [т] Qгр
= 25000 [т] Dч
= 25000 [т]
Dч
= 25000 [т] Qгр
= 15769 [т] Dч
= 25000 [т]
Мапуту
СПб
Ливерпуль
Антверпен
Дурбан
Схема №5
Дурбан
Момбаса
Ливерпуль
Антверпен
Дурбан
Dч
= 6707 [т]
Dч
=6707 [т] Qгр
= 4490 [т] Dч
= 6707 [т]
Dч
= 6707 [т] Qгр
= 4231 [т]
Далее осуществляем проверку суммарного количества груза, тоннажа и балласта по всем приведенным выше схемам движения:
Груз: Фанера: Qгр = 22333 + 13667 = 36000 [т];
Запасные части: Qгр = 15000 [т];
Сахар: Qгр = 15000 + 25000 = 40000 [т];
Кофе: Qгр = 55510 + 4490 = 60000 [т];
Сталь: Qгр = 25000 [т];
Ткани шерстяные: Qгр = 15769 + 4231 = 20000 [т].
Тоннаж: Фанера: Dч = 24512 + 15000 = 39512 [т];
Запасные части: Dч = 15000 [т];
Сахар: Dч = 15000 + 25000 = 40000 [т];
Кофе: Dч = 82927 + 6707 = 89634 [т];
Сталь: Dч = 25000 [т];
Ткани шерстяные: Dч = 25000 + 6707 = 31707 [т].
Балласт: 24512 [т];
82927 [т];
25000 [т];
6707 [т].
По каждой схеме движения рассчитываем коэффициенты использования грузоподъемности и балластных пробегов.
Схема №1
гр = (∑Q · L) / (∑Dч · L) = (22333 · 1200) / (2 · 24512 · 1200) = 0,456
kб = (∑Dч · ℓбал) / (∑Dч · L) = (24512 · 1200) /(2 · 24512 · 1200) = 0,5
Схема №2
гр = (∑Q · L) / (∑Dч · L) = (55510 · 6168) / (2 · 82927 · 6168) = 0,335
kб = (∑Dч · ℓбал) / (∑Dч · L) = (82927 · 6168) /(2 · 82927 · 6168) = 0,5
Схема №3
гр = (∑Q · L) / (∑Dч · L)
гр = ((15000 · 7491) + (15000 · 8480) + (13667 · 1200)) / (15000 · (7491 + 8480 + 1200)) = 0,994
kб = (∑Dч · ℓбал) / (∑Dч · L) = (15000 · 0) / (15000 · (7491 + 8480 + 1200)) = 0
Схема №4
гр = (∑Q · L) / (∑Dч · L)
гр = ((25000 · 8480) + (25000 · 1742) + (15769 · 6949)) / (25000 · (304 + 8480 + 1742 + 698 + + 6949)) = 0,804
kб = (∑Dч · ℓбал) / (∑Dч · L) = (25000 · (304 + 698)) / (25000 · (304 + 8480 + 1742 + 698 + 6949)) kб = 0,055
Схема №5
гр = (∑Q · L) / (∑Dч · L) = ((4490 · 6168) + (4231 · 6949)) / (6707 · (1719 + 6168 + 698 + 6949))
гр = 0,548
kб = (∑Dч · ℓбал) / (∑Dч · L) = (6707 · (1719 + 698)) / (6707 · (1719 + 6168 + 698 + 6949)) = 0,156
Оптимизация расстановки флота
Расчет времени рейса
Ходовое время складывается из чистого ходового времени по участкам схем движения, дополнительного времени, учитывающего задержки при прохождении каналов, проливов, а также времени вспомогательных операций (швартовки, отшвартовки) с учетом выбранной схемы бункеровки.
Чисто ходовое время определяем по формуле: tчх ijℓ = Ljℓ / ( Vti · 24 · kисп), где:
Ljℓ, [миль] – протяженность ℓ-го участка j-ой схемы движения за вычетом каналов и проливов;
Vti, [узлов] – техническая скорость хода судов;
kисп = 0,93 ÷ 0,95 – коэффициент использования технической скорости хода судов;
Дополнительное ходовое время определяем по формуле: tдопх ijℓ = (Lоjℓ / ( Vо · 24)) + tmijℓ, где:
Lоjℓ, [миль] – протяженность каналов и проливов с ограниченной скоростью движения по участкам j-ой схемы движения;
Vо, [узлов] – ограниченная скорость движения судов по каналам;
tmijℓ, [сут] – время на маневры, швартовки, отшвартовки.
Результаты расчетов хового времени по каждой схеме движения судов приведены в таблице №13.
