Національна академія наук України

Міністерство освіти і науки України

Міжнародний науково-навчальний центр

інформаційних технологій та систем

Клочков Юрій Петрович

УДК 330.115:338.48(075.8):658.012 .2

ЕКОНОМІКО-МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

ФУНКЦІОНУВАННЯ СИСТЕМ,

ЯКІ ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ КРУЇЗНЕ СУДНОПЛАВСТВО

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 Ткаченко Іван Семенович, Вінницький фінансово-економічний університет, завідувач кафедри фінансів;

кандидат економічних наук, старший науковий співробітник Тимашова Ліана Анатоліївна, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України та Міністерства освіти та науки України, завідувач відділу віртуальних систем.

Провідна установа: Київський національний економічний університет імені В.Гетьмана, кафедра інформаційного менеджменту, м. Київ

Захист відбудеться “19” січня 2007 р. о 14-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.171.02 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” грудня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.А. Ревін

Загальна характеристика роботи

Актуальність дослідження. З різних причин Україна зараз перебуває обабіч процесів інтеграції та інтернаціоналізації у світовій економіці. Це дуже стримує розвиток України як суб’єкта господарського механізму і обумовлює необхідність переглянути теоретичні основи і практику функціонування економіки України в цілому і в окремих її складових з метою пошуку шляхів держави у світове співтовариство не як сировинного придатку і ринку третьосортних товарів, а як повноправного учасника, на котрого потрібно зважати в економічних перипетіях сучасного життя.

Однією із ланок економічної системи, яка може дати імпульс подальшому розвитку економіки, є туризм. Еволюція кількісних показників міжнародних туристських обмінів ХХ століття ставить перед індустрією туризму проблему якісно нових змін , які обумовлюються основними ознаками ХХІ століття – століття ресурсів, інформації та послуг.

В міжнародному туризмі водний круїз займає певне місце, що дає змогу використовувати не тільки річковий флот, але й ознайомлювати відпочиваючих з національним, культурним, економічним, соціальним, природним тощо становищем в країні, тим самим піднімаючи рейтинг країни на міжнародному рівні та обумовлюючи розвиток економічної системи взагалі і на регіональному рівні.

В Україні питанням ефективного розвитку та функціонування круїзів, як сектора економіки, до теперішнього часу приділялось досить мало уваги. Теоретичні та методологічні аспекти розробки системи економіко-математичних моделей розвитку та функціонування водного транспорту досліджувалися в наукових працях О.О.Бакаєва, В.С. Михалевича, В.С. Пєтухова, М.А. Славова, П.П. Підлісного, М.І. Котлубая, І.О. Лапкіної та ін.

Разом з тим подальший розвиток індустрії туризму та забезпечення круїзного судноплавства необхідними ресурсами вимагає розробки нових теоретичних та методологічних засад щодо моделювання функціонування систем, які забезпечують ефективне круїзне судноплавство.

Викладене вище зумовило спрямованість даного наукового дослідження на пошук шляхів підвищення якості прийняття рішень по забезпеченню ефективності круїзного плавання з залученням сучасних інформаційних технологій.

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). Особистий внесок автора – розробка моделі функціонування системи порт – флот, однієї із ланок транспортної інфраструктури на водному транспорті.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертації є розробка теоретико-методологічних засад моделювання функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство.

Досягнення мети зумовило необхідність вирішення наступних завдань:

- визначення факторів, що впливають на функціонування туристичного ринку взагалі і на круїзне судноплавство зокрема;

- сучасний стан матеріально-технічної бази туризму та індустрія транспорту;

- роль і стан міжнародного туризму в Україні;

- розробка концептуальних підході до моделювання функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство;

- аналіз ринку послуг водного круїзного пасажирського транспорту;

- розробка прогнозної моделі попиту на послуги водного круїзного транспорту;

- розробка моделі оцінки комфортності суден та їх пасажирських комплексів;

- моделювання логістичних ланцюгів в круїзному плаванні;

- застосування системного підходу до управління системою взаємодії пасажирського порту та флоту;

- розробка моделі управління водним круїзним транспортом;

- створення імітаційної моделі взаємодії пасажирського порту та флоту.

Об’єктом дослідження є процеси функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство.

Предметом дослідження є теоретико-методологічні засади та економіко-математичне моделювання ефективного функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство, з метою ресурсозберігання та створення комфортних умов обслуговування туристів на борту теплоходу.

Методи дослідження Методологічним підґрунтям дослідження є теоретичні положення економічної науки, системний аналіз, методологія та інструментарій економіко-математичного моделювання. У роботі використано праці вітчизняних та зарубіжних вчених у сфері організації індустрії туризму, її матеріально-технічної базі, водного круїзу та систем, які забезпечують роботу флоту в процесі перевезення пасажирів та туристів.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в розробці методологічних засад моделювання функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство.

