CC BY
42
Методы прогнозирования размеров погрузки на железнодорожном объекте Methods for predicting the size of loading at a railway facility
Гришкова Д.Ю.
канд. тех. наук доцент,
Сибирский государственный университет путей сообщения
Россия, Новосибирск e-mail: raigas@inbox.ru
Grishkova D. Yu.
Cand. Techn. sciences' associate Professor, Siberian state University of railway transport
Russia, Novosibirsk e-mail: raigas@inbox.ru
Аннотация.
В статье рассматривается актуальность и важность получения достоверных значений прогнозных данных, рассчитанных на определенный период. Тщательное планирование позволит определить точным образом, какое потребное количество технических средств понадобиться для осуществления предполагаемого объема перевозок, а также технологические возможности. Отмечается, что применение того или иного способа прогнозирования зависит от характера грузопотока, его сезонности, стабильности. В работе используются разные способы прогнозирования размеров погрузки предприятий, обслуживаемых железнодорожной станцией. При выполнении расчетов прогнозных данных, отмечаются преимущества и недостатки применяемых методов прогнозирования. Выполняется корректировка полученных значений разными способами. Итогом приведенных расчетов служит обобщенный наиболее вероятный прогноз на перспективу. В качестве объекта исследования рассматривается железнодорожная станция «М» с примыкающими предприятиями. Прогнозирование осуществляется до 2025 года.
Annotation.
The article discusses the relevance and importance of obtaining reliable values of forecast data calculated for a certain period. Careful planning will allow you to determine exactly what amount of technical equipment is required to carry out the expected volume of traffic, as well as technological capabilities. It is noted that the use of a particular method of forecasting depends on the nature of cargo traffic, its seasonality, and stability. The paper uses different methods for predicting the size of loading of enterprises served by a railway station. When performing calculations of forecast data, the advantages and disadvantages of the applied forecasting methods are noted. The received values are adjusted in various ways. The result of these calculations is a generalized most likely forecast for the future. The object of research is the railway station " M " with adjacent enterprises. The forecast is carried out until 2025.
Ключевые слова: методы прогнозирования, железнодорожный объект, прогнозные значения, корректировка прогноза, погрузка угля.
Key words: forecasting methods, railway object, forecast values, forecast correction, coal loading.
Для железнодорожного транспорта, как и для любого другого транспорта важно выполнять планирование размеров перевозок. Тщательное планирование позволит определить точным образом, какое потребное количество технических средств понадобиться для осуществления предполагаемого объема перевозок, а также технологические возможности. На сегодняшний день существует множество способов прогнозирования. Применение того или иного способа зависит от характера грузопотока, его сезонности, стабильности и т.д.. Для того, чтобы понять, подходит выбранный способ прогнозирования или нет, необходимо выполнить прогнозирование на прошедший и текущий периоды и сравнить с реальным значением. Тот метод, у которого будет наименьшая погрешность и будет подходящим при существующих условиях функционирования железнодорожного объекта.
Выполним прогнозирование перспективных объемов для предприятий, обслуживаемых станцией «М».
Железнодорожная станция М по характеру работы является грузовой и отнесена к внеклассной. Расположена на стыке двух дорог с разными видами тяги.
На станции производится работа с транзитными пассажирскими поездами дальнего следования, с транзитными грузовыми поездами, выполняется работа с поездами и вагонами, поступающими в переработку, подготовка состава своего формирования к отправлению, обработка длинносоставных, порожних составов в расформирование.
К станции примыкают пути необщего пользования: АО «МПТУ»; АО «ТПТУ»; ООО «СДС-Энерго»; ООО "ЛокоТех-Сервис"; вагонное депо Н2.
В соответствии с Методикой прогнозирования объемов погрузки грузов на сети железных дорог №ЦКРПР6/42 от 16.08.2006 года [1] произведем прогнозирование по станции общих объемов погрузки на основе данных за предыдущие года и прогнозирование объемов погрузки угля по станции и по клиентам на основе данных среднесуточной погрузки.
Расчет объемов погрузки по месяцам прогнозируемого года производится в четыре этапа:
1. Построение модели прогнозирования на основе ретроспективной динамики погрузки (модель 1).
2. Построение модели прогнозирования на основе перспективных значений показателей производства промышленной продукции (модель 2).
3. Объединение двух моделей.
4. Корректировка моделей.
