Выбор варьируемых параметров и критериев оптимальности

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МНОЖЕСТВА КРИТЕРИЕВ ОПТИМАЛЬНОСТИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ РАБОТУ КОНТЕЙНЕРНЫХ ТЕРМИНАЛОВ

Критериями оптимальности работы контейнерных терминалов являются:

- наиболее полное использование длины путей необщего пользования и вместимости площади комплекса;

- механизация протяженности маршрутов движения грузов при передачи от грузового фронта в зону хранения и обратно, а так же при выполнении грузовых операций;

- развязка перемещений грузопотоков на территории станции, исключающая задержки при перемещении вагонов с контейнерами и в использовании подъемно-транспортных машин и устройств;

- обеспечение бесперебойного потока вагонов или автомобилей с контейнерами к контейнерной площадке.

- благоприятные условия для выгрузки, погрузки и сохранности грузов, обеспечение противопожарной безопасности.

Выбор варьируемых параметров и критериев оптимальности

Построение экономико-математической модели КП завода АООТ « Большевик» производится для сентября 2011 года. К сентябрю завод планирует выйти на максимальный и стабильный уровень производства (ожидаются лишь незначительные колебания), будут введены на полную мощность пути необщего пользования.

Учитывая особенности работы КП по переработке контейнеров, в качестве оптимизируемых варьируемых параметров принимаются:

Z – количество погрузочно-выгрузочных машин;

X – количество подач вагонов;

T – время работы грузового фронта в течение суток;

H – число ярусов складирования;

В качестве критериев оптимальности принимаются:

- себестоимость переработки контейнеров на КП;

- перерабатывающая способность КП;

- коэффициент использования ПРМ по времени в течение суток.

Таким образом, вектор оптимальности имеет следующий вид:

(5.1.1)

Суммарные приведенные затраты определяются как сумма следующих затрат:

С₁(Z, Х, Т)–затраты, связанные с простоем вагонов при выполнении погрузочно-разгрузочных операций.

(5.1.2)

В связи с отсутствием перевозок автотранспортом формула 5.1.2 будет иметь вид:

, (5.1.3)

где - соответственно, входящий и исходящий вагонопотоки, ваг./сут;

q_п – количество 40-футовых контейнеров на платформе (q_п=1), конт.;

С_в-ч – приведенная стоимость вагоно-часа (С_в-ч=250), руб.;

k_д – коэффициент, учитывающий дополнительные операции, выполняемые ПРМ (к_д=1,1);

- эксплуатационная производительность ПРМ ( ), конт./ч.

С₂(Z,Х,Т)–затраты, связанные с ожиданием вагонами выполнения грузовых операций.

, (5.1.4)

где - среднее время ожидания вагонами выполнения грузовых операций.

Вид аналитических соотношений для расчета среднего времени ожидания определяется характером входящего потока и законом распределения времени обслуживания. При наиболее общих предположениях о характере входящего потока и законе распределения времени обслуживания для ориентировочного определения целесообразно использовать следующую формулу:

(5.1.5)

Относительная загрузка ПРМ (ρ) определяется из следующего соотношения:

, (5.1.6)

где ρ – относительная загрузка обслуживающих устройств (маневровых локомотивов, ПРМ)( ρ=0,5);

- среднее время обслуживания;

, - соответственно коэффициенты вариации времени обслуживания и интервалов между поступающими требованиями;

- мощность суточного входящего потока контейнеров на грузовой фронт (для сентября 2011 года 48 ), конт./сут.;

k_д – коэффициент, учитывающий дополнительные операции, выполняемые ПРМ в зоне хранения;

Z - количество ПРМ в зоне хранения, ед.;

Q_тех – эксплуатационная производительность ПРМ, конт./ч;

Т – время работы грузового фронта и зоны хранения в течение суток, ч.

Получим следующее соотношение:

, (5.1.7)

где - среднее время выполнения грузовых операций.

(5.1.8)

Так как отсутствует входящий поток автомобилей формула будет иметь следующий вид:

, (5.1.9)

где - коэффициент вариации величины ( ).

