Технология предпроектных проработок с использованием экономико-математической модели Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

построение модели, исследующей действующие в сопряжении силы трения, так как расположение роликов при определенном стечении обстоятельств может привести к образованию пары трения скольжения или к заклиниванию.

Библиографический список

1. Методика проектирования объектов новой техники: учеб. пособие / В. П. Быков. - М. : Высшая школа, 1990. - 168 с. : ил. - ISBN 5-06001-558-0.

2. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: справочник / Л. Я. Перель. - М. : Машиностроение, 1983. - 572 с. : ил.

3. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский, А. А. Собачкин, Е. В. Одинцов, А. И. Харитонович, Н. В. Пономарев. -СПб. : БВХ-Петербург, 2005. - 800 с. : ил. - ISBN 5-94157-558-0.

Статья поступила в редакцию 30.06.2009;

представлена к публикации членом редколлегии Вал. В. Сапожниковым.

УДК 625.111.003 Т. М. Немченко

ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДПРОЕКТНЫХ ПРОРАБОТОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

В статье предлагается технология предпроектных проработок при проектировании железнодорожных путей необщего пользования с применением экономико-матема-тических моделей (ЭММ).

железнодорожный путь необщего пользования, предпроектные проработки, математическая модель, показатели экономической эффективности, оценка эффективности проектных решений.

Введение

Изменение нормативной и правовой базы в области проектирования железных дорог в значительной мере затрудняет и усложняет процесс проектирования и принятия решений на всех этапах. С другой стороны, это не должно мешать увеличению промышленного производства, росту числа новых малых и средних предприятий, требующих дальнейшего развития транспортной инфраструктуры.

1 Значение железнодорожных путей необщего пользования в транспортной системе и проблемы, возникающие при их проектировании и строительстве

Правительство РФ в своих решениях уделяет значительное внимание росту ВВП, развитию отдельных отраслей промышленности и, в частности, железнодорожного транспорта. Разработана стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 г. [1]. При этом недостаточно внимания уделяется железнодорожным путям необщего пользования, являющимся важной составляющей транспортной инфраструктуры, так как на них зарождается и погашается большая часть грузопотока.

В настоящее время протяженность железнодорожных путей необщего пользования составляет около 70 % от протяженности железных дорог общего пользования, а объём перевозимых грузов на промышленном транспорте почти в три раза превышает аналогичный показатель для транспорта общего пользования [2].

Развитие железнодорожных путей необщего пользования в сочетании со строительством новых промышленных, перевалочных, складских и логистических предприятий сопряжено с нижеперечисленными существенными проблемами, затрудняющими процессы проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию:

1. Поиск места расположения площадки нового предприятия (как правило, это плотно застроенные территории вблизи больших мегаполисов с перегруженной или отсутствующей транспортной сетью).

2. Получение разрешения на примыкание к железнодорожным путям общего пользования.

Инфраструктура путей общего пользования, при осуществлении примыкания других железнодорожных путей, требует увеличения перерабатывающей способности станции примыкания, что связано с необходимостью строительства дополнительных путей на станции, увеличением полезной длины приемоотправочных путей и т. п. Данные мероприятия требуют значительных капитальных вложений и зачастую реконструкции примыкающих перегонов.

3. Определение объема и способов возврата инвестиций в развитие инфраструктуры общего пользования.

Хозяйствующие субъекты находятся в неравных условиях. Не существует закрепленных законодательством, единых для всех участников подходов к расчету величины инвестиций, учету вложенных инвестиций, механизму и срокам их возврата.

4. Применение противоречащей или неполной нормативной и правовой базы.

Единые требования нормативных документов к путям общего и необщего пользования приводят к значительным экономическим потерям или невозможности реализации некоторых проектов. К примеру, проектирование по нормам железных дорог общего пользования соединительного пути приводит к увеличению площади занимаемых земель, снижает инвестиционную привлекательность путей на территории предприятия, а также не позволяет оптимально использовать территорию в увязке с промышленными сооружениями.