Основні наукові положення, які отримані в дисертації, полягають в наступному:

вперше:

- розроблено концепцію моделювання функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство;

- розроблена прогнозна модель попиту на послуги водного круїзного транспорту;

- розроблена модель оцінки комфортності суден та їх пасажирських комплексів;

- здійснено моделювання логістичних ланцюгів в круїзному плаванні;

- розроблена модель управління водним круїзним транспортом;

- створена імітаційна модель взаємодії пасажирського порту та флоту;

одержали подальший розвиток:

- дістав подальшого розвитку метод імітаційного моделювання з урахуванням ефективного обслуговування суден в пасажирських портах за умов дотримання графіку руху на лінії;

удосконалено:

- системний підхід до управління системою взаємодії пасажирського порту та флоту.

Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що запропонований методологічний підхід, створені на його підґрунті методика моделювання, економіко-математична модель, відповідний алгоритм можуть використовуватися в процесі роботи суден на лініях, а також сприяють ритмічній роботі пасажирських портів.

Результати наукового дослідження впроваджені в практику роботи філії АСК “Укррічфлот” Запорізького суднобудівного судоремонтного заводу (довідка №21 від 14.11.2006 р. про впровадження результатів дисертаційної роботи) та ДП “Херсонський річковий порт” АСК “Укррічфлот” (довідка №73 від 10.11.2006 р. про впровадження результатів дисертаційної роботи).

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною науковою працею. Особистим внеском автора є обґрунтування методологічних підходів щодо розробки інструментарію визначення ефективного функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство.

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:

- 8-й Международной конференции “Развитие транспортной инфраструктуры Украины в контексте интеграции в ЕС”. 28-29 сентября 2005 г., Одесса;

- 1-й Международной научно-практической конференции “Наука в транспортном измерении”. 11-13 мая 2005 г., Киев.

Публікації. За результатами дослідження опубліковано 6 наукових робіт у фахових виданнях зі спеціального переліку ВАК України, та в 2-х матеріалах конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація включає вступ, три розділи, висновки по роботі, посилання на 105 літературних джерел та трьох додатків. Повний обсяг дисертації 175 сторінок, з них 162 сторінки основного тексту, у тому числі 14 рисунків, 16 таблиць.

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 індустрії туризму в Україні” туризм розглядається як сектор економіки. У світовій економіці туризм вийшов на лідируюче місце, конкуруючи тільки з добутком нафти. Національна та міжнародна діяльність в галузі туризму є невід’ємною складовою перетворень , в основі яких лежить повний та гармонійний розвиток людини, повага до моральних цінностей народу. Розглянута туристична діяльність і її основні елементи: туристичний продукт, туристичні послуги, попит та пропозиції, які мають велике значення для дослідження економічних процесів, які відбуваються в туризмі. До переваг розвитку туризму можна віднести: збільшення грошового потоку в регіоні, а також приток іноземної валюти; ріст валового національного продукту; створення нових робочих місць; залучення капіталу, в тому числі і іноземного; збільшення податкових зборів регіону, який приймає туристів.

Розглянуто фактори, що впливають на функціонування туристичного ринку, який характеризується місткістю, рівнем збалансованості попиту і пропозиції, умовами реалізації туристичного продукту. Регулятором рівноваги на туристичному ринку між попитом та пропозицією є ціна на туристичний продукт, яка знаходиться в постійній зміні.

Основою туристичної індустрії є матеріально-технічна база, яка забезпечує ефективне функціонування галузі. Матеріально-технічна база туристичної індустрії дуже розгалужена, має велику кількість підприємств і класифікується як по видам діяльності, так і по видам послуг, які пропонуються туризмом, а також вона поділяється по економічним елементам на основні на обороті фонди. Тому для її підтримки, розвитку та модернізації необхідно залучати інвестиції, які будуть сприяти як розвитку самої бази, так туризму.

Розвиток міжнародного туризму сприяє подальшим глобалізаційним процесам, які охопили в сучасний час світову економічну систему. Створення умов в Україні для міжнародного туризму обумовлює покращення її економічного стану, підвищення конкурентоспроможності галузей, які обслуговують туризм, сприяють поліпшенню стосунків між народами.

Особливою привабливістю в міжнародному туризмі користується круїзне судноплавство, яке забезпечує екологічно чистий туризм, поєднуючи його з ознайомленнями з історичними, природними та національними пам’ятками України. Але для створення сприятливих умов подорожі на теплоході необхідно забезпечити його ритмічну роботу. Виходячи з сучасного стану роботи водного пасажирського транспорту, розвитку туризму в Україні необхідно розглянути проблеми вдосконалення управління функціонуванням систем, які забезпечують круїзне судноплавство, що повинне підняти рівень конкурентоспроможності України в області туризму на світовому туристичному ринку.