С₃(Х)– затраты на подачу-уборку вагонов.

, (5.1.10)

где t_п-у – среднее время подачи и уборки вагонов (t_п-у=0,533, определено комиссионно-хронометражным способом, 15.02.11), ч;

С_л-ч – приведенная стоимость локомотиво-часа маневровой работы

(С_л-ч=791), руб.

С₄(Z) – затраты на заработную плату работников, обслуживающих ПРМ.

Размеры заработной платы рабочих, занятых на обслуживании погрузочно-разгрузочных машин, принимаются по установленным тарифно-квалификационным характеристикам и тарифным ставкам в зависимости от вида работ.

Расходы на заработную плату определяются по формуле:

,(5.1.11)

где 2,15 – явочный состав;

- количество работников i- профессии в бригаде ( );

– часовая тарифная ставка i- го работника ( ), руб/ч. ;

128 – месячный фонд рабочего времени, ч;

, - выплата за работу в ночное время и праздники, =0,05, =0,025;

- премии, =1;

- коэффициент, учитывающий отчисления на социальное и медицинское страхование, =0,356;

12 – количество месяцев в году.

Затраты на силовую электроэнергию ПРМ будут отсутствовать, так как на КП используются ричстакеры Fantuzzi RS50 с дизельными двигателями.

С₅(Н) - расходы на энергию движения (при использовании ПРМ с дизельными двигателями):

_, (5.1.12)

где - норма расхода топлива на 1 час работы ПРМ (для Fantuzzi RS50 ), кг/ч;

- стоимость 1 кг дизельного топлива ( ), руб/кг;

- число часов фактической работы двигателей ПРМ, кВТ.

(5.1.13)

(5.1.14)

С₆(Т) – затраты на освещение территории грузовых фронтов и зон хранения.

, (5.1.15)

где - норма освещенности ( ), Вт/м²;

- коэффициент, учитывающий потери в проводящей цепи ( );

- площадь освещаемых территорий (площади освещаемых территорий рассчитаны в четвертом разделе), м²;

- стоимость 1 кВт-ч осветительной электроэнергии ( ), руб;

- коэффициент, учитывающий увеличение времени освещения в течение года в зависимости от времени работы грузового фронта и зоны хранения Т в течение суток ( );

- ширина дополнительного освещения ( ),м;

- длина контейнерной площадки ( ), м.

Критерий F_КП2 (перерабатывающая способность КП) определяется следующим образом:

(5.1.16)

Так как отсутствует отвлечение ПРМ на обслуживание автомобилей формула примет следующий вид:

(5.1.17)

Критерий F_КП3 (коэффициент использования ПРМ по времени в течение суток) определяется следующим образом:

(5.1.18)

Технология работы КП не предусматривает непосредственной перегрузки контейнеров по «прямому» варианту (вагон-автомобиль, автомобиль-вагон) формула изменится:

(5.1.19)

При отсутствии возможности получения экспертной информации о значимости отдельных критериев наиболее обоснованным можно считать подход, в пространстве критериев к множеству несовместимых оптимумов частных критериев (метод идеальной точки).

При этом в качестве компромиссной точки А целесообразно принять решение, минимизирующее сумму квадратов относительных отклонений целевых функций от своих достижимых индивидуальных оптимальных значений:

, (5.1.20)

где А_i – множество допустимых значений оптимизируемых параметров;

- количество оптимизируемых параметров;

- количество критериев оптимальности;

F_КПv(A_i) – допустимые значения критериев оптимальности;

F_КПv – индивидуальные оптимальные значения критериев.

Минимизация суммы квадратов относительных отклонений функционалов позволяет эффективно решать задачу в случае, когда критерии оптимальности имеют разную размерность. Метод с использованием идеальной точки можно применять в сочетании с методами, использующими экспертную информацию, путем введения коэффициентов . В этом случае формула будет иметь следующий вид:

, (5.1.21)

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от способа получения экспертной информации о важности критериев оптимальности значения .