1.4 Технико-эксплуатационные характеристики типов судов

Исходя из анализа транспортных характеристик груза, района плавания и портов захода, можно выделить ряд факторов, которые определяют выбор типов судов:

- все представленные грузы – тарно-штучные, что обуславливает необходимость применения универсальных сухогрузных судов;

- предусмотренные порты захода обладают значительными глубинами на подходных каналах и у причалов (до 12,5 м), что дает возможность использовать суда любого из предложенных типов;

- трасса перехода не налагает каких-либо ограничений на технико-эксплуатационные характеристики судов.

В соответствии с изложенными положениями был осуществлен выбор типов судов. Их характеристики указаны в табл.1.5.

Таблица 1.5.

Информация о судах, выбранных для освоения заданных грузопотоков

Характеристика головного судна серии			Серия (тип) судна
			1	2	3
			AfricanAlbatros	Nikolay Krivoruchko	Ocean Alliance
Количество судов в серии, ед.			5	5	5
Дедвейт, т			7400	4375	7700
Чистая грузоподъемность судна, т			6300	3959	6667
Киповая грузовместимость судна, м3			11031	5635	10650
BRT, рег.т			6552	3454	6459
Осадка в грузу по ЛГМ, м			7,5	6,6	7,5
Скорость технисеская, узл.		В грузу	15,3	14,1	16,4
		В балласте	16,8	14,7	16,7
Количество трюмов, ед.			5	4	4
Количество люков,ед.			8	4	4
Количество палуб,ед.			2	2	2
Нормы расхода	Топлива	На ходу	18,3	11,9	16,2
		На стоянке	2,4	1,3	3,5
	воды	На ходу	4	1	3
		На стоянке	4	1	3
Себестоимость судо-суток, долл./сут		На ходу	7150	7600	5470
		На стоянке	5800	5950	4500

Раздел 2 построение схем 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, 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 и схема не может начинаться с балластного участка.

1. Решение задачи построения схем движения

Этап 1. Расчет тоннажепотоков между парами портов.

А) Определение средней удельной грузовместимости судов (ω):

, (2.1.)

где W_kb – киповая грузовместимость судна b-го типа

D_чb – чистая грузоподъемность судна b-го типа

N_b – количество судов b-го типа

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.

Для этого используем коэффициент 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 (Кup)
u1 = 0,4	≤1,614	«тяжелый»	Кu1 = 1
u2 = 0,8	≤1,614	«тяжелый»	Кu2 = 1
u3 = 2,5	>1,614	«легкий»	Кu3 = u3/ ω = 2,5/1,614 = 1,549
u4 = 2,4	>1,614	«легкий»	Кu4 = u4/ ω = 2,4/1,614 = 1,487
u5 = 3,0	≤1,614	«легкий»	Кu5 = u5/ ω = 3,0/1,614 = 1,859

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

D_p = K_Up · Q_г

D₁ = Кu₁*Q₁ = 1*17000 = 17000 тонн

D₂ = Кu₂*Q₂ = 1*16000 = 16000 тонн

D₃ = Кu₃*Q₃ = 1,549*22000 = 34978 тонн

D₄ = Кu₄*Q₄ = 1,487*20000 = 29740 тонн

D₅ = Кu₅*Q₅ = 1,859*14500 =26956тонн

Табл. 2.2 Величины тоннажепотоков для каждой пары портов

Пара портов	Порты			Груз		Qp, тыс. т		us, м3/т		Кup		Dр, тыс т
	Отправления	Назначения
1	Мариуполь	Палермо	Чугун		17,0		0,4		1		17,000
2	Новороссийск	Варна	Цемент		160		0,8		1		16,000
3	Анталья	Поти	Ткань		22,0		2,5		1,549		34,078
4	Триест	Новороссийск	Оборудование		20,0		2,4		1,487		29,740
5	Херсон	Александрия	Удобрение		14,5		3,0		1,859		26,956

Этап 2.Определение портов с избытком и недостатком тоннажа

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

Табл. 2.3 «Косая» таблица тоннажепотоков

Порты	Поти	Новоро-ссийск	Мариу- поль	Варна	Анталия	Алексан- дрия	Палер- мо	Всего отправленно ai, тыс тонн
Поти								0
Новороссийск				16,000				16,000
Мариуполь							17,000	17,000
Варна		29,740						29,740
Анталия	34,078							34,078
Александрия			26,956					26,956
Палермо								0,000
Всего прибыло, bj тонн	34,078	29,740	26,956	16,000	0,000	0,000	17,000

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

Табл. 2.4 Дополненная «Косая» таблица тоннажепотоков

Порты	Поти	Новоро-ссийск	Мариу-поль	Варна	Анталия	Алексан- дрия	Палер- мо	Всего отправленно ai, тыс тонн
Поти	34,078							0
Новороссийск		13,740		16,000				16,000
Мариуполь			9,956				17,000	17,000
Варна		29,740		-13,740				29,740
Анталия	34,078				-34,078			34,078
Александрия			26,956			-26,956		26,956
Палермо							17,000	0,000
Всего прибыло, bj тонн	34,078	29,740	26,956	16,000	0,000	0,000	17,000

Этап 3. Определение оптимального плана перехода тоннажа в балласте.

