CC BY
52
«ТРАНСПОРТНІ СИСТЕМИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ПЕРЕВЕЗЕНЬ»
Збірник наукових праць ДНУЗТ ім. акад. В. Лазаряна. Вип. 7. 2014 р.
УДК 656.212
О. О. МАЗУРЕНКО, А. В. КУДРЯШОВ (Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна)
ЕФЕКТИВНІСТЬ ФОРМУВАННЯ ДВОГРУПНИХ ПОЇЗДІВ В ОПЕРАТИВНИХ УМОВАХ ОРГАНІЗАЦІЇ ВАГОНОПОТОКІВ
Наявність значної конкуренції зі сторони автомобільного транспорту та необхідність залучення більшої кількості клієнтів спонукають керівництво залізничного транспорту шукати заходи щодо зниження затрат на перевезення вантажів та підвищення якості роботи. В першу чергу повинні розглядатися такі заходи, які не потребують додаткових капітальних витрат на їх впровадження. Удосконалення системи організації вагоно-потоків є перспективним напрямком підвищення ефективності роботи залізничного транспорту в сучасних умовах функціонування. Одним з найбільш ефективних методів удосконалення є застосування оперативного управління організацією вагонопотоків при використанні формування двогрупних поїздів.
Для більш повного урахування оперативної ситуації запропоновано термін «оперативність» застосовувати в момент, коли виникає можливість формування двогрупного поїзда з урахуванням прогнозу надходження вагонів на дані попутні призначення плану формування поїздів за визначений проміжок часу. Розглянуто вплив формування двогрупних поїздів на базі одногрупних призначень плану формування в оперативних умовах на основні показники експлуатаційної роботи технічних станцій залізничного напрямку. Визначені витрати на організацію вагонопотоків в оперативних умовах для різних підходів до оперативного призначення двогрупних поїздів. Показано ефективність такого підходу до управління організацією вагонопотоків з урахуванням основних впливаючих факторів. Результати досліджень показали, що до питання управління процесом поїздоутворення в оперативних умовах необхідний комплексний підхід, що передбачає визначення ефективності формування кожного окремого двогрупного поїзда з урахуванням витрат всього залізничного напрямку, а не тільки головної технічної станції. Крім цього, в роботі доведено, що технологія обслуговування двогрупного поїзда на попутній технічній станції в значній мірі впливає на витрати по організації вагонопотоків у поїзди. При цьому доведено, що в оперативному управлінні необхідно враховувати вплив таких основних факторів як потужність вагонопотоків та наявність необхідності зміни поїзних локомотивів.
Подальше удосконалення системи організації вагонопотоків можливе за рахунок розгляду комбінації більшої кількості попутних призначень плану формування, пошуку та урахування більшої кількості впливаючих факторів, урахування економії витрат за рахунок скорочення обігу вагона. Також необхідно передбачити можливість впровадження даних рішень в автоматизовані робочі місця відповідного оперативного персоналу на різних рівнях управління поїздоутворенням та використання існуючих на залізниці баз даних.
Ключові слова: двогрупний поїзд, вагнопоток, ефективність, план формування, залізничний напрямок, показники роботи.
Наличие значительной конкуренции со стороны автомобильного транспорта и необходимость привлечения большего количества клиентов вынуждают руководство железнодорожного транспорта искать мероприятия для снижения затрат на перевозку грузов и улучшения качества работы. В первую очередь должны рассматриваться такие мероприятия, которые не требуют дополнительных капитальных затрат на их внедрение. Усовершенствование системы организации вагонопотоков является перспективным направлением повышения эффективности работы железнодорожного транспорта в современных условиях функционирования. Одним из наиболее эффективных методов усовершенствования есть применение оперативного управления организацией вагонопотоков при использовании формирования двугруппных поездов.
