（管理科学与工程专业论文）电力燃煤海运运力预测系统设计与实现.pdf

。1 _ _ _ _ - 一 d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y y s t e mf o rp o w e r i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h e r e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g z h a n gr o n g y a n ( m a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rc h e n x i u q u a n m a y2 0 1 1 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博硕士学位论文= = 电左缝堪连运运力趣型丕缠逡进皇塞现= = 。除论文中已 经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发 表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：季丞篷孝包 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密醇( 请在以上方框内打“ ) 论文作者签名：势黼导师签名： 澎雪衩 日期：z6 【1 年6 月砂珀 中文摘要 摘要 本论文选题，源自作者参加的大连海事大学与神华集团某电力公司签约的实 际项目，该项目自2 0 1 0 年春开始研发，年底在北京通过了专家验收。 公司的业务部门燃料管理中心，负责统一为电厂调配发电用的燃煤。为 了确保各电厂燃煤库存安全、经济与合理，需要研发一套“电力燃煤海运运力预 测系统”，以替代手工调度的操作模式，为燃煤的海运调度决策，提供有力的信息 支持。 本文阐述了燃料管理中心电力燃煤海运运力预测系统的开发过程。该系统实 现的功能是存储和分析燃煤库存和海运运力的相关数据，预测库存和海运运力， 根据预测结果，制定电力燃煤海上运输计划，合理安排运力，以最低的成本满足 电厂燃煤供应，对现状和历史数据进行统计和查询，辅助管理者进行科学决策。 首先，对电力燃煤海运运力预测系统进行需求分析，根据燃料管理中心的业 务流程的特点，将系统划分为两个子系统，运力预测子系统和运力查询子系统， 详细阐述了子系统的功能，随后介绍了系统设计与实现中所使用的u m l 和s t r u t s 框架和h i b e r n a t e 持久化等相关技术；然后，给出了系统的总体结构图，其中，运 力预测子系统为本系统的核心。之后给出了系统主要模块的详细设计，数据库设 计和界面设计。以添加信息模块为例，讲述了系统分层的实现机制，具体讲述了 库存预测等模块的实现；最后，论文给出系统试运行效果，并在此基础上总结了 课题研究成果，指出了本课题更深层次的研究方向。 电力燃煤海运运力预测系统，已经上线运行，彻底取代了原有的业务人员手 工操作，避免了e x c e l 数据存储分散性，运力查询角度的单一性等弊端，大大提高 了企业业务人员的工作效率，为企业带来了良好效益。 关键词：电力燃煤；海运运力预测；库存预测 c o a ls h i p p i n gt or e p l a c et h em a n u a lo p e r a t i o na n dp r o v i d es t r o n gi n f o r m a t i o ns u p p o r t t om a k ed e c i s i o n sf o rt h ec o a ls h i p p i n g i nt h i sp a p e r , t h ea u t h o rd e s i g n sa n di m p l e m e n t st h ep r e d i c t i o ns y s t e mf o rp o w e r c o a ls h i p p i n g n es y s t e mi su s e dt op r e d i c t ，s t o r ea n da n a l y s i so fs h i p p i n ga n d s t o r a g ed a t a , a n da c c o r d i n gt of o r e c a s t ，t oa r r a n g es h i p p i n go fc o a l - f i r e dt om e e tt h e c o a l - f i r e ds u p p l yw i t l