5. Проблемы землеотвода.

Следствия недочетов земельного законодательства - это отсутствие коридоров для прохождения транспортных путей, нехватка резервных площадей для развития транспортных объектов, а также отсутствие приоритетов при строительстве сложных и значимых объектов.

На данный момент комплексного решения вышеизложенных проблем не существует, но с увеличением конкуренции на рынке проектных услуг, сокращением сроков на разработку и выпуск проектов их решение становится все более актуальным.

2 Роль предпроектных проработок при проектировании железнодорожных путей необщего пользования

При проектировании железнодорожных путей необщего пользования одним из важнейших является этап предпроектных проработок, так как ряд принципиальных вопросов необходимо решать до начала проектирования, например:

■ выбор места примыкания;

■ определение геометрии и расположения места примыкания относительно территории предприятия;

■ возможность максимального использования фронтов погрузки/ выгрузки с точки зрения общей эффективности строительного объекта;

■ определение стоимости приобретения и аренды земли под строительство железнодорожного пути;

■ получение технических условий от владельцев инфраструктуры путей общего или необщего пользования;

■ вопросы охраны окружающей среды;

■ определение стоимости защиты и переноса инженерных коммуникаций и т. п.

Поставленные задачи взаимоувязаны, важна последовательность их рассмотрения и влияния друг на друга, а также комплексный подход к их решению. В свете рыночных отношений критерием оптимальности должны выступать денежные показатели (показатели экономической эффективности).

В настоящее время на этапе предпроектных проработок готовится несколько вариантов расположения железнодорожных путей необщего пользования; заказчик выбирает вариант, имеющий минимальные строительную стоимость и эксплуатационные затраты. Однако показатели экономической эффективности не рассчитываются и факторы, влияющие на нее, не выявляются, не оценивается эффективность проекта в целом.

На практике возможны случаи, когда, вариант, предполагающий наибольшую строительную стоимость и эксплуатационные затраты, может в дальнейшем оказаться экономически эффективнее вследствие развития собственного предприятия или прилегающих территорий. Определиться с выбором варианта можно только при рассмотрении сценариев развития предприятия на длительный (более 10 лет) или расчетный период.

Для повышения эффективности предпроектных проработок предлагается технология с использованием экономико-математического моделирования (ЭММ).

3 Описание ЭММ

В основу разработки модели положена существующая методика оценки эффективности инвестиционных проектов [3], адаптированная для условий проектирования железнодорожных путей необщего пользования.

Предметом ЭММ является предприятие.

Каждое предприятие имеет свою специфику работы. Невозможно учесть все параметры, так как технология работы предприятия в целом заранее не известна. В связи с этим, при составлении ЭММ, железнодорожное хозяйство было выделено в отдельное предприятие и рассмотрены два варианта его функционирования:

1. Предприятие является только перевозчиком. Его работа заключается в доставке грузов к местам погрузки/выгрузки.

2. Предприятие выступает в роли поставщика, закупает продукцию, перевозит ее до места назначения и продает.

От варианта функционирования зависит операционная деятельность предприятия.

Значимыми входными параметрами для ЭММ являются:

1. Объем перевозок, Г, млн т/год.

Данные предоставляются заказчиком (инвестором), корректируются и оптимизируются по критериям экономической эффективности в процессе проектирования. Величина объема перевозок влияет на получение разрешения на примыкание к путям общего пользования (при объемах перевозок более 0,5 млн т/год разрешение необходимо получать в Москве, при меньших - по месту проектирования).

Область исследуемых значений: 0,1-2,0 млн т/год (5-100 вагонов/ сут.).

2. Длина проектируемой линии, L, км.

Общая длина проектируемых путей состоит из длины линии на территории предприятия и длины соединительного пути.

Поставленной задачей определяется, принимается ли длина путей на территории постоянной, не зависящей от объемов перевозок, или переменной, зависящей от них. Длина соединительного пути зависит от удаленности промышленной площадки от станции примыкания. Исходные данные предоставляются проектной организацией. Разработка вариантов, а также оптимизация технических параметров выполняются на стадии предпроектных проработок.

