Обработка распределения времени обслуживания автомобилей при перевалке контейнеров

Аннотация

В.П. Миронюк, Д.А. Мельников.

В работе рассмотрена возможность применения программных комплексов моделирования транспортных процессов на сети дорог общего пользования для моделирования процессов внутри предприятия. Детально представлен технологический процесс обработки контейнерных грузов на терминале. Установлен закон распределения времени обработки грузов на контейнерном терминале морского транспорта.
Ключевые слова: моделирование, технология, транспортный процесс, автомобильные перевозки, функция распределения, контейнерные перевозки.

08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)

Введение
Одной из основных задач, постоянно стоящих перед менеджерами любого уровня, является повышение эффективности функционирования систем. Особенно остро данная проблема стоит при проведении модернизации, развития или создании нового производства. Одним из методов проверки адекватности принимаемых решений, является математическое моделирование. В настоящее время, моделирование получило наибольшее распространение при проектировании автомобильных дорог общего пользования.
Сегодня на рынке представлено много программных продуктов, выполняющих эти функции, к которым можно отнести: AIMSUN NG (Испания), TRANSYT (США), TRENEN (Голландия), HDM (США), Transnet (Россия).
Область применения такого рода программных комплексов может быть значительно расширена, и их использование возможно, в том числе при моделировании работы некоторых предприятий. Единственным условием применения этих программ является то, что основные технологические процессы на предприятии должны зависеть и проводиться с участием автомобильного транспорта.
К таким предприятиям можно отнести терминалы по перевалке контейнеров с водного на другие виды транспорта.
Для анализа процессов и определения узких мест в работе контейнерного терминала ОАО «НУТЭП» Новороссийского морского порта применялся программный комплекс  AIMSUN. Применение AIMSUN при моделировании работы ОАО «НУТЭП» ЮВГР не совсем точно отражает процессы, которые протекают на предприятии. Основными причинами является наличие ограниченного  числа функций распределения, на основании которых происходит частота генерирования транспортных средств, в сети (экспоненциальный закон, равномерное распределение, нормальное распределение, постоянное распределение), и их не соответствие процессам, которые протекают на предприятии. Поэтому была проведена работа по определению закона распределения обслуживания автомобилей на контейнерном терминале.
Контейнерный и автопаромный терминалы расположены на смежных пло­щадках территории ЮГВР, работают под единым управлением и имеют общую внешнюю транспортную и инженерную инфраструктуру.
Контейнерный и автопаромный терминалы предназначены [1]:

1. для портовой перегрузки крупнотоннажных контейнеров и с морского транспорта (суда контейнеровозы) на железнодорожный, автомобильный транспорт и обратно;
2. для портовой перевалки (в основном импорт) грузовых и легковых авто­мобилей и грузов РО-РО с морского транспорта (суда автопаромы и РО-РО) на автомобильные дороги общего пользования и обратно,
3. для временного хранения контейнеров и автопаромных грузов на откры­тых складских площадках;
4. для обеспечения клиентов информационными, экспедиторскими, тамо­женными и др. услугами в целях своевременного и качественного продви­жения груза (товара) от отправителя к получателю.

Контейнерный и автопаромный терминалы включают в себя следующие основные (структурные) технологические объекты :

1. операционная акватория;
2. морской грузовой фронт (МГФ);
3. открытые склады для контейнеров (СКЛ);
4. открытые накопительные площадки для автопаромных грузов;
5. железнодорожный грузовой фронт (ЖГФ) для перегрузки контейнеров;
6. автомобильные грузовые фронты (АГФ) для перегрузки контейнеров;
7. автомобильные контрольно-пропускные пункты (АКП);
8. основное перегрузочное оборудование;
9. внутрипортовый технологический транспорт для перемещения контейнеров между грузовыми фронтами и складскими площадками;
10. внутрипортовые инженерные сети, в том числе энергоснабжения;
11. технологические площадки и сооружения для проведения таможенного досмотра;
12. площадки накопления магистрального автотранспорта в границах терминала.

Каждый из этих элементов характеризуется своей пропускной способностью, а общая пропускная способность терминала определяется лимитирующим значе­нием пропускной способности одного из технологических элементов [2].
Анализ технологического процесса перевалки контейнеров показал, что время обработки подвижного состава на терминале зависит от:

1. Времени прохождения КПП на въезде;
2. Время обслуживания в зоне досмотра контейнера;
3. Время обслуживания на самом терминале;
4. Время прохождения таможенной зоны;
5. Время прохождения КПП на выезде.

