CC BY
30Б01 10.52170/1815-9265_2021_58_50 УДК 625.1.03
Н. И. Карпущенко, Р. А. Комардинкин, Е. М. Река
Оценка стоимости жизненного цикла стрелочных переводов на железобетонном основании для особо грузонапряженных участков
Поступила 05.07.2021
Рецензирование 19.07.2021 Принята к печати 30.07.2021
Целью настоящего исследования является оценка экономической эффективности стрелочных переводов на железобетонном основании в сложных условиях эксплуатации с представлением модели их жизненного цикла и определением расходов на текущее содержание и ремонтные работы.
В статье проанализированы отказы стрелочных переводов (СП) проектов 2750 и 2768, а также расходы на их устранение, которые складываются из затрат, связанных со снижением скорости движения поездов по СП, и расходов, возникающих в связи с закрытием движения поездов из-за «окон» по двум эксплуатационным направлениям: Омск - Новосибирск, Входная - Среднесибирская. Анализ данных показал, что 90 % затрат, связанных с устранением отказов СП, возникают из-за выдачи предупреждений об ограничении скорости движения и лишь 10 % затрат - из-за технологических «окон».
Выполнен расчет стоимости текущего содержания СП проектов 2750 и 2768 для четырех вариантов (1-й вариант: Омск - Новосибирск, 1-й путь; 2-й вариант: Омск - Новосибирск, 2-й путь; 3-й вариант: Входная - Среднесибирская, 1-й путь; 4-й вариант: Входная - Среднесибирская, 2-й путь), включающий в себя определение расходов на оплату труда работников, занятых текущим содержанием одного СП, а также расходы на одиночную смену дефектных элементов стрелочного перевода в течение одного года. В результате расчета было выявлено, что наибольшая стоимость текущего содержания, относящаяся к одному СП, приходится на 1-й путь направления Входная - Среднесибирская.
Обоснована модель, элементы затрат и определена стоимость жизненного цикла СП проектов 2768 и 2750 от их укпадки до утилизации. Произведено сравнение четырех вариантов стоимости жизненного цикла СП на опытных участках пути. В ходе анализа среднегодовой суммарной стоимости жизненного цикла СП был сделан вывод, что наибольшую стоимость жизненного цикла имеет 3-й вариант в связи с передержкой в эксплуатации и отсутствием работ по сплошной смене металлических частей. Оптимальная продолжительность жизненного цикла СП проектов 2750, 2768 находится в диапазоне наработки 1 000-1 200 млн т брутто при обязательной смене металлических частей СП после достижения 0,6 наработки нормативного тоннажа.
Ключевые слова: стрелочные переводы, жизненный цикл, стоимость отказов, экономическая эффективность, текущее содержание.
Общие положения
Жизненный цикл объекта - это деятельность, возникающая в период времени, который начинается с этапа создания концепции объекта и заканчивается его утилизацией [1]. Стоимость жизненного цикла - суммарная стоимость затрат на создание и техническое обслуживание объекта за весь его жизненный цикл. Расчет стоимости жизненного цикла - экономический анализ для оценки полной стоимости объекта. Главная цель расчета стоимости жизненного цикла состоит в том, чтобы обеспечить входные данные для принятия экономически эффективных решений в области инвестиций, реновации и технического обслуживания объекта [2, 3].
Стоимость жизненного цикла оптимизирована, когда возрастающее увеличение стоимости сооружения (реновации) из-за повышенной безотказности равно возрастающей
экономии от материально-технического обеспечения, которая соответствует самой низкой стоимости системы [4, 5].
Задачей текущего содержания стрелочных переводов (СП) является предупреждение возникновения расстройств параметров рельсовой колеи и накопления повреждений элементов СП, своевременное устранение всех возникающих расстройств и неисправностей, если расстройства по объему не требуют проведения ремонтных работ.
Основной задачей осмотров и проверок СП является определение соответствия фактического технического состояния их элементов требованиям, которые установлены нормативными документами. Нормы износа и выкрашивания служат основанием для назначения ремонта, смены частей СП или ограничения скорости движения.
