КосмоХакатон 2026 · кейс 2 · команда «Рапира Клауд»
План снабжения орбитального топливного узла на 2035–2040 годы
Цифровой контур считает суточный баланс, расходы и нарушения каждого года для любого плана и сценария и выбирает стратегию, которая выдерживает обязательный стресс.
Рекомендация — PLAN_NEW_B
Открыть сервис
kosmokontur.dverkuoff.uk
Задача оператора
Решения на каждый год 2035–2040 и подготовительный 2034; требования проверяются в каждом году отдельно, без усреднения.
Выбирает
- резерв мощности каналов A–E
- заказ и число партий
- начальный запас
- инвестиции и их даты: Earth-New, Lunar-ISRU, ZBO
Обязан
- сервис критического ≥ 99%, общего ≥ 97%
- запас на 1 января ≥ 45 суток спроса
- хранилище не переполнено
- CAPEX ≤ 1 800 к 2037, ≤ 2 800 к 2040
- Emergency ≤ 2 лет подряд
Рискует
- деньгами: закупка, резерв, хранение, CAPEX
- сервисом: дефицит критического и коммерческого спроса
- обязательствами: take-or-pay, необратимые инвестиции, lead time до 12 мес
Как устроен расчёт
Данные и контракты → поставки → баланс → расходы → ограничения → риски и стороны → выбор плана. Детерминированно: тот же вход — тот же результат, у каждого прогона input_hash.
Анализ поверх ядра
Числа кейса — только из данных организатора; ни одного числа в коде (проверено набором с 6-м каналом и 2041 годом). Автоматические тесты с протоколом — tests/PROTOCOL.md.
Три плана
Разные архитектуры снабжения, а не только объёмы. У всех буфер к стрессу копится в 2037 году — до наблюдения шока — и оплачивается в любом сценарии.
Дешёвый
только земные каналы A + B, Emergency — базовый канал 2039–2040
- CAPEX
- 180
- PV, стандартный
- 9 550,1
- PV, стресс + адаптация
- 11 166,5
- Сервис в стрессе + адаптация
- 95,61%
- Нарушений hard в стрессе + адаптация
- 1
- Спрос 2041 без новых решений, т
- 351,2
- Emergency, остаток лет
- 0
Earth-New
новый земной канал Earth-New по опциону, мощность с 2038 года
- CAPEX
- 540
- PV, стандартный
- 9 521,0
- PV, стресс + адаптация
- 10 423,9
- Сервис в стрессе + адаптация
- 100,00%
- Нарушений hard в стрессе + адаптация
- 0
- Спрос 2041 без новых решений, т
- 500,9
- Emergency, остаток лет
- 2
Lunar-ISRU
лунное производство топлива, поставки с 2038 года
- CAPEX
- 1 430
- PV, стандартный
- 9 318,5
- PV, стресс + адаптация
- 10 962,3
- Сервис в стрессе + адаптация
- 100,00%
- Нарушений hard в стрессе + адаптация
- 1
- Спрос 2041 без новых решений, т
- 506,0
- Emergency, остаток лет
- 2
Выбор и его цена
Премия в стандартном сценарии — за то, что PLAN_NEW_B единственный из трёх проходит обязательный стресс без нарушений.
платим в стандартном сценарии
+202,5
млн у.е. PV против Lunar-ISRU (9 521,0 против 9 318,5). Против дешёвого плана PLAN_NEW_B дешевле на 29,1.
экономим при наступлении стресса
−538,4
млн у.е. PV против Lunar-ISRU после адаптации (10 423,9 против 10 962,3); против дешёвого — −742,7. Сервис 100%, дефицит 0,0 т.
Буфер 2037 года — цена страховки в стандартном сценарии
441,7
млн PV, 4,9% расходов
В стрессе с адаптацией буфер окупается
−31,6
млн PV против того же плана без буфера: топливо куплено до роста цены на 25%
Гибкость: спрос 2041 года без новых решений
500,9 т
при спросе 2040 года 390,0 т; Emergency не тронут (2 из 2)
Стресс по шокам
Тот же план как есть и с адаптацией 2038-04-01; решения до 2038 года не меняются. Разложение — один шок, остальные сняты.
