Разработка методики оптимизации морского комплекса транспортных средств доставки грузов в пункты с необорудованным берегом

• Автор: Могилевский, Валерий Иосифович
• Шифр специальности: 05.08.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил. + Прил. (121с.:ил.)

Глава 1. Постановка задачи исследования по выбору рациональной структуры флота для доставки грузов в пункты с необорудованным берегом
1.1. Тенденции транспортного освоения зарубежной Арктики
1.2. Арктические транспортные системы России
1.2.1. Основные порты и пункты арктических районов
1.2.2. Природно-климатические условия Арктики
1.2.2.1. Ледовые и гидрометеорологические условия арктического бассейна
1.2.2.2. Географические и природно-климатические условия арктических пунктов
1.2.3. Грузопотоки
1.2.3.1. Классификация
1.2.3.2. Вывоз грузов
1.2.3.3. Арктическое транзитное сообщение
1.2.3.4. Ввоз снабженческих грузов в арктические районы
1.2.4. Арктические транспортные системы
1.3. Структура флота снабжения арктических пунктов с необорудованным берегом
1.3.1. Место флота снабжения в системе арктического
флота и его структура
1.3.2. Линейные суда-снабженцы
1.3.3. Средства рейдовой разгрузки судов на необорудованный берег
1.3.4. Лихтеровозы
1.3.5. Фидерные снабженцы
1.4. Магистрально-фидерная транспортно-технологическая система доставки грузов в арктические пункты с
необорудованным берегом
1.4.1. Общая характеристика магистрально-фидерной технологии организации перевозок
1.4.2. Влияние гидрометеофакторов на маршруты
судов и производство работ при магистрально-фидерной и линейной схемах доставки грузов (сравнительный анализ)
1.5. Постановка задачи исследования
1.5.1. Постановка задачи оптимизации состава комплекса транспортных средств для доставки грузов в пункты с необорудованным берегом (Вербальное описание)
1.5.2. Критерий эффективности
1.5.2.1. Выбор критерия эффективности

1.5.2.2. Выбор расчетного размера ренты
1.6. Обзор (анализ) выполненных исследований по теме диссертационной работы
1.6.1. Обзор работ по обоснованию технических средств транспортной системы доставки грузов на
необорудованный берег
1.6.2. Анализ работ по оптимизации структуры флота
1.6.2.1. Обзор работ по оптимизации состава флота
1.6.2.2. Анализ методов оптимизации в задачах оптимизации состава флота
1.6.2.3. Анализ математических моделей функционирования системы в задачах оптимизации состава флота
Глава 2. Разработка модели функционирования транспортной
системы
2.1. Предварительный отбор транспортных средств
2.2. Выбор качественного состава комплекса береговых сооружений для обеспечения функционирования транспортной системы
2.3. Влияние гидрометеофакторов на функционирование транспортных средств системы
2.4. Вербальное описание процесса функционирования
2.5. Разработка математической модели функционирования
флота
2.5.1. Формальное описание элементов системы
2.5.2. Алгоритмическое формирование модели функционирования флота
2.5.2.1. Понятие системы допустимых маршрутов и формирование схемы функционирования
2.5.2.2. Алгоритмы построения маршрутов судов
2.5.2.3. Алгоритмическое формирование схемы функционирования комплекса
2.5.3. Алгоритмы выбора береговых сооружений
Глава 3. Разработка методики оптимизации транспортной системы доставки грузов в пункты с необорудованным берегом
3.1. Постановка задачи оптимизации структуры транспортной системы (формальное описание)
3.2. Метод решения задачи оптимизации
3.3. Первый Этап решения задачи (Маятниковые маршруты
судов)
3.3.1. Общая характеристика метода
3.3.2. Описание формального аппарата метода
3.4. Второй Этап решения задачи (Маршруты - совокупности
линий)