Выполнен расчет стоимости жизненного цикла вариантов конструкций СП для особо грузонапряженных участков Транссибирской магистрали Омск - Новосибирск (1-й и 2-й путь) и Входная - Среднесибирская Среднесибирского хода (1-й и 2-й путь) с тяжеловесным движением и повышенными осевыми нагрузками. Рассмотрены СП проекта 2750 на участке Омск - Новосибирск и проекта 2768 на участке Входная - Среднесибирская.
Эксплуатационная и техническая характеристика участка Омск - Новосибирск и стрелочного перевода проекта 2750
Участок Омск - Новосибирск двухпутный, высокогрузонапряженный, со смешанным, преимущественно грузовым движением. По данным ЕК АСУИ, скорости пассажирских и грузовых поездов в среднем составляют 120и 80 км/ч соответственно. Средние осевые нагрузки подвижного состава по 1-му пути составляют 190 кН, по 2-му - 127 кН.
На участке обращаются 68 пар грузовых поездов в сутки, а также 28-29 пассажирских и 217 пригородных поездов в сутки. Участок электрифицированный, на постоянном токе. Тяговое обслуживание грузовых поездов осуществляется электровозами серий 2ЭС6 и ВЛ10, пассажирских поездов - серий ЭП2К, 4С2.
На участке в 2003-2019 гг. производилась реконструкция главных путей с укладкой СП проекта 2750 на железобетонном основании.
Стрелочный перевод проекта ПКТБ ЦП 2750, тип Р65, марка 1/11. Применяется на главных путях железнодорожных линий со смешанным грузопассажирским движением поездов.
Особенности конструкции СП:
- раздельное скрепление;
- упругие прутковые клеммы, подкладки с ребордами;
- последующая сварка рельсовых стыков в пути;
- гибкий остряк с приварным рельсовым окончанием;
- сварная конструкция крестовины;
- контррельс из уголка, прикрепляемого к брусьям.
Максимальная скорость движения пассажирских поездов по прямому пути - 140 км/ч, по боковому - 50 км/ч.
Нормативный ресурс до снятия стрелки -320 млн т брутто, крестовины - 80 млн т
брутто (неупрочненная), 90 млн т брутто (упрочненная взрывом).
По состоянию на 01.01.2021 на этом участке содержится 270 комплектов СП проекта 2750. В настоящее время производится капитальный ремонт с укладкой модернизированной версии СП проекта 2750.
Эксплуатационная и техническая характеристика участка Входная - Среднесибирская и стрелочного перевода проекта 2768
Участок Входная - Среднесибирская двухпутный, высокогрузонапряженный, с преимущественно грузовым движением. Скорости пассажирских и грузовых поездов составляют 120 и 80 км/ч соответственно.
Средние осевые нагрузки подвижного состава по 1-му пути составляют 218 кН, по второму - 76 кН. На участке обращаются 70-78 пар грузовых поездов в сутки, 1-3 пассажирских и 1-3 пригородных поездов в сутки. Тяга грузовых поездов обеспечивается электровозами серии ВЛ80С, пассажирских - серии ЭП1.
На участке в 2003-2019 гг. производилась реконструкция главных путей с укладкой стрелочных переводов проекта 2768.
Стрелочный перевод проекта 2768, обыкновенный, тип Р65, марка 1/11 (рис. 1).
Применяется на главных путях железнодорожных линий с преимущественно грузовым движением поездов [6, 7].
Особенности конструкции СП:
- поворотный остряк с вкладышно-накла-дочным креплением корня;
- крестовина на подкладках, с литым сердечником и рельсовыми усовиками;
- контррельс из уголка, прикрепляемого к железобетонным брусьям.
Максимальная скорость движения пассажирских поездов по прямому пути - 140 км/ч, по боковому пути - 50 км/ч. Нормативный ресурс до снятия стрелки - 320 млн т брутто, крестовины - 75 млн т брутто.
По состоянию на 01.01.2021 на этом участке содержится 196 комплектов таких СП.