З цією метою необхідно застосовувати сучасні інформаційні технології з використанням економіко-математичних методів для ефективного управління необхідними системами, які забезпечують круїзне судноплавство. В зв’язку з цим визначені концептуальні підходи до моделювання функціонування цих систем які базуються на концепції життєвого циклу туристичного продукту. Для забезпечення довгостроковості життєвого циклу туристичного продукту, який надається під час круїзу на теплоході, необхідне стабільне функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство, для чого необхідно визначити сегментацію ринку туристичних послуг та стратегічне планування послуг водного круїзного транспорту, проводити маркетинговий аналіз (аналіз відповідності нового вигляду комфортності судна вимогам ринку і конкуренції), визначати логістичні ланцюжки в круїзному плаванні та здійснювати управління взаємодією системою пасажирський флоту та портів.

В розділі 2 “Економіко-математичні моделі функціонування водного круїзного пасажирського транспорту” Проведено аналіз ринку послуг водного круїзного пасажирського транспорту. Розглядаються різні види водного туризму: лінійні перевезення, паромні перевезення, оздоровчі й світові круїзи, міні круїзи, ринок інклюзивних турів. На загальному світовому фоні зростання круїзних перевезень, обсяги надання туристичних послуг на водному транспорті зменшилися майже в 7 разів. В Україні за період трансформаційних процесів в економіці відбулися негативні явища в індустрії туризму на водному транспорті: зменшився попит на водні подорожі, також зменшилась кількість пасажирських суден. В таблиці 1 представлені обсяги перевезень пасажирським флотом АСК Укррічфлот за період незалежності України.

Таблиця 1.

Обсяги перевезень пасажирів флотом АСК Укррічфлот

Роки | Пасажир,

тис. чол. | У тому числі | Пасажиро-обіг, млн..пас-км | У тому числі

Швидкісний флот | Туристичний флот | Швидкісний флот | Туристичний флот

1990 | 2696,0 | 2628,1 | 67,9 | 380,7 | 273,3 | 107,4

1991 | 1975,0 | 1907,0 | 68,0 | 333,0 | 229,8 | 104,1

1992 | 873,0 | 837,7 | 35,7 | 119,1 | 88,2 | 30,0

1993 | 507,0 | 486,6 | 20,4 | 73,9 | 52,7 | 21,2

1994 | 462,8 | 447,3 | 15,5 | 63,5 | 48,5 | 15,0

1995 | 181,2 | 163,8 | 17,4 | 35,7 | 16,2 | 19,5

1996 | 109,1 | 95,6 | 13,5 | 16,4 | 8,6 | 8,4

1997 | 118,6 | 101,1 | 17,5 | 22,1 | 7,9 | 19,2

1998 | 99,3 | 79,9 | 19,4 | 26,0 | 6,3 | 10,7

1999 | 52,3 | 41,0 | 10,3 | 20,6 | 2,3 | 18,8

2000 | 35,1 | 23,5 | 11,6 | 19,5 | 1,3 | 18,2

2001 | 16,1 | 4,2 | 11,9 | 18,8 | 0,25 | 18,55

2002 | 11,3 | 1,7 | 9,6 | 5,0 | 0,1 | 4,8

2003 | 7,0 | - | 5,0 | 8,3 | - | 8,3

2004 | 8,0 | - | 6,4 | 7,4 | - | 7,4

2005 | 7,4 | - | 5,4 | 11,2 | - | 11,2

Як видно з цієї таблиці відправлення пасажирів зменшилося з 1990 року за 15 років майже в 365 разів. Обсяг туристичних перевезень в 1990 році складав 0,02% від всього оьсягу перевезень пасажирів, а 2005 році здійснювалось тільки туристичних перевезень в обсязі 8% від обсягу туристичних перевезень в 1990 році. Пасажирообіг в туристичних перевезеннях в 1990 році складав 28,3%, а в 2002 році цей показник дорівнював 98,6%. З 2003 року по теперішній час пасажирообіг здійснюється тільки в туристичних перевезеннях. В той же час пасажирообіг в 2005 році знизився в порівнянні з 1990 р. майже в 9,5 разів.

Підняття рівня круїзних туристичних послуг потребує детального дослідження попиту на послуги водного круїзного транспорту та пропозицій щодо подальшого розвитку пасажирського флоту.

Розроблена прогнозна модель попиту на послуги водного пасажирського транспорту на основі багатофакторного кореляційного аналізу. Велике значення на попит послуг пасажирського водного транспорту має якість послуг. Проведення експериментальних розрахунків показало, що навіть незначне зменшення показника якості послуг на перевезення туристів, негативно впливає на попит на туристичне обслуговування на водному транспорті.

Тому для підняття якості обслуговування перш за все потрібно здійснювати перевезення туристів в комфортабельних судах. Розроблена модель оцінки комфортабельності суден та їх пасажирських комплексів, в якій розглядаються придатність устаткування і приміщень для задоволення потреб пасажирів під час подорожі. Основу моделі складає добовий дохід від обслуговування пасажирів на круїзному судні.

