Ниже представлены результаты нашего подхода к набору данных LINERLIB.
ЛИНЕРЛИБ
Пакет тестов LINERLIB представляет стандартные примеры решения задач проектирования транспортных сетей. Представлено Brouer et al. (2013) пакет предлагает обширную документацию и состоит из семи экземпляров, сложность которых постепенно увеличивается в зависимости от количества портов, требований и судов. В этой работе основное внимание уделяется базовому случаю, когда в исходные данные не вносятся никакие изменения. Данные были разобраны в формат нашего API . В следующей таблице приведены характеристики каждого экземпляра после анализа.
| Пример | Балтика | ВАФ | Средиземноморье | Тихий океан | Мир маленький | Европа Азия | Всемирный Большой |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| # портов | 12 | 19 | 39 | 45 | 47 | 111 | 197 |
| # Требования # Контейнеры | 22 4 904 | 38 8 541 | 369 7 545 | 722 44 180 | 1 764 138 247 | 4 000 76 944 | 9 630 138 914 |
| # Суда | 6 | 42 | 21 | 100 | 263 | 176 | 501 |
Предположения
Чтобы обеспечить справедливое сравнение с предыдущей работой, параметры были установлены следующим образом:
- Минимальное время пребывания в порту: 24 часа для всех портов.
- Минимальное время перевалки: 48 часов для всех портов.
- Стоимость бункера: 600 долларов США за метрическую тонну.
- Штраф за отказ от требования (или альтернативные издержки): 1000 долларов США за все требования.
Как предложили авторы LINERLIB, мы представляем результаты только с учетом пересмотренного времени прохождения.
Мы сообщаем результаты только по 5 крупнейшим экземплярам, так как для настройки обычно используются Baltic и WAF.
Одним из ключевых преимуществ API является его способность четко определять кандидатов на ветки с точки зрения времени и затрат. Это оставляет пользователю все моделирование затрат, устраняя двусмысленность в определении оптимальности. Однако это преимущество достигается за счет дискретности времени. Если не указано иное, длительность кандидатов ветвей генерируется с 12-часовой дискретностью.
Базовый уровень
Чтобы обеспечить справедливую оценку, наши методы сравниваются с новейшими общедоступными услугами судов от LINERLIB . Важно отметить, что услуги LINERLIB были оптимизированы без учета времени доставки. Учет времени транзита значительно усложняет проблему, требуя совместного планирования всех судовых услуг и потребностей.
Чтобы лучше согласовывать свои услуги с судами LINERLIB, мы включили во входные данные дополнительные кандидаты на этапы с ближайшим округленным часом. Наш подход, однако, не использует эти дополнительные этапы и инициирует процесс заново.
Для учета времени транзита на судах LINERLIB запросы маршрутизировались с использованием оптимизации на основе генерации столбцов, предполагающей максимум три перевалки.
Метрики
При сравнении методов учитываются следующие метрики:
- Метрики, связанные с затратами :
- Прибыль : цель, которую необходимо максимизировать, определяемая как доход за вычетом судовых услуг и затрат на перевалку.
- Доход : сумма дохода от выполненных контейнеров. Доход от контейнера — это его фрахтовая ставка минус затраты на погрузку и разгрузку плюс альтернативные издержки (или штраф за отказ от спроса).
- Затраты на обслуживание судов : Эксплуатационные расходы судов, задействованных во всех услугах, включая расходы на бункеровку, чартер и пребывание в порту.
- Затраты на перевалку : Затраты на обработку, связанные с перевалкой.
- Другие ключевые показатели :
- Количество отгруженных контейнеров
- Количество использованных судов
Для сравнения с существующей работой, где альтернативная стоимость каждого контейнера установлена на уровне 1000 долларов США, формулы преобразования для расчета прибыли, представленные на этой странице:
- из LINERLIB:
total_container_count* 1000 —linerlib_half_yearly_objective* 7/180. - от Козы:
total_container_count* 1000 —koza_objective.
Полученные результаты
В следующей таблице представлено сравнение нашего подхода с базовым уровнем. Файлы решения для нашего подхода и базового варианта доступны для скачивания на github .
