Оптимизация работы нефтетерминала тттесхарис путем сравнительного анализа целесообразности установки стационарного причала или ВПУ при помощи теории массовых колебаний

- ширина заградительного столба: 350 миллиметров.

Плотность расстановки противотаранных заградительных устройств при расчете по формуле Д.2 составила: одно устройство на 1327,5 миллиметров блокируемой территории.

В результате на основе полученных по этапам 1 и 2 данных, определяется место и плотность размещения противотаранных заградительных устройств на территории, прилегающей к станции метрополитена.

Заключение

Установлена существующая проблема в обеспечении транспортной безопасности на метрополитене, а именно недостаточный уровень защиты станций метрополитена от проникновения нарушителей с использованием транспортных средств, что является предпосылкой совершения акта незаконного вмешательства на метрополитене.

Определено что блокирование проникновения нарушителя с использованием транспортных средств может быть обеспечено при применении разработанного автором противотаранного заградительного устройства, препятствующего проезду к станции метрополитена, как путем свободного проезда, так и путем таранного прорыва ограждений. Оптимальное расположение ПТЗУ может быть определено конкретно по каждой станции, с применением методики размещения противотаранных заградительных устройств.

Реализация предложенного в статье решения позволит на практике обеспечить защиту станций метрополитена от актов незаконного вмешательства с использованием транспортных средств.

Полученные в статье результаты могут быть также применены для других видов транспорта, например в системах обеспечения транспортной безопасности железнодорожных вокзалов и аэропортов.

Литература:

1. Федеральный закон от 09.02.2007 № 16-ФЗ «О транспортной безопасности» // Официальный сайт Федерального агентства железнодорожного транспорта. - URL: http://www.roszeldor.ru/ media/documents/fz_16.rtf (дата обращения: 10.09.2015).

2. Швецов A.B. Организация транспортной безопасности объектов транспортной инфраструктуры. Повышение эффективности транспортной системы региона: проблемы и перспективы: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Хабаровск: ДВГУПС, 2015.

3. Швецов A.B., Швецова С.В. Регулирование в сфере транспортной безопасности. Повышение эффективности транспортной системы региона: проблемы и перспективы: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Хабаровск: ДВГУПС, 2015.

4. Швецов А.В. Транспортная безопасность метрополитена // «Известия ПГУПС», 2015. - №4.

5. Швецов А.В. Аспекты транспортной безопасности на Московском метрополитене // «Транспортное дело России» -2015. - №4.

6. Швецов А.В. Технологические решения обеспечения транспортной безопасности Московского метрополитена // «Транспортное дело России» -2015. - №5.

7. История террора на колесах [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.s-kholod.ru/ip_invention_001/incidents_of_ ram_attack.html (дата обращения 05.06.2015).

8. Требования по обеспечению транспортной безопасности, учитывающие уровни безопасности для различных категорий объектов метрополитена (Утверждены Приказом Минтранса России от 29 апреля 2011 г. N 130) // Официальный сайт Российской газеты. - URL: http://www.rg.ru/2011/06/03/bezopasnost-site-dok. html (дата обращения: 27.05.2015).

УДК 656.61.050

ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ НЕФТЕТЕРМИНАЛА ШЕСХАРИС ПУТЕМ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ УСТАНОВКИ СТАЦИОНАРНОГО ПРИЧАЛА ИЛИ ВПУ ПРИ ПОМОЩИ ТЕОРИИ МАССОВЫ1Х КОЛЕБАНИЙ

Шканов В.В., аспирант кафедры Судовождение, ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет им. адм. Ф.Ф. Ушакова»

Проблема эффективного управления портами и терминалами обуславливается необходимостью увеличения объемов перевалки грузов и количества обслуживаемых судов. Одно из целесообразных решений данной проблемы может быть установка дополнительных причальных сооружений, в частности стационарного причала, сравнительный математический анализ которого с ВПУ показывает оптимальность пользы его выбора.

Ключевые слова: ВПУ, стационарный причал, порт, теория массового обслуживания, длина очереди судов, пропускная способность терминала, объем экспорта нефти.

