Обоснование мероприятий по реконструкции морских причальных комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.19, кандидат технических наук Степанян, Тигран Арутюнович

• Степанян, Тигран Арутюнович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Степанян, Тигран Арутюнович

Определения, обозначения и сокращения

Введение

1 Обзор существующих работ по теме диссертации

1.1 Сроки службы морских причальных комплексов

ПК). Физический и моральный износ

1.2 Выбор вариантов реконструкция причальных комплексов

Выводы по разделу

2 Исследование остаточного ресурса портовых причальных комплексов

2.1 Предпосылки для разработки методики расчета остаточного ресурса ПК

2.2 Основные положения методики расчета остаточного ресурса причальных комплексов

2.3 Остаточный ресурс ПК в основных портах Арьсгического морского бассейна

2.4 Остаточный ресурс ПК в основных портах Балтийского морского бассейна

2.5 Остаточный ресурс ПК в основных портах Тихоокеанского морского бассейна

2.6 Остаточный ресурс ПК в основных портах Черноморского морского бассейна

Выводы по разделу

3 Тренд и среднесрочный прогноз грузооборота порта

3.1 Тренды грузооборота порта

3.2. Среднесрочный прогноз грузооборота портов

Выводы по разделу

4. Пример сравнения вариантов реконструкции морского порта с многоэтапными капитальными вложениями

4.1 Действующая технология обработки морских судов

4.2 Первый вариант реконструкции морского порта

4.3 Второй вариант реконструкции морского порта

Программа расчета суммарных затрат на ЭВМ

Выводы по разделу

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование мероприятий по реконструкции морских причальных комплексов»

Актуальность темы. После распада СССР из 74 морских портов на территории России осталось 44. Преобладающая часть этих портов построена или реконструирована в 70-80-е годы прошлого столетия. Следовательно, по состоянию на 2010 год значительная доля причальных комплексов может достичь продолжительности эксплуатации 30-40 и более лет при нормативном сроке службы 50 лет [1].

Произошло старение основных фондов, остаточный ресурс таких причальных комплексов (ПК) либо полностью исчерпан, либо имеет минимальный запас в 5-10 лет.

В связи с этим, в настоящее время и в ближайшие годы потребуется решение вопросов о ремонте или реконструкции, а также - о целесообразности строительства дополнительных новых причалов, установки более мощных перегрузочных механизмов в условиях роста грузооборота [2,13,36].

Поскольку усиление и реконструкция большого числа ПК в морских портах связана со значительными затратами, необходимо разработать методику предварительного отбора перегрузочных комплексов, рекомендуемых для реконструкции, модернизации или полной замены.

На стадии технико-экономического обоснования и дополнительного углубленного изучения грузопотоков результаты предварительных исследований могут уточняться и корректироваться.

Основными показателями в методике предварительного отбора ПК, рекомендуемых для реконструкции, являются в основном факторы, учитывающие время: остаточный ресурс ПК, тренд и среднесрочный прогноз грузооборота и минимум суммарных затрат на реконструкцию.

Таким образом, диссертационная работа посвящена важной проблеме учета фактора времени в проектах эксплуатации и реконструкции портовых причальных комплексов.

Цель исследований - разработать методику исследования факторов, определяющих дальнейшее развитие портовых причальных комплексов с учетом роста грузооборота.

Задачи исследований:

• Разработать методику определения остаточного ресурса портовых причальных комплексов.

• Выполнить статистический анализ продолжительности эксплуатации и скорости физического износа причалов.

• Выполнить статистический анализ тренда и среднесрочного прогноза грузооборота порта.

• Разработать пример сравнения вариантов реконструкции морского порта с многоэтапными капитальными вложениями для условий роста грузооборота.

Объект исследования - причальные комплексы в морских портах.

Предмет исследования - Скорость физического износа и остаточный ресурс ПК, тренд и среднесрочный прогноз грузооборота порта, сравнения вариантов реконструкции морского порта с многоэтапными капитальными вложениями для условий роста грузооборота.

Методы исследований. Статистический анализ существующих материалов обследований и паспортов морских причалов [12,24].