lt h el o w e s tc o s t a n dt h es t a t i s t i c a ld a t ao fc o a ls h i p p i n g , s u p p l y , s t o r a g ea n ds h i p p i n gi n f o r m a t i o nh e l p sl e a d e r st om a k er i g h td e c i s i o n s f i r s t , t h ea u t h o ra n a l y s e st h er e q u i r e m e n to ft h es y s t e ma n di n t r o d u c e st h eu m l a n ds t r u t sf r a m e w o r ka n dh i b e r n a t ep e r s i s t e n c et e c h n o l o g y t h e n , t h ea u t h o rp r e s e n t s t h eo v e r a l ls t r u c t u r eo ft h es y s t e mw h i c hi sd i v i d e di n t os u b s y s t e m si n c l u d ep r e d i c t i o n s u b s y s t e ma n dq u e r ys u b s y s t e m ，a n dd i s p l a y s t h es y s t e m sf u n c t i o n a l d e s i g n ， i n c l u d i n gt h ec o r eo ft h es y s t e mp r e d i c t i o ns u b s y s t e m ，t h e ni n t r o d u c e st h ed a t a b a s e d e s i g na n dg u id e s i g no ft h es y s t e m n ea u t h o rt a k e s t h em o d u l eo fa d d i n g i n f o r m a t i o nf o re x a m p l et oi n t r o d u c et h ei m p l e m e n t a t i o nm e c h a n i s mo ft h es y s t e m ， f o l l o w e db yt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ep r e d i c t i o nm o d u l ef o ri n v e n t o r y f i n a l l y , t h e a u t h o rp r o v i d e st h es y s t e mr u n n i n gr e s u l t s ，a n do nt h i sb a s i ss u m m a r i z e st h er e s e a r c h a n dl o o k si n t od e e p e rr e s e a r c hi nt h ef u t u r e t h es y s t e mh a sb e e nr u n n i n go n l i n e ，c o m p l e t e l yr e p l a c e dt h eo r i g i n a lm a n u a l o p e r a t i o n , a v o i d i n gt h ed i s p e r s i o no fe x c e ld a t as t o r a g ea n dt h eu n i t yo fq u e r ya n g l e f o rs t a t i s t i c s ，g r e a t l yi m p r o v e dt h ew o r ke f f i c i e n c yo fb u s i n e s so p e r a t i o n ss t a f f , a n d b r o u g h tg o o db e n e f i tf o re n t e r p r i s e s k e yw o r d s ：p o w e rc o a l ；s h i p p i n gp r e d i c t i o n ；s t o r a g ep r e d i c t i o n 录 录 1 1 ：! ：! ：i 4 4 ! ； ! ； 6 2 2 3 运力预测子系统需求分析6 2 2 4 运力查询子系统需求分析。