Обоснование типа малого контейнеровоза для социалистической Республики Вьетнам

Обоснование актуальности исследования и постановки задачи исследования.

Социалистическая республика Вьетнама (СРВ) находится в юго-восточной Азии на пересечении международных водных сообщений. СРВ имеет 3260 километров береговой линии моря и развитые водные пути. Большой экономический потенциал имеют внутренние воды, территориальные воды, исключительная экономическая зона и континентальный шельф с площадью более, чем 1 миллион квадратных километров, занимающий 29% из Восточной морской площади и в 3 раза больше, чем площадь материковой части страны. Вьетнамская морская область занимает важное положение в стратегии связей Тихого океана с Индийским океаном, Азии с Европой, Австралии с Ближним Востоком. Эти связи весьма полезны для развития международных коммуникаций и морского транспорта. Морская экономика может дать до 55% валового внутреннего продукта для нашей страны в 2020 г., о чем упоминается в стратегии развития морской экономики, принятой Вьетнамским правительством. Предполагается развивать собственный гражданский флот путем его пополнения судами, сделанными на вьетнамских судостроительных заводах. Для этого необходимо развитие судостроительной промышленности, способной удовлетворить национальные потребности в определенном составе флота.

Одним их перспективных направлений развития перевозок грузов на море является их контейнеризация. Перевозки грузов в контейнерах на специализированных судах имеют преимущества по сравнению с перевозками на универсальных сухогрузных судах, главное из которых — резкое повышение интенсивности погрузо-разгрузочных работ за счет использования однородных укрупненных грузовых единиц — контейнеров. За счет повышения интенсивности гру-зообработки резко снижается продолжительность стоянки судов в портах и увеличивается их провозная способность.

В последние годы контейнерные внутренние перевозки во Вьетнаме являются одной из наиболее динамично развивающихся отраслей транспорта. Если в 2000 году контейнеропотоки на внутренних перевозках Вьетнама составляли 163 тысячи TEU, то в 2009 году они увеличились в 6,5 раз до — 1,050 млн. TEU. По прогнозам экономических специалистов Вьетнама контейнеропотоки внутренних перевозок удвоятся к 2015 году и составляют 2.10 млн. TEU, а к 2020 превысят 3.2 млн. TEU. (Рис. 1.).

TEU.

3 500 ООО-«'' - осч^'оооогчт)-ооооо — — — оооооооо©fN (NCN (NCMCNCNr4fN.

Годы.

Рис. 1. Рост контейнеропотоки внутренних перевозок Вьетнама В настоящее время контейнерный флот Вьетнама еще слаб, он обеспечивает лишь 15% от общих потребностей морских контейнерных перевозок и состоит из разнотипных судов, которые покупались за рубежом без должного учета местных условий плавания [124]. С другой стороны, общие закономерности относительно экономической эффективности осуществления фидерных перевозок на морских судах ограниченного района плавания слабо изучены.

В соответствии с планированием развития морских перевозок правительства Вьетнама до 2020 г. и в перспективе до 2030 г. — необходимо пополнять транспортный флот каботажными контейнеровозам контейнеровместимостью от 200 до 800 ТЕи, чтобы обеспечить потребности контейнеропотоков внутренних перевозок [127].

Таким образом, задача пополнения каботажного флота — определение его состава и оптимальных характеристик транспортных судов на основе изучения логистики контейнерных перевозок, представляется актуальной для перспективного развития Вьетнама.

Целью диссертационной работы являются разработка теоретических основ и создание практического метода формирования технико-экономического задания на проектирование перспективного типа контейнерного судна малого тоннажа, учитывающего национальные особенности экономики и географии судоходства Вьетнама.

Для достижения целей диссертационного исследования поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследование природно-географических характеристик рассматриваемого района эксплуатации.

2. Исследование характеристик морских контейнерных портов и береговой инфраструктуры.

3. Анализ существующих и перспективных транспортных контейнеропотоков на внутренних перевозках.

4. Разработка процедуры определения необходимого количества контейнеровозов и их характеристик, которые должны соответствовать данному грузопотоку.

5. Анализ архитектурно-конструктивных особенностей современных контейнеровозов традиционного и открытого типов и обоснование рациональной схемы общего расположения рассматриваемых типов контейнеровозов.

6. Разработка математических моделей проектирования малого контейнеровоза (ММПК) на основе разработанной структуры технико-экономического задания. Разработка критериев оптимизации и алгоритма определения основных элементов судна для перевозки контейнеризированных грузов.

7. Создание программного обеспечения для ЭВМ, реализующее разработанные ММПК.

