Совершенствование методики расчета плана формирования вагонов с контейнерами в международном сообщении Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Проблематика транспортных проблем

5

Проблематика транспортных систем

УДК 656.225 Л. А. Осьминин

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ ВАГОНОВ С КОНТЕЙНЕРАМИ В МЕЖДУНАРОДНОМ СООБЩЕНИИ

Расчет плана формирования вагонов с контейнерами в межгосударственном сообщении для железных дорог государств-участников Соглашения о совместном использовании грузовых вагонов и контейнеров выполняется специалистами кафедры «Управление эксплуатационной работой» Петербургского государственного

университета путей сообщения по заданию Дирекции совета железнодорожного транспорта начиная с 2003 года. Рассмотрены вопросы подготовки и сбора исходных данных, методика и непосредственно алгоритм расчета плана формирования.

план формирования, вагоны с контейнерами, контейнер, международное сообщение, методика, автоматизированное рабочее место, эффективность автоматизации.

Введение

Расчеты плана формирования вагонов с контейнерами (ПФК) в международном сообщении выполняются специалистами кафедры

«Управление эксплуатационной работой» Петербургского государственного университета путей сообщения по заданию Дирекции Совета по железнодорожному транспорта Содружества государств-участников СНГ, Литовской, Латвийской и Эстонской Республик (ЦСЖТ) начиная с 2003 года. ПФК рассчитывается для железных дорог государств-участников Соглашения о совместном использовании грузовых вагонов и контейнеров (далее государств-участников Соглашения) один раз в два года. До 2007 года расчет ПФК проводился на основе методики, утвержденной на 33-м заседании ЦСЖТ в 2002 году.

ПФК в международном сообщении на 2007/2008 г. г. рассчитывался на основе новой методики, разработанной специалистами ПГУПС с участием автора статьи и утвержденной на 47-ом заседании Совета железнодорожных администраций государств-участников Соглашения 2223 ноября 2007 года в г. Баку (далее Методика).

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2009/2

6

Проблематика транспортных систем

1 Основные положения методики расчетов

Основные цели, заложенные в новой Методике - обеспечение ускорения оборота контейнеров, соблюдение сроков доставки грузов, сокращение числа сортировок в пути следования, оптимальная загрузка пунктов сортировки контейнеров.

Методика предусматривает порядок выполнения всего цикла расчетов ПФК на пространстве железных дорог государств-участников Соглашения с реализацией классического цикла Шухарта-Деминга (цикл PDCA -рис. 1): подготовку и сбор исходных данных, формирование нормативносправочной информации (НСИ), расчет ПФК с последующим проведением анализа и, при необходимости, его перерасчет. Она едина для расчета плана формирования вагонов со среднетоннажными и крупнотоннажными контейнерами.

Рис. 1. Классический цикл Шухарта-Деминга

При расчете ПФК рассматриваются станции погрузки (отправления), выгрузки (назначения) контейнеров, определяемые по данным отчета об исполненных контейнеропотоках КЭО-2, и станции их сортировки.

На каждой железной дороге устанавливается одна или несколько входных и выходных станций сортировки контейнеров. В зависимости от местных условий на железной дороге могут также назначаться одна или несколько внутридорожных станций сортировки. Специализация каждой станции сортировки контейнеров устанавливается соответствующей железнодорожной администрацией самостоятельно.

ПФК предусматривает, что любой вагон с комплектом контейнеров может следовать как в прямом, так и перегрузочном сообщениях. В прямом сообщении все контейнеры в вагоне направляются со станций их погрузки или с выходных станций сортировки на одну станцию выгрузки

2009/2

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных проблем

7

другой железной дороги. В перегрузочном сообщении вагоны с контейнерами следуют со станций их погрузки или с выходных станций сортировки данной дороги на входную станцию сортировки другой железной дороги.

Внутридорожные контейнеропотоки в Методике не рассматриваются, так как в расчете международного плана формирования вагонов с контейнерами они не участвуют. На их базе рассчитывают ПФК в рамках отдельно взятой железнодорожной администрации.

