0ЕКОНОМ1КО-МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПЕРЕВЕЗЕННЯ ВАНТАЖ1В У М1ЖНАРОДНОМУ КОНТРЕЙЛЕРНОМУ СПОЛУЧЕНН1
ПолщукВ. П., Д.т.н., професор, Нац^ональний транспортнийуниверситет, м. Кигв, Украг'на, ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-3145-7225,
Гужевська Л. А., К.т.н., доцент, Нац^ональний транспортний университет, м. Кигв, Украг'на, ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7719-1330
Денис О. В., аспирантка, Нащональний транспортний университет, м. Кшв, Украг'на, ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-5786-9119
DOI: https://doi.org/10.31435/rsglobal_ejits/30032021/7371
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received 07 December 2020 Accepted 25 January 2021 Published 30 March 2021
KEYWORDS
piggyback, semitrailer, route, container, modeling, effective use of piggyback, auto trains, equivalent delivery distance, cost criterion, time criterion, placement of shipper and consignee.
It is established that with the help of mathematical modeling it is possible to estimate functional links between different parameters that influence the delivery time in international communication. The model of the choice of the type of connection according to the time criterion, which has practical value, can be used to make a decision when choosing a variant of the combination (automotive or piggyback). The ease of use of the developed models has advantages over all previously proposed because it allows you to calculate the economic feasibility of using the type of combination not only as an area of effective use, but also for each individual case to determine the efficiency of choosing the type of connection. The use of models gives the opportunity to economically justify the choice of the type of connection and will allow the motor transport company to reduce transportation costs by 10-15%.
Citation: Polishchuk V. P., Liubov Guzhevska, Olena Denys. (2021) Economic and Mathematical Model of Cargo Transportation in International Piggyback Connection. European Journal of Intelligent Transportation Systems. 1(3). doi: 10.31435/rsglobal_ejits/30032021/7371.
Copyright: © 2021 Polishchuk V. P., Liubov Guzhevska, Denys Olena. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) or licensor are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.
Постановка проблеми. Контрейлерш перевезення е одним i3 перспективних направлень взаемоди вцщв транспорту, адже в ньому використовуються два види транспорту: автомобшьний та залiзничний, очшуеться !х подальше зростання. Важливими чинниками на користь контрейлерних перевезень е:
- значне скорочення часу проходження митного та прикордонного контролю;
- проходження митного контролю на кордош без безпосередньо! участ водiя;
- суттева економiя витрат на оформлення товаросупроводжувальних докуменлв;
- високу швидюсть i гарантда доставки вантаж1в вщповщно до графша руху по!зда (just in time);
- безпеку перевезення за будь-яких погодних умов;
- збереження транспортного засобу та його моторесуршв;
- збереження автомобшьних дорщ
- збереження навколишнього середовища;
На даний момент в Укра!ш призупинилося функщонування даного виду комбшованих перевезень. Причиною тому е недосконала законодавча база, а також низька освiченiсть перевiзникiв з цього питання е досить низька. Контрейлерш перевезення для Украши могли б виршити ряд проблем:
- проблему обмежено1 кшькосп дозволiв на перевезення, у тому чи^ i транзитних;
- проблему зношування автошляхiв;
- полегшення роботи водив i зменшення кшькосп аварiй;
- ефективнiше використання палива;
- зменшення рiвня екологiчно шкщливих викидiв, вихлопних газiв i шуму;
- шдвищення транзитного потенцiалу краши з найменшими витратами.
Потенцiал Украши у сферi контрейлерних перевезень е досить великим. Через територiю Украши проходять два потужних мiжнародних маршрути: Ки!в (Украша) -Клайпеда (Литва) - Ки!в (Украша) - контрейлерний по!зд «Вшнг» та Ки!в (Украша) - Славкув (Польща) - Ки!в (Украша) - по!зд комбiнованого транспорту «Ярослав». Питання вибору виду сполученш в сучасних реатях набувае все бшьшо! актуальностi.
