Совершенствование перевозочного процесса по транспортным коридорам "Туркменской железной дороги" на основе логистических принципов

1. необходимость ускоренного обновления основных фондов железнодорожного транспорта;

2. преодоление технического и технологического отставания от передовых стран мира по уровню железнодорожной техники;

3. необходимость снижения территориальных диспропорций в развитии инфраструктуры железнодорожного транспорта, улучшения транспортной обеспеченности регионов и развития пропускных способностей железнодорожных линий;

4. необходимость снятия ограничений для роста объемов транзитных грузовых перевозок;

5. необходимость повышения безопасности функционирования железнодорожного транспорта;

6. недостаточность инвестиционных ресурсов.

Необходимо в период до 2020 года реализовать Стратегию развития железнодорожного транспорта (до 2020 года далее - Стратегия).

Ведущее положение железных дорог определяется их возможностью осуществлять круглогодичное регулярное движение, перевозить основную часть потоков массовых грузов и обеспечивать мобильность трудовых ресурсов. Особое значение железных дорог определяется также большими расстояниями перевозок, удаленностью мест производства основных сырьевых ресурсов от пунктов их потребления и морских портов. Проведенные исследований проблемы формирования, развития и размещения региональной транспортной инфраструктуры в условиях рыночной экономики позволит сформулировать основные концептуальные положения повышения эффективности транспорта.

Дальнейшее закрепление экономической стабилизации в условиях рыночной экономики и ускорение позитивных сдвигов, предполагает формирование, развитие и размещение важнейшей для социально-экономического развития страны, сферы - транспортной инфраструктуры и ее видов. Развитая транспортная инфраструктура является важным и необходимым условием нормального функционирования, развития и размещения производства, способствует более глубокому разделению труда, повышению производительности труда, эффективному использованию накопленного производственного потенциала и имеющихся природных ресурсов, решению социальных проблем, а в условиях рынка, служит надежным рычагом осуществления реформ во всех сферах национальной экономики и жизни.

Сложность, недостаточная степень изученности проблемы, отсутствие единых взглядов, наличие многочисленных, диаметрально противоположных точек зрения. Незаконченность исследований и спорность некоторых выводов по ряду принципиальных вопросов, связанных с функционированием транспортной инфраструктуры требуют дальнейшего теоретического и методологического обоснования ее развития как в целом. По стране, так и в разрезе ее территориальных преобразований, выработки научно-обоснованных рекомендаций по рациональному размещению и использованию объектов, повышению экономической и социальной эффективности в соответствии с требованиями современной экономической политики в области транспорта.

Сложившиеся условия экономического и социального развития республики и переход экономики к рыночным отношениям обусловили необходимость совершенствования научно-методологического аппарата исследования сущности, содержание, роли, место и значение транспортной инфраструктуры. В этой связи исследованы теоретические и методологические вопросы формирования, развития и размещения транспортной инфраструктуры.

Исследование региональной транспортной инфраструктуры в различных горизонтальных и вертикальных иерархиях и разрезах формирования, развития и размещения национальной экономики позволили автору дать ее определение. Транспортная инфраструктура - подсистема рыночной экономики, являющейся необходимым и обязательным элементом ее нормального функционирования. Она является составной частью всей инфраструктуры рынка, без нее невозможно не только нормальное функционирование отраслей основного производства и непроизводственной сферы в условиях рыночных отношений, но и формирование и развитие различных рынков напрямую связаны с уровнем развития и обеспеченности транспортной инфраструктурой.

Транспортная инфраструктура страны включает всю транспортную систему, промышленного, сельскохозяйственного, городского и местного (автомобильного) транспорта со всеми составляющими их частями и звеньями, а также вся другая обслуживающая часть инфраструктуры народного хозяйства, работающая в сфере перемещения продукции и товаров от поставщиков до потребителей.

Согласование спроса на услуги и предложение в транспортном обслуживании - как основа рыночных отношений, является необходимым условием обеспечения динамичного развития транспортной инфраструктуры и формирование транспортного рынка. Спрос в транспортном обслуживании предопределяется как общими, так и специфическими факторами, характеризующими структуру спроса в услугах транспортной инфраструктуры.

На формирование, развитие и размещение транспортной инфраструктуры влияют как общеэкономические (разделение труда, степень развития и рациональное размещение производительных сил, специализация производства и т.д.}, так и региональные факторы (географическая среда, природно-климатические условия, исторически пройденный социально-экономический путь и т.д.), а также специфические характеристики самой отрасли (межотраслевой характер использования транспортных услуг, невещественный характер продукции, проявление основного эффекта в деятельности других отраслей и т.д.), которые привели к разным уровням развития ее элементов, звеньев, объектов в различных территориальных преобразованиях.

Транспортная инфраструктура республики занимает значительное место в макроэкономических показателях национальной экономики. На ее долю приходится 2,95% численности занятых в стране, 10,6% стоимости основных фондов, около 39,3% объема инвестиций. Интегральные показатели уровня развития транспортной инфраструктуры страны в 1998 г. составили: по основным фондам - 0,79, степени использования -- 1,39; а модифицированный показатель степени обеспеченности народного хозяйства республики транспортной инфраструктурой - 0,45. Динамика вышеуказанных показателей транспортной инфраструктуры за последние годы показала, что она явилась сдерживающим фактором в экономическом и социальном развитии страны и формировании рыночных отношений.