Для более полного учета оперативной ситуации предложено понятие «оперативность» применять в момент, когда возникает возможность формирования двугруппного поезда с учетом прогноза поступления вагонов на данные попутные назначения плана формирования поездов за определенный период времени. Рассмотрено влияние формирования двугруппных поездов на базе одногруппных назначений плана формирования в оперативных условиях на основные показатели эксплуатационной работы технических станций железнодорожного направления. Определены затраты на организацию вагонопотоков в оперативных условиях для различных подходов к оперативному назначению двугруппных поездов. Показано эффективность такого подхода к управлению организацией вагонопотоков с учетом основных влияющих факторов. Результаты исследований показали, что к вопросу управления процессом поездообразования в оперативных условиях необходим комплексный подход, что предусматривает определение эффективности формирования каждого отдельного двугруппного поезда с учетом расходов всего железнодорожного направления, а не только головной технической станции. Кроме того, в работе доказано, что технология обработки двугруппного поезда на попутной технической станции в значительной мере влияет на расходы по организации вагонопотоков в
© Мазуренко О. О., Кудряшов А. В. 2014
50
поезда. При этом доказано, что в оперативном управлении необходимо учитывать влияние таких основных факторов как мощность вагонопотоков и наличие необходимости смены поездных локомотивов.
Дальнейшее усовершенствование системы организации вагонопотоков возможно за счет рассмотрения комбинации большего числа попутных назначений плана формирования, поиска и учета большего числа влияющих факторов, учета экономии средств за счет сокращения оборота вагона. Также необходимо предусмотреть возможность внедрения данных решений в автоматизированные рабочие места соответствующего оперативного персонала на различных уровнях управления поездообразованием и использования существующих на железной дороге баз данных.
Ключевые слова: двугруппный поезд, вагонопоток, эффективность, план формирования, железнодорожное направление, показатели работы.
The presence of substantial of competition from automobile transport and the need to attract more clients are makes us look the leadership of railway transport measures for reducing down freight costs and improve the quality of work. In the first place should be considered such measures that do not require additional capital expenses for their implementation. Improvement of the system organizations of wagonflows is a perspective direction to improve the efficiency of railway transport in the modern conditions of operation. One of the most effective methods of improvement is the application of operative management of the organization of wagonflows using the making two-unit trains.
For a more complete account of the operative situation prompted the notion of "efficiency" is applied at the moment when there is the possibility of formation of two-unit trains taking into account the forecast of receipts these wagons passing the plan of trains formation appointments from the certain period of time. Consider the influence the operational formation two-unit trains on the basis of single-group destinations the formation plan on the main indicators of the expluatation work of the station of the railway direction. Determined by the costs of organizing wagonflows in the operating conditions for a variety of approaches to operational destination two-unit trains. Displaying the effectiveness of this approach to the management of the organization wagonflows taking into account main influencing factors. Studies have shown that the issue of management of process of formation of trains in operative environment requires an integrated approach that involves determining the efficiency of formation of each separate two-unit train taking into account all expenses railway direction, not just the parent the technical station. Moreover, is proved that the processing technology two-unit trains passing on technical station greatly affects the costs of organizing wagonflows in the train. At the same time it is proved that in the operational management should take into account the impact of such basic factors as the power wagonflows and presence the need to change locomotive train.
Further improvement of the system organizations wagonflows is possible by consideration the combination of a larger number of passing appointments plan formation, search and given the large number influencing factors, taking into account economy of means, by reducing the turnover of the wagons. Also, it shall be possible introduction of these solutions in the respective the automated workplaces operating personnel at various levels of management formation trains and use of existing on the railway database.
Keywords: two-unit train, wagonflow, efficiency, formation plan, railway direction, indicators of work.
Вводна частина
Функціонування залізничного транспорту в умовах ринкової економіки змушує шукати резерви для зниження витрат на перевезення вантажів. Впровадження інноваційних технологій з метою підвищення конкурентоспроможності залізниць України є одним з основних завдань Державної Програми реформування залізничного транспорту [1]. В першу чергу увага повинна приділятися таким заходам, які не вимагають значних капіталовкладень або тимчасового обмеження функціонування об'єктів інфраструктури. Крім цього, залізниці України повинні безумовно виконувати свої гарантійні зобов'язання щодо термінів доставки вантажів клієнтам [2].
