CC BY
36
УДК 656.025.4
Совершенствование управления парком приватных вагонов
Т. Г. Сергеева
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Российская Федерация, 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9
Для цитирования: Сергеева Т. Г. Совершенствование управления парком приватных вагонов // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2019. - Т. 16, вып. 3. -С. 449-454. Б01: 10.20295/1815-588Х-2019-3-449-454
Аннотация
Цель: Исследовать вопросы управления парком приватных вагонов в современных условиях. Изучить рынок операторских компаний и структуру парка вагонов в их управлении. Оценить дефицит парка вагонов на станции погрузки. Выделить условия взаимодействия станции погрузки порожних вагонов и согласованного подвода порожнего вагонопотока на заданном интервале времени, а также условие обеспечения согласованного подвода порожнего подвижного состава с мест отстоя на станции погрузки в заданный промежуток времени. Составить критерий оценки несогласованности подвода порожнего вагонопотока. Сформулировать критерий оптимальности управления вагонами. Методы: Используется метод оперативного управления порожним вагонопотоком с возможностью прогнозирования оперативной ситуации, а также выбор наилучшего варианта перемещения груженых и порожних вагонов при минимальном рабочем парке вагонов. Результаты: Указана необходимость совершенствования управления парком вагонов. Описаны условия обеспечения согласованного подвода вагонов под погрузку. Установлена расчетная формула критерия оптимальности управления вагонами. Практическая значимость: Представлена методика определения критерия оптимальности управления вагонным парком операторской компании при подаче порожнего вагонопотока под погрузку.
Ключевые слова: Операторская компания, управление парком вагонов, подвод порожнего вагонопотока, условие согласованности подвода, критерий оптимальности управления парком вагонов.
Компании-операторы железнодорожного подвижного состава наряду с ОАО «РЖД» являются основными участниками перевозочного процесса. Они оказывают значительное влияние на транспортную отрасль и экономику страны в целом, так как эффективное управление вагонным парком всегда было приоритетной задачей в сфере железнодорожных перевозок. В настоящее время на рынке грузовых железнодорожных услуг работают более 300 компаний-операторов. При этом, согласно исследованиям [1, 2], среди владельцев подвижного состава действует монополистическая
конкуренция. В десятку крупнейших компаний входят такие как АО «ФГК», АО «ПГК», ООО «Восток 1520», АО ХК «Новотранс», АО «Русагротранс», АО «НефтеТрансСервис» и др. Они оперируют 429,786 тыс. вагонов грузового парка. По итогам 2018 г. на их долю приходится 69 % парка грузовых вагонов. Распределение парка вагонов по их типам представлено на рис. 1.
В современных условиях процесс обеспечения погрузки вагонами зависит от времени подхода порожнего вагонопотока [3, 4]. Это вынуждает операторов создавать запас вагонов
ПЛ-лесовозы 2%
Минераловазы 3%
Зерновозы
7%
Цементовозы
2%
Фит. ГШ
SW
Изотерм. 0%
Полувагон ы 67%
Рис. 1. Доля парка по типу вагонов
в местах погрузки [5]. Присутствие динамического резерва на станции отправления дает возможность обеспечить погрузку при образовании суточного дефицита вагонов [6, 7]. Однако невостребованный резерв вызывает неоправданно большие простои вагонов в ожидании погрузки [8]. Наличие неликвидного резерва крайне нежелательно, так как это приводит к снижению среднесуточной доходности вагона и сложностям работы станций [9].
Схема доставки порожнего вагонопотока может быть проиллюстрирована в виде графа (рис. 2), по ребрам которого проходит поток груза. Представим граф-модель перевозочного процесса следующим образом [10]. Станции погрузки - это вершины графа, составляют множество К = {К1, К2, ..., Км }, и направление перевозки грузов - множество дуг Е. Ребрам сети присваивается одна или несколько числовых характеристик; например количество вагонов, время доставки, затраты на перевозку груза и пр.: Е = {Еп,Е21, ..., Еи,Е^}.
