• No results found

5. Description of the simulation tool

5.1 Input and output files

5.1.1 Input files description

Discrete event simulation tool for evaluation of supply vessel schedules’ robustness and their  a  posteriori  improvements  is  described  in  this  chapter.  The  chapter  consists  of  sections  dedicated to description of input and output files, routing and weather modelling algorithms,  interface,  robustness  parameters  and  the  way  they  get  estimated  and  finally  multicriteria  ranking algorithms.  

 

5.1 Input and output files  

In this section input and output files for the simulation tool are addressed. 

 

5.1.1 Input files description

Input parameters

Firstly, let us  address  input  data and its formats. Several  important  files are used for setting  parameters  of  simulation.  These  files  are:    Vessels.csv,  input.csv,  installations_data.csv,  WeatherData\\WeatherData.dat,  WeatherData\\common.dat,  WeatherData\\models.dat,   WeatherData\\modelled_weather.dat. Their detailed description is presented below.  

 

Vessels.csv, which contains such parameters of vessels as designed speed, maximal and  minimal  speeds  (in  knots),  deadweight  (in  tons),  all  sorts  of  fuel  consumptions  and  the  corresponding to them costs. 

 

  Table 9. Input file format for Vessels.csv 

 

 Input.csv,  which  contains  information  about  schedules  of  vessels  including  such  parameters as expected arrival, discharge and departure times, and vessels that participate in 

# 2

#Vessel Id Dead WeightCapacity Speed MinSpeedMaxSpeedFCCosts(kr/tonn)FCSailing(tonn/h)FCBase(tonn/h)FCInstallation(tonn/h)Start

TBN1 0 4847 1000 12 6 20 5000 0.43 0.08 0.26 16

TBN3 1 4847 1000 12 6 20 5000 0.43 0.08 0.26 16

TBN3 2 4847 1000 12 6 20 5000 0.43 0.08 0.26 16

  Table 10. Input file format for Input.csv 

   

Installations_data.csv,  which  contains  geographical  coordinates  of  the  installations,  their  IDs  and  service  durations  in  conditions  of  perfect  weather,  their  working  hours  and  cranes available. 

 

Table 11. Input file format for Installations_data.csv  

# N

1 19 19

Inst: Arr: Disch: Depart: Vessel: VesselID:

FBS 1.137107 1.333327 1.666667 TBN1 0

OFP 1.137107 1.333327 1.666667 TBN1 0

WEP 2.10108 2.10107 2.23858 TBN1 0

SLE 2.23927 2.29167 2.49583 TBN1 0

DRA 2.56755 2.56755 2.6613 TBN1 0

OFP 3.13711 3.33333 3.66667 TBN1 0

FBS 3.13711 3.33333 3.66667 TBN1 0

OFP 3.13711 3.33333 3.66667 TBN1 0

WEP 4.10108 4.10107 4.23858 TBN1 0

SLE 4.23928 4.29167 4.49583 TBN1 0

VOL 4.51325 4.51325 4.65909 TBN1 0

OFP 5.17427 5.33333 5.66667 TBN1 0

FBS 5.17427 5.33333 5.66667 TBN1 0

OFP 5.17427 5.33333 5.66667 TBN1 0

WEP 6.10108 6.10108 6.23858 TBN1 0

SLE 6.23928 6.29167 6.49583 TBN1 0

GLI 6.57026 6.57026 6.73693 TBN1 0

OFP 7.26368 7.33333 8.66667 TBN1 0

FBS 7.26368 7.33333 8.66667 TBN1 0

# Size

12 7

Node Id LatDeg LonDeg LayTime Open Close Cranes

FBS 0 59 5.66025 8 8 16 3

DRA 1 58.18833 2.475 2.25 7 19 1

GDR 2 58.83147 1.724972 2.9 0 24 1

GLI 3 58.7 1.666667 4 7 19 1

GRA 4 59.16433 2.485167 3 0 24 1

HDA 5 59.57333 2.228333 4.5 7 19 1

OFP 6 59.05108 5.244122 0 0 24 0

OVA 7 58.569 1.702861 2.9 0 24 1

SLE 8 58.36667 1.911667 4.9 7 19 1

TRL 9 58.63014 1.737639 2.9 0 24 1

VOL 10 58.45 1.9 3.5 0 24 1

WEP 11 58.36944 1.911111 3.3 0 24 1

sim_params.csv, which contains parameters of weather simulation for the whole time  horizon to be addressed. In this file cell (2,1) sets ID of the number of 3-hour observation, at  which  the  simulation  begins  (e.g.  simulation  begins  at  12th  hour  of  the  year,  then  value  for  (2,1) should be 4),  cell (2,1) sets the corresponding value for the end of the simulation, cell  (2,3)  sets  the  number  of  ARIMA-based  weather  parameters  to  be  considered,  cell  (2,4)  sets  numbers  of  clusters  for  these  parameters  delimited  with  “;”  sign,  cell  (2,5)  sets  historical  horizon of the data to be considered, which should be greater or equal to the maximal order of  AR  or  MA  components  of  weather  parameters.  Cell  (2,6)  contains  total  number  of  replications to be carried out (note that this is an approximate number and it can be adjusted  so  that  each  sub  period  has  the  same  amount  of  replications  to  be  run,  in  case  the  number  input  already  satisfies  this  conditions,  it  is  exact).  Cell  (2,  7)  contains  the  value  to  describe  cluster  crossing  algorithm  (see  in  the  corresponding  chapter  below)  and  finally  cell  (2,  8)  contains t for such an algorithm, cell (2, 9) contains an id of an a posteriori improvement  type. 

 

  Table 12. Input file format for sim_params.csv

 

weatherData\\common.dat, which  contains  parameters  of  weather  simulation  for  a  current replication. In this file cell (2,1) sets ID of the number of 3-hour observation, at which  the  simulation  begins  (e.g.  simulation  begins  at  12th  hour  of  the  year,  then  value  for  (2,1)  should be 4),  cell (2,1) sets the corresponding value for the end of the simulation, cell (2,3)  sets  the  number  of  ARIMA-based  weather  parameters  to  be  considered,  cell  (2,4)  sets  numbers  of  clusters  for  these  parameters  delimited  with  “;”  sign,  cell  (2,5)  sets  historical  horizon of the data to be considered, which should be greater or equal to the maximal order of  AR or MA components of weather parameters. 

 

  Table 13. Input file format for common.dat

 

weatherData\\models.dat contains weather ARIMA models. This file is less intuitively  clear,  thence  a  more  detailed  description  of  it  will  be  provided.  So,  weather  parameters 

#Start_Hour Finish_Hour Weather_Parameters_Count Clusters Horizon ReplicationsNumClusterCrossing Dt Impov.

2209 6576 3 3;2;2 15 100 1 0.1 0

Start_Hour Finish_Hour Weather_Parameters_Count Clusters Horizon

2192 2331 3 3;2;2 15

corresponding to i-th row weather parameter, cell (i,2) sets the cluster, where this parameter is  relevant,  cell(i,3)  sets  the  ID  for  the  beginning  of  time  interval,  during  which  the  corresponding  parameter  is  relevant,  cell(i,4)  sets  the  end  of  the  corresponding  period,  cell  (i,5)  sets  type  of  data  transformation,  so  that  “2”  corresponds  to  the  first  difference  of  the  natural  logarithm  of  real  data,  “0”  corresponds  to  the  first  difference  of  real  data  and  “1” 

corresponds  to  the  second  difference  of  real  data,  cell  (i,  6)  sets  coefficients  of  AR  components delimited with “;” sign, whilst their number sets the order of auto regression, cell  (i,7) sets coefficients of MA component of the model identically to the way AR components  are set, cell(i,8) sets mathematical expectation and standard deviation of the residuals of the  corresponding model delimited with “;” sign, and finally cell (i,9) sets value of the intercept  of the corresponding model. 

 

Table 14. Input file format for models.dat

weatherData\\WeatherData.dat, which  contains  input  data  of  the  statistical  observations  of  weather  parameters  preceding  the  simulation  in  order  to  have  basis  of  both  autoregressive and moving average data so as to begin the simulation.  

 

Table 15. Input file format for WeatherData.dat 

5 400 3 3;2;2 36 1000

#Weather_Parameter_TypeCluster_IDRel_Start_HourRel_Fin_HourTransf_TypeAR MA RES Intercept 0 0 0 471 2 0.737338;0.756223;-0.786544;0.1951280.546952;-0.962132;-0.5106560.000306;0.008946 0

0 0 472 982 2 0.348709;0.920283;-0.4274400.842745;-0.810342;-0.835468;-0.177236-0.00018;0.008134-0.00114

0 0 983 1998 2 0.765681;0.660037;-0.821898;0.236761;0;0;0;0;0;0;-0.0447330.071897;0.043962;0.0589460.00000488;0.0090460 0 0 1999 2927 2 0.737338;0.756223;-0.786544;0.1951280.546952;-0.962132;-0.5106560.000306;0.008946 0