Значну роль в організації перевізного процесу займає організація вагонопотоків і технологія обслуговування поїздів. Одним з основ-
них показників якості експлуатаційної роботи технічних станцій є тривалість знаходження транзитного вагона з переробкою. Кожна технічна станція має відповідний плановий показник, який закладений і в розрахунок часу доставки вантажу. При цьому близько 70 % тривалості знаходження транзитного вагона з переробкою на технічній станції випадає на простій під накопиченням в сортувальному парку. Так як надходження вагонів на станцію характеризується значною нерівномірністю, то саме цей час не виконується (перевищення планових показників становить від 0,5 години до 4,5 годин), що в свою чергу призводить до необґрунтова-ного збільшення витрат на організацію вагоно-потоків у поїзди. Виходячи з вищенаведеного виникає необхідність розробки заходів щодо удосконалення системи організації вагонопото-ків.
51
Одним з можливих резервів для зниження витрат залізниць є оперативне формування дво-групних поїздів на базі попутних призначень плану формування поїздів (ПФП) [3-5]. При цьому необхідно визначити умови використання оперативного формування двогрупних поїздів і вплив окремих факторів на їх ефективність.
В роботах [6, 7] запропонована методика і наведені результати розрахунків по оперативному призначенню групових поїздів замість одногрупних без скасування чинного ПФП. Результати досліджень показали, що такий підхід дозволяє істотно скоротити простої вагонів під накопиченням. В роботі [8] удосконалення технології коригування ПФП пропонується за рахунок узгодженої організації групових поїздів оперативного призначення. Але в даних роботах відсутня методика оцінювання прийнятих рішень щодо коригування ПФП і результати впливу даних заходів на техніко-економічні показники роботи станцій та залізничних напрямків.
В останні роки все більше вчених вважає, що оцінювати прийняті рішення необхідно в грошовому еквіваленті. Так в роботі [9] рекомендується оцінювати варіанти ПФП спочатку за експлуатаційними показниками, а потім ви-
значати найбільш економний варіант за сумарними витратами на організацію і просування вагонопотоків. В роботі [10] для вибору раціональної організації вагонопотоків пропонується, разом з іншими критеріями, використовувати вартісну оцінку конкурентних варіантів.
Ухвалення рішення про оперативне формуванні двогрупного поїзда з вагонів попутних призначень повинно ґрунтуватися на наявності економії витрат у порівнянні з формуванням окремих одногрупних поїздів даних призначень. Така методика вже розроблена і наведена в роботі [11].
Основна частина
Виконання досліджень з ефективності застосування оперативного формування двогруп-них поїздів на реальних об'єктах залізничного транспорту неможливо, так як це порушить процес їх нормального функціонування. Тому для виконання даних досліджень була використана модель роботи залізничного напрямку, структура і принцип функціонування якої детально описаний в роботі [12]. Схема залізничного напрямку, що застосовувалася в дослідженнях, приведена на рис. 1.
A
B
C
Вагонопотоки
^ Nab У У Nbc ^
У N AC /
Поїздопотоки: варі; KAB1 -V інт 1 t KBC1 ^
. KAC1 ^
KaB2
Kbci
Рис. 1 Схема залізничного напрямку і варіанти організації вагонопотоків у поїзди: Nab, Nbc, Nac - розміри вагонопотоків; KAB1, KAC1, KBC1 - кількість одногрупих поїздів;
KaB2 - кількість двогрупних поїздів.
Відповідно до інструкції з організації ваго-нопотоків [13] на даному напрямку формування поїздів можливо за двома варіантами, при цьому вибір раціонального варіанту здійснюється за наведеною в інструкції методикою. Обраний варіант використовується при складанні ПФП для станцій А і В. Також дана інструкція передбачає можливість його оперативного корегування. Але при цьому коригування передбачає застосування наказів, які діють певний пе-
ріод. Це не в повній мірі враховує нерівномірність надходження вагонів на станції.
Для більш повного врахування оперативної ситуації поняття «оперативність» необхідно застосовувати в кожен момент, коли виникає можливість формування двогрупного поїзда на базі двох попутних одногрупних призначень ПФП з урахуванням прогнозу надходження вагонів на дані призначення на певний період. При цьому кожен раз необхідно порівнювати
52
витрати на формування двох одногрупних поїздів з формуванням окремого двогрупного поїзда. Даний підхід використаний в імітаційної моделі [12].