Недостаточно развитая транспортная инфраструктуры в условиях рыночной экономики приводит к значительным потерям в экономике (укрупненные расчеты свидетельствуют о том, что из-за недостаточного уровня развития транспортной инфраструктуры ежегодный объем потерь народного хозяйства достигает 1 - 2 миллион). Сдерживает дальнейшее развитие и размещение производительных сил, освоение горных районов и территорий пионерного освоения, природных богатств, создание новых производств и видов деятельности, осуществления реформ во всех сферах экономики и жизни.

Проведенные расчеты эффективности развития и размещения транспортной инфраструктуры показали, что срок окупаемости производственных капитальных вложений на строительство железных дорог составляет 3,5 лет, автомобильных дорог до 5 лет, соотношение внутриотраслевых и внеотраслевых эффектов соответственно на железнодорожном транспорте -- 22 - 78%, автомобильном транспорте - 19 - 81%, строительства отдельных железнодорожных линий - 16 - 84%, автомобильные дороги - 18 - 22% и в целом по транспортной инфраструктуры составляет 21 и 79 %. Кроме того, реализация приоритетных направлений совершенствования транспортного обслуживания позволяет сократить интервалы движения на 15 %, уровень неудовлетворительного спроса на 15-25 %, приведенный ущерб от выброса загрязнителя в атмосферу на 7-12 %, потери народного хозяйства от ДТП на 12-26 %, достичь 30 % величина ущерба, причиняемого населению внешними шумами и эффективно использовать. Все вышеизложенное позволяет рассматривать транспортную инфраструктуру, как диспозитивный ресурс повышения эффективности национальной экономики, так как каждая единица вложенных в транспортную инфраструктуру затрат дает от 77 до 84 % неучтенного в расчетах дополнительного эффекта в других отраслях.

Основной проблемой при исследовании вопросов формирования и развития региональной транспортной инфраструктуры является определение спроса на транспортное обслуживание. Спрос на транспортное обслуживание можно определить путем применения экономико-математических методов и разработки различных вариантов модели регионального спроса. Моделирование спроса в диссертации проводилась на его определениях как в целом по республике, так и в разрезе грузовых и пассажирских перевозок, включая по видам сообщений. Установлено что, разработанные модели являются статистически значимыми. Для согласования объема спроса с предложением на овладение перспективных потоков разработана методика определения показателей работы транспортных средств в различных территориальных преобразованиях.

Комплексное и совместное рассмотрение различных видов транспортной инфраструктуры осуществлено на базе разработки единой экономико-математической модели территориальной организации транспортной инфраструктуры страны. Реализация данной задачи позволила сформулировать перспективную программу и приоритетные направления развития и реконструкции линейных сооружений и объектов территориальной организации транспортной инфраструктуры.

Анализ и синтез проблем формирования, развития и размещения транспортной инфраструктуры, использование экономико-математических и имитационных моделей, разработка методик расчета общих и отраслевых, территориальных и частных показателей и параметров, экспериментальные расчеты на ЭВМ с программным и информационным обеспечением и их апробация позволили сформулировать основные и приоритетные направления развития и размещения объектов транспортной инфраструктуры в рамках общей стратегии долгосрочного развития Республики Туркменистан.

Необходимость совершенствования территориальной организации транспортной инфраструктуры в условиях рыночной экономики не утрачивает свою актуальность. Важное значение имеет рациональное использование существующих производственных мощностей транспортной инфраструктуры, осуществления крупномасштабного строительства транспортных коммуникаций за счет как собственных, так и привлеченных средств. Поэтому центральное место в инвестиционных проектах должны занять реконструкция, техническое перевооружение и модернизация транспортной сети, устранение диспропорций в действующем комплексе, что позволить при минимальных затратах получить наибольший прирост перевозочной способности; и проведения гибкой транспортной политики, которая позволила бы, с одной стороны реализации общегосударственных программ, а с другой -- максимально использовать перевозочный потенциал предприятий транспортной инфраструктуры, а также использование и развитие логистических систем, автоматизации системы управления транспортного комплекса, применения эффективных методов выбора транспортных средств при совершенствовании транспортного обслуживания регионов.

Реализация разработанной модели позволил выявить направления реализации транспортной политики, осуществлять выбор эффективных форм, методов и средств государственного регулирования деятельности транспортной инфраструктуры в различных сегментах рынка.

Развитие и модернизация инфраструктуры, повышение качества услуг требует:

· Обеспечить финансирование и завершение модернизации порта Туркменбаши;

предпортовых и портовых станций, обеспечить оснащение современной техникой контейнерные терминалы, перерабатывающих 40-футовые контейнеры

· Открыть пограничные железнодорожные переходы для перевозки грузов международного транзита с осуществлением погранично-таможенных операций по временной схеме;

· Ускорить разработку и внедрение современных информационных систем слежения за продвижением грузов международного транзита, включая оптико-волоконную связь и спутниковую навигационную систему;

· Разработать конструкцию и организовать производство нового типа подвижного состава для перевозки большегрузных контейнеров в два яруса с целью снижения себестоимости и уровня тарифов при перевозках грузов по Туркменским участкам международных транспортных коридоров;

· Обеспечить надлежащую охрану грузов на маршрутах следования международного транзита без повышения стоимости перевозок.

Новая транспортная система станет более безопасной, надежной и энергосберегающей, обеспечивающей при этом невысокую себестоимость перевозок. В этой связи реализация этих планов предполагает налаживание плодотворного международного сотрудничества с целью формирования современной транспортной инфраструктуры на основе создания новых и модернизации действующих дорожных сетей в соответствии с мировыми стандартами качества. При этом мы обращаем внимание на создание такой транспортно-транзитной системы, которая восприимчива к внедрению новых технологий, а также отвечает высоким нормам экологической безопасности.