В результатi проведеного аналiзу iснуючих методiв вирiшення задачi вибору виду сполучення при здшсненш доставки вантажв у мiжнародному сполученш виявлено, що математичнi моделi носять, як правило, суто теоретичний характер i наближенi рекомендаци щодо вибору виду сполучення. Крiм того, не враховано ряд факторiв, якi впливають на ефективнiсть виконання перевезень вантажiв у мiжнародному сполученнi. В результат проведеного аналiзу проблем при здшсненш мiжнародних перевезень в Укра1ш встановлено, що до головних проблем мiжнародних автомобшьних перевезень можна вiднести: недосконале митне законодавство Украши; аварiйнiсть; висок витрати; незадовiльний стан дорожнього комплексу (51,1 % не вщповщае вимогам за рiвнiстю, 39,2 % - за мщшстю.); технiчний стан автомобшв; низька квалiфiкацiя та вiдповiдальнiсть водив; некомпетентшсть експедиторських груп; несвоечаснi розрахунки з перевiзниками; недотримання термiнiв навантаження/ розвантаження транспортних засобiв при завантаженш продукцп; велик черги на кордош. По результатам аналiзу встановлено, що спостериаеться тенденцiя до переключення транзитних вантажних перевезень територiею Украши iз залiзницi на автомобiльного транспорт.
Аналiз останшх публiкацiй по TeMi дослщження. У роботах Сшантьево1 Ю.О. [3] визначено мшмальну вiдстань ефективного виконання контрейлерного перевезення, що становить 300 км. Котенко А.М. [4] для визначення доцшьносп використання контрейлерного сполучення наводить досить абстракты формули, побудову графу сташв та диференшальних рiвнянь, розрахунок яких занадто громiздкий для перешчного перевiзника. Лише в деяких опублшованих роботах з ще1 тематики зустрiчаються розробки, що фактично обгрунтовують доцiльнiсть використання контрейлерного або автомобшьного сполучення. Наприклад, автори Зiнько Р.В. i Кiрпа Г.М. визначають межу використання контрейлерного сполучення, у межах до 1800-2000 км. залiзничним транспортом при вщсташ перевезення автомобшьним транспортом мiж пунктами вiдправлення i призначення до 50 кiлометрiв [6]. Але якщо подивитися на розглядувану проблему з шшо1 сторони, то стае очевидним важливють дислокаци вантажовiдправника та вантажоодержувача, оскiльки при рiзних варiантах розмiщення останнiх, визначена дослiдниками вщстань ефективного виконання контрейлерного перевезення стае не актуальной В деяких працях е початки дослщження в даному напрямку, так наприклад, Зшько Р.В. [5] пропонуе графову модель контрейлерних перевезень, розраховуе оптимальш умови !х ефективносп для мiжнародних перевезень залежно вiд геометрil задачi та швидкосп перевезення. Але залишаеться невирiшеною проблема вщсутносп комплексу математичних моделей в штелектуальних системах пiдтримки прийняття ршень вибору варiанту органiзацil перевезень для рiзних умов розмiщення учасникiв транспортного процесу. Тому вщзначаемо недостатнiсть юнуючих та необхiднiсть розробки нових ефективних методiв для проведення дослiджень в цьому напрямку.
Виклад основного матeрiалу. Рiвноцiнна вiдстань доставки - це вщстань, на яку перевезення як прямим автомобшьним, так i з використанням контрейлера е однакова за показником вартосп. Для визначення рiвноцiнноl вщсташ доставки вантажiв була прийнята гiпотеза, про те що врахування параметрiв дислокацil всiх учасникiв транспортного процесу впливае кшцевий результат. Пщ рiвноцiнною вiдстанню доставки в робоп розумiеться вiдстань вiд ВВ до точки R, вартiсть перевезення в якш рiвна як автомобiльним так i контрейлерним сполученням.
Умовнi i графiчнi визначення i позначення:
ЗТВ - залiзничний термiнал вiдправлення;
ЗТП - залiзничний термiнал призначення;
ВВ - вантажовщправник; ВО - вантажоодержувач;
* * - зал1знична дшянка маршруту (контрейлерне перевезення);
* * - автомобшьна дшянка маршруту (автомобшьне перевезення); Розглянемо Bei можливi схеми розмiщення (дислокацп) учасникiв транспортного
процесу (рис.1):
а) ЗТВ сшвпадае з ВВ; ЗТП сшвпадае з ВО;
ВО
ВВ
ЗТП
ЗТВ
Рис. 1. Граф1чне зображення процесу перевезення вантаж1в
У цьому випадку перевезення вантажу у складi автомобшя-тягача i причепа (причiпний автопо1зд) або напiвпричепа (сiдельний автопо1зд) - вщ ВВ до ВО потрiбно порiвнювати з вартiстю перемiщення автопо!зда у складi контрейлерного потягу, тобто вщ ЗТВ до ЗТП з завантаженням/розвантаженням автопо!зду на/з платформи контрейлерного потягу.