Область исследуемых значений длины соединительного пути, L^. 0,515,0 км, длина путей на территории предприятия, в зависимости от объемов перевозок, определяется по формуле

L

Т-1

365- qT(i)+a-qB(i) -г|

(1)

где LT - длина путей на территории предприятия, км;

Г - объем перевозок, млн т/год;

I - длина вагона z-й категории, м;

дт(г) - вес тары вагона z-го типа, т;

а - коэффициент полногрузности;

дв(г) - грузоподъемность вагона, т;

П - коэффициент, учитывающий отношение вагона нетто к брутто.

3. Объем инвестиций в развитие инфраструктуры путей общего и/ или необщего пользования, к которым осуществляется примыкание.

Объем инвестиций в развитие инфраструктуры путей общего пользования определяется на основании сделанной на предпроектном этапе оценки технологии работы станции примыкания и разработанных, на случай необходимости, мероприятий по увеличению перерабатывающей способности станции. В ЭММ инвестиции учитываются в составе капитальных вложений, а способы их возврата определяются совместно инвестором и ОАО РЖД (равными долями на протяжении расчетного периода, единовременно в конце рассматриваемого периода и т. п.).

Область исследуемых значений: 0-250 млн руб.

4. Способы подачи и уборки вагонов.

При обслуживании железнодорожных путей необщего пользования возможны следующие способы подачи/уборки вагонов на территорию предприятия:

■ локомотивом ОАО РЖД;

■ собственным локомотивом;

■ арендованным локомотивом.

От способа подачи/уборки вагонов зависит состав затрат на обслуживание железнодорожного пути необщего пользования, а также величина капитальных вложений, так как при использовании собственного или арендованного локомотива возникает необходимость строительства дополнительных обгонных путей и депо для отстоя локомотива.

На предпроектном этапе рассматриваются все варианты и, на основании показателей экономической эффективности, выбирается лучший.

5. Способы текущего содержания и ремонта пути необщего пользования.

В ЭММ рассматриваются варианты обслуживания:

■ собственными силами;

■ по договору подряда.

На предпроектной стадии определяется более эффективный способ.

6. Наличие примыкания путей других предприятий к проектируемому пути необщего пользования.

Исходную информацию можно получить при исследовании района проектирования (с точки зрения перспективы дальнейшего развития) на предпроектном этапе. В ЭММ параметр учитывается в составе

дополнительных доходов предприятия. Информация собирается совместно проектной организацией и заказчиком.

7. Сроки начала и завершения реализации проекта.

Сроки оптимизируются с учетом наличия материальных и трудовых ресурсов. Исходные данные определяются совместно заказчиком (инвестором) и проектной организацией по результатам предпроектных проработок. Данный параметр влияет на сроки получения основной прибыли от реализации проекта.

8. Объем капиталовложений.

Под инвестициями, направляемыми на разработку и внедрение проекта, понимаются единовременные затраты, необходимые для создания и использования инноваций вне зависимости от источников финансирования. Стоимость строительства железнодорожного пути необщего пользования определяется по смете на основании «Методики определения стоимости строительной продукции на территории

Российской Федерации МДС 81- 35.2004» для объектов

железнодорожного транспорта.

9. Выручка по годам реализации проекта.

При разработке ЭММ в части доходов предприятия учитываются: запас оборотных средств, дополнительные доходы от увеличения объемов перевозок, финансовые заимствования, доходы от других видов деятельности (аренда, операции на финансовом рынке и пр.).

Суммарные доходы организации, руб.:

D= 3 +3 +3 +А + С +А • 1 + R , (2)

с пу д др и ’

где З - затраты на содержание железнодорожного пути необщего пользования, руб.;

З - сбор за подачу и уборку вагонов по железнодорожным путям

необщего пользования, руб.;

З - затраты на содержание дирекции, руб.;

А - амортизация, руб.;

С - доходы от других видов деятельности (аренда, операции на

финансовом рынке и др.), руб.;

N - налог на имущество, руб.;

R - рентабельность, руб.