OPTIMIZATION OF THE OIL TERMINAL SHESKHARIS BY COMPARATIVE ANALYSIS OF THE FEASIBILITY OF INSTALLING A STATIONARY BERTH OR SPM USING THE THEORY OF MASS VIBRATIONS

Shkanov V., the post-graduate student, Navigation chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University»

The problem of efficient management of ports and terminals, makes it necessary to increase the volume of cargo transshipment and the number of ships serviced. One of the viable solutions to this problem may be extra berthing facilities, in particular a stationary dock which comparative mathematical analysis with SPM shows optimal choice of using it.

Keywords: SPM, a fixed dock, port, queuing theory, the length of the queue of vessels, the capacity of the terminal, the volume of oil exports.

Морской порт или специализированный терминал является неотъемлемой частью всей транспортной системы РФ, обеспечивающий взаимосвязь между отдельными ее узлами. Для достижения максимальной конкурентно-способности порта с другими подсистемами транспорта необходимо создать все условия для обеспечения максимально возможной эффективности грузоперевозок и экономичности всего процесса охватывающего доставку груза водными путями. В этой статье, исследуется одна из составляющих возможной оптимизации работы терминала с точки зрения математического анализа, обоснованности выбора одного из двух причальных устройств: стационарного причала и ВПУ при помощи теории массового обслуживания. Новизна проблемы заключается в выборе способа исследования для сравнительной характеристики и дальнейшего использования того или иного причального устройства.

В настоящее время невозможно эффективное управление портами и терминалами без создания оптимизированной системы на основе теории массового обслуживания. Нормативные акты и документы представляют собой лишь базовый набор для организации работы морского порта или терминала. Но только при помощи комплекса стохастических методов, которые основываются на теории вероятности и математической статистике возможно проработать оптимальную модель управления с учетом частоты и амплитуды колебаний потока судов в разные сезоны (в нашем случае это поток входных заявок).

Одновременно монотонность формирования грузопотока позволяет нам эффективно использовать теорию массового обслуживания (ТМО).

Порт или терминал является с точки зрения ТМО многоканальной СМО (системой массового обслуживания) без потерь заявок. Входной поток заявок образует поток судов, приходящихв порт на разгрузку. Для применения аналитических формулпредположим,

X \cydl сут\

что поток судов обладает свойствами пуассоновского потока и обладает интенсивностью L J . Функция обслуживания

заявки заключается в разгрузке судов; обслуживающие аппаратыпредставляютпричалы, укомплектованные погрузочно-разгрузочным оборудованием - стендерами. Порт имеет п причалов. Время разгрузки каждого судна - случайная величина. Ее закон распределения

У[сут 1

примем показательным со средним значениям L  J

Судно становится под погрузку только в том случае, если имеются свободные причалы, в противном случае, оно ожидает своей очереди на рейде.

Оценка динамики интенсивности потока судов на терминале Шесхарис (Новороссийского морского торгового порта)показывает гармоничность потока судов в течении определенного календарного периода. Данный факт обуславливается динамикой рынка сырья, экономической и транспортной составляющей процесса грузоперевозок, то есть гармоники колебаний, ранее длинные волновые колебания в экономических циклах были исследованы в трудах Кондратьева С.И., ВоевудскогоЕ. Н.

Расчитаем длину очереди судов на рейде танкерного терминала Шесхарис с п=8 причалами при разгрузке потока судов интенсивности

= 3.5 суд/сут Y =0 5 суток Ll

г' I г J V I V V / / f г, r VV

. Спеднее вгюмя попзузки - . значения интенсивности обслуживания тжчала 4 ]

р

относительной интенсивности равны.

г . I V IV Vf" I-W ч f

. С реднее время погрузки * .значения интенсивности обслуживания причала 1 и параметра

зны.

| = 1 /у = 1.4; р = X = 3.5/1.4 = 2.5

Величина

q = р /п = 0.3 < 1 (

гарантирует конечность очереди судов на рейде, ожидающих обслуживания. Вероятность того, что на терминале отсутствуют суда (причалы и рейд простаивают) определяется выражением:

7 Р Р2 Р"1"' I 1! 2! п!