Таким чином вартють доставки автопо!зда автомобiльним (Са) i контрейлерним (Ск) видом сполучення буде розраховуватися за наступними формулами (1-2):
m
Са = £ Süi^Li,
i=i
де
(1)
(2)
Sat - собiвартiсть про!зду автопо!зду по територп /-о! держави на вiдстань в 1 км, евро/км;
Ц - вщстань про!зду автопо!зду по територп /-о! держави;
m - кшькють держав, територiею яких перемiщуеться автопо!зд;
Vнррl - вартiсть навантажувально-розвантажувальних робгг в Украш, евро;
Унрр„, - вартють навантажувально-розвантажувальних pooiT в m-oi держав1, евро;
TKj - зал1знпчнпй тариф перемщення автошлзду на платформ! контрейлерного потягу
по територп /-о! держави на вщстань в 1 км, евро/км.
В результат вартють доставки вантажу (Са) у випадку (а), а звичайно i вид сполучення визначиться як (форм. 3):
Са = min (Са, Ск). (3)
У якосп обмежень у цьому випадку може виступати час доставки вантажу (рис. 2). б) ЗТВ не сшвпадае з ВВ; ЗТП сшвпадае з ВО;
Рис. 2. Граф1чне зображення процесу перевезення вантаж1в
У цьому випадку потрiбно порiвнювати вартють перемщення автопо!зду вщ ВВ до ВО автомобшьним маршрутом з вартютю перемщення автопо!зда у складi контрейлерного потягу, тобто спочатку вщ ВВ до ЗТВ автомобшьним маршрутом, далi вщ ЗТВ до ЗТП залiзничним маршрутом з завантаженням/розвантаженням автопо!зду на/з платформи контрейлерного потягу (форм. 4-5).
Ca = V Sa. x L.
l l
(4)
i=1
де
Ск = За ■ Ьа + Унрр1 + У Тк, + ¥нррт, (5)
И- Г
- собiвартiсть про!зду автопо1зду на вiдстань в 1 км по територи Укра!ни, евро/км;
Ьа - вщстань про!зду автопо!зду по територи Укра!ни вiд ВВ до ЗТВ.
У випадку (б) також вартють доставки вантажу Сб визначиться як (форм.6):
Сб = шш (Са, Ск), (6)
але додатковою умовою вибору виду сполучення (автомобшьного, або контрейлерного) у цьому випадку виступае дислокацiя ВО вiдносно ВВ, тобто вщстань ВО до ВВ.
За допомогою вiдповiдних розрахунюв знаходиться на промеш вiд ВО до ВВ спочатку точка, в якш вартють перевезення у автомобшьному i контрейлерному сполученнi однакова, тобто точка рiвноцiнноl вартостi (ТРВ). Пiсля чого знаходяться ТРВ для рiзних дислокацш ВВ (дислокацiя ВО остаеться не змшною) i далi за допомогою запропонованих моделей будуеться область ефективного використання (ОЕВ) контрейлерного сполучення. Утворена ОЕВ мае вигляд розгорнуто! параболи i якщо ВВ знаходиться ближче шж ТРВ до ВО, то бшьш ефективним буде пряме автомобшьне сполучення, якщо далi - контрейлерне. Представимо графiчно ОЕВ контрейлерного сполучення (рис. 3):
Рис. 3. Визначення ОЕВ контрейлер1в в) ЗТВ сшвпадае з ВВ; ЗТП не сшвпадае з ВО (рис. 4);
Рис. 4. Граф1чне зображення процесу перевезення вантаж1в
У цьому випадку потрiбно порiвнювати вартють перемщення автопо!зду вщ ВВ до ВО автомобiльним маршрутом з вартютю перемiщення автопо!зда у складi контрейлерного потягу, тобто спочатку вщ ЗТВ до ЗТП залiзничним маршрутом з завантаженням/розвантаженням автопо!зду на/з платформи контрейлерного по!зда i далi вiд ЗТП до ВО автомобшьним маршрутом (форм. 7-8).