Особо следует отметить значимую роль железнодорожного транспорта, который с каждым годом играет все большую роль в экономике и торговле стран Каспийского региона и Центральной Азии. К настоящему времени основные железнодорожные магистрали Туркменистана являются составной частью международных транспортных коридоров.

2.3 Развитие системы логистических центров в рамках совершенствования транспортных коридоров

Логистическая система предполагает одновременное решение четырех задач: технологической, технической, экономической и управленческой. На этом этапе решенной, да и то не полностью, оказалась только первая. Техническая задача оказалась нерешенной, прежде всего из-за отсутствия достаточного количества подвижного состава и их технического состояния. Положение усугублялось низкой технологической дисциплиной со стороны железных дорог. Трудно признать технологическим методом забивку перед погрузкой щелей в люках ветошью и бумагой, а тем более заваривание люков и фиксаторов разгрузочных устройств электросваркой, когда для выгрузки требуется кувалда и автоген.

В процессе перемещения товара от продавца к покупателю, а также вагонов как в порожнем, так и в груженом состояниях от станции погрузки до станции выгрузки необходимо соответствующее информационное обеспечение оперативного управления перевозочным процессом (управления грузовыми и транспортными потоками).

Что мешает технологическому и, как его базы, информационному взаимодействию железнодорожников и портовиков, созданию единого информационного пространства железной дороги. Причин несколько:

· Функцию стыкования и взаимодействия информационных, финансовых и материальных потоков выполняют банки, а также товарные конторы (ТВК) железнодорожных станций, технологические центры обработки перевозочных документов (ТехПД), отделы по обработке перевозочных документов ИВЦ дорог (ИВЦ ПД) ,а также транспортно-экспедиционные конторы (ТЭК) морских торговых портов и грузовые конторы речных портов (ГК). Помимо перечисленных подразделений, данную функцию выполняют экспедиторские, таможенные, сертификационные и страховые организации, без оплаты услуг которых, а также без оформления и предъявления соответствующих документов невозможно перемещение транспортных и грузовых потоков;

· Функцию стыкования и взаимодействия информационных потоков с транспортными и грузовыми выполняют на всех видах транспорта диспетчерские аппараты.

Появление на железных дорогах структур логистического обслуживания, основными задачами которых являются активное привлечение клиентуры к пользованию железнодорожным транспортом путем изучения потребностей в перевозках по количеству и качеству и создания условий для их удовлетворения, а также организация сквозной доставки груза “от двери до двери” и “точно в срок” без посредников, вынуждает их специалистов шире применять логистику.

В настоящее время перед маркетинговыми подразделениями центров фирменного транспортного обслуживания стоят задачи обобщения данных для изучения сбыта и потребностей клиентуры в транспортных услугах с целью привлечения грузов на железнодорожный транспорт, включающие сбор сведений о клиентуре (производственные возможности и связи, потребность в различных видах транспортных услуг, желательную ритмичность и порционность отправки продукции или получения сырья, взаимоотношения с другими видами транспорта). Собранная информация позволяет подразделению при помощи планирования и координации перевозок заблаговременно строить логистические цепочки по транспортировке груза, отрабатывая возможность соблюдения необходимых клиенту условий по услугам и цене.

В организации деятельности координационных логистических центров необходимо выделить следующие пять направлений:

1. оперативное управление перевозочным процессом и процессами перевалки грузопотоков;

2. информационное обеспечение взаимодействия на базе современных инструментальных и технических средств;

3. коммерческое взаимодействие и экономическая ответственность субъектов транспортного рынка за бесперебойность функционирования транспортного узла;

4. нормативно-правовое регламентирование и регулирование порядка технологического, информационного и коммерческого взаимодействия, а также обеспечения безопасности движения поездов и мореплавания, охраны окружающей среды;

5. решение проблемы инвестирования развития инфраструктуры транспортных узлов на базе морских и речных портов.

Более детально прорабатываются логистические цепочки при обращении клиента с заказами в договорной отдел (через агента или непосредственно). В основном в настоящее время проверяется техническая и технологическая возможность выполнения условий договора, предполагающего доставку груза имеющимся подвижным составом в сроки, предусмотренные Правилами перевозок, а не реальными потребностями отправителя или получателя. Практически отсутствуют (а точнее, составляют слишком малую долю) магистральные перевозки, технологически увязывающие различные производства от “зарождения” сырья на начальном предприятии до получателя готовой продукции у потребителя по критерию минимума суммарных издержек для всех участников данного процесса.

Автоматизированная комплексная программа ФТО на железнодорожном транспорте и работа над системой ДИСПАРК (автоматизированная система пономерного учета, контроля дислокации, анализа использования и регулирования вагонного парка) позволят, используя их наряду с уже имеющимися автоматизированными системами управления локомотивами, локомотивными бригадами, станциями и др., не только минимизировать собственные издержки железных дорог на реализацию договорных условий перевозки, но и при соответствующей нормативно-правовой базе, перейти на создание сложных логистических систем, включающих помимо транспорта и производство, и складирование, и потребление. При этом наряду с материальными потоками в системе важное значение уделяется информационным потокам.