Таблица №13
|
Участок схемы движения |
Тип судна | ||||||||
|
Ленинская Гвардия |
Иркутск |
Астрахань | |||||||
|
Тхчист. |
Тхдоп. |
Тхвал. |
Тхчист. |
Тхдоп. |
Тхвал. |
Тхчист. |
Тхдоп. |
Тхвал. | |
|
Схема №1 | |||||||||
|
Гамбург – СПб |
2,89 |
0,5 |
3,39 |
2,7 |
0,5 |
3,2 |
2,61 |
0,5 |
3,11 |
|
СПб – Гамбург |
3,17 |
0,5 |
3,67 |
2,86 |
0,5 |
3,36 |
2,73 |
0,5 |
3,23 |
|
Итого по схеме: |
6,06 |
1 |
7,06 |
5,56 |
1 |
6,56 |
5,34 |
1 |
6,34 |
|
Всего: |
7,06 |
6,56 |
6,34 | ||||||
|
Схема №2 | |||||||||
|
Ливерпуль – Момбаса |
16,05 |
0,17 |
16,22 |
15 |
0,17 |
15,17 |
14,52 |
0,17 |
14,69 |
|
Момбаса – Ливерпуль |
17,6 |
0,17 |
17,77 |
15,89 |
0,17 |
16,06 |
15,17 |
0,17 |
15,34 |
|
Итого по схеме: |
33,65 |
0,34 |
33,99 |
30,89 |
0,34 |
31,23 |
29,69 |
0,34 |
30,03 |
|
Всего: |
33,99 |
31,23 |
30,03 | ||||||
|
Схема №3 | |||||||||
|
Гамбург – Мапуту |
21,22 |
0,4 |
21,62 |
19,15 |
0,4 |
19,55 |
18,29 |
0,4 |
18,69 |
|
Мапуту – СПб |
24,16 |
0,25 |
24,41 |
21,80 |
0,25 |
22,05 |
20,82 |
0,25 |
21,07 |
|
СПб – Гамбург |
3,17 |
0,5 |
3,67 |
2,86 |
0,5 |
3,36 |
2,73 |
0,5 |
3,23 |
|
Итого по схеме: |
48,55 |
1,15 |
49,7 |
43,81 |
1,15 |
44,96 |
41,84 |
1,15 |
42,99 |
|
Всего: |
49,70 |
44,96 |
42,99 | ||||||
|
Схема №4 | |||||||||
|
Дурбан – Мапуту |
0,75 |
0,18 |
0,93 |
0,7 |
0,18 |
0,88 |
0,68 |
0,18 |
0,86 |
|
Мапуту – СПб |
24,16 |
0,25 |
24,41 |
21,8 |
0,25 |
22,05 |
20,82 |
0,25 |
21,07 |
|
СПб – Ливерпуль |
4,89 |
0,25 |
5,14 |
4,41 |
0,25 |
4,66 |
4,22 |
0,25 |
4,47 |
|
Ливерпуль - Антверпен |
1,78 |
0,19 |
1,97 |
1,66 |
0,19 |
1,85 |
1,61 |
0,19 |
1,8 |
|
Антверпен – Дурбан |
19,8 |
0,22 |
20,02 |
17,86 |
0,22 |
18,08 |
17,06 |
0,22 |
17,28 |
|
Итого по схеме: |
51,38 |
1,09 |
52,47 |
46,43 |
1,09 |
47,52 |
44,39 |
1,09 |
45,48 |
|
Всего: |
52,47 |
47,52 |
45,48 | ||||||
|
Схема №5 | |||||||||
|
Дурбан – Момбаса |
4,43 |
0,2 |
4,63 |
4,14 |
0,2 |
4,34 |
4,01 |
0,2 |
4,21 |
|
Момбаса – Ливерпуль |
17,6 |
0,17 |
17,77 |
15,89 |
0,17 |
16,06 |
15,17 |
0,17 |
15,34 |
|
Ливерпуль - Антверпен |
1,78 |
0,19 |
1,97 |
1,66 |
0,19 |
1,85 |
1,61 |
0,19 |
1,8 |
|
Антверпен – Дурбан |
19,8 |
0,22 |
20,02 |
17,86 |
0,22 |
18,08 |
17,06 |
0,22 |
17,28 |
|
Итого по схеме: |
43,61 |
0,78 |
44,39 |
39,55 |
0,78 |
40,33 |
37,85 |
0,78 |
38,63 |
|
Всего: |
44,39 |
40,33 |
38,63 | ||||||
Валовое стояночное время судов по участкам схем движения, состоит из чистого и дополнительного стояночного времени.
