Математическое и информационное обеспечение процесса автоматизированного управления перегрузочным процессом порта

В течение последних десяти лет резкий рост ввозимых и хранимых на территории России контейнеров способствовал так же резкому росту контейнерных терминалов, и увеличению размеров уже имеющихся. В связи с чем, на первое место выступает повышение эффективности работы, что необходимо для совершенствования организации управления транспортным процессом. В процессе выработки решений об управлении транспортным процессом неизбежно решается ряд обязательных задач, в частности: выбор и создание базы данныхразработка комплекса математических моделей и технологии моделирования, выбор технических средств для получения, переработки, передачи и представления информации, решения вопросов защиты информации от несанкционированного доступа.

Несмотря на значительный объем исследований, посвященных задачам автоматизированного управления, многие вопросы, связанные с проектированием, эксплуатацией и модернизацией автоматизированной системы управления группировки, упорядочивания размещения контейнеров, пока полностью не решены.

Системы автоматизированного управления контейнерными терминалами позволяют: уменьшить время обработки судов, железнодорожных составов, автотранспорта и время пребывания контейнеров на терминалахуменьшить число перестановок контейнеров во время храненияисключить случаи хищения и «потерь» контейнеровувеличение скорости перетарки грузовснизить коммерческий брак при оформлении документовобеспечить предоставление информации по наличию и движению контейнеров другим подразделениям порта и сторонним пользователям.

Существует несколько категорий систем автоматизации управления предприятием. В литературе выделяют системы автоматизации управления технологическими процессами, информационные и контролирующие системы, системы комплексной автоматизации. В данной работе основное внимание уделено, так называемым системам поддержки принятия управленческих решений, как наиболее динамично развивающемуся в настоящее время классу задач. Подобного рода системы строятся на основе моделей производственных отношений и направлены на повышение уровня управляемости производственных систем.

Цель работы и задачи исследования. В диссертации можно выделить несколько задач, решение которых обеспечит создание эффективной автоматизированной системы управления контейнерными терминалами.

В первую очередь требуется определить и описать область автоматизации. Современные принципы управления требуют применения системного анализа на всех этапах построения автоматизированной системы, от момента возникновения проблемы, до программной реализации. Для этого, во-первых, необходимо описать производственную систему с позиций системного подхода, выделить основные составляющие элементы, определить связи и зависимости между подсистемами. Во-вторых, требуется сформулировать доступные для моделирования процессы, функциональная автоматизация которых может помочь в управлении контейнерными терминалами. Кроме того, необходимо подвести теоретическую базу, на основе которой можно оценить качество моделей управления и результаты их функционирования.

Другим немаловажным вопросом в разработке автоматизированной системы является вопрос организации хранения и передачи данных. В настоящее время большинство автоматизированных комплексов используют программы, основанные на технологии «клиент-сервер», которая не лишена недостатков. Большие автоматизированные комплексы уже используют другие современные способы организации хранилищ данных, многоуровневые объектно-ориентированные базы данных и т. п. Проблема в данном случае заключается в стандартизации методов доступа и возможности переносимости программного обеспечения для работы с различными системами хранения информации. Так, практически стандартом стал язык доступа к данным SQL (структурный язык запросов), появилось универсальное средство к базам данных — ODBC и т. п.

Цели и задачи исследований данной диссертации состоят в:

— исследовании закономерностей, лежащих в основе управления крупными транспортными предприятиями;

— исследовании процессов управления перемещением контейнеров на территории терминала;

— разработке алгоритмов оптимизации размещения контейнеров по критериям времени обработки, стоимости, затраченных усилий и т. д.;

— разработке моделей группировки контейнеров в большом и малом;

— разработке математической модели оперативного управления ввоза-вывоза контейнеров;

— разработке алгоритма условной оптимизации перемещения контейнеров на территории хранения контейнеров;

— разработке алгоритма определения оптимального количества контейнерных перегружателей;

— создании комплексов программ для планирования работы транспортных предприятий и для имитационного моделирования процессов грузоперевозки в порту;

— разработке основ управления, планирования документооборота и технологии ввоза/вывоза контейнеров в морской порт,.

— получении критериальных оценок, технологий рационального перемещения грузов и форм документооборота, направленных на повышение эффективности работы морского порта, как крупного транспортного узла.

Научная новизна полученных в диссертации результатов заключается в следующем: разработан комплекс математических моделей, описывающий основные направления управления контейнерным терминаломразработаны способы хранения, обработки и предоставления информации из системы управления базами данных, а так же способы защиты данныхразработан алгоритм расчета площади контейнерной площадки с учетом особенностей присущих месту складирования контейнеровреализованы способы визуализации территории терминала, а так же механизмы быстрого поиски контейнеровполучены имитационные модели процесса перемещения контейнеров, как от причала, состава, так и с автотранспорта по территории терминала.

Практическая ценность работы состоит в создании программной реализации для решения задач автоматизированной системы планирования перевозок и хранения контейнеров, в разработке документооборота.

Реализация и внедрение результатов. Основные результаты работы внедрены на ОАО «Канонерском судоремонтном заводе» .

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на отраслевых семинарах в СПГУВК, НПФ «Меридиан», на секции по наукоемким технологиям Дома ученных им. М. Горького.

Публикации. Основные положения, выводы и практические результаты диссертации изложены в 5 статьях и 2 тезисах докладов на научных конференциях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Работа содержит 148 страниц печатного текста, 29 рисунков и таблиц.

Результаты исследования могут быть внедрены как уже на имеющиеся контейнерные терминалы, так и помочь при проектировании новых терминалов, как на территории строящихся портов, так и вне них.

Заключение

.

На основе проведенных теоретических исследований, а так же построения математической модели работы контейнерного терминала, анализа экспериментальных данных, оценки существующих технологий транспортных перевозок и имеющихся на рынке программных продуктов, направленных на автоматизацию работы терминала получены следующие научные результаты:

В ходе анализа уже имеющихся на территории Санкт-Петербурга и его окрестностей контейнерных терминалов, как на территории порта, так и небольших компаний была произведена структуризация взаимодействия всех подразделений, участвующих в технологическом процессе от грузоотправителя до грузополучателя и обоснована необходимость функционального и информационного описания для решения задач управления;

Создан комплекс математических моделей основных направлений управления производственной деятельностью контейнерного терминала, который позволяет говорить о возможности эффективного решения задач управления, оперативного планирования, оптимизации перевозок и хранения контейнеров, имитационного моделирования;

Рассмотрена методика имитационного моделирования процесса перемещения контейнеров по территории терминала между причалом или железнодорожным полотном и транспортными средствами, которые выполняют функцию последнего звена, доставляющего контейнеры грузополучателю. Это позволяет обосновать количественный выбор автомобильных контейнерных перегружателей с учетом их средней занятости по времени.