1 6 2 2 5 系统的数据字典。l8 2 3 使用的相关技术。2l 2 3 1u m l 技术21 2 3 2s t r u t s 框架。2 2 2 3 3h i b e r n a t e 框架2 4 2 4 本章小结2 6 第3 章电力燃煤海运运力预测系统设计2 7 3 1 系统的功能概述2 7 3 2 系统设计原则2 8 3 3 运力预测子系统功能设计2 8 3 3 1 数据管理类模块设计2 9 3 3 2 库存预测模块设计。3 2 3 3 3 派船计划模块设计3 4 3 4 运力查询子系统功能设计3 5 3 5 数据库设计3 8 3 5 1 数据库概念设计3 9 3 5 2 数据库逻辑设计3 9 3 5 3 数据库物理设计。4 0 3 6 界面设计。4 1 3 7 本章小结4 4 第4 章电力燃煤海运运力预测系统实现4 5 目录 4 1 溉述 4 2 系统开发环境。 4 3 系统分层的实现。 4 3 1 表示层实现 4 3 2 业务逻辑层实现 4 3 3 数据持久层实现 4 4 系统功能的实现 4 4 1 库存预测模块的实现。 4 4 2 煤种完成情况模块的实现。 4 5 系统测试 4 6 本章小结5 9 第5 章系统部署与试运行6 0 5 1 系统部署6 0 5 2 系统试运行6 1 5 2 1 系统运行效果。6 l 5 2 2 系统运行维护。“ 第6 章总结与展望6 7 6 1 总结6 7 6 2 展望6 7 参考文献6 9 攻读学位期间公开发表论文7 2 致谢7 3 电力燃煤海运运力预测系统设计与实现 第1 章绪论 1 1 论文背景及研究意义 本论文选题，源自作者参加的大连海事大学与神华集团某电力公司签约的实 际项目，该项目自2 0 1 0 年春开始研发，年底在北京通过了专家验收。 神华集团某电力公司( 简称公司) 截止2 0 1 0 年底，资产总额近1 2 0 0 亿元， 拥有若干沿海火力发电厂( 简称电厂) ，运营装机容量近3 0 0 0 万千瓦。 公司的业务部门嘲料管理中心( 简称中心) ，负责统一为电厂调配发电用 的燃煤。为了确保各电厂燃煤库存安全、经济与合理，需要研发一套“电力燃煤 海运运力预测系统 ，以替代手工调度的操作模式，为燃煤的海运调度决策，提供 有力的信息支持。 2 0 0 5 年至2 0 0 9 年，公司电力煤炭供应总量( 全口径含地方煤) 由2 0 0 0 万吨 增长至4 5 0 0 万吨，年平均增幅2 3 。随着电煤消耗的增加，必然给中心带来如山 的数据和工作量，领导需要的辅助决策支持的统计信息也越来越多。简单的e x c e l 管理模式，只能简单地记录数据，维护基础数据，作为数据备份存档，这些已经 不能满足处理庞大的库存和燃煤运输数据，也不能满足快速、准确地提取历史数 据和统计信息，大量历史数据堆积、提取数据繁琐并且耗费巨大的人力，给中心 业务人员带来了巨大的困扰。 公司曾委托i b m 公司，开发了基于e r p 的“电力供应链管理信息系统( s c m ) 。 据报道f l 】，该项目在发电企业物资和燃料供应链管理方面，处于国内领先地位，达 到了世界一流水平。但是该系统中涉及燃料管理中心的业务，仅有库存日报模块 和船舶航次管理模块，大部分主要业务，没能实现。因此，中心的业务人员只好 使用e x c e l ，手工管理燃煤的库存信息、运输运力配置和统计分析数据。 。 因此，急需开发一个信息系统j 具有维护燃煤需求计划、预测和管理电厂燃 煤库存、制定燃煤运输计划、管理船舶航次、提供海运市场行情、运输状况、各 电厂燃煤计划完成情况、船舶在装、卸港口装卸管理等功能。既满足业务人员的 日常业务操作，又辅助领导做出科学决策；既提高业务人员的工作效率，又节约 资源，降低成本。 所研制的软件和相应的研究成果，对国内同类企业的燃煤海运调度决策，具 第1 章绪论 有借鉴意义。 1 2 研究现状简述 当前，诸多专家、学者对海运运力、库存管理的研究有许多成果。但是，大 多数只是针对船舶公司或是电厂进行的单方面研究。运力调配对单个电厂来说， 需要掌握全局动态信息，实施起来非常困难。 某电力公司设立的燃料管理中心，就是这样一个协调机构，它所管辖范围不 是一个电厂，也不是一条航线，而是从全局来统筹各个电厂的燃煤供应，从宏观 上进行掌控和调配。 经查，国内外对于该课题有实际的借鉴意义，针对电厂燃煤海运运力的管控 研究文献，还非常少。本文研究的是为某电力公司量身定做一套软件，以满足公 司业务需求，并使软件本身具有巨大的推广意义。 1 3 主要研究内容 本课题的任务是，在调研分析某电力公司业务需求的基础上，为公司量身定 做一套预测和业务处理软件，包括电厂燃煤需求计划和运输方案管理、库存预测 和状态监控、船舶运输的调配及跟踪和统计船舶运力、燃煤供应情况以及市场行 情等。 