close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

MaiorovFetisov

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
Н. Н. Майоров, В. А. Фетисов
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ
МОДЕЛИРОВАНИЯ
ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2012
УДК 631.565
ББК 39.18
М14
Рецензенты:
кандидат технических наук, старший научный сотрудник А. Г. Белоусов;
доктор технических наук, профессор Г. И. Коршунов
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Майоров, Н. Н.
М14
Практические задачи моделирования транспортных систем:
учеб. пособие / Н. Н. Майоров, В. А. Фетисов. – СПб.: ГУАП,
2012. – 186 с.: ил.
ISBN 978-5-8088-0783-9
В учебном пособии рассматриваются практические примеры постановки и реализации решения транспортных задач в сфере авиационных, автомобильных и морских перевозок. Рассматриваются
основные определения и характеристики видов транспорта. Приводится описание математических моделей динамики транспортных
систем и прикладных пакетов программ для моделирования транспортных процессов. Приведенные транспортные задачи реализованы полностью и их выполнение подтверждено практическим внедрением ( сертификат компании ООО «Воздушные ворота Северной
столицы» (аэропорт «Пулково»)).
Пособие предназначено для студентов, бакалавров, магистров и
аспирантов специальностей и направлений 190700.65, 190700.62,
190700.68 – организация перевозок и управление на транспорте,
технология транспортных процессов и направлений подготовки
220100.62, 220400.68 – системный анализ, системные исследования в задачах управления, а также может быть полезно для родственных специальностей.
УДК 631.565
ББК 39.18
ISBN 978-5-8088-0783-9
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения (ГУАП), 2012
© Н. Н. Майоров, В. А. Фетисов, 2012
1. ТРАНСПОРТНЫЙ ПРОЦЕСС И ЕГО МОДЕЛИРОВАНИЕ
1.1. Общие сведения о транспортном процессе
Транспорт как объект управления представляет собой множество элементов, объединенных в единое целое для осуществления
транспортного процесса. Транспортный процесс – процесс перевозки груза и пассажиров в соответствии с потребностями промышленности, аграрного производства, обороны и отдельного человека.
Транспортный процесс является одним из видов производственного
процесса и включает операции приема, транспортировки, хранения, перевалки, сдачи. Каждая операция, как и процесс, состоит из
предметов труда, средств производства и производственного персонала, взаимодействие которых направлено на создание транспортной продукции:
предмет транспортного производства – это перевозка пассажиров, почты, груза;
средства транспортного производства – транспортное пространство и транспортная техника;
исполнители транспортного производства – персонал.
Транспортная продукция – результат выполненной работы по
доставке в конечный пункт назначения пассажиров и груза. Под
средствами производства понимаются производственные здания,
сооружения и техника, которые могут быть объединены в две группы: транспортное пространство и транспортная техника.
Транспортное пространство – это обустроенные для перемещения и управления движением транспортных объектов зоны земной
поверхности, подземного, водного и воздушного пространства.
В соответствии с этим определением в состав транспортного пространства входят:
транспортные коммуникации – это пути сообщения, представляющие собой объекты подземного, водного или воздушного пространства, обустроенные для перемещения транспортных средств
(железные дороги, автомобильные дороги, водные пути, воздушные трассы, трубопроводы);
транспортно-технологические терминалы: погрузочно-разгрузочные и складские комплексы, портовые и вокзальные сооружения, комплексы и здания для обслуживания клиентов при оформлении заказа на транспортную продукцию;
здания, сооружения и комплексы для управления транспортными потоками.
3
Транспортная техника – это совокупность технических объектов, с
помощью которых осуществляется транспортный процесс, а именно:
транспортные (подвижные) средства, которые перемещают
грузы и пассажиров по транспортным коммуникациям;
техника транспортно-технологических терминалов, предназначенная для проведения погрузочно-разгрузочных, транспортно-складских и внутритерминальных транспортирующих технологических операций;
техника управления транспортными потоками (информационно-вычислительные комплексы, техника для связи и передачи
информации, предназначенные для поддержания управленческих
процедур в процессе обслуживания клиентов и управления транспортными средствами, а также руководства организационными
структурами транспорта).
Персонал транспортного производства в соответствии со структурой средств производства целесообразно классифицировать по
следующим основным структурным группам:
руководители и управляющие (менеджеры) организационных
структур транспорта;
операторы производственных процессов, протекающих в наземных объектах транспортного пространства;
операторы транспортных средств;
программисты и операторы комплексов управления транспортными потоками;
Транспорт принято делить на магистральный, промышленный,
городской и ведомственный.
Магистральный транспорт выполняет функцию доставки пассажиров, грузов, багажа и почты из пунктов отправления в пункты
назначения. Он включает: автомобильный, воздушный, морской,
водный, железнодорожный, трубопроводный. Отдельно необходимо рассматривать транспортные процессы в городах миллионниках, мегополисах. Детальное рассмотрение моделирования транспортных потоков в мегаполисах приведено в работе [1].
Для удобства работы с транспортными процессами их делят на
уровни транспортного планирования. Уровни делятся на три категории:
1. Микроскопический уровень – решаются задачи отдельных узловых мест транспортной системы.
2. Мезоскопический уровень – решаются задачи целиковой комплексной модели транспортной системы в определенных заданных
рамках.
4
3. Макроскопический уровень – решаются задачи пересечения
транспортной системы региона с различными магистральными,
международными транспортными системами.
Уровни транспортного планирования на примере города-мегаполиса приведены на рис 1.1.
Представление об уровнях планирования можно использовать,
применительно к воздушному транспорту. В данном случае микроскопическим уровнем будут являться перелеты в пределах отдельного региона России, мезаскопоческим уровнем – перелеты по России, а макроскопическим – перелеты за границу. География полетов самолетов из аэропорта «Пулково» приведена на рис 1.2.
При прогнозе эффективности перевозок, предварительном проектировании движения транспортных средств решаются задачи
моделирования. Самым важным этапом является создание адекватной математической модели. Моделирование транспортных
процессов для каждого вида транспорта, конечно, имеет свои особенности, и для каждого процесса необходимо использовать наиболее точно подходящий к нему математический аппарат. Рассмотрим определение понятия моделирование систем.
Моделирование можно рассматривать как главный способ познания окружающего мира. Определяя гносеологическую роль
моделирования, отметим многообразие моделей в науке и технике.
Моделируемый объект называется оригиналом, моделирующий –
моделью.
Применительно к техническим системам моделирование представляет собой процесс замещения объекта исследования неко-
Микроскопический уровень
Мезоскопический уровень
Макроскопический уровень
Рис. 1.1. Представление уровней транспортного планирования
5
Рис. 1.2. География полетов из аэропорта «Пулково», Санкт-Петербург
торой его моделью и проведение исследований на модели с целью
получения необходимой информации об объекте или системе.
Модель – это физический или абстрактный образ моделируемого
объекта, удобный для проведения исследований и позволяющий
адекватно отображать интересующие исследователя физические
свойства и характеристики объекта. Удобство проведения исследований может определяться различными факторами: легкостью
и доступностью получения информации, сокращением сроков и
уменьшением материальных затрат на исследование [2,6].
Различают моделирование предметное и абстрактное. При предметном моделировании строят физическую модель, которая соответствующим образом отображает основные физические свойства и
характеристики моделируемого объекта. При этом модель может
иметь иную физическую природу в сравнении с моделируемым
объектом (например, электронная модель гидравлической или механической системы). Если модель и объект одной и той же физической природы, то моделирование называют физическим.
Физическое моделирование широко применялось до недавнего
времени при создании сложных технических объектов. Обычно изготавливался макетный или опытный образец технического объекта, проводились испытания, в процессе которых определялись его
выходные параметры и характеристики, оценивались надежность
6
функционирования и степень выполнения технических требований, предъявляемых к объекту. Если вариант технической разработки оказывался неудачным, все повторялось сначала, т. е. осуществлялось повторное проектирование, изготовление опытного
образца, испытания и т. д.
Физическое моделирование сложных технических систем сопряжено с большими временными и материальными затратами.
Абстрактное моделирование связано с построением абстрактной модели. Такая модель представляет собой математические соотношения, графы, схемы, диаграммы и т. п. Наиболее мощным
и универсальным методом абстрактного моделирования является
математическое моделирование. Оно широко используется как в
научных исследованиях, так и при проектировании.
Математическое моделирование позволяет посредством математических символов и зависимостей составить описание функционирования технического объекта в окружающей внешней среде, определить выходные параметры и характеристики, получить
оценку показателей эффективности и качества, осуществить поиск
оптимальной структуры и параметров объекта. Применение математического моделирования при проектировании в большинстве
случаев позволяет отказаться от физического моделирования, значительно сократить объемы испытаний и доводочных работ, обеспечить создание технических объектов с высокими показателями
эффективности и качества. Одним из основных компонентов системы проектирования в этом случае становится математическая модель – совокупность математических объектов и отношений между
ними, адекватно отображающая физические свойства создаваемого технического объекта. В качестве математических объектов выступают числа, переменные, множества, векторы, матрицы и т. п.
Процесс формирования математической модели и использования
ее для анализа и синтеза называется математическим моделированием. В конструкторской практике под математическим моделированием обычно понимается процесс построения математической
модели, а проведение исследований на модели в процессе проектирования называют вычислительным (машинным или компьютерным) экспериментом.
На различных этапах моделирования сложной технической системы используются различные математические модели. Вначале
обычно строят простые модели, при дальнейшей проработке – более сложные. Сложные модели требуют больших затрат времени на
проведение вычислительных экспериментов. Системы уравнений
7
таких моделей обычно отличаются плохой обусловленностью, что
создает проблемы обеспечения устойчивости модели, достижения
необходимой точности при приемлемых затратах времени.
При поиске оптимального варианта для получения искомого
результата приходится многократно проводить эксперимент с учетом многомерности и многокритериальности задачи. На заключительных этапах моделирования часто используют вероятностные
модели для того, чтобы исследовать процессы функционирования
технической системы в условиях, максимально приближенных к
реальным, с использованием статистических методов обработки
результатов.
Под техническим объектом понимается техническая система –
машина, механизм, технический комплекс, технологический процесс, а также любой их компонент, выделяемый в процессе проектирования путем декомпозиции (деления) структуры целостного
объекта на отдельные блоки, части, элементы и т. п.
С общих позиций моделирование это – замещение одного исходного объекта другим объектом, называемым моделью (рис. 1.3), и
проведение экспериментов с моделью с целью получения информации о системе путем исследования свойств модели.
Объектами моделирования в технике являются системы и протекающие в них процессы. В частности, в вычислительной технике
объектами моделирования являются вычислительные машины,
комплексы, системы и сети. При этом, наибольший интерес представляют конструктивные модели, допускающие не только фиксацию свойств, но и исследование свойств систем (процессов), а также
решение задач проектирования систем с заданными свойствами.
Моделирование предоставляет возможность исследования таких объектов, прямой эксперимент с которыми трудно выполним,
экономически невыгоден, вообще невозможен.
Современная методология моделирования базируется на системном подходе.
Системный подход состоит в том, что любой объект рассматривается в качестве относительно самостоятельной системы со своими особенностями функционирования и развития. Основываясь на
идеях целостности и относительной независимости объектов, нахоИсходный объект
(система, процесс)
Модель
Рис. 1.3. Замещение объекта исследования моделью
8
дящихся в целостном мире, можно сформулировать 14 основных
принципов системного подхода:
1) целостность – определение наличия у целого свойств, которыми не обладает ни одна из его частей. Например, груз может
быть перемещен, только когда в системе есть и груз, и транспортное средство;
2) эмерджентность – появление у целого свойств, которые не
определяются простым сложением свойств составляющих частей.
Например, самосвал и погрузчик могут очистить улицу от снега,
тогда как по отдельности самосвал может только вывозить снег, а
погрузчик – сдвигать;
3) непознаваемость частей при рассмотрении их вне целого.
Очень часто при изучении каких-либо механизмов назначение отдельных деталей можно понять, только рассматривая работу всего
механизма;
4) организованность – образование структур для связи и установления взаимозависимости частей, например, создание структуры управления;
5) необозримость сложных систем – необходимость учета того
факта, что в сложной системе мы никогда не сможем формализовать и понять все факторы ее деятельности;
6) квантификация объективной реальности – разбиение частей на конечное число элементов, связей и т. п. для создания познаваемого аналога сложной системы;
7) принцип внешнего дополнения. Для более полного понимания
системы необходимо использовать знания о среде. Например, более
точно можно рассчитать время перевозки, зная состояние дорожного покрытия, погодные условия, загруженность дорог и т. д.;
8) изоморфизм – использование одних и тех же приемов (алгоритмов, функций, зависимостей и т. п.) для рассмотрения различных систем;
9) иерархическая упорядоченность – разбиение системы на взаимосвязанные уровни с формализацией их подчиненности. Например, технологический, технический, экономический и организационный в системе перевозки грузов различными видами транспорта, когда от массогабаритных характеристик груза зависят тип
используемого подвижного состава, перегрузочной техники и выбор вида транспорта;
10) декомпозиция – метод, по которому исследуемая система
делится на подсистемы, задача – на подзадачи и т. д., каждая из
которых решается самостоятельно. Наиболее часто декомпозиция
9
проводится путем построения «дерева» целей и «дерева» функций.
Основной проблемой при этом является соблюдение двух противоречивых принципов:
полноты – проблема должна быть рассмотрена максимально всесторонне и подробно;
простоты – все «дерево» должно быть максимально компактным
«вширь» и «вглубь». Компромисс достигается с помощью четырех
основополагающих понятий: существенности – в модель включаются только компоненты, существенные по отношению к целям
анализа; элементарности – доведение декомпозиции до простого,
понятного, реализуемого результата; постепенной детализации модели; итеративности – возможности введения новых элементов в
основания и продолжение декомпозиции по ним на разных ветвях
дерева;
11) агрегирование – объединение нескольких элементов в единое целое. Результат агрегирования называют агрегатом. Агрегированные показатели представляют собой обобщенные, синтетические измерители, объединяющие в одном общем показателе многие
частные;
12) согласованность – непротиворечивость решений на сопряженных уровнях системы. Например, экономически наиболее дешевый вариант перевозки должен быть обеспечен техническими
возможностями выбранного вида транспорта;
13) координируемость – возможность воздействия на подчиненные части системы предопределяет необходимость предусмотреть
соответствующие связи или отношения;
14) совместимость – наличие однородности информации в связях системы предусматривает возможность совмещения частей
целого, понимание передаваемой информации, возможность ее
обработки и т. д. В соответствии с принципом системного подхода
каждая система влияет на другую систему.
Цель системного анализа – выяснить эти взаимодействия, их потенциал и найти оптимальный путь функционирования системы.
Системный анализ – это методология общей теории систем,
представляющая собой совокупность понятий, методов, процедур
и технологий для изучения, описания, реализации явлений и процессов различной природы и характера, междисциплинарных проблем. Это совокупность общих законов, методов, приемов исследования систем на основе системного подхода. Системный анализ
позволяет использовать в различных науках, системах следующие
системные методы и процедуры:
10
абстрагирование и конкретизацию; анализ и синтез, индукцию и дедукцию;
формализацию и конкретизацию; композицию и декомпозицию;
линеаризацию и выделение нелинейных составляющих;
структурирование и реструктурирование;
макетирование; реинжиниринг;
алгоритмизацию; моделирование и эксперимент; программное
управление и регулирование;
распознавание и идентификацию; кластеризацию и классификацию;
экспертное оценивание и тестирование;
верификацию и другие методы и процедуры.
Системный анализ базируется на ряде общих принципов, среди
которых принципы:
конечной цели, который заключается в абсолютном приоритете глобальной цели;
дедуктивной последовательности – последовательного рассмотрения системы по этапам (от окружения и связей с целым до связей частей целого);
интегрированного рассмотрения – каждая система должна
быть рассмотрена как целое даже при рассмотрении лишь отдельных подсистем системы;
согласования ресурсов и целей рассмотрения, актуализации
системы;
бесконфликтности – отсутствия конфликтов между частями
целого, приводящих к конфликту целей целого и части.
Основными задачами системного анализа являются следующие:
задача декомпозиции означает представление системы в виде
подсистем, состоящих из более мелких элементов;
задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств
системы, ее элементов и окружающей среды с целью определить закономерности поведения системы;
задача синтеза состоит в том, чтобы на основе знаний о системе, полученных при решении первых двух задач, создать модель
системы, определить ее структуру, параметры, обеспечивающие
эффективное функционирование системы, решение задач и достижение поставленных целей.
Центральной процедурой в системном анализе является построение обобщенной модели (или моделей), отображающей все факторы и взаимосвязи реальной ситуации, которые могут проявиться в
11
Спецификация системы (определение границы со средой, переменных,
цели функционирования)
Структуризация знаний о системе (определение функциональных
зависимостей)
Выдвижение гипотезы (определение методики проверки)
Формализация знаний о системе (алгоритмизация процессов системы)
Идентификация системы (разработка модели системы)
Экспериментальные исследования (верификация модели)
Интерпретация эксперимента (приобретение нового знания)
Рис. 1.4 Последовательность и приемы системного анализа
процессе осуществления решения. Полученная модель исследуется
для выяснения близости результата применения того или иного из
альтернативных вариантов действий к желаемому, сравнительных
затрат ресурсов по каждому из вариантов, степени чувствительности модели к различным нежелательным внешним воздействиям.
Последовательность и приемы системного анализа приведены в
виде схемы на рис. 1.4. Надо отметить, что в большинстве случаев
для транспортных систем ввиду их сложности и масштаба проведение экспериментальных исследований либо очень дорого, либо вообще невозможно. В этом случае применяют либо комбинированные исследования, когда натурным испытаниям подвергают только отдельные элементы системы, либо вообще приходится ограничиться только вычислительными экспериментами, что и определяет значение моделирования в исследовании транспортных систем.
1.2. Особенности транспортных систем
Транспортная система в общем случае – это совокупность
работников, транспортных средств и оборудования, элементов
транспортной инфраструктуры и инфраструктуры субъектов перевозки, включая систему управления, направленная на эффективное перемещение грузов и пассажиров.
Инфраструктура – это физические компоненты транспортной
системы, которые занимают фиксированное положение в пространстве и создают транспортную сеть, включающую связи (сегменты
автомобильных и железных дорог, трубопроводов и т. п.) и узлы
12
(пересечения сегментов дорог, терминалы различного назначения
и т. д.). Важной задачей инженера соответствующего профиля является обеспечение требуемой пропускной способности связей и
узлов, их технологическое соответствие обслуживаемым потокам
грузов и пассажиров для своевременного обеспечения потребностей
экономики и населения.
Перемещение транспортных средств по транспортной сети
образует транспортные потоки. Транспортные средства имеют
широкий диапазон характеристик, которые необходимо учитывать
при проектировании транспортных сетей. В зависимости от используемых транспортных средств, будь то велосипед или карьерный
самосвал, трамвай или железнодорожный состав, будут меняться
не только характеристики транспортного потока, но и требования
к геометрическим и техническим параметрам транспортных сетей.
В узлах транспортных сетей грузы и пассажиры, следующие до этого на транспортных средствах, перемещаясь на другие транспортные средства, склады и т. д., образуют самостоятельные потоки,
которые также должны быть своевременно обслужены.
Система управления включает систему управления транспортными потоками и систему управления работой транспортных средств. Система управления работой транспортных средств
определяется выбранной технологией перевозок и, как правило,
является частью транспортной инфраструктуры. Из этой системы
управления не следует выделять водителя, который непосредственно реализует целевые указания. В индивидуальном транспорте водитель оказывается единственным субъектом этой системы
управления и его присутствие определяет необходимость учета человеческого фактора. Система управления транспортными потоками выполняет необходимые действия по упорядочению движения
транспортных средств и исключению конфликтов между ними. Эта
система оперирует знаками, дорожной разметкой и сигналами в соответствии с определенными правилами.
Эффективность транспортной системы не может рассматриваться только в рамках достижения оптимальности выполнения
соответствующих процессов внутри системы. Основными задачами
транспортной системы являются удовлетворение потребности экономики в перевозке грузов и обеспечение мобильности населения.
В связи с этим эффективность транспортной системы всегда будет
определяться неким балансом между противоречивыми требованиями экономики и общества. Ярким примером является желание пассажира, чтобы транспорт подъехал к остановке, как только пасса13
жир подошел к ней, и желание перевозчика установить такой интервал движения, чтобы транспортные средства всегда были заполнены
полностью и приносили максимальный доход. Таким образом, для
построения эффективной транспортной системы необходимо познания в области транспорта сочетать с экономикой, градостроительством, географией, экологией, социологией и психологией.
Сложность определения границ транспортной системы возрастает
при увеличении степени ее взаимодействия с другими системами, например, в крупных городах. На рис. 1.5 схематично показано взаимодействие транспортной системы крупного города с другими системами. При решении определенных задач управления результат может
быть достигнут только при комплексном рассмотрении нескольких
систем и их постоянной координации. Так, транспортная система города (рис. 1.5) не сможет успешно развиваться, если в план развития
города не будут заложены соответствующие территориальные ресурсы. Сокращение среднего времени поездки пассажиров общественного транспорта невозможно без выделения полос для обособленного
движения наземного транспорта, строительства транспортно-пересадочных узлов на станциях скоростного транспорта и т. п.
Рассмотрим особенности транспортной системы как объекта
управления. Элементы транспортной системы функционируют в
рамках определенной организации транспортных процессов, которая предопределяет возможность движения в системе за счет установления в системе связей (рис. 1.5) между ее элементами, определения правил и условий взаимодействия элементов при ее функционировании (например, ПДД при движении автомобилей, договора
между участниками транспортного процесса и т. п.). Форма организации транспортных процессов определяется их содержанием: технологией и ролью тех или иных процессов в транспортной системе.
Наличие такого элемента транспортной сети, как люди, относит
транспортную систему к разряду человеко-машинных, или организационных систем.
Активный элемент системы – человек, он обладает способностью
к целенаправленному поведению в быстро меняющейся ситуации,
адаптации к новым условиям функционирования системы. Наличие в системе множества людей приводит к формированию коллективного поведения ее участников, которое складывается как результат достаточно независимого поведения отдельных индивидуумов, стремящихся к достижению собственных целей. Присутствие
в объекте управления активных элементов приводит к формированию устойчивых режимов функционирования транспортной систе14
Градостроительная
деятельность
Строительство и
реконструкция
дорожной
инфраструктуры
Транспортная
система города
Организация
дорожного
движения
Общественный
транспорт
Регулирование
уровня спроса на
автомобильные
перевозки
Рис. 1.5. Взаимодействие транспортной системы города
с другими системами
мы, поскольку всякое внешнее для объекта возмущение компенсируется на уровне индивидуальных решений субъектов системы.
Транспортная система является уникальным примером системы
с коллективным поведением ее субъектов. В связи с этим коллективное поведение является мощным фактором, формирующим закономерности функционирования транспортной системы, причем
процессы самоорганизации приводят к образованию нескольких
уровней устойчивого функционирования системы, образующих
иерархическую структуру коллективной адаптации с различной
временной стабильностью. В этом плане можно выделить три следующих структурных уровня:
распределение мест формирования, обработки и потребления
грузов, расселение населения;
организация транспортных процессов в сети;
формирование транспортных потоков на участках сети.
1.3. Транспортные сети
Пространственная структура транспортных систем определяется транспортными сетями. Транспортной сетью называется совокупность транспортных связей, по которым осуществляются пассажирские и грузовые перевозки.
15
Классификация транспортных сетей может быть произведена по разным признакам, например – по используемым видам транспорта (рис. 1.6). В соответствии с этой классификацией
укрупненно транспортные сети можно разбить на три группы.
По кратчайшим направлениям между пунктами перемещения
могут перемещаться лишь немногие виды транспорта. Причем реальные пути их перемещения практически всегда отклоняются
от прямолинейных вследствие необходимости обхода запретных
районов, суверенных территорий, природных особенностей и т. п.
Например, для воздушного транспорта в целях разумного ограничения пролета над иностранной территорией, облета воздушного
пространства городов, повышения безопасности прокладываются
воздушные коридоры, которые используются для прокладки различных маршрутов.
Транспортные сети
Естественные
пути сообщения
Дороги
Рис. 1.6. Классификация транспортных сетей
по их использованию различными видами транспорта
16
С направляющим
устройством
Translohr
Автомобильный
1000 мм
1200 мм
1400 мм
Железнодорожный,
метро, трамвай
1524 мм
Монорельс
Монорельсовый
Речной транспорт
Морской транспорт
Трубопроводный
транспорт
Воздушный
транспорт
Усовершенствованное покрытие
Твердое
покрытие
Безрельсовые
Рельсовые
Без покрытия
По кратчайшим
направлениям
Естественные пути для перемещения являются наиболее
древними транспортными сетями. Главным образом, это – реки и
участки земной поверхности, пригодные для перемещения внедорожных транспортных средств.
Основное количество грузов и пассажиров перемещается по дорогам. Дороги по особенностям перемещения делятся на рельсовые и
безрельсовые. Из рельсовых дорог несколько особняком стоят монорельсовые дороги не только потому, что они используют один рельс,
но и по причине особенностей привода используемых на них транспортных средств, расположения их над или под рельсом и т. п.
1.4. Оценка эффективности транспортных систем
Эффективность услуг транспортной отрасли определяет успешное развитие экономики любого государства. Транспортный сектор
играет ключевую роль в стимулировании экономической активности населения, расширении рынков сбыта и повышении доступности к ресурсам для предприятий, а также является важнейшим
элементом эффективной интеграции страны в мировую экономику.
Рассматривая эффективность транспортной системы, необходимо учитывать особое значение транспорта в экономике и социальной сфере страны. Построенная в соответствии с этими особенностями схема формирования эффективности приведена на рис. 1.7.
Эффективность транспортной системы всегда будет формироваться на двух уровнях с участием трех субъектов: транспортной системы, потребителя ее услуг и государственных органов. В соответствии с таким подходом в основу обеспечения эффективности закла-
Регулирование
Социально-экономическая эффективность
транспортных услуг
Инфраструктура
Государство
Потребности
Эффект
Потребитель
Внешние издержки
Транспортная система
Затраты
Эффективность ТС
Оплата услуг
Рис. 1.7. Схема формирования эффективности транспортной системы
17
дывается максимально возможное сглаживание противоречий между субъектом транспортной системы и двумя другими субъектами.
На первом уровне экономическая эффективность транспортной
системы будет определяться отношением эффекта ее работы к затратам. Можно сказать, что это – ее внутренняя эффективность,
которая определяется так же, как и для любого предприятия. Ясно,
что без достижения необходимого уровня эффективности деятельность транспортной системы невозможна.
На втором уровне эффективность транспортной системы определяется ответами на три основных вопроса:
1. В какой мере система удовлетворяет потребности государства
в развитии экономики и социальной сферы?
2. В какой мере система удовлетворяет потребности в ведении
бизнеса, обеспечении мобильности и других аспектах качества
жизни.
3. Каковы последствия функционирования транспортной системы, выражающиеся во внешних издержках, с точки зрения экономических, социальных и экологических задач государства.
Сила связей в схеме формирования эффективности зависит от
сферы услуг транспортной системы. В сфере грузовых перевозок,
как правило, тарифы формируются на рыночной основе и деятельность транспортной системы определяется конъюнктурой соответственного сектора экономики. В сфере пассажирских перевозок социальные задачи вынуждают государственные органы прибегать к
директивному регулированию тарифов и соответственно компенсировать затраты для обеспечения необходимого уровня внутренней
эффективности (рентабельности). В этом случае государственные
органы должны брать на себя и обеспечение качественных показателей работы транспортной системы, так как рыночные механизмы регулирования в условиях директивного определения тарифов
не действуют.
Исходя из изложенных принципов необходимо обратить внимание на правильную оценку эффективности объектов транспортной
инфраструктуры. При выборе варианта строительства, например
вокзала или дороги, грубой ошибкой является оценка только по
стоимости строительства, без учета эффективности использования
объекта пользователями. Например, для снижения стоимости путепроводов распространенным приемом является сужение проезжей части по сравнению с остальными участками дороги. Последствием этого являются задержки транспортных потоков, повышенная аварийность и т. п.
18
Независимо от сферы функционирования транспортной системы важнейшими для общества остаются задачи государственных
органов по снижению внешних издержек функционирования
транспортной системы, выражающиеся в формировании требований к используемым транспортным средствам, режимам работы,
трассам движения и т. п.
Противоречия в оценке эффективности работы транспортной
системы стимулируют развитие новых форм транспортного обслуживания. Одно из основных направлений – применение смежных
видов деятельности, что позволяет повысить объективность оценки
эффективности. Например, создание логистических систем позволяет использовать единую оценку эффективности транспортных
и складских операций, выполняемых различными субъектами в
цепочке доставки. В сфере пассажирских перевозок распространенной тенденцией является укрупнение транспортных компаний
и их объединение в единую транспортную систему отдельных видов транспорта. Например, объединение системы метро и трамвай
стимулирует развитие экономически эффективных видов транспорта, создание удобных для пассажиров пересадочных узлов, что
снижает затраты системы и повышает качество предоставляемых
услуг.
Критерий эффективности – правило, позволяющее сопоставлять стратегии управления, характеризующиеся различной степенью достижения цели, и осуществлять направленный выбор стратегий из множества допустимых. Критерий эффективности принимается на основе определенной концепции решения об эффективности системы. Существуют три концепции:
пригодности – подразумевается, что система эффективна,
если выбранный показатель эффективности принимает значение
не ниже некоторого приемлемого уровня:. При этой концепции все
решения делятся на две группы: приемлемые и неприемлемые, что
не позволяет выбрать наилучшую стратегию управления;
оптимальности – считается лучшим решение, которое обеспечивает максимальный эффект. В общем случае оптимальная стратегия может дать не единственное решение, если максимальный
эффект обеспечивается несколькими равноценными решениями
в управлении системой. Оптимальную стратегию можно использовать в стабильных условиях работы системы, что не характерно
для транспортных систем. В этом случае для принятия оптимального решения необходимо фиксировать все внутренние и внешние
факторы, что не позволяет учесть текущую информацию;
19
адаптации – предполагается возможность оперативного реагирования в ходе работы системы на поступающую текущую информацию об изменении условий работы. Суть концепции адаптации заключается в изменении стратегии управления на основе не
только априорной, но и текущей и прогнозной информации для достижения или сохранения определенного состояния системы при
изменяющемся комплексе условий работы системы.
В качестве примера использования той или иной концепции
оценки эффективности можно привести систему управления светофорной сигнализацией на пересечении дорог. На таком примере
будет хорошо видно, что принятие той или иной концепции, как
правило, связано не только с предпочтениями лица, принимающего решения, но и со свойствами системы.