З урахуванням інтересів споживачів - пасажирів при проектуванні, будівництві, модернізації судів, а також при плануванні роботи суден враховують споживчу вартість елементів і об'єктів комфорту судна, тобто реєструють функції по ступеню важливості для споживачів. При виборі судна для виходу на ринок необхідно зіставляти отримані характеристики пасажирських комплексів суден з концепцією основних комфортних умов морської (водної) подорожі, яка формується у конкретної клієнтури.

Система туристичного обслуговування на круїзному судні представляє собою логістичну систему. Вимір якості логістичного обслуговування туристів при аналізі та синтезі логістичної системи базується на критеріях, якими користується споживач. Важливим критерієм, який дозволяє оцінити систему сервісу на судні з позиції як поставщика послуг, так і отримувача послуг (туриста), є рівень логістичного обслуговування. Логістична система є організаційно-структурованою сукупністю ланок, які є взаємозв'язаними в єдиному процесі управління матеріальними, фінансовими і інформаційними потоками.

У зв'язку з тенденціями науково-технічного прогресу, можливостями паливно-енергетичного комплексу країни і очікуваним дефіцитом носіїв енергетичних ресурсів транспорту підхід до логістичної системи повинен бути комплексним. Обумовлюється це тим, що необхідно реалізувати цілісний підхід до технічних, технологічних і організаційних новацій відповідно до концепції системного енерго- і ресурсозберігання.

До матеріальних потоків транспортної логістичної системи відносяться:

- носії технологічних ресурсів транспорту - енергетичних, технічних, водних і трудових;

- пасажиропотоки (для круїзного судна характерним є той факт, що круїзний маршрут може розбиватися на декілька ділянок і потік туристів залежно від місць, що звільняються, може зароджуватися в кінцевих пунктах цих ділянок).

Основною умовою раціоналізації матеріальних потоків логістичної системи є оптимізація сумарних витрат на виконання транспортних і термінальних операцій. При організації круїзного плавання враховуються сумарні транспортні і термінальні витрати, зв'язані з використанням різних видів транспорту. До суб'єктів логістичної системи відносяться споживачі транспортних послуг, перевізники в різних ланках ланцюгів перевезень, власники транспортного засобу і термінали (порти).

Устрій туристичної галузі походить на організацію будь-якої іншої економічної сфери діяльності. Однак виділяється така одна особливість, як та, що зв’язуючим центром утримуючим різних виробників у рамках туристичної галузі є інформація. Інформаційні потоки забезпечують зв’язки між виробниками туристичних послуг. а також зв’язки між виробниками і споживачами туристичних послуг, причому вони йдуть не тільки у вигляді потоків даних, але виступають також у формі послуг та платежів. Про зростаюче застосування інформаційних технологій говорить той факт, що туризм входить в п’ятірку галузей з найбільшою реалізацією товарів і послуг через Internet. У перспективі, по оцінкам ведучих світових експертів, він стане першим.

Для оцінки логістичної системи як взаємозв'язаної сукупності засобів, функцій і дій, що управляють, необхідно розглянути кількісні методи. Для оцінки якості обслуговування пасажиропотоку і матеріального потоку, що проходить через судно, можна використовувати нові напрями управління інформаційними потоками, які забезпечують роботу транспортно-логістичної системи і відносяться до інформаційної і віртуальної логістики.

Для оцінки якості обслуговування пасажиропотоку і матеріального потоку, який забезпечує стабільну роботу судна, пропонується використовувати сучасний математичний апарат, що дає можливість адекватно відслідковувати стан логістичної системи та окремих її ланцюгів.

Формалізація теоретичних положень дозволяє адаптувати методику нерозривності матеріальних потоків для широкого класу логістичних завдань, так і для системи “круїз - судно - турист”.

Процес забезпечення високих технологій в перетворенні матеріальних потоків інтегрованої логістичної системи (ILS) можна записати у вигляді:

ILS Xi и', ZiYi, (1)

де Xi - матеріальний потік до перетворення; Zi - перетворення матеріального потоку усередині ланки системи; Yi - матеріальний потік після перетворення; и' - оператор перетворення матеріальних потоків.

Мова йде про зміни кількісних і якісних параметрів системи: комфортне обслуговування туристів на борту судна, забезпечення технологічних служб на судні необхідними ресурсами, організація екскурсій і дозвілля на судні туристам тощо.

Рішення по розугодженню параметрів перехідних процесів матеріальних потоків, наприклад, не подані вчасно транспортні засоби для екскурсії, черга на бункерування тощо., в логістичній системі можна знайти з умови мінімізації функціонала:

F(ДP)=F(Q,P,Ф(р)) min (2)

де ДP – розузгодження матеріальних потоків, що входять і виходять, Ф(р) – витрати, які несе судно в результаті розузгодження матеріальних потоків. У момент часу ti цей показник матиме вигляд: ДP(ti)=Х(ti)- Y(ti); Q - матеріальний потік; P - перехідний процес матеріального потоку.

