Національна академія наук України

Міністерство освіти і науки України

Міжнародний науково-навчальний центр

інформаційних технологій та систем

Корнієнко Вікторія Павлівна

УДК 330.115:656.629:58

ЕКОНОМІКО-МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ФУНКЦІОНУВАННЯ СИСТЕМИ КОНТЕЙНЕРНИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ

08.03.02 – економіко-математичне моделювання

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата економічних наук

Київ-2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України

Науковий керівник – доктор економічних наук, професор, академік НАН України Бакаєв Олександр Олександрович, завідувач відділом соціально-економічних систем і інформаційних технологій Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України

Офіційні опоненти: доктор економічних наук,, професор, Недін Ігор Валентинович, Національний технічний університет „Київський політехнічний інститут”, професор кафедри автоматизації проектування енергетичних процесів та систем

кандидат економічних наук, доцент, Єршова Ольга Леонідівна, Державна академія статистики, обліку та аудиту Держкомстату України, доцент кафедри інформаційних систем і технологій

Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса Шевченка, кафедра математичних методів еколого-економічних досліджень, м. Київ

Захист відбудеться “15” березня 2006 р. о 14-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.171.01. в Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України за адресою: 03680, Київ-680, МСП, проспект Академіка Глушкова, 40.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, 03680, Київ-680, МСП, проспект Академіка Глушкова, 40.

Автореферат розіслано “14” лютого 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Ревін В.А.

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Україна займає вигідне геополітичне положення відносно країн Європи, Близького Сходу, країн СНД, Середньої Азії, Далекого Сходу та Китаю. По її території проходять найкоротші шляхи у транзитному сполученні Центральної та Південної Європи з країнами СНД, Далеким Сходом, Середньої Азії та країн Балтії з Північною Африкою, Близьким Сходом та країнами Перської затоки.

Становлення України як самостійної держави спричинило потребу приділяти більш якісному транспортному обслуговуванню клієнтів, що повинно підняти рівень конкурентоспроможності транспортних послуг. Перевезення вантажів у контейнерах є найбільш розповсюдженим та прогресивним способом доставки тарно-штучних вантажів у змішаному сполученні. Контейнерні перевезення є найбільш сучасним видом транспортування вантажів як у внутрішньому так і у міжнародному сполученні і виконуються різними видами сухопутного, водного, повітряного транспорту.

Використання контейнерної системи для доставки вантажів забезпечує ряд переваг, серед яких головними є: скорочення часу на операції за рахунок прискорення виконання вантажних робіт, зниження собівартості перевантажувальних робіт, скорочення часу простою рухомого складу на під’їздних коліях чи портах, забезпечення високого рівня збереження вантажів тощо.

Створення Україною власної контейнерної системи та забезпечення ефективного її використання на ринку транспортних послуг обумовило розширення транспортно-експедиторських та сервісних послуг на зовнішньому та внутрішньому ринках, створення єдиного оператора контейнерних перевезень на території України, який би мав у своєму розпорядженні свій власний контейнерний парк. З цією метою був створений Український державний центр транспортного сервісу “Ліски” (УДЦТП “Ліски”), який повинен здійснювати повне задоволення потреб клієнтів у доставці вантажів “від дверей до дверей” з використання інтермодальних перевезень, створювати умови для підвищення якості наданих послуг, що повинно закріпити свої позиції на ринку транспортних послуг у порівнянні з конкурентами.

З метою підвищення якості транспортних послуг при контейнерних перевезеннях багато уваги приділяється їх техніко-економічному розвитку. Слід зазначити, що техніко-технологічним аспектам розвитку перевезення вантажів в контейнерах присвячено роботи А.Т. Дерібаса, Л.Г. Зайончика, М.М. Дергаусова, Л.А.Когана, М.В. Мостового, Ф.А. Пладіса, Є.М. Сича, Ю.М.Цветова та інші. Але в цих робота не розглядаються питання функціонування контейнерних перевезень, що приносить в цілому залізничному транспорту України значні фінансові прибутки.

Деякі питання цього направлення розкриті в роботах О.О. Бакаєва, П.І. Підлісного, М.Я. Постана, які в своїх дослідженнях використовували економіко-математичні моделі для визначення ефективності розвитку та функціонування транспортних комплексів різного призначення.

Актуальність роботи полягає в науковому підході до визначення ефективного функціонування УДЦТС “Ліски”, в основі якого є збільшення обсягів переробки вантажів на терміналі і, як наслідок, збільшення доходів від перевезень і комерційної роботи Центру, що здійснюється шляхом розробки методології, економіко-математичних методів, моделей і алгоритмів, аналізу і синтезу складної системи логістичного ланцюга контейнеропотоків.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана у відповідності до плану науково-дослідних робіт Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України “Дослідження та розробка інформаційних технологій в управлінні економічними системами різних рівнів ієрархії” , розділ теми 4 “Створення економіко-математичних моделей розвитку та функціонування інфраструктури транспортного комплексу України” (державна регістрація № 0104U000333).