该系统分为两个子系统，运力预测和运力查询子系统： ( 1 ) 运力预测子系统，主要实现库存预测和船舶派遣计划管理，库存预测实 现对库存的月度预测、监控库存状态并管理实际库存，结合库存状态拟定合理的 派船计划，实时跟踪维护船舶运行状态；实现电厂警戒线、煤种需求计划、班轮 周期等基础信息维护，为库存预测和派船计划提供基础数据。 ( 2 ) 运力查询子系统，主要实现辅助领导决策的功能。统计船舶航次的运量、 运费、装卸情况，统计燃煤的供应情况、电厂的燃煤计划完成情况，统计船舶的 运价及分析市场行情等，辅助领导或是业务员从整体来把握燃煤供应及船舶运力 配置。 本文运力预测部分在研究如何更准确的做出月度库存预测后，提出库存预测 的方法；在研究如何实现更方便管理派船计划后，提出班轮排班模型。本文主要 从计算机的角度来阐述电力燃煤海运运力预测系统的设计与实现。 电力燃煤海运运力预测系统设计与实现 1 4 论文组织结构 本文主要针对该课题的主要内容，论述研制方法、研制过程、应用效果以及 应注意的主要问题。通过对燃料管理中心的业务分析，给出了系统需求、功能设 计和开发实现，并对系统进行总结和展望。 本文由六章组成： 第1 章绪论。主要介绍论文的研究背景和研究意义，结合目前的行业发展现 状，提出一个新的课题：电力燃煤海运运力预测系统设计与实现，并简单介绍了 该课题主要研究的内容和组织结构。 第2 章系统需求分析与相关技术介绍。结合公司实际业务，从系统的实现功 能入手，分析系统所使用的预测方法、预测流程以及数据流程等。并介绍了开发 系统所使用的开发方法和开发技术，为后续章节做好铺挚。 第3 章电力燃煤海运运力预测系统设计。根据第2 章需求分析的结果，使用 u m l 来设计系统的主要功能，阐述各模块具体的功能设计。依据设计原则对系统 进行了数据库设计和界面设计。 第4 章电力燃煤海运运力预测系统实现。根据设计的规范流程，以本人实际 开发实现的系统功能模块为例，介绍了s t r u t s 和h i b e r n a t e 框架如何采用分层方法 实现系统的功能，并着重介绍了库存预测和煤种完成情况两个模块的实现。 第5 章系统部署与试运行。给出系统的运行环境和部署结构图，展示系统试 运行效果和系统维护所做的工作。 第6 章总结与展望。对电力燃煤海运运力预测系统进行总结，展望发展趋势 和进一步的工作。 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 本章主要介绍了电力燃煤海运运力预测系统的需求分析和使用的相关技术。 论文首先描述了系统的研究目标、用户群体，接着对系统进行需求分析确定系统 需求，重点介绍了库存预测算法和派船算法，明确本系统实现的必要性及意义， 它将是电力行业燃煤海运运力预测及管理控制的一项创新成果，且具有广泛的实 用性和普及性。最后，介绍了本系统开发所采用的相关技术：u m l 、s t r u t s 框架和 h i b e r n a t e 框架。 2 1 系统的研究目标 在调研了海运运力和电厂库存的现有状况的前提下，针对海运运力和库存的 关系，项目组建立了一套库存预测监控和派船计划方法，实现对电厂库存和海运 运力之间的合理调配。本系统主要实现有以下几个功能：对库存量的监测，管理 实时库存，并预测电厂后续库存，监控库存是否处在合理的库存量范围之内；根 据船舶的运输周期、运煤量、实现对船舶航次管理和实时监控，监控库存的变化 趋势及状态，同时做出船舶调整的决策，补充或削减船舶运力，将电厂库存控制 在合理范围内；根据船舶的具体运力，可以查看运力的详细情况，及查询相关运 价，辅助领导做出对船舶派遣的合理决策，以最低的成本合理调配运力。 本系统的研究目标是将燃料管理中心的对库存和船舶运力的预测和数据维护 等分散繁琐且无法共享的低效手工操作，转变为易操作、易维护、处理高效的计 算机系统可完成的业务流程。 电力燃煤海运运力预测系统用户为燃料管理中心的公司领导、业务人员和系 统管理员。公司领导可以查看辅助决策的库存实时信息、运力详细信息以及运力 运价的查询统计情况。业务人员实现库存预测，库存实时维护，船舶调配计划执 ， j 行及维护，查询库存情况和运力情况以及统计查询情况。 各角色用户的任务如表2 1 所示。 4 电力燃煤海运运力预测系统设计与实现 表2 1 用户角色 t a b 2 1u s e r r o l e s 。 角色任务 维护系统内基础模块的信息，预测库存，制定和维护派船信息， 业务人员 查询统计电厂燃煤供应及船舶航次等。 领导 查询统计电厂燃煤供应及船舶航次等辅助决策信息。 负责用户管理、授权与系统维护，确保系统的用户的合法性， 系统管理员 保证系统信息安全。 