В настоящее время в нашей стране большинство светофорных
постов управляется достаточно примитивными контроллерами, которые поддерживают один режим работы (не считая режима желтого мигания). В этом случае, принимая решение об использовании определенного режима работы светофорного поста, мы можем
использовать только концепцию пригодности, так как параметры
транспортных потоков в разное время суток и в разные дни недели и сезоны года будут различны, а режим работы светофора будет
один, удовлетворяющий средним условиям. Если контроллер поддерживает несколько режимов работы, то для определенных периодов времени или при наличии соответствующих датчиков в зависимости от параметров транспортных потоков для определенных
условий мы можем использовать оптимальный режим работы, например, по критерию минимума суммарных задержек транспортных средств. В этом случае мы используем концепцию оптимальности для конкретного периода или условий движения.
Современные контроллеры, поддерживающие цифровые технологии, имеют встроенный процессор и, реализуя определенные алгоритмы, могут в зависимости от сигналов датчиков самостоятельно выбирать те или иные режимы работы. Для прогнозирования
ситуации датчики устанавливаются как перед перекрестком, так и
на определенном удалении от него или, что еще лучше, обеспечивается возможность получения данных со смежных перекрестков.
В этом случае мы можем говорить об адаптивной концепции управления и соответственно об оценке эффективности.
При выборе инструментария оценки эффективности системы
необходимо учитывать, какой подход при принятии решения
будет использоваться. В практике оценки варианта развития или
20
создания транспортных систем можно выделить наиболее часто используемые подходы к принятию решения.
Решения, принимаемые на основе генерального плана, являются наиболее распространенными в области транспортного планирования. Преимущества такого подхода заключаются в возможности
широкой апробации генерального плана, выделения достаточных
финансовых и временных ресурсов для его разработки, прогнозирования на длительный срок. Однако такой подход хорошо работает только в стабильных условиях. Когда условия реализации генерального плана быстро меняются, его адаптация не успевает за
изменением условий и план теряет свою актуальность.
Метод сравнительного предпочтения (нормативная модель)
очень популярен и заключается в сравнении выбранных показателей вариантов, связанных с капитальными вложениями, стоимостью эксплуатации, производительностью, качеством, экологией
и т. п. Проблемы заключаются в сведении разных показателей к
сопоставимому виду и разумному выбору весовых коэффициентов
для оценки вклада каждого показателя в эффективность системы.
Как правило, для каждого варианта формируют функцию полезности путем оценки выгод и затрат по включенным в оценку показателям. Выбирается вариант, для которого функция полезности
имеет максимальное значение.
Поведенческая модель выбора является упрощенным вариантом
нормативной модели. В этом случае вместо максимизации функции полезности ограничиваются поиском приемлемого варианта.
Горизонт планирования
Уровни анализа транспортной системы
Оператив- Тактиче- Стратегиский
ный
ческий
Пространственный анализ мест транспортного
притяжения
Анализ спроса на транспортные услуги
Возможности транспортной системы по производительности, качеству обслуживания и т. п.
Ресурсные возможности транспортной
инфраструктуры
Минимизация затрат
Технология выполнения транспортных услуг
Рис. 1.8. Взаимосвязь уровня анализа и горизонта планирования
21
Если рассматриваемый вариант не удовлетворяет предъявляемым
требованиям, то пытаются улучшить отдельные показатели до
удовлетворительного уровня, а как только это удается, останавливаются на данном варианте.
Метод на основе совещаний наиболее распространен в нашей
стране и предусматривает изучение и анализ вариантов коллективом специалистов и выбор варианта на основе компромисса мнений. Основным недостатком данного подхода является опасность
авторитарного влияния отдельной личности в коллективе, что не
гарантирует оптимального решения. В транспортном планировании процедуру выбора можно формализовать по глубине анализа и
горизонту планирования, как это представлено на рис. 1.8.
22
О КОМПАНИИ «ПУЛКОВО»
ООО «Воздушные Ворота Северной Столицы» с 29 апреля 2010 г.
приступило к операционному управлению аэропортом «Пулково».
Основные задачи компании – развитие аэропорта и его масштабная реконструкция. Проект осуществляется без привлечения государственных инвестиций. Участниками международного консорциума ООО «Воздушные Ворота Северной Столицы» являются
ВТБ Капитал, компания FraportAG и Copelouzos Group. Аэропорт
«Пулково» занимает третье место по пассажиропотоку в России.
В 2011 г. в аэропорту Санкт-Петербурга было обслужено более
9,6 млн. человек. Пиковым днем прошлого года для аэропорта
стал – 1 июля, когда было обслужено 43 тыс. 667 человек. В пиковый день 2012 г. – 30 июня в аэропорту «Пулково» было обслужено
49 тыс. 052 пассажира. Максимальное число рейсов было зафиксировано 22 июня 2012 г. – 766 рейса. Инфраструктура «Пулково»
включает аэродром с двумя независимыми параллельными взлетно-посадочными полосами, два аэровокзала, грузовой терминал,
топливозаправочный комплекс и другие объекты. В аэровокзалах
предусмотрены все необходимые удобства для пассажиров: комфортабельные залы ожидания, более 100 торговых и сервисных точек, VIP-залы и бизнес-салоны.
На регулярной основе в аэропорт «Пулково» выполняют полеты
29 зарубежных авиакомпаний, 22 российских авиакомпании и 12
авиакомпаний стран СНГ.
23
ÀÝÐÎÏÎÐÒ «ÏÓËÊÎÂλ – ÒÐÅÒÈÉ ÏÎ ÏÀÑÑÀÆÈÐÎÏÎÒÎÊÓ
 ÐÎÑÑÈÈ ÏÎ ÈÒÎÃÀÌ 2011 ÃÎÄÀ
Информация размещена на официальном сайте компании
По итогам 12 мес. 2011 г. аэропорт «Пулково» стал третьим
аэропортом в России по пассажиропотоку. В 2011 г. ООО «Воздушные Ворота Северной Столицы» совместно с авиакомпаниямипартнерами дополнительно открыло 14 регулярных направлений,
в аэропорт пришли 4 новых авиаперевозчика, увеличилось количество рейсов на существующих направлениях. Все это позволило
достичь показателя в 9,6 млн. чел. и увеличить пассажиропоток
на 13,8%.
Основные эксплуатационные показатели деятельности
аэропорта «Пулково» за декабрь 2011 г.
В декабре 2011 г. пассажиропоток аэропорта «Пулково» составил 687 311 чел., что на 20,4% больше показателя декабря 2010 г.,
в том числе:
пассажиропоток на международных воздушных линиях в
страны дальнего зарубежья за декабрь 2011 г. составил 242 413
чел., что на 17,2% больше количества пассажиров, перевезенных
за аналогичный период 2010 г.;
пассажиропоток на внутренних воздушных линиях составил
369 111 человек, на 19,8% больше показателя декабря 2010 г.;
на 36,0% вырос пассажиропоток по направлениям в страны
СНГ и составил 75 787 чел.
Количество взлетно-посадочных операций за декабрь 2011 г.
увеличилось на 13,5% и составило 9 341 единицу. Объем обслуженной максимальной взлетной массы составил 304 тыс. 047 т, рост по
сравнению с аналогичным периодом 2010 г. достиг 13,9%.
24
Основные эксплуатационные показатели деятельности
за 2011 г.
По итогам 2011 г. пассажиропоток аэропорта «Пулково» составил 9 млн 610 тыс. 767 чел., что на 13,8% больше показателя за
аналогичный период 2010 г.
пассажиропоток на международных воздушных линиях в страны дальнего зарубежья за этот же период составил 4 млн 117 тыс.
683 чел., что на 12,0% больше количества пассажиров, перевезенных за 2010 г.;
на внутренних воздушных линиях – 4 млн 482 тыс. 430 чел., что
на 10,5% больше показателя за аналогичный период 2010 г.;
на 42,5% вырос пассажиропоток по направлениям в страны СНГ
и составил 1 млн 010 тыс. 654 чел.
Количество взлетно-посадочных операций за 2011 г. увеличилось на 14,2% и составило 115 тыс. 961 единицу. Объем обслуженной максимальной взлетной массы составил 3 млн 790 тыс. 278 т,
рост по сравнению с аналогичным периодом 2010 г. достиг 12,3%.
25
Незначительное снижение пассажиропотока (менее 2%) отмечено по направлению Санкт-Петербург – Москва, это связано с открытием новых маршрутов из аэропорта «Пулково» и активным
развитием скоростного железнодорожного сообщения между двумя столицами.
Пиковым днем прошлого года для аэропорта стал – 1 июля, когда было обслужено 43 тыс. 667 чел. Максимальное число рейсов
было зафиксировано 17 июня – 538 рейсов.
Кафедра системного анализа и логистики Санкт-Петербургского
Государственного университета аэрокосмического приборостроения является стратегическим партнером компании ООО «Воздушные Ворота Северной Столицы» на основании договора № 247 от
21.03.2012. В 2012 г. была проведена научно-исследовательская теоретическая работа, результаты которой представлены в бакалаврской выпускной работе студентки Хмыловой А. В. по специальности «Системный анализ и управление» «Исследование движения
пассажирского авиатранспорта на территории аэропорта (система
массового обслуживания)». Руководитель выпускной квалификационной работы от ГУАП Майоров Н. Н. Результаты работы подтверждены соответствующим актом внедрения.
Заведующий кафедрой системного анализа и логистики Фетисов Владимир Андреевич выражает благодарность генеральному
директору компании ООО «Воздушные Ворота Северной Столицы»
26
Сергею Владимировичу Эмдину, менеджеру по подбору персонала Юрию Валентиновичу Романчеву, руководителю службы по
организации наземного обслуживания Евгении Евгеньевне Касымовой за активное участие и поддержку при выполнении научноисследовательской теоретической работы студента. Надеемся
на дальнейшее сотрудничество в области подготовки квалифицированных специалистов для авиационной отрасли России.
27
2. РЕШЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ
ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ
ИНФРАСТРУКТУРЫ АЭРОПОРТА
2.1. Общие сведения о воздушных судах
Воздушное судно – летательный аппарат, поддерживаемый в атмосфере за счёт взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с воздухом, отражённым от поверхности земли или воды.
Таким образом, ракеты, турболёты, экранопланы (но не экранолёты) и суда на воздушной подушке не относятся к воздушным судам.
Различают 12 видов воздушных судов: автожир, аэростат, вертолёт, винтокрыл, дирижабль, махолёт, мускулолёт, планер, самолёт, турболёт, атомолёт, а также самолет на фотоэлементах. Различия между ними заключаются в наличии или отсутствии силовой
установки, а также в удельном весе этих аппаратов (легче они или
тяжелее воздуха). Воздушные суда, которые тяжелее воздуха, различаются по конструкции, благодаря которой они удерживаются в
воздухе: наличие несущих поверхностей (крыльев), несущих винтов или вертикально расположенного реактивного двигателя.
Исторически сложилось, что в российской авиации основные
виды воздушных судов, самолёты и вертолёты, обозначаются разговорным термином борт.
Самолёт (аэроплан) – аэродинамический летательный аппарат
для полётов в атмосфере при помощи двигателя и неподвижных
крыльев (крыла). Самолёт способен перемещаться с высокой скоростью, используя подъёмную силу крыла для поддержания себя в
воздухе. Неподвижное крыло отличает самолёт от махолёта, а наличие двигателя – от планера.
Приведенное определение является «классическим» и актуальным для самолетов, существовавших на заре авиации. По отношению к современным и перспективным разработкам в авиационной
технике (интегральные и гиперзвуковые аэродинамические компоновки, использование изменяемого вектора тяги и др.) понятие
«самолет» требует уточнения:
самолет – летательный аппарат тяжелее воздуха для полетов в
атмосфере (и космическом пространстве (например орбитальный
самолет)), использующий аэродинамическую подъемную силу планера для удержания себя в воздухе (при полете в пределах атмосферы) и тягу силовой (двигательной) установки для маневрирования
и компенсации потерь полной механической энергии при лобовом
сопротивлении.
28
Классификация самолётов может быть дана по различным признакам: назначению, конструктивным признакам, по типу двигателей и лётно-техническим параметрам.
По назначению:
–военные;
–гражданские (пассажирские – перевозка пассажиров, почтовые – доставка почты, сельскохозяйственные – обработка сельскохозяйственных угодий);
–специальные (экспериментальные – проведение лётных экспериментов, санитарные – оказание срочной медицинской помощи,
геологоразведочные – воздушная разведка недр, пожарные – для
тушения в основном лесных пожаров и др., спортивные – занятия
авиационным спортом, транспортные – транспортировка грузов,
учебно-тренировочные – обучение лётного состава).
По типу и числу двигателей:
–по типу силовой установки: поршневые (ПД), турбовинтовые
(ТВД), турбореактивные (ТРД), с ракетными двигателями, с комбинированной силовой установкой (КСУ);
–по числу двигателей: однодвигательные, двухдвигательные,
трёхдвигательные, четырёхдвигательные (Ан-124 «Руслан»), пятидвигательные (He-111Z), шестидвигательные (Ан-225 «Мрия»),
семидвигательные (К-7), восьмидвигательные (Боинг-52), десятидвигательные (Боинг-36), двенадцатидвигательные (Do-X).
По компоновочной схеме:
классификация по данному признаку является наиболее многовариантной по расположению крыла (высокопланы, среднепланы,
низкопланы); по числу крыльев (монопланы, полуторопланы, бипланы, трипланы); по расположению хвостового оперения (нормальная схема, (оперение сзади, летающее крыло, бесхвостка,
типа «утка» – оперение спереди);
По типу и размерам фюзеляжа: однофюзеляжные (узко- и широкофюзеляжные); двухбалочной схемы («рама»); бесфюзеляжные
(«летающее крыло»), двухпалубный самолет.
По скорости полёта:
–дозвуковые;
–трансзвуковые;
–сверхзвуковые;
–гиперзвуковые.
По роду посадочных органов:
–сухопутные;
–корабельные;
29
–гидросамолёты;
–летающая подводная лодка.
По типу взлёта и посадки:
–вертикального (ВВП);
–короткого (КВП);
–обычного взлёта и посадки.
По роду источников тяги:
–винтовые;
–реактивные.
По надёжности:
–экспериментальные;
–опытные;
–серийные.
По способу управления:
–пилотируемые лётчиком;
–беспилотные.
Классификация воздушных судов по взлётной массе:
–вне класса (без ограничения массы) – Ан-124, Ан-225, А380 и т. п.;
–1-го класса (75 т и более) – Ту-154, Ил-62, Ил-76 и т. п.;
–2-го класса (от 30 до 75 т) – Ан-12, Як-42, Ту-134 и т. п.;
–3-го класса (от 10 до 30 т) – Ан-24, Ан-26, Ан-72, Ан-140, Ил114, Як-40 и т. п.
–4-го класса (до 10 т) – Ан-2, Ан-3Т, Ан-28, Ан-38, Л-410,
М-101Т и т. п.
2.2. Аэродром «Пулково»
Класс воздушного судна связан с классом аэродрома, способного
принять данное воздушное судно.
Аэродром оборудован одной или несколькими взлётно-посадочными полосами.
Аэродром (рис. 2.1) состоит из лётного поля и комплекса управления воздушным движением (службы: организации воздушного
движения, электрорадиотехническая и электросветотехническая,
метеорологическая, штурманская и т. д.).
Летное поле аэродрома – часть аэродрома, на которой расположены одна или несколько летных полос, рулежные дорожки, перроны и площадки специального назначения.
Летная полоса (ЛП) – часть летного поля аэродрома, включающая взлетно-посадочную полосу и примыкающие к ней спланированные и в отдельных случаях уплотненные, а также укрепленные
30
Рис. 2.1. Аэродром аэропорта «Пулково»
грунтовые участки, предназначенные для уменьшения риска повреждения воздушных судов, выкатившихся за пределы взлетнопосадочной полосы.
Взлетно-посадочная полоса (ВПП) – (рис. 2.2) – часть ЛП, специально подготовленная и оборудованная для взлета и посадки воздушных судов. ВПП может иметь искусственное покрытие (ИВПП)
или грунтовое (ГВПП).
Рис. 2.2. Взлетно-посадочные полосы аэропорта «Пулково»
31
Рулежная дорожка (РД) – часть летного поля аэродрома, специально подготовленная для руления и буксировки воздушных судов. РД могут быть магистральные (МРД), соединительные, вспомогательные.
Перрон – часть летного поля аэродрома, предназначенная для
размещения воздушных судов в целях посадки и высадки пассажиров, погрузки и выгрузки багажа, почты и грузов, а также других
видов обслуживания.
Место стоянки воздушного судна (МС) – часть перрона или площадки специального назначения аэродрома, предназначенная для
стоянки воздушного судна с целью его обслуживания и хранения.
Аэродромные сооружения включают в себя грунтовые элементы
летного поля, грунтовые основания, аэродромные покрытия, водоотводные и дренажные системы, а также специальные площадки и
конструкции.
Грунтовые основания – спланированные и уплотненные местные
или привозные грунты, предназначенные для восприятия нагрузок,
распределенных через конструкцию аэродромного покрытия.
Аэродромные покрытия – конструкции, воспринимающие нагрузки и воздействия от воздушных судов, эксплуатационных и
природных факторов, которые включают:
–верхние слои (слой), именуемые в дальнейшем «покрытие»,
непосредственно воспринимающие нагрузки от колес воздушных
судов, воздействие природных факторов (переменного температурно-влажностного режима, многократного замораживания и оттаивания, влияния солнечной радиации, ветровой эрозии), тепловые
и механические воздействия газовоздушных струй авиационных
двигателей и механизмов, предназначенных для эксплуатации аэродрома, а также воздействие антигололедных химических средств;
–нижние слои (слой), именуемые в дальнейшем «искусственное
основание», обеспечивающие совместно с покрытием передачу нагрузок на грунтовое основание, которые помимо несущей функции могут
выполнять также дренирующие, противозаиливающие, термоизолирующие, противопучинные, гидроизолирующие и другие функции.
Водоотводные и дренажные системы – система сооружений,
предназначенных для отвода воды с поверхности покрытий и понижения уровня подземных вод с целью обеспечения необходимой
устойчивости грунтового основания и слоев аэродромного покрытия при восприятии нагрузок в период наибольшего увлажнения
грунтов, а также исключения аквапланирования колес самолетов
при движении по ИВПП.
32
Специальные конструкции (струеотклоняющие щиты, швартовочные и заземляющие устройства, заглубленные каналы, колодцы, светосигнальное оборудование и др.), воспринимающие усилия
от ветровых, колесных нагрузок, газовоздушных струй авиадвигателей и др., предназначенные для обеспечения нормальной безопасной эксплуатации воздушных судов на различных участках
аэродрома. (Общая схема «Пулково-2» – рис. 2.3).
Комплекс управления воздушным движением – совокупность
служб, сооружений и технических средств на территории аэродрома, предназначенная для непосредственного обеспечения взлёта,
посадки и руления воздушных судов (самолётов, вертолётов и планеров) [1,19,9,14].
Служба организации воздушного движения (ОрВД). Рабочие места персонала (диспетчеров управления воздушным движением),
оснащённые тем или иным оборудованием (от бинокля и радиостанции до автоматизированных рабочих мест на базе быстродействующих вычислительных комплексов), находятся в здании командно-диспетчерского пункта (КДП), который обычно расположен вблизи перрона в точке с хорошим обзором всего лётного поля,
взлётно-посадочных полос, рулёжных дорожек и мест стоянок, а на
ряде аэродромов – дополнительно в зданиях стартовых диспетчерских пунктов (СДП), расположенных вблизи торцов ВПП.
ATC – это «air traffic control», или «управление воздушным
движением». Вышка возвышается над зданием аэровокзала, с нее
управляют не только воздушным, но и наземным движением воздушных судов.
Рис. 2.3. Вид на «Пулково-2»
33
Чтобы понять, чем занимаются люди на вышке, нужно знать,
что воздушное пространство делится по регионам на три типа: неконтролируемое (uncontrolled), где действуют определённые правила, например, кто кому уступает (по аналогии с нерегулируемым
перекрёстком); контролируемое (controlled), где диспетчер даёт
указание воздушным судам что делать; специальное (special use),
где действуют особые правила либо запреты, например зоны военных учений (MOA – military operations area).
По высоте, в соответствии с директивами ICAO, воздушное пространство разделяется на классы – от A до G. Оно тоже бывает контролируемым и неконтролируемым. Пространство, где летают «на
эшелоне» (фаза полёта cruise), высоты 18–60 тыс. футов (эшелоны
180–600), называется «воздушное пространство класса A». Служба организации воздушным движением отвечает: за определённый
географический регион; за определённые «эшелоны» (высоты). За
разные «высоты» отвечают разные посты.
Иначе говоря, самолет, входящий в воздушное пространство, за
которое отвечает пункт управления воздушным движением, имеет
возможность совершить одно из следующих действий: пролететь
мимо и следовать далее к пункту назначения; сесть в аэропорту в
штатном режиме, высадить пассажиров и выгрузить груз; попытаться сесть в нештатном режиме.
Войдя в воздушное пространство, экипаж самолета связывается с диспетчером (частоту получают от предыдущего диспетчера
другого воздушного пространства). Экипаж сообщает диспетчеру о
своих намерениях, диспетчер говорит, что следует делать, или даёт
частоту другого диспетчера, который отвечает за запрашиваемую
процедуру, например проход или посадку.
Маршрут планируется с учётом так называемых escape routes,
путей экстренных посадок, например на случай отказа двигателя.
Самолёт после отказа всех двигателей не падает, а продолжает планировать. Поэтому маршруты планируют через промежуточные
аэропорты.
Однако, ATC управляет не только движением в воздухе. Когда
самолёт приземлился, его передают диспетчеру, отвечающему за
«рулёжку», которая по-английски называется taxi. Очень часто
бывают и диспетчеры, отвечающие за гейты (gate manager), говорящие, к какому телетрапу рулить.
Пост диспетчера состоит из: монитора, показывающего актуальные метеоданные и состояние полосы (например, коэффициент
сцепления); схемы актуального воздушного движения («радар»);
34
схемы движения на земле у терминала, на стоянках и рулёжках к
полосе; данные ATIS (автоматическая система оповещения о погоде в аэропорту); экран-пульта управления освещением полосы.
Служба электрорадиотехнического обеспечения полётов: радиотехнические комплексы, позволяющие экипажам воздушных судов
вести связь с землёй, определять своё местонахождения в той или
иной системе координат и выдерживать заданные траектории маневрирования в районе данного аэродрома, а также заход на посадку, посадку, взлёт и выход из района аэродрома. Обычно включает в себя:
–радиостанции различных мощностей и диапазонов;
–радиолокационные станции;
–радиомаяки;
–наземные компоненты навигационных систем;
–радиооборудование для захода на посадку.
Служба электросветотехнического обеспечения полётов: световое оборудование ВПП и рулёжных дорожек.
Метеорологическая служба: оборудование для наблюдения за
фактической погодой на аэродроме с последующей передачей этих
данных посредством радиовещательных передач ATIS, ВОЛМЕТ
и по другим радиоканалам экипажам воздушных судов, производящих взлёт или посадку на аэродроме, и авиадиспетчерам. На
небольших аэродромах метеорологическое оборудование (датчики
для измерения параметров ветра, горизонтальной видимости, облачности, температуры и влажности воздуха, атмосферного давления и т. д.) располагаются на метеоплощадке вблизи КДП, а на
крупных аэродромах – в нескольких точках лётного поля (у торцов
ВПП, вблизи середины ВПП и т. п.).
Штурманская служба – служба аэронавигационной информации.
Телескопический трап – устройство для сообщения самолёта со
зданием аэровокзала, без промежуточного выхода на улицу. Представляет собой коридор (состоящий из нескольких модулей), который может телескопически раздвигаться, а также двигаться относительно самолёта по горизонтали либо по земле с помощью колёс
либо подвешенным; и по вертикали с помощью электро- или гидроподъёмников, так как положение входных дверей у разных типов
самолётов различно.
При использовании стоянки с телескопическим трапом самолёт
обычно сначала заруливает на стоянку самостоятельно, на тяге собственных двигателей, следуя визуальным сигналам встречающего
наземного персонала либо по командам специального светофора; а
после остановки самолёта оператор телетрапа устанавливает его ко
35
входной двери самолёта. После этого телескопический трап может
сам отслеживать вертикальные перемещения фюзеляжа самолёта
(из-за его разгрузки и загрузки) и в небольших пределах перемещаться по вертикали, сохраняя таким образом своё положение относительно входной двери.
При наличии телетрапа посадка и высадка пассажиров самолёта значительно ускоряются. Также телетрап предоставляет пассажирам более комфортные условия доступа в самолёт, в основном
из-за устранения влияния погодных условий. Однако, установка
телетрапа связана со значительными материальными затратами и
специфическими требованиями к архитектуре аэровокзала, которые оправдываются при значительном пассажиропотоке.
Использование телетрапа возможно, только если самолёт находится рядом с терминалом, тем самым ограничивается число
парковочных мест, поэтому некоторые аэропорты по-прежнему используют передвижные трапы на отдалённых стоянках.
Находящийся у терминала самолёт, как правило, не может самостоятельно вырулить со стоянки (ввиду ограничений по использованию реверса), поэтому необходима его буксировка, что требует
дополнительных затрат времени и наличия специальной техники и
персонала. Руление «задним ходом» изредка применяется на самолётах с высоко расположенными двигателями (у них меньше вероятность попадания в двигатели мусора и предметов, поднятых реверсом с перрона, чем у самолётов с двигателями под крыльями), значительно чаще – на винтовых самолётах, с помощью реверса винта.
В зимнее время телетрап может примёрзнуть и повредить самолёт, если место стыковки не было надлежащим образом обработано
противолёдными средствами.
2.3. Аэровокзальный комплекс
АВК включает в себя собственно аэровокзал, предназначенный
для обслуживания пассажиров. В аэровокзале базируются большинство служб, обслуживающих пассажиров от момента входа на
территорию аэропорта до вылета и от момента подачи трапа к самолёту до покидания аэропорта:
–представительства авиакомпаний;
–служба организации пассажирских перевозок;
–службы безопасности;
–багажная служба;
–службы пограничного, иммиграционного и таможенного контроля;
36
Таблица 2.1
Классификация аэропортов
Класс аэропорта
Годовой объем пассажирских перевозок,
тыс. человек
I
II
III
IV
V
10000–7000
7000–4000
4000–2000
2000–500
500–100
–различные организации и предприятия, направленные на отдых, развлечения пассажиров и т. п.: рестораны и кафе, точки торговли периодикой и сувенирами, магазины, и т. д.
Грузовой комплекс, в свою очередь, принимает к отправке,
оформляет, обрабатывает, загружает на борт воздушных судов груз
и почту. Оснащается крытым отапливаемым складом, средствами
доставки и механизированной погрузкой-разгрузкой, средствами
обработки груза «в навал» и в контейнерах.
Класс аэропорта определяется годовым объёмом пассажирских
перевозок (пассажирообменом), то есть суммарным количеством всех
прилетающих и вылетающих пассажиров, включая транзитных пассажиров (с пересадкой из одного воздушного судна в другое) [1,9,15].
Классификация аэропортов в зависимости от годового объёма
пассажирских перевозок приведена в табл. 2.1.
Аэропорты с годовым объёмом перевозок более 10 млн чел. относятся к внеклассным, а с годовым объёмом перевозок менее
100 тыс. чел. – к неклассифицированным. Неклассифицированные
аэропорты местных воздушных линий располагаются на аэродромах 3-го или 4-го класса, с искусственным или грунтовым покрытием ВПП.
2.4. Математическая модель представления движения
воздушных судов с помощью системы массового обслуживания
Аэропорт – сложная система массового обслуживания. Ежедневно аэропорт принимает и отправляет десятки рейсов в разных
направлениях по всему миру. В качестве случайных заявок (на рис.
2.4 обозначенных стрелками), поступающих в аппарат обслуживания – самолеты, совершающие посадку в аэропорту. В качестве обслуживающего устройства выступает сам аэропорт (в данной работе «Пулково-1» и «Пулково-2»).
37
Àýðîïîðò
Рис. 2.4. Самолеты, совершающие посадку (случайные заявки)
С системной точки зрения аэропорт представляет собой набор
входных (X1,X2...) и выходных (Y1,Y2...) параметров (рис. 2.5).
На входе системы аэропорта – прилет самолетов, на выходе – вылет уже обслуженных самолетов, сама система аэропорта подобна
модели черного ящика.
Подготовка самолета к посадке и сам процесс посадки – очень
ответственные моменты в движении воздушного судна. Воздушное
пространство состоит из транспортных коридоров, соединяющих
аэропорты между собой. В совокупности эти коридоры образуют
единую логистическую цепь по перевозке пассажиров и грузов.
Уже в воздухе самолеты выстраиваются в очередь и, следуя правилам этой очереди, совершают посадку в аэропорту. После посадки
они вновь попадают в очередь на обслуживание – послеполетное и
предполетное.
Аэропорт является системой, задержки по времени в которой
недопустимы. Именно поэтому так важно грамотно определить необходимое количество обслуживающих устройств. При этом стоит
также учитывать и затраты на содержание, обслуживание этих
устройств.
На рис. 2.6 стрелками обозначены случайные заявки – рейсы,
которые совершают посадку в аэропорту «Пулково». Схематично,
под номерами, указана очередь из самолетов на посадку. После посадки воздушное судно следует к месту стоянки и обслуживания,
расположенному на территории аэровокзального комплекса «Пулково-1», либо на территории аэровокзального комплекса «Пулково-2», в зависимости от рейса.
X1, X2 , X3 ...
ɋɢɫɬɟɦɚ
ɚɷɪɨɩɨɪɬɚ
Рис. 2.5. Система аэропорта
38
Y1, Y2 , Y3 ...
«ПУЛКОВО-2»
Телескопические трапы
1
1
2
2
3
3
4
4
1
2
3
4
ВПП
ВПП
Независимые
взлетнопосадочные
полосы
«ПУЛКОВО-1»
Рис. 2.6. Схема обслуживания ВС в аэропорту «Пулково»
Санкт-Петербург
900 км
630 км
Нижний Новгород
Москва
Рис. 2.7. Запасные аэродромы для рейсов аэропорта «Пулково»
В случае невозможности аэропортом принять запланированный
рейс, самолёт совершающий его, направляется в другой аэропорт.
Для «Пулково», таковыми являются аэропорты города Москвы и
Нижнего Новгорода (рис. 2.7).
2.5. Аэропорт, как система массового обслуживания
Аэродром, являясь основной базой, на которой выполняется значительная часть производственного цикла (взлет, посадка, руление
и загрузка самолетов) должен представлять собой технологически
39
распланированную территорию. Технологические операции производственного цикла определяют необходимость устройства элементов аэродрома, обеспечивающих этих операции: ВПП, РД, трапы,
телескопические трапы. Техническое обслуживание, заправка и
стоянка самолетов, не входящие в производственный цикл, производятся на МС. Все элементы аэродрома технологически взаимосвязаны. Уменьшение потерь времени при выполнении отдельных
операций на аэродроме зависит от рационального размещения элементов аэродрома, оптимального количества этих элементов с учетом характеристик входящего потока самолетов.