| Дешёвый | Earth-New | Lunar-ISRU | |
|---|---|---|---|
| Как есть: сервис · дефицит · нарушений hard | 77,77% · 99,7 т · 1 | 89,22% · 48,3 т · 1 | 81,48% · 126,4 т · 2 |
| С адаптацией: сервис · дефицит · нарушений hard | 95,61% · 19,7 т · 1 | 100,00% · 0,0 т · 0 | 100,00% · 0,0 т · 1 |
| Цена адаптации, PV · предотвращено | 903,6 · 80,0 т | 504,7 · 48,3 т | 1 328,7 · 126,4 т |
| только спрос +15% (S1, S2): Δ PV · дефицит | −83,7 · 99,7 т RESERVE_45D 2040 | −97,6 · 48,3 т RESERVE_45D 2040 | −99,6 · 43,4 т RESERVE_45D 2040 |
| только цена A и B +25% (S3): Δ PV · дефицит | 796,6 · 0,0 т | 495,7 · 0,0 т | 451,9 · 0,0 т |
| только недопоставка ISRU (S4): Δ PV · дефицит | 0,0 · 0,0 т | 0,0 · 0,0 т | −98,5 · 0,0 т RESERVE_45D 2039; RESERVE_45D 2040 |
| только предел потерь 2% (S5): Δ PV · дефицит | 0,0 · 0,0 т | 0,0 · 0,0 т | 0,0 · 0,0 т |
Спрос — единственная физическая причина дефицита у дешёвого плана и Earth-New; цена бьёт только по деньгам; предел потерь 2% нейтрализован ZBO с 2037 года; у Lunar-ISRU шоки взаимодействуют: по отдельности 43,4 т и 0 т дефицита, вместе — 126,4 т.
Узкое окно исполнимости
PLAN_NEW_B исполним в стандартном сценарии при спросе от −0,3% до +0,79% от прогноза. Это свойство задачи: снизу — ёмкость хранилища 120 т, сверху — норматив 45 суток.
доказательство порога
Ручная формула по данным кейса: запас на 01.01.2037 = (14 + 111 + 153) т × (1 − 0,045) − (100 + 140)·m; норматив = 190·m·45/365.
1,00784
вручную
1,00785
бисекция ядра (±0,00005)
Расхождение 0,000011 — внутри точности поиска. Проверяет тест TEST-25.
| План | Снизу | Сверху |
|---|---|---|
| PLAN_CHEAP_B | 0,9914 STORAGE_OVERFLOW 2039 | 1,0079 RESERVE_45D 2037 |
| PLAN_NEW_B | 0,9971 STORAGE_OVERFLOW 2040 | 1,0079 RESERVE_45D 2037 |
| PLAN_ISRU_B | 0,9982 STORAGE_OVERFLOW 2040 | 1,0079 RESERVE_45D 2037 |
| PLAN_CHEAP | 0,9496 STORAGE_OVERFLOW 2040 | 1,0028 RESERVE_45D 2040 |
| PLAN_NEW | 0,9646 STORAGE_OVERFLOW 2040 | 1,0028 RESERVE_45D 2040 |
| PLAN_ISRU | 0,9619 STORAGE_OVERFLOW 2040 | 1,0028 RESERVE_45D 2040 |
Порог по цене земных каналов
Преимущество Earth-New и ISRU держится на дорогих земных запусках. Пересечение приведённых расходов найдено бисекцией в стандартном сценарии.
−2,1%
цена Earth-Core и Earth-Flex (k = 0,9795): ниже — дешёвый план дешевле рекомендованного в стандартном сценарии
−15,6%
k = 0,8439: ниже — дешёвый план дешевле всех трёх
Earth-New и ISRU на 0,5…1,5 местами не меняются. Ниже порога выбор PLAN_NEW_B держится только на устойчивости к стрессу и запасе по 2041 году.
Обрыв 2041 у дешёвого плана
Сколько спроса 2041 года план выдерживает без новых решений: резервы 2040 года, запас на 31.12.2040, Emergency по правилу серии.
Дешёвый план
−38,8 т
к спросу 2040 года: 351,2 т против 390,0 т. Каналы A 190 и B 110 т на пределе, Emergency исчерпан (2 года подряд из 2).
После стресса разрыв −143,0 т. У PLAN_NEW_B запас +110,9 т.