Для определения остаточного ресурса причального комплекса по сроку физического износа разработана методика, учитывающая основные положения РД 31.3.3-97 "Руководство по техническому контролю гидротехнических сооружений морского транспорта" [3].

Для случая реконструкции существующего порта в связи с ростом грузооборота принимается метод оценки варианта по величине суммарных затрат за расчетный период [2,4,17,].

Статистический анализ тренда и среднесрочного прогноза грузооборота порта выполнен на базе данных ЕСИМО за 2003-2009 годы [5,24].

Сравнение вариантов реконструкции морского порта с многоэтапными капитальными вложениями для условий роста грузооборота выполнено на примере одного из морских портов России. Для выполнения расчетов на ЭВМ разработана программа на базе МаШсаё 14.

Научная новизна.

Впервые поставлена задача разработки методики предварительного отбора причальных комплексов, рекомендуемых для реконструкции. Для этого впервые разработана методика определения остаточного ресурса причалов портовых перегрузочных комплексов, получены тренды и среднесрочные прогнозы грузооборота портов.

Впервые разработана программа на база МаШсас! 14 для автоматизации сравнительных расчетов вариантов реконструкции ПК.

Теоретическая значимость

• Результаты статистических исследований остаточного ресурса портовых перегрузочных комплексов;

• статистический анализ тренда и среднесрочного прогноза грузооборота порта;

• сравнения вариантов реконструкции морского причального комплекса с многоэтапными капитальными вложениями для условий роста грузооборота с применением разработанной программы на база МаШсас! 14.

Практическая ценность.

Основные положения и результаты выполненной работы позволяют рассчитать предварительные рекомендации по выбору причальных комплексов для реконструкции.

Основными показателями в методике предварительного отбора ПК, рекомендуемых для реконструкции, являются в основном факторы, учитывающие время: остаточный ресурс ПК, тренд и среднесрочный прогноз грузооборота и минимум суммарных затрат на реконструкцию.

Достоверность полученных результатов обеспечена за счет:

• статистического анализа результатов обследований портов и коррозионного износа портовых перегрузочных комплексов;

• статистического анализа значений грузооборота портов;

• расчетов реальных проектов перегрузочных комплексов (в том числе в порту Петропавловск-Камчатский);

• применения разработанной программы на база МаШсас! 14.

Научные положения, выносимые на защиту.

• методика определения остаточного ресурса портовых причальных комплексов;

• статистический анализ продолжительности эксплуатации и скорости физического износа причальных комплексов;

• статистический анализ значений грузооборота для определения тренда и среднесрочного прогноза грузооборота порта;

• поверочные расчеты реальных проектов перегрузочных комплексов в порту Петропавловск-Камчатский;

Личный вклад автора в получении научных результатов.

Автором лично разработаны все разделы диссертации.

Апробация работы.

Доклады по теме диссертации сделаны на конференциях профессорско-преподавательского состава МГАВТ в 2009 - 2011 годах. Кроме того, на международную конференцию, проходившую в Новосибирской академии водного транспорта в 2011 году, был представлен доклад «Исследования остаточного ресурса портовых перегрузочных комплексов» [37].

Публикация основных положений работы.

Основные положения диссертации опубликованы в журнале «Речной транспорт XXI век» (№ 2, 2011 г.), входящий в перечень ВАК.

Реализация результатов исследований. ю

На основе проведенных исследований разработаны проектные материалы для реконструкции порта Петропавловск-Камчатский. Материалы исследований могут быть использованы в учебном процессе для подготовки специалистов водного транспорта.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х разделов, заключения по диссертации, списка использованных источников из 38 наименований и 6 приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков и 44 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация водного транспорта, судовождение», Степанян, Тигран Арутюнович

Выводы по разделу 4

1. При сравнении двух возможных вариантов реконструкции порта основным критерием оптимальности взаимовыгодного варианта является минимум суммарных затрат по каждому из вариантов:

1-й вариант 264,122 млн. руб.,

2-й вариант - 261,151 млн руб.

2. Поскольку разница суммарных затрат не является значительной, дополнительно во внимание принимается два главных показателя:

1. по второму варианту на втором этапе по сравнению с первым вариантом на втором этапе снижаются эксплуатационные расходы;

2. реконструированный внутренний навигационный рейд и перегрузочные комплексы предоставляют возможность обрабатывать расчетные суда без больших потерь по метеорологическим причинам.