3.4.1. Общая характеристика метода
3.4.2. Описание формального аппарата метода
3.4.2.1. Оценки маршрутов
3.4.2.2. Проверка оптимальности решения и выбор маршрута с наивысшей оценкой для включения в
базис
3.4.2.3. Описание модифицированного симплекс-метода с алгоритмическим формированием
маршрута
3.5. Третий Этап решения задачи (Маршруты
последовательности пунктов )
3.5.1. Общая характеристика метода
3.5.2. Описание формального аппарата метода
Глава 4. Практическая реализация разработанной методики
оптимизации транспортной системы
4.1. Алгоритм задачи оптимизации первого этапа
4.2. Алгоритм задачи оптимизации второго этапа
4.3. Алгоритм задачи оптимизации третьего этапа
4.4. Реализация разработанной методики в программе
4.4.1. Требования к системе
4.4.2. Ключевые абстракции и механизмы
4.4.3. Архитектура системы
4.4.4. Особенности программы
4.5. Расчетный пример. Сравнение морских транспортнотехнологических схем снабжения пунктов с необорудованным берегом Чукотки
Заключение
Список литературы
Том 2 - Приложения:
Приложение 1. Зарубежный опыт транспортного освоения Арктики.
Арктический флот снабжения России.
Приложение 2. Реализация и результаты проведения экспертизы по предварительному отбору транспортных средств.
Приложение 3. Задачи линейного программирования - элементы теории и физическая интерпретация применительно к задаче оптимизации состава флота.
Приложение 4. Методологические приемы построения алгоритмов. Приложение 5. Расчетный пример. Сравнение морских транспортнотехнологических схем снабжения ПНБ Чукотки.
Приложение 6. Описание разработанной программы оптимизации флота. Приложение 7. Анализ результатов натурных наблюдений за процессом работы судового вертолета по разгрузке судна снабженца на необорудованный берег Чукотки.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА
Анализ выполненных исследований по оптимизации структуры флота
Паритета", и рассматривается как один из формальных методов поиска решения на множестве Парето (см. [п9]). Данный подход предполагает принципиальную возможность нахождения единственного, компромиссного, решения внутри области Парето. Эта возможность основана на утверждении о наличии в самой системе объективной информации, необходимой для принятия компромиссного решения. Вместе с тем в работе [з7] отмечается, что нельзя утверждать, будто формальные методы позволяют определять оптимальные характеристики судов объективно в полном смысле этого слова, так как при формулировании проектной схемы судна (корабля), описании условий внешней среды, формировании граничных и начальных условий задачи неизменно присутствует субъективное начало. Смысл в применении формальных методов заключается в исключении субъективного подхода на последнем этапе решения задачи - этапе оптимизации характеристик судна, на основе анализа модели функционирования. При этом предполагается выделение возможно большей информации,
содержащейся в самой системе в интересах принятия единственного, компромиссного, решения.
Формулируются следующие требования к записи глобального
критерия (предполагается, что критерий неформализуем, а формальное выражение - лишь условно его обозначает):
- все частные и глобальный критерии должны быть одного типа;
- частные критерии должны быть неаддитивны.
Отмечается, что глобальный критерий можно формально определить как свертку частных критериев:
С(х) = £Л,-£1-(х), /хе{л"/}, Я, е [0,со], (1-12)

где п - число частных критериев;
Я,- - коэффициенты приведения частных критериев к
аддитивному виду, т.е. сравнимым единицам измерения.
Рассматривая судно как многоуровневую систему, предполагается, что отсутствуют какие-либо причины определяющие отношение предпочтения между подсистемами корабля, т.е. в точке оптимума выполняется принцип паритета. В упрощенном случае, для бинарных систем это можно записать:
&(*) = Д?2 (*), (1. 13)
где £ - точка оптимума.
Если имеют место факторы, влияющие на отношение между подсистемами, то они учитываются в (1.13), путем введения соответствующих коэффициентов. Отмечается, что в отличие от эвристической свертки такие коэффициенты отвечающие интуитивному представлению проектанта о предпочтении, будут применяться к частным критериям, уже приведенным с помощью Я к сравнимому виду (см. [з7]).
В заключение краткого описания двух взглядов на многокритериальную оптимизацию можно высказать предположение, что