Рассмотрим особенности каждого этапа.
Прохождение КПП и обслуживание в зоне досмотра
Экспедитор (лицо, представляющее интересы грузополучателя), формирует удаленный визит в рамках технологического слота, выбранного им из числа доступных на постоянной зоне таможенного контроля (ПЗТК) ОАО «НУТЭП». Автотранспорт подается в период действия слота в зону въезда на КПП. Охрана проверяет соответствие данных автомобиля визиту по коду карточки-пропуска, оформленной Экспедитором. Если данные по водителю, автотранспорту и слоту совпадают, автомобиль спускается к въездным воротам КПП, где пропуск сканируется охраной и распечатывается документ, отражающий основные данные по автомобилю и содержащий информацию для водителя о том, в какую операционную зону (штабель) ему необходимо прибыть для обработки.
Если данные визита и транспорта не совпадают, то автомобиль разворачивается охраной от въезда. Если по какой-либо причине на КПП не сканируется технологический пропуск (ТП), то автомобиль направляется в зону накопления при въезде, до урегулирования вопроса сотрудниками сервисного центра (СЦ). Необходимо предусмотреть на КПП, помещение для одного сотрудника из  СЦ или тальмана, который будет в оперативном порядке решать проблемы и распечатывать нужные документы. После обработки контейнера, автотранспорт следует в зависимости от режима оформления или сразу на выезд, или на площадку осмотра. После проведения основных процедур документооборота, установленного Сервисным центром: подписанием пропускной системы охраны агентом ЗТК (зона таможенного контроля) или уполномоченным экспедитором, передачи ЗТК оригинала релиз-ордера и транспортного документа с основанием для вывоза груза из ЗТК, СЦ приводит документы удаленного визита в информационной системе (ИС) ЗТК в завершающее состояние. После проведения всех формальностей, автотранспорт возвращается к КПП, где тальман производит фактическое проведение и окончание оформления в ИС ЗТК документов, подтверждающих обработку. Охрана сканирует технологический пропуск и автотранспорт направляется на акведук на выезд из ЗТК. Если возникают системные ошибки, то автотранспорт должен быть отведён на площадку ожидания в пределах ЗТК до урегулирования этих ошибок.
Особенностью этого этапа является возможность поступления на контейнерный терминал рефрижератора, порожнего, гружённого подвижного состава, что обуславливает различное время прохождения КПП и обслуживания в досмотровой зоне.
Обслуживание на самом терминале
На данном этапе производится обработка подвижного состава, в зависимости от типа контейнера, статуса транспортного средства (экспорт, импорт) и наличия свободных погрузочно-разгрузочных устройств. На терминале каждый автомобиль следует к указанному номеру штабеля и дожидается погрузочно-разгрузочных операций. На этом этапе временные затраты возникают на поиск необходимого штабеля, ожидания освободившегося погрузочного оборудования, наличия свободных площадок для разгрузки рефрижераторных контейнеров, так как они требуют наличие электрических розеток.
Прохождение таможенной зоны
На территории контейнерного терминала размещен инспекционно-досмотровый комплекс (ИДК), в состав которого входит собственно здание с рентгеновской установкой и служебными помещениями, здание для углубленного досмотра контейнеров и автомашин (с автопаромного комплекса) и навес для досмотра контейнеров, со служебными помещениями для сотрудников, участвующих в досмотровых операциях.
По заданию контролирующих служб (таможни, фито-, ветслужб, санитарных и др.) складскими перегружателями производится выборка контейнеров, предназначаемых к досмотру. В задании этих же органов первоначально определяется и режим досмотра:

1. с применением ИДК, в который направляются как контейнеры, так и авто­машины с автопаромного терминала;
2. с применением досмотровых площадок с навесами для физического контроля содержимого контейнеров.