Исходными данными для расчета ПФК являются: данные об исполненных контейнеропотоках за май и октябрь предыдущего к расчетному года, формируемые на основе отчетов формы КЭО-2 железными дорогами и железнодорожными администрациями;

таблицы направления контейнеропотоков, согласованные на совещании уполномоченных представителей железнодорожных администраций.

При расчете ПФК в международном сообщении используется следующая нормативно-справочная информация:

нормативы предельной продолжительности простоя контейнеров под накоплением и сортировкой (предоставляются железными дорогами и железнодорожными администрациями);

нормативное описание участковой модели сети железных дорог (используется описание, созданное в автоматизированной системе расчета плана формирования поездов (АС РПФП) разработки ПГУПС, которая эксплуатируется на сети дорог и поддерживается в актуальном состоянии);

классификатор «Межгосударственные железнодорожные

пограничные пункты государств-участников Содружества Независимых Г осударств, Латвийской, Литовской, Эстонской Республик и сопредельных с ними государств»;

нормативно-справочная информация о коммерческих операциях, осуществляемых на станциях сети дорог (в соответствии с Тарифным руководством № 4 [1]).

Согласно Методике, расчет ПФК проводится отдельно для среднетоннажных и крупнотоннажных контейнеров и состоит из следующих этапов:

1. Предварительный расчет ПФК, который включает: формирование отдельно груженого и порожнего расчетных контейнеропотоков на основе подготовленных исходных данных; выделение прямых, перегрузочных и маломощных сообщений на основе расчетного груженого контейнеропотока; объединение груженых маломощных сообщений с расчетным порожним контейнеропотоком; выделение перегрузочных и маломощных сообщений на основе объединенного контейнеропотока.

2. Рассмотрение исходных и нормативных данных и результатов предварительного расчета ПФК на совещании уполномоченных

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2009/2

8

Проблематика транспортных систем

представителей железнодорожных администраций, экспертное определение порядка направления маломощных сообщений и утверждение исходных и нормативных данных для расчета ПФК.

Рис 2. Последовательность разработки ПФК в международном сообщении

2009/2

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных проблем

9

3. Расчет ПФК на основе полных утвержденных исходных и нормативных данных с учетом объединения маломощных сообщений с прямыми и перегрузочными в соответствии с утвержденным порядком направления их следования.

4. Согласование и утверждение результатов расчета ПФК (рис. 2).

2 Обоснование расчетных нормативов (среднее количество контейнеров, размещаемое на вагоне)

При расчете ПФК выделение прямых и перегрузочных сообщений производится на основе сравнения с минимальным потоком условных контейнеров, достаточным для выделения соответствующих сообщений (П t). Таким потоком называется расчетное число условных контейнеров в

месяц, обеспечивающее соблюдение сроков доставки грузов.

Минимальные потоки по каждому виду сообщений в Методике рассчитываются с учетом времени накопления по формуле:

77, =К

у

n

Т

нак

5 [условных контейнеров], (1)

где n - количество суток в расчетном месяце;

Kу - количество условных контейнеров в комплекте на вагон; тпак - время накопления комплекта контейнеров на вагон, сут.

Хотя учет контейнеропотоков производится в физических единицах, расчет ПФК принято производить в условных контейнерах.

Количество размещаемых физических контейнеров на вагоне определяется исходя из схем размещения, изложенных в главе 9 «Технических условий размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах» (ТУ) [2]. Данная величина для среднетоннажных контейнеров находится в диапазоне от 10 до 12 условных контейнеров, для крупнотоннажных - от 2 до 3 условных контейнеров.

Величина Kу определяется следующим образом:

где Ку

m

hj

к у=!

о

У т, , • к

П /-І l,J hj

М

^ I

m

ij

о

м

количество условных контейнеров, входящих в комплект на вагон;

- количество единиц подвижного состава типа i со схемой размещений контейнеров j;

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2009/2

10

Проблематика транспортных систем

k . - количество условных контейнеров, загружаемых в подвижной

состав типа i по схеме размещения j;

s - количество схем размещения контейнеров на подвижном составе типа i.