В составе затрат учитываются условно постоянные расходы, не зависящие от процесса перевозок, и переменные затраты, напрямую зависящие от перевозки грузов, затраты на выплату процентов по заемным средствам, возврат ранее взятых кредитов и долгов прошлых периодов.

К постоянным расходам относятся:

■ затраты на содержание постоянных устройств (С );

■ содержание дирекции (З).

К переменным затратам относятся:

■ оплата подачи/уборки вагонов (Зп/у);

■ дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с увеличением износа рельсов и подвижного состава (при проектировании кривыми радиусом менее 1000 м) (C ).

Расходы по содержанию постоянных устройств могут быть определены (по данным ОАО «Ленгипротранс») приближенно, в пределах средней процентной ставки амортизационных расходов от общей стоимости объекта проектирования:

Спу=0,02К, (3)

где 0,02 - средняя процентная ставка амортизационных расходов;

К - общая строительная стоимость, тыс. руб.

Затраты на подачу/уборку вагонов определяются на основании Постановления ФЭК РФ от 19 июня 2002 г. № 35/15 «Правила применения сборов за дополнительные операции, связанные с перевозкой грузов на федеральном железнодорожном транспорте (тарифное руководство № 3)» и зависят от следующих факторов:

■ расстояния в оба конца до выставочного пути или места погрузки/выгрузки;

■ принадлежности локомотива, который обслуживает железнодорожный путь необщего пользования;

■ среднесуточного числа подаваемых и убираемых вагонов.

Расходы, вызываемые увеличением износа рельсов и подвижного

состава, C , руб., на 1 поезд в сутки, определяются, согласно

«Методическим указаниям по сравнению вариантов проектных решений железнодорожных линий, узлов и станций», по формуле

Свд = Bm Rq — R ос, (4)

где В - норма дополнительных расходов в кривых малых радиусов на 1 ° угла поворота, отнесенная на 1 м уменьшения радиуса;

Ro - наименьший радиус кривой, при котором не возникают дополнительные расходы (Rq= 1000 м);

R - радиус рассматриваемой кривой, м; а - угол поворота кривой, град.

Выходными параметрами для ЭММ являются показатели экономической эффективности проекта:

■ чистый доход;

■ чистый дисконтированный доход (ЧДД);

■ внутренняя норма доходности (ВНД);

■ потребность в дополнительном финансировании;

■ индексы доходности затрат и инвестиций;

■ срок окупаемости.

Принимая во внимание неполноту, недостоверность исходной информации, а также возможность возникновения условий, которые могут привести к негативным последствиям для всех или отдельных его

участников, необходимо учесть неопределенность и риск в целях оценки устойчивости проекта.

В ЭММ в качестве методики такого учета был принят наиболее точный из рекомендованных в [3, п. 10.1] метод оценки ожидаемого эффекта проекта с учетом количественных характеристик неопределенности, в виде так называемого сценарного подхода. Суть данного подхода заключается в построении дерева сценариев развития событий на основе различных путей изменения базисного варианта реализации проекта.

Построение дерева сценариев начинается с определения для каждого уровня неопределенности оптимистического и пессимистического значения элементов денежного потока. Затем каждый элемент на каждом уровне дополняется двумя значениями (оптимистическим и пессимистическим) последующего элемента денежного потока, располагаемого на следующем уровне. Численные значения вариантов развития событий определяются с учетом дисконтирования, что позволяет в дальнейшем осуществлять оценку ЧДД простым арифметическим суммированием по каждой ветви дерева сценариев. В соответствии с [3, п. 10.6] при определении ЧДД по каждому сценарию норма дисконта принимается безрисковой.

ЭММ позволяет определить, какими параметрами в процессе проектирования можно пренебречь, а каким уделить особое внимание с целью повышения эффективности проекта. Исследования показали, что при проектировании железнодорожных путей необщего пользования наиболее значимыми факторами являются:

■ объемы перевозок;

■ длина проектируемой линии;

■ дополнительные инвестиции в развитие инфраструктуры железнодорожных путей общего пользования.

