Choosing the best solutions for multimodal oil transportation

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

 Мультимодальная перевозка представляет собой систему, рациональность и стабильность процесса которой во многом зависит от множества условий и особенностей внешней среды. Одной из особенностей внешней среды является несогласованность взаимодействия различных видов транспорта, что, в свою очередь, оказывает влияние на эффективность процесса перевозки. Совокупность принятых в работе критериев перевозки позволяет реагировать на изменение дестабилизирующих внешних и внутренних факторов процесса. Количество критериев может меняться в силу индивидуальности логистического полигона, однако при этом остаётся неизмененным алгоритм применяемого метода, выступающий в роли механизма для достижения поставленных целей грузовладельцем и обеспечения максимально возможного уровня удовлетворения предъявляемых требований к транспортировке.

ОБОСНОВАНИЕ НОВОГО ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА ТРАНСПОРТНОГО НАПРАВЛЕНИЯ ПРИ МУЛЬТИМОДАЛЬНЫХ ПЕРЕВОЗКАХ

Анализ путей управления мультимодальными процессами перевозок требует комплексного исследования множества факторов, которые могут оказать влияние на процесс доставки груза от «двери до двери». Один из основных инструментариев управления – системный подход, нацеленный на анализ критериев в конкретной транспортной задаче и, тем самым, оказывающий влияние на повышение качества в управлении.

Противоречивость критериев в настоящей проблеме рассматривается в рамках решаемых индивидуальных задач при оценке каждой логистической комбинации, альтернативного элемента математической матрицы, находящихся в различных отношениях взаимозависимости. При многообразии на практике рассматриваемых альтернативных вариантов транспортировки делается выбор на самом рациональном из них. При этом учитываются приоритеты грузовладельца, которые могут быть ранжированы по различным требованиям, куда входят финансовые, временные или иные составляющие и, тем самым, в конечном итоге обработки информации сделать выбор варианта. Данные о значениях и значимости критериев предлагаются при решении задачи профильными специалистами исходя из приоритетной цели, стоящей перед транспортным оператором – минимизация логистических издержек. Настоящий подход определяет наличие взаимосвязанности процесса, свидетельствуя о единой цели. В работе принят перечень критериев для выбора лучшего варианта транспортировки. При выборе критериев в настоящей работе большое внимание уделено запросам заказчиков, предпочтениям, анализу тенденций изменения приоритетов и, тем самым, формированию самих критериев.

С учётом тенденций диверсификации нефтяной отрасли, переориентации логистических маршрутов, возрастающих потребностей заказчика груза на фоне экономических и других отношений, рынка, необходимо рационализировать транспортные издержки на 1 километр пути и 1 тонну груза с учётом координации участников логистического процесса по принципу выполнения требования «точно в срок». При рассмотрении критериев доставки груза по альтернативным маршрутам нужно детализировать конкурентные варианты. Детальный учёт составляющих звеньев транспортных цепей является важным условием, обеспечивающим результат целостного процесса логистически-ориентированной деятельности.

Отметим, что мультимодальная логистическая система представляет собой комплекс совокупных оперативных транспортных услуг, при этом любая система – совокупность взаимосвязанных элементов. В работе в качестве критериев функционирования логистической системы выбран ряд определяющих критериев, имеющих разную размерность, который направлен на рационализацию общих логистических издержек и повышение качества управления процессами перевозок. Решение практических задач на базе применяемого алгоритма рассмотрения отдельных звеньев каждой транспортной цепи и цепи в совокупности предлагает доставку груза в требуемые сроки, а также определяет вариант с учётом минимизации принятых рисков. Ввод критериев, нацеленных на повышение качества перевозки или иных важных требований зависит от реально складывающихся условий в каждой конкретной задаче.

Нужно обратить внимание на то, что критерии, по которым выбираются лучшие решения транспортировок могут меняться при решении разных задач в зависимости от поставленных целей. Это видно и в настоящей проблеме при решении круга задач по выбору рациональных мест расположения терминалов и распределении их объёмов при заданной общей массе жидкого топлива. В области обоснования решений по определению объёмов резервуарных парков с возможностью их расширения нужно отметить диссертацию [1]. Важно, что при решении этих задач, примыкающих к проблемам выбора лучших транспортных путей перевозок, используется тот же алгоритм решения, несмотря на другие критерии сравнений при выборе лучшего решения из возможных. Делая промежуточный вывод можно сказать, что выбор критериев является очень важной постановочной задачей и от них напрямую зависит полученный в итоге результат. Цель настоящей работы состоит в создании регулярного (не изменяющегося при решении разных задач) математического аппарата, служащего для детерминированной обработки цифровых значений назначенных критериев с учётом их значимости между собой в разных задачах управления перевозочными процессами и элементами этих процессов для выбора лучших вариантов из рассматриваемых.