2 2 系统需求分析 2 2 1 系统的总体需求分析 合理安排运力可以保证库存处于电厂耗煤和进煤保持平衡的合理水平，避免 库存过量而导致库存成本增加，或因进煤不及时造成库存告急。影响库存量的因 素有很多，例如：电力需求旺季或是淡季，造成耗煤量不可估计；台风等恶劣天 气会造成海上运输受阻，不能及时补充库存；煤种质量好坏会影响耗煤量的多少， 因而也会影响库存量【2 1 。通过对影响库存量的因素的经验总结，我们可以提前做好 燃煤的储备工作，以应对不时之需。燃料管理中心按照月度燃煤计划，预测未来 一个半月的日进煤、日耗煤及库存量，根据每日库存预测量及进煤预测量，进行 燃煤海运运力的安排，与船舶公司签订长期或是临时合同，协商确定船舶航次、 载重、周期等，拟定月度派船计划，以满足燃煤月度供应计划。 因此，电力燃煤海运运力预测系统的总体需求为：依据电厂库存预测量，系 统利用已知的船舶周期，为电厂自动排好船舶的装船日、卸港日和装载量；在安 排派船计划的同时，实现船舶卸载量和库存量联动的功能，即一条船舶计划对应 前一日的库存量，并判断此条船进煤后库存量是否高于设计库存量或是处于危险 库存量，之后可对船舶的派船日期进行调整，优化库存及派船计划：在船舶完成 燃煤运输之后，统计电厂的装卸煤量，船舶的运输量、运价和装卸滞期等等，为 领导及业务人员在后续派船工作中提供决策支持。 一5 一 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 2 2 2 系统的总体结构 由系统总体需求将系统按功能划分为两大子系统，即运力预测子系统和运力 查询子系统，具体功能划分如下： 运力预测子系统的具体功能主要包括：电厂警戒线信息维护，电厂所需计划 煤种的信息维护，到电厂的班轮周期信息维护，对库存后续状态的预测及维护， 派船计划的执行及船舶动态信息的维护，以及运价相关条款维护。 运力查询子系统的具体功能主要包括：船舶运力的详细信息即装卸条款，实 时库存查询及后续预测库存查看，市场船( 与船公司签订合同为临时租船的船舶) 的航次详情，电厂的平均运价情况，电厂所需煤种及计划煤种完成情况，各电厂 相对计划的完成情况，船舶的装卸及滞期情况等。系统功能结构如图2 1 所示。 f i 另燕臻连运运力 预测系统 图2 1 系统功能结构图 f i g 2 1s t r u c t u r eo f s y s t e mf u n c t i o n 2 2 3 运力预测子系统需求分析 运力预测子系统主要分为8 个模块，其中煤种需求计划管理、警戒线管理、 煤种管理、班轮管理4 个模块为库存预测和派船计划两个模块提供基础数据，其 整体的流程图如图2 2 所示。 业务流程 蛩( t r a n s a c t i o nf l o wd i a g r a m , t f d ) 是用来描述业务参与者的人或事 电力燃煤海运运力预测系统设计与实现 物、作业的顺序和管理数据的流向，它按照实际的业务处理步骤进行绘制3 1 。 2 1 厶八 ，业务、 煤种需求计划 一煤种需求计划信息 员 煤种管理 二 、 1 1 i 月了 ：訾) 警戒线资料 囊生1 茁毒奎量白 警戒线管理 - i 冒批域1 - 思 二。 、 rt 月度燃煤需 5 1 5 2 5 3 求、日计划燃 煤量 红色库存 预测表 一 库仔更新 、，n5 库存预测 判断 、_ 、 “l ，叭 ( 首) 库存信息 么l 6 16 2 红色库存信 生成派船 ll j 运力预测表1 更新派船 息、船舶信息 计划计划 航次信息 、。 1 幸 7 1 班轮信息 4 1 r 运价维护 、l 卅rn 。 班轮信息 班轮信息 ， 管理 厂_ 、 肛扒 员 么 _ 3 1 r 红色库存信 煤种需求计翅f i煤种需求信 息、船舶信息 息管理 煤种需求计划信息 、 、一、 图2 2 运力预测业务流程图 f i g 2 2t f d o fs h i p p i n gp r e d i c t i o n 数据流程图( d a t af l o wd i a g r a m ，d f d ) 描述了系统内数据的流向，通过绘制 数据流程图，可以整理存在于系统之间的数据的来龙去脉【4 1 。它包括外部实体、数 据流、处理过程和数据存储。根据业务流程图绘制的运力预测模块的数据流程图 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 如图2 3 所示。 1 1 一彗礴姥信自害 警戒线信， 。 巷礴姥偿自 线一r 7 风= 强1 日越p 一- 息管理i 一 1 日，啦：；玛1 日口 业务员 1r 2 1 5 1 柑拙参自 库存预测 种 电厂信息表，煤种管理 - l 殊竹。