У якості результатів в моделі фіксувалися наступні показники роботи станцій А і В:
- кількість поїздів за категоріями (одног-рупні, двогрупні);
- тривалість знаходження вагонів розглянутих попутних призначень;
- обсяг маневрової роботи;
- тривалість простою поїзних локомотивів;
- сумарні витрати, пов'язані з організацією вагонопотоків, для всього залізничного напрямку.
У першому досліді були визначені експлуатаційні показники роботи при формуванні поїздів відповідно до ПФП, тобто формуванні тільки одногрупних поїздів, для різних потужностей вагонопотоків. На попутній технічній станції враховувалася необхідність зміни поїзного локомотива. Результати досліджень наведені в табл. 1.
Таблиця 1
Експлуатаційні показники роботи станцій напрямку при формуванні тільки одногрупних поїздів
Техніко-експлуатаційні показники КАВ - КАС - Квс, ваг
100-100-100 200-200-200 300-300-300
без зміни зі зміною без зміни зі зміною без зміни зі зміною
КАВ 726 726 1 453 1 453 2 162 2 162
Кількість сформованих КАС 740 740 1 460 1 460 2 131 2 131
поїздів, шт КАВС 0 0 0 0 0 0
КВС 730 730 1 428 1 428 2 151 2 151
Тривалість надходження X М^А 559,14 559,14 691,75 691,75 816,05 816,05
вагонів, тис. ваг-год X МСТ.В 367,65 367,65 521,48 521,48 671,11 671,11
Тривалість роботи маневрового локомотива, тис. лок-год -^^манА 0,81 0,81 1,6 1,6 2,36 2,36
-^^манВ 0,73 0,73 1,44 1,44 2,16 2,16
Тривалість простою поїзного локомотива, тис. лок-год МПлА 0,44 0,44 0,87 0,87 1,29 1,29
плВ 3,25 0,18 6,47 0,36 9,58 0,54
Витрати E, тис. у.о. У другому досліді бул таційні показники робот оперативного формуванн При виконанні обміну гр ному поїзді на попутній ховувалася класична тех річні и визначен и при ви я двогрупн уп вагонів технічній с нологія, то 509,656 і експлуа-користанні их поїздів в двогруп-танції вра-бто обмін 452,500 відбува парку. врахову обслуго зного л ведені в 724,349 ється на ко Крім того валася рол вуванні по окомотива табл. 2. 610,678 ліях прий при вико ь попутно їздів (нео ). Результ 930,730 мально-від нанні дос ї станції в бхідність з ати дослід 762,549 правного лідження тяговому міни пої-жень на-
Таблиця 2
Експлуатаційні показники роботи станцій напрямку при оперативному формуванні двогрупних поїздів і застосуванні приймально-відправного парку для виконання обміну груп вагонів
Техніко-експлуатаційні показники Кав - Кас - Квс, ваг
100-100-100 200-200-200 300-300-300
без зміни зі зміною без зміни зі зміною без зміни зі зміною
1 2 3 4 5 6 7
Кількість сформованих поїздів, шт Кав 402 257 1 334 1 220 2 130 2 075
Кас 451 272 1 378 1 224 2 112 2 040
КАВС 613 937 200 468 50 177
КВС 727 724 1 369 1 400 2 120 2 066
Тривалість надходження вагонів, тис. ваг-год X ^ст.А 421,98 385,07 648,45 606,96 807,71 783,23
X ^ст.В 421,41 438,14 527,19 548,49 669,86 670,64
53
Продовження табл. 2
1 2 3 4 5 6 7
Тривалість роботи маневрового локомотива, тис. лок-год -М^манА 0,93 0,99 1,64 1,7 2,37 2,4
-М^манВ 1,32 1,63 1,6 1,89 2,19 2,29
Тривалість простою поїзного локомотива, тис. лок-год плА 0,44 0,44 0,87 0,87 1,29 1,29
МплВ 4,18 0,18 6,63 0,35 9,6 0,52
Витрати E, тис. у.о. річні 495,793 416,091 712,066 589,585 927,094 748,564
Порівняння результатів моделювання показує, що застосування оперативного формування двогрупних поїздів значно знижує тривалість знаходження вагонів на головний технічній станції А при незначному збільшенні тривалості перебування їх на попутній технічній станції В. При цьому на попутній станції відбувається збільшення обсягів маневрової роботи. Але, тим не менш, застосування формування двог-рупних поїздів забезпечує економію витрат на організацію вагонопотоків від 3,636 тис. у.о. в рік для потужних вагонопотоків (N = 300 ваг/добу, без зміни локомотиву) до 36,409 тис. у.о. в рік для слабших вагонопотоків (N = 100 ваг/добу, зі зміною локомотиву).