Контейнеры, определенные к досмотру, транслифтерами (TTL) доставляются на досмотровую площадку и выставляются дверцами к навесу в один ярус. Досмотр контейнеров выполняется досмотровой группой.
Необходимая растарка/затарка контейнера при досмотре выполняется докером-механизатором при помощи вилочного погрузчика.
Выгружаемый с контейнера груз размещается под навесом. После завершения процедур досмотра контейнеры транслифтерами с портовыми тягачами доставляются на сортировочную площадь терминала для даль­нейшего отпуска их с терминала.
Досмотр рефрижераторных контейнеров производится на досмотровых площадках с навесами. Рефрижераторные контейнеры, определенные к досмотру, транслифтерами с портовыми тягачами доставляются на досмотровую площадку и выставляются дверцами к навесу в один ярус. Электропитание рефконтейнеров в момент нахождения их на досмотровой площадке осуществляется, при необходимости, от розеток досмотровой площадки.
При необходимости частичной растарки контейнера, груз, временно выгруженный из контейнера, размещается под навесом. При необходимости полная выемка рефгруза производится в соседний рефконтейнер для предотвращения порчи груза.
Досмотренный рефконтейнер транслифтером с портовым тягачом перемещается на сортировочную площадь на площадку хранения рефконтейнеров под перегружатели на пневмоходу (RTG) или на рельсовом ходу (RMG) для передачи их в дальнейшем или получателю груза, или на судно.
На данном этапе возможно несколько вариантов прохождения таможни. Грузы, которые подлежат экспорту, могут быть заранее оформлены в таможенном органе и их обработка на контейнерном терминале занимает минимальное количество времени. Грузы, которые вошли под таможенным режимом «импорт» проходят досмотр и оформление документов на территории контейнерного терминала. Продолжительность этой процедуры в значительной степени варьируется в пределах суток, так как не исключаются проблемы с оформлением товарных накладных. Груз также может быть возвращён стране экспортёру, если он не удовлетворяет заявленным требованиям. Проблемы, возникающие с прохождением таможни, оказывают значительное влияние на транспортный поток, проходящий через терминал. Задержка и накопление транспортных средств на терминале затрудняет проходимость, в результате чего образовывается очередь на въезд.
Каждый временной этап зависит от ряда независимых объясняющих переменных и латентных факторов.
Решение задачи нахождения функции распределения времени обработки контейнеров на терминале сводится к задаче построения регрессионной модели оборота контейнеропотока [3].
Для решения поставленной задачи проведено измерение времени нахождения автомобиля на терминале, которое определялось как разница между моментом прохождения КПП при въезде и выезде. При определении закона распределения учитывались автомобили, которые осуществляли перевалку контейнерных грузов. ОАО «НУТЭП» осуществляет переработку еще рефрижераторов и осуществляет паромные перевозки: каботажные (в Сочи) и международные (в Турцию).
В расчетах использовались данные по 160 автомобилях, статистический анализ которых позволил установить границы экстремальных значений (min=6 минут, max=592 минуты), математическое ожидание (а=55 минут) и среднее отклонение (std.dev=87 минут). Время нахождения автомобиля на терминале рассматривалось как непрерывная случайная величина, для описания которой использовались такие параметры как: критерий Пирсона хи-квадрат, число степеней свободы и вероятность ошибки первого рода (вероятность отвергнуть правильный закон распределения случайной величины).
Непрерывной называют случайную величину, которая может принимать любые значения из некоторого заданного интервала, например, время ожидания транспорта, температура воздуха в каком-либо месяце, отклонение фактического размера детали от номинального, и т.д. Интервал, на котором она задана, может быть бесконечным в одну или обе стороны. Плотность вероятности непрерывной случайной величины, она же дифференциальная функция распределения вероятностей – аналог закона распределения дискретной случайной величины. Но если закон распределения дискретной случайной величины графически изображается в виде точек, соединённых для наглядности ломаной линией (многоугольник распределения), то плотность вероятностей графически представляет собой непрерывную гладкую линию (или кусочно-гладкую, если на разных отрезках задаётся разными функциями). Аналитически задаётся формулой.
Если закон распределения дискретной случайной величины ставит каждому значению x в соответствие определённую вероятность, то про плотность распределения такого сказать нельзя. Для непрерывных случайных величин можно найти только вероятность попадания в какой-либо интервал. Считается, что для каждого отдельного (одиночного) значения непрерывной случайной величины вероятность равна нулю. И графически вероятность попадания в интервал выражается площадью фигуры, ограниченной сверху графиком плотности вероятности, снизу осью ОХ, с боков - рассматриваемым интервалом.
По данным критериям было проанализировано 9 вероятностных законов таких как: нормальный, ректонгулярный, экспоненциальный, гамма-распределение, логнормальный, хи-квадрат, биномиальный, пуассоновское распределение, геометрическое распределение.
По результатам полученных данных было установлено, что время обработки подвижного состава на терминале подчиняется логнормальному закону распределения с наблюдаемым значением критерия Пирсона, не превосходящим теоретического.
На рисунке 1 представлено графическое распределение случайной величины по логнормальному закону, где ось абсцисс – это время обработки подвижного состава в минутах, а ось ординат – частота попадания в каждый временной интервал.

Рис. 1. Распределение времени обработки подвижного состава на терминале по логнормальному закону

Выводы:
1.Область применения программных комплексов по моделированию транспортных потоков на сети общего пользования может быть расширена. Такие программные комплексы могут использоваться при моделировании работы процессов внутри предприятия.
2.В результате проведённых исследований установлено, что время нахождения автомобилей, осуществляемые перевозки контейнерных грузов, подчиняются логнормальному закону распределения с вероятностью равной 0,36584.

Литература

1.«Логистика во внешнеторговой деятельности» Кретов И.И., ДиС, 2006 г. – 256с.
2.«Организация перевозок грузов», Перепон В.П., М.: Маршрут, 2003 - 614 с.
3.«Теория случайных процессов в примерах и задачах», Миллер Б. М., Панков А. Р. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002 – 318 с.