Стоимость текущего содержания стрелочного перевода определяется по формуле [8]
ст,(0=соп(0+срм(0 + смех(0, (1)
где Соп(0 - расходы на зарплату, отчисления и спецодежду монтеров пути, занятых на теку-
Рис. 1. Стрелочный перевод типа Р65
щем содержании СП, тыс. р.; СрМ(0 - затраты на дефектные элементы СП, тыс. р.; Смех(0 -расходы, связанные с эксплуатацией машин и механизмов, тыс. р.
Расходы Соп(0 определяются как Соп(/) = Т + П + Кр + ОСН + Н + С, (2)
где Т - годовой тариф на оплату труда монтеров пути 3-го разряда, р./год; П - премия к окладу, р./год; Кр - районный коэффициент, р./год; ОСН - отчисления на социальные нужды, р.; Н- накладные расходы, р.; С - стоимость спецодежды, р.
Годовой тариф на оплату труда монтеров пути 3-го разряда составляет:
Тариф = трудозатраты х часовая тарифная ставка. (3)
Численность монтеров пути, занятых на текущем содержании одного СП на главных путях, определяется по формуле
(4)
Ч = Ч К
стр.гл стр.гл! ср'
где ¥стр.ГЛ1 - списочная численность монтеров пути, обслуживающих СП на железобетонных брусьях; Кср - средневзвешенный поправочный коэффициент.
Значение Ч^р.гл! равно:
Ч =
стр.гл 1
59,778Т>£2201 • 34,009Гг°'2292 130,7
(5)
марки 1/11 на железобетонных брусьях
где Гргл - средневзвешенная грузонапряженность за прошлый год, млн т-км брутто / км в год; Ггл - средневзвешенная скорость по участку, км/ч; КСТр.пр.т г - коэффициент, учитывающий пропущенный тоннаж.
Величина КСТр.пр.т г определяется по формуле
К . =0,34531п (ПРТ ) -0,714, (6)
стр.пр.т1 ' ^ ГЛ^'' V/
где ПРТШ - средневзвешенный наработанный тоннаж, млн т брутто.
Для других конструктивн^1х особенностей и эксплуатационных условий средневзвешенный поправочный коэффициент определяется как
Кср =1 +1 (Кг - 1,0), (7)
где Кг - поправочный коэффициент, учитывающий конструктивные особенности и эксплуатационные условия.
Расчет ведется для одного СП на главном пути. Рассматриваются СП проектов 2750 и 2768 на четырех вариантах (1-й вариант: Омск -Новосибирск, 1-й путь; 2-й вариант: Омск - Новосибирск, 2-й путь; 3-й вариант: Входная -Среднесибирская, 1-й путь; 4-й вариант: Входная - Среднесибирская, 2-й путь) опытных участков (табл. 1).
Результаты расчета затрат на текущее содержание СП за период жизненного цикла представлены в табл. 2 [8].
Таблица 2
Расчет затрат на текущее содержание одного стрелочного перевода (1-й участок)
в течение жизненного цикла
Таблица 1
Характеристика опытных участков
Участок Пропущенный тоннаж, млн тбрутто Скорость, км/ч ^стр.гл1 ^*стр.прт1 ^стр.гл
Омск - Новосибирск, 1 -й путь 1 100 102 0,152 1,704 1,69 0,258
Омск - Новосибирск, 2-й путь 1 150 97 0,138 1,720 1,69 0,234
Входная - Среднесибирская, 1 -й путь 1 350 96 0,161 1,775 1,69 0,272
Входная - Среднесибирская, 2-й путь 700 95 0,107 1,548 1,69 0,181
Компонент расчета Количество лет жизненного цикла
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031
Тоннаж, млн т брутто 57,5 172,5 287,5 402,5 517,5 632,5 747,5 862,5 977,5 1 092,5 1 100
Затраты труда, чел.-год 0,05 0,11 0,15 0,19 0,21 0,23 0,24 0,24 0,25 0,26 0,26
Затраты труда, чел.-ч 99,1 219,6 297,6 375,7 417,6 451,0 468,2 482,9 495,8 507,2 507,9
Годовой тариф, тыс. р. 8,9 19,6 26,6 33,6 37,3 40,3 41,9 43,2 44,3 45,3 45,4
Премия к окладу, тыс. р. 9,7 21,6 29,3 37,0 41,1 44,4 46,0 47,5 48,8 49,9 50,0
Районный коэффициент, тыс. р. 4,3 9,5 12,9 16,2 18,0 19,5 20,2 20,9 21,4 21,9 21,9
Фонд оплаты труда, тыс. р. 22,9 50,7 68,7 86,8 96,4 104,1 108,1 111,5 114,5 117,1 117,3
Отчисления на социальные нужды, тыс. р. 7,0 15,4 20,9 26,4 29,3 31,7 32,9 33,9 34,8 35,6 35,7
