Модель взаимодействия железнодорожного и морского транспорта для повышения эффективности мультимодальных перевозок Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Проблематика транспортных систем

9

ket.ru/main/article/3423768/ (дата обращения 17.12.2013).

3. РосБизнесКонсалтинг: «Рынок транспортно-логистических услуг в 2011-2012 годах и прогноз до 2015 года» : аналитич. обзор. 7-е изд.

4. Экономические основы логистики : учеб. / Н. К. Моисеева. - Москва : ИНФРА-М, 2008. -528 с. - (Высш. образование).

5. Изменение модальности / О. Перепелица // РЖД-Партнёр. - 2013. - № 20. - С. 42-43.

УДК 656.078.12:519.876.5

Вл. А. Анисимов, М. В. Нечипорук

ФГБОУ ВПО ДВГУПС

МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО И МОРСКОГО ТРАНСПОРТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МУЛЬТИМОДАЛЬНЫХ ПЕРЕВОЗОК

В качестве объекта исследования выбран мультимодальный транспортный узел (МТУ). Предметом исследования является технология взаимодействия железнодорожного и морского видов транспорта в МТУ с учетом рационального использования мощности припортовых станций и портов. Целью работы является определение условия эффективного взаимодействия объектов МТУ. Для решения поставленных задач в работе рассмотрена теоретико-множественная модель МТУ и процессов, протекающих в узле. В результате сформулировано важное условие достижения поставленной цели - обеспечение резерва пропускной способности объектов узла, которое может быть достигнуто путем реализации организационно-технических и реконструктивных мероприятий.

мультимодальный транспортный узел (МТУ), теоретико-множественная модель объектов МТУ, припортовая станция, народнохозяйственный комплекс, эффективность взаимодействия объектов

МТУ

Введение

Народнохозяйственный комплекс страны (НХК) - основа развития государства и повышения качества жизни населения. Он включает в себя все фазы общественного воспроизводства - производство, распределение, обмен, потребление и накопление; все отрасли народного хозяйства как производственной, так и непроизводственной сферы; все региональные части экономики страны - экономические

районы и территориально-производственные комплексы.

Важнейшей составляющей народнохозяйственного комплекса является единая транспортная система (ЕТС), которая предназначена для удовлетворения спроса на перевозки НХК и населения. Значение ее исключительно велико. Без опережающего развития ЕТС не могут быть обеспечены рост общественного производства, требования обороноспособности страны, повышение эффективности использо-

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3

10

Проблематика транспортных систем

вания природных ресурсов, комплексное развитие внутренних и внешних экономических связей регионов.

Таким образом, ЕТС занимает особое место в НХК, формируя инфраструктуру народного хозяйства, обеспечивая перемещение грузов и пассажиров и оказывая огромное влияние на эффективность и комплексность развития производительных сил регионов страны.

1 Технология взаимодействия

железнодорожного и морского

видов транспорта в МТУ

ЕТС является мультимодальной транспортной сетью (МТС), так как включает в себя технические системы разных видов транспорта, которые, взаимодействуя, обеспечивают удовлетворение спроса на мультимодальные перевозки НХК и населения.

Важную роль в работе МТС играют мультимодальные транспортные узлы (МТУ), поскольку в них осуществляется взаимодействие разных видов транспорта, существенно влияющее на эффективность мультимодальных перевозок. Практика показывает, что почти 70 % общего времени доставки грузов приходится на их нахождение в транспортных узлах. В «Транспортной стратегии России на период до 2020 года» [1] определена необходимость создания единой сети национальных МТУ и организаций взаимодействия между ними при освоении внутренних и внешнеторговых грузопотоков.

Крупнейшими МТУ нашей страны являются Московский транспортный узел и МТУ Санкт-Петербурга. Здесь созданы мощное складское и терминальное хозяйства, работают известные компании - операторы мультимодальных перевозок грузов. Перспективные российские МТУ развиваются в Калининграде, Нижнем Новгороде, Самаре, Ростове-на-Дону, Новороссийске, Екатеринбурге, Новосибирске, Барнауле, Тюмени, Красноярске, Иркутске, Томске, Хабаровске, Владиво-

стоке, Ванино-Совгаваньском транспортнопромышленном узле.