Количество условных среднетоннажных контейнеров на вагон Ку

определяется с учетом соотношения типов подвижного состава, используемого для их перевозки (универсальные платформы, полувагоны и вагоны-контейнеровозы), и схем размещения контейнеров на подвижном составе.

Возможны следующие схемы размещения среднетоннажных контейнеров:

1. На универсальной платформе с внутренней длиной кузова 13 300 мм размещаются:

а) пять 5-ти тонных контейнеров (10 условных);

б) десять 3-х тонных контейнеров и один 5-ти тонный (12 условных).

2. На полувагоне с внутренней длиной кузова 12 056 - 12 228 мм размещаются пять 5-ти тонных контейнеров и один 3-х тонный или одиннадцать 3-х тонных (11 условных).

3. На полувагоне с внутренней длиной кузова 12 324 мм размещаются пять 5-ти тонных контейнеров или три 5-ти тонных и четыре 3-х тонных (10 условных).

4. На полувагоне с внутренней длиной кузова 12 700 мм размещаются:

а) при четном количестве 3-х тонных контейнеров - шесть 5-ти тонных контейнеров или двенадцать 3-х тонных (12 условных);

б) при нечетном количестве 3-х тонных контейнеров - пять 5-ти тонных контейнеров и один 3-х тонный или одиннадцать 3-х тонных (11 условных).

5. На контейнеровозе без обшивки стен, с торцовым ограждением в виде скоб или балок, закрепленных снаружи угловых стоек, размещаются три 5-ти тонных контейнера и четыре 3-х тонных (10 условных).

6. На контейнеровозе без обшивки стен, с торцовым ограждением в виде упорной балки, закрепленной с внутренней стороны угловых стоек, а также в контейнеровозах, имеющих в боковых стенах кузова специальные отверстия, (количество 3-х тонных контейнеров четное) размещаются три 5-ти тонных контейнера и четыре 3-х тонных или два 5-ти тонных и шесть 3-х тонных (10 условных).

7. На контейнеровозе с обшивкой стен, имеющем четыре специальных отверстия в боковых стенах кузова (количество 3-х тонных контейнеров нечетное), размещаются четыре 5-ти тонных контейнера и три 3-х тонных или одиннадцать 3-х тонных (11 условных).

8. На контейнеровозе с внутренней длиной кузова 13 430 мм размещаются:

2009/2

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных проблем

11

а) при размещении однотипных контейнеров - пять 5-ти тонных (10 условных);

б) при размещении разнотипных контейнеров - один 5-ти тонный и десять 3-х тонных (12 условных).

9. На контейнеровозе с внутренней длиной кузова 14 190 мм размещаются шесть 5-ти тонных контейнеров или два 5-ти тонных и восемь 3-х тонных контейнеров (12 условных).

Исходя из приведенных схем размещения, формула для расчета Ку в

общем виде выглядит следующим образом:

10/77, „ + \2т^ \2тя„+\\т4б 10/we„+12/w,

Ку =-

ср

Ча ' ^"Тб

Щ а +т

+ -

Тб

8а

т%а + т

8б

+ 10(/773 + /77 5 +т6) + \\{м2 +т1) + 12т9

8б

9

ZX

1=1

т4а+т4б

где m - количество подвижного состава типа i со схемой размещения контейнеров j.

Предположим, что доли перечисленных выше типов подвижного состава в вагонном парке, используемом для перевозки среднетоннажных контейнеров, равны, и что все схемы размещения среднетоннажных контейнеров применяются с равной частотой. Тогда количество условных среднетоннажных контейнеров в среднем на вагон составит:

10 + 12 12 + 11 10 + 12 , +---------------+--------+ Ю-3 + П -2 + 12-1

Ку =

ср

2

2

2

= 10,83.

9

Расчетное количество условных крупнотоннажных контейнеров на вагон Kу определяется аналогично с учетом соотношения типов

подвижного состава, используемого для их перевозки (фитинговые платформы с различной длиной базы), и схем размещения контейнеров на этом подвижном составе.