| Средиземноморье | Тихий океан | Мир маленький | Европа Азия | Всемирный Большой | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| # Контейнеры # Суда | 7 545 21 | 44 180 100 | 138 247 263 | 76 944 176 | 138 914 501 | |
| Наш подход | Прибыль (цель) Доход от контейнеров Стоимость обслуживания судна Стоимость перевалки # Отправленных контейнеров # Суда б/у | 5,23 млн $ 7,47 млн $ 2,05 млн $ 0,20 млн $ 5 391 16 | 43,21 млн $ 66,88 млн $ 22,68 млн $ 0,98 млн $ 39 621 96 | 173,11 млн $ 266,78 млн $ 86,89 млн $ 6,78 млн $ 106 861 236 | 88,50 млн $ 140,56 млн $ 47,86 млн $ 4,20 млн $ 55 493 146 | 119,38 млн $ 209,07 млн $ 81,76 млн $ 7,93 млн $ 78 983 311 |
| Базовый уровень | Прибыль (цель) Доход от контейнеров Стоимость обслуживания судна Стоимость перевалки # Отправленных контейнеров # Суда б/у | 2,63 млн $ 5,83 млн $ 3,07 млн $ 0,14 млн $ 4 097 21 | 22,52 млн $ 47,81 млн $ 24,78 млн $ 0,51 млн $ 29 343 99 | 70,78 млн $ 173,84 млн $ 98,90 млн $ 4,17 млн $ 76 829 259 | 40,63 млн $ 115,04 млн $ 70,77 млн $ 3,64 млн $ 46 434 172 | |
| Дельта / базовый уровень | Прибыль (цель) Доход от контейнеров Стоимость обслуживания судна Стоимость перевалки # Отправленных контейнеров # Суда б/у | 99% 28% -33% 47% 32% -24% | 92% 40% -8% 93% 35% -3% | 145% 53% -12% 63% 39% -9% | 118% 22% -32% 16% 20% -15% |
Учет времени доставки при оптимизации значительно увеличивает потенциальную прибыль транспортной сети. Во всех случаях увеличение прибыли составляет почти 100%. Большая часть увеличения прибыли происходит за счет дополнительных доходов по мере отгрузки большего количества контейнеров. Однако этого можно достичь и за счет снижения затрат на обслуживание судов за счет внедрения только прибыльных сервисов. Это потенциально может обеспечить дополнительный доход от фрахтования этих судов.
В следующей таблице сравниваются цифры прибыли, предоставленные Koza et al. (2020) . Мы хотели бы подчеркнуть, что из-за отсутствия общедоступных данных это сравнение не проводится подробно, и мы не полностью уверены, что в обоих исследованиях были сделаны одни и те же предположения.
| Средиземноморье | Тихий океан | Мир маленький | Европа Азия | Всемирный Большой | |
|---|---|---|---|---|---|
| Наш подход | 5,23 млн $ | 43,21 млн $ | 173,11 млн $ | 88,50 млн $ | 119,38 млн $ |
| Коза и др. (2020) | 4,80 млн $ | 41,40 млн $ | 170,85 млн $ | 79,89 млн $ | |
| Дельта / Коза и др. (2020) | 9% | 4% | 1% | 11% |
Сравнение в случае отсутствия времени прохождения
Мы сравнили наш подход с услугами судов LINERLIB в упрощенном сценарии без учета времени транзита. Стоит отметить, что даже по конкретным критериям, для оптимизации которых были разработаны услуги LINERLIB, наш подход демонстрирует превосходные результаты с точки зрения прибыльности, как указано в итоговой таблице. Файлы решения для нашего подхода и базового варианта доступны для скачивания на github .
| Средиземноморье | Тихий океан | Мир маленький | Европа Азия | ||
|---|---|---|---|---|---|
| # Контейнеры # Суда | 7 545 21 | 44 180 100 | 138 247 263 | 76 944 176 | |
| Наш подход | Прибыль (цель) Доход от контейнеров Стоимость обслуживания судна Стоимость перевалки # Отправленных контейнеров # Суда б/у | 6,49 млн $ 9,46 млн $ 2,67 млн $ 0,30 млн $ 7 003 19 | 48,56 млн $ 68,55 млн $ 19,09 млн $ 0,90 млн $ 41 089 99 | 204,11 млн $ 293,52 млн $ 82,48 млн $ 6,93 млн $ 116 474 263 | 109,84 млн долларов 169,94 млн $ 54,62 млн $ 5,48 млн $ 67 134 173 |
| Базовый уровень | Прибыль (цель) Доход от контейнеров Стоимость обслуживания судна Стоимость перевалки # Отправленных контейнеров # Суда б/у | 6,21 млн $ 9,57 млн $ 3,07 млн $ 0,29 млн $ 7 075 21 | 47,24 млн $ 72,87 млн $ 24,78 млн $ 0,85 млн $ 43 459 99 | 195,48 млн $ 302,26 млн $ 98,90 млн $ 7,88 млн $ 123 056 259 | 107,30 млн $ 183,57 млн $ 70,77 млн $ 5,50 млн $ 73 614 172 |
| Дельта / базовый уровень | Прибыль (цель) Доход от контейнеров Стоимость обслуживания судна Стоимость перевалки # Отправленных контейнеров # Суда б/у | 5% -1% -13% 4% -1% -10% | 3% -6% -23% 6% -5% 0% | 4% -3% -17% -12% -5% 2% | 2% -7% -23% 0% -9% 1% |