Мета і задачі дослідження. Метою дисертації є розробка методологічних підходів до моделювання функціонування системи контейнерних перевезень та створення інструментарію імітаційного моделювання визначення стратегії ефективного функціонуваня системи.

Досягнення мети зумовило необхідність вирішення наступних завдань:

- аналіз контейнерних перевезень різними видами транспорту України;

- визначення сучасного стану контейнерного ринку в світі та в Україні;

- тенденції розвитку контейнерних перевезень в Україні;

- роль великих контейнерних терміналів в організації перевезень вантажів;

- аналіз теоретико-методологічних підходів до організації контейнерних перевезень вантажів;

- визначення функціонування системи контейнерних перевезень вантажів;

- системний підхід до побудови логістичної схеми проходження контейнеропотоку від виробника до споживача;

- формалізація моделі функціонування системи контейнерних перевезень вантажів;

- формалізація схеми представлення показників функціонування системи контейнерних перевезень;

- розробка алгоритму імітаційного моделювання функціонування системи контейнерних перевезень;

- визначення економічних показників ефективного функціонування системи контейнерних перевезень.

Об’єктом дослідження є процеси функціонування системи контейнерних перевезень вантажів.

Предметом дослідження є теоретико-методологічні засади та економіко-математичне моделювання ефективного функціонування системи контейнерних перевезень з метою визначення оптимальних економічних показників, які може досягти система в процесі свого функціонування.

Методи дослідження. Методологічним підгрунтям дослідження є теоретичні положення економічної науки, системний аналіз, методологія та інструментарій економіко-математичного моделювання. У роботі використано праці вітчизняних та закрубіжних вчених у сфері організації перевезення вантажів в контейнерах та управлінні роботою великих терміналів, на яких здійснюються вантажно-розвантажувальні роботи по транспортуванню як вантажів для вітчизняних споживачів, так і транзитних вантажів.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна дисертаційної роботи полягає в наступному:

вперше:

- створено методологію економіко-математичного моделювання функціонування системи контейнерних перевезень;

- формалізовано модель функціонування системи контейнерних перевезень вантажів;

- розроблена алгоритмична схема імітаційного моделювання функціонування системи контейнерних перевезень;

- запропоновано визначення економічних показників ефективного функціонування системи контейнерних перевезень;

одержали подальший розвиток:

- дістав подальшого розвитку метод імітаційного моделювання з урахуванням ймовірносного надходження замовлень на перевезення вантажу, який транспортується на складній транспортній схемі як всередині країни, так і зовні неї;

удосконалено:

- концептуальні положення стосовно функціонування системи контейнерних перевезень.

Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що запропонований методологічний підхід, створена на його підґрунті методика моделювання, економіко-математична модель, відповідний алгоритм можуть використовуватися в процесі роботи великих терміналів як на залізниці, так і в морських портах, де є термінали.

Результати наукового дослідження впроваджені в практику роботи Українського державного центру транспортного сервісу “Ліски” (довідка № 1352 від 17.11.2005 р. Українського Державного центру транспортного сервісу “Ліски”).

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною науковою працею. Особистим внеском автора є обґрунтування методологічних підходів щодо розробки інструментарію визначення стратегії ефективного функціонування системи контейнерних перевезень.

Наукові результати, що наведені в дисертаційній роботі та опубліковані у наукових працях за темою дисертації, отримані автором самостійно.

Апробація результатів дослідження. Основні положення дисертації доповідалися й обговорювалися на методологічному семінарі відділу “Економіко-математичне моделювання соціально-економічних систем” Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України, а також на:

- першій науково-практичній конференції “Проблеми та перспективи розвитку транспортних систем: техніка, технологія, економіка і управління”. 4 – 5 грудня 2003 р., Київ.

- Міжнародній конференції “Морские и речные перевозки, вопросы экономического взаимодействия, функционирования и развития”. 1 – 2 вересня 2004 р., Одесса.

- Міжнародній науково-практичній конференції “Наука в транспортному вимірі”. 11-13 травня 2005 р., Київ.

Публікації. За результатами дослідження опубліковано 3 наукові роботи у фахових виданнях зі спеціального переліку ВАК України, та в 3 матеріалах конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація включає вступ, три розділи, висновки по роботі, посилання на 111 літературних джерел. Повний обсяг дисертації 175 сторінок, у тому числі 3 рисунка, 24 таблиці.

Основний зміст роботи

У вступі розкрита сутність і стан наукової проблеми та її значущість, обґрунтована актуальність теми, розкрита наукова новизна та практичне значення одержаних результатів, об’єкт та предмет, методологічна основа і методи дослідження.

В розділі 1 “Сучасний стан контейнерних перевезень та тенденції їх розвитку” розглядаються проблеми виникнення та розвитку контейнерних перевезень, що дало можливість поєднати безперервність обслуговування, якість та швидкість перевезень.

Використання контейнерів є найбільш правильним видом транспортування вантажів. При цьому переслідується мета встановлення правильної фрахтової ставки за одиницю вантажу, а також забезпечення достатнього обсягу необхідного вантажного простору, надійність і швидкість доставки , створення найбільш зручної комерційної мережі.