Быстрое развитие авиационных перевозок, поступление на воздушные линии новых современных транспортных самолетов требует систематического совершенствования организации и оснащения
аэропортов, чтобы создать благоприятные условия для увеличения
их пропускной способности путем сокращения времени, необходимого на обслуживание пассажиров и самолетов.
Как известно, основные исходные данные для проектирования
аэропорта принимаются с учетом перспективы его развития на 10
лет после планируемого срока ввода в эксплуатацию. Если к этому
сроку прибавить продолжительность разработки проекта и строительства 1-й очереди аэропорта, то станет ясным, что в момент начала проектирования должна учитываться перспектива развития
аэропорта на значительно больший период (15–20 лет).
Потребность в зданиях, сооружениях и оборудовании аэропорта
определяется на основании эксплуатационно-технических расчетов. Она постоянно увеличивается в связи с вводом в эксплуатацию
самолетов повышенной пассажировместимости.
Под пропускной способностью аэропорта понимается его возможность за год выполнить определенный объем пассажирских Wп
и почтово-грузовых Wг перевозок.
Пропускная способность аэропорта по количеству перевезенных
пассажиров в год будет равна
Wï = q max
÷
Tc 365
,
Kc K÷
(1)
где q – среднее планируемое количество пассажиров на один самолет;  max
– пропускная способность аэродрома (взлетов и посадок
÷
самолетов в час); Тс – количество часов работы аэропорта в сутки;
Kc – коэффициент суточной неравномерности движения самолетов, т. е. отношение максимального суточного количества взлетно40
посадочных операций к среднесуточному за год; Kч – коэффициент
часовой неравномерности движения самолетов, т. е. отношение
максимального часового количества взлетно-посадочных операций
к среднечасовому за максимальные сутки.
Пропускная способность аэродрома  max
зависит от следующих
ã
основных факторов:
–взлетно-посадочных характеристик самолетов, определяющих время занятия ВПП;
–интервалов времени между взлетно-посадочными операциями, устанавливаемых для безопасности полетов;
–условий движения по правилам визуального полета и полета
по приборам;
–планировочной схемы, количества ВПП и соединительных РД;
–неравномерности подхода самолетов на посадку;
–соотношение типов самолетов в интенсивности движения.
Количество часов работы аэропорта в сутки Тс зависит, главным
образом, от интенсивности движения самолетов, размера транзитного движения, расположения аэропорта на трассе и его удаленности от города.
Одним из основных факторов, влияющих, на пропускную способность аэропортов, является неравномерность движения самолетов. Целесообразно исследовать неравномерность движения самолетов в аэропортах на основе применения современных математических теорий, таких как теория вероятностей и математическая
статистика, позволяющих наиболее достоверно раскрыть особенности технологических процессов.
Известно, что потоки вылетов и посадок самолетов в аэропортах
в течение суток являются простейшими (пауссоновскими), т. е. вероятность поступления в промежуток времени t ровно K самолетов
может быть задана формулой
Pê (t) =
k
( ñð
÷ t) -t
e ,
K!
где  ñð
÷ – математическое ожидание числа взлетов или посадок самолетов (среднечасовая интенсивность потока).
Используя это уравнение, легко найти значение максимальной
ñð
часовой интенсивности  ñð
÷ = K при известном  ÷ , приняв Рк(t) =
= 0,05 – 0,01 по принципу практической невозможности маловероятных событий. Для решения поставленной задачи используются
таблицы распределения Пуассона.
41
Среднечасовую интенсивность движения можно определить по
формуле.
 ñð
÷ =
 ìàêñ
ñ
,
Tc
где Тс – количество часов работы аэропорта в сутки (продолжительность работы).
Исследование технологических процессов требует привлечения
современных математических методов, которые, с одной стороны,
могли бы достоверно описать реальные закономерности взаимодействия и функционирования элементов системы «самолет-аэродром», и с другой – определить пути и методы оптимизации режимов работы аэропорта. За математическую основу этих исследований могут быть приняты статистический метод и теория массового
обслуживания, позволяющие рассматривать аэропорт в целом и его
элементы в отдельности как системы, обслуживающие поступающий поток требований (поток самолетов).
Любому реальному процессу и потоку самолетов свойствен элемент случайности. Интервалы между прибытиями самолетов отличаются друг от друга и носят вероятностный характер. На режим
работы аэропорта влияет не только неравномерность поступления
самолетов, но также неодинаковая длительность их обслуживания
(время занятости ВПП и РД, продолжительность стоянки, продолжительность высадки и посадки пассажиров). Все это говорит о том,
что работа аэропорта в целом протекает неравномерно. В поступлениях самолетов и их наличии в аэропорту образуются сгущения
и разрежения, что может привести соответственно к образованию
очереди ожидающих обслуживания самолетов или к недостаточно
полному использованию загрузочных площадок и механизмов.
Поскольку процесс поступления и обслуживания самолетов в
аэропорту является вероятностным, то функционирование комплекса ВПП-РД и трапов можно рассматривать как функционирование локальных систем, предназначенных для обслуживания
самолетов по мере их поступления. При этом одновременно в системе обслуживания не может находиться больше n требований, где
n – конечное число. Количество самолетов n в значительной степени определяет характер потока прибытия самолетов для обслуживания, от которого зависят основные показатели эффективности
функционирования всей системы.
Различные типы самолетов отличаются друг от друга грузоподъемностью, вместимостью пассажиров (если исследуются пассажи42
ропотоки), себестоимостью рейса. Очевидно, что каждый самолет,
выполняя рейс по авиалинии, перевозит лишь определенное количество грузов, пассажиров, почты. Во время рейса он затрачивает
некое количество различного вида ресурсов, которые влияют на себестоимость рейса.
Последняя (себестоимость рейса), в свою очередь, во многом зависит от типа самолета, выполняющего конкретный рейс.
В связи с тем, что в тарифной плате за перевозку единицы груза
или одного пассажира часто не учитывается тип самолета, прибыль
авиакомпании во многом зависит от эффективности эксплуатации
самолетов по авиалиниям. Исходя из этого, оптимальным распределением самолетов считается такое, при котором выполняется
программа перевозок при минимальной общей себестоимости перевозок или максимальной прибыли от них.
Попутно отметим, что авиалинией считается маршрут, который
начинается в каком-либо аэропорту и заканчивается в другом с промежуточными остановками или без. Одна из особенностей маршрутизации в сфере воздушного транспорта заключается в том, что
маршрут, выполняемый в обратном направлении, часто считается
отдельной авиалинией.
2.6. Исследование потока прибытий самолетов
Исследование любого потока, в том числе и самолетов, заключается в определении наличия или отсутствия свойств ординарности,
стационарности и последействия.
Очевидно, что поток прибытия самолетов является ординарным, так как на однополосном аэродроме возможна одновременная
посадка только одного самолета, на двухполосном, соответственно,
возможны взлет и посадка одновременно.
В течение суток поток самолетов не будет обладать свойствами
стационарности. Однако в рабочие периоды суток поток будет стационарным, так как часовая интенсивность поступления самолетов примерно одинакова.
При обслуживании в аэропорту нескольких самолетов общий
входящий поток самолетов образуется сложением потоков, создаваемых каждым самолетом в отдельности. При этом суммирование
(взаимное наложение) нескольких ординарных и стационарных
потоков с практически любым последействием приводит к перемешиванию потоков требований и создает общий поток, сколь угодно
близкий к потоку без последействия.
43
2.7. Описание функционирования и показатели
эффективности систем ВПП-РД и трапов
Учитывая специфику работы аэропорта, систему ВПП-РД можно отнести к системам массового обслуживания с задержками, с
конечным количеством аппаратов, обслуживающих поток требований без приоритета. Кроме того, рассматриваемая система является одноканальной, обеспечивающей одновременное обслуживание
только одного самолета, причем время обслуживания (время занятости ВПП-РД) произвольно. функционирование такой системы
описывается следующим уравнением:
=
tñð2 æç1 + V 2 ö÷
÷÷,
ç
1 - tñð ççè 2 ø÷÷
где t – среднее время задержки посадки или взлета из-за занятости
системы ВПП-РД; tcp – среднее время занятости системы ВПП-РД;
V – вариационный коэффициент, учитывающий разброс времени
занятости системы ВПП-РД.
Среднее время задержки самолетов из-за занятости системы ВППРД является основным критерием работы системы и должно устанавливаться с помощью технико-экономических методов, позволяющих
определить такую интенсивность движения, превышение которой
требует устройства дополнительной РД, повышающей пропускную
способность системы ВПП-РД и снижающей время задержки [19].
Величины среднего времени занятости системы ВПП-РД для различных аэропортов различны. Это обусловлено, главным образом,
различием в планировочных решениях аэродромов и в организации
движения самолетов. Время занятости системы ВПП-РД определяется временем непосредственного нахождения самолетов в системе
при взлете и посадке и интервалами безопасности между взлетающими и садящимися самолетами. Среднее время занятости системы ВПП-РД может быть определено по следующим формулам:
t
t
1 1
= (2,5tâçë + 2tïîñ + 1,5tð - tïëàí );
ñð 4
2 1
= (2,5tâçë + 2tïîñ + tïëàí - tîòðóë ),
ñð 4
1
– среднее время занятости ВПП с одной соединительной
ñð
2
– среднее время занятости ВПП с двумя соединительныРД; t
ñð
где t
44
ми РД; tвзл – время нахождения самолетов в системе ВПП-РД при
взлете; tпос – время нахождения самолетов в системе ВПП-РД при
посадке; tр – время руления самолета после посадки от границы боковой полосы безопасности до телескопического трапа/сателлита/
МС; tплан – время планирования самолета с рекомендуемой высоты
ухода на второй круг.
Средства высадки/посадки пассажиров, а именно трапы в аэропорту, могут рассматриваться как локальные системы массового
обслуживания с задержками, пуассоновским входящим потоком
требований и произвольным временем обслуживания, причем на
территории аэропорта используется не один трап, следовательно,
система является многоканальной.
Основным показателем эффективности функционирования телескопических трапов является среднее время ожидания прибывшим самолетом начала высадки/посадки пассажиров из-за занятости площадки ранее прибывшим самолетом. Среднее время ожидания высадки/посадки (tож) для одного, двух или трех одновременно работающих трапов может быть определено по формулам:
–для одного телескопического трапа при m < 1
tîæ =
1+ V2
tñð ;
2
1- 

–для двух телескопических трапов при m < 2
tîæ =
2
1+ V2
tñð ;
4 - 2 2
для трех телескопических трапов при m < 3
tîæ =
3
1+ V2
tñð ,
18 + 6 - (2 + 3 ) 2
где M – относительная интенсивность потока самолетов (интенсивность прибытий самолетов за время, когда телескопический трап
занят одним самолетом); tср – средняя продолжительность посадки/высадки пассажиров; V – коэффициент вариации продолжительности занятия трапа.
Время ожидания обслуживания пассажиров зависит от интенсивности поступления самолетов для одного или двух телескопических трапов. Увеличение количества телетрапов резко снижает
время ожидания загрузки. Определение необходимого количества
45
телетрапов должно производиться с помощью технико-экономических методов с учетом затрат на устройство площадок и эксплуатацию механизмов.
2.8. Технологические операции в аэропорту «Пулково»
Система аэропорта будет рассмотрена на примере Санкт-Петербургского воздушного транспортного узла, а именно аэропорта
«Пулково».
«Пулково» – это один из крупнейших, динамично развивающихся авиатранспортных узлов России. Инфраструктура аэропорта включает аэродром с двумя взлетно-посадочными полосами, два
аэровокзала, грузовой терминал, топливозаправочный комплекс,
парковочный комплекс и другие объекты инфраструктуры.
Высокое качество предоставляемых аэропортом услуг подтверждено международным сертификатом ИСО 9001:2000.
Аэродром аэропорта «Пулково» имеет две параллельные независимые взлетно-посадочные полосы, систему магистральных, соединительных и вспомогательных рулежных дорожек, пять перронов (схемы перронов № 1, 2, 3 приведены в приложениях А, Б, В,
соответственно).
Искусственные взлетно-посадочные полосы № 1 и № 2 предназначены для посадки в соответствии с категорией ИКАО без ограничений по взлетной массе. Аэродром соответствует сертификационным требованиям и пригоден для международных полетов.
Аэропорт «Пулково» допущен к приему воздушных судов по
метеоминимуму I категории – курс посадки 10L, 28R, 10R, 28L; II
категории – курс посадки 10L, 28R, 10R; III-А категории – курс посадки 10L, 28R.
Аэродром находится в постоянной эксплуатационной готовности, практически не закрывается по условиям состояния летного
поля и метеорологическим условиям.
Аэродром относится к классу «А» и зарегистрирован в Государственном реестре гражданских аэродромов Российской Федерации,
имеет Свидетельство о государственной регистрации и годности аэродрома к эксплуатации № 60 от 10.10.2006 г.
Система обработки воздушных судов в аэропорту состоит из определенного набора действий, выполняемых обслуживающим персоналом и службами аэропорта. В зависимости от типа воздушного судна,
от авиакомпании, от необходимости заправки самолета в аэропорту
время обработки занимает от 40 до 100 мин. Например, предполетное
46
обслуживание В-737-300,400,500,800 АК «Трансаэро» в аэропорту
«Пулково» занимает 80 мин, последовательность действий, которые
необходимо выполнить за это время, приведена в табл. 2.2. Типовой
технологический график обслуживания В-767-200,300 АК «Трансаэро» с временем обслуживания 90 мин в аэропорту «Пулково» (разворотный внутренний, разворотный международный) выполненный
в программе TimeLine приведен в приложении.
Таблица 2.2
Технологический график предполетного обслуживания В-737-300,
400,500,800 АК «Трансаэро» в аэропорту Пулково
Наименование работ
Регистрация пассажиров
Установка ВС на МС
Работы по ТО
Подгон трапов
Работа САБ
Работа погранично-таможенного наряда на МС
Заправка ВС топливом
Прибытие экипажа на МС, в
том числе: б/инженер, б/проводники
КВС, 2-й пилот
Погрузка бортового имущества на борт ВС
Экипировка ВС
Погрузка бортового питания и
кухонного оборудования
Досмотр ВС
Загрузка груза, почты
Готовность ВС к посадке пассажиров
Загрузка багажа
Посадка пассажиров в ВС
Доставка сопроводительной
документации к ВС
Организация выпуска ВС
Отгон трапов
Уборка упорных колодок
Отправление ВС
Время, ч; мин
начала окончания
2:00
Продолжительность
работ
1:20
1:18
1:16
0:40
1:20
0:14
1:16
0:07
1:20
1:06
0:02
1:09
1:16
0:07
1:09
1:15
0:40
0:35
–
1:00
1:00
–
1:15
0:50
0:25
1:10
0:50
0:20
1:15
0:50
0:25
0:50
1:10
0:40
0:20
0:10
0:50
0:40
–
0:40
0:40
0:10
0:10
0:30
0:30
0:14
0:10
0:04
0:14
0:10
0:07
0:06
0:00
0:07
0:06
–
0:14
0:03
0:01
–
47
Стоит обратить внимание, что отсчет времени в таблице осуществляется до момента отправления.
Расстановка и организация движения воздушных судов,
спецавтотранспорта и средств механизации
на перроне № 1 аэропорта «Пулково»
Любое перемещение воздушных судов, спецтехники по территории аэропорта совершается согласно утвержденной руководством
аэропорта схеме расстановки и организации движения воздушных
судов, спецавтотранспорта и средств механизации на перронах аэропорта. На территории аэропорта «Пулково» пять перронов. Указания к перемещению по перронам № 1, 2, 3 отмечены в данном
разделе и в двух последующих, схемы приведены в приложениях
А, Б, В, соответственно.
1. МС 1, 3, 5, 30 для ВС с размерами:L (длина, м)<63,6,B (размах, м)<60,5.
2. МС 2, 4, 6 для ВС с размерами: L<44,51,B<34,1.
3. МС 8, 10 для ВС с размерами:L<44,51,B<36,0.
4. МС 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 28, 34, 35 для ВС с размерами: L<38,0,B<34,1.
5. МС 7, 9 для ВС с размерами: L<71,0,B<65,0.
6. МС 12, 14 для ВС с размерами: L<48,0,B<42,0.
7. МС 16, 17 для ВС с размерами: L<48,0,B<37,6.
8. МС 18 для ВС с размерами: L<28,0,B<24,0.
9. МС 29 для ВС с размерами: L<69,1,0,B<73,3,6.
10. МС 26 (для гонки двигателей) для ВС с размерами:
L<68,0,B<54,0.
11. МС 36 для ВС с размерами: L<60,3,B<48,1.
12. МС 27 для ВС с размерами: L<58,0,B<60,5.
13. МС 38, 39, 41 для ВС с размерами: L<37,1 B<29 МС 40, 42
для ВC с размерами: L<37,1,B<34,9.
14. МС 2, 4. 6, 8, 10, 16. 17, 18, 25, 28, 34. 35, 36 – выруливание
на тяге собственных двигателей. МС 1, 3, 5, 7, 9, 27, 29, 30 – установка на тяге собственных двигателей, выруливание тягачом назад при установке на МС 1, 3, 5, 7 ВС с размерами L<50,0,B<38,1
разрешено выруливание на тяге собственных двигателей по РД
В6. При установке на МС 9 ВС с размерами L<50,0,B<38,1 разрешено выруливание по РД В6 при свободных МС 7, 12, 14, 15. На
МС 15 – установка тягачом со стороны РД В5 выруливание на тяге
собственных двигателей. Разрешается установка на МС 15 на тяге
48
собственных двигателей через свободную МС 9 или по РД В6 при
свободных МС 7, 9, 12, 14. Выруливание ВС с размахом B<60,5 на
тяге собственных двигателей с МС 30 разрешено через свободную
МС 29. Разрешено устанавливать ВС в восточном направлении со
стороны РД-А1 на МС 27, 29 и выруливание на тяге собственных
двигателей а РД-А1 или РД-В7. С МС 29 разрешено выруливание на
тяге собственных двигателей через МС 30 ВС с размахом B<60,5 и
далее на РД-А3. На МС 16 – установка со стороны РД-А3 разрешена
ВC с размерами L<36,4,0,B<28,9.
15. МС 12, 14 – установка на тяге собственных двигателей выруливание тягачом назад, разрешено выруливание с МС 12 на тяге
собственных двигателей через свободную МС 7. Разрешается выруливание с МС 14 на тяге собственных двигателей через МС 7 при
свободных МС 7, 9, 12.
16. С МС 38, 39, 40, 41, 42 – выруливание тягачом, установка на
тяге собственных двигателей.
17. На МС 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26 – установка тягачом. Выруливание на тяге собственных двигателей с МС 19, 20, 22, 23 (на РД
В5, между сателлитами только при свободной МС с большим номером). С МС 19, 20, 22, 23, 24 (на РД В 3) – без ограничений. Выруливать тягачом с МС 21.
18. На МС 29 установки на тяге собственных двигателей на
специально отмаркированные осевые линии для ВС с размахом
48,1<B<60,1 (маркировка Ил-96),60,1<B<73,3 (маркировка Ан124). Выруливание с МС 29 ВС с размахом37,6<B<48,1 через свободную МС 30 на тяге собственных двигателей через РД А3 или
между сателлитами через РД В7или тягачом назад на РД А1. Выруливание с МС 29 ВС с B<37,6 на тяге собственных двигателей через
МС 30 или тягачом назад.
19. На МС 25, 28, 30, 34 – установка и выруливание на тяге собственных двигателей при занятой МС 28, 29 выруливание с МС 30
тягачом назад, выруливание с МС 28 разрешено через МС 27 при
свободной МС или тягачом назад, выруливание с МС 25 через свободные МС 27, 28, 34 или тягачом назад установка на МС 34 через
свободные МС 25, 27, 28 или тягачом назад со стороны РД В7.
20. На МС 38 (А, В, С), 40 (А, В. С) – установка и выруливание на
тяге собственных двигателей. Установка на МС 38-А. 40-А, 41-А ВС с
размахомB<23,5 на МС 38-В, 40-В, 41-В ВС с размахом B<43,5 на МС
38-С, 40-С, 41-С ВС с размахом B<64,31 Установка и выруливание:
на МС 38 (А, В, С) при свободной МС 38, 39; на МС 40 (А, В, С) при
свободных МC 39, 40, 41; на МС 41 (А, В, С) при свободных МС 42, 41.
49
21. Разрешено сквозное руление ВС между сателлитами ВС с
размахом B<37,6 . Руление ВС с размахом 37,61<B<48,1 между
сателлитами разрешено только при свободной МС 17 или при установке на МС 17 ВС с размахом B<34,1.
22. Разрешено сквозное руление по РД В5-А3 ВС с размахом
B<44,0; ВС с размахом 44,0<B<48,1 при условии отсутствия ВС на
МС 19.
23. Разрешено сквозное руление по РД В7-А1 для ВС с размахом
B<65,0.
24. Разрешено сквозное руление через свободные МС 1, 2, 7, 9,
25, 27, 28, 29, 30, 34.
25. При выруливании ВС с МС 35, 36 через РД А3 движение спецтранспорта прекратить, пути движения спецтранспорта освободить.
26. При сквозном рулении ВС по РД В5-А3, РД В7-А1, РД В6
между сателлитами движение спецтранспорта прекратить. Пути
движения спецтранспорта (параллельные осям руления ВС и их
пересекающие) освободить.
27. Во время заруливания ВС на МС при нахождении спецтранспорта у зоны обслуживания ВС (знак «Т», отмаркированный белой краской и расположенный у границы зоны обслуживания)
место остановки у знака «Т» спецмашинам освободить, обеспечив
безопасное расстояние до маневрирующего ВС.
Расстановка и организация движения воздушных судов,
спецавтотранспорта и средств механизации
на перроне № 2 аэропорта «Пулково»
1. Сквозное руление по перрону № 2 разрешено с размахом B<30,0.
2. МС № 46. 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 для ВС с размерами:
L<24,5,0,B<29,2.
3. МС № 56, 57, 58, 59, 60 для ВС с размерами: L<37,1,B<34,9,
кроме В-737, А-319, А-320.
4. МС № 61, 62, 63 для ВС с размерами: L<30,0,B<30,0.
5. МС № 43,44,45, 45-А для ВС с размерами: L<15,0,B<12,0.
6. На МС № 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 установка тягачом, выруливание на тяге собственных двигателей. Разрешена
установка на тягу собственных двигателей, если свободна МС с
большим порядковым номером.
7. На МС № 56, 57, 58, 59, 60 установка и выруливание тягачом.
8. На МС № 61, 62, 63 установка и выруливание на тяге собственных двигателей через свободную МС с меньшим номером. При уста50
новке на МС № 61 на тяге собственных двигателей МС 45-А должна
быть свободной от ВС.
9. При установке ВС с размахом на МС № 57 освободить МСМС
№ 54, 55.
10. При установке Вс с размахом 30,0<B<34,9 на МС № 58, 59,
60 освободить МС № 53, 54, 55.
11. Руление с и на перрон ВС с размахом 30,0<B<34,9 производить только по РД В 8 при свободных МС № 53, 54, 55.
12. С МС № 43, 44, 45, 45-А для ВС диаметром винта <12,0 м разрешено выруливание и заруливание на тяге собственного двигателя.
13. При рулении и буксировке ВС по перрону движение спецтранспорта прекратить. Пути движения спецтранспорта освободить.
14. Во время заруливания ВС на МС при нахождении спецтранспорта у зоны обслуживания ВС (знак «Т», отмаркированный белой краской и расположенный у границы зоны обслуживания)
место остановки у знака «Т» спецмашинам освободить, обеспечив
безопасное расстояние до маневрирующего ВС.
Расстановка и организация движения воздушных судов,
спецавтотранспорта и средств механизации
на перроне № 3 аэропорта «Пулково»
1. МС 65,66,67,68 оборудованы телескопическими трапами.
2. МС 65 для ВС с размерами: L48,0 B38,1.
3. МС 66 для ВС с размерами: L48,0 B38,1.
4. МС 67 для ВС с размерами: L59,94, B48,1, за исключением
L 1011.
5. МС 68 для ВС с размерами: L70,7, B64,31.
6. МС 70, 72. 74, 76, 75, 77, 78 (моечная) для ВС с размерами:
L48, B37,6.
7. МС 71 для ВС с размерами: L37,1, B29,0.
8. МС 80, 81, 82, 83, 84. 85, 86, 87, 88, 88-А, 89 для ВС с размерами: L25,5 B23,5; 89-А для ВС с размерами: L29, B32,0;
9. МС 79, 90, 91, 93, 94, 95 для регламентных работ на ВС Российского производства без загрузки. МС 90, 91, 95 для ВС с размерами:
L48, 0, B37,6 МС 79, 93, 94 для ВС с размерами: L60,3 B48,1.
10. МС 97, 98, 99 для ВС с размерами: L60,3 B60,1, МС 100
для ВС с размерами: L60,3 B42,0. МС 101 для ВС с размерами:
L60,3 B48,1.
11. МС 97-А для ВС с размерами: L70,7 B73,3. Заруливание по
РД В1 на тяге собственных двигателей, выруливание на тяге соб51
ственных двигателей по РД В2. При заруливании ВС с размахом
60,1В73,3 на МС 97-А освободить МС 71, 72, 98. При занятой МС
97-А использовать МС 98 для ВС с размерами: L48,0 B37,6. Руление по РД В2 при занятой МС 97-А разрешено ВС с размахом В37,6.
12. На МС 65, 66, 67, 68, 99, 100, 101 установка на тяге собственных двигателей, выруливание тягачом. При заруливании и выруливании на МС 68 ВС с размахом 60,1В64,31 МС 71 освободить
от ВС. При заруливании и выруливании после буксировки с МС 99.
100, 101 ВС с размахом 55,0В60,1 МС 76 освободить о ВС.
13. На МС 70, 72 установка и выруливание на тяге собственных
двигателей при свободных МС 75, 76 соответственно. Установка и
выруливание на тяге собственных двигателей в северо-западном
направлении на МС 70 разрешена, на МС 72 разрешена при свободной МС 71.
14. На МС 71 разрешается технический запуск двигателей, при
этом заруливание на МС 68 должно быть закрыто. Установка и выруливание на МС 71 на тяге собственных двигателей.
15. На МС 74, 75 установка в северо-западном направлении на
тяге собственных двигателей, выруливание тягачом назад. Допускается установка на МС 74, 75 в юго-восточном направлении
тягачом назад, выруливание на тяге собственных двигателей. На
МС 76 установка в северо-западном направлении и юго-восточном
направлении на тяге собственных двигателей, выруливание в юговосточном направлении на тяге собственных двигателей, в северозападном – тягачом, допускается выруливание в северо-западном
направлении на тяге собственных двигателей ВС с размерами:
L25,5 B23,5.
16. На МС 78 установка и выруливание в юго-восточном направлении на тяге собственных двигателей, в северо-западном при свободной МС 77. На МС 77 установка и выруливание в юго-восточном
направлении на тяге собственных двигателей при свободной МС 78,
в северо-западном направлении – при свободной МС 76.
17. На МС 79, 90, 91, 93, 94, 95 установка и выруливание тягачом.
Установка ВС на МС 93, 94 производить при свободных МС 77, 78.
18. На МС 80, 89-А установка на тяге собственных двигателей.
Допускается установка на МС 81, 82, 83, 84, 85 через свободную
стоянку с меньшим номером на МС 86. 87, 88, 88- А, 89 через свободную стоянку с большим номером на тяге собственных двигателей. Выруливание с МС 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 88-А, 89
на тяге собственных двигателей; с МС 89-А – на тяге собственных
двигателей при свободной МС 80.
52
19. На МС 97, 98 установка и выруливание на тяге собственных
двигателей. Разрешена установка и выруливание на тяге собственных двигателей со стороны РД-В2.
20. Место установки ВС между МС 71, 68 при выруливании с МС
67, 68 используется для запуска двигателей.
21. При рулении ВС от РД В1, РД В2 до МС 79 по перрону 3 движение спецтранспорта в данном участке прекратить, пути движения спецтранспорта освободить.
22. При установке и выруливании ВС на МС 65, 66, 67. 68, 71
движение спецтранспорта в районе МС 65, 66, 67, 68, 71, 70, 72
прекратить, пути движения спецтранспорта освободить.
23. Движение вдоль МС 65, 66, 67, 68 (вдоль аэровокзала) разрешено только автобусам для перевозки пассажиров.
24. При запуске двигателей ВС, находящегося между МС 71 и
МС 68, движение спецтранспорта за ВС запрещено.
25. При занятой МС 97-А движение спецтранспорта по путям
движения со стороны РД В2 запрещено.
26. При заруливании и выруливании ВС на МС 80 зону обслуживания ВС (знак «Т») освободить, обеспечив безопасное расстояние
до маневрирующего ВС.
27. При заруливании и выруливании ВС на МС 81, 82, 83, 84, 85,
86, 87, 88, 88-А, 89 зону обслуживания ВС (знак «Т») у используемой стоянки и стоянки с меньшим номером освободить, обеспечив
безопасное расстояние до маневрирующего ВС.
28. Во время заруливания ВС на МС при нахождении спецтранспорта у зоны обслуживания ВС (знак «Т», отмаркированный белой краской и расположенный у границы зоны обслуживания)
место остановки у знака «Т» (справа и слева от МС, на которую заруливает ВС) со спецмашинами освободить, обеспечив безопасное
расстояние до маневрирующего ВС.
2.9. Cистема online-мониторинга воздушного движения
Flightradar24.com
В настоящее время, существует интересный проект Flightradar24.com, позволяющий в режиме реального времени отслеживать движение самолетов в воздушном пространстве (рис. 2.8).
Проект был запущен в Швеции в 2007 г. В самом начале началось
построение собственной сети приемников в Северной и Центральной Европе. В 2009 г. сеть стала открытой и автоматически доступной для подключения любого ADS-B приемника. Это позволило су53
Рис. 2.8. Схема организации работы системы Flightradar24
щественно расширить зону покрытия в других странах Европы, в
Гренландии, в Австралии, Канаде и Бразилии. Система доступна
абсолютно любому пользователю Интернета.
Flightradar24 показывает местоположение и маршрут движения самолёта, в какой части света он бы ни находился. Техника,
принимающая информацию о полёте от самолёта, – ADS-B. Это
означает, что информацию можно просмотреть лишь о самолётах,
оборудованных ретранслятором данной системы. На данный момент транспондером ADS-B оборудовано около 60% всех самолётов
(30% в США и 70% в Европе) и небольшая часть военных и частных самолётов.