К настоящему времени для более легкой адаптации железнодорожного транспорта к рыночным условиям определены 10 категорий грузовых поездов, которые могли бы удовлетворить грузоотправителей и грузополучателей по режиму доставки грузов исходя из характера производства и потребления перевозимых грузов. Создание технологического процесса двух различных предприятий, соединенных магистральным железнодорожным транспортом, как единой логистической системы -- вот задача третьего этапа.

Не за горами и четвертый этап - единые логистические центры, где все виды транспорта комплексно обслуживают грузовладельцев в тесном взаимодействии, выбирая перевозчика по критерию реального минимума издержек (а не перетягивая “одеяло” на себя).

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА НА ТРАНСПОРТНЫХ КОРИДОРАХ

3.1 Совершенствование перевозочного процесса на транспортных коридорах Республики Туркменистан

3.1.1 Оптимизация формирования многогруппных поездов

Специфика работы железных дорог такова, что каждый погруженный вагон проходит стадию сортировки на станциях, подборки по станциям назначения и грузовым фронтам, и включению в сборные (вывозные, передаточные) поезда. Перемещение подвижного состава в пределах станции, исключая передвижение поездов при их приеме, отправлении и безостановочном пропуске, называют маневрами. Маневры -- важный составной элемент перевозочного процесса, так как на них приходится около 20-25% эксплуатационных расходов. Поэтому снижение эксплуатационных расходов за счет сокращения маневровых передвижений является важной составляющей при организации местной работы.

Как показывает анализ, на всех сортировочных станциях сети железных дорог составы сборных поездов и грузовых подач формируются с небольшим числом групп (не более 5-7 групп в составе поезда) с включением в эти группы вагонов без их подборки на ряд станций или грузовых фронтов. В результате средняя продолжительность стоянки сборного поезда на промежуточных станциях остается высокой и объясняется тем, что переработка местного вагонопотока передается с технических на так называемые, опорные промежуточные станции, при этом на станциях формирования сборных поездов, как правило, не производится детальная подборка вагонов внутри групп, отцепляемых на участке от сборного поезда. Поэтому на промежуточных станциях выполняется повторная сортировка вагонов в порядке их расстановки на грузовых фронтах или в порядке передачи их на соседние промежуточные станции. Эта повторная сортировка выполняется в условиях ограниченного путевого развития, а в ряде случаев (при отсутствии изолированных вытяжек) и с занятием главных путей, что приводит к дополнительному снижению пропускной способности участка, а также к привлечению к этой работе маневровых локомотивов промежуточных станций.

В тоже время и на станциях формирования многогруппных составов сборных поездов и грузовых подач технология сортировки вагонов и подборки их по группам остается непроизводительной, требующей большой затраты маневровых операций и большого количества используемых для сортировки концов сортировочных путей. По действующей на технических станциях технологии для формирования многогруппного состава требуется столько сортировочных путей и столько маневровых рейсов по сортировке вагонов и их подборке, сколько групп в составе. При этом, как правило, первым рейсом вагоны, накопленные на одном из сортировочных путей станции, направляются с горки (или с вытяжного пути) на концы путей по одной группе на каждый путь в соответствии с распределением групп в составе поезда по этим путям.

После чего вагоны с каждого из путей последовательно собираются на исходном пути. Тем самым формируются составы с числом групп не более 7, иначе технически и по временным затратам сформировать состав с большим числом групп по данной технологии будет затруднительно.

На сортировочных станциях с большим объемом местной работы, а также в условиях концентрации переработки местных вагонопотоков на технически оснащенных сортировочных станциях необходима детальная подборка вагонов в формируемых многогруппных составах (до 10-20 и более групп) по станциям участка, подъездным путям и грузовым фронтам.

В арсенале методов, обеспечивающих детальную подборку для большого числа групп, метод комбинаторной сортировки вагонов, известный как опыт станции Бескудниково. Этот метод оптимальной сортировки вагонов в настоящее время реализован не в ручном исполнении в виде таблиц, как это было в Бескудниково, а на базе персональной ЭВМ в рамках автоматизированного рабочего места (АРМ) для дежурного по горке или маневрового диспетчера станции во взаимодействии с АСУ сортировочной станции.

При этом независимо от квалификации составительских бригад на основе новой интенсивной технологии реализуются оптимальные, наиболее экономичные режимы формирования многогруппных составов за счет рациональной последовательности выполнения маневровых операций по сортировке и сборке групп вагонов на ограниченном числе сортировочных путей или на концах этих путей.

Рис. 3.1. «Электронный составитель» в АСУ СС

Эффект от применения указанной технологии заключается в 2-3-кратном сокращении времени на формирование многогруппных составов и снижении энерго-затрат при выполнении маневровой работы в целом, причем технология тем эффективнее, чем большее число групп в поезде необходимо подобрать. Так, например, состав с числом групп от 6 до 10 подбирается в заданной последовательности расположения групп вагонов с использованием 3 сортировочных путей (или их концов) не более чем за 2-3 сортировки и одну перестановку, а с числом групп до 20 на тех же путях -- не более, чем за 4 сортировки и одну перестановку.

Разработка оптимального плана маневровых операций в рамках АСУ сортировочной станции.

Программный комплекс по расчету оптимальной последовательности маневровых операций при ускоренном формировании состава многогруппного поезда или грузовой подачи, называемый «Электронный составитель», включается в состав АРМ дежурного по горке (или АРМ маневрового диспетчера) сортировочной станции и информационно увязывается в единый контур с АСУ сортировочной станции (АСУ СС) (рис. 3.1.1.).