В умовах трансформаційних перетворень, які відбуваються в Україні особливе значення має міжнародне співробітництво в рамках розвитку міжнародних транспортних коридорів, що дозволить створити єдиний транспортний простір, який буде обіймати весь Євразійський континент. Особливе значення для залізничного транспорту України має розвиток трансконтинентальних сухопутних коридорів. В теперішній час Україна може бути природним транзитним мостом між Європою та Азією. Щорічний приріст на світовому транспортному ринку контейнерних перевезень ставить перед Україною нові завдання. Розвиток контейнерних перевезень є пріоритетним напрямком, який має стратегічне значення для інтеграції України у світову транспортну систему.

Серед залізничних доріг держав СНД Укрзалізниця відіграє ведучу роль в організації контейнерних та контрейлерних перевезень. Досягнутий досвід дозволяє знаходити нові підходи до рішення задач перевезення вантажів в контейнерах. Одним із таких підходів є організація поїздів комбінованого транспорту, в складі якого передбачається перевезення контейнерів як поїздом так і автопоїздами на залізниці.

Інтеграція в Європейську транспорту систему, робота в ринкових умовах потребує пріоритетного розвитку транспортної інфраструктури України відповідно до Європейських стандартів. Транспортна інфрастуктура – це система, що об’єднує разні види транспорту і комплекс взаємоналежних послуг. Найважливішим елементом транспортної інфраструктури є транспортно-розділювальна системи, що виконує функції доставки, опрацювання, збереження і поділу вантажів, об’єднує різні види транспорту і взаємодіючої галузі в єдине ціле. Світовий досвід останніх років показав доцільність створення спеціальних транспортно-складських центрів, що є вузловими елементами транспортно-розділювальної системи. Їх економічна доцільність забезпечується за рахунок комбінування та концентрації транспортних функцій і комплексу додаткових послуг на одній території.

Для обслуговування контейнерних потягів в Укрзалізниці був створений Український державний центр транспортного сервісу (УДЦТС) "Ліски" для здійснення інтермодальних перевезень. Цей центр визначає систему транспортування, за якою доставка здійснюється за участю як мінімум двох різних видів транспорту, вантаж транспортується у знімному модулі (вантажній одиниці) без його перевантаження до місця призначення. УДЦТС “Ліски” виконує інтермодальні перевезення за допомогою комбінованого транспорту, який передбачає переміщення вантажів на початкових і кінцевих відрізках шляху, що повинні бути короткими, автомобільним транспортом, а значна частина рейсу здійснюється залізничним, внутрішнім водним чи морським транспортом. Центр здійснює комплексні перевезення за схемою “від дверей до дверей”.

Спеціалізацією УДЦТС “Ліски” є комбіновані контейнерні та контрейлерні перевезення із виконанням повного комплексу операцій і послуг, в які входять: перевантаження контейнерів на інший вид транспорту (автомобільний або залізничний); складування і збереження контейнерів; виконання митно-ліцензійних операцій; доставка власним спеціалізованим автотраспортом контейнерів за схемою “від дверей до дверей”; ремонт контейнерів; навантаження-розвантаження контейнерів; транспортно-експедиційні послуги. УДЦТС “Ліски” належить стратегічно важливе місце в транспортній системі України. Це основний контейнерний термінал для крупнотоннажних контейнерів в Київському залізничному вузлі. Метою створення УДЦТС „Ліски” було розширення сфери послуг, що надаються підприємствам, організаціям та приватним особам під час перевезення вантажів залізничним транспортом, поліпшення використання рухомого складу, контейнерів і організація вантажно-розвантажувальних робіт.

Таким чином, УДЦТС “Ліски” займає чільне місце в системі комплексного обслуговування клієнтури та зміцнює стратегічно важливі позиції залізниць України на ринку транспортних послуг. Для подальшого підняття фінансових результатів залізниць України необхідно розробити і впровадити методико-теоретичні засади по ефективній організації господарської діяльності УДЦТС “Ліски” на основі нових інформаційних технологій та економіко-математичних методів.

В розділі 2 “Економіко-математична модель організації контейнерних перевезень вантажів” описується системний підхід до визначення контейнерних перевезень як складної економіко-технологічної системи. Система контейнерних перевезень в процесі функціонування виступає як цілісне утворення, в якому між її структурою та функціями існує взаємозв’язок та взаємообумовленість. Функціонування представляє собою постійне відтворення функціонального ефекту, який зводиться до здібності системи робити те, що принципіально не може зробити кожний її окремий елемент. На цьому правилу утворена була структура УДЦТС “Ліски”.

В процесі функціонування виникають різноманітні проблеми. Власне само функціонування представляє собою виявлення системою контейнерних перевезень проблемних ситуацій та їх вирішення. Процесс функціонування системи може бути багатоваріантним. В залежності від того, який вибран варіант, система може отримати той чи інший прибуток. Тому для ефективного функціонування перед системою контейнерних перевезень стоїть проблема знаходження здібності вибирати і реалізовувати найкращу стратегію із простору функцій.

