Интегральный подход в оптимизации процессов морской транспортной логистики

Основные направления государственной политики в развитии морского транспорта РФ определены в реализуемой в настоящее время подпрограмме «Морской транспорт» федеральной целевой программы «Развитие транспортной системы России (2010 – 2020 года) [1]. Приоритетные цели и задачи этой подпрограммы состоят в повышении:

• -    доступности услуг транспортного комплекса для населения;

• -    конкурентоспособности транспортной системы РФ и реализации транзитного потенциала страны;

• -    комплексной безопасности и устойчивости транспортной системы;

• -    роста перевозок грузов и пассажиров по социально значимым маршрутам;

• -    пропускной способности российских морских портов и провозной способности российского транспортного флота.

Необходимость решения этих задач и достижения собственных целей обусловлено, прежде всего тем, что морской транспорт играет важную роль в развитии экономики РФ и решающую роль в транспортном обеспечении ее внешнеэкономических связей. Им перевозится более 60% внешнеторговых грузов, выполняются экспортно-импортные, транзитные и каботажные (в том числе арктические) морские перевозки, осуществляется транспортное обслуживание труднодоступных районов Крайнего Севера и Дальнего Востока, обеспечивается транспортная связь с Калининградской областью без пересечения территории других государств, реализуются функции резерва ВоенноМорского Флота.

В условиях продолжающегося экономического развития и увеличения объемов внешней торговли РФ необходим переход от локальной модернизации морского транспорта к его интегрированию и развитию в рамках единой транспортной системы страны. При этом речь идет не о реализации отдельных проектов модернизации морского транспорта РФ, а о программно-целевом подходе, позволяющем получить оптимальное решение путем интеграции деятельности транспортных структур, частных инвесторов и государства.

Существующие экономические предпосылки реализации крупных инвестиционных проектов по развитию инфраструктуры морского транспорта и транспортного флота позволяют рассчитывать на их успешную реализацию при условии адекватной организационной и ресурсной обеспеченности. При этом конечные результаты, связанные с ускорением темпов строительства транспортных инфраструктурных объектов, сокращением времени доставки грузов, формированием дополнительных бюджетных поступлений за счет увеличения налоговой базы и роста объемов перевозок, обеспечивают высокую бюджетную эффективность подпрограммы.

Подпрограмма «Морской транспорт: 2010 – 2020 годы» содержит исчерпывающий набор мероприятий, реализация которых обеспечит решение задач и достижение целей подпрограммы.

С учетом достигнутых результатов и при условии дальнейшего наращивания мощностей путем модернизации и строительства новых морских узлов возможно достигнуть основной цели развития портов – полного удовлетворения потребностей российской экономики, внешней торговли и населения в перевалке грузов и обеспечении безопасности мореплавания в морских портах и на подходах к ним.

Инновационное развитие портовой и припортовой инфраструктуры морского транспорта России в рамках выполнения рассмотренной выше ФЦП требует, безусловно, разработки и реализации экономико-математических методов оптимизации процессов морской транспортной логистики [2,3]. При этом важно понимать и учитывать то обстоятельство, что рассматриваемый процесс является интегральным, что означает необходимость оптимизации всей траектории процесса морской транспортной логистики, содержащей:

• -    Этап перевалки груза в порту загрузки Pi ;

• -    Этап перевалки груза в порту разгрузки p₂ ;

• -    Морской маршрут перевозки груза из порта Р_г в порт Р₂ •

Опираясь на проведенное научное исследование [3,4] процессов транспортной морской логистики и разработку механизмов оптимизации отдельных компонент этого процесса, можно сформулировать комплексный подход в решении этой проблемы, являющийся одним из факторов механизма реализации государственной программы развития морского транспорта России.

Множество интегральных стратегий Х-^ этого процесса перемещения от поставщика морским путем груза из Р_г потребителю этого груза в порт Р₂ может быть представлено следующим образом:

МВ= Мх^х®}. (1)

Здесь:^ ^; i = 1,2 ,_,m - множество стратегий загрузки и всех других сопутствующих логистических операций в порту Р_± ;{xj ° ⁵}; / = 1,2,..., n - множество морских маршрутов перевозки груза из порта Р_г в порт Р₂ ;{^²}; к = 1,2,..., p - множество стратегий разгрузки и всех других сопутствующих логистических операций в порту Р₂.

Знак «х» в выражении (1) имеет смысл математической операции декартова произведения трех множеств. В результате этой операции возникает новое множество, элементами которого являются совокупности упорядоченных троек X _t j_k = (Х^,Х¹⁰³,X _к²) всевозможных стратегий последовательной реализации исследуемого процесса морской транспортной логистики, начинающегося в порту и завершающегося в порту .