Чистое стояночное время определяем по формуле:
tчст ijℓ = (Qijℓ · (Mчпогр ijℓ + Mчвыгр ijℓ )) / (Mчпогр ijℓ · Mчвыгр ijℓ), где:
Qijℓ, [т] – количество груза, перевозимого i-м судном на ℓ-м участке j-ой схемы движения;
Mчпогр ijℓ, Mчвыгр ijℓ, [т/сут] – чистые нормы на погрузку и выгрузку i-го судна в портах, ℓ-го участка, j-ой схемы движения;
Количество перевозимого судами груза по участкам схем движения (для определения чистого стояночного времени) определяем следующим образом:
Для участков с «тяжелыми» грузами количество перевозимого судами груза принимается одинаковой для всех участков, равной приближенному значению чистой грузоподъемности судна в порту бункеровки с учетом наличия только ходовых запасов топлива и воды:
Qтяжijℓ
= Dwi
–
tх
ijℓ
· qтвхi
·
kшт
j,
где:
Dwi, [т] – чистая грузоподъемность судна в первом приближении;
tх
ijℓ,
[сут] – валовое ходовое время между
портами бункеровки j-ой схемы движения;
qтвхi, [т/сут] – норматив расходования топлива и воды i-го судна на ходу;
kшт j – коэффициент штормового запаса для j-ой схемы движения, равный 1,1 ÷ 1,3 в зависимости от района плавания, времени года и продолжительности рейса.
Для участков с «легкими» грузами количество перевозимого судами груза, равно:
Qлегкijℓ = Wi / uу, где:
Wi, [м³] – грузовместимость i-го судна;
uу, [м³/т] – удельный погрузочный объем груза.
Расчет количества перевозимого судами груза по участкам схем движения производим в табличной форме (см. табл. №14).
Таблица №14
|
Номер схемы |
Тип судна | ||
|
Ленинская Гвардия |
Иркутск |
Астрахань | |
|
№1 |
6128,33 [т] |
9506,67 [т] |
14263,89 [т] |
|
№2 |
4502,45 [т] |
6984,49 [т] |
10479,6 [т] |
|
№3 |
17401,77 [т] |
30561,41 [т] |
43710,35 [т] |
|
№4 |
15976,78 [т] |
28203,44 [т] |
40225,38 [т] |
|
№5 |
8745,14 [т] |
13566,03 [т] |
20354,6 [т] |
Согласно нормативам Приказа ММФ №180 по группе судна, его чистой грузоподъемности и классу грузовых помещений, определяем дополнительное стояночное время под вспомогательными операциями.
Для судна «Астрахань» оно составит:
Нормы времени на открытие и закрытие трюмов судна в портах и портовых пунктах:
Закрытие люков по-походному 0 ч. 40 мин. (0,0278 [сут]);
Открытие люков, закрытых по-походному 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
Нормы времени на оформление прихода или отхода судов заграничного плавания портом и таможней, как по приходу, так и при отходе судов 3ч. 00 мин. (0,125 [сут]);
Нормы времени на маневровые работы:
Швартовка к причалу с маневрами 0 ч. 45 мин. (0,0313 [сут]);
Отшвартовка от причала с маневрами 0 ч. 45 мин. (0,0313 [сут]);
Оформление документов 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
tдопст. = 0,0208 + 0,0278 + 0,125 + 0,125 +0,0313 + 0,0313 + 0,0208 = 0,382 [сут].
Для судна «Иркутск» оно составит:
Нормы времени на открытие и закрытие трюмов судна в портах и портовых пунктах:
Закрытие люков по-походному 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
Открытие люков, закрытых по-походному 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
Нормы времени на оформление прихода или отхода судов заграничного плавания портом и таможней, как по приходу, так и при отходе судов 3ч. 00 мин. (0,125 [сут]);
Нормы времени на маневровые работы:
Швартовка к причалу с маневрами 0 ч. 45 мин. (0,0313 [сут]);
Отшвартовка от причала с маневрами 0 ч. 45 мин. (0,0313 [сут]);
Оформление документов 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
tдопст. = 0,0208 + 0,0208 + 0,125 + 0,125 +0,0313 + 0,0313 + 0,0208 = 0,375 [сут].
Для судна «Ленинская Гвардия» оно составит:
Нормы времени на открытие и закрытие трюмов судна в портах и портовых пунктах:
Закрытие люков по-походному 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
Открытие люков, закрытых по-походному 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
Нормы времени на оформление прихода или отхода судов заграничного плавания портом и таможней, как по приходу, так и при отходе судов 2ч. 30 мин. (0,104 [сут]);
Нормы времени на маневровые работы:
Швартовка к причалу с маневрами 0 ч. 45 мин. (0,0313 [сут]);
Отшвартовка от причала с маневрами 0 ч. 45 мин. (0,0313 [сут]);
Оформление документов 0 ч. 30 мин. (0,0208 [сут]);
tдопст. = 0,0208 + 0,0208 + 0,104 + 0,104 +0,0313 + 0,0313 + 0,0208 = 0,332 [сут].
