РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МОРСКОГО ГРУЗОВОГО ФРОНТА ДЛЯ ТЕРМИНАЛОВ ПО ЭКСПОРТНОЙ ПЕРЕВАЛКЕ УГЛЯ НА РАННИХ СТАДИЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Аннотация

В XXI в. большинство угольных экспортных терминалов становятся специализированными комплексами с высокопроизводительным конвейерным оборудованием, позволяющим выполнять перевалку годового грузооборота более 10 млн т/год. Инициация инвестиционных проектов строительства или расширения терминалов зависит от решений, разрабатываемых на ранних стадиях проектирования, что в рыночных условиях требует более точных результатов (производительности судопогрузочного оборудования, пропускной способности морского грузового фронта) и применения современных методик технологического проектирования морского грузового фронта. В статье предложена методика технологического проектирования морского грузового фронта навалочных терминалов для концептуальных стадий проектирования на основе синтеза российской нормативной базы (РД 31.3.05-97, РД 31.3.01.01-93 и РД 31.31.48-88), иностранных источников (справочника UNCTAD, исследований голландской научной школы A.J.A. Kleinheerenbrink и T. Van Vianen), глубинного анализа производственных показателей терминалов. На основе методики разработан расчетный инструмент «Базовый расчет морского грузового фронта навалочного терминала», позволяющий на ранних стадиях проектирования выполнять многовариантный технологический расчет количества причалов и судогрузочных машин, а также производительности судопогрузочных машин. В качестве основного критерия расчета используется критерий эффективности, который представлен численными значениями в общем виде для терминала (по коэффициенту запаса производительности судопогрузочных операций) и для судопогрузочных машин в частности (по единичной производительности, применяемой в реальной эксплуатации).Предлагаемые методика и расчетный инструмент, представляющие практическую значимость для проектировщиков-технологов, позволяют повысить точность технологического проектирования. Полученные расчетные результаты могут использоваться на концептульных стадиях проектирования, когда рассматриваются различные варианты компоновок. На стадии проектной документации следует уточнять полученные результаты за счет детализированного анализа судопогрузочных операций или моделирования судозаходов, для которых наиболее характерным является стохастический процесс возникновения.

Ключевые слова

морские порты, навалочные (угольные) терминалы, расчет морского грузового фронта, производительность судопогрузочного оборудования, технологическое проектирование, концептуальное многовариантное проектирование