Возможны четыре способа размещения крупнотоннажных контейнеров:

1. На фитинговой платформе с длиной базы 9294 или 9720 мм размещаются два 20-ти футовых контейнера или один 40-ка футовый (2 условных).

2. На фитинговой платформе с длиной базы 13900, 14400, 14720 мм размещаются:

а) три 20-ти футовых контейнера (3 условных);

б) два 20-ти футовых контейнера (2 условных);

в) один 40-ка футовый контейнер (2 условных);

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2009/2

12

Проблематика транспортных систем

г) один 40-ка футовый и один 20-ти футовый контейнер (3 условных). Формула для расчета Kу в общем виде выглядит следующим образом:

т 2 , Щд -3 + ^26 ^ + Щв^ + Щг'3

ч

Ку =

кр

т2а+т2б+т2в+т2г

тл + /77 2

Предположим, что доли «двухместных» и «трехместных» фитинговых платформ в парке, используемом для перевозки крупнотоннажных контейнеров, равны, и что вышеприведенные схемы размещения крупнотоннажных контейнеров на фитинговых платформах применяются с одинаковой частотой. Тогда количество крупнотоннажных контейнеров в среднем на вагон будет равно:

„ 3+2+2+3 2 +-------

K

У

кр

__4

2

2,25.

Таким образом, при расчете плана формирования вагонов с контейнерами в международном сообщении при определении минимальных потоков контейнеров, достаточных для выделения прямых или перегрузочных сообщений, по согласованию с ЦСЖТ, необходимо использовать следующие нормативы: Щр = 10,83, Кукр = 2,25.

3 Обоснование продолжительности срока накопления комплекта контейнеров на вагон

Время накопления комплекта контейнеров на вагон (1) определяется по каждому виду сообщения исходя из принципа своевременной доставки

контейнеров (в нормативные сроки). Тнак входит в состав расчетного

гт-’К

времени на перевозку вагонов с комплектами контейнеров т раСЧ, которое

составляет:

грК

расч

__ грПОгр , Т^вЫХ грвЫХ , Т^вХгрвХ , грв

нак нак+copm нак+сорт движ5

гппого гт1вых 'т1вх

где I J , I ник+сорт, Тшж+сорт - время накопления контейнеров соответственно

на станции погрузки, на выходной станции дороги погрузки и входной станции дороги выгрузки, сут.; k , k - коэффициенты для выходной станции дороги погрузки контейнеров и входной станции дороги выгрузки, принимающие значения 0 или 1 в зависимости от вида сообщения;

2009/2

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных проблем

13

- время на передвижение вагона с комплектом контейнеров по маршруту следования, вычисляемое для железных дорог России в соответствии с «Правилами исчисления сроков доставки грузов железнодорожным транспортом» [3] (далее Правила), а для железнодорожных администраций государств-участников Соглашения - в соответствии с «Соглашением о международном железнодорожном грузовом сообщении» [4] (далее СМГС), сут.

Поскольку при перевозке необходимо соблюдать сроки доставки грузов, то должно выполняться следующее условие:

Тк <ТК П)

расч дост’ 'ч /

где Т^т - время доставки контейнерной отправки, исчисляемое для железных дорог России в соответствии с Правилами, а для железнодорожных администраций государств-участников

Соглашения - в соответствии с СМГС, сут.

Величина Ткджт определяется по формуле:

гу<К _ гу<к . ryiK

дост деиж доп ’

где Т1т - время движения контейнерной отправки, исчисляемое для российских ж.д. в зависимости от расстояния и исходя из норм суточного пробега, приведенных в Правилах; для железнодорожных администраций государств-участников Соглашения Т’кеиж - в СМГС, сут.;

Тдоп - дополнительное время, составляющее для Российских ж.д. 2 суток при перевозке на расстояние менее 1000 км и 3 суток при перевозке на расстояние более или равное 1000 км для накопления и сортировки контейнеров на сортировочных платформах согласно п.5.8. Правил.