情屉 - 业务员业务员 i 3 1 需 警戒线信息表 煤种需求 - l 煤种需求计划信息 r 划 计划管理 5 2 业务员 库存里新 4 1 业务员 旺轮 电厂信息表，班轮管理 l 靴怂唐自 日期 一。罚托4百j b 叠 业务员 1r l 离古唐白一 爵舶 r 充次 6 2 6 1 更新派船 一l 船伽偿白 船舶航次，y l 目，l ， 派船计划计划 ji 业务员 业务员 7 1 i 运价卜黼息一 运价更新 业务员 图2 3 运力预测数据流程图 f i g 2 3d f do fs h i p p i n gp r e d i c t i o n 以下着重讲述各模块的详细需求分析，并对系统相关的名词进行解释： ( 1 ) 警戒线信息管理。电厂警戒线是针对库存值而提出的限制值。它显示电 厂库存是否处于安全库存的水平。警戒线的种类分为两种，红色库存警戒线和绿 一8 一 电力燃煤海运运力预测系统设计与实现 色库存警戒线。库存依据库存量的大小分为三种状态：库存量低于红色库存警戒 线则库存显示处于红色状态，此时为危险库存，需要提示业务人员调配运力，做 出派船计划，补充库存至安全库存范围内；若库存量高于绿色库存警戒线，表明 此时燃煤库存量充足，不需要补充燃煤，库存为绿色状态；若库存量处于红色和 绿色库存警戒线之间，库存为橙色状态。当电厂库存显示为橙色或绿色状态为安 全状态。另外，若电厂除了海上运输燃煤之外还有铁路运输的燃煤，则为该电厂 设置为具有铁路到煤的电厂。 ( 2 ) 煤种信息管理。煤种是依据煤质不同对燃煤的种类进行的划分。电厂根 据煤质的燃烧值，将燃煤根据用途分为主烧煤种或是掺烧煤种，电厂根据燃煤煤 种制定不同的需求计划，主烧煤种一般作为每同的主要燃煤，掺烧煤种作为辅助 燃煤。 ( 3 ) 煤种需求计划信息管理。燃煤需求计划是月度或是年度的电厂燃煤煤种 需求计划量，需求计划值为公司的燃煤规划部门依据年度或是月度电厂发电量指 标拟定。 ( 4 ) 班轮信息管理。班轮是电厂与船公司签订长期合同且按一定周期来运输 燃煤的船舶。班轮信息设置了派往沿海各电厂的船舶航行周期，业务人员通过对 船舶周期的把握，制定出合理的派船计划，确保库存处于安全状态。 ( 5 ) 库存预测。此模块需要用到的基础数据包括燃煤需求计划和警戒线信息 来执行预测算法。根据库存警戒线值，监控库存状态、进煤日以及进煤量。进煤 日是指有燃煤卸载的日期，燃煤的卸载量即为进煤量。根据燃煤需求计划得出每 日耗煤量和进煤量，根据船舶的运输周期得出计划装煤日。本模块在生成库存预 测记录时，需要同时生成标识为0 和l 的两条相同记录，标识为0 的记录是原始 的不可更改的最优库存预测及派船计划记录，而标识为1 的记录为将来被维护的 j 实际库存记录。 库存预测算法是本系统的一个重点算法，表2 2 是算法中的变量说明，算法的 具体流程如图2 4 所示。 一9 一 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 表2 2 库存预测算法变量说明 t a b 2 2v a r i a b l e st a b l ef o rs t o r a g ep r e d i c t i o n l o 一 电力燃煤海运运力预测系统没计与实现 融矍：孵警婴耗哇- - 1i 一实际謦瞳_ 。_ - ”。一、 量、计划进； 1 。，j - 。1 。 实际进煤量- f 一实矗煤吾 _ f 苌协标准船玉 牌量一i 嗝蕊函酮 周期 输出气劂1 图2 4 库存预测流程图 f i g 2 4f l o wd i a g r a mo fs t o r a g ep r e d i c t i o n 库存预测算法的分七步实现如下： 计算主烧和掺烧的日计划耗煤量： z s 一巧hh m 2 z sy j hh m | c u r _ d a y _ h u m ； c sr j hh m = c s _ y j h _ l u n c u r _ d a y _ n u m ； 计算主烧煤、掺烧煤的下一日库存量： z s n e x t k c = z s c u r t k c + z s _ c u r r _ i m - - z s _ r j h _ h m ； c s n e x t k c = c s c u r t k c + c s _ c u r r _ j m - - z s _ r j h _ h m ； t o t a l _ c u r r _ j m = z s _ c u r r j m + c s _ c u r r _ j m ； t o t a l c u r l 一h m = z s _ r j h _ h m + c s _ 巧h _ h m ； t o t a l c u r r k c = z s c u r r k c + c s _ c u r r _ k c ； 首先令z s _ n e x t _ j m = c s n e x tj m = o ，根据第2 步公式迭代，依次得出下一 日的z s n e x t k c 、c s n e x t k c 、t o t a l n e x t k c 和后续几日的库存量。 