Общие модели самолетов, движение которых отслеживается в
системе Flightradar24: все модели Airbus A300, A310, A318, A319,
A320, A321, A330, A340 (A380). BAe ATR, BAe Avro RJ70, BAe Avro
RJ85, BAe Avro RJ100, Boeing 737, Boeing 747, Boeing 757, Boeing
767, Boeing 777, Boeing 787, Большинство новых поставок Embraer
E190, Fokker 70, Fokker 100, Gulfstream V, Gulfstream G500/G550,
McDonnell Douglas MD-10, McDonnell Douglas MD-11, SuperJet 100,
некоторые новые Ил и Ту (например, Ил-96 и Ту-204).
Общие модели самолетов, которые не видны в системе без ретранслятора ADS-B: Ан-225, ATR-42, ATR-72, Boeing 707, Boeing
717, Boeing 727, Boeing 737-200, Boeing 747-100, Boeing 747-200,
Boeing 747SP, Все модели Каса, Все модели Bombardier Dash, Все
модели Bombardier CRJ, Dornier 328, Все модели Embraer (за исключением большинства новых поставок Embraer E190), Jetstream
32, Fokker 50, McDonnell Douglas DC-9, McDonnell Douglas MD-8 x,
McDonnell Douglas MD-9 x, SAAB 340, SAAB 2000.
54
Система Flightradar24 работает с помощью 500 приемников,
установленных в разных частях света, что позволяет получать
данные с чипов, установленных в самолетах. Программа получает
информацию о самолете и рейсе и отправляет на сервер, затем все
данные отображаются в системе Flightradar24. Пока существует
возможность видеть самолеты, находящиеся в зоне покрытия 500
приемников и на которых установлен ретранслятор.
Зона покрытия Flightradar24 охватывает 90% всей территории
Европы, также часть США, Канады, Австралии, Бразилии, ближнего Востока, Японии и некоторых других районов. На рис. 2.9
представлен снимок окна системы Flightradar24, наглядно отображающий зону покрытия системы.
Система не охватывает те зоны, в которых отсутствуют приемники ADS-B. Однако, возможна установка приемника в необходимом районе, что позволит расширить зону охвата.
Размер области охвата зависит от различных факторов. Антенну необходимо устанавливать на самой высокой доступной точке со
свободной видимостью во всех направлениях. Обычно зона охвата
примерно равна 150–200 км, но возможно увеличение и улучшение
покрытия до 400 км в зависимости от места установки антенны.
Flightradar24 представляет собой сеть связанных между собой
приемников во всем мире. Некоторые объекты находятся в режиме реального времени 24 ч в сутки, некоторые же подключаются
к общему серверу лишь время от времени. Существует множество
причин, по которым приемник может находиться в автономном состоянии. Это может быть связано с поломкой приемника, антенны,
неполадками с компьютером или подключением к интернету. Существует также вероятность, что владелец приемника закрыл информацию для получателя. Flightradar24 не в состоянии отследить
более чем 500 приемников и назвать точные причины автономной
работы некоторых ретрансляторов.
При рассмотрении самолета его пройденный путь обозначается
полосками разного цвета (рис. 2.10) – от светлого до темного в зависимости от высоты.
Если самолет в определенный момент времени находится на высоте меньше чем 100 м, линия будет белой.
Маршрут самолета (рис. 2.11) не может передаваться через
транспондер, установленный на борту, но существует база данных
Flightradar24, в которой на данный момент содержится информация о более чем 35000 маршрутов, обновление происходит ежедневно.
55
56
6.000
13.000
Рис. 2.10. Цветовая шкала, отображающая в системе высоту, на которой находится ВС
100
Рис. 2.9. Зона покрытия системы Flightradar24
Рис. 2.11. Отображение в системе пройденного самолетом пути
В системе существует возможность просмотра истории полётов
за последние 15 дней, поиска конкретного рейса или позывных самолета (рис. 2.12).
Рис. 2.12. Данные о самолете
57
Каждый самолет, находящийся в полете, обозначается на карте
маленьким значком, нажав на который, можно увидеть пройденный самолетом путь, название авиакомпании, пункты вылета и
назначения, скорость и высоту полета и многое другое. Карту, на
которой отображаются воздушные суда, возможно приблизить, отдалить, переключить в режим вида со спутника.
2.10. Имитационное моделирование систем
массового обслуживания
В настоящее время моделирование является основным методом
исследований во всех областях знаний и научно обоснованным методом оценок характеристик сложных систем, используемым для
принятия решений в различных сферах инженерной деятельности.
При проектировании сложных систем и их подсистем возникают
многочисленные задачи, требующие оценки количественных характеристик и качественных закономерностей процессов функционирования таких систем, проведения структурного, алгоритмического и параметрического их синтеза. Ограниченность возможностей экспериментального исследования больших систем делает
невозможным их проектирование, внедрение и эксплуатацию без
использования методики моделирования, которая позволяет в соответствующей форме представить процессы функционирования
систем и описание протекания этих процессов с помощью математических моделей. Поэтому все более актуальными становятся задачи приобретения знаний и развития навыков в области моделирования. Наибольшее распространение при этом получили аналитический и имитационный методы моделирования.
Первым был найден аналитический подход к исследованию систем, когда ЭВМ использовались в качестве вычислителя по аналитическим зависимостям. При этом наиболее полное исследование
удается провести в том случае, когда получены явные зависимости,
связывающие искомые величины с параметрами системы и начальными условиями ее изучения. Однако это удается выполнить
только для сравнительно простых систем. Анализ характеристик
процессов функционирования сложных систем с помощью только
аналитических методов наталкивается на значительные трудности, приводящие к необходимости существенного упрощения моделей и получения недостоверных результатов.
Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется задачам оценки характеристик сложных систем на основе имитацион58
ных моделей. Сущность имитационного моделирования состоит в
воспроизведении с помощью ЭВМ развернутого во времени процесса функционирования системы с учетом взаимодействия с внешней
средой, что позволяет по исходным данным получить сведения о
состояниях процесса в определенные моменты времени и определить статистические оценки различных характеристик системы.
Имитационная модель представляет собой некоторый программный комплекс, описывающий формально и (или) алгоритмически
поведение системы в процессе ее функционирования.
Основным преимуществом имитационного моделирования по
сравнению с аналитическим является возможность решения более сложных задач. Имитационные модели позволяют достаточно
просто учитывать такие факторы, как наличие дискретных и непрерывных элементов, нелинейные характеристики элементов системы, многочисленные случайные воздействия и другие, которые
часто создают трудности при аналитических исследованиях. В настоящее время имитационное моделирование – наиболее эффективный метод исследования больших систем, а часто и единственный
практически доступный метод получения информации о поведении
системы, особенно на этапе ее проектирования. К числу других достоинств метода имитационного моделирования при исследовании
сложных систем можно отнести следующие: машинный эксперимент с имитационной моделью дает возможность исследовать особенности процесса функционирования системы в любых условиях;
применение ЭВМ в имитационном эксперименте существенно сокращает продолжительность испытаний по сравнению с натурным
экспериментом; имитационная модель обладает гибкостью варьирования структуры, алгоритмов и параметров моделируемой системы, что важно с точки зрения поиска оптимального варианта
системы. Оперирование с имитационной моделью осуществляется
подобно тому, как это делалось бы (пусть даже чисто умозрительно) с исследуемым объектом, поэтому при исследовании имитационной модели могут быть применены хорошо развитые методы планирования эксперимента и обработки экспериментальных
данных.
Метод имитационного моделирования позволяет решать множество различных задач анализа сложных систем. Используя результаты имитационного моделирования, можно описать поведение
системы, оценить влияние различных параметров системы на ее
характеристики, проанализировать различные варианты структуры системы, выявить преимущества и недостатки предлагаемых
59
изменений, прогнозировать поведение системы. Имитационное моделирование может быть положено также в основу структурного,
алгоритмического и параметрического синтеза больших систем,
когда требуется создать систему с заданными характеристиками
при определенных ограничениях, которая является оптимальной
по некоторым критериям оценки эффективности. Большое разнообразие задач, решаемых с использованием методологии имитационного моделирования, требует организации действий исследователя на всех этапах его работы с моделью. Поэтому процесс имитации на ЭВМ включает в себя и конструирование модели, и ее испытание, и применение модели для изучения некоторого явления или
проблемы [1,16].
При имитационном моделировании также весьма существен
вопрос и о его эффективности, которая может оцениваться рядом
критериев, в том числе точностью и достоверностью результатов
моделирования, временем построения и работы с моделью, затратами машинных ресурсов (времени и памяти), стоимостью разработки и эксплуатации модели. Существенное влияние на точность
моделирования оказывает число реализаций, и в зависимости от
требуемой достоверности можно оценить необходимое число реализаций воспроизводимого случайного процесса. Суммарные затраты машинного времени складываются из времени по вводу и
выводу данных по каждому алгоритму моделирования, времени
на проведение вычислительных операций и зависят от сложности каждого моделирующего алгоритма. В соответствии с критериями эффективности моделирования к имитационной модели
сложной системы предъявляется ряд требований, рассмотренных
в табл. 2.3.
Одним из важнейших моментов процесса имитационного моделирования является выбор способа представления имитационной модели исследуемого объекта. Типичный способ – применение
только языков программирования – порождает ряд проблем, главные из которых – трудоемкость и связанная с этим недостаточная
гибкость. В процессе исследования системы часто приходится уточнять и варьировать модель, упрощать ее или, наоборот, усложнять.
Если каждый раз при этом приходится составлять новые программы, то процесс моделирования становится неэффективным.
Требуемую гибкость можно обеспечить, если использовать формальные схемы, описывающие классы моделей из определенной
предметной области. В этом случае программировать нужно функционирование данной схемы, а не отдельной конкретной модели.
60
Таблица 2.3
Требования к имитационной модели
Перечень качеств модели
Описание качеств
Полнота
Должна предоставлять пользователю возможность получения необходимого набора оценок
характеристик системы с требуемой точностью и
достоверностью
Гибкость
Должна давать возможность воспроизведения
различных ситуаций при варьировании структуры, алгоритмов и параметров системы
Длительность разработки и реализации
Структура
Должна быть по возможности минимальной
при учете ограничений на имеющиеся ресурсы
Должна быть блочной, т. е. допускать возможность замены, добавления и исключения некоторых частей без переделки всей модели
Возможность эффекПрограммные и технические средства должны
тивной машинной реа- обеспечивать эффективную (по быстродействию
лизации
и памяти) машинную реализацию модели и удобство пользования ею
Целенаправленность
Должно быть реализовано проведение целенамашинных экспериправленных (планируемых) машинных экспементов
риментов с моделью системы с использованием
аналитико-имитационного подхода при наличии
ограниченных вычислительных ресурсов
С точки зрения математического описания объекта и в зависимости от его характера модели можно разделить на аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные). Аналоговые модели описываются уравнениями, связывающими непрерывные величины.
В цифровой модели уравнения и алгоритмы связывают дискретные
величины, что очень важно при использовании современной цифровой вычислительной техники. При использовании дискретного
подхода к созданию имитационных моделей в качестве формализованных представлений объектов моделирования обычно используются абстрактные схемы трех основных типов: системы массового
обслуживания (СМО), автоматные системы и агрегативные системы. Основное различие между абстрактными системами этих трех
типов состоит в уровне их общности. Наиболее общий вид имеют
агрегативные системы, наименее общий – системы массового обслуживания. Далее подробнее рассмотрим системы массового обслуживания.
61
2.11. Системы массового обслуживания
На сегодняшний день теория систем массового обслуживания является одним из основных средств анализа функционирования самых разнообразных систем: экономических, производственных, социальных, транспортных, вычислительных и т. д. В терминах СМО
описываются многие реальные системы: вычислительные системы,
узлы сетей связи, погрузочно-разгрузочные комплексы (порты, товарные станции), системы посадки самолетов, различные предприятия и организации сферы обслуживания (магазины, парикмахерские, больницы), производственные участки и т. д. Системы массового обслуживания отличаются высокой наглядностью отображения
моделируемых объектов и вследствие этого сравнительной простотой перехода от реальных объектов к соответствующим СМО.
Работа любой СМО [5,10,11,13] заключается в обслуживании
поступающего на нее потока требований, или заявок. Заявками могут быть заказы на производство изделий, задачи, решаемые в вычислительной системе, клиенты в банках, грузы, поступающие на
транспортировку, и так далее. Заявки поступают на систему одна за
другой в некоторые, вообще говоря, случайные моменты времени.
Обслуживание поступившей заявки продолжается какое-то время,
после чего система освобождается для обслуживания очередной заявки. Обобщенная схема СМО изображена на рис. 2.13.
Система массового обслуживания включает четыре основных
элемента: входящий поток, очередь, обслуживающее устройство и
выходящий поток. С каждым из них связан ряд возможных допущений относительно протекания процессов обслуживания.
В каждый момент в системе может находиться некоторое число
ожидающих требований. Следующее требование поступает через
случайное время, обладающее определенной плотностью вероятности. Случайна также и длительность промежутков между моментами поступления последовательных требований. Эти промежутки во
многих приложениях можно считать взаимно независимыми, однако, например при потоке транспорта, проезжающего перекресток,
они являются зависимыми. Эти же замечания относятся к моментам поступления на обслуживание и к длительности обслуживания.
Входящий поток заявок
Обслуживающая
система
Выходящий поток заявок
Рис. 2.13. Обобщенная схема СМО
62
Входящий поток заявок представляет собой некоторую последовательность моментов поступления заявок в систему (событий).
Число требований, находящихся в системе к началу обслуживания, может быть задано некоторым законом распределения, так
как оно может быть различным для каждого полного периода операции (например, в тот или иной день). Если интервал времени
между событиями является постоянной величиной или определяется по формуле, то такой поток называется детерминированным.
На практике чаще всего имеют место случайные потоки: ординарные (когда вероятность двух и более событий равна нулю); стационарные (когда частота появления событий постоянная), без последействия (когда вероятность появления события не зависит от
моментов совершения предыдущих событий) [3,4,5,7,17,18].
В систему массового обслуживания требования могут поступать
из конечной или бесконечной совокупности, которая может состоять из различных категорий требований. Требования каждой из категорий могут поступать с различным распределением, поодиночке
или в составе группы и занимать место в очереди в установленном
порядке. Распределение входящего потока может зависеть от распределения выходящего потока.
Выходящий поток заявок – заявки, покидающие систему. Выходящий поток может играть важную роль, особенно когда он сам
образует входящий поток для другой очереди, последовательно соединенной с первой.
Система обслуживания состоит из накопителя и одного или нескольких каналов. Каналы предназначены для обслуживания заявок. Накопители предназначены для моделирования очереди, в
которой заявки ожидают обслуживания. Каждая заявка должна
поступить в один из каналов, чтобы пройти обслуживание. Может
оказаться, что заявкам придется ожидать, пока каналы освободятся. В этом случае заявки находятся в накопителе, образуя очередь.
Будем полагать, что переход заявки из накопителя в канал происходит мгновенно.
В практике моделирования систем, имеющих более сложные
структурные связи и алгоритмы, для формализации используются
не отдельные обслуживающие системы, а структурные схемы СМО,
образуемые композицией многих каналов и накопителей – сети
массового обслуживания (СеМО). Сеть массового обслуживания
представляет собой совокупность конечного числа обслуживающих
узлов (источников заявок, накопителей и каналов), в которой циркулируют заявки, переходящие в соответствии с маршрутной ма63
трицей из одного узла в другой. Так, если каналы обслуживающей
системы соединены параллельно, то имеет место многоканальное
обслуживание, а если параллельные композиции каналов соединены последовательно, то имеет место многофазное обслуживание.
Связи между элементами таких схем изображают в виде стрелок,
показывающих направление движения заявок, как например, на
рис. 2.14, где представлена структурная схема многофазной СМО.
Кроме структуры СМО, в описание процесса обслуживания
должно входить и описание правил обслуживания, т. е. порядка, в
соответствии с которым этот процесс организован.
Можно выделить следующие правила.
1. Дисциплина ожидания – совокупность правил, регламентирующих количество заявок, находящихся в один и тот же момент
времени в системе. Система, в которой поступившая заявка получает отказ (покидает систему), когда все обслуживающие устройства
заняты, называется системой без ожидания. Если заявка, заставшая все обслуживающие устройства занятыми, становится в очередь и ожидает до тех пор, пока не освободиться одно из устройств,
то такая система называется чистой системой с ожиданием. В противном случае, когда время ожидания ограничено какими-либо условиями, систему называют системой обслуживания смешанного
типа. Ограничение может быть наложено на продолжительность
ожидания в очереди (каждая из поступивших заявок покидает систему, если обслуживание не началось до определенного момента
времени) или на длину очереди, (заявка становится в очередь и
ожидает обслуживания только в том случае, если длина очереди не
слишком велика).
Kn1
K11
Н1
K12
K1
r1
...
Нn
Kn2
Kn
rn
Рис. 2.14. Структурная схема многофазной СМО:
Hi – накопитель i-й фазы, i = 1n; Kij – j-й канал i-й фазы, j = 1ri;
Н – некоторый источник заявок, реализующий входящий поток
64
Прибывающие клиенты могут не становиться в очередь вследствие размеров очереди или просто потому, что они вообще не могут
ожидать. Эти клиенты потеряны для системы. Иногда потеря требования происходит оттого, что ожидание не имеет смысла. Клиенты
могут ожидать обслуживания в одной или нескольких очередях.
Также они могут присоединиться к ближайшей очереди, независимо
от ее длины. Если прибытие клиентов ожидается через равные промежутки времени, они могут опоздать или поступить раньше в соответствии с определенным распределением отклонений относительно
заданного момента поступления как математического ожидания.
2. Дисциплина выбора канала – совокупность правил, в соответствии с которыми заявка выбирает обслуживающее устройство.
Выбор свободного канала может осуществляться по номеру, в случайном порядке или по количеству заявок, которое канал может
принять. В СМО с ненадежными элементами каналы на время могут выходить из строя. При этом можно отказать заявке в обслуживании; можно закончить обслуживание после ремонта или обработать заново.
3. Дисциплина выбора из очереди – совокупность правил, в соответствии с которыми заявка выбирается из очереди. Выделим следующие дисциплины: FIFO (первым пришел – первым обслужен),
LIFO (последним пришел – первым обслужен), случайный выбор
из очереди, выбор заявки по минимальному времени, оставшемуся
до отказа. Также при этом может учитываться приоритет заявки,
определяющий преимущественное право на обслуживание.
Варианты систем и каналов массового обслуживания:
1. Полная и ограниченная доступность. Обслуживающие каналы могут быть доступны любому требованию, ожидающему в системе (полнодоступная система). Или могут быть доступны только
некоторым из них. Другие требования задерживаются и вынуждены ожидать до тех пор, пока канал, который производит требуемое
обслуживание, не станет доступным. Сама идея полной доступности связана с необходимостью в целях экономии допустить все возможные сочетания.
2. Объединение очередей. Существуют различные способы объединения очередей, при этом достигается некоторое сокращение среднего
времени ожидания, особенно, когда велик разброс времени обслуживания устройства, перед которым образовалась отдельная очередь.
3. Обслуживающие устройства с последовательными параллельными каналами. Обслуживающее устройство может состоять
из нескольких параллельных каналов; при этом некоторые из них
65
могут соединяться последовательно с другими каналами или же несколько параллельных каналов могут вести к одному или нескольким последовательным каналам. В системе с последовательными
каналами очередь может разрешаться перед каждым каналом или
только перед некоторыми из них. При обслуживании различных
категорий клиентов канал может иметь различное распределение
времени обслуживания.
4. Специализированные обслуживающие каналы. Некоторые обслуживающие каналы могут быть специализированными, в то время
как другие каналы остаются общими, как например при обслуживании пассажиров в аэропорту, где у некоторых окошек производится
обслуживание только тех пассажиров, чье время отлета находится в
заданном интервале. Потребность прибывшего клиента в специальном обслуживании может изменяться в зависимости от длительности
промежутка между моментом его прибытия и отправлением самолета.
Параллельные каналы могут объединяться для выполнения нескольких видов обслуживания. Клиенты могут возвращаться в очередь для
дополнительного обслуживания, образуя таким образом цикл.
5. Взаимодействие очередей. Две очереди могу взаимодействовать друг с другом.
На поведение клиента могут влиять:
а) неполная информация (во многих задачах может требоваться
принятие решений, к какой из нескольких очередей системы присоединиться, если в данный момент времени имеется информация
только о некоторых из них);
б) соглашение между клиентами (переход клиентов из одной
очереди в другую, уход из очереди до начала обслуживания, договоренность между клиентами о том, что только один из них будет
ожидать в очереди, переход из одной очереди в другую).
Основная цель исследования различных систем массового обслуживания – выработка рекомендаций по рациональному построению таких систем, рациональной организации их работы и регулированию потока заявок для обеспечения высокой эффективности
функционирования СМО. Для достижения этой цели решаются задачи оценки показателей эффективности функционирования СМО
и установления зависимостей этих показателей от организации
СМО и различных значений ее параметров. Типичные примеры параметров и переменных моделей СМО приведены в табл. 2.4.
В качестве характеристик эффективности функционирования
СМО обычно используют две основные группы показателей: показатели эффективности использования СМО и показатели качества
66
Таблица 2.4
Параметры и переменные модели СМО
Элемент модели
Параметры
Экзогенные переменные
(порождаются вне системы)
Эндогенные переменные
(переменные состояния, возникают в результате воздействия внутренних причин)
Примеры
Количество фаз обслуживания, количество каналов в каждой фазе, емкости накопителей, параметры закона распределения
времени обслуживания и моментов поступления заявок, вероятности появления заявок данного типа
Время прихода заявки, время обслуживания заявки, время ожидания заявки до отказа, время наработки канала на отказ
Число поступивших и обслуженных заявок, число заявок в системе, время ожидания заявки в очереди, число заявок в очереди, число свободных или занятых каналов,
продолжительность промежутка простоя
(бездействия) канала, число заявок, получивших отказ
обслуживания. К первой группе показателей относят пропускную
способность СМО (среднее число заявок, обслуживаемых системой
за единицу времени), среднее время простоя каналов, коэффициент
загрузки каналов и другие. Вторая группа включает среднее и максимальное время ожидания в очереди, среднее число заявок в очереди, среднее время пребывания заявки в СМО, вероятность отказа
заявке в обслуживании, закон распределения времени ожидания
заявки и времени пребывания заявки в СМО и так далее.
Процесс функционирования СМО сопровождается дискретным
изменением значений отмеченных характеристик состояния СМО
в моменты поступления очередной заявки в систему, начала и
окончания обслуживания заявки, выхода заявки из системы. Такого рода моменты времени называются особыми. Имитационное
моделирование СМО заключается в многократном воспроизведении процесса обслуживания заявок и соответствующей обработке
получаемой при этом статистики. Далее следует указание важных
аспектов организации вычислительного процесса моделирования.
2.12. Формирование значений случайных величин
Функционирование СМО происходит в условиях случайных
потоков событий на входе и в самой системе. Влияние случайных
67
факторов на течение процесса имитируется при помощи случайных чисел с заданными вероятностными характеристиками.
Рассмотрим методы преобразования случайной величины R,
равномерно распределенной на интервале (0;1), в случайную величину Х с заданным законом распределения.
Метод обратной функции основывается на следующем утверждении: если F(x)  функция распределения некоторой непрерывной случайной величины, то случайная величина X = F–1(R) имеет
функцию распределения F(x), где F–1  функция, обратная по отношению к F. В соответствии с данным методом для нахождения
случайной величины Х, равномерно распределенной на интервале
[a,b], можно воспользоваться формулой:
X = a + R (b - a).
Значения случайной величины с экспоненциальным распределением будем вычислять по формуле
1
X = - ln(R),

где  – параметр распределения.
Для получения случайных чисел, имеющих нормальное распределение, можно воспользоваться центральной предельной теоремой
теории вероятностей, согласно которой сумма n значений некоторой
совокупности, распределенной с параметрами m и D, асимптотически стремится к нормальному распределению с математическим
ожиданием nm и дисперсией nD. Для чисел, равномерно распределенных на интервале (0;1), имеем m = 1/2 и D = 1/12, следовательно,
значения нормально распределенной случайной величины с математическим ожиданием а и дисперсией 2 находятся по формуле
X =a+
12 æç n
nö
ççå Rn - ÷÷÷.
n çèi=1
2 ÷÷ø
Практика показывает, что при n = 12 аппроксимация уже довольно удовлетворительна. Тогда
æ 12
ö÷
X = a + çççå Ri - 6÷÷÷.
çèi=1
ø÷
Рассмотрим моделирование дискретной случайной величины.
Пусть дискретная случайная величина Х задана рядом распреде68
n
ления (xi, pi), i = 1n,
условие
å pi = 1.
i=1
Если Х = xk, тогда выполняется
k-1
k
i=1
i=1
å pi < R < å pi .
Входящий поток заявок СМО представляет собой случайный поток, т. е. некоторую последовательность событий, наступающих в
случайные моменты времени. Случайный поток может быть задан
законом распределения величины промежутка (интервала) времени между моментами наступления событий (моментами появления
заявок): i = ti – ti–1, а также законом, определяющим количество
заявок, поступающих в систему при каждом событии. При моделировании случайного потока полагаем t0 = 0, а момент времени каждого последующего события определяется по формуле ti = ti–1 + i,
где i = 1n, n – число событий. Для генерации случайных интервалов i используется один из методов, описанных выше.
2.13. Методы обработки результатов моделирования
Для случая исследования сложных систем при большом числе реализаций N в результате моделирования на ЭВМ получается
значительный объем информации о состоянии процесса функционирования системы. Поэтому оценки для искомых характеристик
необходимо формировать постепенно по ходу моделирования без
запоминания всей информации.
Для оценки среднего значения таких случайных величин, как
времени ожидания, времени обслуживания, времени жизни заявки, накапливается сумма возможных значений случайной величины yi(i = 1N), которые она принимает при различных реализациях. Тогда среднее значение можно найти по формуле
N
y = (1 / N)å yi .
i=1
Для оценки количества заявок в системе интервал моделирования (0,Т) разбивается на отрезки, границами которых являются
моменты ti изменения значения указанных величин, и накапливается сумма значений (ti–ti–1)yi, i = 1m, где m – число отрезков.
m
t -t
Очевидно, å i i-1 = 1, поэтому для вычисления среднего значеT
k=1
ния используется выражение
69
N
y = (1 / T)å [(ti - ti-1 )yi ].
i=1
Для оценки среднего значения длины очереди Lоч используется
формула Литтла:
Lî÷ = Wî÷ ,
где  = N/T – интенсивность потока заявок, поступающих на вход
очереди, Wоч – среднее время ожидания заявки в очереди.
Для описания закона распределения область возможных значений случайной величины разбивается на n интервалов. В процессе
моделирования накапливается количество попаданий случайной
величины в эти интервалы mi(i = 1n). Оценкой для вероятности
попадания случайной величины в интервал с номером i служит
величина mi/N. Закон имеет вид ступенчатой функции. Для проверки степени согласования полученного эмпирического распределения с каким-либо теоретическим распределением используется
критерий 2, основанный на определении в качестве меры расхождения законов величины:
n
2 = å [(mi - Npi ) / (Npi )],
i=1
где pi – вероятность попадания случайной величины в i-й подынтервал, вычисленная из теоретического распределения.
В настоящее время имитационное моделирование стало эффективным средством решения сложных задач проектирования и исследования сложных систем. Достигнуты определенные успехи в
развитии теории массового обслуживания, прикладной теории моделирования на ЭВМ.
2.14. Выполнение моделирования СМО
Процесс непосредственного исследования заданной СМО проводится в соответствии с основными этапами имитационного моделирования сложных систем. При этом сущность имитационного
моделирования СМО состоит в проведении на ЭВМ эксперимента с
моделью этой системы, которая представляет собой некоторую программу, описывающую поведение элементов системы в процессе её
функционирования во внешней среде. Следует отметить, что характеристики процесса функционирования СМО определяются на
основе имитационной модели, построенной на основе исходной ин70
формации об объекте моделирования. При получении новой информации об объекте моделирования (прежде всего, непосредственно в
ходе моделирования) его модель должна пересматриваться и уточняться с учетом новой информации, т. е. процесс моделирования
в целом, включая разработку и машинную реализацию модели,
является итерационным. Итерационный процесс продолжается до
тех пор, пока не будет получена имитационная модель, которую
можно считать адекватной по поведению конкретной системе. Таким образом, процесс исследования СМО можно представить в виде
совокупности этапов моделирования, среди которых выделяются
следующие (рис. 2.15):
–формулирование модели;
–алгоритмизация модели и её машинная реализация;
–планирование машинного эксперимента с моделью;
–экспериментирование;
–интерпретация результатов моделирования.
Формулирование модели. На этом этапе формируется замысел
модели и строится её формальная схема. Основным назначением
этого этапа является переход от содержательного описания объекта к его математической модели, другими словами, формализация.
Формулирование модели начинается с анализа задачи моделирования. Если исходной информации недостаточно для решения задачи, то выдвигаются гипотезы и принимаются соответствующие
Формулирование модели
Алгоритмизация и
программирование модели
Планирование машинного
эксперимента с моделью
Экспериментирование
Интерпретация
результатов моделирования
Рис. 2.15. Взаимосвязь этапов имитационного моделирования
71
предположения. В результате формируется постановка задачи моделирования, т. е. описание объекта моделирования с указанием
целей имитации и характеристик объекта моделирования, которые необходимо изучить на имитационной модели.
Очень важная задача процесса формулирования модели – построение концептуальной схемы модели, т. е. определение основного содержания математической модели СМО, её описание в абстрактных терминах и понятиях теории массового обслуживания
(канал, накопитель, дисциплина обслуживания и т. д.). При этом
должны учитываться исходная формулировка задачи моделирования, функции и структура системы, взаимодействие её элементов,
взаимодействия с внешней средой. Структура исследуемой СМО
должна быть представлена в виде графической схемы, иллюстрирующей распределение потока заявок между объектами СМО (каналами, накопителями). В результате появляется формализованное изображение имитационной модели в графическом виде.
Алгоритмизация и программирование модели. На этом подэтапе
моделирования системы математическая модель, сформулированная на первом подэтапе, воплощается в конкретную машинную модель, ориентированную на использование конкретных программно-технических средств.
Планирование машинного эксперимента с моделью. Планирование эксперимента представляет собой процедуру выбора числа и
условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью. Планирование
эксперимента включает в себя:
–стратегическое планирование однофакторного эксперимента;
–выбор начальных условий проведения эксперимента;
–определение размера выборки.
В соответствии с целями моделирования и методами анализа результатов при стратегическом планировании определяются такие
критерии, как число варьируемых факторов, число уровней (значений) каждого фактора; необходимое число измерений отклика. Выбор оптимальных начальных условий необходим, так как всякий
раз, когда начинается очередной прогон модели процесса функционирования системы, требуется определённое время для достижения условий равновесия, которые соответствуют условиям функционирования реальной системы. Для уменьшения влияния начальных условий рекомендуется использовать достаточно длинные
вычислительные прогоны; исключить из рассмотрения начальный
период прогона; выбрать для установившегося состояния такое на72
чальное условие, которое ближе к типичному. Определения размера выборки необходимо для оценивания характеристик системы с
заданной точностью. Для решения этой задачи используется метод
доверительных интервалов.