Накладные расходы, тыс. р. 29,3 65,0 88,0 111,2 123,5 133,4 138,5 142,9 146,7 150,1 150,3
Спецодежда, тыс. р. 0,5 1,1 1,5 1,9 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,5 2,5
Итого денежных затрат, тыс. р. 59,6 132,2 179,1 226,2 251,4 271,5 281,8 290,7 298,4 305,3 305,7
Полная величина затрат на текущее содержание СП определена для четырех вариантов (участков). Наибольшая стоимость текущего содержания одного СП имеет место на 1-м пути участка Входная - Среднесибирская. Расходы на одиночную смену дефектных элементов СП за год определены по статистическим данным Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры и представлены по четырем вариантам.
Стоимость затрат на ликвидацию отказов стрелочных переводов
На СП, расположенных на главных и при-емо-отправочных путях, допускаемый износ рамных рельсов, остряков и крестовин СП, в зависимости от установленных скоростей движения, приведен в Классификаторе дефектов и повреждений элементов стрелочных переводов [9, 10]. Указанные нормы износа должны служить основанием для назначения ремонта, смены металлических частей СП или ограничения скорости движения.
Вертикальный износ сердечника сборных и цельнолитых крестовин измеряется в середине
поверхности его катания, в том сечении, где ширина сердечника на уровне измерения равна 40 мм (рис. 2).
При величине вертикального износа рамного рельса или сердечника крестовины более 10 мм до 15 мм устанавливается скорость движения поездов, равная 25 км/ч, при износе более 15 мм движение закрывается.
Взаимное положение остряка и рамного рельса контролируется универсальным шаблоном модели 00316 или шаблоном КОР (контроль остряка и рамного рельса). Измерение производится в двух контрольных точках: в острие остряка и на расстоянии 200 мм для обыкновенных стрелок марок 1/11 и 1/9 с установкой шаблона КОР, как показано на рис. 3.
При наличии зазора между наклонной гранью шаблона и головкой рамного рельса должны быть приняты незамедлительные меры по его ликвидации за счет устранения отступлений по прилеганию остряка к рамному рельсу и подушкам башмаков или исправления профиля остряка шлифовкой. Если указанные меры не обеспечивают ликвидацию зазора, должна быть про-
а)
б)
Рис. 2. Измерение вертикального износа х сердечника цельнолитой (а) и сборной (б) крестовины, мм
Рис. 3. Проверка универсальным шаблоном модели 00316 и шаблоном КОР взаимного положения
остряков и рамных рельсов
изведена замена ремкомплекта. До замены рем-комплекта СП закрывается для движения поездов в обратном направлении.
Затраты, связанные с устранением отказов элементов СП Сот(0, включают расходы на разгон и замедление поездов из-за снижения скоростей движения Сс с и стоимости простоя поездов во время «окна» С0 [9, 10]:
сот(0 = са0 + Са. (8)
Затраты, вызванные снижением скоростей движения поездов из-за предупреждений, определяем по формуле
С0, =1 + Ы (9) где «пр - число поездов, проследовавших по участку за время действия предупреждения, шт.; 61 - расходы, связанные с энергетическими потерями одного поезда (из-за торможения и разгона) при изменении скорости Ух, ограничении до упр, р.; 62 - расходы, связанные с потерей времени из-за задержки одного поезда, р.
Число задержанных поездов «пр находится по формуле
чение суток; гпр - длительность действия предупреждения, ч.
Стоимость простоя поездов из-за «окна»
С0 = «по Г0 си, (11)
где «п о - число задержанных поездов за время «окна», шт; г0 - длительность простоя поезда из-за «окна», ч; Сп.ч - стоимость поездо-часа простоя, р.