Основываясь на системном представлении МТУ, которое дано в [2], под термином мультимодальный транспортный узел будем понимать техническую систему, объединяющую в себе технологически связанные между собой объекты разных видов транспорта, обеспечивающие перевозку грузов и пассажиров. Такой узел может объединять в себе железнодорожные станции, морские и речные порты, аэропорты, вокзалы, связывающие их рельсовые пути и автомобильные дороги, конечные и промежуточные объекты магистральных трубопроводов, муниципальные транспортные сети. Также в инфраструктуру МТУ входят складские комплексы и грузовые терминалы с центрами управления и распределения грузопотоков, объекты таможенного оформления грузов, транспортного страхования, организации, представляющие транспортноэкспедиторские и банковские услуги. МТУ по сути являются пунктами технического, организационно-технологического, информационного, экономического и правового взаимодействия различных видов транспорта и субъектов, участвующих в мультимодальных перевозках.

В МТУ выполняются следующие основные операции: передача транзитных грузовых и пассажирских потоков с одних направлений и видов транспорта на другие; совместное обслуживание промышленности и населения в данном узле различными видами транспорта; доставка грузов магистральным транспортом к погрузочно-разгрузочным устройствам грузовых станций и портов или подвоз груза с этих пунктов к магистральному транспорту; передача грузов с внешних видов транспорта на внутренний грузовой транспорт (или обратно) для доставки их потребителям; прием, отправление, сортировка, техническое обслуживание и снабжение подвижного состава [3].

Эффективность и надежность работы МТУ в значительной степени зависят от правильного соотношения мощностей объектов разных видов транспорта и их взаимодействия

2014/3

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных систем

[4]. В связи с этим развитие мультимодальных транспортных узлов, безусловно, должно быть комплексным.

2 Системное представление МТУ

устройства, на которых осуществляется экипировка и ремонт локомотивов и вагонов Ylg°k; устройства, обслуживающие пассажирское движение Ygdtss; специальные устройства Ygp0; множество связей между устройствами на железнодорожном транспорте HYgdt:

Рассмотрим системное представление МТУ в виде теоретико-множественной модели

Y

gdt

_ I Ygr Yhk

\ 1 gdt ’1 gdt

у pass у spec ttY , Ygdt , Ygdt , H gdt

(4)

mty _ (O, E, C,H), (1)

O _ (GDT, MGP, H0), (2)

где O - множество объектов системы; E - множество процессов и событий, происходящих в системе; C- множество целей, на достижение которых направлено функционирование и развитие МТУ; H - множество отношений между объектами системы, процессами, событиями и целями; GDT - объекты железнодорожного транспорта; MGP - объекты морского транспорта (морской грузовой порт); Ho - множество связей между объектами МТУ - железнодорожные пути.

2.1 Теоретико-множественная

модель объектов железнодорожного транспорта

Объекты железнодорожного транспорта, их функционирование и развитие представим в виде модели

GDT _ ( Ygd,, ТяЛ1, Egdt, Ggdt, Hgd,}, (3)

где Ygdt - множество железнодорожных устройств в МТУ; Tgdt - технологические процессы работы станций МТУ; Egdj - множество процессов и событий, влияющих на работу и техническое состояние объектов железнодорожного транспорта; Ggdt - множество грузопотоков; Hgdt - множество связей между объектами железнодорожного транспорта, процессами, событиями, грузопотоками.

Множество Ygdt включает в себя устройства, обслуживающие грузовое движение Ygt;

К устройствам, обслуживающим грузовое движение, относятся парки приема, отправ-

р

ления, сортировки Ygr ; горочные устройства механизированных (автоматизированных) и немеханизированных горок YG; вытяжные пути Y ; сортировочные и перегрузочные платформы и площадки Y ; грузовые дворы Y с путевым развитием, промывочные

PY

устройства Ygr

(5)

Множество Ygof объединяет устройства локомотивного YlL/D и вагонного хозяйства Yk!k ; пункты экипировки вагонов и локомотивов Y'0/ ; пути для ремонта вагонов YpR, ходовые пути локомотивов Y^/g

Ylok _ /yld yvd Ype Ypr Yhp\ (6)

1gdt -yiok ’1lok ’-‘-lok ’1lok ’1lok /• W

Для обслуживания в МТУ пассажирского движения используются приемоотправочные пути пассажирских поездов Ypass ; посадочные платформы с сооружениями для обслуживания пассажиров YpPaPssl ; туннели или пешеходные переходы для связи платформ с остановками городского транспорта YpTass

YgT _ Y

PP

pass

YPPi

pass

(7)

К множеству Ygsdptec относятся устройства энергоснабжения, связи и СЦБ.