С помощью модели по выбранному показателю экономической эффективности можно оптимизировать перечисленные факторы, а также технические показатели плана и продольного профиля.

Спектр инструментальных средств для моделирования, анализа и оценки производственных процессов, охватывающих все этапы создания систем управления предприятием, на российском рынке весьма широк. Для реализации предложенной технологии используются следующие программные продукты: Microsoft Access, AutoCAD, Credo.

4 Технология предпроектных проработок с использованием ЭММ

На этапе предпроектных проработок важна последовательность выполнения работ (рис. 1).

Предпроектные проработки с помощью ЭММ выполняются в два этапа.

На первом этапе устанавливаются границы исходных данных, определяются и оптимизируются значимые параметры.

На втором этапе выполняется проект железнодорожных путей необщего пользования. Уточняются границы исходных данных, оптимизируются технические параметры и значимые входные данные.

По результатам проектирования принимается решение о реализации проекта. Если отдельно рассматриваемая задача имеет отрицательный результат, ее необходимо рассмотреть в составе проекта в целом. Если по результатам исследования проект эффективен, то на следующем этапе разрабатывается проект строительства железнодорожного пути необщего пользования, если нет - выявляют причину. Если проект неэффективен из-за значительных инвестиций в развитие инфраструктуры путей общего пользования, то необходимо попытаться урегулировать вопрос с ОАО РЖД. Положительный результат может быть достигнут в результате уменьшения величины инвестиций или выбора иного способа возврата вложенных средств. Если проект неэффективен по причине значительной удаленности от места примыкания (протяженность соединительного пути), необходимо рассмотреть (с учетом дополнительных инвестиций на усиление мощности существующих участков) возможность примыкания в другом месте, к другой станции или перегону.

Рис. 1. Последовательность выполнения работ на предпроектной стадии

Если проект неэффективен при любых условиях, необходимо оценить эффективность функционирования предприятия в целом. При любом результате выбор остается за лицом, принимающим решение (ЛИР).

5 Примеры задач, решаемых с помощью ЭММ

1. Оптимизация параметров круговых кривых по показателям экономической эффективности.

С помощью ЭММ можно решать задачи, которые невозможно решить путем обычного сравнения вариантов, например выбор минимального радиуса кривой.

Малые радиусы имеют ряд недостатков, но расходы по их устройству могут быть компенсированы за счет:

■ вписывания в застроенные территории;

■ увеличения фронта погрузки/выгрузки;

■ увеличения площади складских помещений.

В настоящее время при проектировании железнодорожных путей «ограничивающими» являются радиусы 350 м - минимальный радиус при укладке железобетонных шпал - и 250 м - минимальный радиус, при котором не требуется устройство контррельсов.

Так, например, к дополнительным расходам, учитываемым в ЭММ при проектировании кривыми радиусом менее 250 м, относятся: затраты на устройство контррельсов, дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с увеличением износа рельсов и подвижного состава; к дополнительным доходам - доходы от увеличения объемов перевозок.

С учетом формулы (1) дополнительный годовой объем перевозок при увеличении фронта погрузки/выгрузки за счет уменьшения радиуса составит

АГ = 365~- qTi+y-qBi -Ц, (5)

ч

где AL - увеличение длины грузового фронта вследствие уменьшения радиуса кривой, м, определяемое по формуле

ос

AL = R2 - • tg —,

(6)

где R - минимальный радиус, при котором не требуется устройство контррельсов, м (R2 = 250 м);

R - радиус кривой, м;

а - угол поворота кривой, град.

Можно определить, при каком минимальном дополнительном годовом объеме перевозок устройство контррельсов будет безубыточным (см. рис. 2). Оптимальное решение выбирается на основе полученных показателей экономической эффективности (в рассматриваемой примере -ЧДД).