А) Проверка выполнения условия баланса

∑a_i = ∑b_j

Суммарный запас потребность в соответствующих портах:

∑a_i = 34,0789 + 13,740 + 9,956 + 17,000 = 74,774 тыс. тонн

Потребность тоннажа, идущего в балласте:

∑b_j = 13,740 + 34,078 + 26,956 = 74,774 тыс. тонн

Б) Обозначение переменных рассматриваемой задачи

Табл. 2.5 Переменные x_ij задачи

Порты с избытком	Порты с недостатком
	Варна	Анталья	Александрия
Поти	x11	x12	x13
Новороссийск	x21	x22	x23
Мариуполь	x31	x32	x33
Палермо	x41	x42	x43

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
	Варна	Анталья	Александрия
Поти	610	1198	1325
Новороссийск	440	1065	1178
Мариуполь	519	1161	1282
Палермо	1065	1032	943

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

Целевая функция:

Z = 610* x₁₁ + 1198*x₁₂ + 11325*x₁₃  + 440*x₂₁ +1065*x₂₂ + 1178*x₂₃  + 519*x₃₁ + 1161*x₃₂ +1282*x₃₃ + 1065* x₄₁ + 1032*x₄₂ + 943*x₄₃ → min

Первая группа ограничений:

«запасы» в Поти: x₁₁ + x₁₂ + x₁₃ =34,078

«запасы» в Новороссийске: x₂₁ + x₂₂ + x₂₃  =13,740

«запасы» в Мариуполе x₃₁ + x₃₂ + x₃₃ = 9,956

«запасы» в Палермо: x₄₁ + x₄₂ + x₄₃ = 17,000

Вторая группа ограничений:

«потребности» в Варне: x₁₁ + x₂₁ + x₃₁ + x₄₁ = 13,740

«потребности» в Анталье: x₁₂ + x₂₂ + x₃₂ + x₄₂ = 34,078

«потребности» в Александ.: x₁₃ + x₂₃ + x₃₃ + x₄₃ =26,956

Условие неотрицательности переменных:

x₁₁ ≥ 0; x₁₂ ≥ 0; x₁₃≥ 0; x₂₁≥ 0; x₂₂≥ 0; x₂₃≥ 0; x₃₁≥ 0; x₃₂≥ 0; x₃₃≥ 0; x₄₁≥ 0; x₄₂≥ 0; x₄₃≥ 0;

Д) Представление исходных данных из модели в виде таблицы

Исходные данные модели Табл.2.7

Порт с избытком тоннажа – порт отправления тоннажа в балласте	Порт с недостатком тоннажа – порт назначения тоннажа в балласте				«Запасы» (предложения) тоннажа (ai), тыс. тонн
	Варна	Анталья	Александрия
Поти	610	1198	1325	34,078
Новороссийск	440	1065	1178	13,740
Мариуполь	519	1161	1282	9,956
Палермо	1065	1032	943	17,000
«Потребность» (спрос) в боннаже (bjj),тыс. тонн	13,740	34,078	26,956	74,774

Табл.2.8 Оптимальный план балластных переходов судов

Порт с избытком тоннажа – порт отправления тоннажа в балласте	Порт с недостатком тоннажа – порт назначения тоннажа в балласте				«Запасы» (предложения) тоннажа (ai), тыс. тонн
	Варна	Анталья	Александрия
Поти		34,078		34,078
Новороссийск	3,784		9,956	13,740
Мариуполь	9,956			9,956
Палермо			17,000	17,000
«Потребность» (спрос) в боннаже (bj), тыс. тонн	13,740	34,078	26,956	74,774

Значение целевой функции Z= 75416736 тоннаже-миль

Этап 4. Построение оптимальных схем движения тоннажа

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

Порты	Поти	Новоро-ссийск	Мариуполь	Варна	Анталия	Алексан- дрия	Палер- мо	Всего отправленно ai, тыс тонн
Поти					34,078			0
Новороссийск				16,000 3,784		9,956		16,000
Мариуполь				9,956			17,000	17,000
Варна		29,740						29,740
Анталия	34,078							34,078
Александрия			26,956					26,956
Палермо						17,000		0,000
Всего прибыло, bj тонн	34,078	29,740	26,956	16,000	0,000	0,000	17,000

На основании полученных значений заданных грузовых участков и балластных участков строятся схемы движения судов с учетом предъявленных к ним требований, схемы должны быть, по возможности более простыми, уравновешенными. Схемы, на которых величина тоннажепотока меньше, чем минимальное значение грузоподъемности отобранных судов, расформировываются и присоединяются по участком, к другими схемами движения.

С учетом предъявленных требований были составлены следующие схемы движения(сверху указаны величины тоннажепотоков).

Схема 1:

Хлопок Сухофрукты

9,956 9,956 9,956 9,956

( 5,4) ( 6,7 )

Александрия Мариуполь Варна Новороссийск Александрия

1282миль 519 мили 440миль 1178 мили

Схема 2:

Сухофрукты Цемент

16,000 16,000

( 10,8 ) ( 16 )

Варна Новороссийск Варна

440мили 440мили

Схема 3:

Сухофрукты

3,784 3,779

( 2,5 )

Варна Новороссийск Варна

440мили 440мили

Схема 4:

Ткань

34,078 34,078

( 22 )

Анталия Поти Анталия

1198мили 1198мили

Схема 5:

Чугун Хлопок

17,000 17,000 17,000

( 17 ) ( 9,1 )

Мариуполь Палермо Александрия Мариуполь

1476мили 943мили1282мили