Значение ^п.о равно
N г
_ тах о
24
(12)
% =
N г
тах пр
24 :
(10)
где ^ах - максимальное количество пассажирских и грузовых поездов, прошедших в те-
Пример расчета расходов из-за снижения скоростей движения поездов на СП проекта 2750 по предупреждениям на участке Омск - Новосибирск, на 1-м пути, за 2020 г. приведен в табл. 3.
Модель стоимости жизненного цикла стрелочного перевода
Жизненный цикл СП начинается с капитального ремонта А"сп, затем осуществляется его эксплуатация с техническим обслуживанием, включающим текущее содержание, сплошную смену металлических частей См, планово-предупредительную выправку В, утилизацию старогодных элементов стрелочного перевода Усп (рис. 4).
Также с определенной периодичностью проводится шлифовка и, в зависимости от со-
стояния крестовин, ремкомплектов, их сплошная смена. По окончанию жизненного цикла выполняется утилизация дефектных элементов, имеющая возвратную стоимость. Затем прово-
дится следующий капитальный ремонт, что является началом жизненного цикла вновь уложенного СП (рис. 5).
Таблица 3
Расходы от снижения скоростей движения поездов на стрелочных переводах проекта 2750 по предупреждениям на участке Омск - Новосибирск, на 1-м пути, за 2020 год
Пассажирские поезда Грузовые поезда
Ограничен- Диспетчерские съезды Ответвления на боковой путь Диспетчерские съезды Ответвления на боковой путь
ная ско- Число за- Расходы Число за- Расходы от Число за- Расходы от Число за- Расходы от
рость, км/ч держанных от сниже- держанных снижения держанных снижения держанных снижения
поездов, ния скоро- поездов, скорости, поездов, скорости, поездов, скорости,
шт. сти, тыс. р. шт. тыс. р. шт. тыс. р. шт. тыс. р.
15 0,06 0,15 1,43 3,35 0,14 0,94 3,25 21,20
25 2,17 4,50 0,19 0,39 4,91 28,64 0,42 2,47
40 3,40 6,24 6,34 11,63 7,71 36,48 14,37 67,95
50 0,02 0,03 0,02 0,03 0,04 0,17 0,05 0,18
60 3,14 4,77 7,55 11,45 7,13 19,56 17,12 46,98
70 0,07 0,09 - - 0,16 0,23 - -
80 2,94 3,31 3,11 3,51 6,65 0,39 7,06 0,41
100 - - 0,59 0,38 - - 1,33 0,04
Итого - 19,10 - 30,76 - 86,41 - 139,24
Примечание. Расчеты выполнены для одного СП.
Рис. 4. Модель стоимости жизненного цикла СП на железобетонных брусьях
14000 12000 10000 о 8000 ^ 6000 Й 4000 Й 2000 0
Л4 ^ ¿V3 ^ ^ Л* Л4 ^ Л* Л*
Годы жизненного цикла -1 вариант в ~ 2 вариант — • • 3 вариант .........4 вариант
об
т, >* а? V» пЧ О* 12Й 1Н т
* \ 1 а1
А в ар иг дг с
Рис. 5. Суммарные затраты по годам в течение жизненного цикла СП нарастающим итогом по вариантам
(с учетом ставки дисконтирования)
Методика оценки стоимости жизненного цикла стрелочного перевода
Для оценки стоимости жизненного цикла СП необходимо разбить ее на составляющие элементы затрат. Примем следующую стоимостную модель СП:
1
СЖЦ = - Ксп + - X (Стс(0+Ср(0 + Cam(t)) -n n 1=1
-1 C^t) n
■ min,
(13)
л(0 < p,
где СЖЦ - среднегодовая стоимость жизненного цикла одного СП, р.; Ä"cn - стоимость капитального ремонта, р.; Стс(0 - стоимость текущего содержания в год t, р.; Cv(t) - стоимость реконструкции, р.; Сотк(0 - стоимость ликвидации отказов в год t, р.; CyT(t) - стоимость утилизации объекта (в конце срока службы), р.; п - продолжительность жизненного цикла, лет; ^(t) - функция отказов (показатель надежности); P - требуемый уровень надежности.