Прогнозируемый объем по модели 1 предназначена определяется: Рпр/ = кг*Р1 - 12Г, (1)
где Рпр/ - прогнозное значение погрузки г-той группы груза в /-том месяце, т;
Р1- 12г- фактическая погрузка г-той группы груза в /-том месяце предыдущего года, т;
кг - годовой коэффициент роста, рассчитываемый как коэффициент линейной регрессии:
У?
Ч = 1рГ,]-1
кг =-Ы2, (2)
п
где Р1д- объем погрузки г-той группы груза в /-том месяце_/-того года отчетного периода, т; Р/-12 г,)Л- объем погрузки г-той группы груза в /-том месяце предыдущего года, т; п - количество лет в ретроспективном периоде.
Ретроспективный период выбирается соответственно для общих объемов погрузки по станции - 3 года, для объёмов погрузки угля 8 лет.
Прогнозируемый объем по модели 2 определяется:
Рпр,/г = кг,*Р,-1г, (3)
где Рпр,/г - фактическая погрузка г-той группы груза в предыдущем месяце, т;
кг/ - коэффициент роста погрузки в /-том месяце по отношению к предыдущему месяцу, рассчитываемый в среднем за ретроспективный период:
?
у. _
у=1рГ,7
кГ = (4)
где РиГ - погрузка в месяце, предшествующем /-тому (если i=1, т.е. рассматривается январь j-того года, то в качестве рi-1г, 1 выступает объем погрузки в декабре предыдущего года), т.
Прогноз объемов погрузки по моделям 1 и 2 рассчитывается для угля и общей погрузки. Так как модели 1 и 2 являются равноправными, эти модели необходимо объединить в одну модель следующего вида:
Т,1
р
Рпр,Г = ВГ1 *кг* Р, - 12г+ Вг2*кг,* Р, - 1Г, (5)
где В{, В2Г- взвешивающие коэффициенты; должно быть выполнено условие В1Г+ В2Г=1.
Величина коэффициента В^определяется по формуле:
В[= 100-°Г г, (6)
1 200-0[-0£' 4 '
где О1г, О2г- средняя относительная погрешность, %.
Средняя относительная погрешность определяется по формуле:
1рг рг I
у12 г1-12|
¿¡=1| рГ |
Ол =-!-1--[*100, (7)
1 12
1рг рг I
у12 \Р1-Р1-1
¿¡=1| рг |
02г=-'-"Г1—* 100, (8)
где
рГ '1-12
* 100,
рГ
* 100 - относительная погрешность расчета объема погрузки г-той группы
груза в /-том месяце отчетного года, выраженная в процентах и взятая по модулю.
Результаты прогнозных значений приведены в таблице 1. Поскольку прогнозирование осуществлялось отдельно для каждого клиента и по станции в целом, то результаты суммы объемов погрузки по клиентам несколько отличаются от итогов суммарной погрузки угля по станции. В дальнейших расчетах прогнозируемых размеров погрузки по клиентам будем выполнять корректировку размеров погрузки в зависимости от доли от суммарной погрузки.
Таблица 1. Результаты расчетов прогнозных значений погрузки на 2020 год
г
г
г
г
р
р
Месяц Погрузка угля по станции в целом, ваг./сут. ООО «РУ», ваг./сут. ОАО «ЮК» ТПТУ, ваг./сут. ОАО «ЮК» МПТУ, ваг./сут. Общая погрузка по станции в целом, тонн
январь 522 390 77 56 1169560
февраль 521 387 75 60 1030461
март 546 403 84 60 1170257
апрель 527 375 97 55 1096590
май 513 393 78 41 1064954
июнь 489 387 68 34 984361
июль 467 367 67 34 1004969
август 472 356 74 43 1011115
сентябрь 489 386 61 42 1075518
октябрь 522 416 56 50 1185326
ноябрь 574 469 51 55 1272313
декабрь 546 446 59 42 1216433
Ввиду того, что рассмотренный метод прогнозирования применяется при расчетах только на один шаг, для дальнейшего определения прогнозных значений объемов погрузки за 2020-2025 года воспользуемся методиками прогнозирования по средним темпам роста (снижения) (метод 1) [2] и методом стандартного распределения вероятностей (метод 2). При этом, расчет прогноза для общих объёмов погрузки по станции далее производить не будем, поскольку исходные данные приведены на небольшой период (3 года), что может привести к неточным результатам.