Результаты расчетов стояночного времени по каждой схеме движения судов сводим в таблицу №15.
Таблица №15
|
Участок схемы движения |
Тип судна | ||||||||
|
Ленинская Гвардия |
Иркутск |
Астрахань | |||||||
|
Тстчист. |
Тстдоп. |
Тствал. |
Тстчист. |
Тстдоп. |
Тствал. |
Тстчист. |
Тстдоп. |
Тствал. | |
|
Схема №1 | |||||||||
|
Гамбург – СПб |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
СПб – Гамбург |
8,50 |
0,66 |
9,16 |
13,20 |
0,75 |
13,95 |
19,80 |
0,76 |
20,56 |
|
Итого по схеме: |
8,50 |
0,66 |
9,16 |
13,20 |
0,75 |
13,95 |
19,80 |
0,76 |
20,56 |
|
Всего: |
9,16 |
13,95 |
20,56 | ||||||
|
Схема №2 | |||||||||
|
Ливерпуль – Момбаса |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Момбаса – Ливерпуль |
7,2 |
0,66 |
7,86 |
11,2 |
0,75 |
11,95 |
16,8 |
0,76 |
17,56 |
|
Итого по схеме: |
7,2 |
0,66 |
7,86 |
11,2 |
0,75 |
11,95 |
16,8 |
0,76 |
17,56 |
|
Всего: |
7,86 |
11,95 |
17,56 | ||||||
|
Схема №3 | |||||||||
|
Гамбург – Мапуту |
13,4 |
0,66 |
14,06 |
24,1 |
0,75 |
24,85 |
34,9 |
0,76 |
35,66 |
|
Мапуту – СПб |
10,26 |
0,66 |
10,92 |
19,9 |
0,75 |
20,65 |
26,9 |
0,76 |
27,66 |
|
СПб – Гамбург |
8,50 |
0,66 |
9,16 |
13,20 |
0,75 |
13,95 |
19,80 |
0,76 |
20,56 |
|
Итого по схеме: |
32,16 |
1,98 |
34,14 |
57,2 |
2,25 |
59,45 |
81,6 |
2,28 |
83,88 |
|
Всего: |
34,14 |
59,45 |
83,88 | ||||||
|
Схема №4 | |||||||||
|
Дурбан – Мапуту |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Мапуту – СПб |
10,26 |
0,66 |
10,92 |
19,9 |
0,75 |
20,65 |
26,9 |
0,76 |
27,66 |
|
СПб – Ливерпуль |
17,5 |
0,66 |
18,16 |
30,8 |
0,75 |
31,55 |
44,87 |
0,76 |
45,63 |
|
Ливерпуль - Антверпен |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Антверпен – Дурбан |
6,57 |
0,66 |
7,23 |
10,19 |
0,75 |
10,94 |
15,30 |
0,76 |
16,06 |
|
Итого по схеме: |
34,33 |
1,98 |
36,31 |
60,89 |
2,25 |
63,14 |
87,07 |
2,28 |
89,35 |
|
Всего: |
36,31 |
63,14 |
89,35 | ||||||
|
Схема №5 | |||||||||
|
Дурбан – Момбаса |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Момбаса – Ливерпуль |
7,2 |
0,66 |
7,86 |
11,2 |
0,75 |
11,95 |
16,8 |
0,76 |
17,56 |
|
Ливерпуль - Антверпен |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Антверпен – Дурбан |
6,57 |
0,66 |
7,23 |
10,19 |
0,75 |
10,94 |
15,30 |
0,76 |
16,06 |
|
Итого по схеме: |
13,77 |
1,32 |
15,09 |
21,39 |
1,5 |
22,89 |
32,1 |
1,52 |
33,62 |
|
Всего: |
15,09 |
22,89 |
33,62 | ||||||
Далее находим время рейса, которое определяется как сумма ходового и стояночного времени, результаты расчетов заносим в таблицу №16.
Таблица №16
|
Схема движения |
Тип судна | ||
|
Ленинская Гвардия |
Иркутск |
Астрахань | |
|
Тр. |
Тр. |
Тр. | |
|
Схема №1 |
16,22 |
20,51 |
26,9 |
|
Схема №2 |
41,85 |
43,18 |
47,59 |
|
Схема №3 |
83,84 |
104,4 |
126,9 |
|
Схема №4 |
88,78 |
110,66 |
134,83 |
|
Схема №5 |
59,48 |
63,22 |
72,25 |