Проектный анализ эксплуатационных и экономических аспектов использования амфибийных катеров на воздушной подушке для круглогодичных и сезонных пассажирских перевозок

- A + КомментарииПрочитано 5924 раза   |
В условиях рыночной экономики одной из главных задач в проектировании судов становится повышение конкурентоспособности проекта судна. Это требование может быть реализовано за счет следующих мероприятий:

- обеспечения судну при проектировании повышенных, по сравнению с судами – претендентами, потребительских качеств без пропорционального  -  - повышения строительной стоимости судна и стоимости его эксплуатации;

- повышения качества проектных работ, особенно на ранних стадиях проектирования;

- уменьшения издержек на многовариантные проработки и сокращения общих сроков выработки проекта.

Одной из важнейших задач разработки проекта нового судна является блок эксплуатационных и экономических аспектов его применения. Экономическая и эксплуатационная эффективность судна в большой степени обеспечивается за счет применения при создании судна передовых проектных решений.

На территории России существует достаточно большое количество мест, где эффективно применение для круглогодичных и сезонных перевозок амфибийных катеров на воздушной подушке (АКВП). В качестве наиболее известных пассажирских транспортных маршрутов, на которых используются АКВП, можно привести такие линии, как Благовещенск – Хэйхэ (КНР), Салехард – Лабытнанги, Нижний Новгород – Бор, Самара – Рождествено и ряд других.

В то же время, массовое применение АКВП для пассажирских перевозок сдерживается отсутствием новых эффективных проектов судов этого типа. Важной проблемой проектирования пассажирских АКВП является отсутствие отработанных методик для выполнения эксплуатационных и экономических расчетов эффективности судов данного типа на предполагаемых линиях. Ниже приведена методика проектного анализа эксплуатационных и экономических аспектов  использования амфибийных катеров на воздушной подушке для круглогодичных и сезонных пассажирских перевозок.

Проблема выбора критерия эффективности судна, как элемента некоторой экономической системы, исследовалась в работах В.М. Пашина, А.В. Бронникова, И.Г. Захарова и ряда других авторов.  Академик В.М. Пашин указывает, что проектирование судна и его оптимизация становятся невозможными в отрыве от систем более высокого уровня, являющихся для отдельно взятого судна своеобразной внешней средой. Поэтому проектант самостоятельно либо с помощью заказчика обосновывает целесообразность создания данного конкретного судна либо комплекса совместно работающих судов и определяет или уточняет исходные характеристики для непосредственной разработки проекта. [3] Основой критерия выбора служат экономические показатели, определяющие  доходную и расходную части эксплуатационных характеристик судна.

К группе экономических показателей, определяющих доход от эксплуатации  пассажирского АКВП, обязательно должно быть отнесено количество перевезенных пассажиров, а при предполагаемом использовании АКВП еще и в качестве разъездного судна – дополнительно количество выполненных рейсов.

Экономические параметры, определяющие расходы на эксплуатацию – в виде общей суммы затрат на эксплуатацию и установленных законом отчислений оплачиваемых судовладельцем:
 - расходы на топливо;
 - расходы на экипаж;
- налоги и сборы, зависящие от характеристик (вместимость, мощность, длина) судна;
 - отчисления, зависящие от строительной стоимости судна.
    
Экономическая эффективность гражданских АКВП оценивается по следующим критериям:
 - критерий общей эффективности;
 - критерий сравнительной экономической эффективности.
    
Критерием общей эффективности  является отношение годовой прибыли к капитальным вложениям (в современной терминологии – инвестициям):
   (1)

Где Pэ– экономический эффект в виде годового объема выполняемой судном работы под которым понимается годовой доход от эксплуатации судна;
            S - эксплуатационные расходы;
            K - капитальные вложения (инвестиции).