В качестве исходной информации для решения задачи ускоренного формирования состава многогруппного поезда используется накопление вагонов на задаваемом в режиме диалога с ПЭВМ сортировочном пути. То есть, когда накопление вагонов на любой из сборных поездов завершено, осуществляется расчет сортировочного листка на его формирование.

Для этого, как только на экране монитора в перечне всех номеров сортировочных путей будет выбран требуемый номер пути, то в АРМ автоматически формируется и направляется по каналу связи в АСУ СС соответствующий запрос на передачу накопления вагонов на данном пути (см. рис. 3.1.2). После передачи из АСУ СС в АРМ дежурного по горке (или маневрового диспетчера) сведений по всем накопленным вагонам в объеме натурного листа, данное накопление вагонов отображается на экране (рис.3.1.2.).

Рис.3.1.2. Форма представления на экране монитора накопления вагонов на заданном сортировочном пути для выбранного сборного поезда (с указанием условной разметки станций назначения для каждого вагона).

Знаком "X" система "Электронный составитель" выделяет те вагоны, которые должны направляться на отсевной путь, или по этим вагонам маневровый диспетчер должен принять решение о включении их в состав поезда.

Для осуществления подборки накопленные на данное назначение вагоны выводятся маневровым локомотивом из сортировочного парка в парк приема (или направляются на вытяжной путь, если формирование состава будет проходить со стороны вытяжки).

Процесс сортировки и перестановки вагонов с одного пути на другой производится до тех пор, пока не будет собран на одном пути в нужной последовательности весь многогруппный состав сборного поезда; после чего сформированный состав выводится в парк отправления.

По окончании формирования многогруппного состава из АРМ в АСУ СС направляется соответствующее сообщение о расположении вагонов в сформированном составе, на основе которого в АСУ СС корректируется порядок вагонов на данном пути.

После проверки состава в техническом и коммерческом отношениях и его готовности к отправлению к нему в хвост (или в голову в зависимости от направления следования на участок) прицепляют поездной локомотив, который и будет вести сборный поезд, отцепляя от него по пути следования соответствующие группы вагонов по станциям их назначения (на некоторых станциях отцепка групп вагонов может осуществляться маневровыми локомотивами, что указывается в технологии работы сборного поезда).

Общая схема расчета оптимальной последовательности маневровых операций. Разработка алгоритмического и программного обеспечения по всему комплексу функциональных задач ускоренного формирования многогруппных поездов и оптимизации развоза местного груза выполнена исходя из некоторого базового варианта решения задачи с постепенным наращиванием функций и адаптацией его к различным условиям работы каждой сортировочной станции. В базовый вариант включается процедура анализа расположения вагонов в накопленном составе и расчета числа групп.

Для этого каждому вагону, участвующему в процессе формирования многогруппного состава, системой присваивается фактический номер группы, в соответствии со станцией назначения этого вагона и порядком обслуживания станций сборным поездом (или в соответствии с порядком обслуживания грузовых фронтов -- для грузовой подачи). Так как в любой последовательности номеров назначений вагонов (называемых фактическими номерами) имеются упорядоченности в явном виде (например, 2,..,2,..,3) или неявном виде (например, 7,..,8,..,7), а также, так как в адрес ряда станций назначения могут отсутствовать вагоны в данном составе и поэтому будут отсутствовать в последовательности номеров отдельные фактические номера, то выполняется перекодировка фактических номеров групп вагонов в условные номера, число которых оказывается значительно меньше числа фактических номеров групп. Такая перекодировка выполняется с учетом того или иного варианта проведения сортировки вагонов (с горки или со стороны вытяжки). Так как число путей для сортировки вагонов при формировании многогруппного поезда может быть задано ограниченным либо в достаточном количестве, то в соответствии с этим в системе определяются две стратегии сортировки:

· первая -- оптимальная, когда число сортировочных путей не ограничивается;

· вторая, когда формирование состава проводится на ограниченном числе сортировочных путей.

В соответствии с оптимальной (первой) стратегией сортировки вагонов, когда число сортировочных путей не ограничивается, определяется необходимое оптимальное количество путей п для полученного числа условных номеров групп вагонов. Оптимальное количество сортировочных путей рассчитывается исходя из минимума маневровых операций по сортировке и перестановке вагонов при формировании многогруппного состава.

Далее сравниваются между собой: число введенных путей для сортировки вагонов п_вв и оптимальное их число п_опт. Если п_вв и п_опт равны между собой, то осуществляется сразу переход к оптимальной стратегии сортировки вагонов.

Если п_опт меньше числа введенных путей п_вв, то выполняется отсечение из массива номеров путей всех «коротких» путей так, чтобы количество оставшихся путей равнялось оптимальному. После чего осуществляется переход к оптимальной стратегии с выбором соответствующей схемы сортировки. Если же п_опт больше п_вв то следовательно, сортировка вагонов будет вестись в условиях ограниченного числа путей, и выбирается схема сортировки вагонов на таком количестве путей.

В соответствии с выбранной схемой осуществляется моделирование процесса сортировки вагонов. То есть в каждом маневровом рейсе определяется, на какой путь направляется очередной вагон и подсчитывается количество вагонов в каждом отцепе. По окончании моделирования формируется выходной массив последовательности маневровых операций по сортировке вагонов, т.е. сортировочный листок.

Решение задачи с учетом ограничений на длину и вес многогруппного состава поезда.