На основі сформульованих вище умов і обмежень можна знайти рішення, при якому дотримується критерій “Just in time” і зменшується дія чинників ризику в логістичних каналах.

Для реалізації концепції адаптації при управлінні логістичною системою взагалі і окремо її ланцюгами дуже добре підходить апарат імітаційного моделювання, який дає можливість визначати дію кожного елемента системи за умов попереднього стану.

Модель управління судном на віртуальному рівні, враховуючи (1) – (2) можна представити як:

ЦtЦtjп{цtj : цtj Цt},

ЦtjпFtjп{ftj : ftj Ftj},

FtjпЗtjп{зtj : зtj Зt}, (3)

ЗМtjп(Кtп, Иs){тtj : тtj Мtj},

де Цt - загальна мета функціонування системи управління на t-ому проміжку часу; Цtjп - локальні ланки п-го рівня функціонування на t-ому проміжку часу j-го найменування; Ftjп - функції п-го рівня на t-ому проміжку часу j-го найменування, які забезпечують реалізацію складових локальних цілей; Зtjп - завданя, які необхідно вирішити на t-ому проміжку часу для досягнення поставленої мети; Кtп - критерії рішення задач на t-ому проміжку часу; Иs - параметри інформаційної системи; Мtjп - метод рішення задач на t-ому проміжку часу j-го найменування.

Дана модель системи управління судном на віртуальному рівні (3) дозволяє в комплексі розглядати питання як матеріального забезпечення судна, так і обслуговування пасажиропотоку, що поступає на судно. Таким чином, використання теоретичних основ високих логістичних технологій дозволяє вирішити питання для гармонійного процесу управління системою функціонування круїзного судна.

В розділі 3 “Економіко-математичне моделювання взаємодії пасажирського флоту та портів” Розглянуто системний підхід до управління взаємодією пасажирського порту та флоту в умовах нестійкого економічного оточення. Розробка ефективних технологій управління, які з урахуванням нестабільної економіки, дозволяють знизити втрати від невиконання розкладу руху суден, зниження рівня якості обслуговування туристів та , таким чином, зниження конкурентоспроможності вітчизняного пасажирського флоту та світовому фрахтовому ринку є актуальною проблемою. Ці технології передачають вивчення зовнішніх умов функціонування системи взаємодії пасажирський порту та флоту і організацію своєчасного прийняття економічного рішення.

Вимоги, які пред’являються до розкладу руху суден, різноманітні по-своєму змісту і служать цілям постійного обслуговування туристів, які знаходяться на борту судна, та ритмічній роботі як судна, так і порту, в який воно заходить. Також розклад дає можливість створювати в порту таку ситуацію, яка сприятлива для інших суден, які знаходяться на лінії руху. Використана для складання розкладу руху пасажирських суден теорія увігнутої гри декількох гравців, яка найбільш повно відповідає різноманіттю вимог і обмежень та дозволяє точно описати процес роботи суден.

Взаємодія між портом і флотом представляється складним процесов внаслідок великої множини обмежень, які накладаються на систему. Резерви економічних та технічних потужностей портів і флоту, які створюються для їх нормального функціонування, істотно впливають на економічні показники роботи пасажирського флоту. Резерв пропускної спроможності порту і запас потужності судна повинні визначатися з великою точністю і вибиратися оптимальним. Для рішення такої задачі найбільш придатним є метод імітаційного моделювання.

Для опису моделі застосовується наступні позначення: i - номер судна (), k – номер порту (), l – умовне направлення руху судна (якщо l =0, то судно рухається від порту з меншим номером до порту з більшим номером, l =1 в протилежному випадку). бі – середні витрати палива за годину для і-го судна під час руху; ві – середні витрати води за годину для і-го судна; гі – максимально можлива продуктивність загрузки і-го судна паливом, яка обумовлена конструктивними особливостями суднами; ді – максимально можлива продуктивність прийому і-м судном води, яка обумовлена конструкцією судна; Рі – номер кінцевого порту для і-го судна (за допомогою цієї величини фактично вводиться розподіл суден по лініям, які розглядаються; Dі –тривалість циклу для і-го судна в годинах; Pk – кількість причалів в k-м порту; Q(k) – максимальна сумарна продуктивність одночасної бункеровки суден паливом в k-м порту; R(k) – аналогічна продуктивність, яка відноситься до завантаження суден водою в k-м порту; r(k,d),() – кількість суден “побічних” ліній, які надходять в k-й порт за проміжок часу [d,d+1]; ui(k,l) – кількість палива (виключаючи недоторканний запас) яке повинно мати на борту і-е судно при відході з k-го порту в направленні руху l;щi(k,l) –аналогічні величини відносно кількості води; Иi(k,l) – середній час руху від порту з номером k до наступного порту в направленні l;фi(k,l) - момент часу (від початку циклу і-го судна з k-го порту в направленні руху l). За допомогою цієї інформації фактично вводиться розклад руху суден, які розглядаються; чi – проміжок часу від початку загального циклу до першого порту.