Представим формулу (2) в развернутом виде:

rj-тогр _|_ j^ebvc rji

нак+сорт

+kwT\

нак+сорт

+ Т

движ

<ТК і ГГК деиж доп *

еых

в

Оставим в левой части неравенства слагаемые, относящиеся к затратам времени на накопление:

гтчюгр ■ і еых гтівьус \lf6Xrr6X <-• j^k \ГГК

нак нак+сорт нак+сорт движ движ доп'

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2009/2

14

Проблематика транспортных систем

Таким образом, время накопления для прямого сообщения со станции погрузки (кГ1'!Х =0;Г=0) будет составлять:

грпогр ^ rjiK ГТ16 , rjiK .

нак деиж деиж доп ’

(3)

для прямого сообщения с выходной станции дороги погрузки (кеы кж -0):

грвых ^ грк грв \rFK Фпогр .

нак+сорт деиж деиж доп нак ’

1

для перегрузочного сообщения со станции погрузки на входную станцию дороги выгрузки (к** =о,£ж =1):

гт1 погр ^ гт1 к нак 1 деиж

грв

деиж

+ ТК

^ доп

■Т

нак+copm -

(4)

для «перегрузочного сообщения с выходной станции дороги погрузки на входную станцию дороги выгрузки» (к=1 ,кгх = 1):

гт^вЫХ ^ гтіК

нак+copm деиж

грв . грК

деиж доп

rjmozp rji

нак+copm'

Если принять, что время накопления контейнеров на станциях погрузки равно времени накопления и сортировки на выходных и входных станциях сортировки:

грпогр __ грвых __ грех

нак ^ нак+copm нак+сорт -

то для прямого сообщения со станции погрузки формула (3) не меняется, а для прямого сообщения с выходной станции дороги погрузки формула примет вид:

Т

вых

нак+сорт

Т

деиж

к

ГГ1 в . г-р к

деиж доп

2

(5)

Для перегрузочного сообщения со станции погрузки на входную станцию дороги выгрузки формула (4) будет выглядеть:

грК грв j гр к

гтшогр ^ 1 деиж 1 деиж ' 1 доп

нак — 2

(6)

Для перегрузочного сообщения с выходной станции дороги погрузки на входную станцию дороги выгрузки соответственно:

2009/2

Proceedings of Petersburg Transport University

Проблематика транспортных проблем

15

Т

вых

нак+сорт

Т.

движ

к

ГГ1 в . г-р к

движ доп

3

(7)

Анализ формул (3),(5) - (7) показывает, что время накопления для всех видов сообщений вычисляется как разность между временем движения контейнерной отправки и повагонной отправки.

Для учета срока нахождения грузов в контейнерах, устанавливаемого таможенными органами в международных перевозках, используется информация о предельной продолжительности простоя контейнеров (Тпред). Данные о предельной продолжительности простоя предоставляются железнодорожными администрациями.

В тех случаях, когда время накопления превышает предельный срок простоя контейнеров, т.е. Тнак > Тпред, максимально допустимая продолжительность времени накопления принимается равной этому сроку,

г-pmax _ ryi

т.е. Т нак Тпред*

4 Формирование расчетных контейнеропотоков

План формирования вагонов с контейнерами рассчитывается сначала для каждой станции погрузки, где выделяются прямые назначения на станции выгрузки, а затем - перегрузочные назначения на входную станцию дороги назначения. Если станция погрузки из-за малых объемов погрузки не имеет возможности самостоятельно формировать комплекты контейнеров на дорогу назначения, они направляются на станции сортировки контейнеров своей дороги. По этим станциям сортировки вновь производится проверка на возможность выделения сначала прямых назначений на станцию выгрузки, а затем перегрузочных - на входную станцию дороги назначения. Выделенные сообщения записываются в результаты расчета ПФК.

При невыполнении условий выделения сообщений с выходной станции дороги отправления формирование комплектов контейнеров на дорогу назначения становится невозможным, так как продолжительность накопления будет приводить к просрочкам в доставке груза. Такие контейнеропотоки принято называть маломощными. Выделенные груженые маломощные контейнеропотоки объединяются с расчетным порожним контейнеропотоком.