0 1 983 1998 2 0.244788;0.125906;0.102729;0.676481;-0.5330690.824285;0.201968;-0.200210;-0.985554;-0.4264830.00000704;0.0093190

0 1 1999 2927 2 1.159743;-0.665595;0.145396;0;-0.099534;0;0;0.061534;-0.234008;0.1448970;0;0;0;0;0;0;0;0;0;-0.111762;0;-0.121588;-0.068267;0;0;0;0;-0.092215;0;0;0;0;0;0;0;-0.063096;0;-0.0878780.000695;0.009923 0 0 1 0 477 2 1.159743;-0.665595;0.145396;0;-0.099534;0;0;0.061534;-0.234008;0.1448970;0;0;0;0;0;0;0;0;0;-0.111762;0;-0.121588;-0.068267;0;0;0;0;-0.092215;0;0;0;0;0;0;0;-0.063096;0;-0.0878780.000695;0.009923 0 0 1 478 982 2 0.705389;0.721023;-0.742142;0.2340120.352350;-0.993921;-0.351979-0.000184;0.008280-0.00114

0 2 983 1998 2 0.449812;0;-0.196421;0;-0.049929;-0.205934;0.091838;0.793789;-0.4981710.268838;0;0.132680;0;0;0.124970;0;-0.857644;-0.1448010.000184;0.014820 0 0 2 1999 2495 2 1.943454;-1.302253;0.325664-0.979026;00.000795;0.014003 0

0 2 2496 2927 2 0.863824;0.238018;-0.2218950;-0.670524;-0.274085-0.000163;0.0137760 0 2 0 471 2 0.863824;0.238018;-0.2218950;-0.670524;-0.274085-0.000163;0.0137760

0 2 472 982 2 0.422062;0;-0.134349;-0.1196910.394490;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0.095817;0.150722-0.000578;0.0139890

1 0 0 2927 0 0.069804 -0.9986 -0.000302;0.0955790

1 1 0 2927 0 0.04916 -0.99539 -0.0000646;0.0271440

2 0 0 2927 0 0 -0.99851 -0.000252;0.0969810

2 1 0 2927 0 0.076195 -0.9984 0.000432;0.026770 0

Hour WheightCluster1WH_RES_1WheightCluster2WH_RES_2WheightCluster3WH_RES_3x_1 WDX_RES_1x_2 WDX_RES_2y_1 WDY_RES_1y_2 WDY_RES_2

0 3.227041 0 3.330134 0 2.419643 0 -0.10491 0 0.008881 0 0.061193 0 0.033882 0

3 3.321173 0 3.429464 0 2.489286 0 0.111613 0 -0.02115 0 -0.08741 0 0.027127 0

6 3.447194 0 3.490179 0 2.601786 0 -0.08107 0 0.061545 0 0.25084 0 -0.05096 0

9 3.492857 0 3.495759 0 2.621429 0 -0.01208 0 0.064934 0 -0.00948 0 -0.00063 0

12 3.444643 0 3.451786 0 2.633929 0 -0.01452 0 -0.01051 0 -0.03044 0 0.036716 0

15 3.365306 0 3.392634 0 2.591071 0 0.041869 0 0.053415 0 -0.02441 0 -0.0356 0

18 3.351786 0 3.385938 0 2.528571 0 -0.02695 0 -0.00701 0 0.111961 0 0.01404 0

21 3.295918 0 3.367857 0 2.458929 0 -0.13282 0 0.011631 0 0.043378 0 0.009097 0

weatherData\\Modeled_Weather.dat, which contains simulated weather for a current  replication basing on the given set of models based in turn on a given set of input data with  respect to the algorithm, presented in the especially dedicated to it section below. 

 

  Table 16. Input file format for Modeled_Weather.dat

 

These  data  files  are  imported  into  the  model  (into  corresponding  variables  or  expressions)  before  each  run  of  the  simulation  by  means  of  VBA  code. 

Vessels.csv,  input.csv,  installations_data.csv,  WeatherData\\WeatherData.dat,  WeatherData\\common.dat  are  imported  at  the  beginning  of  the  simulation,  whereas  WeatherData\\modelled_weather.dat is  generated  and then imported before  the beginning of  each  replication.    A  sample  of  code  for  importing  vessels.csv  is  presented  in  listing  A-2  below. 

5.1.2 Output files description