Сумму затрат на капитальный ремонт Ксп и приведенных эксплуатационных расходов (при учете отдаления последних во времени
коэффициентом ^ =
лить выражением
(1 + d)'
CT.c(t)
■) можно опреде-
СЖЦ=Ксп + + Е
Cv(t)
(1+d)' 1-1 (1+<
- +
(14)
% (1+о)1 % (1+а)"
где СЖЦ - суммарная стоимость жизненного цикла одного СП за весь срок службы, р.; а-ставка дисконтирования; г - год осуществления расходов.
Результаты расчета стоимости жизненного цикла стрелочных переводов
Расчет стоимости жизненного цикла вариантов СП на железобетонных брусьях выполнен для особо грузонапряженных участков Транссибирской магистрали: Омск - Новосибирск (1-й и 2-й путь), на которых уложены СП проекта 2750, и Входная - Среднесибирская (1-й и 2-й путь) с тяжеловесным движением и повышенными осевыми нагрузками. Здесь уложены СП проекта 2768 (табл. 4).
Результаты расчета стоимости жизненного цикла СП нарастающим итогом по двум вариантам (участок Омск - Новосибирск, 1-й путь
Таблица 4
Характеристика участков для расчета стоимости жизненного цикла
1
Участок Пропущенный тоннаж, млн тбрутто Срок службы, лет Средняя осевая нагрузка, кН Средневзвешенная скорость, км/ч
Омск - Новосибирск, 1 -й путь 1 100 10,5 190 102
Омск - Новосибирск, 2-й путь 1 150 15,0 127 97
Входная - Среднесибирская, 1 -й путь 1 350 10,0 218 96
Входная - Среднесибирская, 2-й путь 700 17,0 76 95
Таблица 5
Расчет стоимости жизненного цикла
Компонент расчета Количество лет Всего
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031
Омск — Новосибирск, 1-й путь
Восстановительные работы, тыс. р. 3 000 - - - - - 2 209 - - - -130 5 079
Текущее содержание, тыс. р. 377,6 461,1 515,3 569,7 602,2 629,6 647,2 663,4 678,5 692,7 693,6 6 530,9
Отказы, тыс. р. 149,78 299,56 299,56 299,56 299,56 299,56 299,56 299,56 299,56 299,56 149,78 2 995,6
Итого, тыс. р. 3 527,40 760,66 814,86 869,26 901,76 929,16 3 155,76 962,96 978,06 992,26 713,38 14 605,5
Коэффициент дисконтирования (о? = 10 %) 1,0000 0,9091 0,8264 0,7513 0,6830 0,6209 0,5645 0,5132 0,4665 0,4241 0,3855 -
Всего 3 527,38 691,52 673,4 653,07 615,90 576,91 1 781,43 494,19 456,26 420,81 275,01 10 165,90
Окончание табл. 5
Компонент расчета Количество лет Всего
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031
Входная — Среднесибирская, 1-й путь
Восстановительные работы, тыс. р. 3 000 - - - - - - - - - -130 2 870
Текущее содержание, тыс. р. 368,5 479,2 529,9 570,2 604,3 633,1 651,8 668,9 684,9 700,0 708,4 6 599,2
Отказы, тыс. р. 442,40 884,80 884,80 884,80 884,80 884,80 884,80 884,80 884,80 884,80 442,40 8 848,00
Итого, тыс. р. 3 810,9 1 364,0 1 414,7 1 455 1 489,1 1 517,9 1 536,6 1 553,7 1 569,7 1 584,8 1 020,8 18 317,2
Коэффициент дисконтирования (й = 10 %) 1,0000 0,9091 0,8264 0,7513 0,6830 0,6209 0,5645 0,5132 0,4665 0,4241 0,3855 -
Всего 3 810,90 1 240,01 1 169,11 1 093,14 1 017,06 942,46 867,41 797,36 732,27 672,11 393,52 12 735,40
и Входная - Среднесибирская, 1-й путь) приведены в табл. 5, по четырем вариантам с учетом дисконтирования - на рис. 5.