При виконанні обміну груп вагонів на попутній технічній станції необхідно, щоб в момент прибуття двогрупного поїзда причіплювана група була сформована і виставлена в приймально-відправний парк. Але, досить часто, у зв'язку з впливом різних факторів група, яку необхідно причіплювати, не готова. В такому випадку оперативному персоналу станції доводиться приймати одне з можливих оперативних
рішень:
1) двогрупний поїзд очікує готовності групи, яку необхідно причіплювати, на коліях приймально-відправного парку. В такому випадку значно збільшується простій вагонів на станції;
2) двогрупний поїзд розглядається як поїзд, що прибув у розформування, і з ним виконуються відповідні технологічні операції.
Для більшої оперативності необхідно приймати те чи інше рішення з урахуванням оперативної ситуації, що склалася на станції, та урахуванням підходу поїздів, тобто застосовувати «адаптивну» технологію. Вибір найбільш відповідного рішення повинен здійснюватися з точки зору економії витрат на виконання операцій з обміну груп вагонів.
У третьому досліді був використаний даний підхід до визначення раціональної технології обміну груп вагонів в оперативному режимі. У табл. 3 наведені експлуатаційні показники роботи при використанні оперативного формування двогрупних поїздів і використанні адаптивної технології обміну груп вагонів.
Таблиця 3
Експлуатаційні показники роботи станцій напрямку при оперативному формуванні двогрупних поїздів і застосуванні адаптивної технології для виконання обміну груп вагонів
Техніко-експлуатаційні показники NАВ - NAO - ваг
100-100-100 200-200-200 300-300-300
без зміни зі зміною без зміни зі зміною без зміни зі зміною
Кількість сформованих поїздів, шт КАВ 113 90 787 653 1 595 1 386
КАС 148 141 905 852 1 750 1 668
КАВС 1 205 1 235 1 220 1 407 947 1 238
КВС 506 529 1 099 1 117 1 846 1 879
Тривалість надходження вагонів, тис. ваг-год I Мст.а 364,75 363,68 542,48 532,64 713,82 697,9
I NtCTB 364,53 333,22 521,54 499,45 673,20 666,02
Тривалість роботи маневрового локомотива, тис. лок-год -М^манА 1,05 1,05 1,85 1,88 2,55 2,61
-М^манВ 1,73 1,76 2,39 2,54 2,84 3,08
Тривалість простою поїзного локомотива, тис. лок-год MW 0,44 0,44 0,87 0,87 1,29 1,29
-М^плВ 4,09 0,13 6,8 0,28 9,65 0,47
Витрати E, тис. у.о. річні 447,377 359,253 674,324 540,318 895,173 716,780
54
Порівняння результатів моделювання для досліду 3 і досліду 2 показує, що застосування адаптивної технології обміну груп вагонів в двогрупних поїздах на попутній технічній станції дозволяє збільшити економію витрат на організацію і просування вагонопотоків на залізничному напрямку від 31,784 тис. у.о. для потужних вагонопотоків (N = 300 ваг/сут, зі зміною локомотиву) до 56,838 тис. у.о. в рік для слабших вагонопотоків (N = 100 ваг/сут, зі зміною локомотиву). Якщо ж порівнювати результати дослідів 1 і 3, то величина економії витрат коливається в межах від 35,557 тис. у.о. для потужних вагонопотоків (N = 300 ваг/сут, без зміни локомотиву) до 62,279 тис. у.о. в рік для слабших вагонопотоків (N = 100 ваг/сут, без зміни локомотиву).