Для формалізації моделі ефективного функціонування системи контейнерних перевезень в основу покладено технологічний процес роботи контейнерного терміналу, що дає можливість вирішити поставлену перед системою проблему. Отримані результати в процесі моделювання необхідні для управлінської діяльності терміналом. Управління представляє дію на систему в цілях забезпечення її ефективного функціонування, яке орієнтоване на зберігання основних якостей системи в умовах невизначеності зовнішнього середовища, що обумовлюється формуванням вантажопотоків та наявністю порожніх контейнерів, які можуть виконувати перевезення.

Процес залучення транспорту в ринкову економіку, а також в загальноєвропейську транспортну систему вимагає створення нових організаційних форм існування перевізного процесу з обов’язковим впровадженням нових інформаційних технологій, до яких відноситься транспортна логістика. Основою структурно-функціональною одиницею транспортної логістики є транспортний логістичний центр. Основними користувачами мережі транспортних логістичних центрів є експедитори, агентські та брокерські компанії. При забезпеченні першої групи функцій діяльності транспортного логістичного центру пересікаються з діяльністю центру зовнішньої торгівлі, в якому ці функції складають транспортно-експедиторський сервіс, що включає: надання контактної інформації про експедиторів, які організовують доставку товару зовнішньоторговельним організаціям; надання експедиторам і зовнішньоторговельним організаціям довідкової інформації про операторів, маршрути, умови і вартість перевезення (транспортних та інших операцій); формування та заключення контрактів на виконання транспортної роботи по перевезенню вантажів. Функцією логістики при транспортно-логістичному обслуговуванні розподілу товарів є планування, організація та реалізація поставки товарів від місця їх вииробництва до місць споживання із використанням оптимальних способів і методів за умови забезпечення задоволення потреб виробничих та торгівельних фірм у ефективному розподілі товарів. Основоположними елементами логістичної інфраструктури міжнародних транспортних коридорів є термінальні комплекси, які споруджуються у вузлах транспортної мережі та гарантовано забезпечують клієнтуру транспортно-експедиційним обслуговуванням з повним набором сервісних та комерційно-ділових послуг, виконуючи функції логістичних транспортно-розподільчих центрів.

Транспортно-експедиційне обслуговування УДЦТС “Ліски” є важливою організаційною основою для функціонування системи контейнерних перевезень. Транспортно-експедиційне обслуговування виконує функції планування навантаження та розвантажування контейнерів, ввезення та вивіз контейнерів, оформлення перевізної документації, забезпечення контроля за часом перебування контейнерів під вантажними операціями та в очікуванні їх. Важливою складовою частиною транспортно-експедиційного обслуговування є інформація для всіх зацікавлених учасників контейнерних перевезень.

Ефективне функціонування логістичної транспортно-розподільчої системи здійснюється шляхом оптимізації управління і планування товаро-матеріальних і пов’язаних з ними інформаційних та фінансових потоків на основі системного підходу і узгодження інтересів участників логістичної системи.

В розділі 3 “Імітаційне моделювання функціонування системи контейнерних перевезень” надана формалізована схема представлення показників функціонування системи контейнерних перевезень, описано алгоритм імітаційного моделювання функціонування системи контейнерних перевезень, визначені економічні показники ефективного функціонування системи контейнерних перевезень.

Основними пунктами формалізації є:

1. Вважається, що надходження замовлень на базу є випадковим в часі надходження замовлення та по заданій директивній спеціалізації – сукупності директивних характеристик: країна відправлення, термінал відправлення, країна призначення, термінал призначення, обсяг вантажу замовлення, термінал призначення, необхідний вид контейнера.

2. Можно виділити наступні проблемні ситуації, які виникають на -ій базі-власниці:

a) простой контейнерів різних видів в очікуванні замовлень,

b) простой черги замовлень в очікуванні обслуговування – в очікуванні першочергового замовлення необхідної кількості контейнерів необхідного виду, в очікуванні інших замовлень бути першочерговими. Вираз “необхідна кількість” означає, що в цю кількість входять всі контейнери необхідного виду з резервним часом до початку планового ремонту-2 і огляду на базі, перевищуючим час обороту замовлення. Час обслуговування замовлення - час надходження обслуговуємих її контейнерів в порожньому стані на базу – власницю.

3. Припускається, що в кожний момент, що моделюється, на базу може поступити не більш одного замовлення і що в кожний момент на m-й базі може початися обслуговування першочергового замовлення. Однак вважається можливим одночасне надходження порожніх контейнерів, які обслуговують свої замовлення, на базу.

4. Не розглядається початковий момент моделювання t0 надходження заявки на базу.

5. Допускається, що номер замовлення не вибуває з процесу моделювання після доставки відповідного вантажу отримувачу і зберігається аж до надходження порожніх контейнерів, які обслуговували це замовлення, на базу.