Технологические процессы работы станций МТУ включают в себя графики обслуживания транспортного потока: пассажирских и

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3

12

Проблематика транспортных систем

пригородных поездов Tg,dt; транзитных грузовых поездов без изменения массы и длины ; частично перерабатываемых поездов Tgdt; поездов, принимаемых в расформирова-

ние Tgdt; поездов своего формирования Tg

5

dt

dt

ти = т\ , TL, т3, т\ , т5

dt dt dt dt dt

(8)

Множество процессов и событий, влияющих на работу и техническое состояние объектов железнодорожного транспорта GDT, и отношения между ними представим следующей совокупностью [1]:

Egdt =( EM, ET, Efdt, Egd,, Hgd), (9) где Egdt ={EhSd,Ehsd,E'Sgd,H'gd) - ™оже-

ство мероприятий по изменению мощности объектов GDT и поддержанию их постоянных устройств и сооружений в работоспособном состоянии: EPgd - множество мероприятий по развитию объектов GDT; E‘Mlgd - множество мероприятий по текущему содержанию и плановым ремонтам постоянных устройств и сооружений на объектах GDT; EMgd - множество организационно-технологических мероприятий на объектах GDT; Hgddt - множество технологических отношений между мероприятиями, устанавливающих их совместимость, обусловленность и последовательность

проведения во времени; EgOJt к = ^EOTKgd, EoxKgd, Hg°JK) - множество отказов в работе

объектов GDT: EOTKgd - множество технических отказов постоянных устройств, сооружений и подвижного состава; EOTKgd - множество организационно-технологических отказов в работе объектов; HgOJtK - множество отношений обусловленности между отказами; EgKdt - множество событий, связанных с при-родно-кли мати чес кими факторами, которые влияют на работу и техническое состояние объектов, постоянных устройств, сооружений

j-’Z

и подвижного состава; Egdt - множество задержек поездов на объектах GDT, вызванных техническими отказами постоянных устройств, сооружений и подвижного состава и организационно-технологическими отказами в работе объектов; HgEdt - множество отношений между процессами и событиями.

Множество грузопотоков представим двумя матрицами, столбцы которых соответствуют категориям поездов, строки - направлениям их движения

Ggd. = (Kd,, Qgd.), (10)

n\ =

gdt

Qgdt =

N i Ni2 n3 i N4 i Ni5,1

_ Ji i_Ji •_Ji •_Ji •_Ji

N) j N3 n3 i N4, N5

Jn Jn • Jn

n) i N 2 • N3 • N4 • n5 •

j1 _i Ji _i Ji _•

n) i n2 • n3 • N4 • n5 •

v Jn i Jn_ Jn_ Jn_ Jn • J

Q1 Q 2 Q3 Q 4 Q5 Л

Qi_ji Qi_ji Qi_ji Qi_ji Qi_Ji

Qi_ J Q2 ■ ^_Jn Q_ j Qt_j Q5 ■ ^_Jn

Q)i_i Q2 • ^Ji _• QJi_i Q4_i Q5 • ^Ji _•

Q)n_i Q2 • ^Jn_l J J Q5 • • ^Jn_l J

, (ii)

, (12)

где N1-j ,...,N-j - количество поездов соответствующих категорий, отправляемых с i-й станции МТУ на j1 направление; N1 _,..., N5 _i - количество поездов соответствующих категорий, принимаемых с j1 направления на i-ю станцию; категории поездов: 1 - пассажирские и пригородные; 2 - транзитные; 3 -транзитные с переработкой; 4 - принимаемые в расформирование; 5 - своего формирования;

Q)_h,...,Qf_jl и Qj_i^Qj_i - массы соответствующих поездов.

2014/3

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных систем

13

2.2 Теоретико-множественная модель объектов морского транспорта

Морской грузовой порт, его функционирование и развитие рассмотрим в виде следующей теоретико-множественной модели:

MGP___/Y T Е G H

' 1 mgp’1 mgp ’ mgp ’mgp ’ 1 mgp

(13)

где Ymgp - множество устройств морского порта, участвующих в погрузочно-разгрузочных работах; Tmg - технологические процессы обработки груза в порту; Emgp - множество процессов и событий, влияющих на работу и техническое состояние MGP; G - множество

7 mg

грузопотоков; Hmp - множество связей между устройствами порта, процессами, событиями, грузопотоками.

Устройства морского порта представим совокупностью

Y _ / y^ ysc ypr Hy

1 mgp К1 mgp ’1 mgp ’1 mgp ’ 1 mgp / ’

(14)

где Ymgp - погрузочно-разгрузочная техника;

sc &E dr

Ymgp - складской комплекс порта; Ymgp - при-

mgp

mgp

чалы порта; HmYgp - множество связей между устройствами морского порта.

