В 2024 г. специалисты АО «ЦНИИМФ» выполнили исследовательскую работу, направленную на совершенствование морской логистики арктического углеводородного проекта. На первом этапе работы создана расчетная аналитическая модель и проведена оценка экономической эффективности различных логистических схем доставки грузов (СПГ, метанол, аммиак, карбамид). На втором этапе совместно со специалистами ООО «Бюро Гиперборея» разработана имитационная модель перевозки СПГ, предназначенная для поддержки принятия управленческих решений по вариантам морской логистики на стратегическом уровне. В ходе работы определены основные параметры транспортной системы исследуемого арктического проекта.

Аналитическая модель транспортировки грузов

Средой разработки расчетной аналитической модели является MS Excel. Модель построена по принципу «калькулятора» для выполнения большого объема вычислений по вариантам транспортно-логистических схем с учетом выбранных пользователем параметров из предустановленных значений. Модель учитывает известные аналитические зависимости между элементами транспортной системы и их технико-эксплуатационными характеристиками.

Интерфейс расчетной аналитической модели

В модели предусмотрен расчет следующих эксплуатационно-экономических показателей:

• продолжительности рейсооборота, провозной способности флота, потребности во флоте для перевозки заданного объема грузопотока;
• бюджета постоянных расходов по судам, включая:
• содержание экипажа;
• техническая эксплуатация;
• страхование судов;
• амортизационные отчисления / инвестиционные расходы;
• менеджмент и административные расходы;
• бюджета переменных расходов по судам, включая:
• расходы на топливо;
• портовые сборы и сборы за прохождение судоходных каналов;
• расходы на вспомогательный флот;
• расходы на ледокольную проводку;
• себестоимости перевозки 1 тонны груза с учетом и без учета капиталовложений.

Для расчетных судов по вариантам логистических схем выполнена оценка эксплуатационных и капитальных затрат, сформированы сводные данные для оценки полученных результатов.

Имитационная модель перевозки СПГ по трассам Северного морского пути

Имитационная модель построена с применением технологий дискретно-событийного и агентного моделирования, а имеющийся опыт разработчиков позволяет учесть все ключевые транспортные, технологические и природные процессы, происходящие в реальной системе. В модели воспроизводится движение судов на линиях грузоперевозок и их операции в портах, моделируется динамика наполнения хранилищ и окна погоды терминалов, учитывается естественное и форсированное испарение СПГ. Ледовые условия, которые оказывают определяющее влияние на судоходство, описаны в модели с помощью оригинального вероятностного подхода, позволяющего установить характерный разброс длительностей рейсов судов и оценить связанные с этим риски.

Основным новшеством созданной модели стало применение специального алгоритма для расчета параметров движения судов во льдах и на чистой воде. Алгоритм позволяет изменять скорость судна в зависимости от складывающейся внешней обстановки, обеспечивая тем самым регулярное движение судов на линии и экономию топлива. На чистой воде или в тонком льду суда движутся со скоростями, соответствующими естественному испарению перевозимого СПГ, а в сложных ледовых условиях мощность повышается в той мере, в какой это необходимо для поддержания регулярности движения. При работе газовозов в тяжелых ледовых условиях для их проводки привлекаются атомные ледоколы.

Пользователь модели может изменять все ее входные данные, включая характеристики транспортных судов и ледоколов, длительность операций, грузопотоки системы, параметры хранилищ и перевалочных комплексов. Задание параметров производится в удобном формате файла MS Excel.

В ходе работы исследовано несколько десятков альтернативных вариантов системы доставки СПГ конечному потребителю. Они различаются схемой вывоза (прямые и перевалочные перевозки), направлением движения (западный сектор Арктики, восточный сектор, или оба направления) и типоразмером арктических газовозов. Исследование каждого варианта осуществлялось в ледовых условиях легкого, среднего и тяжелого типов, что позволяет оценить устойчивость работы транспортной системы в различных природных условиях.

Результатом работы является блок сводных аналитических данных, который позволяет определить предпочтительную схему вывоза СПГ для дальнейшего развития проекта. Для каждого варианта системы рассчитываются эксплуатационные показатели работы флота, уровни наполнения хранилищ, загрузка причалов и необходимый объем ледокольного сопровождения. Эти данные используются для дальнейшего анализа затрат на доставку СПГ получателям.

Интерфейс окна имитационной модели

Опыт этой и других выполненных нами работ показывает, что компьютерные модели арктических транспортных систем являются действенным инструментом повышения эффективности проектных решений в морской логистике. Стоимость таких моделей ничтожна по сравнению со стоимостью реальной инфраструктуры и несопоставима с ценой возможных ошибок. Полагаем, что построение комплексных имитационных моделей должно стать стандартной процедурой при проектировании и эксплуатации арктических транспортных систем.

Пресс-служба АО "ЦНИИМФ" ©