Таким образом, получаем граф-модель V(К, Е). Граф V ориентированный, так как
все дуги имеют направленность. Кроме того, граф - это ориентированный цикл, так как является замкнутой ориентированной цепью. По теории графов можно представить ее аналогично в виде матрицы перемещения М = т^. Матрица М имеет N строк (по одной на каждую вершину) и Ь столбцов (по одному на каждую дугу).
Строки матрицы являются совокупностью значений, обозначающих направления перевозки груженых и порожних вагонов, и векторами перемещения графа V. Задача сводится к выбору наилучшего варианта перемещения груженых и порожних вагонов при выполнении всех плановых перевозок грузов и при минимальном рабочем парке вагонов [11].
Предложенная граф-модель позволит оптимизировать логистику перемещения груженых и порожних вагонопотоков, снизить непроизводительные простои на инфраструктуре общего и необщего пользования в условиях множественности операторов подвижного состава.
В данной работе покажем, как можно обеспечить согласованный подвод порожнего
подвижного состава с мест отстоя на станции погрузки в заданный промежуток времени. Возможно использование опорных станций в регионах погрузки для оперативного перераспределения порожних вагонопотоков.
Условие взаимодействия i-й станции погрузки порожних вагонов и согласованного подвода порожнего вагонопотока на интервале времени 0 < t < т может быть записано через временные интервалы следующим образом:
Tpi(t ) = Tni (t + T3i ), (1)
где Tpi (t) - временной интервал подачи порожних вагонов на i-ю станцию погрузки в момент t ; Tni (t + Tpi ) - временной интервал погрузки порожних вагонопотоков на i-й станции в момент прибытия на станцию t + T3i ; T3i - длительность запаздывания порожних вагонов под погрузку на i-ю станцию (от момента отправления со станции отстоя порожних вагонов до момента прибытия на i-ю станцию погрузки).
Тогда критерий оценки несогласованности подвода порожнего вагонопотока на i-ю станцию погрузки, выраженный через соответствующие временные интервалы, равен
W [Tpi (t )] =
1 Г Г ~|2 (2)
= -i[Tpi(t)-T,(t + T3i)] dt,
т о
i = 1,2,..., S(t).
С учетом приоритетов отдельных станций погрузки
s (t)
W[Tpi(t),Tp2(t),...,TpS(t) ] = £ W =
i=1 (3)
1 т s (t)
= - fEV'Tp, (t) - Tni (t+T3i )]2}dt,
T 0 i=1
здесь li - коэффициент приоритета i-й станции, который назначается в зависимости от доли станции в общем объеме погрузки.
Критерий оптимальности управления W оценивает несогласованность погрузочного и транспортного комплексов на интервале времени (0; т) с учетом приоритетов. В соответствии с этим условие оптимизации имеет вид
W [Tp1 (t), Tp2 (t), ., TpS (t) ] ^ min. (4)
В соответствии с соотношениями (1)-(4) указанную задачу можно сформулировать так:
г т 1 т "(t )
W[Tpi(t),Tp2(t), ..., Tps(t) ] =
T 01=1 (5) x{/. [Tpi(t) - Tni(t + x3i)]2}dt ^ min
при ограничении
s (t )
Et* (t+T3i )Tp (t) = m(t), (6)
i=1
m(t) < mo(t), (7)
в котором m0(t) - количество вагонов, тш -длительность подачи вагона на станцию погрузки.
Решение задачи (5)-(7) позволит сократить скопления порожних вагонов в местах погрузки, разработать метод оперативного управления порожним вагонопотоком с возможностью прогнозирования оперативной ситуации.
Запас вагонов на станции погрузки, динамический резерв и дефицит вагонов ставят перед оператором подвижного состава актуальную задачу определения оптимальной величины вагонного парка, находящегося в оперировании у операторской компании, что даст возможность предотвратить профицит и дефицит вагонов.
Библиографический список
1. INFOLine Rail Russia TOP, 2018. - N 2. - URL : https://railtop.ru (дата обращения : 25.03.2019).
2. Nikiforova G. I. Reserch of some management problems of rolling stock of the operation company / G. I. Nikiforova, T. G. Sergeeva, T. A. Malakhova // Intern. Scientific and Practical Conference World science. - 2016. - Vol. 1, N 10 (14). - P. 56-60.