Основным критерием отсева вагонов из накопленного состава в этом случае является оценка количества маневровых операций, затрачиваемых на сортировку каждого вагона при его подборке в составе поезда. То есть последовательно исключаются из формируемого состава вагоны, требующие больше всего маневровых передвижений при их упорядочивании (до тех пор, пока не будут выполнены оба ограничения: на длину и вес состава). При этом в режиме диалога диспетчер может указать те вагоны, которые должны остаться на станции.

Решение задачи в условиях вытяжки ограниченной длины и ограниченной вместимости концов сортировочных путей.

Расчет оптимальной последовательности маневровых операций при формировании многогруппного состава в условиях ограниченной длины вытяжки, ограниченной вместимости концов сортировочных путей, а также ограниченного числа этих путей -- является сложной задачей комбинаторного типа и потребовал разработки отдельного алгоритма. Это связано с тем, что наличие каждого из перечисленных ограничений очень существенно увеличивает количество перебираемых вариантов при поиске решения. Так, например, наличие вытяжки ограниченной длины не позволяет вытягивать на сортировку все вагоны, накопленные на исходном пути, а также все вагоны с других путей в следующих рейсах. Следовательно, как для первого, так и для всех последующих маневровых рейсов необходимо определять оптимальное количество частей, на которые следует делить состав при его вытягивании на сортировку, а это взаимосвязано и с вместимостью концов путей, и с последовательностью их обработки, и с количеством используемых сортировочных путей.

Для решения данной задачи разработан и реализован эвристический алгоритм, суть которого формулируется следующим образом:

· двигаясь от итоговой ситуации, т.е. от конечного расположения вагонов в сформированном составе, к исходному составу, стараться на каждом шаге (рейсе) максимально уменьшать функцию цели, отражающую величину отдаленности текущей ситуации от исходной.

Эффект от внедрения технологии ускоренного формирования многогруппных поездов на базе ПЭВМ достигается за счет 2- и 3-кратного сокращения времени на выполнение маневровой работы по сортировке вагонов, обеспечения детальной подборки вагонов не только по всем станциям участков обслуживания сборными поездами, но и по грузовым фронтам и подъездным путям с освобождением от этой работы маневровых локомотивов промежуточных станций.

3.1.2 Моделирование перевозочного процесса в условиях организации движения грузовых поездов но твердым ниткам графика

В условиях современной рыночной экономики и экономических принципов одними из наиболее перспективных направлений совершенствования перевозочного процесса являются организация движения грузовых поездов по твердым ниткам графика и моделирование работы станций, участков и направлений сети в целом.

Исторически сложилось так. что в настоящее время на железных дорогах Туркменистана грузовое движение организуется не по нормативному графику. Отсюда вытекают многие негативные моменты: грузоотправители не знают времени прибытия своих вагонов на станцию назначения и часто предпочитают другие виды транспорта, железная дорога не может четко планировать технологические процессы своих подразделений и строить их по принципам «конвейерного производства».

Для полноценной реализации технологии твердых ниток графика движения грузовых поездов необходим инструмент экономически рационального нормирования и прогнозирования перевозочного процесса. Таким инструментом является разработанная ВНИИАС МНС России автоматизированная система моделирования работы станций,

участков и направлений сети железных дорог в целом [7].

В целом разрабатываемая система позволит решать достаточно широкий круг задач функционирования и развития железнодорожного транспорта:

1. расчет временных показателей работы объектов транспорта (времена оборота вагонов и локомотивов, коэффициенты загрузки технических элементов станций и участков, времена выполнения технологических операций с учетом ожиданий и т.п.) при фиксированных объемах перевозочной работы и существующем уровне их технической оснащенности;

2. расчет наличных перерабатывающих способностей объектов транспорта при существующем уровне их технической оснащенности;

3. расчет временных показателей работы и наличных перерабатывающих способностей объектов транспорта при различных вариантах изменения уровня их технической оснащенности;

4. оперативное прогнозирование развития текущего состояния управляемых объектов на заданный период;

5. формирование перечня экономически рациональных решений по оперативному управлению перевозочным процессом.

Укрупненный алгоритм моделирования объектов транспорта можно разделить на три этапа: сбор и формализация исходной для моделирования информации, переработка данных в системе моделирования и подготовка отчетных форм по результатам моделирования, соответствующим специфике решаемой задачи. Последовательность этапов моделирования и перечень задач, решаемых моделированием работы объектов транспорта в технологии твердых ниток графика, представлены на рис. 3.2.3. В перечне исходных данных выделяются следующие типы информации:

· нормативная информация - действующие нормы времени на выполнение операций перевозочного процесса в пределах моделируемых объектов;

· статистическая информация - разброс фактических времен выполнения операций;

· перевозочного процесса от действующих норм времени;

· техническая информация - сеть путевого развития станций (участков), число маневровых локомотивов на станциях, типы и количество станционных бригад и т.п.;

· технологическая информация - специализация элементов сети путевого развития станций (участков), последовательности технологических операций с группами вагонов на станциях (с поездами на участках), график выходного потока и т.п.;

· характеристики текущего состояния - распределение составов поездов, групп вагонов и локомотивов по элементам сети путевого развития и последовательностям технологических операций станций и участков на момент начала процесса моделирования;

* характеристики входного потока за заданный период моделирования количество принимаемых за заданный период моделирования поездов, их разложения по гуппам вагонов и привязка к конкретным «входным» элементам сети путевого развития и временам прибытия.