Нормальній роботі системи взаємодії флоту та портів створюються перешкоди з боку метеорологічних факторів, поломок устаткування та з боку нелінійних суден, прибуття яких в порти не регламентовано лінійним розкладом. Усі перераховані фактори носять випадковий характер. Врахування їх впливу на роботу системи в моделі може бути зроблено шляхом введення певних випадкових величин. Вид розподілу цих величин і значення параметрів розподілу може бути визначено на основі статистичних даних. Ця інформація повинна вводитися в модель наряду з перерахованими вхідними даними.

Випадкові затримки суден, які виникають по метеорологічним причинам і в наслідок несправностей, можуть бути враховані в моделі спільно без підрозділу по причинам затримки і можуть бути охарактеризовані за допомогою двох випадкових величин: двійковою випадкової величини о (о=0, якщо затримки на протязі одиниці часу, що розглядається, не відбулося; о=1 в протилежному випадку) та неперервної величини з–тривалість однієї затримки.

Надходження нелінійних суден враховується окремо для кожного порту, що розглядається, та для різних портів передбачається взаємно незалежними. Для врахування цього фактору в порту використовуються також дві випадкові величини: двійковою величина хk – факт заходу нелінійного судна в k-й порт (1 – судно зайшло в порт, 0 – не зайшло) та rk – тривалість стоянки в годинах нелінійного судна в k-му порту.

Оскільки за одиницю часу моделювання приймається одна година, з незначною погрішністю нехтуємо випадком, коли за одну і ту ж одиницю часу в даний порт надійшло 2 або більше нелінійних суден.

Статистика показує, що у випадках, які розглядаються, тривалість затримок суден в путі з відповідає експоненціальному закону розподілу, а тривалість стоянок нелінійних суден rk – нормальному закону.

Одним із основних етапів побудови автоматної моделі є вибір характеристик станів автоматів, які складають останню. В даному випадку більшість таких характеристик відноситься до суден , які обслуговують лінії, що розглядаються. Кожне судно в кожний момент часу володіє 8-мірним станом, тобто для опису його стану необхідно вісім характеристик, які можуть бути прийняті за стан восьми окремих автоматів.

Введемо наступні позначення:

ai1(t) - узагальнений стан судна з параметрами і в момент часу t ; ai1(t)=0, якщо судно знаходиться в путі проходження; ai1(t)=1, якщо судно очікує звільнення причалу в деякому порту та ai1(t)=2, якщо судно знаходиться у причалу;

ai2(t) - тимчасова складова стану і –го судна в момент t (при ai2(t)=0 – це залишковий час в путі до приходу в порт призначення, при ai2(t)=1 – накопичений час очікування, при ai2(t)=2 – накопичений час сиоянки у причалу);

ai3(t) - направлення руху і –го судна в момент t (при ai3(t)=0 – направлення руху судна в бік портів із зростаючими номерами та ai3(t)=1 - в протилежному випадку;

ai4(t) – місце знаходження і –го судна в момент t - номер порту, в якому знаходиться судно, якщо ai4(t)=0, то воно сдідує в нього;

ai5(t) – наявний запас палива на і –му судні в момент t (включаючи недоторканий запас);

ai6(t) – наявний запас води на і –му судні в момент t (включаючи недоторканий запас);

ai7(t) – час до моменту t від початку циклу і –го судна (від останнього моменту відправлення цього судна із першого порту);

ai8(t)- номер рейсу, який здійснює і –е судно в момент t з початку загального циклу.

Для врахування в моделі перешкод, які виникають в наслідок роботи побічни х ліній і з боку нелінійних, вводитьсч ще одна група автоматів:

Bk1(t) – час стоянки нелінійного судна, яке надійшло в k-й порт за час [t, t+1];

Bk2(t) – кількість суден побічних ліній і нелінійних суден, які очікують в k-му порту в момент часу t;

Bk2(t) – сума залишкового часу стоянки суден побічних ліній і нелінійних суден в k-му порту в момент часу t.

З метою обліку відповідності між поточним часом моделювання t та поточним часом всередині загального циклу вводяться автомати:

d(t) – поточний час від початку останнього загального циклу;

n(t) – число повних закінчених циклів, які закінчилися в момент часу t.

Дуже тяжко підібрати такий економічний показник (наприклад, показник, який має грошовий вираз), до якого можна було б привести характеристики ефективності системи. Найбільш важливими є дві характеристики системи: ступінь дотримання судами розкладу руху та завантаженість причалів.

Для розрахунку вихідних показників автоматна модель доповнюється спеціальними групами автоматів – індикаторами. В даному випадку для обрахування вибраних показників треба доповнити автомати, стан яких має наступний сенс:

c1(t) – сума накопиченого часу затримок відносно розкладу всіх суден, що розглядаються за проміжок часу [0, t];

c2(t) –наближене значення показника дотримання розкладу руху, яке отримано для проміжності часу [0, t-1];

c3(t) – накопичений час зайнятості причалів по всій системі в проміжності часу [0, t];

c4(t) – наближене значення показника використання причалів k-го порту за проміжність часу [0, t-1];

ck5(t) –накопичений час зайнятості причалів k-го порту за проміжність часу [0, t];

ck6(t) – наближений показник використання причалів в k-му порту за проміжність часу [0, t-1].