Экспериментирование – процесс осуществления имитации с
целью получения желаемых результатов. Выполнение рабочих
расчетов на ЭВМ обычно включает подготовку наборов исходных
данных, подготовку исходных данных для ввода, проверку исходных данных, проведение расчетов на ЭВМ, получение результатов
моделирования. Экспериментирование рационально выполнять
в два этапа: сначала контрольные, а затем рабочие расчеты. Контрольные расчеты проводятся для проверки машинной модели и
определения чувствительности результатов к изменению исходных
данных. Для представления результатов моделирования необходимо полнее использовать возможности компьютерных средств моделирования, чтобы представить результаты в наиболее наглядной
форме, например в виде таблиц, графиков, гистограмм и т. п.
Интерпретация результатов моделирования. После получения
и представления результатов моделирования они должны быть интерпретированы относительно моделируемого объекта. Таким образом, основным содержанием этого подэтапа является переход от
информации, полученной в результате машинного эксперимента,
к информации, применимой непосредственно к объекту моделирования, на основании которой необходимо сделать выводы относительно характеристик процесса функционирования исследуемой
системы. При этом возможно, что в ходе интерпретации результатов
обнаружатся ошибки либо при создании модели, либо при формализации объекта моделирования. В этих случаях осуществляется
возврат на этапы описания и формализации имитационной модели.
При интерпретации результатов машинного эксперимента с моделью наиболее часто возникают следующие задачи:
–проверка предположений о виде закона распределения случайной величины;
–сравнение средних значений и дисперсий переменных, полученных в результате моделирования;
–поиск оптимального варианта исследуемой системы.
Задача поиска оптимального варианта системы при выбранном
критерии оценки эффективности решается путем анализа характеристик процесса функционирования различных вариантов системы, их сравнительной оценки и выбора наилучшего варианта. Он
осуществляется простым перебором всех проанализированных при
73
машинных экспериментах результатов, причем элементарной операцией является сравнение статистически усредненных критериев
оценки эффективности вариантов систем. В результате интерпретации результатов моделирования должны быть отмечены главные
особенности полученных в ходе эксперимента результатов и сделаны выводы. Всё это позволяет сформулировать рекомендации по
проектированию исследуемой системы и её модификации.
Построение имитационной модели СМО осуществляется в среде моделирования и развивает умение интерпретировать различные виды описания сложных систем, проводить их формализацию
в виде математической модели СМО, а также выработать навыки конструирования модели сложной системы с использованием
технологии визуального проектирования. Исходными данными
на этом этапе является описание исследуемой СМО, полученное
из варианта задания и представленное в виде обобщенной схемы
функционирования объекта исследования и текстового описания
объекта исследования с перечислением значений его параметров и
указанием целей исследования. Результатом выполнения данного
этапа является имитационная модель СМО, адекватно описывающая поведение объекта исследования.
Построение модели СМО осуществляется в соответствии с принципами объектно ориентированного проектирования. Для этого
каждый элемент модели определяется, как некоторый объект, описывается каждая связь между элементами, определяются свойства
объектов и связей. Процесс построения модели в среде моделирования ИОС включает в себя следующие действия:
–конструирование концептуальной схемы модели;
–параметрическую настройки элементов модели;
–проверку адекватности модели.
Процесс создания концептуальной структуры модели состоит в
определении узлов сети обслуживания и установлении связей между ними. Основными видами структурных элементов модели являются возможные типы заявок и типы узлов сети массового обслуживания: генераторы, накопители, каналы и стоки. Генераторы
предназначены для моделирования входящего потока заявок. Они
создают новые заявки и передают их в другие узлы модели. Каналы
осуществляют обслуживание заявок. Накопитель служит для организации очереди, в которой заявки ожидают обслуживания. Стоки
предназначены для уничтожения заявок (заявка, попавшая в сток,
покидает систему). В целях формализации представления модели
концептуальная структура СМО задается в виде ориентированно74
го графа, вершины которого представляют множество возможных
узлов обслуживания. Связи между вершинами графа определяют
пути движения заявок внутри системы. Для автоматизации процесса создания графа модели в среде моделирования ИОС предусмотрен графический конструктор, позволяющий визуализировать сетевую структуру модели, осуществлять операции добавления, удаления, модификации узлов СМО, устанавливать связи
между узлами модели.
Параметрическая настройка элементов модели состоит в определении свойств узлов и их связей. Каждый объект модели имеет
определенный набор функций и параметров, которые в совокупности описывают логику и закономерности его поведения. Параметры узлов могут быть как общими для всех типов узлов (уникальное наименование, список допустимых типов заявок, дисциплина выбора приемника), так и специфическими, определяемыми типом узла. Специфические параметры узлов перечислены
в табл. 2.5.
Основное свойство связи между узлами – дисциплина выбора
приемника (правило, в соответствии с которым узел выбирает, куда
дальше отправить заявку). Выбор узла-приемника осуществляется
по номеру, в случайном порядке или по количеству заявок, которое
узел может принять.
Таблица 2.5
Параметры узлов СМО
Тип узла
Параметры
Генератор
Вероятность появления заявки каждого типа,
закон распределения интервала времени между
моментами генерации заявок, закон распределения числа заявок при генерации, время задержки первой генерации
Накопитель
Дисциплина выбора заявки из очереди (FIFO,
LIFO, случайно, по времени, оставшемуся до
отказа), предельная длина очереди, предельное
время ожидания, закон распределения времени
ожидания заявки до отказа
Канал
Дисциплина выбора источника заявок, закон
распределения времени обслуживания для каждого типа заявки, количество обслуживающих
устройств в канале
75
Проверка модели осуществляется средой моделирования ИОС,
позволяющей определять следующие виды ошибок, перечисленные в соответствии с последовательностью их проверки:
–наличие лишнего или отсутствие структурного элемента модели (генератора, накопителя, канала, типа заявки);
–наличие лишней или отсутствие необходимой связи;
–неправильное подключение или отсутствие стока;
–неверное значение параметра.
На этапе оценки эффективности СМО осуществляется анализ
статистических характеристик СМО, полученных в результате
проведения имитационного эксперимента. Результатами этого этапа являются значения показателей эффективности СМО, вывод об
эффективности функционирования объекта исследования.
Процесс оценки эффективности СМО осуществляется в следующей последовательности:
–экспериментирование, представление результатов эксперимента;
–определение оценки эффективности СМО.
Экспериментирование – процесс осуществления имитации с целью получения желаемых результатов. Процесс моделирования СМО
представляет собой последовательность изменения состояния узлов
сети, которые определенным образом реагируют на события и осуществляют передачу заявок в другие узлы модели, выполняя расчет
своих статистических характеристик. В качестве показателей эффективности СМО среда моделирования оценивает распределения, а также средние и предельные значения таких характеристик СМО, как
число заявок в системе, время пребывания заявки в системе, время
ожидания в очереди, длина очереди, доля заявок, получивших отказ, время простоя канала, коэффициент загрузки канала.
Основное назначение среды моделирования – автоматизация
процесса имитационного моделирования СМО с целью реализации
современных подходов к проведению имитационного моделирования и обеспечение простой и доступной среды для исследования
имитационных моделей СМО.
Использование среды моделирования должно способствовать
повышению эффективности выполнения пользователем следующей совокупности процедур: преобразование в типовую схему СМО
элементов моделируемой системы; обработка и анализ результатов моделирования системы; реализация интерактивного режима
с пользователем в процессе моделирования. Пользователь среды
моделирования может варьировать по желанию любой параметр
76
и судить о поведении модели по наблюдаемым результатам. Среда
моделирования СМО как автоматизированная система моделирования может использоваться для решения таких задач, как:
–представление модели СМО в лаконичном и понятном виде;
–описание логики и закономерностей поведения моделируемого объекта;
–оценка основных показателей эффективности функционирования СМО;
–построение и проверка гипотез, которые могут объяснить наблюдаемое поведение;
–анализ чувствительности СМО к изменению параметров отдельных элементов;
–поиск оптимальных вариантов реализации СМО.
Использование среды моделирования должно позволить избежать программирования имитационной модели вручную, существенно повысить скорость создания моделей, легко модифицировать их в дальнейшем
В соответствии с назначением среды моделирования необходимо
обеспечить выполнение следующих функций:
а) представление концептуальной структуры СМО в виде стохастической сети, узлами которой являются объекты СМО. Всего
программа должна поддерживать создание четырех типов объектов: генератора заявок, канала, накопителя и стока, предназначенного для уничтожения заявок. Для осуществления операций
добавления, удаления, модификации узлов СМО, установления
связи между узлами модели в системе должен быть предусмотрен
графический конструктор с поддержкой механизма drag-and-drop.
При этом должны быть использованы следующие изображения узлов СМО (рис. 2.16);
б) параметрическая настройка элементов модели (определение
свойств узлов СМО и правил движения заявок между узлами);
в) расчет и отображение максимальных и среднестатистических
значений основных показателей эффективности СМО;
– генератор,
– накопитель,
– канал,
– сток,
Рис. 2.16. Обозначения узлов СМО
77
г) планирование и построение распределений значений основных показателей эффективности СМО.
2.15. Программная реализация моделирования
транспортного процесса
Для удобства расчета и получения статистических данных используется продукт имитационного моделирования – LiteSMO.
LiteSMO – это простая и удобная в использовании среда для моделирования систем массового обслуживания (рис. 2.17). Программа позволяет легко и быстро создавать наглядные графические модели несложных СМО и определять их характеристики.
Для использования LiteSMO достаточно иметь самое общее представление об имитационном моделировании и СМО – программа не
содержит сложных специальных терминов и понятий.
Основные возможности: представление модели СМО в виде графической схемы (рис. 2.17), состоящей из генераторов заявок, каналов и накопителей; графический конструктор для создания схемы СМО с поддержкой механизма drag-and-drop; определение максимальных и среднестатистических значений основных показателей эффективности СМО; построение гистограмм распределений
различных характеристик СМО; проверка гипотезы о предполагаемом законе распределения; создание графиков, отражающих зависимость показателей эффективности СМО от параметров модели;
поддержка четырех видов закона распределения: детерминирован-
Рис. 2.17. Оконная форма среды моделирования LiteSMO
78
ного, равномерного, показательного и нормального; возможность
копирования результатов моделирования в буфер обмена Windows.
Панель инструментов содержит стандартный для любой программы набор функций, в том числе кнопку сохранения проекта,
открытия ранее созданного проекта и создания нового проекта. Далее располагаются кнопки создания блоков генератора, накопителя, канала, стока; кнопка создания новых типов заявок. Слева, для
удобства пользователя располагается «дерево объектов».
Работа с программой начинается с перемещения в рабочее пространство необходимых блоков (рис. 2.18).
Далее необходимо связать все блоки между собой, в определенном порядке. Для этого можно воспользоваться кнопкой связи,
расположенной на панели инструментов (рис. 2.19).
Далее предстоит работа со свойствами каждого блока.
Под типом заявки в программе будем понимать тип воздушного
судна, прибывающего в аэропорт. Используем в проекте три типа
Рис. 2.18. Оконная форма рабочего пространства
среды моделирования LiteSMO
Рис. 2.19. Блоки программы
79
80
Рис. 2.20. Корректировка типа заявки
заявкок: ВС Аэробус 319, 320, 321; ВС Боинг 737-500, 800; ВС Боинг 767-300 (рис. 2.20).
В графу «Допустимые типы заявок» переносим все, имеющееся
в проекте заявки по типам ВС. Указываем вероятности для каждой
заявки, в нашем случае для ВС Аэробус 319, 320, 321; ВС Боинг
737-500, 800; ВС Боинг 767-300, они будут равны 0,5; 0,4 и 0,1 соответственно.
Далее следует задать необходимые параметры для генератора
заявок, блока «Поток ВС». В программе существует возможность
использования равномерного, нормального, детерминированного и
показательного (экспоненциального) законов распределения.
Равномерное распределение:
f (x) =
1
.
max- min
Равномерное распределение является непрерывным распределением, ограниченным с обеих сторон, т. е. значение лежит в интервале [min, max). Плотность вероятности не зависит от значения x.
Это распределение является особым случаем бета-распределения,
часто оно называется прямоугольным распределением.
Равномерное распределение (рис. 2.21) используется для задания случайной переменной, которая может принимать любое значение в интервале между min и max с равной вероятностью. Вероятность максимального значения равна 0.
Uniform (0,1)
1,0
0,5
0
–0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
Рис. 2.21. График равномерно распределенной функции
81
Таблица 2.6
Параметры нормального распределения
Параметры
Обозначение
Плотность
f (x) =
æ -(x - )2 ÷ö
÷÷
expççç2
÷÷
2
ç
2

è
ø
2
1
Математическое ожидание
Дисперсия

2
Нормальное распределение (табл. 2.6) – это неограниченное непрерывное распределение. Иногда его называют Гауссовым распределением или колоколообразной кривой. Поскольку оно способно
описать возрастающую сумму малых независимых ошибок, нормальное распределение используется во множестве статистических
расчетов. Однако существует большое количество случаев его неоправданного использования.
Нормальное распределение часто применяется для описания
симметричных данных, но его недостатком является неограниченность в обоих направлениях (рис. 2.22).
Экспоненциальное распределение – это непрерывное распределение, ограниченное снизу. Его форма всегда остается неизменной:
оно начинается с конечного значения при минимальном значении
аргумента и непрерывно уменьшается при увеличении x. С увеличением х скорость уменьшения экспоненциального распределения
возрастает:
ìïe-x , x ³ 0,
f (x, ) = ïí
ïï0, x < 0
î
Экспоненциальное распределение (рис. 2.23) часто используется для представления промежутка времени между случайными событиями, например, времени между прибытиями заявок в модели
СМО или времени между отказами в моделях надежности. Оно применялось также для описания времени выполнения определенной
операции. Кроме этого, оно может служить явным способом описания временных зависимостей шума. Во всех этих моделях явным
образом используется отсутствие зависимости экспоненциального
распределения от предыстории: при сдвиге во времени значения
определяемых им вероятностей не изменяются. Даже в тех случа82
i
0,4
0,2
0
–3
–2
–1
0
1
2
3
x
Рис. 2.22. Пример нормального распределения
b
1,0
0,5
0,0
x
0
1
2
3
4
5
Рис. 2.23. Пример показательного распределения
ях, когда известно, что экспоненциальные модели описывают ситуацию неточно, на начальном этапе основную роль играет удобство
их математической обработки.
Под детерминированными понимаются системы, для которых
при одинаковых начальных условиях и внешних воздействиях к
определенному моменту времени всегда будет иметь место одно и
то же состояние.
Изменение состояния таких систем во времени обычно является
следствием протекания каких-то процессов (в общем случае – более
одного), причем эти процессы – строго детерминированные.
83
Процессы в детерминированных системах могут быть непрерывными во времени и пространстве (например, прогрев металлического стержня за счет теплопроводности). В рамках моделирования
такие процессы дискретизируются во времени и пространстве для
получения решения в рамках вычислительных экспериментов в последовательные моменты времени. В общем случае интервалы времени между этими моментами могут быть не равны по величине.
Если количество интервалов по времени достаточно велико, а
дискретизация по пространству достаточно подробная, то результаты вычислительного эксперимента обычно адекватно отражают
поведение моделируемой системы во времени.
Помимо непрерывных во времени процессов могут быть и процессы «дискретные» во времени. В рамках таких процессов происходят отдельные события в определенные моменты времени, а состояние системы изменяется «скачкообразно».
Такие процессы в общем случае могут быть как непрерывными
в пространстве, так и дискретными (последнее более характерно).
Процессы с дискретным изменением состояния систем представляют особый интерес в сфере информационно-коммуникационных технологий, так как для этой сферы они достаточно характерны. Например, для аэропорта – это посадка очередного воздушного судна или окончание обслуживания очередного воздушного
судна. При этом, если обслуживание осуществляется только одним
устройством (рис. 2.24), то у него может быть всего два состояния –
«свободен» и «занят», в первом случае начинается обслуживание
самолета, во втором – следует отказ в обслуживании (если не предусмотрен вариант ожидания обслуживания в очереди).
В данной работе в качестве эксперимента используется детерминированное распределение.
Изменяем свойства накопителя заявок, блок «посадка». Дисциплина выбора заявки – FIFO, значит, что самолеты, совершившие
посадку в аэропорту, пройдут процесс обслуживания в порядке,
определенном очередностью посадки. Существуют также другие
варианты выбора заявки на обслуживание – LIFO и случайный
выбор.
Длину очереди ограничиваем 142 заявками, т. е. 142 рейсами.
Время ожидания заявки в очереди – неограниченно (рис. 2.25).
В свойствах блока «Канал» изменяем количество обслуживающих устройств, в данном случае это телескопические трапы, производящие посадку/высадку пассажиров. В аэропорту «Пулково»
таких трапов четыре (рис. 2.26, 2.27).
84
85
Рис. 2.24. Оконная форма корректировки свойств блока генератора заявок
86
Рис. 2.25. Оконные формы корректировки свойств блока накопителя
87
Рис. 2.26. Оконные формы корректировки свойств блока «Канал»
88
Рис. 2.27. Оконные формы корректировки свойств блока «Сток»
Таким образом, получается программа, состоящая из блоков:
поток ВС, посадка, трапы, аэропорт, сток отказов. Первые четыре
неразрывно связаны между собой, т. е. для каждого имеются источники и приемники заявок.
Для получения результатов в виде графиков необходимо кликнуть мышкой на расположенный на панели инструментов значок
выполнения эксперимента (рис. 2.28).
Первый график на рис. 2.28, полученный в результате работы
программы, отображает коэффициент загрузки трапов. По оси X
откладывается величина коэффициента загрузки, по оси Y – количество обсуживающих устройств, в данном случае – трапов. Глядя
на график, можно сделать вывод, что с увеличением количества
трапов в аэропорту загрузка каждого из них в процессе обслуживания воздушных судов сокращается, что естественно (рис. 2.29).
Однако, закономерно и следующее: с увеличением количества трапов простой по времени каждого из них возрастает. Для реального аэропорта подобная ситуация неприемлема, так как затраты на
обслуживание и содержание трапов должны быть минимальными.
Следующий график (рис. 2.30) отображает среднее время ожидания обслуживания воздушным судном посредством телескопических трапов. По оси Y откладывается время ожидания в минутах, а
по оси X – число устройств, т. е. телескопических трапов.
Анализируя график, можно сделать следующий вывод; при наличии 16 телескопических трапов в аэропорту время ожидания обслуживания – не более 10 мин, а если же аэропорт располагает 17
и более трапами время ожидания уменьшается, а при 19 трапах и
вовсе равно нулю. Следует отметить, что задержки в обслуживании
воздушных судов в аэропорту «Пулково» случаются, однако, время
ожидания, как правило, не превышает 15–20 мин.
При нажатии на кнопку «Выполнить эксперимент», точки графика меняют свои координаты в плоскости, как правило, для той
или иной точки значения по оси Y меняются в пределах одного значения или же остаются неизменны.
Чтобы подвести итог работы программы и сделать вывод об оптимальном количестве телескопических трапов в аэропорту «Пулково», необходимо в одной системе координат представить два ранее
проанализированных графика, а именно – график, показывающий
изменение коэффициента загрузки трапов, и график, отображающий среднее время ожидания (рис. 2.31).
В результате можно сделать вывод, что для оптимальной работы аэропорта «Пулково», с имеющимся на настоящий момент по89
90
Рис. 2.28. Выполнение эксперимента, получение результатов
91
Рис. 2.29. График, отображающий коэффициент загрузки трапов
92
Рис. 2.30. График, отображающий среднее время ожидания обслуживания ВС
93
Рис. 2.31. График – основа для выводов
током пассажиров, необходимо 17 телескопических трапов, тогда
время ожидания обслуживания воздушного судна будет минимальным; каждый трап будет участвовать в обслуживании без простоя.
В такой ситуации будут не нужны самоходные трапы, так как поток пассажиров будет обрабатываться при помощи телескопических трапов, и не понадобится использование автобусов для транспортировки пассажиров между местом стоянки воздушного судна и
терминалом аэропорта.
94
3. РЕШЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ
В АВТОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЕ
3.1. Общие сведения об автотранспортной системе
В автотранспортной системе в качестве транспортных
средств используются автомобили. Классификация автотранспортных систем может быть выполнена по разным признакам. Относительно объекта перевозки они могут быть грузовые, пассажирские
или грузопассажирские, относительно сферы применения – общего
пользования или внутрипроизводственные и т. д. Классификация
автотранспортных систем относительно уровня сложности приведена на рис. 3.1.
Транспортные системы
Транспортные
Транспортнологистические
- Специальные
Микросистемы
С единым управлением
Особо малые
системы
С координированным
управлением
Малые системы
Средние системы
Большие системы
Особо большие
системы
Рис. 3.1. Укрупненная классификация автотранспортных систем
по уровню сложности
95
При выполнении автомобильных перевозок можно выделить несколько типичных вариантов организации транспортного процесса
(рис. 3.2):
1) однократная или многократная перевозка груза одним автомобилем от одного и того же отправителя к одному и тому же потребителю (микросистема). Это простейший вариант организации
транспортного процесса. При этом варианте обратный пробег от потребителя к отправителю автомобиль выполняет без груза. На различных комбинациях микросистем основаны все остальные варианты организации транспортного процесса;
2) однократная или многократная перевозка груза одним автомобилем от одного и того же отправителя к одному и тому же потребителю с доставкой груза в обратном направлении до отправителя
или любого промежуточного пункта (особо малая система). Следует обратить внимание, что в этом случае вид и количество груза,
перевозимого в прямом и обратном направлениях, как правило,
различны;
3) организация транспортного процесса в первом или втором вариантах с использованием нескольких автомобилей, обслуживающих одного отправителя или потребителя грузов (малая система с
челночным движением автомобилей). Для этого варианта требования к организации транспортного процесса существенно выше,
так как требуется увязка работы нескольких автомобилей, составление графиков загрузки погрузочно-разгрузочных пунктов и т. д.
Во всех трех рассмотренных вариантах автомобиль перемещается от пункта к пункту по одному и тому же маршруту в прямом и
обратном направлениях (см. рис. 3.2, а);
4) однократная или многократная перевозка груза от нескольких отправителей к нескольким потребителям, при которой один
а
б
в
г
д
Рис. 3.2. Примеры транспортных систем:
а – челночное движение автомобилей в простейших вариантах организации
транспортного процесса; б – кольцевое движение автомобилей; в – развоз
или сбор груза; г – обслуживание производственной структуры; д – обслуживание
нескольких производственных структур
96
или несколько автомобилей периодически возвращаются в пункт
первой загрузки (малая система с кольцевым движением подвижного состава). При этом варианте автомобиль за один оборот
делает несколько остановок у отправителей и потребителей грузов
(см. рис. 3.2, б). Обязательным требованием к данному варианту
организации транспортного процесса является необходимость составления графика движения подвижного состава. Это связано с
тем, что длина оборота при кольцевом движении, как правило, существенно больше, чем при челночном;
5) развоз или сбор груза от одного отправителя или к одному потребителю (малая система с развозом или сбором груза). Схема
перемещения автомобиля аналогична варианту 4, но за оборот происходит только одна загрузка автомобиля и постепенная его разгрузка в нескольких пунктах при развозе груза. Одновременно могут выполняться постепенная многократная загрузка и однократная разгрузка при сборе груза. Схема этого варианта организации
транспортного процесса приведена на рис. 3.2, в;
6) обслуживание определенной производственной структуры
(предприятие, склад, терминал и т. д.), что требует использования
нескольких малых систем, работа которых будет подчинена одной
цели – обслуживанию одного потребителя (средняя система).
Пример данного варианта организации транспортного процесса
представлен на рис. 3.2, г;
7) интегрированная транспортная система. Она может обслуживать несколько производственных структур или определенный
географический регион (большая система). В данном случае процессы перемещения грузов будут происходить между несколькими
производственными предприятиями, складами или терминалами
со сбором или развозкой груза отправителям и потребителям. Пример данного варианта организации транспортного процесса представлен на рис. 3.2, д;
8) особо большая система, в которой для транспортного обслуживания задействованы несколько перевозчиков или операторов и
могут использоваться несколько видов транспорта. В этом случае
конкретный клиент может обслуживаться транспортными средствами различных владельцев.
С увеличением номера варианта организации транспортного
процесса последовательно возрастает сложность согласования работы его субъектов. Одновременно увеличиваются число субъектов
и значимость согласования работы этих субъектов в общей эффективности транспортного процесса.
97
В вариантах организации транспортного процесса (см. рис. 3.2, а),
можно выделить три субъекта: грузоотправитель, грузополучатель
и перевозчик. В большой системе (см. рис. 3.2, д) таких субъектов
уже десятки. Невозможность согласования кем-либо из грузоотправителей, грузополучателей или перевозчиков всех элементов
транспортного процесса в средних и главным образом больших системах вызывает появление дополнительных субъектов: экспедитора и оператора.
Приведенная на рис. 3.2 классификация позволяет, в частности, выявить наиболее заинтересованного в повышении эффективности функционирования системы субъекта – организатора той
или иной транспортной системы. Очевидно, что организатором малых и средних систем будет в большей степени грузоотправитель, а
больших – экспедитор или оператор. Согласование интересов всех
субъектов для достижения синергетического эффекта возможно
при объединении транспортных систем различных уровней сложности, например средних и больших, в особо большие.
Транспортно-логистические системы (ЛС) охватывают не
только процесс перевозки. Они в целом решают процесс доставки
грузов или пассажиров независимо от используемых видов транспорта, но с учетом необходимых объемов, сроков и качественных
показателей доставки. Таким образом, ЛС используют принципы
построения многоуровневых систем, обеспечивающих возможность управления материальными потоками на различных уровнях операционного управления с выходом на единые критерии
эффективности ЛС. При этом в ЛС существенное значение имеют
информационные управляющие системы, так как только с их помощью можно обеспечить координацию управления в едином информационном пространстве множества субъектов.
Специальные транспортные системы предназначены для решения конкретных задач, которые возникают при необходимости
перевозки особых грузов или организации транспортного сообщения в особых условиях. Примерами таких систем могут быть контейнерная транспортная система, система доставки пассажиров в
аэропорт и т. п.
Функциональная структура транспортной системы представлена на рис. 3.3. В общем случае на первом уровне выделяют
производственную и управляющую системы. В производственной
системе выделяются следующие подсистемы:
технологическая, обеспечивающая выполнение основных
функций транспортной системы;
98
СИСТЕМЫ
ПОДСИСТЕМЫ
ПРОЦЕССЫ
Управление
Технологическая
Транспортные
Грузовые
Производственная
Обеспечивающая
Хранения
Контроля
Восстанавливающая
Вспомогательная
Коммерческие
ТО и ОР
Рис. 3.3. Функциональная структура транспортной системы
обеспечивающая, выполняющая функции, сопровождающие
транспортные процессы;
восстанавливающая, поддерживающая элементы системы в
работоспособном состоянии.
Вспомогательная подсистема обеспечивает выполнение функций, связанных с общей работой системы (кадровая работа, учетные функции и т. п.).
В целом подсистемы обеспечивают выполнение процессов для
достижения цели функционирования системы. Управляемость системы поддерживается за счет наличия обратных связей, передающих информацию о соответствии цели результатам выполнения
процессов и функционирования подсистем.
Характерной особенностью функционирования транспортных
систем является циклический характер их работы. Начальной
точкой рабочего цикла транспортной системы является подача
порожнего подвижного состава для выполнения перевозок. При
перевозках грузов это – подача подвижного состава под погрузку,
на пассажирских перевозках – выезд автобуса с конечного пункта
на маршрут. В зависимости от технологии выполнения перевозок и
организации движения в процессе транспортного цикла могут выполняться различные транспортные процессы, связанные с погрузкой или разгрузкой грузов, посадкой или высадкой пассажиров.
Транспортный цикл заканчивается в момент прибытия порожнего
99
подвижного состава для погрузки или в момент начала выполнения маршрута пассажирским автобусом.
В реальных условиях на выполнение транспортного цикла влияет существенное количество различных возмущающих воздействий, большинство из которых имеет случайный характер, поэтому основные характеристики транспортного цикла, например его
продолжительность, как правило, весьма нестабильны. С целью
их стабилизации необходимо предпринимать меры для снижения
числа возмущающих воздействий. Это, например, организация выделенной полосы движения и приоритетного светофорного регулирования для городского общественного транспорта.
Совокупность элементов и связей, образующих транспортную
систему, не является постоянной величиной, а зависит от объекта
управления и других факторов. Обычно состав системы определяется позицией «наблюдателя» – обобщающее название исследователя, проектировщика, конструктора, лица, принимающего решения и других аналогичных субъектов, изучающих, создающих систему или управляющих ею. Например, для экспедитора объектом
управления является процесс доставки груза, и, с его точки зрения,
в транспортную систему войдут грузовладелец, перевозчик, график доставки и т. д.
Важнейшей особенностью транспортных сетей является то, что
они в общем случае, кроме промышленного транспорта, не входят
в транспортную систему, а являются для нее внешней средой. При
этом транспортные сети во многом определяют количественные и
качественные характеристики работы транспортных систем. В то
же время, если мы рассматриваем вопросы, связанные с движением транспортных средств, то транспортные сети включаются в исследуемую транспортную систему.
Городскую транспортную сеть образует совокупность улиц и
транспортных проездов, а также подземные, надземные или наземные транспортные линии, которые могут быть не связаны с уличной сетью, например линии метрополитена, эстакадные или обособленные участки трамвайных линий и т. п. Определяющей особенностью городских транспортных сетей является их неразрывная
связь с обслуживаемым городом, характеристиками расселения,
особенностью застройки, рельефом местности, климатическими
особенностями и т. д.
Тесная связь между характеристиками транспортной сети и
обслуживаемым городом определяет присущую городским транспортным сетями индивидуальность, которая влияет на органи100
зацию работы транспорта, условия его работы, эффективность и
т. п. Это объясняет невозможность избежать индивидуального изучения и оптимизации транспортной сети для конкретного города.
Много особенностей транспортных сетей связано с историей их развития. В исторических городах характеристики транспортных сетей определялись совершенно другими требованиями и достались
нам в наследство из предыдущих эпох. Естественно, не всегда есть
возможность рационально модернизировать их под современные
требования.
Транспортные сети новых городов планируют так, чтобы создать наиболее эффективные транспортные связи между различными районами и внешним транспортом и обеспечить их пропускную
способность на перспективу. В соответствии с этим Строительные
нормы и правила (СНиП) предусматривают районирование городов
и четкую классификацию транспортных связей по назначению и
характеристикам.
