МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПЛАНИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ КОНТЕЙНЕРОВОЗА С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕВОЗОК

Отмечается, что безопасность эксплуатации судна является приоритетной задачей морских контейнерных перевозок, обеспечение которой нераздельно связано с надлежащим планированием загрузки судов-контейнеровозов. В период становления морских контейнерных перевозок планирование загрузки контейнеровозов представляло собой достаточно простую задачу, решаемую без использования сложной электронно-вычислительной техники и специализированного программного обеспечения в течение относительно короткого периода времени. С ростом контейнеровместимости судов эта задача становилась все более сложной и трудоемкой. Подчеркивается, что сложность планирования загрузки контейнеровозов обусловлена необходимостью одновременного учета множества факторов, которые могут оказывать противоположное влияние на результат планирования. При этом нормализация одного фактора может привести к тому, что другой фактор примет неприемлемое значение. Контейнеровместимость крупнейших судов на сегодняшний день составляет 24000 единиц в двадцатифутовом эквиваленте. Планирование загрузки даже среднего фидерного контейнеровоза вместимостью 2000-3000 единиц в современных условиях работы контейнерных линий требует применения автоматизированных средств планирования. Автоматизация решения данной задачи привлекает внимание исследователей в течение последних сорока лет. При этом существующие технические и программные средства планирования загрузки судов-контейнеровозов позволяют решать эту задачу, но не в достаточной степени. Важным является тот факт, что решение данной задачи сфокусировано на достижении наибольшего экономического эффекта от планирования загрузки. Отмечается, что несмотря на то, что безопасность перевозки учитывается в предлагаемых моделях, этих решений недостаточно. В статье предложена математическая модель решения задачи планирования загрузки судов-контейнеровозов, основанная на задании целевой функции и соответствующих ограничений. Данная модель учитывает вопросы, возникающие в процессе реальной эксплуатации контейнеровозов. Максимальный приоритет в модели отдается безопасной эксплуатации. Важность экономической составляющей планирования загрузки признается, но в данной работе не рассматривается.

судно-контейнеровоз, контейнер, планирование загрузки, грузовой план судна, автоматизация, математическое моделирование, обеспечение безопасности

1. Avriel M. Container ship stowage problem: complexity and connection to the coloring of circle graphs / M. Avriel, M. Penn, N. Shpirer // Discrete Applied Mathematics. - 2000. - Т. 103. - №. 1-3. - С. 271-279. DOI: 10.1016/S0166-218X(99)00245-0.

2. Ambrosino D. Stowing a containership: the master bay plan problem / D. Ambrosino, A. Sciomachen, E. Tanfani // Transportation Research Part A: Policy and Practice. - 2004. - Vol. 38. - Is. 2. - Pp. 81-99. DOI: 10.1016/j.tra.2003.09.002.

3. Delgado A. A constraint programming model for fast optimal stowage of container vessel bays / A. Delgado, R. M. Jensen, K. Janstrup, T. H. Rose, K. H. Andersen // European Journal of Operational Research. - 2012. - Vol. 220. - Is. 1. - Pp. 251-261. DOI: 10.1016/j.ejor.2012.01.028.

4. Imai A. Multi-objective simultaneous stowage and load planning for a container ship with container rehandle in yard stacks / A. Imai, K. Sasaki, E. Nishimura, S. Papadimitriou // European Journal of Operational Research. - 2006. - Vol. 171. - Is. 2. - Pp. 373-389. DOI: 10.1016/j.ejor.2004.07.066.

5. Liu F. Randomized algorithm with tabu search for multi-objective optimization of large containership stowage plans / F. Liu, M. Y. H. Low, W. J. Hsu, S. Y. Huang, M. Zeng, C. A. Win // International Conference on Computational Logistics. - Springer, Berlin, Heidelberg, 2011. - С. 256-272. DOI: 10.1007/978-3-642-24264-9_20.

6. Low M. Y. H. Improving safety and stability of large containerships in automated stowage planning / M. Y. H. Low, M. Zeng, W. J. Hsu, S. Y. Huang, F. Liu, C. A. Win // IEEE Systems Journal. - 2011. - Vol. 5. - Is. 1. - Pp. 50-60. DOI: 10.1109/JSYST.2010.2100198.

7. Pacino D. Fast generation of container vessel stowage plans: PhD Thesis / D. Pacino; IT University of Copenhagen. - Denmark, 2012. - 109 p.

8. Pacino D. An accurate model for seaworthy container vessel stowage planning with ballast tanks / D. Pacino, A. Delgado, R. M. Jensen, T. Bebbington // International Conference on Computational Logistics. - Springer, Berlin, Heidelberg, 2012. - Pp. 17-32. DOI: 10.1007/978-3-642-33587-7_2.

9. Sciomachen A. The master bay plan problem: a solution method based on its connection to the three-dimensional bin packing problem / A. Sciomachen, E. Tanfani // IMA Journal of Management Mathematics. - 2003. - Vol. 14. - Is. 3. - Pp. 251-269. DOI: 10.1093/imaman/14.3.251.

10. Wilson I. D. Container stowage pre-planning: using search to generate solutions, a case study / I. D. Wilson, P. A. Roach, J. A. Ware // Research and Development in Intelligent Systems XVII. - Springer, London, 2001. - С. 349-362. DOI: 10.1007/978-1-4471-0269-4_25.

11. Min Z. Improving ship stability in automated stowage planning for large containerships / Z. Min, M. Y. H. Low, H. W. Jing, H. S. Ying, L. Fan, W. C. Aye // Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists - IMECS 2010. - 2010. - Vol. III.

12. Акмайкин Д. А. Анализ факторов, влияющих на безопасность морских контейнерных перевозок / Д. А. Акмайкин [и др.] // Транспортное дело России. - 2015. - № 6. - С. 207-211.

13. Царик Р. С. Оптимизация размещения контейнеров с опасными грузами на борту контейнеровоза / Р. С. Царик // Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России. 17 мая 2017 года. Материалы VIII межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. - С. 31-38.

14. Царик Р. С. Разработка алгоритма формирования контейнерного штабеля для обеспечения требуемой видимости с ходового мостика контейнеровоза / Р. С. Царик, Д. А. Акмайкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 4 (38). - С. 29-43. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-4-29-43.

15. Царик Р. С. Управление рисками и снижение аварийности в морских контейнерных перевозках / Р. С. Царик [и др.] // Транспорт: наука, техника, управление.: науч. информ. сб. - 2015. - № 2. - С. 37-42.

16. Царик Р. С. Оценка влияния дифферента контейнеровоза на расход топлива / Р. С. Царик, Д. А. Акмайкин // Проблемы транспорта Дальнего Востока: сб. науч. тр. - Владивосток: ДВО Российской академии транспорта, 2017. - С. 69-73.