Рис. 2. Расчет минимального количества дополнительно подаваемых вагонов с целью определения эффективности устройства контррельсов при существующих радиусах кривых:

1 - 180 м; 2 - 150 м; 3 - 120 м

2. Определение максимально возможной удаленности промышленной площадки от станции примыкания.

При неизменных объеме перевозок и длине путей на территории предприятия можно построить график зависимости ВНД от длины соединительного пути (рис. 3). Установив максимальную длину соединительного пути, при которой данный проект будет эффективен, можно определить максимальное удаление места примыкания (или станции примыкания) от промышленной площадки.

Рис. 3. Определение максимальной длины соединительного пути

Аналогичным образом можно определить максимально возможную величину инвестиций в развитие инфраструктуры путей общего пользования и т. п.

Заключение

Предложенная технология предпроектных проработок с использованием ЭММ позволяет:

1. Оптимизировать расположение железнодорожных путей необщего пользования в увязке:

■ с местом примыкания;

■ основными производственными мощностями;

■ инвентаризацией земель с точки зрения взаимодействия с различными собственниками земли, по которой проходит проектируемая трасса;

■ технологией маневровой работы;

■ основными техническими параметрами проектируемой линии.

2. Определить максимальный размер инвестиций в развитие инфраструктуры железнодорожного транспорта общего пользования на взаимовыгодных условиях как для ОАО РЖД, так и для владельца нового железнодорожного пути и способов их возврата.

3. Снизить трудоемкость и упростить процесс обоснования выбранного решения.

4. Решить ряд задач, решение которых невозможно с помощью иных методов, и принять к реализации перспективный с точки зрения эффективности проекта вариант.

5. Учитывать долгосрочную перспективу развития предприятия, возможные риски.

6. Решать практические задачи, возникающие при проектировании, основываясь на современных подходах к определению экономической эффективности проектных решений.

Библиографический список

1. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 г. : утв. Распоряжением Правительства РФ № 877-р 17.06.2008. - М. : [б. и.], 2008. -171 с.

2. Проблемы и перспективы развития промышленного железнодорожного транспорта / Е. П. Дудкин, В. М. Рыбачок, Е. С. Свинцов // Транспорт Российской Федерации. - 2006. - № 7. - С. 46-49.

3. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов [2008 г.] : утв. Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ, Государственным комитетом РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике № ВК 477 21.06.1999; офиц. издание. - М. : Экономика, 2000. - 421 с.

Статья поступила в редакцию 01.07.2009;

представлена к публикации членом редколлегии Вал. В. Сапожниковым.

УДК 691.33 А. М. Славина

ОБЖИГОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ТЕХНОГЕННОМ СЫРЬЕ С УЛУЧШЕННЫМИ ТЕПЛОЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

В работе представлены данные научного исследования по улучшению теплозащитных свойств обжиговых материалов с использованием техногенного сырья. Снижение коэффициента теплопроводности обосновано физико-химическими и физико-механическими исследованиями.

коэффициент теплопроводности, пористость, техногенное сырье, гранулированный доменный шлак, бой ячеистых бетонов.

Введение

В настоящее время рациональное природопользование и энергосбережение является приоритетным направлением развития науки, технологий и техники. Неудовлетворительное состояние окружающей среды и высокая стоимость топливно-энергетических ресурсов приводят к необходимости их бережного использования. В условиях кризиса, который затронул и строительную отрасль, эффективные обжиговые строительные материалы полифункционального назначения, т. е. одновременно являющиеся конструкционными, теплоизоляционными и облицовочными, имеют преимущество по сравнению со стандартными. Известно, что использование техногенных отходов в производстве строительных материалов и изделий позволяет не только исключить их негативное влияние на окружающую среду и экономить материальные и энергетические природные ресурсы, но и получить новые строительные материалы с прогнозируемыми свойствами. Именно поэтому получение обжиговых строительных материалов с улучшенными теплозащитными свойствами с привлечением техногенного сырья остается актуальным для строительного материаловедения.