Риски и стороны
Последствие = прогон риска минус стандартный. Мера: заранее резерв, по факту заказ; цена меры — в стандартном сценарии. Весов сторон нет.
| Риск · план | Без меры | Мера в BASE | При риске | После меры |
|---|---|---|---|---|
| R01 NEW_B — Earth-New на 6 мес позже | дефицит 0,0 т · ORDER_EXCEEDS_RESERVATION 2038 · нарушений: 1 | 4,6 | 65,2 | исполним |
| R02 ISRU_B — ISRU на год позже | дефицит 27,2 т · ORDER_EXCEEDS_RESERVATION 2038; SERVICE_CRITICAL 2038; SERVICE_TOTAL 2038; SOURCE_NOT_AVAILABLE 2038; RESERVE_45D 2039–2040 · нарушений: 6 | 13,6 | 644,6 | исполним |
| R04 NEW_B — ожидаемая поставка (D18) | дефицит 0,0 т · RESERVE_45D 2036–2037, 2040 · нарушений: 3 | 4,0 | 281,3 | исполним |
| R05 NEW_B — высокий спрос HIGH | дефицит 187,3 т · RESERVE_45D 2035–2040 · нарушений: 6 | 12,2 | 2 620,9 | STORAGE_OVERFLOW 2039–2040 |
| R06 NEW_B — ZBO позже 01.01.2037 | норматив 01.01.2039 при задержке больше 0,20 мес | 29,4 | B 2039 +49 т | принята: буфер +3 т, допуск 5,00 мес |
R03 — потеря партии Earth-Core в 2039 году: нарушений нет ни в одном плане, мера не нужна (покрывает буфер).
| Стороны при PLAN_NEW_B (B13): случай | Оператор, PV (Δ) | Критич., т | Коммерч.: дефицит · сервис | Поставщики A / B / C / E |
|---|---|---|---|---|
| BASE | 9 521,0 (0,0) | 0,0 | 0,0 т · 100,00% | 6 810 / 1 421 / 2 457 / 0 |
| стресс как есть · RESERVE_45D 2040 · нарушений: 1 | 9 919,1 (398,1) | 0,0 | 48,3 т · 69,98% | 7 399 / 1 450 / 2 457 / 0 |
| стресс с адаптацией | 10 423,9 (902,9) | 0,0 | 0,0 т · 100,00% | 7 399 / 2 059 / 2 457 / 0 |
| R01 EN · с мерой | 9 566,6 (45,6) | 0,0 | 0,0 т · 100,00% | 6 810 / 1 756 / 2 183 / 0 |
| R05 HIGH · без меры · RESERVE_45D 2035–2040 · нарушений: 6 | 9 338,5 (−182,5) | 0,5 | 186,8 т · 44,72% | 6 810 / 1 421 / 2 457 / 0 |
| R05 HIGH · с мерой · STORAGE_OVERFLOW 2039–2040 · нарушений: 2 | 11 959,4 (2 438,4) | 0,0 | 0,0 т · 100,00% | 6 810 / 3 520 / 2 457 / 962 |
Цифровой контур
Правка решения → пересчёт за доли секунды → нарушение с годом, величиной и причиной; стандарт против стресса; план сохраняется и выгружается в CSV и XLSX.
Рабочая ссылка: kosmokontur.dverkuoff.uk · запуск: docker compose up --build
Ограничения и что дальше
Прототип честно показывает, где он заканчивается.
Один агрегированный узел
без траекторий, ракет и термодинамики; годовые решения, суточный баланс
Детерминированный расчёт
надёжность — ожидаемая поставка в риск-сценарии, а не случайная величина; вероятностей в кейсе нет
Оптимизатора нет
планы составлены по явному правилу и проверены; следующий шаг — правило, держащее запас в середине окна исполнимости
Резерв 45 суток — физический
законтрактованный Emergency (R5.7) — только исследование: буфер меньше на 3 т, экономия 27,5 PV, но эквивалентность не доказана
Окно без ZBO — мера принята
без меры задержка ZBO дольше 0,20 мес ломает норматив 01.01.2039 в стрессе, и адаптация его не чинит; +3 т к буферу за 29,4 PV в BASE — допуск 5,00 мес, дальше остаточный риск
Числа — из выгрузок results/ (как в docs/_numbers.md). Визуальный язык — тема Positivus, © 2024 Manul Thanura, MIT. Шрифты Space Grotesk и Onest — SIL OFL 1.1.