Прогнозирование по средним темпам роста (снижения) имеет смысл тогда, когда ряду динамики свойственна устойчивая тенденция к повышению или снижению. В этом случае предполагается, что каждый последующий член динамического ряда равен предыдущему, умноженному на средний коэффициент темпов роста (снижения) Кр. Коэффициент исчисляется по формуле:
К=О
Затем на основе этого коэффициента можно вычислить прогноз по формуле:
У = Щ *уп, (10)
где у1— начальный показатель ряда;
уп — конечный показатель ряда;
у! — прогнозируемый показатель;
п — количество членов динамического ряда;
К — время упреждения прогноза (число прогнозируемых интервалов).
Для наглядного представления сведем результаты прогноза среднесуточных объемов погрузки в среднем за год по станции и по клиентам до корректировки и после нее в диаграммы, представленные на рисунках 1 - 2.
Как видно из рисунка 1 темп роста объемов погрузки по клиенту ООО «РУ» с каждым годом все больше, что превышает объем по станции в целом. На рисунке 2 обеспечена корректировка прогнозных значений погрузки по клиентам к более реалистичным значениям погрузки по станции в целом. Остальные клиенты имеют сильную тенденцию к снижению объемов погрузки согласно рисункам 1 - 2 до 15 ваг/сут и 4 ваг/сут на 2025 по «ЮК» ТПТУ и МПТУ, что не является реалистичным описанием прогноза. Таким образом, необходимо провести прогнозирование другим способом для возможной корректировки данных значений.
2 ООО
2020 год 2021 год 202 2 год 2023 год 2024 год 2025 год
■ Погрузка угля по станции в целом В ООО «Распадений Уголь» LJ ОАО «Южный Кузбасс III ГУ» ■ ОАО «Южный Кузбасс МПТУ»
Рисунок 1.Диаграмма прогноза среднесуточных объемов погрузки в среднем за год по станции в целом и по клиентам до корректировки с 2020 до 2025 года (метод 1)
2020 год 2021 год 2022 год 2023 год 2024 год 2025 год
□ по станции ЕОООоРУ» □ ОАО «ЮК» ТПТУ «ОАО «ЮК» МПТУ
Рисунок 2. Диаграмма прогноза среднесуточных объемов погрузки в среднем за год по станции в целом и по клиентам после корректировки с 2020 до 2025 года (метод 1)
Метод стандартного распределения вероятностей базируется на оценке и пересмотре планов с использованием сетевых моделей планирования и управления. Его суть - определение ожидаемого значения прогноза объемов перевозок:
Прогнозируемые объемы перевозок определяются по формуле:
Р =
О+4М+П
(11)
где О — оптимистический прогноз, ваг;
М — наиболее вероятный прогноз, ваг;
П — пессимистическая оценка прогноза, ваг.
Использование этого метода позволяет сопоставлять экспертные оценки со статистически ожидаемым значением, чтобы определить наиболее вероятный диапазон вариации прогноза.
Поскольку прогнозирование осуществлялось отдельно для каждого клиента и по станции в целом, то результаты суммы объемов погрузки по клиентам и по станции не сходятся, следовательно, необходимо сделать аналогичную корректировку.
Для наглядного представления сведем результаты прогноза среднесуточных объемов погрузки в среднем за год по станции и по клиентам до корректировки и после нее в диаграммы, представленные на рисунках 3 - 4.
Рисунок 3. Диаграмма прогноза среднесуточных объемов погрузки в среднем за год по станции в целом и по клиентам до корректировки с 2020 до 2025 года (метод 2)
Рисунок 4. Диаграмма прогноза среднесуточных объемов погрузки в среднем за год по станции в целом и по клиентам после корректировки с 2020 до 2025 года (метод 2)
6
Результаты данного метода прогнозирования имеют характер минимального изменения. Это обусловлено редкими появлениями в ряду максимальных или минимальных значений.
Результаты данного метода могут послужить данными для корректировки первого метода, поскольку распределение погрузки между клиентами в нем сильно неравномерно.
Чтобы сгладить неравномерность, возьмем по каждому клиенту по первому и второму способам средние значения и скорректируем их на сходимость с суммой погрузки по станции. Для наглядного представления сведем результаты в диаграмму, представленную на рисунке 5.
Таким образом, можно построить общую динамику объемов погрузки с 2011 года до 2025 года с учетом выполненного прогноза (рисунок 6).