Еще одним критерием общей эффективности  может являться срок окупаемости капитальных вложений, или, используя современную терминологию, инвестиционная привлекательность:

  (2)
 
Критерием сравнительной экономической эффективности  является абсолютная величина совокупных затрат в виде:

 (3)
Где Eнорм  – кредитный процент или при бюджетном финансировании нормативный коэффициент капитальных вложений;
   
Для транспортных судов критерий сравнительной экономической эффективности может быть представлен в виде относительных приведенных затрат:

 (4)
 
Где Q  – провозная способность в денежном выражении [1].
    
В соответствии с принципами, предложенными в работе [3], устанавливаются, так называемые зоны рационального использования АКВП. Потребность в АКВП определяется на основе совместного рассмотрения всех направлений перевозок. В качестве критерия служат суммарные приведенные затраты, которые минимизируются при условии:
 - выполнения объемов перевозок по всем направлениям;
 - обязательного использования всех существующих судов.
    
Задача проектного обоснования экономических характеристик АКВП включает следующие этапы:
1.Определение района плавания, ветро-волнового режима, режима ледостава, торошения, сроков светлого времени, сроков навигации и предельных ограничений.
2.Определение и обоснование типа и режима (режимов) движения АКВП (плавание – полет, степень аэростатической разгрузки) путем анализа характеристик района плавания и судов-претендентов по определенной схеме при определенных критериях.
3.Определение граничных условий для главных размерений и других характеристик судна.
4.Расчет укрупненной нагрузки масс  судна.
5.Расчет характеристик энерговооруженности, мощности и скорости.
6.Определение технологических аспектов постройки, расчет укрупненной строительной стоимости судна и конкурентных ограничений.
7.Расчет укрупненных эксплуатационных расходов.
8.Расчет приведенных затрат.
9.Расчет характеристик судна, определяющих доходную составляющую.
10.Расчет минимального уровня рентабельности эксплуатации судна.
11.Определение критериев оптимизации.
12.Решение задачи уточнения характеристик судна.

В соответствии с принципами, изложенными в работе [3] разработана математическая модель задачи уточнения характеристик АКВП для пассажирских перевозок:
 (5)
       (6)
 (7)
 (8)
  (9)
 (10)
 (11)
 (12)
где  xjs – количество АКВП с характеристиками zs  для j – линии; 
           
ci(xjs) - годовые эксплуатационные расходы одного АКВП с характеристиками zs  на j –линии, исключая расходы, зависящие от стоимости судна;
k(zs)- стоимость одного серийного АКВП с характеристиками zs 
 функция серийности;
rs=r(zs) - затраты на подготовку производства и освоение серийной постройки АКВП;
          Ai - годовой пассажиропоток на линии;
          ai(zs) - годовая провозная способность судна с характеристиками на линии рассчитываемая с учетом реальных особенностей данной линии;
          li(zs)  - годовой доход на одно АКВП с учетом суточных колебаний загрузки;
          B - контрольный уровень дохода по всем линиям;
         K - объем инвестиций

- общий диапазон допустимых характеристик АКВП;
 
-  k - диапазон допустимых характеристик АКВП, при которых допустимое число судов ограничено сверху;
- множество диапазонов;
-  ограничение допустимого числа АКВП с характеристиками zs принадлежащими k –диапазону;
      Ен - нормативный коэффициент эффективности инвестиций;
       e - коэффициент учета эксплуатационных расходов, зависящих от стоимости судна.