Основные свойства транспортных сетей (рис. 3.4) определяются
их морфологическими характеристиками (характеристики формы и строения сети). Для определения морфологических характеристик транспортная сеть представляется в виде графа. Простые
конфигурационные части сети называются структурными элементами, а сложные – структурными компонентами. Структурные
элементы включают замкнутые контуры – циклы и линейные элементы – ветки. Структурные компоненты слагаются из этих элементов. В зависимости от наличия в сети структурных элементов
сети делятся на три типа:
древовидные, состоящие только из веток (см. рис. 3.4, а);
циклические, включающие и циклы, и ветки (см. рис. 3.4, б);
ячеистые, состоящие только из циклов (см. рис. 3.4, в).
Совокупность циклов, когда у каждого цикла есть хотя бы одно
общее ребро с другим циклом, представляет собой циклический
а
б
в
Рис. 3.4. Топологические типы транспортных сетей
101
остов. Древовидная (незамкнутая) структурная компонента называется дендритом. Дендриты в зависимости от своего положения
относительно циклических компонентов делятся на соединительные, внутренние и внешние. Вершина, общая для дендрита и циклического компонента, называется корнем дендрита. От корня
ведется отсчет значений топологического радиуса дендрита и выделяются топологические ярусы разветвления.
Сложность сети характеризуется числом топологических ярусов – замкнутых колец циклов. Ярусы выделяются, начиная с
внешней границы остова. Первый ярус выделяется путем кругового обхода всех циклов, примыкающих к внешней границе остова и
имеющих хотя бы одну общую вершину с внешней границей. Совокупность циклов в этом внешнем кольце образует первый топологический ярус. Следующий ярус выделяется путем кругового обхода
внутренней границы первого яруса и отнесением к нему тех циклов,
которые имеют с этой границей хотя бы одну общую вершину.
Модель транспортной сети может быть представлена в виде
графа. Граф – это фигура, состоящая из точек (вершин) и соединяющих их отрезков (звеньев). Вершины графа – это точки на сети,
наиболее важные для определения расстояний или маршрутов движения.
Звенья графа – это отрезки транспортной сети, характеризующие наличие дорожной связи между соседними вершинами.
Они характеризуются числами, которые могут иметь различный
физический смысл. Чаще всего это расстояние, но может использоваться, например, и время движения. Ориентированные по направлению звенья графа называются дугами. Фактически всякое
неориентированное звено графа включает в себя две равноценные,
но противоположно направленные дуги. В зависимости от того, все
или часть звеньев имеют направление, граф является ориентированным или смешанным.
Граф, каждая вершина которого может быть соединена некоторой последовательностью звеньев с любой его другой вершиной, называется связанным графом. Иначе говоря, каждая вершина связанного графа должна иметь, как минимум, одну входящую и одну
выходящую дугу.
Граф, моделирующий транспортную сеть, обязательно должен
быть связанным, чтобы всегда был путь из любой вершины в любую другую вершину. Числа, характеризующие звенья такого графа, обычно выражают протяженность пути, время или стоимость
проезда.
102
Для моделирования транспортной сети необходимо иметь:
картографический материал; обычно это – карты крупного
масштаба, так как они позволяют с большой точностью делать замеры расстояний между пунктами;
сведения о размещении основных объектов транспортной системы и ее среды (в зависимости от решаемой задачи это грузообразующие и грузопоглощающие предприятия, жилые массивы, места приложения труда и т. п.);
дополнительные сведения из коммунальных и дорожных организаций в виде перечня улиц с характеристикой их проезжей части;
сведения по организации дорожного движения, т. е. схемы организации движения на перекрестках, площадях и транспортных
развязках, а также сведения о различных ограничениях движения, связанных с установленными дорожными знаками.
Основной проблемой при моделировании транспортной сети является выбор уровня детализации. Здесь приходится искать компромисс между точностью и затратами на исследования. Вероятно,
100%-ная точность будет обеспечена, если мы учтем индивидуально маршруты поездок всех пользователей в течение всех дней в
году. В то же время очевидна излишняя детализация такого подхода, так как во многих случаях будут совпадать точки отправления
(остановочные пункты, гаражи, склады), точки прибытия и маршруты следования. В аспекте времени тоже будет проявляться общность поведения пользователей. Для преодоления этих противоречий используется транспортное зонирование.
Транспортное зонирование – способ агрегирования индивидуальных потребностей пользователей в использовании транспортной сети для целей моделирования. Транспортное зонирование
имеет две взаимосвязанные характеристики: количество зон, описывающих сеть, и их размер. Чем больше зон, тем соответственно
меньше размер транспортных зон, которыми будет описываться
транспортная сеть. Как правило, для решения разных задач используется транспортное зонирование с различным количеством
зон. При решении стратегических задач транспортного планирования используется меньшее количество зон. Каждая зона покрывает
достаточно большую площадь, например несколько жилых кварталов. При анализе конкретных транспортных проблем используют
большое количество небольших по размеру зон для детализации
ситуации на сети.
Участки транспортной сети, не относящиеся к изучаемому региону, делят на внешние транспортные зоны. Их необходимость
103
определяется наличием внешних транспортных связей с изучаемым регионом. Размер внешней зоны принимают в зависимости от
расположения в ней основных объектов тяготения для транспорта,
выезжающего или въезжающего в изучаемый регион. Например,
это может быть станция метро, вокзал, крупный терминал и т. п.
Изучаемый регион делится на внутренние транспортные зоны,
размер и количество которых зависят от многих факторов. Например, для стратегических транспортных исследований Лондона его
территория площадью 1700 км2 с населением 7,6 млн чел. была разбита на 1 тыс. зон, а затем в процессе исследований они были объединены в 52 зоны (при исследовании перемещений на уровне 33
административных округов). При переходе на уровень исследования
внутрирайонных связей на уровне города, наоборот, количество зон
увеличилось до 2252, и в дальнейшем в свою очередь эти зоны делились на поддоны для детализации ситуации с дорожным движением.
Для удобства исследований зоны обычно разделяют на селитебные, в которых в основном проживает население, и промышленные,
которые покрывают территории с производственными объектами.
Все атрибуты зоны условно привязывают к одной точке, которую называют центром зоны и которая не имеет физического
аналога на местности. Центр зоны имеет с транспортной сетью условную связь, которая представляет средние затраты времени или
среднее расстояние для прибывающих или выезжающих из зоны
автомобилей (жителей) относительно узла транспортной сети, к которому эта условная связь «привязывает» центр зоны.
При выполнении транспортного зонирования следует придерживаться следующих правил:
1. Внутри зоны должна обеспечиваться транспортная и пешеходная доступность.
2. При начертании границ зон необходимо использовать естественные препятствия в виде рек, железных дорог и т. п. Если есть
возможность, границы зон удобно совмещать с какими-либо административными границами, например границами муниципальных
образований, выборных участков и т. д. Это облегчает использование статистической информации. Границы зон не могут проходить
по автомобильным дорогам и проводятся по возможности перпендикулярно им.
3. Зона должна включать (по возможности) территорию одного
назначения: жилую, промышленную, рекреационную и т. п.
4. Площадь зон, как правило, коррелирует со скоростью перемещения. Чем выше скорость, тем больше площадь зоны, и наоборот.
104
Имея эти данные, моделирование транспортной сети начинают с
размещения вершин графа. За вершины графа принимают объекты
транспортной системы, центры крупных жилых кварталов или небольших обособленных жилых пунктов и пересечения улиц. Каждой вершине присваивается порядковый номер или другое условное обозначение. После размещения вершин их связывают дугами
или звеньями, образуя направленный граф. Пример представления
транспортной сети приведен на рис. 3.5.
Треугольниками отмечены центры зон, окружностями – узлы
транспортной сети. Зоны 1 и 2 являются внешними к изучаемой
территории. При построении модели транспортной сети особое
внимание следует уделить максимально возможному уменьшению
числа вершин.
В противном случае транспортная сеть будет излишне сложна и
определение кратчайших расстояний потребует длительного времени. С целью снижения размерности и ускорения расчетов для
транспортных сетей больших городов используется микро- и макрорайонирование:
микрорайонирование заключается в использовании в качестве
вершин не пересечений дорожной сети (перекрестков), а центров
транспортных микрорайонов;
макрорайонирование (агрегирование) заключается в разбиении
ее на отдельные подсети, расчеты по которым могут выполняться
отдельно, а затем объединяться для получения общего результата.
Этот способ особенно эффективен при пересчете расстояний из-за
1
2
Рис. 3.5. Модельное представление транспортной сети
105
изменения дорожной обстановки, так как требуется пересчет только той подсети, в которой изменились транспортные связи.
При практическом решении транспортных задач на автомобильном транспорте за основу примем профессиональный программный
продукт TopLogistics, так как с его помощью можно на достаточно
профессиональном уровне прокладывать маршруты автотранспорта.
Программная система позволяет работать в двух режимах:
1. расчет расстояния и прокладка маршрутов на карте, не используя сети отдельных городов;
2. прокладка маршрутов и расчет расстояний по территории городов мегаполисов. Диалоговый интерфейс выбора соответствующего мегаполиса России присутствует.
Программа поставляется в комплекте дистрибутива, есть еще
Интернет-версия.
Система TopLogistic (программа транспортной логистики) позволяет выполнять управление автотранспортом, оптимизировать
перевозки автомобильным транспортом, управлять логистикой
транспорта, рассчитывать расстояния по городу, в том числе по проложенным маршрутам, прокладывать маршруты на электронных
картах, выбирать оптимальное управление перевозками, управлять доставкой, оптимизировать маршруты, доставку, составлять
маршруты доставки и многое-многое другое.
Существенно повысить эффективность использования транспорта и уменьшать затраты на транспорт можно при использовании программ транспортной логистики для автоматизации управления перевозками.
Уникальный Интернет-сервис TopLogistic онлайн обеспечивает оптимизацию доставки, помогая правильно организовать управление перевозками грузов в крупном городе, регионе за счет оптимальной прокладки маршрутов доставки, наглядного визуального
планирования маршрутов на карте, формирования правильных
рейсов развозки.
Для расчета маршрутов доставки с использованием многопараметрических исходных данных (для заказов, автомобилей и
точек доставки), управления логистикой доставки в нескольких
регионах, большого количества точек доставки (сотни, тысячи),
факторного анализа расходов рекомендуется версия TopLogistic
Professional, которая обладает большим количеством сервисных
функций и возможностью самостоятельного редактирования всех
данных пользователя.
Система обладает следующими характеристиками.
106
 Система обеспечивает:
 автоматизацию работ по распределению заказов по автомобилям;
 автоматизированный расчет маршрутов доставки заказов;
 визуализацию адресов и маршрутов доставки на электронной
карте;
 формирование оптимального порядка объезда точек доставки
с возможностью его изменения.
 Система использует для расчётов:
 базу данных автотранспорта с характеристиками каждого а/м;
 базу данных точек доставки с адресами, привязанными к карте;
 базу данных заказов клиентов с количественными характеристиками.
 Система рассчитывает:
 планируемый расход бензина, пробег, время работы каждого
автомобиля, время прибытия на каждую точку доставки, планируемые затраты;
 потребность в автомобилях для обеспечения развозки.
 Система учитывает:
 рабочее время каждого автомобиля;
 ограничения по количеству точек доставки для автомобилей;
 продолжительность разгрузки заказа в точке доставки;
 возможность подъезда автомобилей определенного типа к
точке доставки;
 зональный принцип формирования заказов.
 Система комплектуется:
 модулем работы с картой;
 подробными картами городов и регионов России и ближнего
зарубежья;
 модулем GPS/ГЛОНАСС мониторинга с возможностью online
контроля местонахождения а/м и получения план/факта маршрутов доставки;
 Система позволяет редактировать на карте и учитывать при
прокладке маршрутов:
 дорожно-знаковую обстановку для различных категорий автотранспорта;
 среднюю скорость движения по отдельным участкам улиц и
дорог.
 Отчеты и документы:
 маршрутные листы и маршруты движения для каждого автомобиля;
107
 сводные документы и отчеты по клиентам, заказам;
 отчеты по результатам маршрутизации;
 отчеты по заданному пользователем шаблону.
 Интеграция с внешними системами:
 экспорт и импорт данных через независимые от конкретной
системы файлы;
 бухгалтерия, склад, финансы и др.;
 управленческие системы (ERP, CRM, SCM и т. д.).
3.2. TopLogistic онлайн
Система «TopLogistic онлайн» позволяет оптимизировать деятельность по доставке грузов в крупном городе или регионе, осуществлять планирование, учет и контроль процессов, связанных с
отгрузкой и доставкой в режиме «онлайн».
Система позволяет создавать:
базу данных автотранспорта с характеристиками каждого а/м;
базу данных точек доставки с адресами, привязанными к карте;
ежедневную базу данных заказов с количественными характеристиками на основе базы данных точек доставки.
Система обеспечивает:
автоматизацию работ по распределению заказов по автомобилям;
автоматизированный расчет маршрутов доставки заказов по
точкам доставки;
визуализацию адресов и маршрутов доставки на электронной
карте;
формирование оптимального порядка объезда точек доставки с
возможностью его изменения (в «ручном» режиме).
сохранение сводного документа по сформированным заказам и
результатам маршрутизации на текущий день в формате Excel.
Для начала работы с сервисом »TopLogistic онлайн» необходимо
создать учётную запись. Для этого нажмите на ссылку «регистрация» в окне авторизации (рис. 3.6).
Укажите Ваш адрес электронной почты и пароль а затем нажмите кнопку «регистрировать». Сразу после этого вы можете начать
пользоваться сервисом, при этом, на указанный Вами адрес электронной почты придет письмо с подтверждением регистрации.
Рабочее пространство сервиса разделено на три функциональные части (рис. 3.7). В правом столбце мы видим список автомобилей, в левом – списки точек доставки и заказов. Большая часть
рабочей области (центральная) отведена на работу с картой.
108
Рис. 3.6. Регистрация в системе TopLogistics
При работе со списками используются кнопки «добавить/редактировать», при работе с картой – «удалить/приблизить», «сместить» и «проложить маршрут». Также, кнопки «удалить/приблизить» продублированы слайд баром в левом верхнем углу и колесом
мыши.
Над картой располагаются ссылки-кнопки главного меню. С их
помощью можно сменить регион, выбрать режим прокладки маршрута, просмотреть справочник фирм, найти адрес на карте, перейти
в режим «Мои объекты» и выйти из программы.
Для работы с картой пользователю доступно пять инструментов: приблизить, удалить, сместить, проложить маршрут, добавить
объект («приблизить/удалить» дублируются слайдбаром масштабирования и колесом мыши) – рис. 3.8.
Добавление автомобилей (рейсов) производится нажатием кнопки «Создать новый», после этого в центральное части рабочей области появится форма «новый автомобиль» (рис. 3.9).
Система устроена так, что в данной форме нет ни одного обязательного поля, т. е. можно сначала создать нужное количество «нулевых автомобилей», а затем отредактировать их данные (кнопка «редактировать»). Тем не менее рекомендуем заполнять хотя
бы поле «гос. номер» и выбирать разные цвета для более удобной
идентификации автомобилей на карте. Поле «склад» заполняется
точками доставки, которым присвоен статус «склад», если таковые имеются. Для редактирования параметров автомобиля нужно
выделить мышкой нужный автомобиль, а затем нажать на кнопку
«редактировать».
109
110
Рис. 3.7. Рабочая область системы
Рис. 3.8. Инструменты для работы с картой
Рис. 3.9. Введение автомобиля в системе
111
112
Рис. 3.10. Добавление точки на карту
Для того чтобы добавить точку доставки по адресу, нужно нажать
на кнопку «добавить точку» в нижней части экрана (рис. 3.10). По
центру карты появится новый объект, а пользователю станет доступна форма с описанием точки.
Название точки, примечание можно указать сразу, а можно отредактировать позднее. Статус склада «да/нет», также можно изменять в любой момент.
Для привязывания точки доставки к конкретному адресу на
карте необходимо в форме редактирования нажать кнопку «задать адрес», после чего на экране появится форма поиска адресов
(рис. 3.11).
В появившемся окне адреса или его части нажимаем «найти».
Программа выведет на экран все адреса, удовлетворяющие условиям поиска. Остается только выбрать нужный адрес мышкой и объект будет привязан (рис. 3.12).
Для того чтобы определить на карте склад, достаточно в режиме
редактирования точки доставки изменить параметр «склад» в состояние «да» (складов может быть несколько) и нажать «сохранить».
Объекты на карте отображаются по-разному в зависимости от
статуса (рис. 3.13).
Работа с заказами производится на вкладке «Заказы» в левой части экрана. Для создания нового заказа необходимо нажать кнопку
«Добавить» внизу экрана и заполнить форму (рис. 3.14).
Рис. 3.11. Форма поиска адреса
113
Рис. 3.12. Закрепление адреса
Рис. 3.13. Отображение знаков на карте:
– точка доставки;
– новая точка/точка в режиме редактирования;
– точка в режиме выделения;
– склад;
– склад в режиме выделения;
– склад в режиме редактирования
Рис. 3.14. Форма создания нового заказа
114
115
,
,
– заказы, привязанные к автомобилям обозначаются цветом автомобиля, к которому они привязаны
– заказы, не привязанные к автомобилям
(цвет автомобиля задается в режиме редактирования автомобиля);
обозначаются темно серым цветом
Рис. 3.15. Отображение заказов на карте:
Рис. 3.16. Изменение порядка объезда
В форме нет «обязательных» полей, но, если есть возможность,
лучше сразу указать автомобиль. Если же такая информация становится доступной позже, то параметры заказа можно будет изменить позже, перейдя в режим редактирования нужного заказа.
Заказы на карте отображаются значками различных цветов
(рис. 3.15).
При выделении одного из автомобилей в списке, на карте будет
отображен маршрут доставки по точкам, привязанным к выбранному автомобилю.
Порядок объезда точек для любого автомобиля (рейса) можно
изменить вручную (рис. 3.16). При наличии у автомобиля нескольких точек доставки, в отсортированном по автомобилям списке заказов появятся иконки, позволяющие изменять порядок следования.
Таким образом, меняя местами заказы в списке, мы будем видеть изменения в маршруте (рис 3.17).
3.3. Toplogistics online прокладка маршрута по России
Кроме планирования доставки груза в пределах одного мегаполиса система позволяет проложить маршруты и между городами
России и Европы (рис. 3.18).
Система позволяет добавлять промежуточные точки, как приведено на рис. 3.19. В целом принцип работы с данной подсистемой
аналогичен работе TopLogistics online в пределах мегаполиса.
116
117
Рис. 3.17. Изменения в маршруте
118
Рис. 3.18. Основная оконная форма системы Toplogistics
Рис. 3.19. Интерфейс системы
Рис. 3.20. Итоговый маршрут до Мурманска
119
Рис. 3.21. Итоговый оптимизированный маршрут до Мурманска
Проложенный маршрут доставки груза из Москвы до Мурманска приведен на рис. 3.20, 3.21.
120
4. РЕШЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ
В МОРСКОЙ СИСТЕМЕ
4.1. Понятие морского портового кластера
Современный морской флот характеризуется высокой эффективностью обеспечения транспортного процесса и совершенствуется в направлениях снижения стоимости и безопасности грузоперевозок. В настоящее время судоходство необходимо рассматривать
как неотъемлемую составную часть транспортно-технологической
системы (логистической цепи транспортных поставок), выделенной в самостоятельный вид деятельности.
В развитии мирового транспортного флота наблюдаются следующие основные тенденции: повышение темпов роста общего тоннажа; увеличение грузовых судов среднего водоизмещения и мощности их судовых энергетических установок; прекращение роста
максимальных размеров танкеров и балкеров, сохранение тенденций увеличения тоннажа контейнеровозов, паромов, многоцелевых судов, газового и круизных лайнеров; расширение специализации судов для конкретных видов грузов; перемещение большей
части мирового транспортного флота под флаги стран открытой
регистрации.
Транснациональный характер движения экспортных грузопотоков энергоресурсов обусловливает рассмотрение судоходства (процесса функционирования морского транспорта) как важнейшей
составной части логистической системы доставки грузов и исследование его методами системного анализа на основе рассмотрения
системы порт – флот в потоке логистических поставок.
Основными параметрами высокой конкурентоспособности мирового морского транспорта являются:
–наличие достаточных транспортных ресурсов и резерва мощностей (провозной способности флота и пропускной способности
121
морских портов) для полного удовлетворения потребностей мирового рынка морских транспортных услуг;
–соответствие структуры морского транспортного флота запросам глобальной морской торговли по грузоподъемности, составу флота, качественным и технико-эксплуатационным характеристикам;
–соответствие размещения и мощностей морских портов главным международным грузопотокам и потребностям грузообработки и обслуживания транспортного флота;
–обеспечение устойчивой работы флота, портов, а также адекватного функционирования вспомогательных структур, занятых
в логистике, экспедировании, снабжении, кадровом обеспечении,
таможенном обслуживании и других сферах деятельности, а также
на смежных видах транспорта.
Современный морской флот характеризуется высокой эффективностью реализации транспортного процесса, обеспечивающего продвижение грузопотока, и совершенствуется в направлениях
удешевления и усиления безопасности перевозок на основе: применения новейших транспортных технологий (интермодальной,
контейнерной, ролкерной и др.) и все более высокопроизводительных технических средств и оборудования, унификации их характеристик в мировом масштабе; внедрения современных управленческих и информационных технологий всех звеньев транспортной
цепи, ускорение таможенных и других формальных процедур; непрерывной модернизации флота и портового хозяйства; повышения
качества транспортных услуг, гармонизации нормативно-правовых
норм морской транспортной деятельности; международного регулирования транспортных процессов в области безопасности мореплавания, охраны труда, защиты окружающей среды; глобальной конкуренции судоходных компаний на мировых фрахтовых рынках;
согласования требований международных отраслевых организаций
(ИМО, БИМКО, судоходных, портовых и прочих ассоциаций, объединений, союзов), а также государства и частного бизнеса.
Основным элементом морской инфраструктуры являются порты.
Каждый порт обладает индивидуальностью и развивается своим
уникальным путем. Тем не менее, все порты в своем развитии проходят определенные стадии, характеризующиеся общими чертами.
Для портов, как и для большинства других транспортных терминалов, уровень активности определяется динамикой развития обслуживаемой территории, в свою очередь формируемой природой
экономической деятельности и транспортной доступностью. Любые
изменения, касающиеся порта, либо направлены на привлечение
122
дополнительных грузопотоков через порт, либо отражают спад объемов и/или изменение структуры существующих грузопотоков.
В результате эволюции предназначение морских портов меняется от простого обеспечения взаимодействия видов транспорта до
создания полного логистического сервиса. В структуре порта появляются транспортно-логистические центры, в которых создается не
только добавленная стоимость в цене продукции, но и новая форма
взаимодействия, обеспечивающая интеграцию компаний – участников логистических цепей поставок грузопотоков экспортно-импортного, транзитного характера. Порты приобретают координирующую роль во взаимодействии видов транспорта и управлении
цепями поставок.
Эти кардинальные изменения требуют разрешения многих важных проблем в сфере управления развитием портовых предприятий, одной из которых является формирование логистической
стратегии в морских портах, её реализация.
Переход порта от транспортных функций к логистическим означает, что он изменяет характер своего функционального предназначения. Его целями становятся основные цели логистики (оптимальное использование пропускной способности, высокая гибкость
в производственной деятельности, быстрая реакция на требования
клиентуры, готовность к оказанию услуг, надежность в предоставлении услуг, короткие сроки выполнения услуг, сокращение издержек, непрерывное информационное обслуживание клиентуры, учет
потребностей и запросов клиентуры). Реализация этих целей повышает конкурентоспособность порта, при этом изменяется инфраструктура порта(формируются транспортно-логистические центры
на территории порта, вокруг образовывается припортовая промышленно-логистическая зона).
Для реализации новых функций портам необходимо встраиваться в логистическую цепь поставок. Порты могут участвовать в
логистической цепи поставок либо как организаторы доставки грузов на различных этапах товародвижения, либо как логистические
элементы стыка между транспортными компонентами системы.
Каждый порт в своем развитии придерживается своей логистической стратегии.
Логистическая стратегия порта (табл. 4.1, 4.2) – это долгосрочное направление развития логистики, касающееся форм и
средств её реализации в порту, сформулированное руководством
порта в соответствии со стратегическими целями и географическим
расположением.
123
Таблица 4.1
Базовые логистические стратегии
Вид стратегии
Пути (способы) реализации
Минимизация общих логи- Сокращение (оптимизация) операционстических издержек
ных логистических издержек в отдельных
логистических функциях; оптимизация
решений в отдельных функциональных
областях и/или логистических функциях
по критерию минимума логистических издержек; сокращение издержек
Улучшение качества логистического сервиса
Улучшение качества выполнения логистических операций и функций (складирования, грузопереработки, упаковки и
т. п.); логистический сервис с добавленной стоимостью; непрерывное информационное обеспечение клиентуры; учет потребностей и запросов; создание системы
управления качеством логистического
сервиса (высокая гибкость в производственной деятельности, быстрая реакция
на требования клиентуры); готовность к
оказанию услуг, надежность в предоставлении услуг, короткие сроки выполнения
услуг); сертификация фирменной системы управления качеством в соответствии с
национальными и международными стандартами
Минимизация инвестиций
в логистическую инфраструктуру
Прямая доставка грузов потребителям,
минуя складирование; использование логистической технологии точно в срок; оптимальная дислокация производственных
мощностей и объектов логистической инфраструктуры (оптимальное использование пропускной способности порта)
Логистический аутсорсинг
Сосредоточение компании на своих ключевых компетенциях, поиск и 3 PL-подход
для выполнения не ключевых функций;
оптимизация выбора источников внешних ресурсов; использование инвестиций
и инноваций поставщиков; оптимизация
количества логистических посредников и
закрепляемых за ними функций
124
Таблица 4.2
Эволюция функционального предназначения морских портов
Этапы эволюции и функции портов
1. Порт – стивидорный терминал:
– перевалка;
– хранение.
2. Порт с дополнительными услугами, создание добавленной стоимости в грузах (порт-завод
по переработке промышленного и коммерческого экспорта)
3. Коммерческий центр транспортных услуг:
– технические услуги по обработке всех видов
транспорта;
– складирование, переработка, распределение;
– информационное обслуживание;
– экспедиторское обслуживание;
– экологические услуги
4. Портово-промышленный транспортно-логистический центр на основе особой экономической зоны. Портовый кластер
Наименование
типа экономики
Централизованная
экономика (административная экономика)
Рыночная экономика
Глобальная мировая
экономика
Содержание понятия порт четвертого поколения (рис. 4.1) основывается на взаимном дополнение способностей и компетенций
компаний, участников логистических цепей поставок грузопотоков экспортно-импортного, транзитного характера.
Портовый кластер
Припортовая
промышленно –
логистическая зона
Тыловой терминал
Транспортно –
логистический центр
Перегрузочный комплекс
Рис. 4.1. Структура портового кластера (4-й этап эволюции)
125
126
Информационное
обеспечение
процессов:
транспортировки,
перевалки
производства
Кластер
Бизнес
центров
Логистический
кластер
Ядро
портового
кластера
Потоки информационные, материальные,
финансовые …
Производственная функция
терминала
(создание
добавочной
стоимости)
… кластер
Складская
функция
терминала (зона
обслуживания,
хранения
грузопотоков..)
N-й кластер
Телекоммуникационный кластер
Рис. 4.2. Функциональное окружение портового кластера
Промышленный
кластер
Автомобильный
кластер
Сервисная
функция терминала
(экспедирование,
таможенный брокер,
аренда ТС, ремонт,
услуги и т. д.)
Лесной
кластер
Стивидорная функция
терминала
(погрузо-разгрузочные
работы)
Порт является концентратором грузопотоков, связанных транспортно-технологической цепью поставок, и формирует вокруг себя
смежные отрасли, создавая тем самым кластерную структуру,
ядром которой он является (рис. 4.1, рис. 4.2).
Портовый кластер формируется с целью повышения конкурентоспособности транспортного узла, основанной на эффекте масштаба, стимулирования инноваций в среде перегрузочных комплексов,
развития иных кластеров для достижения синергии между ними.
Придание портовому кластеру статуса портовой особой экономической зоны служит катализатором процессов создания производственных систем вокруг него.
В системе Большой порт Санкт-Петербург образовались следующие кластеры в виде комплекса терминалов (модуль-терминал,
интертерминал, Мобдик и другие).
4.2. Операции в морском порту
Прием судов в порт на обработку, стоянку и другие операции
производится только с предварительного согласия, после подтверждения порта о приеме, либо на основании договоров (соглашений).
Приоритетом первоочередной обработки пользуются суда, имеющие разнарядку на полную загрузку судна грузами одного фрахтователя.
Порт в пределах отведенной ему территории и акватории осуществляет на основании договоров (соглашений) обязательные работы и услуги, включающие: погрузку; разгрузку (включая штриховку); сепарирование; крепление-раскрепление груза; сухую зачистку грузов, твиндеков после выгрузки заходящих в порт судов с
осадкой, объявленной портом;
транспортно-экспедиторское обслуживание, складские операции с грузом;
перевалку на морской транспорт с других видов транспорта и
обратно, в том числе тяжеловесных грузов до 300 т;
погрузку-выгрузку судов на рейде по соглашению сторон.
Разгрузку судов с рефрижераторными грузами, зерном и другими грузами, перевозимыми насыпью. Производится по прямому варианту (судно – вагон, судно – автотранспорт, судно – судно).
Опасные грузы перерабатываются портом по правилам ИМКО,
МОПОГ по предварительному соглашению с портом. Завоз грузов в
порт производится по подтверждению порта.
127
Порт производит у причала или на рейде:
бункеровку судов жидким топливом;
водоснабжение судов;
снятие льяльных, балластных вод;
предоставление буксиров для производства швартовых операций.
Порт оформляет грузовые документы на погруженный (выгруженный) груз. Предоставляет отстойные причалы для судов.
Оказывает помощь в организации работ по дератизации, дегазации, дезинфекции, дезинсекции, фумигации грузов и судов
О предстоящем прибытии заявленного судна в порт капитан
судна или его агент обязаны предоставить порту информацию за
10 сут и уточненную за 72, 24 и 4 ч до ожидаемого времени прихода
судна в порт с указанием: судовладельца, фрахтователя, агентской
фирмы по чартеру, уточненного времени прибытия к лоцманской
станции (приемному бую), осадки судна, каргоплана (при приходе
в порт под выгрузку), полной информации о наличии грузовых документов, потребности в топливе, воде, других видах снабжения,
услугах, а также отсутствия санитарных и других ограничений,
препятствующих готовности судна к обработке, и другую информацию о судне и грузе, в том числе опасном, обеспечивающую нормальную обработку судна в порту. Если судно пришло в порт ранее
72 ч, информация предоставляется сразу же по съемке из последнего порта.