В якості математичного інструменту моделювання був вибраний метод побудови динамічних ймовірнисних автоматів Мура з детермінованими виходами. В процесі побудови і аналізу моделі ефективного функціонування системи контейнерних перевезень була виділена певна структурна особливість даної моделі:

наявність автоматів, які ідентифікують послідовність областей перебування індивідуальних номерів об’єктів системи в кожний момент часу. Такі послідовності беруть участь в моделі як автомати і як межа варьювання змінних аргументів: - номер бази (країни, залізничної адміністрації); - вид контейнера; k- індивідуальний номер контейнера -й бази; n- номер замовлення в системі на базі або на маршруті).

Сценарій моделювання функціонування системи контейнерних перевезень, який задає послідовність обчислення формул алгоритма модели, складається з наступного:

1. визначення директивних замовлень на всіх стадіях свого перебування в системі – від надходження на базу відправлення до надходження на базу призначення;

2. обчислення допоміжних двоїстих індикаторів, які визначають в момент t1 місце знаходження та поточні стани контейнерів бази – власниці і замовлень, які обслуговуються цією базою;

3. з’ясування можливостей виконання надійшовних на базу замовлень;

4. вибір номера оптимального маршруту замовлення в залежності від координат входу та виходу замовлення із системи, а також від критерію вибору, який узгоджено з клієнтами;

5. актуалізація послідовностей індивідуальних номерів контейнерів різного виду і номера замовлення на -й базі в залежності від можливого надходження замовлень на базу, можливого початку обслуговування першочергового замовлення, можливого надходження на базу порожніх контейнерів, які обслуговують свої замовлення – на момент t1;

6. актуалізація на момент t1 послідовностей індивідуальних номерів контейнерів і номерів замовлень, які обслуговуються базою m на відповідних маршрутах в залежності від поповненя цих послідовностей почавшими процес обслуговування контейнерами та замовленями і виключення із цієї множини тих, для яких закінчили обслуговування;

7. визначення на момент t1 номерів станцій передачі для заявок на маршруті і станції передачі при поверненні порожніх контейнерів;

8. визначення на наступний момент моделювання t1 залишкових часів до надходження замовлень на чергову станцію передачі на маршруті, порожніх контейнерів на зворотньому маршруті – до чергової станції передачі і до бази – власниці; залишкових часів для кожного контейнера на базі до наступу і, відповідно, до завершення планового ремонту-2; залишкових часів до наступу ремонта-1 і його завершення для кожного контейнера m-ї бази;

9. обчислення накопичених часів перебування контейнерів і замовлень на базі, накопичених часів перебування замовлень на маршрутах, контейнерів в ремонті-1;

10. визначення на момент t1 виду необхідного контейнера і обсягу кожного замовлення, що знаходиться в системі;

11. актуалізація маршрута замовлення для випадків: надходження замовлення на базу, перебування в стані обслуговування, зміни маршрута на зворотній при повернені порожніх контейнерів на базу;

12. визначення кількості контейнерів і замовлень, які знаходяться на базі і на маршрутах бази.

В якості автоматів економічного блоку моделі виступають:

DБm(1)(t1) – поточний доход бази m на момент t1 від перевезення вантажів за замовленням, які обслуговуються m-й базою, з урахуванням додаткових зборів на території m-ї країни.

DБm(2)(t1) –доход від використання контейнера m-ї бази вантажовласниками на протязі всього маршруту проходження замовлення.

DБm(3)(t1) – m-а база на момент t1 може бути базою призначення замовлень іншими базами інших країн. В цьому випадку залізнична адміністрація – користувачка, яку представляє m-а база, в момент перетинання станції передачі потягом, який обслуговує одне із таких замовлень, при збігу цього моменту з моментом моделювання t1, отримує доход від сплати вантажовласником вартості перевезення з урахуванням додаткових зборів за час перебування на m-й території призначення. Це стосується всіх замовлень, які надходять на станцію призначення, що граничить з m-ю країною призначення цих замовлень.

DБm(4)(t1) – доход m-ї бази від транзитних перевезень вантажів по замовленням, якщо в момент t1 замовлення інших баз перетнули станції передачі, що граничать з m-ю територією. В цьому випадку доход m-ї бази від транзитних перевезень вантажів по замовленням, які прямують через m-у територію, буде обчислюватися за час перебування вантажу на m-й території.

DБm(5)(t1) – поточний доход m-ї бази – власниці за використання її контейнерів при виконанні попутних замовлень за час попутного маршруту кожного із попутних замовлень.

DБm(t1) – сумарні поточні доходи m-ї бази.

DБm*(Т(t1)) – накопичений доход m-ї бази за період моделювання.

Dm(рем2)*(Т(t1)) – накопичений час перебування контейнерів m-ї бази в ремонті-2.

Dm(рем1)*(Т(t1)) – накопичений час перебування контейнерів m-ї бази в ремонті-1.

DКm(0)*(Т(t1)) – накопичений час перебування за весь період моделювання контейнерів m-ї бази в наднормативні простої на базі.