Рис. 3.2.3. Задачи моделирования перевозочного процесса в условиях организации движения грузовых поездов по твердым ниткам графика

Процесс переработки данных в системе представляет собой обработку исходной информации и получение детальной прогнозной картины работы объектов в заданный предстоящий период в соответствии с разработанными алгоритмами моделирования. Технологически на железнодорожном транспорте выделяется два вида объектов моделирования - станция и участок. По станциям предполагается разработать универсальный алгоритм моделирования, который может быть использован для любых типов станций.

Особенностью построения геердых ниток является прокладка реально выполнимых при существующей структуре поездопотока ниток графика. Имитационное моделирование здесь может быть использовано в двух аспектах:

· расчет исходных данных для построения твердых ниток графика;

· построение твердых ниток графика движения поездов.

Процесс расчета исходных данных для прокладки твердых ниток графика, заключается в расчете увязочных норм времени для построения сквозных твердых ниток графика на технических станциях (рис. 3.4.) - экономически рациональных отрезков времени от моментов нормативного прибытия поездов на техническую станцию до соответствующих моментов нормативного отправления транзитных поездов, преследующих станцию без переработки; отдельных групп вагонов и поездных локомотивов.

* нормативные нитки без резерва; Ч - нормативные точки перехода;

* нормативные нитки с резервом; * - увязочные точки перехода;

* фактическое следование поездов. * - фактические точки перехода.



Рис. 3.2.4. Технология увязки твердых ниток графика движения грузовых поездов

Для создания оптимальных условий по обеспечению возможности компенсации возникающих отклонений фактической продолжительности выполнения операций перевозочного процесса от установленных нормативов времени за счет рационального использования имеющихся временных резервов на последующих операциях, в качестве единичных жестко резервируемых.

На этапе построения твердых ниток графика задачами моделирования являются:

- прокладка твердых ниток график с развитием этой задачи в построение нормативного графика движения поездов всех категорий в целом;

- разработка нормативных планов-графиков работы станции с вагонами и локомотивами, следующими по твердым ниткам графика.

На этапе определения нормативов поездной работы по твердым ниткам графика в предстоящем месяце перечень задач моделирования состоит в следующем:

- построение твердого графика оборота выделенного парка поездных локомотивов под выбранное число твердых ниток графика движения грузовых поездов, объявляемых в предстоящем месяце действующими;

- разработка вариантных твердых ниток графика на сутки предоставления ремонтных окон;

- построение графика перехода с одного варианта действующих твердых ниток графика на другой.

В процессе реализации движения поездов по графику роль имитационного моделирования заключается в решении следующих задач:

- прогнозирование предстоящего развития текущей ситуации:

- прогноз продвижения поездов по участку;

- прогноз прибытия поездов с участка;

- прогноз работы станции;

- прогноз обеспечения твердых ниток графика составами и отправления поездов на участок со станции;

- формирование перечня рекомендаций диспетчерскому персоналу по рационализации принимаемых управленческих решений.

Задачи моделирования, связанные с прогнозированием развития текущей ситуации, представляют собой режим, информирующий диспетчерский персонал о возможных затруднениях в продвижении поездопотока по действующему варианту нормативных ниток графика и позволяющий проанализировать состояние управляемых объектов на заданный будущий момент времени, исходя из текущего их состояния, характеристик входного потока и определенного набора управленческих решений за период прогнозирования. Достоверность прогноза на любой период при адекватной системе моделирования Оканчивается достоверностью характеристик входного потока.

Задача формирования перечня экономически рациональных управленческих решений в условиях технологии твердых ниток представляет собой режим, позволяющий при возникновении отклонений в движении поездов посредством проработки результатов прогнозов развития текущей ситуации при различных вариантах управленческих решений, формируемых системой автоматически и/или пользователем вручную, предоставить диспетчеру перечень рекомендуемых действий в порядке убывания степени их экономической эффективности, позволяющих ввести ход перевозочного процесса в рамки твердых ниток графика.

На этапе учета и анализа выполнения твердых ниток графика движения фузовых поездов задача моделирования заключается в "обучение" алгоритмов моделирования по результатам выявленных отклонений смоделированных результатов от фактических получившихся исполненных показателей работы станций и участков.

3.2 Оптимизация взаимодействия видов транспорта в системе доставки грузов транспортных коридоров

Возможность применения передовой технологии перевозочного процесса обусловлена уровнем развития транспортной инфраструктуры, которую можно разделить на два основных элемента - терминалы и транспортные пути.

Вопрос оптимизации работы наземных магистральных видов транспорта (железнодорожного, автомобильного) и морского транспорта, принимающих участие в системе доставки грузов на базе смешанных перевозок, неизбежно сводится к решению проблемы их взаимодействия на морском терминальном комплексе. Исследовательская база, на основании которой сформирована экономико-математическая модель, приведенная ниже.

Технологические особенности рассматриваемых видов транспорта предопределяются спецификой каждого вида в зависимости от рода транспортируемого груза, его упаковки и используемых средств укрупнения. В связи с этим технологические особенности в формализованном описании системы доставки образуют две группы параметров - управляемых и неуправляемых.

Неуправляемые (базовые) параметры задаются априори известными в данной системе доставки. К ним относятся, прежде всего, сведения о виде груза, партионности отправок, требования к подвижному составу типу вагонов и автомашин, перегрузочному оборудованию, средствам укрупнения. Так, например, перевозка контейнеров железнодорожным транспортом принципиально возможна на открытых платформах или в полувагонах, из расчета один 40-футовый или два 20-футовых контейнера на универсальной платформе или в полувагоне. Также, в зависимости от используемых платформ (универсальных, специализированных 60-футовых либо 80-футовых), возможны различные комбинации по количеству и типу перевозимых контейнеров. Перевозка контейнеров автотранспортом производится на специализированных 20-футовых либо 40- футовых полуприцепах. Перегрузка контейнеров выполняется с использованием специальной перегрузочной техники, к которой, в частности, относятся тыловые краны, погрузчики, контейнерные перегружатели (рич-стакеры).