Количество и назначение критериев определяется (в общем случае) для каждой задачи отдельно:

а) k₁ – стоимость непосредственно доставки, руб.;

б) k₂ – затраты времени непосредственно доставки, час;

в) k₃ – стоимость погрузки (в каждом пункте перевалки топлива), руб.;

г) k₄ – время погрузки (в каждом пункте перевалки топлива), час;

д) k₅ – стоимость разгрузки (в каждом пункте перевалки топлива), руб.;

е) k₆ – время разгрузки (в каждом пункте перевалки топлива), час;

ё) k₇ – стоимость хранения в соответствующих терминалах конкретной массы груза во времени отдельно по стыкам видов транспорта, руб.;

ж) k₈ – риск по доставке топлива в договорное время, балл;

з) k₉ – риск при перевозке топлива конкретным видом транспорта, балл;

и) k₁₀ – риск при перевалке топлива с одного вида транспорта на другой, балл;

В качестве критериев модели ресурсоёмкости резервуарного парка нефтяного терминала приняты следующие [2]:

к) k₁₁ - объём терминала, м³;

л) k₁₂ – затраты на строительство, тыс. руб.;

м) k₁₃ – время монтажных работ, сутки;

н) k₁₄ – затраты на обслуживание при будущей эксплуатации терминала,  тыс. руб./год;

о) k₁₅ – затраты на будущий ремонт резервуаров, тыс. руб./год;

п) k₁₆ –экономические потери при простое терминала на ремонте, тыс. руб./год;

р) k₁₇ – риски, связанные с финансовыми потерями при эксплуатации терминала, балл.

Вышеуказанные критерии в подавляющем большинстве случаев позволяют охватить широкий спектр задач и найти лучший вариант доставки жидкого топлива его владельцу. Кроме этого владельцам транспортных средств предоставляется возможность оперативного и точного расчёта преимуществ новых (планируемых) путей сообщения, в том числе в совокупности с имеющимися, при строительстве объектов новой транспортной инфраструктуры.

Под критериями риска (пункты ж, з, и) при перевозке и перевалке топлива с одного вида транспорта на другой понимаются возможные сбои процессов по неучтённым или форс-мажорным обстоятельствам, влияющим на сохранность груза и изменение времени перевозки. В области анализа и оценки рисков большое значение имеет научный труд [3]. Логистика нефтяных маршрутов, совершенствование управления транспортными услугами с учётом рисков отражено в трудах зарубежных авторов  [4–8].

 

Рис. Блок-схема последовательности решения поставленной задачи

 

Центральная задача алгоритма решения поставленной задачи для определения лучшего варианта из рассматриваемых состоит в направленном преобразовании исходной информации по рассматриваемым вариантам (имеются в виду критерии сравнения) и сведение ее к одному комплексному критерию сравнения, который и рассматривается для всех сравниваемых вариантов. Алгоритм преобразования информации к этому критерию не зависит от числа критериев сравнения.

На Рис. приведена блок-схема последовательности решения задачи. Она состоит из пяти центральных позиций, которые отражают последовательность процедур в получении лучшего результата решения по сформированным исходным данным.

Из блок-схемы видно, что для получения окончательного результата сравнения последовательно решается ряд задач, а именно:

Блок 1 – формируется исходные данные Ц по всем критериям и по всем сравниваемым вариантам (Табл. 1);

Блок 2 – определяются места $\mathcal{M}$ каждого варианта по числовому значению каждого критерия. При этом место  тем выше (лучше для перевозочного процесса), чем больше числовое значение Ц соответствующего критерия. Данные размещены в Табл. 2.

Блок 3 – корректируются места $\mathcal{M}$ по коэффициентам k_з значимости критериев (M=$\mathcal{M}$k_з). Количество k_з совпадает с числом критериев. Данные размещены в Табл. 3. В частном случае значения k_з  могут совпадать.

Блок 4 – определяются суммарные места  по каждому варианту, т.е =∑М _1…m.

Блок 5 – определяется лучший вариант сравнения, характеризующийся большим значением m (т.е. большая сумма лучших мест).