Висновки
Результати досліджень ефективності оперативного формування двогрупних поїздів показують, що широке застосування двогрупних поїздів може забезпечити значну економію коштів на організацію вагонопотоків без додаткових капітальних вкладень. Впровадження адаптивної технології обміну груп вагонів також сприяє економії коштів. Подальше зниження витрат можливе за рахунок комбінування більшого числа попутних призначень, урахування економії від виплат за несвоєчасну доставку вантажів клієнтам, економії від скорочення вагонного парку. Крім цього в подальшому необхідно передбачити можливість впровадження розроблених рішень в автоматизованих робочих місцях оперативного персоналу на різних рівнях керування поїздоутворенням. При цьому, на перших етапах впровадження, бажано використовувати існуючі автоматизовані системи та інформаційні бази даних.
БІБЛІОГРАФИЧНИЙ СПИСОК
1. Концепція Державної Програми реформування залізничного транспорту України [Текст] : Схвал. : розпорядж. КМУ 27.12.2006р. № 651-р. - Київ: Магістраль, 16 січня 2007р. - № 1 (1179) 10 - С. 6.
2. Статут залізниць України. [Текст] . - Київ: Транспорт України. - 1998. - 83 с.
3. Бородин, А. Ф. Управление вагонопотоками в современных условиях / А. Ф. Бородин // Ж. д. транспорт. - 1996. - № 5. - С. 10-15.
4. Окипный, Л.Д. Эффективность оперативной организации вагонопотоков [Текст] / Л. Д. Окипный, В. А. Покавкин // Ж. д. транспорт. - 1985. - № 11. -
С. 13 -16.
5. Богомазова, Г. Є. Проблема вибору раціонального варіанту організації вагонопотоків [Текст] / Г. Є. Богомазова // Східно-Європейський журнал передових технологій. - 2011. - № 1/3(49). - С. 3335.
6. Покавкин, В. А. Оперативное назначение групповых поездов и использование дифферецирован-ных масс поездов в системе оптимальной организации вагонопотоков [Текст] / В. А. Покавкин, О. Н. Мелешко // Вопросы увеличения пропускной и провозной способности железных дорог: Межвуз. тема-тич. сб. Ростов-на-Дону, 1985. - Вып. 182. - С. 5157.
7. Покавкин, В.А. Расчеты эффективности групповой и одногруппной маршрутизации перевозок [Текст] / В. А. Покавкин // Вопросы увеличения пропускной и провозной способности железных дорог : Межвуз. тематич. сб. - Ростов-на-Дону, 1983. - Вып. 173. - С. 19.
8. Прохорченко, А. В. Удосконалення технології корегування плану формування поїздів на основі погодженої організації групових поїздів оперативного призначення [Текст] / А. В. Прохорченко, Л. В. Корженівський // Східно-Європейський журнал передових технологій. - 2008. - № 6/6(36). - С. 37-40.
9. Ковалев, В. И. Многокритериальная оптимизация плана формирования поездов [Текст] / В. И. Ковалев, Н. Н. Куценко, А. Т. Осьминин, И. И. Ось-минина // Ж. д. транспорт. - 2004. - № 4.- С. 25-26.
10. Иловайский, Н. Д. Организация вагонопотоков в условиях рынка [Текст] / Н. Д. Иловайский, А. М. Рудых, Л. А. Каштанов // Вестник ВНИИЖТ.
- 1998. - Вып. 4. - С. 43-48.
11. Мазуренко, О. О. Визначення ефекту від оперативного формування двогрупних поїздів на базі одногрупних призначень [Текст] / О. О. Мазуренко // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2011. - № 6/3(54). - С. 23-28.
12. Мазуренко, О. О. Імітаційна модель роботи залізничного напрямку для дослідження варіантів організації вантажних вагонопотоків в оперативних умовах [Текст] / О. О. Мазуренко, А. В. Кудряшов // Транспортні системи та технології перевезень : Зб. наук. праць ДНУЗТ. - 2012. - Вип. 3. - С. 50-55.
13. Інструктивні вказівки з організації вагонопо-токів на залізницях України [Текст] : Затв. : Наказ Мінтрансу та зв’язку України 29.12.04. № 1028-ЦЗ.
- Київ : Мін-во трансп. та зв’язку України, 2005. -99 с.
Стаття рекомендована до публікації д.т.н., доц. Тараном І. О. (Україна)
Надійшла до редколегії 19.11.2014.
Прийнята до друку 21.11.2014.
55