Ca = V Sa x L,
i=1
Ск = Vnppj + У Тк, х L, + Vnppm + ^ ■ Lam,
(7)
(8)
де
Sam - co6ÎBapTÎCTb про1'зду автопо1'зду на вiдстань в 1 км по територи m-oï держави, евро/км; Lam - вiдстань ^oï^y автoпoïзду по теритoрiï m-oï держави вщ ЗТП до ВО. У випадку (в) також вартють доставки вантажу Св визначаеться як (форм. 9):
Св = min (Са, Ск), (9)
але додатковою умовою вибору виду сполучення (автомобiльного, або контрейлерного) у цьому випадку також виступае дислокашя ВВ вiдносно ВО, тобто вщстань вiд ВВ до ВО.
За допомогою вiдповiдних розрахунюв знаходиться на променi вiд ВВ до ВО спочатку точка, в якш вартють перевезення у автомобшьному i контрейлерному сполученнi однакова, тобто точка рiвноцiнноï вартостi (ТРВ). Пюля чого знаходяться ТРВ для рiзних дислокацiй ВО (дислокацiя ВВ остаеться не змiнною) i далi за допомогою запропонованих моделей будуеться ОЕВ контрейлерного сполучення. Утворена ОЕВ мае вигляд розгорнуто1' параболи i якщо ВО знаходиться ближче нiж ТРВ до ВВ, то бшьш ефективним буде пряме автомобiльне сполучення, якщо далi - контрейлерне. Представимо графiчно ОЕВ контрейлерного сполучення (рис. 5):
Рис.5. Визначення ОЕВ контрейлер1в г) ЗТВ не ствпадае з ВВ; ЗТП не ствпадае з ВО (рис. 6).
Рис.6. Граф1чне зображення процесу перевезення вантаж1в
У цьому випадку потрiбно порiвнювати вартють перемщення автопоïзду вiд ВВ до ВО автомобшьним маршрутом з вартiстю перемщення автопоïзда у складi контрейлерного потягу, тобто спочатку вщ ВВ до ЗТВ автомобшьним маршрутом, далi вщ ЗТВ до ЗТП залiзничним маршрутом з завантаженням/розвантаженням автопоïзду на/з платформи контрейлерного потягу i далi вщ ЗТП до ВО автомобiльним маршрутом (форм. 10-11).
Ca = ^ Sa х L,
i=l
m
С к — Sa • La + Унрр} + ^ Тк; ;< Z- 4- Vnppm + Sam • Lan
i=l
(10) (11)
У випадку (г) також вартють доставки вантажу Сг визначаеться як (форм. 12):
Сг = min (Са, Ск), (12)
але додатковою умовою вибору виду сполучення (автомобшьного, або контрейлерного) у цьому випадку також виступае дислокашя ВВ вщносно ВО, тобто вщстань вщ ВВ до ВО.
За допомогою вщповщних розрахунюв знаходиться на промеш вщ ВВ до ВО спочатку точка, в якш вартють перевезення у автомобшьному i контрейлерному сполученш однакова, тобто точка рiвноцiнноï вартост (ТРВ). Пюля чого знаходяться ТРВ для рiзних дислокацш ВО (дислокашя ВВ остаеться незмшною) i для рiзних дислокацiй ВВ (дислокашя ВО остаеться незмшною). Далi за допомогою запропонованих моделей будуються двi ОЕВ контрейлерного сполучення. Утворенi ОЕВ мають вигляд розгорнутих парабол i якщо ВО знаходиться ближче шж ТРВ до ВВ i в той же час ВВ знаходиться ближче шж ТРВ до ВО, то бшьш ефективним буде пряме автомобшьне сполучення, якщо далi - контрейлерне. Представимо графiчно ОЕВ контрейлерного сполучення (рис. 7):
m
Рис. 7. Граф!чне зображення процесу знаходження ОЕВ для оборотного рейсу
Утворена область ефективного використання контрейлерного сполучення дае можливють вибору рацюнально! схеми доставки на основi лише тарифiв на перевезення i дислокаци вантажоодержувача. Уточнена область е не абстрактною, а шдтверджуеться розрахунками на основi розроблених математичних моделей.