Исходя из вышеприведенных расчетов, объемы погрузки угля по станции к 2023 году возрастут до 633 вагонов в сутки, к 2025 году - до 727 вагонов в сутки, объемы погрузки угля по ООО «РУ» к 2023 году возрастут до 504 вагонов в сутки, к 2025 году - до 602 вагонов в сутки. Объемы погрузки угля по ОАО «ЮК» ТПТУ к 2023 году снизятся до 71 вагона в сутки, к 2025 году - до 68 вагонов в сутки, объемы погрузки угля по ОАО «ЮК» МПТУ к 2023 году снизятся до 59 вагонов в сутки, к 2025 году - до 58 вагонов в сутки. Данный спад по «ЮК» обусловлен фактическим снижением объемов погрузки с 2011 года.
2020 год 2021 год 2022 гад 2023 год 2024 год 2025 год
□ по станции 1000 «РУ» ПОДО «ЮК» ТПТУ 10Д0 «ЮК» МПТУ
Рисунок 5. Диаграмма прогноза среднесуточных объемов погрузки в среднем за год по станции в целом и по клиентам после сглаживания неравномерности по клиентам с 2020 до 2025 года (объединенная модель)
800 -
2011 2012 2С13 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
"ОДА
¡¡постанции 1000 <№ ИОАО«ЮЬШ ■(№)<№«
Рисунок 6. Общая динамика объемов погрузки с 2011 года до 2025 года с учетом выполненного
прогноза
Исходя из вышеприведенных расчетов, объемы погрузки угля по станции к 2023 году возрастут до 633 вагонов в сутки, к 2025 году - до 727 вагонов в сутки, объемы погрузки угля по ООО «РУ» к 2023 году возрастут до 504 вагонов в сутки, к 2025 году - до 602 вагонов в сутки. Объемы погрузки угля по ОАО «ЮК» ТПТУ к 2023 году снизятся до 71 вагона в сутки, к 2025 году - до 68 вагонов в сутки, объемы погрузки угля по ОАО «ЮК» МПТУ к 2023 году снизятся до 59 вагонов в сутки, к 2025 году - до 58 вагонов в сутки. Данный спад по «ЮК» обусловлен фактическим снижением объемов погрузки с 2011 года.
Стоит отметить, что в связи с увеличением поездопотока на восточные полигоны со станций З ж.д. [3] обмен поездов в ближайшей перспективе может к 2023 году возрасти с 22 пар поездов в сутки (2018 год) до 43 пар поездов в сутки, к 2025 году до 49 пар поездов в сутки, что подтверждено данными ОАО «Институт экономики и развития транспорта». Данный рост обусловлен необходимостью исключения «неустановленной кружности» поездов назначением на станции Восточного полигона через станцию И на станцию М3, сокращения сроков доставки грузов, времени оборота вагона, простоя вагона. Также это обусловлено перспективным ростом объема со станций Кузбасского региона в направления Восточного полигона, который также будет необходимо направлять через станцию М.
Кроме того, станция М является пятой железнодорожной станцией в рейтинге железной дороги по объему отправления грузов и является одной из станций наращивания погрузки угля в К регионе [4]. Положительная динамика роста объемов погрузки каменного угля сохраняется по настоящее время, при этом ожидаемые объемы погрузки к 2020-2023 гг. по основным углепогрузочным предприятиям АО «МПТУ» и АО «ТПТУ» станции М составят до 950 вагонов в сутки.
Таким образом, опираясь на данные выполненного прогнозирования объемов погрузки по станции М до 2025 года и данные о перспективных объемах погрузки, подтвержденные ОАО «Институт экономики и развития транспорта», можно сделать выводы о необходимости станции М беспрепятственно пропускать ожидаемые грузопотоки как от других станций, так и собственные формируемые потоки.
Список используемой литературы:
1. Гришкова Д.Ю., Бондаренко Е.М. Сервис на транспорте. Учебно-методические пособие по дисциплине «Сервис на транспорте» направления подготовки «Эксплуатация железных дорог». - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2016. - 45 с.
2. Евсейчев Ю.А., Королёва Д.Ю. Основы транспортного сервиса: Учебное пособие. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2005. - 151 с.
3. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года. - 174 с.
4. Стратегия социально-экономического развития Кемеровской области до 2035 года от 26.12.2018 г. № 122-ОЗ - 231 с.