Наибольшие суммарные затраты получились по 3-му варианту (участок Входная - Среднесибирская, 1-й путь), имеющему наибольшие осевые нагрузки и грузонапряженность (см. табл. 5), а наименьшая стоимость жизненного цикла оказалась по четвертому варианту (участок Входная - Среднесибирская, 2-й путь), где осевые нагрузки и грузонапряженность наименьшие.
По формулам (13), (14) вычисляется среднегодовая стоимость жизненного цикла СП и его стоимость за полный срок службы с уче-
том ставки дисконтирования й = 10 %. Далее приводится расчет для первого участка: 5 079 + 6 530,9 + 2 995,6
СЖЦ =-
10
=1 460,55 тыс. р.
Результаты расчета СЖЦ для остальных участков приведены в табл. бина рис. 6.
Выводы
Анализ результатов расчета стоимости жизненного цикла СП по вариантам (см. рис. 6) показал, что затраты на восстановительные работы (ремонты СП) по 3-му и 4-му вариантам в 1,8 раз меньше, чем по 1-му и 2-му вариан-
Таблица 6
Результаты расчета стоимости жизненного цикла по вариантам
Продолжительность жизненного цикла, лет Фактический тоннаж перед ремонтом, млн т СЖЦ, тыс. р.
без учета дисконтирования с учетом дисконтирования
суммарная среднегодовая суммарная среднегодовая
10 1 100 14 605,5 14 60,55 10 165,90 1 016,59
15 1 150 15 175,4 1 011,69 9 016,09 601,07
10 1 350 18 317,2 1 831,72 12 735,35 1 273,54
17 700 10 265,8 603,87 6 399,88 376,46
,2000
3 1500
н
л
§ 1000
к о н О
500
I
Без учета дисконтирования С учетом дисконтирования □ - 1 вариант И - 2 вариант ■ - 3 вариант □ - 4 вариант
0
Рис. 6. Среднегодовая стоимость жизненного цикла одного СП по четырем вариантам
Л О
3 н л н о о
К о н О
10000 8000 6000 4000 2000 0
Восстановительные Текущее содержание
Отказы
работы
Вид затрат
□ - 1 вариант □ - 2 вариант ■ - 3 вариант □ - 4 вариант
Рис. 7. Затраты на техническое обслуживание и ремонты стрелочного перевода по четырем вариантам
за период жизненного цикла
там. Поскольку на участке Входная - Среднесибирская на 1-м и 2-м пути не производилась сплошная замена металлических частей СП, затраты на ликвидацию отказов СП по 3-му варианту увеличились в 3 раза по сравнению с 1-м вариантом (рис. 7).
Суммарные затраты на текущее содержание СП по 2-му варианту оказались на 13 % больше, чем по 1-му варианту. Связано это с большим сроком службы СП (в 1,5 раза по сравнению с 1-м вариантом).
Анализ среднегодовой суммарной стоимости жизненного цикла СП (см. рис. 6) показал, что наибольшую СЖЦимеет 3-й вариант (участок Входная - Среднесибирская, 1-й путь) из-за больших расходов на устранение отказов элементов СП, возникающих вследствие передержки СП проекта 2768 в эксплуатации до наработки 1 350 млн т брутто и отсутствия ра-
бот по смене металлических частей СП в середине жизненного цикла.
Расчеты, основанные на эксплуатационных данных, показали, что наибольший эффект по снижению среднегодовой стоимости жизненного цикла СП достигается увеличением продолжительности его эксплуатации за счет сплошной смены металлических частей, сопровождаемой выправкой СП. При этом продолжительность жизненного цикла СП возрастает практически вдвое.
Подводя итоги результатов исследования, отметим, что оптимальная продолжительность жизненного цикла стрелочных переводов проектов 2750 и 2768 находится в диапазоне наработки 1 000-1 200 млн т брутто в зависимости от величины средней осевой нагрузки подвижного состава при обязательной смене металлических частей СП после 0,6 от наработки нормативного тоннажа.
Библиографический список
1. Гапанович В. А На основе оптимизации стоимости жизненного цикла // Железнодорожный транспорт. 2013. №6. С. 26-34.