Для моделі, що розглядається, доцільно ввести наступні проміжні величини:

xi(t)- величина дорівнює 1, якщо за проміжок часу [t,t+1] i-е судно може надійти до причалу в тому порту, де воно знаходиться, виходячи із того, що є вільні причали, визволення причалів і з урахуванням суден, які раніше прибули в цей порт і очікують постановки до причалу. В інших випадках величина xi(t) примає значення 0;

yi(t) – фактична продуктивність завантаження паливом в i-е судно момент часу t, яка визначається з урахуванням конструктивних особливостей судна, портового устаткування і числа суден, що бункеруються одночасно паливом в порту надходження i-го судна;

zi(t ) - аналогічна величина, яка відноситься до завантаженням i-го судна водою;

gi(1)(k,t ) – величина дорівнює 1, якщо в момент часу t i-е судно знаходиться в районі k-го порту (слідує в цей порт, знаходиться там у причалу або очікує), 0 в протилежному випадку;

gi(2) (t) - величина дорівнює 1, якщо в момент часу t i-е судно знаходиться в стані очікування постановки до причалу, або дорівнює 0 в протилежному випадку;

gi(3)( t) - величина дорівнює 1, якщо в момент часу t i-е судно знаходиться у причалу в деякому порту, або дорівнює 0 в протилежному випадку;

gi(4)(t) – величина дорівнює 1, якщо в момент часу t i-е судно рухається , або дорівнює 0 в протилежному випадку;

bi(t) – черговість в момент часу t i-е судно в черзі на постановку до причалу в порту його знаходження. Якщо в указаний момент часу судно знаходиться у причалу, то bi(t)=0;

h(k,t) – кількість суден, які очікують в момент часу t постановки до причалу в k-го порту;

Si(t) – величина дорівнює 1, якщо в момент часу t i-е судно знаходиться у причалу в деякому порту і до моменту (t+1) може покинути порт з урахуванням наявності на борту запланованої кількості палива та води та моменту виходу з порту за розкладом. Якщо в указаний момент t i-е судно знаходиться в путі, в очікуванні або стоїть у причалу, але відправленим не може бути, то Si(t)=0;

l(k,t) – число причалів в k-му порту, які або вільні, або зайняті в момент часу t, але до моменту (t+1) звільняться.

Основною частиною автоматної моделі є таблиця умовних функціоналів переходів – ТУФП, таблиця 2. Ця таблиця має інформацію про правила зміни в часі значень станів автоматів. Для побудови моделі таблиця переходів дана в звичайній формі, яка застосовується для опису багатьох автоматних моделей. Для кратності записів аргумент t при всіх позначеннях опущено. Там, де крім цього аргументу будуть мати місце інші, будуть залишені позначення тільки цих аргументів.

Таблиця 2

Таблиця умовних функціоналів переходів автоматів системи взаємодії процесів роботи портів і суден.

Ai1 | ai1=0ai2>1Si=1 | ai1=0ai21xi=0ai1=1xi=0

0 | 1

ai1=0ai21xi=1ai1=1xi=1Si=0

2

Ai2 | ai1=0ai2>1 | ai1=0ai21 | ai1=0xi=1

ai2-1 | 1- ai2 | 1

ai1=1xi=0Si=0 | Si=1

ai2+1 | Иi(ai4,ai3)+оз

Ai3 | ai1=0ai21 (ai7=1

ai4=Пi) | ai1>0ai ai2>1 ai1= =0 ai21( ai4 ai4 Пi)

1- ai3 | ai3

Ai4 | Si=1 | ai12 Si=0

ai4-2ai3+1 | ai3

Ai5 |

ai1=1xi=0 | ai1=0ai2>1Si=1 | ai1=0ai21 xi=0

ai5 | ai5-i | ai5-i ai2

ai1=0ai21xi=1

min{ui(ai4,ai3), ai5-i ai2+yi(1- ai2)}

ai1=1xi=1 | Si=0

min{ ui(ai4,ai3), ai5+ yi} | min{ ui(ai4,ai3), ai5+ yi}

Ai6 | ai1=0ai2>1ai ai21xi=0ai1=1xi=0Si=1

ai6-i

ai1=0ai21xi=1

min{i(ai4,ai2), ai6-i ai2+zi(1- ai2)}

ai1=1xi=1 | Si=0

min{i(ai4,ai3), ai6+ zi} | min{i(ai4,ai3), ai6+ zi}

Ai7 | ai4=1 Si=1 | ai41Si=0

1 | ai7+1

Ai8 | ai4=1Si=1ai8=D/Di | ai4=1Si=1ai8D/Di | ai41Si=0

1 | ai8+1 | ai8

Bk1 | хkжk

Bk2 | bk1 | bk1>0

max{0,bk2+r(k,d)-e(k,d)} | max{0,bk2+r(k,d)+1-l(k,d)}

Bk3 | max{0,bk3+bk1-e(r,d)}

Д | d=D | dD

1 | d+1

N | d=D | dD

n+1 | n

С1 | c1+Si[t- чi-( ai8-1)Di-(n-1)D- ai7]