Dm(0)*(Т(t1)) – накопичення часу сумарних затримок виконання замовлень на m-й базі внаслідок відсутності необхідних контейнерів – за весь період моделювання.

РБm*(Т(t1)) – накопичені сумарні витрати m-ї бази за весь період моделювання.

ПБm(Т(t1)) - накопичений прибуток бази.

dПБm(Т(t1)) - усереднений прибуток m-ї бази.

Накопичений дохід m-ї бази за весь період моделювання T(t1) буде дорівнювати:

DБm*(T(t1))=DБm*T(t0))+DБm(t1),

де DБm(t1)= DБm(1)(t1)+ DБm(2)(t1)+ DБm(3)(t1)+ DБm(4)(t1)+ DБm(5)(t1).

Для обчислення витратної частини по m-й базі визначається накопичений час за весь період моделювання перебування контейнерів m-ї бази в плановому ремонті-2 Dm(рем2)*(Т(t1)), накопичений час перебування контейнерів m-ї бази в ремонті-1 на маршрутах за весь період моделювання Dm(рем1)*(Т(t1)), накопичений час наднормативного простою контейнерів на m-й базі за період моделювання DКm(0)*(Т(t1)), накопичений час затримок обслуговування замовлень на m-й базі внаслідок відсутності необхідних контейнерів за весь період моделювання Dm(0)*(Т(t1)).

Накопичені витрати m-ї бази за період моделювання будуть дорівнювати:

PБm*(T(t1))=Dm(Дрем2)* T(t1))•Em(Дрем2)+Dm(Дрем1)*(T(t1))•Em(Дрем1)+

+DКm(0)* (T(t1))•EКm(0)+ Dm(0)* (T(t1))•Em(0) ,

де Em(Дрем2) – середні добові витрати m-ї бази на плановий ремонт-2 одного контейнера бази.

Em(Дрем1) – середні добові витрати m-ї бази на ремонт-1 одного контейнера на маршруті.

EKm(0) – добові витрати за наднормативний простой одного контейнеру m-ї бази.

Em(0) – добові витрати за затримку на m-й базі обслуговування одного контейнера.

Накопичений прибуток m-й базі визначається по формулі:

ПБm(T(t1))= DБm*(T(t1)) – PБm*(T(t1)).

Визначається усереднений прибуток m-ої бази, який представляє собою математичне очікування величини, яку треба найти, для отримання певної суми прибутку. Цей показник є прибутком, який очікується за одну добу роботи терміналу, що дасть можливість оцінити прибуток, який можна отримати в кінці планового періоду, показує завантаження контейнерного парку за цей період і визначається по формулі:

d ПБm(T(t1))= ПБm(T(t1)) : T(t1)).

Необхідно визначити таку стратегію управління функціонуванням m-ї бази, при якій максимізується усереднений прибуток бази

d ПБm(T(t1)) мах.

Наведений алгоритм визначення оптимальної стратегії функціонування системи контейнерних перевезень дає можливість знайти такий шлях використання контейнерів УДЦКС “Ліски”, щоб збільшити прибутковість Укрзалізниці від господарчої діяльності системи, підняти конкурентоспроможність терміналу та вдосконалити його роботу.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове рішення наукової задачі, що полягає в подальшому розвитку теоретичних положень та розробці інструментарію функціонування системи контейнерних перевезень, що дають змогу враховувати ймовірнисний характер надходження замовлень від вантажовласників на перевезення вантажу в контейнерах, та формувати раціональні стратегії поведінки системи з точки зору отримання оптимальних показників економічної діяльності терміналу.

На методологічному, теоретичному та інструментальному рівнях у дисертації проведено розробку методології моделювання функціонування системи контейнерних перевезень. Основні наукові і практичні результати роботи полягають в наступному:

1. Проведено детальний аналіз функціонування контейнерної системи в світі і на Україні. Визначено, що Україна є транзитною державою, через яку проходять вантажопотоки в різних напрямках. Останні роки ХХ століття означилися збільшенням перевезень вантажів у контейнерах, які мають більшу привабливість внаслідок надання якісних транспортних послуг вантажовласникам. Для України велике значення має розвиток контейнерних перевезень, особливо залізничним транспортом. В зв’язку з цим був створений в стуктурі Укрзалізниці УДЦТС “Ліски” - термінал, що обслуговує контейнерні перевезення залізницею.

2. Проблемна ситуація збільшення перевезень вантажів в контейнерах залізницею і отримання більш високих економічних і фінансових показників УДЦТС “Ліски” містить сукупність замовлень від вантажовласників, контейнерів і зв’язків між ними. Методологічною основою підготовки прийняття рішення по ефективному функціонуванню УДЦТС “Ліски” є системний аналіз визначення системи контейнерних перевезень та побудова логістичної схеми проходження контейнеропотоку від виробника до споживача.