2. Мурашов А. Е., Иванова Н. Г., Ставрова Е. К. Стоимость жизненного цикла (СЖЦ) как основа для определения цены технических средств железнодорожного транспорта II Техника железных дорог. 2010. № 1 (9). С. 19-24.
3. Егоров М. А Основные подходы к определению стоимости жизненного цикла стрелочных переводов II Сб. науч. тр. Ростов, гос. ун-та путей сообщения. Ростов н/Д : РГУПС, 2016. Вып. 3 (36). С. 46-51.
4. Королев В. В. Цифровой двойник стрелочного перевода II Путь и путевое хозяйство. 2021. № 1. С. 6-8.
5. Вопросы проектирования технических средств инфраструктуры железных дорог / Б. Э. Глюзберг, Н. В. Зверкова, В. В. Королев, И. В. Шишкина //Путь и путевое хозяйство. 2018. № 2. С. 6-8.
6. Егоров М. А, Ермаков В. М. Обоснование принятия инновационных технических решений на стрелочных переводах II Путь и путевое хозяйство. 2017. № 1. С. 10-14.
7. Об оптимизации системы контроля параметров стрелочных переводов / М. А. Егоров, В. М. Ермаков, Е. В. Ермаков, Т. В. Суворов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2016. №4. С. 20-22.
8. Карпущенко Н. И., Манаков А. Л., Труханов П. С. Оптимизация параметров жизненного цикла верхнего строения железнодорожного пути в сложных эксплуатационных условиях. Новосибирск : Наука, 2020. 148 с.
9. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 14.11.2016№ 2288р. : в ред. от 29.01.2020№ 1415р. М.,2016. 286 с.
10. Классификатор дефектов и повреждений элементов стрелочных переводов : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 16.08.2012 № 1653р. М., 2012. 35 с.
N. I. Karpushchenko, R. A. Komardinkin, E. M. Reka
Assessment of the Turnout Life Cycle Cost on a Reinforced Concrete Base for Particularly Stressed Areas
Abstract. The purpose of this study is to assess the economic efficiency of switches on a reinforced concrete base in difficult operating conditions with a substantiation of their life cycle model with identification of maintenance costs and an algorithm for calculating the cost.
The article analyzes the project turnout's failures 2750 and 2768 and the costs of their elimination, which consist of the costs associated with reducing the speed of trains along the turnouts, and costs arising in connection with the closure of train traffic due to "windows", in two operational directions: Omsk - Novosibirsk, Vhodnaya - Srednesibirskaya. Analysis of the data showed that 90 % of the costs associated with eliminating switch failures are due to the issuance of speed limit warnings, and only 10 % of the costs are due to technological "windows".
The calculation of the turnouts current maintenance cost of projects 2750 and 2768 for four options has been performed, including the determination of the remuneration cost of workers engaged in the current maintenance of one turnout, as well as the cost of a single change of materials for one turnout within one year. As a result of the calculation, it was revealed that the highest cost of the current content related to one turnout switch falls on 1 track of the Vhodnaya - Srednesibirskaya direction.
The model, cost elements have been substantiated and the cost of the life cycle of project 2768 and 2750 turnouts from their laying to disposal has been determined. Comparison of four cost options for the life cycle of turnouts on test track sections is made. In the course of analyzing the average annual total cost of the life cycle of the turnouts, it was concluded that option 3 has the highest life cycle cost (section Vhodnaya - Srednesibirskaya, 1 track) due to overexposure in operation and the lack of work on continuous replacement of metal parts. The optimal duration of the turnout switches life cycle of projects 2750, 2768 is in the range of 1000-1200 million tons of gross operating time with the obligatory replacement of the turnout metal parts after reaching 0.6 of the standard tonnage operating time.
Key words: turnouts; life cycle; cost of failures; economic efficiency; current maintenance.
Карпущенко Николай Иванович - доктор технических наук, профессор кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: kni@stu.ru
Комардинкин Роман Алексеевич - аспирант кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: roma-novosib@mail.ru
Река Екатерина Михайловна - аспирант кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: kosinkoval4@gmail.com