3. Осьминин А. Т. Научное обоснование направлений повышения эффективности управления перевозочным процессом / А. Т. Осьминин // Бюл. Объед. Учен. совета ОАО «РЖД». - 2016. - № 3. -С. 28-40.
4. Осьминин А. Т. Развитие системы организации вагонопотоков с учетом политики клиенто-ориентированности / А. Т. Осьминин // Бюл. Объед. Учен. совета ОАО «РЖД». - 2017. - № 5-6. - С. 2739.
5. Стерлигова А. Н. Управление запасами в цепях поставок : учебник / А. Н. Стерлигова. - М. : ИНФРА-М, 2013. - 430 с.
6. Никифорова Г. И. Исследование взаимодействия железнодорожного и морского транспорта в логистической цепи доставки внешнеторговых грузов / Г. И. Никифорова, Т. Г. Сергеева // Достижения и приложения современной информатики, математики и физики : материалы VII Всерос. науч.-практич. заочной конференции (г. Нефтекамск, 30 ноября 2018 г.). - Уфа : РИЦ БашГУ, 2018. - С. 75-89.
7. Никифорова Г. И. Исследование проблем деятельности операторских компаний в управлении вагонным парком / Г. И. Никифорова // Профессиональное образование, наука и инновации в XXI веке : сб. трудов XII С.-Петерб. конгресса. -СПб. : ПГУПС, 2018. - С. 172-173.
8. Хусаинов Ф. И. Операторы реагируют на стимулы / Ф. И. Хусаинов. - URL : https://f-husainov. livejournal.com/678379.html?utm_source=vksharing &utm_medium=social (дата обращения: 15.09.2019).
9. Салимова Т. А. Управление качеством : учебник / Т. А. Салимова. - М. : Омега-Л, 2013.
10. Никифорова Г. И. Совершенствование управления парком вагонов операторской компании / Г. И. Никифорова, Т. Г. Сергеева // Транспорт России : проблемы и перспективы-2015 : материалы Юбил. Междунар. науч.-практич. конференции. -СПб. : ПГУПС, 2015. - С. 215-220.
11. Стратегия развития Холдинга «РЖД» на период до 2030 года. - URL : http://doc.rzd.ru (дата обращения : 17.02.19).
Дата поступления: 16.09.2019 Решение о публикации: 24.09.2019
Контактная информация:
СЕРГЕЕВА Татьяна Георгиевна - канд. техн. наук, доцент; sergeeva@pgups.ru
Improvement of private wagons fleet management T. G. Sergeeva
Emperor Alexander I Petersburg State Transport University, 9, Moskovsky pr., Saint Petersburg, 190031, Russian Federation
For citation: Sergeeva T. G. Improvement of private wagon fleet management. Proceedings of Petersburg Transport University, 2019, vol. 16, iss. 3, pp. 449-454. DOI: 10.20295/1815-588X-2019-3-449-454 (In Russian)
Summary
Objective: Consider the problems of managing private wagon fleet in modern conditions; study the market of operator companies and the structure of wagon fleets under their management; study the deficit of wagon fleet at load stations; identify conditions for interaction between empty wagons' load station and coordinated supply of empty wagon flow in a specified amount of time, and the conditions for ensuring coordinated supply of empty rolling stock from layover location to load stations in a specified amount of time; identify criterion for evaluation of uncoordinated supply of empty wagon flows; formulate criterion of optimum wagon management. Methods: Methods of operational management of empty wagon flow suitable for forecasting, as well as of selection of the best possible option for transferring loaded and empty wagons with the smallest possible working wagon park. Results: The need for perfecting wagon park management is pointed out. Conditions for ensuring coordinated supply of wagons for loading are described. Calculation formula for criterion of optimum wagon management is set. Practical importance: A method for determining the criterion of optimum character of managing wagon fleet of an operator character in supplying empty wagon flow for loading is presented.
Keywords: Operator company, wagon fleet management, supply of empty wagon flow, condition of supply coordination, criterion of optimum character of managing wagon fleet.