Наборы стратегий загрузки, перемещения морским путем и передачи груза позволяют представить интегральную целевую функцию затрат Z^{1 nt}(X -j^ ) в следующем виде:

г ^¹ (х%) = _Z1(x^) + z_logXx0^O3) + z₂ (x _к² ).                                      (2)

Отметим, что вид целевых функций затрат ( ) и ( ) может быть различен по причине того, что наборы логистических операций загрузки и разгрузки в общем случае могут различаться.

Важно также отметить, что при выборе последовательности (   ,    ,   ) стратегий реализации исследуемого процесса транспортной логистики мы не обладаем полной информацией о всех обстоятельствах его протекания и , в целом, вынуждены оптимизировать каждый этап процесса с учетом условия его оптимизации на предыдущем этапе.

Тогда на первом этапе следует выбрать стратегию    , минимизирующую затраты по загрузке судна в порту

Z₀^_t -min-zX¹).     (3)

На следующем этапе, аналогично теоретико-вероятностному подходу анализа взаимно-зависимых событий, минимизация затрат по его реализации должна учитывать процедуру оптимизации предыдущего этапа, что соответ- ствует выбору стратегии X^ перемещения груза морским путем, минимизирующей величину

X^l°£ ~minjZi°_g(Xj⁰⁹ /X^. (4)

Оптимизация этого этапа перевозки груза морским путем, т.е. выбор оптимальной стратегии движения судна из порта Р_х в порт Р₂ является классической навигационной задачей и определяется, в первую очередь, геофизическими особенностями каждого из маршрутов, безусловно не зависящими от выбора предыдущей стратегии X^pp_t, и климатическими условиями во время движения из порта Р_г в порт Р₂, напрямую зависящими от стратегии X^pp _t, содержащей время пребывания в порту Р_г, т.е. начало морского перемещения груза.

Наконец, на последнем этапе исследуемого процесса следует воспользоваться тем же подходом рассмотренным в [4], согласно которому возникает стратегия разгрузки , определенная величиной

X^ t ~min_kZ2(X^p/X^P^ t *X^). (5)

Отметим, что стратегии X^p2 перевалки груза потребителю зависят, помимо многих других логистических факторов, от времени прибытия в порт , определенного выбором оптимальных стратегий X^pp _tn X°°°f_t.

Окончательно, проведенный здесь анализ позволяет сделать вывод о том, что мини- мальные затраты по реализации изучаемого процесса будут определяться, согласно соотношениям (1) – (5), следующим выражением:

z^ №) = z^ t) + Zi°g(xl°°p9t) +

^Z 2 № t ).

Тогда оптимальная интегральная стратегия рассматриваемого процесса морской транспортной логистики будет соответствовать следующему последовательному набору операций:

Y . = fY^P' Y^l°³ Y^p2 ^лop t     ^(X opt’ ^лopt’ ^лop)p

где каждая из компонент этого набора определяется в соответствии с выражениями (3 – 5) и результатами экономико-математического анализа.

Обсуждение, проведенное выше и определенное выражениями (1 – 7), дает методику последовательной оптимизации трехэтапного логистического процесса, включающего перевалку груза в порту Рх, транспортировку этого груза в порт Р2 и его перевалку в этом порту. Предложенная здесь методика естественно обобщается на процессы морской логистики, содержащие более трех этапов реализации, а так же на другие виды транспортных логистических процессов (железнодорожные, авиатранспортные и т.п.), включая процессы смешанного вида.

В целом, государственная поддержка в виде реализации Федеральных целевых программ по развитию морского транспорта и экономико-математическое сопровождение конкретных процессов морской транспортной логистики позволит:

• -    обеспечить потребность российской экономики и внешней торговли в перевалке экспортно-импортных, транзитных и каботажных грузов в морских портах за счет роста их производственной мощности, повышения технологического и организационного уровня;

• -    укрепить взаимосвязь морского транспорта со смежными видами транспорта, грузовладельцами, иностранными партнерами в рамках межотраслевой транспортной координации;

• -    создать условия для развития международных транспортных коридоров, проходящих по территории Российской Федерации;

• -    увеличить провозную способность и повысить конкурентоспособность российского морского транспортного флота на мировом фрахтовом рынке;

• -    улучшить транспортное обслуживание труднодоступных районов России, что будет способствовать решению социальноэкономических проблем проживающих там малых народов.

Предусмотренные государственные мероприятия по вводу в эксплуатацию новых производственных мощностей в морских портах приведут к увеличению количества рабочих мест и решению ряда социальных вопросов.

Ввод в эксплуатацию высокопроизводительных перегрузочных комплекс будет способствовать улучшению условий труда портовых рабочих и повышению уровня охраны окружающей природной среды. В результате реализации этой программы подавляющая часть пылящих грузов (уголь, минеральные удобрения и др.) будет перегружаться на специализированных комплексах с применением новейших технологий, что позволит не только повысить интенсивность грузовых работ, но и существенно сократить долю ручного труда, улучшить экологическую обстановку в портах, прибрежных зонах и в населенных пунктах, где эти порты расположены.