 
 
 
 
Рис. 1 Рассматриваемые типы АКВП

В рамках проектного анализа эксплуатационных и экономических аспектов амфибийных катеров на воздушной подушке должны быть рассмотрены следующие вопросы:

 - предложены и обоснованы типы пассажирских АКВП, рассматриваемые в качестве судов - претендентов для выполнения маршрутных       перевозок, включая их компоновочные аспекты;

 - обоснованы технические качества АКВП, рассматриваемых в качестве судов – претендентов, в виде их главных размерений, полной массы, характеристик энерговооруженности, мощности и вместимости;

 - обоснован выбор амфибийных качеств АКВП, рассматриваемых в качестве судов - претендентов, включая конструкцию гибкого ограждения воздушной подушки (ГО) и характеристики управляемости, исходя из навигационных условий предполагаемого района эксплуатации;

 - обоснован выбор по степени предпочтительности характеристик мощности, скорости и вместимости АКВП, рассматриваемых в качестве судов - претендентов, с точки зрения экономической эффективности пассажирских перевозок;

 - выполнен сравнительный анализ различных вариантов конструкции АКВП, рассматриваемых в качестве судов - претендентов, отличающихся характеристиками мощности, скорости и вместимости, а также амфибийными качествами по критерию экономической эффективности и выбран оптимальный вариант;

 - обоснованы эксплуатационные качества АКВП, рассматриваемых в качестве судов – претендентов, в виде характеристик ходкости, маневренности и мореходности, а также их расходных характеристик, при этом определено потребное количество судов для организации пассажирских перевозок на рассматриваемых линиях;

 - обоснованы технологические и экономические вопросы постройки АКВП, рассматриваемых в качестве судов - претендентов, определена строительная стоимость головного судна, а также всех судов установочной серии;

 - обоснованы маневренные характеристики АКВП, рассматриваемых в качестве судов – претендентов, и рассмотрено их взаимодействие с плавучими причальными сооружениями при посадке и высадке пассажиров для варианта эксплуатации при наличии открытой воды и невозможности выхода на берег;

 - выполнены расчеты провозной способности АКВП, рассматриваемых в качестве судов - претендентов и обоснование их экономической эффективности на предполагаемых линиях;

 - получены другие эксплуатационные и экономические показатели работы АКВП, рассматриваемых в качестве судов - претендентов, вплоть до структуры эксплуатационных расходов, а также цен билетов на различных линиях, определяющей порог окупаемости и цен билетов для льготных категорий пассажиров.

 В рамках обоснования типа АКВП целесообразно выполнять сравнительный анализ их интегрированных расходных характеристик, включающих удельный расход топлива главных двигателей, их мощность, полную массу судна, его скорость и характеристики его полезной нагрузки. 
 
рис.2 
 рис.3
Ниже, в качестве примера, приведены элементы  сравнительного анализа АКВП с двухъярусным гибким ограждением и АКВП с надувными скегами.

     В качестве судов-претендентов рассматривались АКВП следующих проектов:
АКВП с двухъярусным гибким ограждением пр.18800 «Гепард»;
АКВП с двухъярусным гибким ограждением пр.18802 «Пума»;
АКВП с двухъярусным гибким ограждением «Арго»;
АКВП с двухъярусным гибким ограждением «Леопард»;
АКВП с надувными скегами «Хивус-6»;
АКВП с надувными скегами «Хивус-10».

   Первичными контролируемыми параметрами при экономическом анализе стали:
расход топлива на 1 км  пути (см. рис. 2);
расход топлива на перемещение 1 пассажира на 1 км пути (см. рис. 4);
расход топлива на перемещение 1 т полной массы на 1 км пути (см. рис. 3).
рис.4
Произведен расчет различных экономических характеристик эксплуатации рассматриваемых АКВП по 27 пассажирским линиям. При этом учитывались расходы на топливо, оплату персонала, амортизацию катеров, а также на ремонт различных элементов катеров, в том числе, на ремонт ГО воздушной подушки. В результате расчета получен ряд зависимостей. [2, 4] На рис. 5 приведены результаты расчета для АКВП «Хивус-10» в графической форме. Результаты расчета в аналитической форме представлены в виде формулы:

С= 6,6396L0,8446
     Где С – себестоимость перевозки одного пассажира, руб.;
            L – протяженность линии, км.
рис.5

Таким образом, реализация модели оптимизации АКВП при проектировании позволяет обеспечить заданные эксплуатационные качества судна, а также конкурентоспособность проекта и рентабельность судостроительного производства. Модель оптимизации при проектировании АКВП наряду с выбором критериев эффективности, определением областей допустимых значений, определяемых налагаемыми проектными ограничениями, в обязательном порядке должна содержать, также, эксплуатационные и экономические показатели, обосновывающие выбор проектных характеристик.