3. Проведена формалізація моделі функціонування системи контейнерних перевезень, а також формалізована схема представлення показників функціонування системи контейнерних перевезень. Підгрунтям створення такої схеми став технологічний процес роботи терміналу по обслуговуванню контейнерів при виконані замовлень вантажовласників на первезення вантажів в контейнерах. Метою економіко-математичного моделювання функціонування системи контейнерних перевезень є взаємодія УДЦТС “Ліски” із замовником-вантажовласником та визначення проблемних ситуацій таких, як простоювання контейнерів, створення черги замовлень, виникнення поломок та несправностей контейнерів та їх ліквідація. Все це визначає певний стан системи і відповідно до цього її техніко-економічні характеристики.

4. Створено алгоритм імітаційного моделювання функціонування системи контейнерних перевезень, який записано у вигляді послідовності формул, що переобчислюють значення автоматів і індикаторів в кожний наступний вузловий момент модельного часу, що дає можливість визначити послідовность станів, в яких знаходиться система, і знаходження того чи іншого контейнера, який обслуговує певне замовлення клієнта.

5. Для визначення економічних показників ефективного функціонування системи контейнерних перевезень обчислюється поточний доход від використання контейнерів УДЦТС “Ліски” за напрямком слідування, витрати, які несе УДЦТС “Ліски” за транспортування вантажу та ліквідіцію проблемних ситуацій, що виникають в процесі транспортування контейнерів, і знаходиться усереднений прибуток за певний період часу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у наукових фахових виданнях:

1. Корниенко В. Состояние и перспективы контейнерных перевозок в Украине // Економіст. –2003. - № 6. - с.34-36.

2. Корниенко В. Мировые тенденции развития контейнерных перевозок // Економіко-математичне моделювання соціально-економічних систем. Зб. наук. праць. Вип. 9. – К.: МННЦ ІТіС НАНУ та МОНУ, 2004. – с. 109-115.

3. Корнієнко В.П. Імітаційне моделювання контейнерних перевезень залізничним транспортом // Економіко-математичне моделювання соціально-економічних систем. Зб. наук. праць. Вип. 10. – К.: МННЦ ІТіС НАНУ та МОНУ, 2005. – с 5 -27.

Тези доповідей:

4. Корниенко В.П. Логистика и транспортные системы // Тези доповідей першої науково-практичної конференції “Проблеми та перспективи розвитку транспортних систем: техніка, технологія, економіка і управління”. 4-5 грудня 2003 р. – Част.1. “Техніка, технології” - Київ, 2003. – с. 92-93.

5. Бакаев А.А., Корниенко В.П. Контейнерные перевозки: перспективы развития на Украине // Тези доповідей Міжнародної конференції “Морские и речные перевозки, вопросы экономического взаимодействия, функционирования и развития”. 1 – 2 вересня 2004 р. - Одесса, 2004. – с. 143.

6. Корнієнко В.П. Застосування інформаційних технологій в моделюванні роботи контейнерного терміналу для великовантажних контейнерів // Тези доповідей Міжнародної науково-практичної конференції “Наука в транспортному вимірі”. 11-13 травня 2005 р. - Київ, 2005. – с. 133.

АНОТАЦІЯ

Корнієнко В.П. Економіко-математичне моделювання функціонування системи контейнерних перевезень. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.03.02 – економіко-математичне моделювання. Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України. – Київ, 2006.

В дисертації розглядаються особливості розвитку контейнерної системи в період становлення України як самостійної держави. Однією із привабливих рис розвитку контейнерних перевезень в Україні є те, що держава має розвинуту транспортну систему, яка дозволяє здійснювати транспортування вантажів в різних напрямках. Перевезення вантажів у контейнерах є найбільш розповсюдженим та прогресивним способом доставки тарно-штучних вантажів у змішаному сполученні. Створення власної контейнерної системи обумовило розширення транспортно-експедиторських та сервісних послуг на зовнішньому та внутрішньому ринках та створило умови для ефективного її використання на ринку транспортних послуг.

Український державний центр транспортного сервісу “Ліски” здійснює повне задоволення потреб клієнтів у доставці вантажів “від дверей до дверей” з використанням інтермодальних первезень, створює умови для підвищення якості наданих послуг. Для закріплення своїх позицій на ринку транспортних послуг у порівнянні з конкурентами необхідно підвищувати ефективність функціонування системи контейнерних перевезень. З цією метою розроблені методологічні підходи до створення економіко-математичної моделі, алгоритму моделювання, аналізу та синтезу складної системи логістичного ланцюга контейнеропотоків в процесі обслуговування замовлень на перевозку от вантажовласників. Використання імітаційного моделювання для визначення стратегії ефективного функціонування системи контейнерних перевезень дає можливість оцінити передбачувані економічні наслідки і обґрунтувати умови подальшого господарювання термінала.

Ключові слова: система контейнерних перевезень, вантажопоток, контейнеропоток, логістична система, ринок транспортних послуг, економіко-математична модель, імітаційне моделювання, ефективність функціонування.

АННОТАЦИЯ

Корниенко В.П. Экономико-математическое моделирование функционирования системы контейнерных перевозок. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук по специальности 08.03.02. – экономико-математическое моделирование. – Международный научно-учебный центр информационных технологий и систем НАН Украины и МОН Украины. – Киев, 2006.