Объектом исследования в данной диссертации являются особенности фидерных контейнеровозов традиционного и открытого типов, характеристики контейнеропотоков на побережье Вьетнама, а также элементы береговой инфраструктуры, методика выбора наиболее эффективного типа контейнеровоза и состава флота судов для транспортировки контейнеров на внутренних перевозках Вьетнама.

Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения намеченной цели в исследованиях технико-экономических показателей использованы методы математической статистики, методы системного анализа, методы математического моделирования, методы математического программирования на языке Visual Basic и др., требуемые для исследования вышеперечисленных элементов и применяемые в судостроении и в других областях создания сложной техники.

При создании математической модели проектирования малого контейнеровоза использованы основные методики и аппарат теории проектирования судов с учетом дополнений, разработанных в настоящем исследовании.

Научную новизну результатов исследования составляют:

1. Результаты исследования особенностей транспортировки контейнеров на каботажных линиях в условиях Вьетнама.

2. Предложенный новый способ определения главных размерений контейнеровозов, основанный на комплексном учете геометрических и конструктивных факторов размещения контейнеров в грузовых трюмах, включая зависимость для определения высоты надводного борта судна открытого типа, допустимая по условиям заливаемости и используемая в ММПК в качестве ограничения.

3. Методика и соответствующая ей математическая модель оптимизации элементов контейнеровозов традиционного и открытого типов на начальных стадиях проектирования. ММПК представляет собой совокупность аналитических зависимостей и логических связей между ними, описывающих процесс проектирования контейнеровозов. В качестве таких зависимостей в диссертации используется откорректированные и вновь полученные формулы, учитывающие практику проектирования современных контейнеровозов.

Теоретическое значение исследования. Созданы математические модели проектирования малых контейнерных судов традиционного и открытого типов с учетом особенностей грузопотоков, береговой инфраструктуры и гидрометеорологических условий районов эксплуатации, которые могут использоваться при оптимизации структуры каботажного флота Вьетнама.

Практичная ценность работы состоит в исследовании особенностей контейнеровозов как объекта оптимизации, корректировке и получении новых зависимостей для определения главных размерений судна. Разработанные методики и комплексы программ для начального проектирования контейнеровозов традиционного и открытого типов позволяют выбрать рациональный тип контейнеровоза на рассматриваемых линиях эксплуатации.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1. Алгоритм обоснования состава контейнерного флота.

2. Методика определения главных размерений фидерных контейнеровозов, основанная на принципе проектирования судна от параметров грузового размещения контейнеров.

3. Математическая модель оптимизации элементов контейнеровозов традиционного и открытого типов.

4. Анализ адекватности и чувствительности разработанных ММПК.

Апробация работы. Наиболее важные результаты исследования докладывались на конференции «Моринтех» (2008 г.), на конференции НТО судостроителей им. А. Н. Крылова «Круглый стол» (2008 г.) и на научных семинарах секции «Проектирование судов» ЦП НТО им. А. Н. Крылова (2011 и 2012 г. г.).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 6 печатных работ (5 в соавторстве), в том числе, — 3 работы в рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень, одобренный ВАК, зарегистрировано 2 программы для ЭВМ. При этом в одной публикации доля диссертанта составляет 100%, в 2-х — 80%, в 3-х — 50%.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. На основании изучения природно-географических характеристик региона прибрежных перевозок Вьетнама определены ограничения, принимаемые при проектировании каботажных судов.

2. Проведен комплексный анализ существующих и перспективных транспортных контейнеропотоков на внутренних перевозках, характеристик морских контейнерных портов и береговой инфраструктуры.

3. Разработан алгоритм расчета состава флота контейнеровозов, соответствующего заданному контейнеропотоку в зависимости от типа судна (традиционного и открытого), скорости и контейнеровместимости.

4. Выявлены основные архитектурно-конструктивные особенности современных контейнеровозов традиционного и открытого типов.

5. Предложен новый способ определения главных размерений контейнеровозов, основанный на комплексном учете геометрических и конструктивных факторов размещения контейнеров в грузовых трюмах.

6. Предложена зависимость для определения высоты надводного борта судна открытого типа, допустимая по условиям заливаемости и используемая в ММПК в качестве ограничения.

7. Разработана методика и соответствующая ей математическая модель определения основных элементов малого контейнеровоза на начальных стадиях проектирования, учитывающая специфику Вьетнама.

8. Разработаны программные продукты на языке Visual Basic, реализующие разработанные методики.

9. Расчеты, выполненные с помощью разработанных ММПК, показывают, что для каботажных перевозок контейнеров в условиях Вьетнама (при существующей инфраструктуре портов, ценах на топливо и стоимости постройки судов) предпочтительным является открытый тип контейнеровоза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе решена задача, имеющая практическое значение для Вьетнама — разработана математическая модель проектирования судна для обоснования типа малого контейнеровоза для Вьетнама.