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 计算派船数、总进煤量： b o a tn u m = i n t ( ( t o t a ls t o r el i n e t o t a lc u r rk c ) b o a tq t y ) ； 一一一一一 一， 当只有主烧煤缺煤时，仅补充主烧煤至库存红色警戒线以上；当只有掺烧煤 缺煤时，只将掺烧煤补至库存红色警戒线与最大库存之间；当主烧煤、掺烧煤同 时缺煤时，先将主烧煤和掺烧煤补充至库存红色警戒线以上，剩余库存按一定的 比例补充主烧煤和掺烧煤。计算总进煤量的具体逻辑如下： i 当某日主烧煤库存预测量小于主烧煤库存红色警戒线，而且某日掺烧煤库 存预测量大于掺烧煤库存红色警戒线，则将此同设为计划进煤日，此时只需计算 主烧煤的进煤量： t o t a l _ c u r r _ j m = b o a t l o a d 宰b o a t _ h u m ； i i 当某日主烧煤库存预测量大于主烧煤库存红色警戒线，并且某同掺烧煤库 存预测量小于掺烧煤库存红色警戒线时，此日设为计划进煤同，总进煤量、主烧 进煤量、掺烧进煤量计算如下： t o t a l _ c u r r j m = b o a t _ l o a d 木b o a t n u m ； z s _ c u r rj m = m a x ( o b o a t l o a d 宰b o a t _ n u m - - c s _ c u r r j m ) ： c s c u r r _ j m = m i n ( c s _ s t o r e _ d e s i g n - - c s _ c u r rk c ，b o a t l o a d 木b o a t n u m ) ； i i i 当某日主烧煤库存预测量小于主烧煤库存红色警戒线，而且某同掺烧煤库 存预测量小于掺烧煤库存红色警戒线时，总进煤量、主烧进煤量、掺烧进煤量计 算如下： t o t a l _ c u r r j m = b o a t _ l o a d 掌b o a t n u m ； z s _ c u r r _ j m = z s _ s t o r e _ l i n e - - z sc u r r _ k c + o 8 木( t o t a l _ c u r r _ j m z s s t o r e l i n e + z s s t o r e l i n e + t o t a l _ c u r t k c ) ； c s _ c u r r _ j m = c s _ s t o r e _ l i n e - - c sc u r tk c + 0 2 ( t o t a l _ c u r r _ j m - - c s _ s t o r e _ l i n e + c s s t o r e l i n e + t o t a l _ c u r r _ k c ) ： 计算计划派船日： s e n d d a t e = c u r r d a t e c i r c l e ； 若派船后计划进煤日总库存量大于电厂设计库存，则将计划进煤日改为下一 日，依次类推直到计划进煤日的预测总库存量小于电厂设计库存量。 电力燃煤海运运力预测系统设计与实现 重复第、步，直到下月第十五同； 以月末的主烧煤、掺烧煤同耗煤量代替下月每同主烧煤、掺烧煤同耗煤量， 或者按时间段输入下月预计主烧煤、掺烧煤同耗煤量，得出预测派船和库存计划。 ( 6 ) 派船计划。依据库存预测得出的进煤日和进煤量，业务人员根据和船公 司签订的船舶使用合同，制定出每条船舶的详细的航次排定计划，包括煤种、装 载燃煤量、抵达装港口的日期、停靠卸船港口的同期等等，并显示停靠卸船港口 的日期的库存状态，并且保证所有库存状态都是绿色或是橙色状态。若船舶为班 轮，则可自动生成月度的班轮排班计划，减少用户对船舶信息的输入量。 船舶的运输方式有两种：一种是航行按照班次，有固定的航行周期和累计航 次，班次之间没有间隔；另外一种是市场临时租船，在现有船舶无法供应燃煤量 的时候，加入的若干航次。在这里主要介绍如何在月度内排班。班轮的排班算法 流程图如图2 5 所示，表2 3 给出了算法中使用的变量说明。 