Под стояночным временем судна в порту понимается все время
нахождения судна в порту с момента прихода его в порт (окончания
швартовки к причалу или постановки на якорь в пределах портовых вод по указанию порта). Окончанием стояночного времени судна в порту считается момент отхода его из порта (начало отшвартовки от причала или снятие с якоря).
Для учета стояночного времени, фактически затраченного судном в порту, судно вместе с портом ведет таймшит. Если судно в
порту разгружается, а затем загружается, то таймшит составляется
отдельно для выгрузки и погрузки. Он подписывается капитаном
судна (агентом) и представителями порта. Подписание сторонами
таймшита не должно задерживать отход судна. Записи в таймшите
изменениям не подлежат, и ни одна из сторон не в праве отказаться
от его подписания.
В таймшите в хронологическом порядке фиксируются в часах и
минутах производственные операции с момента прибытия судна в
порт и до окончания всех операций, производимых портом, а также
128
все задержки в обработке, вызвавшие прерывание сталийного* времени судна, с указанием их продолжительности и причин, оформленных в необходимых случаях актами. Нотис о готовности судна
к погрузке или выгрузке капитан обязан вручить после получения
судном свободной практики (после оформления прихода, таможенного и санитарного досмотра, а также после окончания выгрузки в
том случае, если судно переходит под погрузку). Если судно должно грузить грузы нескольких отправителей и/или фрахтователей
на одном или нескольких причалах, капитан обязан давать нотис о
готовности к погрузке груза следующего отправителя и/или фрахтователя после окончания погрузки каждого отправителя и/или
фрахтователя. В этом случае в таймшитах должно указываться
время окончания погрузки каждого груза. Грузовые помещения
судна в соответствии с нотисом должны быть к началу погрузки
полностью зачищены и обеспечены всем необходимым оборудованием для погрузки данного груза. Судно считается готовым к погрузке навалочных грузов при наличии четкой грузовой марки
на штевнях и по миделю легко читаемой шкалы углублений, позволяющей определить количество погруженного груза по осадке,
отсутствии балластных вод или наличии их количества, которое
может быть принято судовыми средствами без перерыва погрузки, готовности трюмов под конкретный груз. Нотис о готовности
судна принимается при условии фактической готовности судна к
погрузке или выгрузке данного груза во все трюмы судна, подлежащие обработке в данном порту, а также при наличии полного комплекта грузовых документов. В необходимых случаях готовность
трюмов к погрузке (выгрузке) груза должна быть подтверждена
соответствующей инспекцией. Представитель порта делает соответствующую отметку в документах для капитана не позднее чем
за 30 мин после его получения с указанием начала счета сталийного времени. В случаях необходимости специального крепленияраскрепления грузов по требованию судна, применения особо трудоемких подготовительных операций при выгрузке груза в связи
* Под сталийным временем понимается рабочее время, полагающееся порту по
нормам договора или настоящего Свода на выгрузку или погрузку, включая сепарирование, перевеску, обычное крепление-раскрепление и штивку груза; открытиезакрытие и перекрытие грузовых люков; оформление документов на выгруженный/
погруженный груз; сухую зачистку и уборку грузовых помещений после выгрузки,
бункеровку топливом и водоснабжение судна, если их невозможно выполнить в процессе грузовых работ; швартовые работы в связи с производством грузовых работ с
учетом специализации причалов порта.
129
с его состоянием, при перегрузке ядовитых и огнеопасных грузов
с применением противогазов и т. п. порту предоставляется дополнительное время, устанавливаемое по соглашению сторон, которое
добавляется к сталийному времени. Сталийное время определяется
делением массы (количества груза в тоннах, кубометрах, штуках
на норму погрузки-выгрузки груза) на судно определенной классификационной группы в рабочих погожих сутках.При погрузке
груза на судно с различной нормой масса соответствующего груза
делится на установленную норму на судно в рабочих днях.В случае
погрузки-выгрузки грузов не во все грузовые помещения (трюм,
твиндек, палуба ролкеров) установленная норма умножается на
количество предъявленных грузовых люков и делится на все количество грузовых люков на судне. К сталийному времени на производство грузовых работ прибавляется время на выполнение вспомогательных операций, несовмещаемых с производством грузовых
работ.
Если иное не предусмотрено в договоре:
воскресные дни и дни официальных праздников, а также время после 15:00 в субботние и предпраздничные дни и до 08:00 понедельников и дней, следующих после праздничных дней, не считаются сталийным временем независимо от того, производилась
обработка судна или нет;
счет сталийного времени начинается с 17 ч дня, если нотис о
готовности судна к грузовым операциям вручен капитаном до 12 ч
и с 8 ч утра следующего рабочего дня, если нотис вручен после 12 ч.
счет сталийного времени прерывается в случае, когда грузовые
работы и вспомогательные операции, учтенные в сталийном времени, не могут выполняться вследствие непогоды (осадки, жара,
сильный ветер); забастовок и других форс-мажорных обстоятельств
и их последствий; по вине судовой администрации, фрахтователя,
грузовладельца; при отсутствии железнодорожных вагонов по грузам, перегружаемым только по прямому варианту в том случае,
если портом вагоны заявлены в полном объеме.
Судно обязано по требованию порта принимать или сдавать груз
днем и ночью, а также в воскресные и праздничные дни, предоставляя безвозмездно пар, электроэнергию, лебедки, стропы, краны,
освещение грузовых помещений и другие приспособления, необходимые для обеспечения погрузки или выгрузки груза. Прием и
сдача грузов производится у борта, либо на борту судна с обязательным оформлением обоюдно подписанной тальманской расписки на
каждый подъем.
130
Судовладелец обязан нанять независимую тальманскую организацию для счета груза при погрузке его на судно. Порт сдает
груз независимой тальманской организации, представляющей интересы судовладельца.
Во время перерывов в погрузке или выгрузке любых грузов, а
также в случае непогоды судно производит закрытие и открытие
трюмов. В случае использования береговых кранов порта оплата
расходов относится на счет судна.
Стоимость простоя рабочей силы, произошедшего по причинам,
зависящим от судна (неисправность грузовых средств судна, отсутствие пара, освещения, приостановка грузовых работ по просьбе
или по вине администрации судна и т. п.), оплачивается судном по
действующим в порту на день простоя соответствующим ставкам,
и время, потерянное по этим причинам для грузовых операций,
исключается из сталийного. Перешвартовка судна в порту, связанная с погрузкой-выгрузкой, производится за счет судна один раз в
процессе погрузки. Перешвартовка от причала выгрузки к причалу погрузки в связи со специализацией порта производится за счет
судна. В остальных случаях перестановка судна производится за
счет стороны, ее заказавшей.Если судно зафрахтовано несколькими фрахтователями под грузы, находящиеся на разных причалах,
то каждая швартовка и перешвартовка судна в процессе погрузки
должна оплачиваться порту за счет судовладельца или фрахтователя. Если судно зафрахтовано одним фрахтователем для погрузки
грузов разной номенклатуры с разных причалов, то перешвартовки данного судна должны оплачиваться порту судовладельцем по
факту. Если судно зафрахтовано под одну номенклатуру груза одним фрахтователем, то должны оплачиваться судовладельцем одна
швартовка, одна перетяжка или перешвартовка и одна отшвартовка судна в процессе его обработки в порту.
По требованию порта судно обязано освободить причал.
Дополнительные расходы, связанные с выгрузкой груза из локеров, диптанков и других помещений, неприспособленных для нормальной работы людей и механизмов, а также выгрузка некондиционных грузов и грузов в дефектной таре, относятся на счет судна,
а фактически затраченное время добавляется к сталийному.
Сепарационные и крепежные материалы, необходимые для
перевозки груза, предоставляются фрахтователем или грузовладельцем за свой счет. Работы по спецкреплению груза в трюмах и
на палубах судов (с применением сварочных работ, устройством
кильблоков, вымостов, настилов, изготовлением и установкой ме131
таллических деталей, креплений и т. д.), включая стоимость материалов, производятся за счет грузоотправителя или грузополучателя. Многооборотный крепежный инвентарь – талрепы, скобы,
зажимы, стальные тросы и другие приспособления для крепления
груза предоставляются судном.
Ответственность за соблюдение правильности сепарирования,
крепления и штивки грузов возлагается на судно. Установка стоек
для приема груза на палубу, крепление палубного груза производится за счет грузоотправителя (грузополучателя) под ответственность
судна или судовладельца, независимо от того, производится эта работа судовой командой или по заявке судна силами порта. Установка
мостков или иных приспособлений для обеспечения безопасности
членов экипажа производится по заявке судна и за счет судна.
Размещение грузов на судне производится по грузовому плану,
утвержденному капитаном и согласованному с портом. Капитан судна является ответственным за правильное распределение и укладку
груза в грузовых помещениях судна и несет ответственность за сепарирование коносаментных партий груза и качество сепарации.
Порт несет ответственность перед судовладельцем за повреждение судна, произошедшее по вине порта, подтвержденное актом,
составленным с обязательным участием представителя порта в течение суток, во время которых произошло повреждение.
В отдельных случаях (рейдовые операции, прямое смешанное
сообщение, снабженческий завоз, разгрузка и др.) порт разрабатывает с заинтересованными сторонами особые условия переработки
грузов и обработки транспортных средств.
4.3. Представление логистической информации
в системе Marinetraffic.com
Данный портал предназначен для сбора и представления данных, которые используются в научных исследованиях, таких как:
моделирование движения судов в целях содействия обеспечению безопасности судоходства, а также обучение способности
справляться с критическими ситуациями;
статистическая обработка трафика портов и их применение в
оперативных исследованиях;
разработка эффективных алгоритмов для оценки морского
пути и для определения расчетного времени прибытия корабля;
корреляции собранной информации с метеорологических данных;
сотрудничество с институтами защиты окружающей среды.
132
Проект обеспечивает в режиме реального времени информацию
общественности о движении и прибытии в порты кораблей. В зоне
покрытия – практически все береговые линии по всему миру. Рассмотрим по какому принципу она построена.
Основной частью данной системы является наличие AIS (АИС).
Автоматическая идентификационная система – это новое навигационное средство, устанавливаемое на морских судах.
Одним из путей повышения безопасности мореплавания является широкое внедрение автоматических систем, основанных на комплексном использовании средств связи, вычислительной техники
и навигации. В результате объединения возможностей глобальных
навигационных спутниковых систем (ГНСС), систем автоматической цифровой радиосвязи и систем электронной картографии появились реальные предпосылки внедрения принципиально новых
информационных технологий и систем, позволяющих эффективно
и оперативно решать вопросы управления движением судов, обмена информацией как между судами, так и между судами и берегом. Такие системы, получившие название АИС (автоматические
идентификационные системы, AutomaticIdentificationSystem),
обеспечивают автоматический обмен наиболее важными навигационными данными между судами и береговыми станциями в УКВдиапазоне морской подвижной службы и в значительной мере дополняют традиционные судовые навигационные комплексы.
Идея разработки АИС возникла в конце восьмидесятых годов
прошлого века в результате возросшей необходимости информационного обмена судов с берегом для обеспечения безопасности
судоходства и повышения эффективности эксплуатации судов.
Первоначально в качестве технического средства выступал «транспондер» (от transmit – передавать и respond – отвечать, реагировать) – устройство, которое отвечало на запросы береговых станций
системы регулирования движением судов и передавало самую необходимую информацию о судне. Впоследствии данная идея была
расширена и включила в себя дополнительные требования по обеспечению обмена данными между судами для решения задач предупреждения столкновений. Однако название «транспондер» успело закрепиться за данным устройством, и сейчас этот термин часто
используется для обозначения судовой аппаратуры АИС.
АИС является одним из основных элементов системы мониторинга судов не только в прибрежной зоне, но и далеко за её пределами, поскольку имеет так называемый режим дальней связи, использующий спутниковые системы связи. Предусмотрено также
133
использование АИС при лоцманской проводке судов, передаче сообщений по безопасности мореплавания, передаче дифференциальных поправок для приемников глобальной спутниковой навигации
и в других специальных приложениях.
АИС прежде всего предназначена для использования на судах
при решении задач предупреждения столкновений, а также для автоматического обмена с другими судами и компетентными береговыми службами навигационной, рейсовой и другой информацией,
связанной с безопасностью.
В соответствии с правилом 19 СОЛАС-74 АИС должна:
– автоматически предоставлять соответствующим образом оборудованным береговым станциям, другим морским и воздушным
судам информацию, включая идентификацию судна, тип, координаты, курс, скорость, эксплуатационное состояние судна и другую
связанную с безопасностью информацию;
– автоматически принимать такую информацию от подобным
образом оборудованных судов;
– вести сопровождение наблюдаемых судов и обмениваться данными с береговыми средствами.
АИС должна способствовать повышению безопасности (safety)
мореплавания, эффективности судовождения и эксплуатации систем регулирования движением судов (СРДС), а также защите
окружающей среды. Указанные общие задачи решаются путем использования АИС в качестве:
– средства предупреждения столкновений в режиме судно – судно;
– средства получения компетентными береговыми службами
информации о судне и грузе;
– инструмента СРДС в режиме судно – берег для управления
движением судов;
– средства мониторинга и слежения за судами, а также в операциях по поиску и спасению (SAR).
АИС выполняет следующие функции:
– автоматическую идентификацию судов (номер судна IMO,
MMSI, позывной и название), прием и передачу по радиоканалам
АИС навигационной информации (координаты, курс, скорость,
скорость поворота и т. д.), рейсовой информации (пункт назначения, ожидаемое время прибытия, тип груза) и статической информации (название и позывной судна, габариты и осадка судна, положение антенны); выдачу этих видов информации для
отображение на минимальном дисплее АИС и дисплее электронных карт;
134
– получение координат судна и параметров его движения от
внешнего источника (ГНСС, лага, компаса или интегрирующего
устройства, например электронной картографической системы);
– определение координат судна при помощи внутреннего ГНСС
приемника, в том числе с использованием дифференциального режима;
– прием и выдачу статических, рейсовых данных, текстовых и
двоичных сообщений на электронные карты;
– выдачу информации о состоянии АИС на пульт управления и
отображения и внешнее оборудование;
– выдачу рассчитанных по координатам судов и собственным
координатам пеленгов и дистанций до этих судов;
– задание (береговыми АИС) соответствующих режимов работы
судовым и береговым станциям, в том числе задание районов, частот, мощности излучения, слотов, периодов докладов, количество
повторений докладов, а также режимов работы ретрансляторов;
– включение/выключение резервных береговых станций (репитеров) АИС.
Следует отметить, что АИС как средство радиосвязи является также объектом в общей системе обеспечения безопасности
(security) в соответствии с Международным кодексом по охране судов и портовых средств.
Общий принцип действия АИС поясняется рис. 4.3. Суда, оборудованные аппаратурой АИС, находясь в открытом море или в прибрежных районах, автоматически и регулярно передают в диапазоне УКВ
морской подвижной радиослужбы стандартные сообщения, содержащие информацию о судне, его координатах, курсе, опасном грузе на
борту, порте назначения, времени прибытия и другие данные.
Одновременно каждым судном, оборудованным АИС, принимается аналогичная информация от других судов, находящихся
в радиусе действия, ограниченном распространением радиоволн
УКВ-диапазона (20–30 морских миль). Принятая информация автоматически обрабатывается и отображается на судовом навигационном дисплее. Синхронизация работы всех станций АИС, как
судовых, так и береговых, обеспечивается глобальной навигационной спутниковой системой. По сигналам ГНСС в судовых навигационных приемниках рассчитываются текущие координаты судна
и вектор скорости.
Сообщения системы АИС могут быть трех основных типов:
1. Динамическая информация, например положение судна, скорость, текущее состояние, курс и скорость хода.
135
Рис. 4.3. Общий принцип функционирования АИС
2. Статическая информация, такая как имя судна, номер ИМО,
MMSI количество, размер.
3. Рейсовые данные (тип судна, фотографии и т. д.).
Центральная база данных Службы Marinetraffic.com (рис. 4.4)
получает и обрабатывает большое количество данных и сохраняет
наиболее важные его части. Она также включает в себя порт и области географической информации, фотографии судна и прочую
информацию. Текущие позиции судов и/или пути следования отображаются на карте, используя Google, карты API. История следования, детали судна, условия порта и статистика доступны для поиска через веб-страницу.
Данные, полученные базой в режиме реального времени, сразу
становятся доступны на карте и на других страницах. Тем не менее
некоторые позиции, показанные на карте, могут не обновляться некоторое время (например, когда судно выходит из диапазона). Местоположения судов могут быть показаны на карте без обновлений
в течении часа.
Marinetraffic не охватывает все моря целиком, только определенные прибрежные районы, где установлены наземные АИС-приемники. Суда, появляющиеся на живой карте, оснащены оперативным транспондером АИС, их можно наблюдать, когда они плывут в
136
137
Рис. 4.4. Оконная форма движения транспорта в Балтийском море
(оконные формы систмы MarineTraffic.com)
138
Рис. 4.4. Окончание
приеме диапазона АИС, установленной на земле. Возможные причины задержек отображения судна на живой карте:
–судно не оснащено АИС или он не работает должным образом;
–судно плывет в районе, где поблизости нет АИС приемной
станции;
–мощность передачи АИС судна не достаточна для того, чтобы
наземные станции приняли сигнал;
–АИС судна не настроена должным образом передавать информацию, что может искажать правильность сигнала (например,
MMSI-номер, название судна и т. д.).
На карте мира указаны зоны покрытия, в которых отображаются все морские транспортные средства, на борту которых установлен передатчик.
С помощью данного сервиса любой пользователь может просмотреть базовую информацию об интересующем объекте. Через определенные отрезки времени происходит автоматическое обновление
карты с указанием местоположения судов.
На карте отображены всевозможные типы судов (рис. 4.5): пассажирские, грузовые, танкеры, скоростные, буксиры, яхты, лоцманы, суда на якоре. Все они для простоты восприятия обозначены
разными цветами. Есть возможность наблюдать также пути судов,
неопределенные суда, средства навигации.
Пассажирские суда
Грузовые суда
Танкеры
Высокоскоростное судно
Буксир, пилотов и т. д.
Яхты и другие
Рыбалка
Навигационные средства
Unspecified судов
Корабли идут
Якорь/Пришвартован
Рис. 4.5. Типы судов в системе marinetraffic
139
140
Рис. 4.6. Вкладка «порты»
Присутствует довольно разветвленная система поиска интересующего объекта: по области покрытия и отображения, по судну, по
порту, по имени транспортного средства.
Во вкладках «порты» (рис. 4.6), «суда» содержится довольно
подробная информация о выбранном объекте (для вкладки «суда»:
имя судна, тип судна, его скорость, курс, направление движения,
текущий порт, указание времени получения вышеперечисленных
сведений). Вкладка «галерея» содержит информацию, в которой
приведены фотографии судов.
Также можно отобразить на экране судно (рис. 4.7) и его пройденный путь на карте, узнать, какой стране оно принадлежит, его
тип, статус и некоторые характеристики.
Перейдя по ссылке «детали судна» (рис. 4.8), пользователь попадает на страницу, информация на которой дублирует данные с
карты. Помимо этого существует возможность увидеть судно на
фотографии, получить информацию о рейсе, уточнить последние
порты назначения.
Вкладка «порты» позволяет получать информацию о количестве судов в порту, о прибытиях и отправлениях, об ожидаемых
прибытиях. Наименования портов указаны в алфавитном порядке
(рис. 4.9). Упростить поиск можно, выбрав в левом поле интересующую страну.
Выбирая нужный порт, нажимаем на гиперссылку с названием
порта. Пользователь попадает на страницу с подробными логистическими сведениями о состоянии порта, о количестве судов в порту,
о последних и ожидаемых прибытиях и отправлениях, с погодной
сводкой по датам (направление ветра, температура), фотографией
порта, картой, сведениями о грузообороте порта, отображенными на диаграммах и графиках. Рассмотрим информацию на примере порта Санкт-Петербург. Основные диаграммы приведены на
рис. 4.10. Диаграммы обновляются одновременно с обновлением
количественной информации в системе.
На диаграмме представлено:
1. Количество прибывших судов по типам.
2. Общее количество судов по типам за месяц, за час.
3. Общая классификация прибывших судов.
Полученные графические зависимости позволяют определить,
каким типом ресурсов на импорт и экспорт более всего загружен
порт Санкт-Петербург, какой у него грузооборот и насколько динамически он работает. Для сравнения представим данные о порте
Выборг, логистическая картина будет другая (рис. 4.11).
141
142
Рис. 4.7. Отображение судна в системе
143
Рис. 4.8. Вкладка «детали судна»
Рис. 4.9. Список морских портов, поддерживаемых системой
4.4. Разработка имитационной модели движения судов
в акватории морского порта
В настоящее время моделирование является основным методом
исследований во всех областях знаний и научно обоснованным методом оценок характеристик сложных систем, в частности транспортных, используемым для принятия решений в различных сферах деятельности. При выполнении моделирования решается задача определения структуры процесса. При проектировании сложных транспортных систем и их подсистем возникают многочисленные задачи, требующие оценки количественных характеристик
144
Рис. 4.10. Системное представление информации о морском порте
Санкт-Петербург в системе Marinetraffic.com.
и качественных закономерностей процессов функционирования
таких систем. Ограниченность возможностей экспериментального
исследования больших транспортных систем делает невозможным
их полное проектирование, внедрение в эксплуатацию без использования методики моделирования, которая позволяет в соответствующей форме представить процессы функционирования систем
и описание протекания этих процессов с помощью математических
моделей. Наибольшее распространение при этом получили аналитический и имитационный методы моделирования. При аналитическом исследовании транспортных систем полное исследование
удается провести в том случае, когда получены явные зависимости,
145
Рис. 4.11. Характеристики порта Выборг
связывающие искомые величины с параметрами системы и начальными условиями ее изучения. Однако это удается выполнить
только для сравнительно простых транспортных систем. Анализ
характеристик процессов функционирования сложных систем с
помощью только аналитических методов наталкивается на значительные трудности, приводящие к необходимости существенного
упрощения моделей и получения недостоверных результатов, поэтому чаще всего для исследования транспортных систем используют имитационные модели.
Математический аппарат, применяемый в имитационном моделировании, практически ничем не ограничен [2,16]. В основе данного моделирования транспортных систем лежит моделирование
случайных явлений. Благодаря наличию возможности производить различную генерацию событий существует реальная возмож146
ность прогнозировать различные события в транспортной системе.
Рассмотрим сферу применения имитационных моделей (рис. 4.12).
Рассмотрим каждый процесс в отдельности и обоснуем правильность использования имитационного моделирования для их решения.
1. Планирование и составление расписаний работы транспортной системы. Практически любая производственная или логистическая деятельность требует составления расписания чего-либо в
том или ином виде. Часто данная задача может быть довольно просто решена. Например, если парк автомобилей составляет 5 единиц, то эффективное расписание можно составить исходя из простых логических умозаключений. Но если есть производство, сложный технологический процесс, значительный парк транспортных
средств, то составить эффективное расписание «вручную» может
быть сложно, если вообще возможно. В общем виде, составление
расписания или любое планирование во времени взаимосвязанных
динамических событий является сложной и, как правило, не решаемой аналитически задачей. Единственным методом, который
позволяет найти оптимальное расписание в общем случае, является полный перебор всех возможных вариантов развития событий,
но решить подобную систему невозможно, так как события развиваются во времени, и чем дальше мы смотрим вперед, тем больше
различных вариантов получаем, а количество необходимых расчетов растет в геометрической прогрессии. Поэтому для составления
сложных расписаний используется комбинация имитационных
Планирование и составление расписаний
работы транспортной системы
ТРАНСПОРТНЫЕ
ЗАДАЧИ,
ДЛЯ РЕШЕНИЯ
КОТОРЫХ
ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
ИМИТАЦИОННОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Управление парком транспортных средств и
перевозками
Управление транспортными сетями
Управление цепочками поставок
Склады и терминалы
Рис. 4.12. Сфера применения математических моделей
147
моделей со специальными оптимизационными эвристиками, которая позволяет найти расписание, близкое к оптимальному.
2. Управление парком транспортных средств и перевозками содержит следующие задачи: стратегическое и оперативное управление парком транспортных средств; оптимизация и планирование
перевозок; автоматизация бизнес-процесса по управлению перевозками, в том числе и процесса принятия управленческих решений; минимизация затрат на управление перевозками и содержание парка; оценка рисков принимаемых решений. Управление парком и перевозками включает в себя множество различных аспектов,
например комплектование парка, закупку новых транспортных
средств, план регламентных работ, управление человеческими ресурсами, так же, как и непосредственное управление перевозками,
т. е. какое транспортное средство, когда и куда надо направить.
Управление перевозками является наиболее сложной задачей среди перечисленных и фактически сводится к долгосрочному и краткосрочному планированию, в частности, составлению расписания
перевозок, а также оперативному управлению транспортными средствами. Требования к управлению могут выдвигаться совершенно
разные, например, максимизация объема перевозок, минимизация
стоимости перевозок, или вероятность выхода стоимости перевозок
за рамки бюджета. Однако, независимо от требований, аналитического решения для задачи составления расписания не существует,
и единственным способом решения являются системы поддержки
принятия решений на основе оптимизирующих имитационных
моделей, которые позволяют получить результат, близкий к оптимальному. Такие модели позволяют «проиграть» различные схемы
управления парком с учетом текущей дислокации, проанализировать различные варианты развития событий и выбрать наиболее
эффективное решение на данный момент времени.
3. Управление транспортными сетями. Транспортные сети (ТС)
объединяют все ресурсы и процессы, необходимые для хранения и
доставки грузов: транспортные средства, маршруты доставки, склады и терминалы, фронты погрузки/разгрузки, информационные
системы. Управление транспортной сетью в целом стоит на уровень
выше, чем управление парком транспортных средств или, например, терминалом. Фактически, управление ТС дает общий взгляд на
всю транспортную систему в целом, а задача эффективного управления ТС фактически сводится к эффективному управлению всеми ее
ресурсами и процессами. Таким образом, возможность учитывать
особенности всех узлов системы в их взаимосвязи позволяет сни148
зить затраты и сократить риски при принятии управленческих решений и риски потенциальных финансовых потерь.
4. Управление цепочками поставок. Цель управления цепочками поставок состоит в объединении рынка сбыта, системы распределения, производства и закупки таким образом, чтобы клиенты
обслуживались на более высоком уровне при одновременном снижении затрат. Управление цепочками поставок состоит из трех основных этапов:
–принятие решений (время и состав закупок, точка заказа и
уровень заказа, пути доставки, какие складские площади и когда
надо освободить и т. д.);
–мониторинг состояния заказов;
–документирование процесса.
Наиболее сложным этапом является процесс принятия решений, так как необходимо проанализировать множество взаимосвязанных, часто стохастических событий, тем не менее большинство
систем по управлению цепочками поставок предоставляет только
возможности мониторинга и документирования процесса, что является необходимой составляющей, но все же не основной. Имитационные модели позволяют полностью спрогнозировать процесс
управления цепочками поставок от принятия решений до мониторинга их выполнения и документирования.
5. Склады и терминалы. Склад является неотъемлемой частью
любой цепочки поставок – все начинается со склада, складом же
все и заканчивается. Без учета параметров склада, его ресурсов, динамики движения товаров невозможно эффективно управлять цепочкой поставок в целом. От того, насколько эффективно работает
склад, как используются его площади и ресурсы, в значительной
степени зависит результативность функционирования всей логистической структуры. Например, нередко приходится сталкиваться с ситуациями, когда из-за неэффективной работы склада или
терминала вагоны могут более суток ожидать погрузки, в то время
как само время перевозки составляет два-три дня, т. е. фактически
эффективность перевозок в таких случаях падает на 50%. Также
одним из интересных приложений имитационного моделирования
является анализ сети терминалов и складов.
Имитационные модели помогают проанализировать различные варианты расположения терминалов и складов, организовать
грузопотоки, оценить, как терминалы будут реагировать на увеличение грузопотока, в какой очередности рекомендуется строить
терминалы – и все это делается с учетом реальных стохастических
149
характеристик, а не средних величин и непонятно как полученных
коэффициентов, которые, как правило, дают результаты, значительно отличающиеся от фактических.
Общий процесс построения транспортной модели, осуществляемый при имитационном моделировании транспортной системы,
делится на следующие этапы: постановка задачи; определение
цели исследования в транспортной системе; разработка системы в
рамках принятых допущений; планирование имитационного эксперимента на вычислительной станции; испытание модели в соответствии с намеченным планом и получение результатов для последующего формирования решения.
Рассмотрим транспортную задачу и ее реализацию с помощью
имитационной модели. За основу возьмем морской логистический
комплекс. За программную реализацию моделирования возьмём
комплекс программ:
1) для получения численных характеристик – программу
LiteSМО;
2) для имитационного моделирования – программу AnyLogic.
При проектировании нового порта или анализе работы уже существующего часто возникает задача в определении числа причалов, необходимых для работы порта без перегрузки и простоя.
Решение данной задачи необходимо в целях оптимизации работы
всей морской транспортной системы.
Рассмотрим морской порт, в который на разгрузку приходят корабли. Время прихода кораблей в порт распределено нормально с
математическим ожиданием m = 1 и средним квадратическим отклонением  = 0,3. Разгрузка каждого судна осуществляется около
одного из семи причалов, каждый из которых может обслуживать
одновременно только одно судно. Судно, приходящее в порт, становится под разгрузку к освободившемуся причалу, а если все причалы заняты, то оно становится в очередь на рейде. Количество судов
на рейде не должно превышать 10. Время разгрузки распределено
равномерно. Каждый корабль относится к одной из трех категорий:
первой, второй или третьей. Преимущество разгрузки имеют суда с
более высокой категорией. Данные о кораблях всех категорий приведены в табл. 4.3.
Представим порт в виде имитационной модели СМО в среде моделирования. Каждому объекту предметной области поставим в соответствие объект модели, как показано в табл. 4.4.
Таким образом, структура модели в среде моделирования будет
иметь вид, представленный на рис. 4.13.
150
Таблица 4.3
Данные о категориях кораблей
Категория судна
Вероятность появления
Минимальная продолжительность
разгрузки, ч
I
II
III
0,1
0,4
0,5
4
6
8
Таблица 4.4
Соответствие объектов предметной области и объектов модели
Объект предметной области
Объект модели
Поток приходящих кораблей
Генератор «поток кораблей»
Очередь кораблей на рейде
Накопитель «рейд»
Причалы
Канал «причалы»
Поток разгруженных кораблей
Сток «сток обслуживания»
Поток кораблей, получивших отказ
Сток «сток отказов»
в ожидании на рейде
Корабли I категории
Тип заявки «корабли 1 категории»
Корабли II категории
Тип заявки «корабли 2 категории»
Корабли III категории
Тип заявки «корабли 3 категории»
Рис. 4.13. Структура имитационной модели морского порта
151
Из генератора, моделирующего приход кораблей, заявки поступают в накопитель. Если накопитель уже содержит 10 заявок (очередь на рейде ограничена 10 кораблями), то поступающие заявки
получают отказ в обслуживании и переходят в сток отказов. Иначе
заявки либо ожидают обслуживания в накопителе, если в канале
нет свободных обслуживающих устройств (т. е. если нет свободных
причалов), либо сразу переходят на обслуживание в канал, если
свободные обслуживающие устройства имеются. После обслуживания (разгрузки) заявки переходят в сток обслуживания, где ведется их подсчет.