 

Таблица 1. Фактические значения критериев по вариантам A₁, …, A_n

Критерии	Варианты
	A1	A2	…	An-1	An
k1	${Ц}_{K1}^{A1}$	${Ц}_{k1}^{A2}$	…	${Ц}_{k1}^{A(n-1)}$	${Ц}_{k1}^{An}$
k2	${Ц}_{K2}^{A1}$	${Ц}_{k2}^{A2}$	…	${Ц}_{k2}^{A(n-1)}$	${Ц}_{k2}^{An}$
$⋮$	$⋮$	$⋮$		$⋮$	$⋮$
km-1	${Ц}_{k(m-1)}^{A1}$	${Ц}_{k(m-1)}^{A2}$	…	${Ц}_{k(m-1)}^{A(n-1)}$	${Ц}_{k(m-1)}^{An}$
km	${Ц}_{km}^{А1}$	${Ц}_{km}^{A2}$	…	${Ц}_{km}^{A(n-1)}$	${Ц}_{km}^{An}$

 

Таблица 2.  Места « » вариантов A₁, …, A_n по цифровым значениям критериев

Критерии	Варианты
	A1	A2	…	An-1	An
k1	${\mathcal{M}}_{k1}^{A1}$	${\mathcal{M}}_{k1}^{A2}$	…	${\mathcal{M}}_{k1}^{A(n-1)}$	${\mathcal{M}}_{k1}^{An}$
k2	${\mathcal{M}}_{k2}^{A1}$	${\mathcal{M}}_{k2}^{A2}$	…	${\mathcal{M}}_{k2}^{A(n-1)}$	${\mathcal{M}}_{k2}^{An}$
$⋮$	$⋮$	$⋮$		$⋮$	$⋮$
km-1	${\mathcal{M}}_{k(m-1)}^{A1}$	${\mathcal{M}}_{k(m-1)}^{A2}$	…	${\mathcal{M}}_{k(m-1)}^{A(n-1)}$	${\mathcal{M}}_{k(m-1)}^{An}$
km	${\mathcal{M}}_{km}^{A1}$	${\mathcal{M}}_{km}^{A2}$	…	${\mathcal{M}}_{km}^{A(n-1)}$	${\mathcal{M}}_{km}^{An}$

 

Таблица 3. Места «M» вариантов A₁, …, A_n по значениям критериев с учётом коэффициентов значимости критериев

Критерии	Варианты
	A1	A2	…	An-1	An
k1	$M_{k1}^{A1}$	$M_{k1}^{A2}$	…	$M_{k1}^{A(n-1)}$	$M_{k1}^{An}$
k2	$M_{k2}^{A1}$	$M_{k2}^{A2}$	…	$M_{k2}^{A(n-1)}$	$M_{k2}^{An}$
$⋮$	$⋮$	$⋮$		$⋮$	$⋮$
km-1	$M_{k(m-1)}^{A1}$	$M_{k(m-1)}^{A2}$	…	$M_{k(m-1)}^{A(n-1)}$	$M_{k(m-1)}^{An}$
km	$M_{km}^{A1}$	$M_{km}^{A2}$	…	$M_{km}^{A(n-1)}$	$M_{km}^{An}$

 

Таким образом, после определения мест «M» вариантов A₁, …, A_n с учётом коэффициентов значимости k_з по конкретным критериям k₁,…,k_m определяется лучший вариант из рассматриваемых. Для этого
$M_{k1}^{A1}$, … $M_{km}^{An}$,  складываются по вертикали в каждом варианте сравнения отдельно. В результате получаем значения  m₁, …, m_n, где для варианта A₁ m₁=$\Sigma M_{k(1...,m)}^{A1}$, для варианта A₂  m₂=$\Sigma M_{K(1, ..., m)}^{A2}$, ...A_n m_n =$\Sigma M_{k(1, ..., m)}^{An}$.

При сравнении значений m₁, …,m_n, по большему значению определяется лучший вариант A₁, …, A_n с учётом коэффициентов значимости k_з.

Согласно настоящему подходу проведён расчёт на логистических полигонах Государства Палестина, Сирийской Арабской Республики. Настоящая работа является продолжением фундаментальных трудов ведущих учёных в сфере повышения эффективности производства в соответствии с задачами экономики в перевозках [9, 10]. Применение многокритериальной рационализации перевозок путём сравнения рассматриваемых критериев приведено в работе [11], в которой разработан научно-обоснованный метод, ориентированный на создание аналитико-управляющих систем. По проблеме улучшения функционирования нефтеперевалочных комплексов известны фундаментальные труды [12–14], а в сегменте логистики речных и морских нефтеперевозок работа [15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На предприятиях топливно-энергетического комплекса при перевозке жидкого топлива в мультимодальном сообщении часто ставится задача о выборе рационального по многим критериям маршрута из круга рассматриваемых. Для решения этой сложной задачи в работе предложен способ обработки информации, необходимой для решения задачи, составляющий основу метода и позволяющий при анализе возможных вариантов транспортировок находить лучшее решение без ограничения количества этих транспортировок и числа рассматриваемых критериев.

About the authors

Georgy V. Gogrichiani

Railway Research Institute of JSC Russian Railways

Author for correspondence.
Email: info@vniizht.ru
Scopus Author ID: 6506408649

doctor of engineering

Russian Federation

Anton N. Lyashenko

Ministry of Economic Development of the Russian Federation

Email: an-lyashenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4609-5554
SPIN-code: 4607-2567

lead consultant

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files