表2 3 派船计划算法变量说明 t l b 2 3v a r i a b l e st a b l ef o rs h i ps e n d i n gp l a n 变量说明 h c le a v e _ z g _ d a t e a r r i v e _ z g _ d a t e le a v e _ x g _ d a t e a r r i v e _ x g _ d a t e r e a c h _ x g _ d a t e z g _ t i m e s a i lt i m e x gt i m e r e t u r nt i m e 航次 离装港时间 抵装港时间 离卸港时间 抵卸港时间 离卸港时间 装港用时 航行用时 卸港用时 返港用时 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 一1 一 输入船名、船公司、1 电厂、抵装港日期等 图2 5 派船计划流程图 f i g 2 5f l o wd i a g r a mo fs h i ps e n d i n gp l a n 班轮排班算法步骤如下： 输入该船舶的必填信息：船名、计划煤种、计划装量、船公司、卸船港、 和抵卸港时间，其他列项为自动生成项； h e = 1 1 c + 1 ； l e a v e _ z gd a t e = a r r i v e _ _ z g _ d a t e + z g _ t i m e ； a r r i v e _ x g _ d a t e = l e a v e _ z g _ d a t e + s a i l t i m e ： r e a c h _ x g _ d a t e = a r r i v e x g _ d a t e ； 电力燃煤海运运力预测系统设计与实现 l e a v e x g _ d a t e = a r r i v e _ x g _ d a t e + x g _ t i m e ； 生成该月下一个航次 船名不变，航次累计加一，计划煤种、计划装量、船公司、卸船港不变； a r r i v e z g _ d a t e = l e a v e _ x gd a t e + r e t u r n _ t i m e ； 本航次的离装港时间、抵卸港时间、靠卸港时间、离卸港时间的计算方法与 步骤相同； 重复中的算法生成后续航次，直到船舶航次的抵达装船港的同期超过下 个月第十五日。 以上为班轮自动排班算法，生成某月至下个月中旬的所选船舶的班次，对于 非班轮的船舶航次，以上内容均手动输入，且为必填项； 在生成班轮或是非班轮航次的同时，这些航次带来进煤，进煤后库存量的计 算方法如下： 以船舶航次的靠卸港时间为基准，获得该目的计划装煤量或是实际装煤 量，赋值给库存信息中该日的进煤量； 利用库存预测模型，逐步计算出以该航次靠卸港时间为基准的后续几日库 存量； 若后续某日也有班轮或是非班轮在该同停靠有进煤量产生的，该同进煤量 为航次的燃煤装载量； 利用库存预测模型迭代计算库存量，直至所选月份的下一月第十五日。 ( 7 ) 库存动态。库存动态模块根据电厂的实际进煤量、耗煤量和库存量进行 实时更新，对于有铁路到煤量的电厂，可以修改铁路到煤量，并可以查看库存的 状态。实现库存量三种状态提示，即大于绿色警戒线的，库存值显示绿色，小于 红色库存警戒线的，库存值显示红色，介于两者之间的值显示橙色。 ( 8 ) 运价条款。本模块对派船计划里的所有派船的运价、合同签订情况、装 卸情况、滞期速遣费用等船舶航次信息进行管理。这里需要强调本系统中出现的 几个名词：船舶签订租赁合同的的类型，包括长协和市场类型；长协类型是和船 公司签订长期租赁合同的船舶，签订的运价在一定时期内保持不变，因此称为长 协运价；市场类型是为增加运力丽签署的临时船舶租用合同，一般只签一个航次， 第2 章系统需求分析与相关技术介绍 签订的运价称为市场运价；上海航运交易所公布的煤炭运价，本文简称航交所运 价，受煤炭需求、季节因素等影响【5 1 ，用来和公司已签署船舶的运价进行比照。 所谓运力预测，就是将派船计划和库存动态结合起来，实时监控库存状态， 一旦出现红色库存，则应制定派船计划。派船计划需要提前制定，因为船舶从派 出之同起到卸港所耗时问往往在1 0 天以上，如果发现未来的3 天内有红色库存， 此时再安排派船也是无法补救红色库存的。因而，制定派船计划般是针对半个 月之后的库存状态。 2 2 4 运力查询子系统需求分析 运力查询子系统主要是统计与船舶运力相关且具有代表性和汇总性的数据信 息，这些查询统计结果以报表的形式展示给领导，业务人员也可根据这些报表数 据，对月度的电厂燃煤计划以及完成情况有个大致的了解，帮助业务人员积累经 验，降低库存红色告急的风险。 由于子系统中每个模块的业务流程图和数据流程图的逻辑类似，此处只详细 说明航次详情查询模块。航次详情查询模块的业务流程图如图2 6 所示。 图2