Управляемые параметры определяются, исходя из возможности варьирования ими в условиях действующих ограничений на систему доставки в зависимости от выбранного критерия оптимизации.

Рассмотрим задачу оптимизации технологических процессов в порту погрузки в рамках системы доставки в целях обеспечения минимальных суммарных издержек. В порту выполняется погрузка на судно заданных n видов грузов (n = 1, N), для которых известны размеры соответствующих партий Q_n , формирующих одну судовую отправку Q. Завоз n-го вида груза производится железнодорожным транспортом в вагонах m типов (m=1,М) или автомашинах m' типов (m'=1.M). Рассматривается интервал времени t=1,T (сут), причем Т = t_оm, что определяется как результат расчета по формулам, приведенным в. Погрузка на судно производится на терминале, причем, принято допущение о закреплении судна под обработку только на одном терминале. Пусть в течение каждых суток t общее количество груза n-го вида, пребывающего на припортовую железнодорожную станцию в вагонах m'-го типа - Q ^m't._n а в автомашинах m' -го типа - Q ^m't._n .

Критерием оптимальности является обеспечение минимального значения суммарных издержек в порту погрузки при отправке партий груза в рассматриваемой системе доставки

(1)

где a^mt_B - тарифная ставка за простой железнодорожных вагонов в течение суток t;

A_n- аккордная ставка на выполнение погрузо-разгрузочных работ (ПPP) n-го вида груза;

с'_хр - удельные издержки, связанные с хранением груза n-го вида в порту погрузки в течение суток t;

a^mt_м -тарифная ставка за простой автомашины в течение суток t;

-количество груза n-го вида, пребывающего в железнодорожном вагоне m-го типа;

-количество груза n-го вида, пребывающего в автомашине;

-го типа.

В качестве параметров управления используем:

-количество вагонов т-го типа с грузом n-го вида, поданных под разгрузку в течение суток t;

-количество вагонов, m-го типа с грузом n-го вида, неподанных под разгрузку в течение суток t;

-число автомашин m'-го типа с грузом n-го вида, поданных под разгрузку в течение суток t;

-число автомашин m'-го типа с грузом n-го вида, неподанных под разгрузку в течение суток t;

-количество груза n-го вида, прибывшего по железной дороге и погруженного на судно в течение суток t;

- количество груза n-го вида, прибывшего автотранспортом и погруженного на судно в течение суток t.

Ограничение по общему количеству груза в вагонах m-го типа, находящихся на припортовой станции с грузом n-го вида в течение суток t:

(2)

где- общее количество груза в вагонах m-го типа, находящихся на припортовой станции с грузом n-го вида в течение суток t.

Ограничение по общему количеству груза в автомашинах m' -го типа, находящихся на терминале с грузом n-го вида в течение суток t.

(3)

где- общее количество груза в автомашинах т'-го типа, находящихся на терминале с грузом n-го вида в течение суток t.

Количество груза n-го вида, выгруженного из всех транспортных средств за рассматриваемый период, равно судовой партии этого груза:

(4)

Общая длина грузового состава, подаваемого на грузовой фронт в течение суток, не должна превышать длины приемо-отправочных путей железнодорожного грузового фронта терминала L с учетом числа возможных подач П на грузовой фронт в течение суток:

(5)

где- длина вагона m-го типа.

(6)

Общее число выгруженных автомашин не превышает пропускную способность пункта приема автотранспорта терминала;

Рис. 3.2.5. Процессы в порту отправления при использовании прямого варианта

ПРР (I I₃ > М_погр ):

Для условия, когда интенсивность завоза груза в порт превышает нормы погрузки (выгрузки), I₃ >Mпогр (рис.3.5), действуют ограничения.

t₃ - время завоза груза в порт магистральным видом транспорта;

t_пр - время простоя магистрального вида транспорта;

t_noгp - время погрузки в порту отправления;

Q_np - остаточное количество груза, приводящее к простоям подвижного состава;

а - коэффициент разрыва интенсивностей процессов завоза и погрузки.

Ограничение на остаток груза в железнодорожном подвижном составе и автомашинах на момент окончания процесса завоза:

(7)

Ограничение на соответствие общего количества выгруженного груза из всех транспортных средств магистральных видов транспорта погруженному на судно:

(8)

Для условия, когда ПРР I₃ > М_погр, (рис. 3.6), действуют ограничения.

Рис. 3.2.6. Процессы в порту отправления при использовании смешанного варианта ПРР (I₃<M_погр)

Рис. 3.2.7. Процессы в порту отправления при использовании смешанного варианта ПРР (I₃ > М_ПОГР ):

- время хранения (складирования) груза в порту погрузки;

Q_xp - количество груза, накапливаемое для начат ПРР и подлежащее хранению.

Общее количество груза всех видов, выгруженного из всех транспортных средств за период завоза в порт, равно количеству груза, погруженного на судно за период погрузки, и равно размеру судовой отправки:

(9)

(10)

Заполнение склада до начала процесса погрузки должно обеспечить накопление на нем количества груза не менее чем Q_xp:

После окончания процесса завоза рассматриваемой партии груза на припортовой железнодорожной станции не должно остаться необработанных вагонов:

...