_1_

р0- " 25 252 2J3 ÏJ4 ÏJ5 ÏJ6 ÏJ1 2.58 (л 0.3 ^ ~ °-01

1 + — +-+-+-+-+-+-+- 1 +-

1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! ^ 1 - 0.3 )

Вероятности Р К загрузки причалов вычисляем по формулам:

Р1 = /Ф0 =2.5 '0.01 = 0.0250

Р2 = -Р= 3.1 ' 0.025 = 0.0780

2 2 1

Вероятность наличия очереди судов на рейде равна

PO4=l~(P()+P,+r2 + Pi+P4+P5+P6+P7+Ps) = 0J52

Находим:

— среднюю длину очереди по формуле:

I =1 /Л

ОЖ 04

2^-0.01 04 8-8!-

— среднее время ожидания

— 0-147

= -ту = О-О42 сут »1чяс

— среднее число загруженных причалов

К =р+2р+...+(п-\)р ,+п(Р+Р );

загр Г1 у 'г п—1 4 п в+1 п+ту

г^ __77*

прост ~ ^ загр'

КзагрОА = 1 • 0.025 + 2 • 0.078 + 3 • 0.065 + 4 • 0.039 + 5 • 0.019+6 • 0.008 + 7 • 0.003 +

8(1 -Р0-Р[-...Р,) = 6.91

— среднее время пребывания в порту

~ = 0.5-24+1=\Ъчас

г.

¿+1>

1

Вместимость рейда находится из условия

1п С]

•1п

г е (1-я) - Л7!Л

Р0 Р"

означающего, что вероятность очереди более Ь

£ £

судов должна быть не более заданного малого уровня . По последней формуле при =0.001 находим:

£п

¿+1>

( 0.001 -0.7 -40.32^ ~0.01-2.5* ¿лО.З

= 11.3

Таким образом с вероятностью Р=0.999 длина очереди менее или равна 11судов.

Согласно теории массового обслуживания, необходимость установки дополнительных стационарных причалов или ВПУ обуславливается наличием очереди судов на рейде. Однакодля этого следуетпроизвести сравнительный анализ целесообразности установки дополнительных ВПУ или стационарных причалов с точки зрения скорости и эффективности обработки танкеров нефтегавани Шесхарис. Ниже в таблице проанализированы недостатки и преимущества использования следующих причальных установок.

Таким образом, ключевым фактором эффективности использования причальных устройств является скорость погрузки танкера для сокращения сталийного времени и уменьшения очереди на рейде. Наиболее важным условием в оказании влияния на скорость обслуживания танкера у ВПУ оказывает ветро-волновая зависимость. По последним данным анализа погоды в районе ВППУ у Южной Озереевки НМТП среднемесячная скорость ветра колеблется от 8,0 м/с в январе-феврале, а в остальные месяцы от 2,7 до 6,1 м/с. Наибольшая скорость ветра более 35 м/с (достигая в порывах 70 м/с) наблюдается при «боре», т.е. при С-В ветре. Скорость ветров Ю-В направления не превышает 50 м/с. В среднем в году бывает 30-35 дней со штилем, а остальное время дуют ветры: 27,63% всех случаев Ю-3 направления, 27,23% С-В, 11,57% - Ю и 10,26% - С3. На долю ветров северных румбов приходится 45,27%, на долю ветров южных румбов — 43,94%. Штормовые ветры (т. е. ветры более 15 м/с) морских румбов (Ю-В, Ю, Ю 3) составляют 0,82%, ветры 20 м/с и более — 0,29%. [2, с. 34]

Весной преобладаютветры Ю-В направления, их повторяемость достигает 38,31% всех случаев наблюдений, большую повторяемость имеют также ветры С-В направления - 23,92%, повторяемость ветров Ю направления — 12,53%. Весной ветры со скоростью 20 м/с и более зарегистрированы С-В, Ю-В и Ю направлений.

Следуя рекомендациям КООТТпри ухудшении погодных условий и усилении ветра необходимо снижать скорость погрузки танкера на

у = 0.7 суток

30 процентов от ее номинального значения. Таким образом среднее время обработки судна может достигать ' . Теперь

произведем оценку вероятности напиши очереди на рейде для стационарного причала и ВПУ с использованием следующих значений:

М=3причапа, разгрузка потока судов интенсивности'

Л = 0.8 суд ¡сут

. Среднее время погрузки

у - 0.5 суток

для стационарного причала и приведем в виде таблицы (1.2).