Технологические процессы обработки груза включают в себя

гр ____ rpGRgt rpGRmt gypOgr n^gt rpmt \ /i

1 mgp \~ mgp ’1 mgp ’ ^ mgp ’1 mgp ’ ^ mgp ’ V1 /

GRmt

mgp

где TmGgRpgt - график подачи вагонов; TmG график подхода судов; S/Op - способы организации подачи и уборки вагонов и обработки груза; Tmggtp - технологические графики обработки подачи вагонов; Tmmgtp - технологические графики обработки судов.

Множество процессов и событий, влияющих на работу и техническое состояние морского грузового порта MGd, представим в виде совокупности

_ E.

м

Emgp _

7OTK UMF uZv

EMf eZv eZs hE \ (16)

’ mgp ’ ^mgp ’ ^mgp ’ 1 mgp ’ ^ '

ГT /1/1/1 I—I j

mgp mgp mgp mgp mgp mgp

- множе-

где EМ _ / Eр Ec Eот HM \

ство мероприятий по изменению мощности устройств и сооружений морского порта MGd и поддержанию их в работоспособном состоянии: ЕМ-jp - множество мероприятий по развитию порта; Е<Мтр - множество мероприятий по текущему содержанию и плановым ремонтам устройств и сооружений порта; ЕМтр -множество организационно-технологических мероприятий по улучшению работы морского порта; H^gg, - множество технологических отношений между мероприятиями, устанавливающих их совместимость, обусловленность и последовательность проведения во времени;

Emgp _\ЕОТКтр, ЕОТКтр, Hmgp / множество

отказов в работе морского порта: ЕОТКтр - множество технических отказов устройств и сооружений порта; Еотктр - множество организационно-технологических отказов в работе порта; H - множество отношений обусловленности между отказами; Emgp - множество событий, связанных с природно-климатическими факторами (ледостав, скорость ветра, туман и т. п.), влияющими на работу и техническое состояние устройств и сооружений порта и судов; Е^ и Emggp - множество задержек вагонов и судов в порту из-за отказов в работе морского порта и природно-климатических факторов; HmEgp - множество отношений между процессами и событиями.

Множество грузопотоков, обрабатываемых в порту, представим двумя матрицами, столбцы которых соответствуют вариантам перевалки груза, строки - направлениям их движения между припортовой станцией, причалами и складами:

G _(Nvp Qvp )

mgp mgp mgp

(17)

Nmvpgp _

N1 N2

S-pi S -S^!

N

«1- p1

N1 Nz N

s-pn s-scm scm -p„

N1 N2 N3

p1 - s sq -s p1 - sc1

N1 N2 N3

V pn-s scm -s pn -scm

, (18)

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3

14

f Q1 Q2 Q3 )

- pi Z-sS-SCi X-'SCi - pi

Qvp

■Z-smgp

Q1 Q2 Q3

-z^s - pr -z^s -sc„ z-ssc^ - p

Q1 Q2 Q3

x-spi -s ^sci -s X-'pi -

pi -sci

(i9)

Q1 Q2 Q3

^p„ - s ^~'scm -s ^pu -scm У

где ^-pi,...,^-p_

Ж1 Ж1 и Q1

’JVp, -s>'”>iy p„ -s *x Ыs-p

pi -s^,-’pn -s - ^-pi9-“9

Qs1-pn. Q^ -s..... Qpn -s - количество и масса подачи вагонов с припортовой станции на причалы и °браш°; Жs2-p1,...,Nl*. . Ж1-s.....Ж!-s

s-pn

pi-s’

pn

и Qs2-pi..... Ql-pn. ^ -s..... Qi -s - количество и масса подачи вагонов с припортовой станции на склады и обратно; Ж3 - p ..... Ж3 - p .

Ж3 Ж3 и О3 О3 Q3

p -sc pn -scm rl *Zsc, - p » • • • ’ i^sc,.. - V-’ -s'

pi- sci -^3

-sc1-pi -

- pn

-pi -sci'

....Qp -c - количество и масса грузовых еди-

^Pn icm А

ниц со складов на причалы и обратно.

2.3 Теоретико-множественная модель взаимодействия железнодорожного и морского транспорта

Исходя из вышеприведенных моделей функционирования и развития объектов МТУ. теоретико-множественная модель взаимодействия железнодорожного и морского транспорта может быть представлена в следующем виде:

T F G T

1 gdt ’ ^ gdt ’ 'Jgdt ’1 mgp ’

Fmgp . Gmgp . C . HF

где HF - множество отношений между процессами и событиями . происходящими в МТУ. грузопотоками и целями функционирования и развития МТУ.