В диссертации рассматриваются особенности развития контейнерной системы в период становления Украины как самостоятельной страны. Одной из привлекательных черт в развитии контейнерных перевозок в Украине является то, что страна имеет развитую транспортную систему, которая позволяет осуществлять транспортировку грузов в разных направлениях. Перевозка грузов в контейнерах является наиболее распространенным и прогрессивным способом доставки тарно-штучных грузов в смешанном направлении. Создание собственной контейнерной системы обусловило расширение транспортно-экспедиторских и сервисных услуг на внешнем и внутреннем рынках и создало условия для эффективного ее использования на рынке транспортных услуг.

Важнейшее влияние на рост контейнерных перевозок имеет геополитическое положение Украины. Через Украину проходят кратчайшие пути в транзитном направлении в Центральную и Южную Европу и страны СНГ, Дальнего Востока, Средней Азии и стран Балтии с Северной Африкой, Ближнего Востока, странами Персидского залива.

Для осуществления интермодальних перевозок в Укрзализныце был создан Украинский государственный центр транспортного сервиса “Лиски” (УГЦТС “Лиски”). УГЦТС “Лиски” осуществляет полное удовлетворение потребностей клиентов при доставке грузов “от двери до двери” с использование интермодальных перевозок, создает условия для повышения качества предоставляемых услуг. Для закрепления своих позиций на рынке транспортных услуг в сравнении с конкурентами необходимо повышать эффективность функционирования системы контейнерных перевозок.

С этой целью разработаны методологические подходы к созданию экономико-математической модели, алгоритму моделирования, анализу и синтезу сложной системы логистического звена контейнеропотоков в процессе обслуживания заявок на перевозку от грузовладельцев. Использование имитационного моделирования для определения стратегии эффективного функционирования системы контейнерных перевозок дает возможность оценить предполагаемые экономические последствия и обосновать условия дальнейшего хозяйствования терминала.

Целью экономико-математического моделирования функционирования системы контейнерных перевозок является взаимодействие УГЦТС “Лиски” с заказчиком-грузовладельцем и определение проблемных ситуаций таких, как простой контейнеров, создание очереди заказов, возникновения поломок и неисправностей контейнеров и их ликвидация.

В качестве математического инструмента моделирования был выбран метод построения динамических вероятностных автоматов Мура с детерминированными выходами. В процессе построения и анализа модели эффективного функционирования системы контейнерных перевозок была определена структурная особенность данной модели: наличие автоматов, которые идентифицируют последовательность областей пребывания индивидуальных номеров объектов системы в каждый момент времени. В качестве объекта системы выступают контейнеры определенного вида и емкости.

Разработанный алгоритм определения оптимальной стратегии функционирования системы контейнерных перевозок дает возможность найти такой путь использования контейнеров УГЦКС “Лиски”, чтобы увеличить прибыльность Укрзализныци от хозяйственной деятельности Центра, поднять конкурентоспособность терминала и усовершенствовать его работу.

Ключевые слова: система контейнерных перевозок, грузопоток, контейнеропоток, логистическая система, рынок транспортных услуг, экономико-математическая модель, имитационное моделирование, эффективное функционирование.

ANNOTATION

Kornienko V.P. Economic and Mathematical Modeling for Operation of Containerizing System. – Manuscript.

Thesis for getting academic degree of candidate in Economics in specialization 08.03.02 – Economic and Mathematical Modeling. – International Research and Training Center for Information Technologies and Systems of the National Academy of Sciences of Ukraine and the Ministry of Education and Science of Ukraine. – Kyiv, 2006.

Peculiarities of development of containerizing system in the period of recovering of Ukraine as independent state are explored in the thesis. Ukraine possesses a developed transport system which gives possibility to transport cargoes in various directions. It is one of the positive features for development of the containerizing system in Ukraine. Containerizing of cargoes is the most wide-spread and advanced way for conveyance of packing cargoes and piece-goods in the compound directions. Development of the proper containerizing system caused expansion of the forwarding services in the home and world markets. It also provided a basis for efficient use of the containerizing system in the market of transport services. Ukrainian State Center for Transport Service “Lyski” completely satisfies consumers’ needs in freight deliveries “from door to door” using intermode conveyances. It also provides promotion of quality of services. It is necessary to increase efficiency of operation of the containerizing system in order to advance one’s positions in the transport services market of transport services in comparison with competitors. Methodological approaches to building up of the economic and mathematical model, to algorithm, to analysis and synthesis of the complex system of logistic link for containerizing flows in the process of maintenance by freighters’ requests on transportation were developed for that purpose. Use of simulation modeling for the determining of the strategy for efficient operation of the containerizing system gives an opportunity to assess possible economic consequences and to substantiate conditions for further activity of terminal.

Key words: containerizing system, cargo flow, containerizing flow, logistic system, market of transport services, economic and mathematical model, simulation modeling, efficient operation.