Предварительно порожние контейнеропотоки без сравнения с нормативами выделения приписываются к выходным станциям дорог отправления с назначениями на входные станции дорог назначения. Объединение контейнеропотоков производится при совпадении станций отправления и назначения. Из объединенных контейнеропотоков выделяются перегрузочные сообщения, если выполняется условие сравнения с соответствующим нормативом выделения сообщения. Остальные сообщения остаются маломощными.

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2009/2

16

Проблематика транспортных систем

Результатами предварительного расчета ПФК являются (отдельно по среднетоннажным и крупнотоннажным контейнерам) проект ПФК и таблица с данными о груженых среднесуточных контейнеропотоках, входящих на входные и исходящих с выходных сортировочных станций с учетом добавления маломощных потоков. Проект ПФК рассылается специалистам железных дорог и железнодорожных администраций для рассмотрения и внесения уточнений.

При рассмотрении результатов расчета сравнивают перерабатывающую способность каждого сортировочного пункта с величиной контейнеропотока, поступающего на него под сортировку по результатам расчета. Если среднесуточная расчетная величина сортируемых контейнеров превысит перерабатывающую способность, железная дорога готовит и направляет в ЦСЖТ свои предложения по корректировке расчета с соответствующими обоснованиями.

ЦСЖТ обобщает замечания и предложения, полученные от дорог, и направляет их специалистам железных дорог и железнодорожных администраций для подготовки и утверждения на очередном совещании.

В соответствии с указанным порядком ИВЦ ЖА совместно с разработчиками в установленное для них время осуществляют перерасчет плана формирования и направляют результаты расчета в адрес ЦСЖТ -для подготовки и сдачи в печать книги Международного плана формирования вагонов с контейнерами. Взаимодействие структур, причастных к процессу создания ПФК в международном сообщении, может быть формализовано с использованием диаграммы Ганта (рис. 3).

Рис. 3. Диаграмма Ганта процесса создания плана формирования вагонов с контейнерами в международном сообщении

Заключение

Необходимо отметить изменения, вошедшие в новую Методику, которая легла в основу расчета ПФК на 2009/2010 г. г.

2009/2

Proceedings of Petersburg Transport University

сообщении

Проблематика транспортных проблем

17

1. Пересмотрен порядок сбора исходных данных для расчета ПФК в целях повышения достоверности расчетных данных (информации об исполненных контейнеропотоках).

2. Реализовано автоматизированное формирование «шахматок» по отправлению и прибытию контейнеров на основе разработанного АРМ.

3. Описание таблиц нормативно-справочной информации приведено в соответствии с актуальным набором, необходимым для расчета ПФК.

4. Внесены уточнения в порядок расчета предельной продолжительности времени накопления контейнеров на комплект при перевозке в международном сообщении.

Внедрение новых методических разработок и решений обеспечит ускорение оборота контейнеров в международном сообщении, соблюдение сроков доставки грузов, сокращение числа сортировок контейнеров в пути следования и оптимальную загрузку пунктов их сортировки.

Библиографический список

1. Тарифное руководство №4 «Книга 2. Часть 1. Алфавитный список железнодорожных станций», (утв. Советом по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества). - М. : ИКЦ «Академкнига», 2002. - 452 с. - ISBN 5-94628-025-2.

2. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах, (утв. МПС РФ 27.05.2003 № ЦМ-943). - М. : Юридическая фирма «Юртранс», 2003. - 544 с. - ISBN 5-88187-194-4.

3. Правила перевозки грузов на железнодорожном транспорте. - М. : РЖД-Партнер-Документы, 2003. - 318 с.

4. Соглашение о международном железнодорожном грузовом сообщении (СМГС): соглашение от 1 ноября 1951 г. - М. : ГУП фабрики «Савеловское» МПС РФ, 1998. - 252 с.

Статья поступила в редакцию 28.04.2009;

представлена к публикации членом редколлегии Ю. И. Ефименко.

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2009/2