3. Программа расчета суммарных затрат на ЭВМ обеспечивает быстрое и надежное выполнение расчетов.

Заключение

В диссертации поставлена и решена важная научно-техническая проблема учета фактора времени в проектах эксплуатации и реконструкции портовых причальных комплексов. В ходе ее решения автором получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной и практической значимостью:

1. Прежде всего, это касается постановки задачи проведения исследований. На основе анализа развития и состояния морских портов в СССР в прошлом столетии, а также - в последние 20 лет в России определено что по состоянию на 2010 год значительная доля причальных комплексов может достичь продолжительности эксплуатации 30-40 и более лет при нормативном сроке службы 50 лет. Произошло старение основных фондов, остаточный ресурс таких ПК либо полностью исчерпан, либо имеет минимальный запас в 5-10 лет [2]. Поскольку усиление и реконструкция большого числа ПК в морских портах связана со значительными затратами, разработана методика предварительного отбора перегрузочных комплексов, рекомендуемых для первоочередной реконструкции, модернизации или полной замены.

2. Основными показателями в методике предварительного отбора ПК, рекомендуемых для реконструкции, являются факторы, учитывающие время: остаточный ресурс ПК, тренд и среднесрочный прогноз грузооборота на основе ретроспективных данных и минимум суммарных затрат на реконструкцию с многоэтапными капитальными вложениями. Поставленные в диссертации задачи исследования решены полностью [2].

3. Разработаны основные положения методики расчета остаточного ресурса портовых причальных комплексов. По данным паспортов причалов и Реестра морских гидротехнических сооружений рассчитаны их значения в крупных портах Арктического, Балтийского, Тихоокеанского и Черноморского морских бассейнов.

Группировка причалов по остаточному ресурсу позволяет своевременно учитывать и планировать необходимые инвестиции для проведения ремонта или реконструкции портовых мощностей и более точно прогнозировать эксплуатационную деятельность порта с учетом надежности эксплуатируемых ПК.

4. На основании данных «Единой государственной системы информации об обстановке в мировом океане - ЕСИМО» с помощью программы Origin 8.1 построены графики и получены интерполяционные зависимости грузооборотов портов в пределах 2003-2009 годов и посчитаны соответствующие тренды.

5. Для расчета тренда и среднесрочного прогноза (5-10 лет) грузооборота порта принимаются интерполяционные формулы в виде полиномов первого и второго порядка. Поскольку разница прогнозируемого грузооборота для интерполяционных функций первого и второго порядка может быть значительной, для более точного обоснования варианта реконструкции или строительства нового ПК разрабатывается’ технико-экономическое обоснование.

6. Сравнение вариантов реконструкции морского порта с многоэтапными капитальными вложениями для условий роста грузооборота выполнено на примере одного из морских портов России. Для автоматизации расчетов затрат в работе составлена специальная программа. Программа выполнена в среде Mathcad 14 - системы компьютерной алгебры из класса систем автоматизированного проектирования, ориентированной на подготовку интерактивных документов с вычислениями и визуальным сопровождением.

7. Разработанная в диссертации методика расчета остаточного ресурса применена при проектировании реконструкции перегрузочных комплексов в порту Петропавловск-Камчатский.

8. В целом полученные результаты указывают на необходимость в текущие 10-15 лет вложить значительные инвестиции в реконструкцию и капитальный ремонт портовых перегрузочных комплексов, остаточный ресурс которых может быть исчерпан.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Степанян, Тигран Арутюнович, 2011 год

1. СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения. Основные положения»

2. Козин Б.С., Степанян Т.А. Исследования факторов, определяющих эффективность дальнейшего развития портовых перегрузочных комплексов / Речной транспорт (XXI век). -2011. -№2. С. 71-74

3. РД 31.3.3-97 "Руководство по техническому контролю гидротехнических сооружений морского транспорта"

4. Баев С.М., Обухов С.А. Методы оценки эффективности экономических решений на морском транспорте. М.: Транспорт, 1969