Для генератора установим закон распределения интервалов
между моментами генерации заявок и вероятности появления каждого типа заявки, как изображено на рис. 4.14. При каждом событии генерации появляется одна заявка. Дисциплина выбора приемника в данном случае не имеет значения, так как он всего один –
накопитель «рейд».
Для накопителя установим ограничение на длину очереди, дисциплину ожидания, дисциплину выбора заявки в соответствии с
рис. 4.15. Так как корабли в соответствии категорий имеют приоритет в обслуживании, то необходимо отметить признак учета
приоритета заявок.
Для канала установим законы распределения времени обслуживания и число обслуживающих устройств, как показано на рис. 4.16.
Для стоков нет необходимости устанавливать специфические
параметры. Для типов заявок установим приоритеты, как показано на рис. 4.17.
Следующим этапом исследования является настройка условий
эксперимента. Так как никаких ограничений на объем выборки и
время моделирования в задании не указано, установим критерий
окончания моделирования по времени моделирования, которое для
обеспечения высокой точности вычислений примем 10000 ч. Для
оценки разброса значений времени ожидания кораблей на рейде выберем соответствующее распределение, как показано на рис. 4.18.
Произведем расчет показателей эффективности СМО. Для этого перейдем на вкладку «показатели» и выполним имитационный
эксперимент (прогон модели во времени). Результаты эксперимента сохраним в текстовом файле. Значения основных показателей
представлены в табл. 4.5.
Время ожидания кораблей на рейде и процент отказов имеют достаточно высокие значения, поэтому можно сделать вывод,
что СМО не справляется с потоком заявок или перегружена.
152
Рис. 4.14. Параметры генератора «поток кораблей»
Рис. 4.15. Параметры накопителя «рейд»
153
Рис. 4.16. Параметры канала «причалы»
Рис. 4.17. Параметры типов заявок
154
Рис. 4.18. Настройка условий эксперимента
Таблица 4.5
Основные результаты моделирования
Показатели
Коэффициент загрузки канала
Количество заявок, попавших в сток отказов (т. е.
кораблей, получивших отказ в обслуживании)
Среднее время ожидания в очереди на рейде
Значения
Числовые значения
То же
График функции
Для просмотра гистограмм выбранных распределений перейдем
на вкладку «распределения». Для одного из распределений (распределения времени ожидания кораблей I категории на рейде) проверим гипотезу о виде закона распределения.
Исходя из характера гистограммы разумно предположить, что
для описания данного распределения подойдет показательный
закон. Единственным параметром данного закона является интенсивность. Подобрать значение параметра вручную достаточно
155
трудно, поэтому воспользуемся автоматическим расчетом. Для этого выберем показательный закон в выпадающем списке «закон распределения» и нажмем кнопку «вычислить параметры». Получим
значение  = 0,98.
Таким образом, мы предполагаем, что распределения времени
ожидания кораблей I категории на рейде подчиняется показательному закону с  = 0,98. Чтобы проверить это предположение, нужно нажать кнопку «проверить гипотезу». В результате будет выдано сообщение, как показано на рис. 4.19. Очевидно, гипотеза была
принята.
В целях оптимизации работы СМО определим число причалов,
необходимое для работы порта без перегрузки и простоя. Для этого
найдем зависимости среднего времени ожидания кораблей на рейде и среднего времени простоя причалов от количества причалов
в порту. С этой целью перейдем на вкладку «Зависимости». В качестве параметра определим число обслуживающих устройств, в
качестве зависимых показателей – время ожидания заявок в накопителе и время простоя обслуживающих устройств в канале, как
показано на рис. 4.20.
Для выполнения эксперимента нажмем кнопку «выполнить
эксперимент» и рассмотрим построенные графики. График зависимости среднего времени ожидания заявок в накопителе от количества обслуживающих устройств в канале приведен на рис. 4.21
(данное изображение получено с помощью функции копирования
графика, фон графика можно изменить, кликнув на нем правой
кнопкой мыши).
Также представим построенные зависимости в виде сводной
табл. 4.6. Для этого нужно выделить в списке оба отклика и нажать
кнопку «показать таблицу», после чего в окне вывода таблиц нажать кнопку «копировать».
Таблица 4.6
Зависимости показателей СМО от числа обслуживающих устройств
Число устройств
(причалы)
6
7
8
9
10
156
Среднее время, ч
ожидания (рейд,
простоя (причалы,
все типы заявок)
все типы заявок)
11,7
9,37
2,08
0,141
0,0183
0,00153
0,00232
0,199
1,18
2,18
157
Рис. 4.19. Проверка гипотезы о виде распределения
Рис. 4.20. Настройка и проведение однофакторного эксперимента
Рис. 4.21. График зависимости среднего времени
от количества обслуживающих устройств
158
159
Рис. 4.22. Имитационная модель движения судов в акватории порта
160
Рис. 4.23. Имитационная модель работы причала для контейнерных судов
Имитационное моделирование движения судов приведено на
рис. 4.22, модель работы причала – на рис. 4.23.
В итоге, имея имитационную модель, которая с необходимой и
достаточной степенью адекватности описывает функционирование
морского терминала, можно осуществить предпроектную проработку вариантов развития (строительства, модернизации) терминала, составить качественную проектную документацию и сделать
ряд экспертных заключений по проекту. На основе оценок, полученных с помощью имитационной модели, можно принять более
обоснованные решения о строительстве объектов на терминале, что
в итоге позволит повысить пропускную способность терминала, достичь значительного прироста грузооборота и увеличить качество
сервиса конечных клиентов.
161
5. ПЛАНИРОВАНИЕ И МАРШРУТИЗАЦИЯ
ГРУЗОПОТОКОВ В ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ
5.1. Общие сведения о перевозке грузов
Планирование грузопотоков в транспортных системах основывается на определении рационального объема и направлений перевозок. Грузопоток представляет собой некоторое количество грузов
(в натуральных единицах измерения), которые транспортируются
в определенном направлении за установленный период времени.
Управление транспортировкой в логистике во многом зависит от
применения различных форм организации и распределения грузопотоков, которые обычно характеризуются многоступенчатостью.
Принципиально возможные схемы организации грузопотоков показаны на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Схемы организации грузопотоков: – источник, генерирующий
грузопотоки; – терминал;
– конечные пункты назначения
грузопотоков; – грузопотоки
162
Для изучения грузопотоков составляют так называемую корреспонденцию грузовых перевозок. Она представляет собой транспортную связь по перевозке грузов между пунктами или территориальными подразделениями транспортной логистики. Обычно
корреспонденцию грузовых перевозок используют для характеристики грузовых потоков в макрологистических системах между отдельными районами страны и подразделениями транспорта.
Корреспонденция грузовых перевозок между районами называется межрайонной, между станциями – постанционной, между
портами – межпортовой, между дорогами – междудорожной и т. д.
На основании данных табл. 5.1 определяют соотношение между
генерацией и прибытием грузов, а также вывозом и ввозом, как по
отдельным корреспондирующим единицам, так и по совокупности
их в целом (в тоннах, тонно-километрах).
В графическом изображении грузопотоки выражаются различными вариантами в виде: эпюр, графиков, картограмм.
Формы организации внутренних перевозок зависят от мощности грузопотоков и объема грузооборота. Под грузопотоком понимается объем перевозок грузов в определенном направлении или через данный пункт за определенный отрезок времени. Грузопотоки
разделяются на внешние и внутренние. Внешние грузопотоки характеризуют объем прибывающих на предприятие грузов (грузовые
потоки прибытия) и объем отправляемых грузов (грузовые потоки
отправления). Внутренние грузопотоки – это количество грузов,
перемещаемых между подразделениями предприятия. Мощность
грузопотоков на внутризаводском транспорте измеряется в тоннах
(иногда в тонно-километрах) в единицу времени.
Грузооборот – основной экономический показатель, характеризующий суммарный вес грузов, перевезенных на предприятии за
расчетный период. Расчет грузооборота оформляется в виде шахматной ведомости (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Шахматная ведомость грузооборота
Пункт отправления груза
А (склад комплектующих)
Б (механический цех № 1)
В (механический цех № 2)
Г (сборочный цех)
Всего прибыло груза, тыс. т
А
–
11
4
5
20
Пункт назначения
Б
В
Г
10
12
8
–
7
–
17
2
–
12
26
13
–
–
31
Всего отправлено
груза, тыс. т
30
26
11
17
84
163
Планово-экономический расчет во внутризаводском планировании транспортировок производится на базе наибольшего суточного
грузооборота Qсут с учетом неравномерности поступления и отправления грузов по формуле
Q
Qñóò = ã Kí ,
Ä
где Qг – годовой грузооборот (из шахматной ведомости), т; Д – число рабочих дней в году; Kн – коэффициент неравномерности перевозок (Kн = 1,13,0).
Грузопотоки оформляются в виде эпюр и схем. Эпюры характеризуют общее перемещение грузов на предприятии, напряженность грузопотоков, их направление. Они также помогают выявить нерациональные встречные перевозки, т. е. перевозки одинакового груза во встречных направлениях. Построение эпюры, как
это показано на рис. 5.2, начинается с грузопотока, следующего в
наиболее удаленный от отправителя пункт (в нашем случае вначале откладывается количество груза, следующего из А в Г, затем из
Б в Г и т. д.).
Количество транспортных средств Kтс определяется исходя из
объема перевозок и часовой производительности транспортного
средства по формуле
Kòñ =
QKí
,
q÷Òò
где Q – грузооборот за расчетный период, т; qч – часовая производительность транспортного средства в течение расчетного периода, ч;
Тт – время работы транспортного средства в течение планового периода.
Часовая производительность транспортного средства определяется по формуле
q÷ =
qí Kãð 60
Tòð
,
где qн – номинальная грузоподъемность транспортного средства, т;
Kгр – коэффициент использования грузоподъемности транспортного средства; Ттр – транспортный цикл, характеризующий затраты
времени на погрузку, разгрузку, пробег транспортного средства по
маршруту (туда и обратно), мин.
164
Q, т
20
16
17
11
7
12
4
5
АБВГ
L, км
8
13
12
10
13
30
21
35
2
Рис. 5.2. Построение эпюры
Организация работы внутреннего транспорта включает выбор
системы планирования перевозок, осуществление соответствующих подготовительных работ, установление определенного порядка работы транспортных средств и выполнения погрузо-разгрузочных работ.
В настоящее время предприятия применяют две разновидности
системы планирования перевозок: по стандартным расписаниям и по заявкам. Первая разновидность применяется при достаточно мощных и стабильных грузопотоках, вторая – при эпизодической потребности в транспортных средствах. При работе транспорта по стандартным расписаниям выявляются рациональные
маршруты, разрабатываются стандартные графики движения
транспортных средств, определяются порядок выполнения погрузо-разгрузочных работ, техническое оснащение мест погрузки и
выгрузки.
Для перевозки грузов применяются следующие виды маршрутов: маятниковые, веерные, кольцевые. При маятниковом маршруте транспортное средство осуществляет перевозку грузов между
двумя определенными пунктами, при веерном маршруте – перевозка грузов осуществляется из нескольких пунктов в один или из
одного пункта в несколько, при кольцевом маршруте обслуживание транспортным средством осуществляется в течение цикла из
нескольких пунктов отправления и получения грузов. Выбор того
или иного маршрута обосновывается экономическими расчетами.
165
Графиком работы транспортных средств определяется порядок выполнения погрузо-разгрузочных работ. При разработке графика работы транспортных средств предусматриваются предварительная подготовка:
устанавливается порядок обеспечения тарой;
пункты приемки и отправления грузов оснащаются средствами механизации;
транспортные средства и водители закрепляются за маршрутами.
Планирование перевозок состоит из трех этапов:
технико-экономическое планирование;
календарное планирование;
диспетчирование.
Технико-экономическое планирование заключается в составлении календарных годовых или квартальных планов перевозок. Эти
планы включают в себя производственную программу (план перевозок), грузооборот, объем погрузо-разгрузочных работ, необходимое количество транспортных средств и механизмов, численность
транспортных рабочих и другие данные, характеризующие работу
транспорта в планируемом периоде.
Календарные планы перевозок составляются на более короткие
периоды: смену, сутки, месяц. Они охватывают погрузо-разгрузочные работы, ремонт транспортных средств и путей сообщения. Основным оперативным плановым документом является расписание
движения транспортных средств.
Оперативное руководство ходом транспортных работ, контроль за соблюдением расписаний движения транспортных средств
и сменно-суточных планов осуществляет диспетчерская служба
транспортного хозяйства. Она же организует выполнение плановых работ. Оперативный учет ведется на основе суточных рапортов
о работе транспортных подразделений.
Прямым считается такое направление, по которому перемещается наибольшее количество грузопотоков. Отношение величины
прямого грузопотока к величине грузопотока обратного направления называется коэффициентом неравномерности грузопотоков по
направлениям. Эпюры грузопотоков позволяют определить:
1.Количество груза, отправляемого из каждого пункта, прибывающего в него и проходящего через него.
2.Объем перевозок и грузооборот на каждом конкретном участке маршрута и на всей линии в целом.
3.Среднее расстояние перевозки грузов,
166
4. Нерациональные встречные перевозки (перевозки одинакового груза во встречных направлениях).
Раскрывая аспекты маршрутизации в транспортной логистике,
целесообразно дать обобщенное определение ключевому понятию.
Маршрут движения представляет собой путь перемещения подвижного состава при транспортировке каких-либо грузов. Маршруты движения могут быть двух типов:
Маятниковые маршруты (рис. 5.3) – это маршруты, при которых путь перемещения транспортных средств между двумя логистическими пунктами повторяется неоднократно. Данный тип
маршрутов подразделяется на 3 вида: 1) маятниковые маршруты
с обратным холостым пробегом (3 = 0,5) – см. рис. 5.3, а; маятниковые маршруты с обратным не полностью груженным пробегом, в
этом случае 0,5< В< 1,0 (см. рис. 5.3, б); маятниковые маршруты с
обратным груженым пробегом (В = 1,0) – рис. 5.3, в, где: В – коэффициент использования подвижного состава на маршруте.
Кольцевые маршруты – это маршруты, при которых пути перемещения транспортных средств представляют собой замкнутые
контуры, соединяющие несколько получателей или поставщиков
(рис. 5.4).
Разновидностями кольцевых маршрутов являются развозочные
и сборочные маршруты. При движении по таким маршрутам производится постепенная выгрузка или погрузка грузов.
Маршрутизация перевозок – это наиболее эффективный способ
организации оптимального продвижения грузопотоков по логистическим каналам и цепям. Формирование рациональных маршрутов позволяет точно определять объемы перевозок грузов в территориальном и временном разрезе, рассчитывать количество транспортных средств, необходимых для обеспечения грузопотоков, добиваться значительного сокращения простоев подвижного состава
под погрузкой и разгрузкой.
А
E = 0,
А
В
А
E = 0,1
0, 5 ‫ ޒ‬E‫ ޒ‬1,0
В
В
АТП
АТП
а
б
АТП
С
в
Рис. 5.3. Принципиальные варианты маятниковых маршрутов
167
С
Б
Д
А
Е
Рис. 5.4. Принципиальная схема кольцевого маршрута
Кроме того, маршрутизация перевозок положительно зарекомендовала себя тем, что существенно расширяет возможности повышения производительности транспортных средств при одновременном снижении численности активного подвижного состава с
сохранением объемов перевозок и улучшением качества транспортно-экспедиционного обслуживания. Если определены и эксплуатируются рациональные маршруты и на них строго соблюдаются
сроки поставок, то товарно-производственные запасы участников
логистических процессов могут быть сокращены в 1,5–2 раза.
Роль маршрутизации заключается также в том, что потребители, производители и торговые посредники получают возможность
составить реальные проекты по текущим планам и обеспечить
эффективную организацию работы с оперативными заявками на
транспорт общего пользования.
Правильная маршрутизация грузопотоков не только укрепляет взаимодействие всех участников логистических процессов, но
и способствует более тесной интеграции производственно-хозяйственной деятельности всех звеньев логистических цепей.
При массовых перевозках грузов в соответствии с концепцией
логистики необходимо разрабатывать такие маршруты, которые
могли бы обеспечить минимум порожних пробегов и своевременный возврат транспортных средств. В транспортной логистике задачи данного типа решаются на основе критерия минимизации
эксплутационных затрат или тонно-километрового пробега. Ниже
168
представлена модель подобной задачи при однородных грузопотоках, которая решается в три этапа.
Сначала решают обычную транспортную задачу без учета возврата транспортных средств. Движение по маршрутам может быть
организовано по сквозному или участковому методу.
При сквозном методе движения каждое транспортное средство
проходит весь путь от начального до конечного пункта и обратно.
Время оборота подвижного состава в этом случае складывается из
времени, потраченного на движение, погрузку-выгрузку, техническое обслуживание подвижного состава, отдых водителей. При
поучастковом методе движения транспортный путь разбивают на
отдельные участки, Подвижной состав определенного перевозчика работает только на определенном участке. На стыках участков
осуществляется перевалка, а подвижной состав возвращается в начальный пункт своего участка.
Длину участка подбирают такой, чтобы время оборота транспортного средства на участке не превышало 1–1,5 смены работы водителя, т. е. чтобы водитель в тот же день мог возвратиться к месту
своей постоянной работы.
При планировании и маршрутизации грузопотоков важно учитывать производительность транспортных средств в зависимости
от линии перевозки. Иначе говоря, выделяемые транспортные
средства должны обеспечить грузопотоки по разработанным маршрутам передвижения. В транспортной логистике модели задач этого типа формируются в зависимости от степени детализации учета
требований к функционированию различных видов транспорта.
Грузовые автомобильные перевозки подразделяются по ряду
признаков:
1.По способу выполнения: местные перевозки, которые осуществляются одним автотранспортным предприятием, обычно
на короткое расстояние; перевозки прямого сообщения – когда
перевозочный процесс осуществляется одним видом транспорта,
однако, в доставке груза от поставщика к потребителю принимает участие несколько автотранспортных предприятий; перевозки
смешанного сообщения – в перевозках груза принимают участие
несколько видов транспорта.
2.По организационному признаку: централизованные, при которых АГН выступает организатором процесса доставки грузов к получателям и осуществляет этот процесс. При этих перевозках сбытовые организации доставляют грузы потребителям подвижными
составами общего пользования. Получатель освобождается от функ169
ции доставки грузов. Децентрализованные – при которых каждый
грузополучатель самостоятельно обеспечивает доставку груза.
3.По размеру партии груза: массовые – к ним относятся перевозки большого объема однородных грузов (более 30 т); партионные – до 30 т; мелкопартионные перевозки – когда объем отправляемого груза не может загрузить целое транспортное средство. На
автомобильном транспорте легкопартионными грузами считается
партия весом до 2000 кг. Партия груза – это его количество, груз,
предъявляемый к перевозке в один адрес по одному транспортному
сопроводительному документу.
По территориальному признаку: технологические – внутри
предприятия, на территории стройки; городские (пригородные)
– характеризуются небольшими расстояниями, хорошей дорогой; внутрирайонные (межрайонные) – большое расстояние, более
сложные дорожные условия; междугородние – где расстояние перевозок может достигать 1000 км и более; международные – перевозки за пределами Российской Федерации и за рубежом.
По времени освоения: постоянные – когда перевозки осуществляются на протяжении всего года; сезонные – перевозки периодически
повторяются в определенные времена года; временные – перевозки
грузов эпизодического характера. Также различают по срочности
доставки: срочные– реализуются в точно установленные моменты
времени; бессрочные – реализуются в установленный период.
5.2. Имитационное моделирование маршрутизации
грузопотоков в транспортных системах
на Северо-Западе России в среде AnyLogic
Имитационное моделирование выполнено в среде AnyLogic
6.4.1 [16]. За основу принят город Санкт-Петербург и города, расположенные в Ленинградской области. Разработанная имитационная
модель представляет движение грузовых автомобилей между городами в сутки. Так как на разных направлениях задана разная интенсивность, то можно говорить о группе несовместных событий.
События называются несовместными, если вероятность появления этих событий одновременно равна 0. Отсюда следует, что суммарная вероятность группы несовместных событий равна 1.
Обозначим через a1, a2, …, an события, а через P1, P2, …, Pn –
вероятности появления отдельных событий. Так как события несовместны, то сумма вероятностей их выпадения равна:
P1 + P2 + … + Pn = 1.
170
Рис. 5.5. Схема генерации несовместных случайных событий
с помощью генератора случайных чисел
Используем для имитации выпадения одного из событий генератор случайных чисел, значение которых также всегда находится
в диапазоне от 0 до 1. Отложим на единичном интервале[0; 1] отрезки P1, P2, …, Pn. Понятно, что в сумме отрезки составят точно
единичный интервал. Точка, соответствующая выпавшему числу
из генератора случайных чисел на этом интервале, укажет на один
из отрезков. Соответственно в большие отрезки случайные числа
будут попадать чаще, в меньшие отрезки – реже (рис. 5.5).
На (рис. 5.6) показана блок-схема, которая реализует описанный алгоритм. Алгоритм определяет с помощью фильтра, построенного в виде последовательности условных операций, в какой из
интервалов – от 0 до P1, от P1 до (P1 + P2), от (P1 + P2) до (P1 + P
2 + P3) и так далее – попало число, сгенерированное генератором
случайных чисел. Если число попало в какой-то из интервалов (что
произойдет всегда и обязательно), то это соответствует выпадению
связанного с ним события. При моделировании движения транспортного потока использовались объекты (табл. 5.2).
Рассмотрим последовательность действий при моделировании
движения транспортного потока в Anylogic более детально:
1. Блок source генерирует с помощью функции случайного распределения неравномерно распределенный поток автомобилей.
2. Блок Queue преобразует все автомобили в очередь.
3. Блок conveyor прорисовывает маршрут движения для каждого автомобиля.
4. Блок sink удаляет поток автомобилей, когда он достиг цели.
(Цель: Доставка груза и возврат в исходный пункт, в данном случае – Санкт-Петербург).
171
r
нет
0”r<P1
да
Произошло
событие а1
да
да
Произошло
событие а2
да
нет
P1”r<P1+P2
нет
да
P +P d P +P +P
1
2
1
2
3
Произошло
событие а3
да
нет
Произошло
событие аn–1
да
P1 + ... + Pn 2 d P1 + ... + Pn1
Произошло
событие аn
нет
Рис. 5.6. Блок-схема алгоритма имитации случайных
несовместных событий
172
Таблица 5.2
Используемые объекты в среде AnyLogic
Source
Sink
Создает заявки
Уничтожает поступающие заявки
Блокирует/разблокировывает поток заявок на определенHold
ном участке блок-схемы
Направляет входящие заявки в один из двух выходных порSelectOutput
тов в зависимости от выполнения заданного условия
Хранит заявки в определенном порядке. Моделирует очеQueue
редь заявок, ожидающих приема объектами, следующими
за данным в потоковой диаграмме
5. Блок delay реализует задержку автомобиля в пункте потребителя (время разгрузки). Время задержки подчиняется треугольному закону распределения: trigular (x,y,z), где x – минимальное
значение; y – среднее; z – максимальное.
Структура имитационной модели и ее организация изображены
на рис. 5.7 – 5.9.
При истечении модельного времени наступает следующий день
и блок source снова генерирует поток автомобилей, но распределенный в других временных интервалах. Таким образом, каждый раз
происходит различная генерация несовместных событий. Итоговая
имитационная модель представлена на рис. 5.10.
В результате выполнения моделирования появляется возможность решить четыре важнейшие задачи:
 оптимизировать грузопотоки в логистических каналах и цепях в Ленинградской области;
Простые переменные
Параметры
Вложенные объекты
Динамические
переменные
Имитационная модель
Объект презентации
Порты
Диаграммы состояний
Объекты статистики
Рис. 5.7. Структура имитационной модели
173
174
Рис. 5.8. Организация имитационной модели
175
Рис. 5.9. Оконная форма при загрузке модели в среде Anylogic
176
Рис. 5.10. Итоговая имитационная модель
 обеспечить максимальную производительность подвижного
состава;
 обеспечить минимизацию себестоимости транспортировки
грузов;
спрогнозировать работу транспортной инфраструктуры.
177
Библиография
1. Фетисов В. А., Майоров Н. Н. Моделирование систем. ГУАП,
2011.
2. Рыжиков Ю. И. Теория очередей и управление запасами. М.,
2001.
3. Кениг Д., Штойян Д. Методы теории массового обслуживания: пер. с нем. / под. ред. Г. П. Климова. М., 1991.
4. Ивченко Г. И., Каштанов В. А., Коваленко И. Н. Теория массового обслуживания. М., 1992.
5. Лабскер Л. Г., Бабешко Л. О. Теория массового обслуживания
в экономической сфере: учебное пособие для вузов по экономическим специальностям. М.: Юнити, 1998.
6. Транспортные узлы. М.: «Транспорт», 1996.
7. Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового
обслуживания. М., 1997.
8. Саати Т. Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения: пер. с англ. / под. ред. И. Н. Коваленко, 2-е изд. М., 1991.
9. Положение о проведении планово-предупредительных ремонтов сооружений летных полей аэродромов гражданской авиации.
М.: РИО МГА, I996.
10. Андронов A. M. Теория массового обслуживания и научная организация труда в гражданской авиации. М.: Редиздат МГА, 1999.
11. Гмурман В. Е. Введение в теорию вероятностей и математическую статистику. М.: Высшая школа, 1998.
12. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы теории
обработки наблюдений. М.: Госиздат физико-математической литературы, 2001.
13. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1999.
14. Король В. В. Крылья Петербурга. СПб., 2000.
15. Король В. В. Воздушная гавань Петербурга: Страницы истории авиапредприятия «Пулково». СПб.: Политехника, 1996.
16. Рыжиков Ю. И. Имитационное моделирование: теория и
технологии. М.: Альтекс, 2004.
17. Тихоненко О. М. Модели массового обслуживания в системах обработки информации. Мн.: Изд-во «Университетское», 1990.
18. Таранцев А. А. Инженерные методы теории массового обслуживания. СПб.: Наука, 2007. 175 с.
19. Инструкция. Система менеджмента качества. Порядок работы подразделений ООО «Воздушные Ворота северной Столицы»
и взаимодействие их со сторонними организациями в период массового скопления пассажиров в аэропорту «Пулково». СПб., 2010.
178
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Схема расстановки и организации движения воздушных судов,
спецавтотранспорта и средств механизации на перроне № 1
РД В5
РД В6
РД В7
ВПП28пр/10л
АТБ
«Пулково-1»
ВПП28пр/10л
РД А3
РД А1
179
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Схема расстановки и организации движения воздушных судов,
спецавтотранспорта и средств механизации на перроне № 2
180
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Схема расстановки и организации движения воздушных судов,
спецавтотранспорта и средств механизации на перроне № 3
Анга
р-2
Анга
р-1
«П
ул
ко
во
-2
»
РД В10
РД В1
РД В2
181
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Типовой технологический график обслуживания В-767-200,300 АК
«Трансаэро» со скоростью обслуживания 90 мин в аэропорту «Пулково»
(разворотный внутренний, разворотный международный)
182
Окончание прил. 4
183
СОДЕРЖАНИЕ
1. Транспортный процесс и его моделирование ......................
1.1. Общие сведения о транспортном процессе ....................
1.2. Особенности транспортных систем ..............................
1.3. Транспортные сети ...................................................
1.4. Оценка эффективности транспортных систем ...............
О компании «Пулково» ......................................................
2. Решение практической задачи оценки эффективности работы инфраструктуры аэропорта ............................................
2.1. Общие сведения о воздушных судах ............................
2.2. Аэродром «Пулково» ................................................
2.3. Аэровокзальный комплекс.........................................
2.4. Математическая модель представления движения воздушных судов с помощью системы массового обслуживания.
2.5. Аэропорт, как система массового обслуживания ...........
2.6. Исследование потока прибытий самолетов ...................
2.7. Описание функционирования и показатели эффективности систем ВПП-РД и трапов .........................................
2.8. Технологические операции в аэропорту «Пулково» .......
2.9. Cистема online-мониторинга воздушного движения
Flightradar24.com...........................................................
2.10. Имитационное моделирование систем массового обслуживания .......................................................................
2.11. Системы массового обслуживания .............................
2.12. Формирование значений случайных величин..............
2.13. Методы обработки результатов моделирования ...........
2.14. Выполнение моделирования СМО..............................
2.15. Программная реализация моделирования транспортного процесса .................................................................
3. Решение практической задачи в автотранспортной системе .
3.1. Общие сведения об автотранспортной системе...............
3.2. TopLogistic онлайн ...................................................
3.3. Toplogistics online прокладка маршрута по России ........
4. Решение практической задачи в морской системе...............
4.1. Понятие морского портового кластера .........................
4.2. Операции в морском порту .........................................
4.3. Представление логистической информации в системе
Marinetraffic.com ...........................................................
4.4. Разработка имитационной модели движения судов
в акватории морского порта .............................................
184
3
3
12
15
17
23
28
28
30
36
37
39
43
44
46
53
58
62
67
69
70
78
95
95
108
116
121
121
127
132
144
5. Планирование и маршрутизация грузопотоков в транспортных системах ...................................................................
5.1. Общие сведения о перевозке грузов .............................
5.2. Имитационное моделирование маршрутизации грузопотоков в транспортных системах на Северо-Западе России
в среде AnyLogic .............................................................
Библиография ..................................................................
Приложение 1. Схема расстановки и организации движения
воздушных судов, спецавтотранспорта и средств механизации
на перроне № 1 .................................................................
Приложение 2. Схема расстановки и организации движения
воздушных судов, спецавтотранспорта и средств механизации
на перроне № 2 .................................................................
Приложение 3. Схема расстановки и организации движения
воздушных судов, спецавтотранспорта и средств механизации
на перроне № 3 .................................................................
Приложение 4. Типовой технологический график обслуживания В-767-200,300 АК «Трансаэро» со скоростью обслуживания 90 мин в аэропорту «Пулково» (разворотный внутренний,
разворотный международный) ............................................
162
162
170
178
179
180
181
182
185
Учебное издание
Майоров Николай Николаевич
Фетисов Владимир Андреевич
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ
МОДЕЛИРОВАНИЯ
ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
Учебное пособие
Редактор Л. А. Яковлева
Верстальщик С. Б. Мацапура
Сдано в набор 19.11.12. Подписано к печати 26.11.12.
Формат 6084 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 10,7.
Уч.-изд. л. 11,5. Тираж 100 экз. Заказ № 674.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
11
Размер файла
5 601 Кб
Теги
maiorovfetisov
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа