CC BY
22
УДК 656.073.235
DOI 10.52375/20728689_2022_2_205
моделирование погрузоразгрузочных работ на контейнерном
терминале
кузнецов А. л., д.т.н., профессор ФГБОУВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова», e-mail: thunder1950@yandex.ru Давыденко Е.А., инженер ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова», e-mail: zommer23@mail.ru
В статье обсуждается созданная компьютерная модель погрузо-разгрузочныхработ на контейнерном терминале. Для содержательного описания модели рассмотрены процессы, происходящие на контейнерном терминале, на основе чего выделены элементы, которые необходимо отразить в создаваемом тренажере. Приведено описание созданного на основе модели компьютерного тренажера и его функционал. Приведены примеры выполнения на тренажере случайного и блочного сценария размещения контейнеров, проанализированы результаты моделирования выполнения сценария работ. Сделан вывод о эффективности использования блочного принципа размещения контейнеров, обсуждена важность использования компьютерных тренажеров в обучении.
ключевые слова: портовые операции, тренажер, контейнеризация, обучение, моделирование.
simulation of ship handling operations at container terminal
Kuznetsov A., Doctor of Technical Sciences, professor, FSBEIHE «Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping»,
e-mail: thunder1950@yandex.ru
Davydenko E., engineer, FSBEI HE «Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping», e-mail: zommer23@mail.ru
The article discusses the created computer model of loading and unloading operations at the container terminal. For a meaningful description of the model, the processes occurring at the container terminal are considered, on the basis of which the elements that need to be reflected in the created simulator are identified. The description of the computer simulator created on the basis of the model and its functionality is given. Examples of execution on the simulator of a random and block scenario of container placement are given, the results of modeling the execution of a work scenario are analyzed. The conclusion is made about the efficiency of using the block principle of container placement, the importance of using computer simulators in training is discussed.
keywords: port, simulator, containerization, training, simulation.
введение
Контейнерные перевозки становятся в последнее время приоритетным направлением, требующим улучшения взаимодействия между железнодорожным, автомобильным и морским транспортом [1, 2]. Мировой уровень контейнеризации грузопотоков достигает 50-60 % от общего уровня перевозок [3, 4]. Контейнеры позволяют значительно ускорить погрузку и выгрузку транспортных средств, ускорить их оборот, повысить качество и сроки выполнения таможенных операций, организовать доставку грузов «от двери до двери» и «точно в срок». [5] Также, важность моделирования работ на транспорте выражается во многих современных работах [11, 12].
Данные факторы создают лишь потенциал для совершенствования грузообработки, реализация которого остается в сфере ответственности конкретных исполнителей. В связи с этим, для специалистов транспортной сферы критически важным становится необходимость приобретений детальных знаний о технологиях работы контейнерной транспортно-технологической системы. Для
этого можно использовать компьютерных технологий, которые уже много лет изменяют образовательную культуру общества, создавая возможности разработки новых методов передачи знаний [6]. Одним из таких методов, который позволяет развить у обучающихся предварительные навыки и компетенции, является создание компьютерных тренажёров. Моделирование являются мощным и эффективным способом изучения свойств проектируемого или исследуемого объекта [10]. Использование такого методического инструмента позволит обучающемуся создать определенные представление о том, как работает реальная производственно-технологическая система.
Одной из важнейших задач, решение которой определяет общую производительность морского контейнерного терминала как производственно-технологической системы, является выполнение погрузо-разгрузочных операций на морском грузовом фронте (МГФ). Общее время выполнения этих операций зависит не только от характеристик подъемно-транспортного оборудования, используемого на терминале, но и от ряда технологических особенностей их выполне-
Рис. 1. Экранная форма главного меню тренажера STS 1 - Поперченный разрез контейнеровоза, 2 - Зона размещения контейнеров 3 - управление спредером STS, 4 - область с заданием и прогрессом его выполнения, 5 - управление спредером в тыловой зоне, 6 -Операционная зона STS, 7 - спредеры.
Рис. 2. Получение разрешения
ния [7]. Важнейшую роль в учете этих факторов имеет, человеческий фактор, поскольку от квалификации диспетчера, формирующего задания и оператора, выполняющего это задание, критически зависит производительность технологического звена. Данный процесс связан с определенными трудностями, неизбежно возникающими во время их обработки: сложностью выгрузки необходимого контейнера, если он находится не в верхних ярусах штабеля, или погрузкой прибывающих на склад контейнеров в соответствии теми или иными правилами их укладки. Все это неизбежно сказывается на времени обработки контейнеров, что является одним из ключевых недостатков российских контейнерных терминалов. [8]
Для понимания обучающимися содержания и специфики вышеописанных технологических процессов был создан компьютерный тренажер, имитирующий технологический процесс выгрузки контейнеров с судна, и разработана методика его использования в образовательном процессе логистических специальностей широкого спектра. В данной статье рассматриваются основные элементы созданного тренажера, способы проведения практических занятий, компетенции и навыки, которые могут быть сформированы у обучающихся с его помощью.
Методы и материалы
Основной целью оптимизации технологических процессов при погрузочно-разгрузочных работах является минимизация времени нахождения судна у причала при сбалансированном и экономичном использовании причальных кранов и максимизация пропускной способности технологической линии [9].
Технологический цикл перегрузки контейнеров на причале начинается с переноса беседки с находящимися внутри стивидорами на поверхность контейнерного штабеля на борту судна. После того, как беседка возвращается на причал, и начинается собственно процесс разгрузки нужных контейнеров.
Тренажер в своей основе содержит модели основных технологических операций, реализация которых составляет погрузочно-разгрузочные работа на судно.
На главном экране тренажера графически представлен морской грузовой фронт контейнерного терминала (рис. 1).
Целью задания является размещение, заданных контейнеров (область 4) в зоне размещения контейнеров, т. е. штабеле (область
2). Тренажер предусматривает автоматическую выдачу задания на разгрузку контейнеров.
Для начала разгрузки необходимо доставить беседку со стивидорами (в тренажере она имеет обозначение: ), используя меню управления спредером. Хотя данная операция выполняется не во всех портах, она добавлена для более полного представления процесса. Перемещение беседки на судовой штабель генерирует сообщение, показанное на рис. 2.
Экранное поле «Разрешение на разгрузку» после этого подсвечивается зеленым цветом. Для продолжения работы беседку необходимо вернуть в исходное положение. С этого момента можно приступить к выполнению задания.
По завершению перегрузочного процесса будет получено оповещение: «Судно готово к отходу», после чего нажатие кнопки «проверка» в области задания позволяет убедиться в правильности его выполнения, обнаружить и получить поясния допущенных в его ходе ошибки.
Результаты
Производительность технологической линии, осуществляющей выгрузку контейнеров с судна, во многом определяется грузовым планом контейнеровоза. Использование разработанного тренажера позволяет сформулировать у обучаемых понимание природы и сущности этого влияния.
В базовой модели тренажера заложены два крайних сценария расположения контейнеров, которые должны быть выгружены с борта судна: случайное и блочное расположение. При случайном расположении контейнеров в бэе контейнеры могут находиться в любой точке. Вероятность того, что несколько целевых контейнеров будут располагаться рядом, в этом сценарии мала. При блочном расположении все целевые контейнеры находятся рядом друг с другом (одним блоком), но позиция блока случайна. На рис. 3 представлены примеры случайного и блочного расположения контейнеров.
Для сравнения производительности операций при различных сценариях расположения контейнеров с помощью разработанного тренажера было проведено статистическое исследование, в ходе которого нескольким группам студентов были выданы соответствующие задания. В качестве метрики оценки производительности операций выступало количество движений, необходимое для выполнения
Рис.3. Примеры расположения контейнеров (а — случайное, б - блочное)
206 ТЯАШРОКГ Ш RUSSIA | №2 2022 |
Блочное решение Случайное решение
I Колличестео действий
Рис. 4. Гистограммы распределения трудоемкости выполнения операций для разных сценариев
задания. Полученное в результате серии подобных статистических опытов распределение количества движений для двух сценариев представлено на рис. 4.
Полученные данные позволяют сформировать общее представление о влиянии грузового плана контейнеровоза на производительность работы морского порта. Это знание и приобретенные при работе на тренажере навыки могут быть использованы при реальном планирования распределения технологических ресурсов контейнерного терминала, а также для формирования грузового плана контейнеровоза оператором контейнерной линии.
Выводы
1. Разработанный тренажер представляет собой как средство обучения, так и средство проведения статистических исследования погрузочно-разгрузочных операций.
2. С помощью разработанного тренажера были проведены статистические исследования для сравнения веерной и блочной методик формирования размещения.
3. Использование тренажера в учебном процессе широкого спектра логистических специальностей позволит обучающимся глубже понимать специфику операций обработки судна у причала терминала.
4. Созданный тренажер является "цифровой тенью" реального технологического процесса, поскольку отражает только одну конкретную проблему.
5. В дальнейшем, данный тренажер может быть использован для создания более комплексной системы с более обширным функционалом.
Литература:
1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 27 ноября 2021 года №3363-р «Об утверждении Транспортной стратегии Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года»
2. Yehuda Hayut (1981) Containerization and the Load Center Concept // Economic Geography, 57:2, 160-176, DOI: 10.2307/144140
3. Зубарев Юрий Яковлевич, Кукушкин Иван Викторович Имитационная модель процессов обработки каботажных судов // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. 2015. №4(32).
4. Rua, Gisela, Diffusion of Containerization (October 30, 2014). FEDS Working Paper No. 2014-88
5. Федотова Ю. И. Приоритетные направления развития контейнерного бизнеса в России // ТДР. 2012. №3. С. 133-135.
6. Дудышева E. В., Солнышкова О. В. Интерактивность электронных средств обучения в профессиональном образовании // МНКО. 2013. №2 (39) С. 98-100.
7. Антонова, E. И. Использование системы планирования перегрузочных процессов в работе контейнерного терминала / E. И. Антонова, И. А. Васильев // Эксплуатация морского транспорта. - 2019. - № 2(91). - С. 3-8.
8. Москвичева, E. E. (2011). Совершенствование технологических решений в организации работы контейнерных терминалов: канд. техн. наук: 05.22. 08-Самара, 2011.-244 с. Katarina IvaniC,
9. Svjetlana Hess (2015). Review of Technological Processes at the Container Terminal [Электронный ресурс]. Дата обновления: 10.04.2022 URL: https://hrcak.srce.hr/file/226170
10. Кузнецов Александр Львович, Кириченко Александр Викторович, Щербакова-Слюсаренко Виктория Николаевна Имитационное моделирование в задачах анализа операций в морских портах // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. 2018. №2.
11. Кузнецов Александр Львович, Кириченко Александр Викторович, Ткаченко Андрей Станиславович, Попов Герман Борисович Имитационное моделирование как инструмент расчета наземных контейнерных терминалов // Вестник АГТУ. Серия: Морская техника и технология. 2018. №1.
12. Морские контейнерные перевозки : Монография / А. Л. Кузнецов, А. В. Кириченко, О. В. Соляков, А. Д. Семенов. - Москва : ООО «МОРКНИГА», 2019. - 413 с. - ISBN 978-5-909080-47-6. -EDN FPZHLX.