Апробацiя результатiв дослщження була на базi Асощаци мiжнародних перевiзникiв Укра!ни; а також на у Вщдшу розвитку та регулювання ринку автомобiльних перевезень Департаменту стратепчного розвитку дорожнього ринку та автомобшьних перевезень Мiнiстерства iнфраструктури Укра!ни.
Висновки. В результат проведеного аналiзу юнуючих методiв вирiшення задачi вибору виду сполучення при здшсненш доставки вантагав у мiжнародному сполученнi виявлено, що математичнi моделi носять, як правило, суто теоретичний характер i наближеш рекомендацп щодо вибору виду сполучення.
Розроблено економiко-математичну модель визначення рiвноцiнноl вiдстанi доставки за критерiем вартостi, коли вантажовiдправник спiвпадае з контрейлерним термшалом вiдправлення. Зручнiсть користування розробленою моделлю мае переваги над ушма ранiше запропонованими перш за все, тим, що дозволяе розрахувати економiчну доцшьшсть використання виду сполучення не лише як область ефективного використання, а для кожного окремого випадку визначити ефектившсть вiд вибору виду сполучення. Використання моделi дае можливiсть економiчного обгрунтування вибору виду сполучення i дозволить автотранспортному пiдприемству скоротити витрати на виконання перевезень на 10-15%.
Уточнено зону ефективного використання контрейлерного сполучення при мiжнароднiй доставщ вантагав за критерiем собiвартостi. Графiчно область ефективного використання контрейлерного сполучення мае вигляд розгорнуто! параболи, вершина яко! знаходиться на лши залiзничного маршруту.
Л1ТЕРАТУРА
1. Нефедов Н.А., Харченко Т.В., Пономарева Н.В. Применение контрейлерных поездов при международных перевозках грузив // Сб. науч. трудов. - Харьков: ХНАДУ, 2003. - Вып. 21. - С. 90-92
2. Кирпа Г.Н. Организация контрейлерных перевозок в Украине.-Днепропетровск: Арт-Пресс, 1998. - 132 с.
3. Сшантьева Юл1я Олександр1вна. Щдвищення ефективносп контрейлерних перевезень: Дис. канд. техн. наук: 05.22.01 / Нацюнальний транспортний ун-т. - К., 2003. - 130 арк. - Б1блюгр.: арк. 112-121.
4. Котенко А.М., Шевченко В.1., Шилае П.С. Математичне моделювання руху комбшованих по!зд1в// Зб1рник наукових праць УкрДАЗТ, 2010, вип. 113.
5. Зшько Р.В., Маковейчук О.М., Ульященко В.Г. Графова штерпретащя задач1 контрейлерних перевезень // НАУКОВИЙ В1СНИК НЛТУ Укра!ни: Зб1рник науково-техшчних праць.-Льв1в: НЛТУ Укра!ни. - 2007. - Вип. 17.4. - 300 с.
6. Юрпа Г.М., Щдвищення ефективносп використання рухомого складу для штенсифжацп перевезень у м1жнародному сполученш. // Пращ Захвдного наукового центру ТАУ: Проектування, виробництво та експлуатащя транспортних засоб1в i по!зд1в. - 2006, № 13. - С. 40-50.
7. Гужевська Л.А. Литвин О.В. Визначення дощльносп використання контрейлерних перевезень у мiжнародному сполученш / Любовь Анатолпвна Гужевська, Олена Вггалпвна Литвин // Управлшня проектами, системний анал1з i лопстика. - K.: НТУ. - 2014. - Вип. 13. С. 31.
8. Гужевська Л.А., Денис О.В. Апробащя модел визначення зони ефективного використання котрейлерного сполучення при мгжнародних перевезеннях вантажiв / Л.А. Гужевська, О.В. Денис // Вюник Сх1дноукра1нського национального утверситету теш Володимира Даля - 2016. - № 6. - С. 60-66.
9. Prokudin G. Logistics Approach to the Organization of Unbalanced Freight Transportation in Transport Networks /G. Prokudin, O. Chupaylenko, I. Lebid, N. Luzhanska // Proceedings of 24th International Scientific Conference. Transport Means 2020. Sustainability: Research and Solutions. PART I. September 30 -October 02, 2020 Online Conference -Kaunas, Lithuania. P. 22-26.