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

The overseas coastal area development institute of Japan et al. Technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan. - Overseas Coastal Area Development Institute of Japan, 2009. - 981 p.
Port Development. A handbook for planners in developing countries. - Second Edition, Revised and expanded. - New York: UNCTAD, 1985. - 227 p.
Thorensen C. A. Port Designer’s Handbook / C. A. Thorensen. - Third Edition. - London: Thomas Telford Limited, 2014. - 587 p.
Handbook of terminal planning / ed J. W. Böse. - Springer Science & Business Media, 2011.- 433 p. DOI: 10.1007/978-1-4419-8408-1.
Imai A. Berth allocation in a container port: using a continuous location space approach / A. Imai, X. Sun, E. Nishimura, S. Papadimitriou // Transportation Research Part B: Methodological. - 2005. - Vol. 39. - Is. 3. - Pp. 199-221. DOI: 10.1016/j.trb.2004.04.004.
Bierwirth C. A survey of berth allocation and quay crane scheduling problems in container terminals / C. Bierwirth, F. Meisel //European Journal of Operational Research. - 2010. - Vol. 202. - Is. 3. - Pp. 615-627. DOI: 10.1016/j.ejor.2009.05.031.
Lai K. K. A study of container berth allocation / K. K. Lai, K. Shih // Journal of advanced transportation. - 1992. - Vol. 26. - Is. 1. - Pp. 45-60. DOI: 10.1002/atr.5670260105.
Hartmann S. Simulation of container ship arrivals and quay occupation / S. Hartmann, J. Pohlmann, A. Schönknecht // Handbook of terminal planning. - 2011. -Pp. 135-154. DOI: 10.1007/978-1-4419-8408-1_8.
Umang N. Exact and heuristic methods to solve the berth allocation problem in bulk ports / N. Umang, M. Bierlaire, I. Vacca // Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review. - 2013. - Vol. 54. -Pp. 14-31. DOI: 10.1016/j.tre.2013.03.003.
Barros V. H. Model and heuristic for berth allocation in tidal bulk ports with stock level constraints / V. H. Barros, T. S. Costa, A. C. Oliveira, L. A. Lorena // Computers & Industrial Engineering. - 2011. - Vol. 60. - Is. 4. - Pp. 606-613. DOI: 10.1016/j.cie.2010.12.018.
Legato P. Addressing robust berth planning under uncertainty via simulation based optimization / P. Legato, R. M. Mazza // Proceedings of the 12nd International Conference on Modeling and Applied Simulation. - 2013. - Pp. 144-152.
Oguz C. Berth allocation as a moldable task scheduling problem / C. Oguz, J. Blażewicz, T. C. E. Cheng, M. Machowiak // Proceedings of 9th International Workshop on Project Management and Scheduling. - France, 2004. -Pp. 201-205. DOI: 10.1057/jors.2010.54.
Robenek T. A branch-and-price algorithm to solve the integrated berth allocation and yard assignment problem in bulk ports / T. Robenek, N. Umang, M. Bierlaire, S. Ropke // European Journal of Operational Research. - 2014. - Vol. 235. - Is. 2. - Pp. 399-411. DOI: 10.1016/j.ejor.2013.08.015.
Bugaric U. S. Optimal utilization of the terminal for bulk cargo unloading / U. S. Bugaric, P. B. Petrovic, Z. V. Jeli, D. V. Petrovic // Simulation. - 2012. - Vol. 88. - Is. 12. - Pp. 1508-1521. DOI: 10.1177/0037549712459773.
Daganzo C. F. The crane scheduling problem / C. F. Daganzo // Transportation Research Part B: Methodological. - 1989. - Vol. 23. - Is. 3. - Pp. 159-175. DOI: 10.1016/0191-2615(89)90001-5.
Peterkofsky R. I. A branch and bound solution method for the crane scheduling problem / R. I. Peterkofsky, C. F. Daganzo // Transportation Research Part B: Methodological. - 1990. - Vol. 24. -Is. 3. - Pp. 159-172. DOI: 10.1016/0191-2615(90)90014-P.
Han X. A proactive approach for simultaneous berth and quay crane scheduling problem with stochastic arrival and handling time / X. Han, Z. Lu, L. Xi //European Journal of Operational Research. - 2010. - Vol. 207. - Is. 3. -Pp. 1327-1340. DOI: 10.1109/ICCIE.2009.5223886.
Kleinheerenbrink A. J. A. A Design Tool for Dry Bulk Terminals / A. J. A. Kleinheerenbrink. - Delft University of Technology, 2012. - 142 p.
Van Vianen T. A. Simulation-integrated Design of Dry Bulk Terminals / T. A. Van Vianen. - Delft University of Technology, 2015. - 247 p. DOI: 10.4233/uuid:d707f257-307a-4fd0-9ee6-160f507a42a8.
Китиков А. Н. Ограничения при расчете морского фронта методами теории массового обслуживания / А. Н. Китиков, А. Л. Кузнецов, И. А. Русинов // Эксплуатация морского транспорта. - 2013. - № 1 (71). - С. 3-6.
Купцов Н. В. Бенчмаркинг и эффективность современных морских терминалов по экспортной перевалке угля / Н. В. Купцов // Транспорт Уралa. - 2016. - № 4 (51). - С. 18-26. DOI: 10.20291/1815-9400-2016-4-18-26.
Купцов Н. В. Исследование актуальных размерений балкеров для технологического проектирования морских портов / Н. В. Купцов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 2. - С. 323-336. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-2-323-336.
Schonfeld P. Optimizing the use of a containership berth / P. Schonfeld, S. Frank. - 1984. - № 984. - Pp. 56-62.
Dragović B. Ship-berth link performance evaluation: simulation and analytical approaches / B. Dragović, N. K. Park, Z. Radmilović // Maritime Policy & Management. - 2006. - Vol. 33. - Is. 3. - Pp. 281-299. DOI: 10.1080/03088830600783277.
Han M. The algorithm for berth scheduling problem by the hybrid optimization strategy GASA / M. Han, P. Li, J. Sun // Control, Automation, Robotics and Vision, 2006. ICARCV’06. 9th International Conference on. - IEEE, 2006. - Pp. 1-4. DOI: 10.1109/ICARCV.2006.345455.
Zhou P. A dynamic berth allocation model based on stochastic consideration / P. Zhou, H. Kang, Lin //Intelligent Control and Automation, 2006. WCICA 2006. The Sixth World Congress on. - IEEE, 2006. - Vol. 2. -Pp. 7297-7301. DOI: 10.1109/WCICA.2006.1714503.
Golias M. M. The berth allocation problem: Optimizing vessel arrival time / M. M. Golias, G. K. Saharidis, Boile, S. Theofanis, M. G. Ierapetritou // Maritime Economics & Logistics. - 2009. - Vol. 11. - Is. 4. - Pp. 358-377. DOI: 10.1057/mel.2009.12.
Golias M. M. Berth scheduling with variable cost functions / M. M. Golias, H. E. Haralambides // Maritime Economics & Logistics. - 2011. - Vol. 13. - Is. 2. - Pp. 174-189. DOI: 10.1057/mel.2011.4.
Golias M. The berth-scheduling problem: Maximizing berth productivity and minimizing fuel consumption and emissions production / M. Golias, M. Boile, S. Theofanis, C. Efstathiou // Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. - 2010. - Vol. 2166. - Pp. 20-27. DOI: 10.3141/2166-03.
Golias M. M. Service time based customer differentiation berth scheduling / M. M. Golias, M. Boilé, Theofanis // Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review. - 2009. - Vol. 45. - Is. 6. -Pp. 878-892. DOI: 10.1007/s00170-009-2068-x.

Об авторах

Купцов Николай Владимирович - главный специалист по поддержке проектной деятельности

kuptsov.nv@gazprom-neft.ru. kuptsov.nikolay@gmail.com

ПАО «Газпром Нефть»