Оптимизация Технико-Технологических Параметров Системы Контейнерных Перевозок На Железной Дороге (стр. 3 )

В третьей главе решается задача определения оптимального числа контейнерных терминалов и их загрузки на Свердловской железной дороге в трех административных субъектах методом, разработанным проф. 1, который сводится к следующему: при заданном суммарном объеме контейнеропотока (Q), удельной стоимости накопления, хранения и комплектации (схр), тарифа на перевозку (стр), административных расходов, связанных с содержанием одного контейнерного терминала (са), средней плотности грузообразования на полигоне (д), затрат на информационное сопровождение одной партии груза (си), размера партии поставки (q) определяется оптимальное количество контейнерных терминалов на основе минимизации затрат.

Данная методика модифицирована автором применительно к условиям Свердловской железной дороге.

Общие затраты (С) определяют путем суммирования всех этих затрат

С = Са + Схр + Стр + Си.                                                (1)

Загрузка одного контейнерного терминала (з) определяется по формуле

.                                        (2)

В свою очередь

,                                                                (3)

где S – протяженность железнодорожной линии, км.

Данная формула отличается от предложенной проф. .

Число контейнерных пунктов Z определяют как

.                                                                (4)

Результаты проведенных расчетов по определению числа контейнерных пунктов в трех административных субъектах, обслуживаемых Свердловской железной дорогой, представлены в табл. 3.

Таблица 3 – Существующее и рассчитанное оптимальное количество

        контейнерных пунктов

Регион	Тип контейнера	Количество контейнерных пунктов
существующее	расчетное
Свердловская область	СТК	26	24
КТК	13	37
Пермский край	СТК	12	15
КТК	7	11
Тюменская область	СТК	4	4

Из данных табл. 3 следует, что существующее количество контейнерных терминалов по работе со среднетоннажными контейнерами близко к оптимальному, а количество контейнерных терминалов по работе с крупнотоннажными контейнерами необходимо существенно увеличить.

С помощью закона квадратного корня была проведена технико-экономическая оценка выбранного варианта схемы размещения контейнерных пунктов.

В результате технико-экономической оценки для Свердловской области уменьшение числа контейнерных пунктов для среднетоннажных контейнеров с двадцати шести до двадцати четырех повлечет уменьшение суммы общих затрат на 3,9%, увеличение контейнерных пунктов для крупнотоннажных с тринадцати до тридцати семи – повышение на 68,7%.

В Пермском крае увеличение числа контейнерных терминалов для среднетоннажных контейнеров с двенадцати до пятнадцати потребует увеличения суммы общих затрат на 11,8%, а увеличение числа контейнерных пунктов для крупнотоннажных контейнеров с семи до одиннадцати повлечет повышение суммы общих затрат на их содержание на 25,4%.

Для Тюменской области для среднетоннажных контейнеров оптимальное количество контейнерных пунктов равно существующему.

В четвертой главе решается задача определения оптимального местонахождения базового контейнерного терминала по отношению к другим пунктам, осуществляющим погрузку и выгрузку по типам контейнеров на примере трех административных субъектов, обслуживаемых Свердловской железной дорогой. Проводится сравнительный анализ существующих методов решения данной задачи и предлагается новый метод по определению координат базового контейнерного терминала, который имеет преимущества перед аналогичными.

Определению оптимального местонахождения терминала посвящены работы специалистов-транспортников , , и др. Авторами предложены теоретические методы, дающие оптимальное (в математическом смысле) решение либо близкое к оптимальному. К теоретическим методам относится «метод определения центра тяжести» системы распределения, который может быть использован в очень ограниченном числе случаев. Распределительная система должна иметь только один распределительный центр, все его клиенты должны быть равнодоступны, что предполагает наличие в обслуживаемом районе развитой автодорожной сети.

Ограниченное применение на практике имеет и другой метод, называемый «методом пробной точки». Имеются два ограничения: наличие развитой транспортной сети и прямоугольная форма обслуживания области.

В данной работе предлагается новая методика определения места расположения базового контейнерного терминала «методом подвижной точки», которая основана на методе половинного деления (дихотомии).

Суть метода состоит в следующем.

Пусть даны координаты потребителей (х1, у1), (х2, у2), …, (хn, уn) и месячные объемы завоза (вывоза) грузов z1, z2, z3, … , zn.

Определим координату распределительного центра по оси абсцисс.

Для этого необходимо упорядочить исходные данные в порядке возрастания. Пусть х1 ≤ х2 ≤ х3 ≤ … ≤ хn. Введем обозначения х1 = а0, хn = b0

Пусть d0 – середина отрезка [а0, b0] .                         (5)

Если Ql(d0) – завоз потребителям, расположенным слева от точки d0, равен Qr(d0) – завозу потребителям, расположенным справа от точки d0, то задача решена (однако вероятность такого «точного попадания» невелика):

;                ,                        (6)

где , т. е. k – округление d0 с недостатком; k+1 – с избытком.

Если Ql(d0) ≠ Qr(d0), необходимо рассмотреть два варианта:

1) Ql(d0) > Qr(d0) – положим а1 = а0, b1 = d0;

2) Ql(d0) < Qr(d0) – положим а1 = d0, b1 = b0.

Затем возьмем среднюю точку отрезка [а1, b1]:

.

Если Ql(d1) = Qr(d1), то задача решена. Если вновь Ql(d1) ≠ Qr(d1), снова рассмотрим два отрезка [а1, d1] и [d1, b1] и снова выберем тот, для которого Ql(d1) > Qr(d1). Выбранный отрезок обозначим [а2, b2].

Если продолжать этот процесс, то он либо оборвется на некотором шаге n из-за того, что выполнится условие Ql(dn) = Qr(dn), либо Ql(dn) = Ql(dn-1).

В этом случае расчеты останавливаются и принимается:

.                                        (7)

Расчет второй координаты распределительного центра Yc производится аналогично.

Точка [Хс, Yc] принадлежит оптимальной области. Для того чтобы определить границы области, необходимо найти абсциссы двух соседних потребителей Х* и Х*, между которыми лежит значение Хс, и ординаты двух соседних потребителей (возможно, других), между которыми лежит значение Yc. Прямоугольник [Х*,Х*]х[Y*,Y*] и будет являться оптимальной областью с точки зрения «метода подвижной точки».

Внутри оптимальной области выбирается место для размещения базового контейнерного терминала исходя из развитости инфраструктуры предоставления услуг грузовладельцам с учетом тарифов на перевозку грузов. Также можно применять метод экспертных оценок.

В автореферате рассмотрен пример расчета оптимальной области места расположения базового контейнерного терминала по погрузке и выгрузке крупнотоннажных контейнеров в Свердловской области (рис. 4).

Рисунок 4 – Схема контейнерных пунктов с нанесением координат распределительного центра

Как видно из рис. 4, точки, рассчитанные по первому и второму методам, находятся внутри оптимальной области и «жестко» привязаны к местности, но преимущество расчета по третьему методу дает оптимальную область, в которой на основании мнения экспертов и при соблюдении требований по защите окружающей среды можно разместить распределительный базовый центр.

Результаты исследования также показали, что «метод подвижной точки» может быть использован на практике для решения задач по определению оптимального местонахождения распределительного (базового) центра по работе не только с контейнерами, но и с другими транспортными единицами.

Преимуществом разработанного «метода подвижной точки» перед другими является отсутствие зависимости полученного результата от таких факторов, как развитость дорожных сетей, геометрия формы обслуживаемой территории, тариф на перевозку груза. Поэтому данный метод доступен для любой из областей Российской Федерации и применим не только к железным дорогам.