Литература:

1.Ашик В.В. Проектирование судов. Л., Судостроение, 1985, - 486 с.
2.Лоран П.-Ж. Аппроксимация и оптимизация. – М.: Мир, 1975. – 498 с.
3.Пашин В.М. Оптимизация судов. Л., Судостроение, 1983, - 286 с.
4.Суворов А.И. Информационная технология экспериментальных и научных исследований в судостроении. Проблемные разработки программного обеспечения новой информационной технологии: Сб. науч. тр. - Калинин, 1990, Вып. 3. - С. 118-126. 

Францев М.Э.  (АО "Нептун-Судомонтаж") канд. техн. наук 
контакт тел. 89037173125
gepard629@yandex.ru
Поделиться новостью
Подписка Корабел.ру экономит ваше время
Подпишитесь на ежедневную рассылку новостей и будьте в курсе всего самого важного и интересного!

Комментарии   2.

Чтобы принять участие в обсуждении, пожалуйста Авторизуйтесь или Зарегистрируйтесь или
-0+
#Рыбаков Алексей Викторович, 06.09.2012, 10:55Уважаемый Михаил Эрнстович!
 
Главная проблема применения АСВП на внутренних водных путях, как и экранопланов, их плохая управляемость на скоростях, близких к экономически обоснованным. Причина – отсутствие достаточной связи с подстилающей поверхностью, обеспечивающей стабильный курс и его эффективное изменение, как это существует на других типах скоростных судов – глиссерах, судах на подводных крыльях, скеговых СВП с жесткими скегами.
 
Еще в конце 60-х начале 70-х заводом "Красное Сормово" проводились ОКР по АСВП. Были созданы суда «Радуга» и «Сормович». И, хотя со временем перешли с сопловой схемы на более совершенную с ГО, но дальше ОКР дело не пошло.  Основная причина, наряду с недоработанной силовой установкой, что, в принципе, не критично, называли плохую маневренность, не обеспечивающую фиксацию по курсу и его эффективное изменение относительно подстилающей поверхностью. Иными словами, пилот не может эффективно контролировать движение аппарата в случае непредвиденного внешнего воздействия, а преднамеренное изменение курса связанно с наличием большого бокового дрейфа, что в некоторых случаях не позволяет уложиться в габариты судового хода. Случившиеся не давно аварии, которые описывали и Вы, только подтверждают это. далее...
-0+
#Маркин Сергей Юрьевич, 06.09.2012, 16:36Уважаемый Михаил Эрнстович! Пр  рассмотрении такой сложной проблемы хотелось, чтобы вавторы -разработчики учитывали:Утвержденные нормативные документы:Методику расчнта экономической эффективности инвестиционных проектов; такое понятие как сравнительную межвидовую конкуренцию на транспорте: водного и автомобильного видов транспорта, в частности коэффициент непрямолинейности пути: отношение фактической протяженности транспортного машрута от пунтка А к пункту Б к кратчайшему расстоянию между ними по географической карте. Естественно, чем меньше значение оэффициента непрямолинейности  пути у водного амфибийного транспорта, тем выигрышнее его перспективы.Надо иметь ввиду, что реальные затраты на ремонт всех видов судов на воздушной подушке как ховеркрафтов, так и экранопланов гораздо выше декларируемых из-за солевого тумана на море и частиц песка и пыли на реках и озерах. Что порождает быстрый износ двигателя. Это является следствием работы этих амфибий в режиме " пылесо далее...

Предыдущая новость