References
1. INFOLine Rail Russia TOP, 2018, no. 2. Available at: https://railtop.ru (accessed: 25.03.2019).
2. Nikiforova G. I., Sergeeva T. G. & Malakho-va T. A. Research of some management problems of rolling stock of the operation company. International Scientific and Practical Conference World Science, 2016, vol. 1, no. 10 (14), pp. 56-60.
3. Os'minin A. T. Nauchnoe obosnovanie naprav-lenii povysheniia effektivnosti upravleniia perevo-zochnym protsessom [Scientific rationale for directions of increasing efficiency of management of transportation process]. Biulleten' Ob'edinennogo uchenogo soveta OAO RZhD [Bulletin of the United Academic Council of the Russian Railways JSC], 2016, no. 3, pp. 28-40. (In Russian)
4. Os'minin A. T. Razvitie sistemy organizatsii vagonopotokov s uchetom politiki klientoorientirovan-
nosti [Development of wagon flow organization system accounting for client-oriented approach]. Biulleten' Ob'edinennogo uchenogo soveta OAORZhd[Bulletin of the United Academic Council of the Russian Railways JSC], 2017, no. 5-6, pp. 27-39. (In Russian)
5. Sterligova A. N. Upravlenie zapasami v tsepiakh postavok. Uchebnik [Inventory management in supply chains. Study guide]. Moscow, INFRA-M Publ., 2013, 430 p. (In Russian)
6. Nikiforova G. I. & Sergeeva T. G. Issledova-nie vzaimodeistviia zheleznodorozhnogo i morskogo transporta v logisticheskoi tsepi dostavki vneshnetor-govykh gruzov [A study into interaction of rail and maritime transport in logistical delivery chain of overseas cargo]. Dostizheniia iprilozheniia sovremennoi infor-matiki, matematiki i fiziki. Materialy VII Vserorriiskoi nauchno-prakticheskoi zaochnoi konferentsii [Achievements and applications of modern information science, mathematics and physics. Coll. papers of the 7th All-
Russian scientific and practical virtual conference (Nizhnekamsk, Nov. 30, 2018)]. Ufa: RITs BashGU [Editorial and publishing centre of the Bashkir State University] Publ., 2018, pp. 75-89. (In Russian)
7. Nikiforova G. I. Issledovanie problem deiatel'nosti operatorskikh kompanii v upravlenii vagonnym parkom [A study into working problems of operator companies in managing wagon fleet]. Professional'noe obra-zovanie, nauka i innovatsii v XXI veke. Sbornik tru-dov XII Sankt-Peterburgskogo kongressa [Professional education, science and innovations in the 21st century. Coll. Papers of the 12th Saint Petersburg congress]. Saint Petersburg, PGUPS [Petersburg State Transport University] Publ., 2018, pp. 172-173. (In Russian)
8. Khusainov F. I. Operatory reagiruyut na stimu-ly [Operators respond to incentives]. Available at: https://f-husainov.livejournal.com/678379.htmnutm_ source=vksharing&utm_medium=social (accessed: 15.09.2019).
9. Salimova T.A. Upravlenie kachestvom. Uchebnik po spetsial'nosti "Menedzhment organizatsii" [Quality management. Study guide for corporate management students]. Moscow, Omega-L Publ., 2013, 376 p. (In Russian)
10. Nikiforova G. I. & Sergeeva T. G. Sovershen-stvovanie upravleniia parkom vagonov operatorskoi kompanii [Perfecting the management of an operator company's wagon fleet]. Transport Rossii: problemy i perspektivy-2015. Materialy Iubileinoi Mezhdunarod-noi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Russia's transport: problems and perspectives-2015. Coll. papers of the Jubilee international scientific and practical conference]. Saint Petersburg, PGUPS [Petersburg State Transport University] Publ., 2015, pp. 215-220. (In Russian)
11. Strategiia razvitiia Kholdinga "RZhD" na period do 2030 goda [Russian Railways group of companies development strategy through to 2030]. Available at: http://doc.rzd.ru (accessed: 17.02.2019). (In Russian)
Received: September 16, 2019 Accepted: September 24, 2019
Author's information:
Tat'iana G. SERGEEVA - Cand. Sci. in Engineering, Associate Professor; sergeeva@pgups.ru
