Оптимизация погрузки нефтеналивных грузов на танкерном флоте

В настоящей статье рассмотрена задача оптимизации процесса загрузки танкера нефтеналивными грузами. Приведено краткое описание широко распространенной конфигурации нефтеналивных терминалов. В качестве критериев оптимальности выбраны такие параметры, как время завершения грузовых операций со всеми запланированными судами (необходима минимизация этого показателя) и суммарное время судов в очереди на обработку (также необходима минимизация). Отмечается, что рассматриваемая в работе задача взаимосвязана с задачей назначения причалов судам, известной в международной научной литературе, как Berth Allocation Problem. Исследовано текущее состояние проблемы Berth Allocation Problem и выполнен анализ ее разработанности. Отмечается, что исследования по данной теме в основном сфокусированы на контейнерных терминалах и в меньшей степени на терминалах, специализированных для навалочных грузов, а также, что количество исследований задачи Berth Allocation Problem для нефтеналивных терминалов невелико. В статье ставится задача разработки математической модели на основе средств работы с электронными таблицами, которая позволит сравнивать варианты назначения причалов для судов нефтеналивного терминала, выбирая оптимальный. Описаны основные переменные модели, их взаимосвязь, принятые допущения и сценарии, на основе которых выполнено сравнение вариантов назначения причалов для танкеров. Приведены результаты моделирования, наглядно демонстрирующие разницу между условным вариантом полного отсутствия диспетчеризации на терминале и вариантом рациональной диспетчеризации, т. е. рационального распределения судов по причалам. Отмечается, что даже при незначительной разнице в сроках окончания обработки всех запланированных судов имеется существенная разница между суммарной продолжительностью простоев судов в ожидании погрузки. Сформулированы выводы и основные возможные направления дальнейших исследований по данной теме.

1. Кириченко А. В. Технологические процессы морских нефтеналивных терминалов: монография / А. В. Кириченко, О. А. Изотов, В. А. Гай, С. В. Латухов, В. А. Никитин; под общ. ред. д–ра техн. наук, проф. А. В. Кириченко. — СПб.: Изд–во МАНЭБ, 2015. — 192 с.

2. Lai K. K. A study of container berth allocation / K. K. Lai, K. Shih // Journal of advanced transportation. — 1992. — Vol. 26. — Is. 1. — Pp. 45–60. DOI: 10.1002/atr.5670260105.

3. Imai A. Efficient planning of berth allocation for container terminals in Asia / A. Imai, K. I. Nagaiwa, C. W. Tat // Journal of Advanced transportation. — 1997. — Vol. 31. — Is. 1. — Pp. 75–94. DOI: 10.1002/atr.5670310107.

4. Dragovic B. A comprehensive bibliometric analysis and assessment of high–impact research on the berth allocation problem / B. Dragovic, N. Zrnic, A. Dragovic, E. Tzannatos, M. A. Dulebenets // Ocean Engineering. — 2024. — Vol. 300. — Pp. 117163. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2024.117163.

5. Rodrigues F. Berth allocation and quay crane assignment/scheduling problem under uncertainty: A survey / F. Rodrigues, A. Agra // European Journal of Operational Research. — 2022. — Vol. 303. — Is. 2. — Pp. 501–524. DOI: 10.1016/j.ejor.2021.12.040.

6. Tang M. Discretization–strategy–based solution for berth allocation and quay crane assignment problem / M. Tang, B. Ji, X. Fang, S. S. Yu // Journal of Marine Science and Engineering. — 2022. — Vol. 10. — Is. 4. — Pp. 495. DOI: 10.3390/jmse10040495.

7. Corry P. The berth allocation problem with channel restrictions / P. Corry, C. Bierwirth // Transportation Science. — 2019. — Vol. 53. — No. 3. — Pp. 708–727. DOI: 10.1287/trsc.2018.0865.

8. Ernst A. T. Mathematical models for the berth allocation problem in dry bulk terminals / A. T. Ernst, C. Oğuz, G. Singh, G. Taherkhani // Journal of Scheduling. — 2017. — Vol. 20. — Pp. 459–473. DOI: 10.1007/s10951-017-0510-8.

9. Alfares H. K. Berth Allocation for Loading Tankers at an Oil Export Terminal / H. K. Alfares // Applied Optimization in the Petroleum Industry. — Cham: Springer International Publishing, 2023. — Pp. 237–259. DOI: 10.1007/978-3-031-24166-6_10.