С2 | (ct-c1)/max{1,ct}

С3 | C3+[P(k)-l(k)]

С4 | C3/max{1,t}P(k)

Сk5 | Ck5+P(k)-lk

Сk6 | Ck5/max{1,t}P(k)

Однією із переваг цього метода моделювання є стандартність та однотипність моделюючого алгоритму. В даному випадку застосовується звичайний алгоритм автоматних моделей.

Весь описаний процес моделювання виконується при незмінних значеннях всіх вхідних параметрів. При кожному наборі параметрів весь процес моделювання виконується знову і отримуємо показники ефективної роботи системи. Зіставлення між собою різні вихідні дані, в процесі дослідження вибираються найбільш вигідний режим роботи системи.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У дисертаційній роботі проведене теоретичне обґрунтування та розроблені методологічні засади моделювання функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство, що дозволило розробити теоретичні положення, нові підходи та пропозиції щодо забезпечення ефективного обслуговування туристів на основі формування та реалізації методів і моделей за сучасних умов господарювання.

Виконане наукове дослідження дозволяє сформулювати висновки та пропозиції теоретичного, методологічного і прикладного характеру, основні з яких зводяться до наступного:

1. Показано, що розвиток туризму є комплексною науково-прикладною задачею, вирішення якої в сучасний час є важливою, що обумовлюється підняттям рівня економіки країни і входження її у світогосподарську економічну систему. Велике значення має розвиток міжнародного туризму, що сприяє інтеграційним процесам, а також зовнішньоекономічним відносинам між країнами.

2. Визначені фактори, що сприяють розвитку туризму і мають негативний вплив на його розвиток. Основу індустрії туризму становить матеріально-технічна база, а транспорт має виключно велике значення в процесі обслуговування туристів. Тому круїзному судноплавству приділена основна увага в дисертації, оскільки саме цей вид туризму користується в Україні серед міжнародного туризму великим попитом.

3. Розроблені концептуальні підходи до моделювання функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство.

4. Розроблена прогнозна модель попиту на послуги водного круїзного транспорту, за допомогою якої обсяги прогнозованого попиту на перевезення залежать від пропозицій на перспективу як якісних, так і кількісних, з урахуванням ступеня "привабливості" складу круїзного пасажирського флоту.

5. Розроблено модель оцінки комфортності суден та їх пасажирських комплексів. Оцінка комфортності проводиться на основі коефіцієнтів ваговитості і рангу важливості пасажирських комплексів судна. Вихід судна на ринок обумовлюється зіставленням отриманих характеристик його пасажирських комплексів з концепцією основних комфортних умов водної подорожі, що формується у конкретної клієнтури.

6. Здійснено моделювання логістичних ланцюгів в круїзному плаванні за умов оптимізації сумарних витрат на виконання транспортних і термінальних операцій при раціоналізації матеріальних потоків логістичної системи. Розроблена модель дає можливість знайти рішення, при якому дотримується критерій “Just in time” і зменшується дія чинників ризику в логістичних каналах.

7. Розглянуто підхід до управління системою взаємодії пасажирського порту та флоту, який базується на представлені управляємої системи як життєздатної системи, що здатна певний час зберігати і підтримувати самостійне функціонування. Визначено, що розробка стратегії і послідовне проведення її в життя формує зону стабільності функціонування судна.

8. Розроблена модель управління водним круїзним транспортом, яка зводиться до вибору лінії руху судна, складання графіку руху судна на лінії та його узгодження з розкладами руху пасажирських суден інших компаній з метою рівноважної роботи флоту на лінії.

9. Створена імітаційна модель взаємодії пасажирського порту та флоту. Основною вимогою до обслуговування суден в порту є обов'язкове дотримання розкладу руху та завантаженість причалів. Описано алгоритм переходу автоматів із одного стану в інший в залежності від зайнятості причалу і руху судна в наступний момент часу. Алгоритм представлено у вигляді таблиці умовних функціоналів переходів автоматів системи взаємодії процесів роботи портів і суден. Резерв пропускної спроможності порту і запас матеріальних ресурсів судна повинні визначатися з великою точністю і вибиратися оптимальним образом.

10. Запропоновані методологічні розробки щодо моделювання функціонування систем, які забезпечують круїзне судноплавство, впроваджені в:

- філії АСК “Укррічфлот” Запорізького суднобудівного судоремонтного заводу (довідка №21 від 14.11.2006 р. про впровадження результатів дисертаційної роботи);

- ДП