При этом одним из основных условий эффективного взаимодействия объектов МТУ является следующее соотношение их мощностей. приведенное в [2]:

(20)

Проблематика транспортных систем r(SS) > г<А) > г(ps) > г<jgp) . (21)

где r(SS) - возможная пропускная способность сортировочной станции; Г</'1)- возможная пропускная способность участка (подхода); Г ^) - возможная пропускная способность припортовой станции; Г<ер) - суммарная пропускная способность грузового порта.

Выполнение условия (21) позволит предотвратить заполнение пропускной способности железнодорожных подходов к узлу выше критического уровня и обеспечить их бесперебойную работу в случае отказов в работе МТУ и задержек судов по прибытию в порт.

Заключение

В исследовании представлена теоретикомножественная модель МТУ и процессов. протекающих в узле. Результаты исследования являются основой для разработки методики моделирования взаимодействия железнодорожного и морского транспорта с целью повышения эффективности мультимодальных перевозок. которая оценивается с помощью сбалансированной системы показателей [5]. При этом важным условием достижения поставленной цели функционирования и развития МТУ является обеспечение резерва пропускной способности объектов узла. который может быть достигнут путем реализации организационно-технических и реконструктивных мероприятий.

Библиографический список

1. Транспортная стратегия России на период до 2020 года. - URL : http://www.mintrans.ru/up-load/iblock/f0d/trans_strat_08_12_2004.pdf (дата обращения 12.05.2014).

2. Методологические основы проектирования этапного развития облика и мощности мультимодальной транспортной сети : моногр. / С. М. Гон-чарук [и др.]. - Хабаровск : Изд-во ДВГУПС. 2012. - 227 с. : ил.

2014/3

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных систем

15

3. Основы взаимодействия железных дорог с другими видами транспорта / В. В. Повороженко [и др.]. - Москва : Транспорт, 1972. - 304 с.

4. Методологические основы теории проектирования изменения мощности региональной сети железных дорог : моногр. / В. С. Шварцфельд, В. А. Анисимов, Вл. А. Анисимов и др. - Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2005. - 362 с.

5. Сбалансированная система показателей функционирования и развития мультимодального транспортного узла / М. В. Нечипорук, Вл. А. Анисимов // Сб. трудов Х юбилейной междунар. науч.-практич. конф. студентов и молодых ученых «Trans-Mech-Art-Chem». - Москва : Изд-во МИИТ, 2014. -398 с.

УДК 656.21 2.9

Е. И. Гарлицкий

ФГБОУ ВПО ДВГУПС

КРИТЕРИЙ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ ОЧЕРЕДНОСТИ ОБСЛУЖИВАНИЯ ГРУЗОВЫХ ФРОНТОВ

В качестве объекта исследования выбрано взаимодействие промышленного и магистрального железнодорожного транспорта, предметом исследования является управление маневровым обслуживанием железнодорожных путей необщего пользования (ПНП) - система маневрового обслуживания ПНП. Целью работы является корректировка критерия выбора оптимальной очередности обслуживания грузовых фронтов с учетом финансово-правовых рисков. Для решения поставленных в работе задач использовалась теория агрегативных систем. В результате сформирован критерий выбора очередности обслуживания грузовых фронтов, позволяющий производить маневровое обслуживание путей необщего пользования с минимальными эксплуатационными расходами.

пути необщего пользования, станция примыкания, взаимодействие, финансово-правовые риски, критерий выбора, оптимальная очередность.

Введение

Промышленный железнодорожный транспорт технологически связан с магистральным транспортом и обеспечивает регулярное обслуживание производственных цехов предприятий. На ПНП загружается около 97 % и выгружается более 85 % всех грузов, перевозимых магистральным транспортом страны.

Одной из самых массовых задач на железнодорожном транспорте является прикладная задача определения оптимальной очередности обслуживания грузовых фронтов, в частности, в системе «станция примыкания - пути необщего пользования».

Сейчас встал вопрос об учете экономических рисков с целью повышения эффективности работы [1], повышаются эксплуатационные затраты на транспортно-технологический процесс, особенно в начально-конечных операциях. Как следствие, увеличивается удельная транспортная составляющая в конечной цене продукции, снижая ее конкурентоспособность, требуется учитывать затраты по оплате за нарушение договорных условий. Поэтому в качестве критерия оптимальности необходимо принимать не только простой местного вагона на станции, но и возможные финансово-правовые риски при организации маневрового обслуживания ПНП.

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3