5. ЦНИИМФ, Единая Государственной система информации об обстановке в мировом океане — ЕСИМО. http://www.morinfocenter.ru

6. Экономический справочник работника морского транспорта/ Под ред. В.П. Грузинова. М.: Транспорт. 1984

7. РД 31.35.04—71 «Справочник укрупненных показателей стоимости капитального ремонта портовых зданий и сооружений»

8. Костюков В.Д. Надежность морских причалов и их реконструкция. М.: Транспорт. 1987

9. Техническая эксплуатация портовых сооружений/ Под редакцией Б.Ф.Горюнова. М: Транспорт. 1974

10. Альхименко А.И., Беляев Н.Д., Фомин Ю.Н. Безопасность морских гидротехнических сооружений. Учебное пособие. СПб.: Лань. 2003

11. Колгушкин A.B., Беляев Н.Д. Влияние природных факторов на скорость коррозии гтс/ Электронный журнал «Предотвращение аварий зданий и сооружений». -2010. www.pamag.ru

12. Реестр гидротехнических сооружений морского транспорта, Минтранс РФ. 2000 г.

13. Цыкало В.А. Состояние причального фронта морских портов России. Наука и техника транспорта, 2005 №2. Москва, с. 63-70.

14. Инженерное обследование морского терминала Адлер/ Институт ИМИДИС. М.: 2008

15. Леонтьев В.В. Экономические эссе. Теории, исследования, факты и политика / Москва, 2003 — 159 с.

16. Козин Б. С. Выбор схем этапного развития железнодорожных линий. М.: Транспорт. 1964

17. Козин Б.С. Выбор оптимальной этапности транспортных линий. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 1970 г.

18. Козин Б.С. Этапное развитие транспортных устройств (транспортной инфраструктуры). М.: Транспорт. 1973 г.

19. Черномордик Д.И. Экономическая эффективность капитальных вложений и основных фондов железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1967. 220 с.

20. Отчет о научно-исследовательской работе «Оптимизация затрат на строительство и эксплуатацию портовых перегрузочных комплексов»/ Козин Б.С., Степанян Т.А. М.: МГАВТ. 2011

21. Фам Ван Чунг. Эксплуатационная надежность морских причалов в портах Вьетнама. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / М.: МГАВТ. 2009

22. Фролов A.C., Кузьмин П.В., Степанец A.B. Организация, планирование и технология перегрузочных работ в морских портах. М.: Транспорт, 1979. 408 с.

23. Карабутов H. Н. Структурная идентификация статических объектов: Поля, структуры, методы. —М.: УРСС: Книжный дом «Либроком», 2011. — 152 с.

24. Перельман И. И. Методология выбора структуры модели при идентификации объектов управления // Автоматика и телемеханика. 1983. № 11. С. 5-29.

25. Краев В.И., Пантина Т.А. Экономическая оценка инвестиций на водном транспорте. Санкт-Петербург. Издат. СПбГПУ. 2003

26. Нормы технологического проектирования морских портов. Минтранс РФ. 2002

27. Будил АЛ. Эксплуатация и долговечность портовых гидротехнических сооружений. М.: Транспорт, 1974

28. Будин А.Я., Чекренева М.В. Усиление портовых сооружений. М.: Транспорт, 1983

29. Воронин П.П., Костюков В.Д. Оценка надежности общей устойчивости причалов с экономической ответственностью. — «Транспортное строительство», 1972, №3, с. 42-44.

30. РД 31.35.10-86. Правила технической эксплуатации портовых сооружений и акваторий. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1986.

31. Пясецкий Г.Я. Тенденции и проблемы развития морских портов и подходных каналов. М.: Транспорт, 1979

32. Родин Е.Д. Технико-экономические исследования и изыскания на морском транспорте. М.: Транспорт, 1971

33. Яценко В.А., Проблемы комплексного развития морских портов. М.: Транспорт, 1982

34. Школа А.В., Проекты развития портов Украины. Международная ассоциация гидротехников водного транспорта. Одесса, 2009

35. Мирошниченко В.Г. Эксплуатация морских каналов. М.: Транспорт,1982

36. Татарский Э.А. Перевозки грузов укрупненными местами в смешанных международных сообщениях. М.: Транспорт, 1980