у — 0.7 суток

для ВПУ. Все расчеты будем выполнять согласно формулам (1.1) - (1.9). Результаты

Таблица

Таким образом с вероятностью Р=0.999 длина очереди менее или равна 1.83 судов для стационарного и 2.33 для ВПУ.Конечно данный результат отражает сравнение математического анализа длины очереди судов, поэтому с целью показать заметную разницу между двумя причальными установками значение количества судов имеет десятичную составляющую. На основе проделанных расчетов можно сделать вывод, что эффективность использования стационарных причалов на терминале Шесхарис с учетом климатической составляющей заметно выше, чем использование ВПУ.

Таблица

Стационарный причал ВПУ

1 . Строительство стационарного причала обеспечивает более надежный прием танкеров у причалов. 2.Удобная эксплуатация и контроль 1а технологическим оборудованием причала и технологическими т рубо п ро во да м и. Проложенными по морской эстакаде. 3 .Нет ограничений в скорости погрузки при ухудшении погодных условий 1. Большой объем дноуглубления. 2. Значительные затраты на рыбоохран ные мероприятия 3. Большие эксплуатационные затраты по поддержанию гарантированной глубины I. Не требуется дноуглублен ия. !. Быстрые сроки строительства комплекса ВПУ по сравнению со стационарными причалами. 1. Устройство ВПУ представляет опасность для судоходства из-за близости к существующим якорным стоянкам и подходному фарватеру, ведущему в порт. 2. Прокладка подводных трубопроводов в прибрежной зоне требует большой площади отчуждения акватории морского дна (охранная зона 500 м). 3. Экологическая безопасность эксплуатации ВПУ и подводных трубопроводов требует средств для ее обеспечения и постоянного контроля 4.Существуют ограничения скорости погрузки в зависимости от погодных условий.

Применение данного подхода на практике позволит добиться значительного роста прибыли порта за счет уменьшения очереди судов на рейде и увеличения количества обслуженных заявок. Кроме того создание дополнительного резервуарного парка (сухой порт) позволило бы увеличить объём экспорта нефти и пропускной способности терминала Шесхарис наряду с оптимизацией количества причалов, что в сумме даст значительный эффект в увеличении объема перевалки нефти в портах Азово-Черноморском побережья.

Расчетные формулы Стационарный причал ВПУ

м= \}~г 1.414 1.195

/> = л /А 0.566 0.669

ц = /> /я 0.189 0.223

\ 1! 2! ч!) 0.567 0.511

Р, 0.321 0.341

Р2 0.091 0.114

Р£ 0.017 0.025

Роч 0.004 0.009

0.005 0.009

и!(Нг)2

I =1 /л ОЖ оч 9 минут 16 минут

0.566 0.603

12ч 9мии 17ч 4мин

1пд Р0 /5" 1.83 2.33

Литература:

1. Вентцель Е. С. Теория вероятностей: Учеб. Для вузов / Е. С. Вентцель. — 6-е изд. стер. — М.: Высшая школа, 1999.— 576 с.

2. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. Учеб.пособие для вузов / Е. С Вентцель, Л. А. Овчаров. — 2-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2000. — 480 с.

3. Современные методы технического контроля безопасности перевалки нефти на морской транспорт / учеб. пособие для курсантов и студентов трансп. вузов по направлениям "Эксплуатация вод. транспорта, включая судовождение" / Герман-Шахлы Ю. Г.; под ред. В.

B. Попова ; Рос. акад.транспорта. - М. :РКонсульт, 2003. - 303 с.

4. Клейнрок, Л. Теория массового обслуживания. Пер. с англ./ Л. Клейнрок; пер. И.И. Глушко; ред. В.И. Нейман. — М.: Машиностроение, 1979. — 432 с.

5. Семенов, К. М. Вероятностная математическая модель поступления транспортных потоков в морской порт / К. М. Семенов // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. — СПб.: ГУМРФ имени адмирала

C.О. Макарова, 2013. — Вып. 1. — С. 175-180.