Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния теории и практики вопроса прогнозирования подвода экспортных грузов к портам и постановка задачи исследования 12
1.1 Актуальность исследования вопроса прогнозирования подвода экспортных грузов к портам.. 12
1.2 Состояние вопроса прогнозирования подвода экспортных грузов к портам 16
1.3 Краткий обзор и анализ научных исследований по вопросу прогнозирования подвода экспортных грузов к портам 24
1.4 Постановка задачи совершенствования прогноза подвода экспортных грузов к портам 30
Выводы по главе 1 33
2 Выбор и оценка основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортных грузопотоков на транспортных направлениях . 35
2.1 Структура и технология работы транспортных направлений 35
2.2. Определение времени нахождения экспортных грузопотоков на транспортных направлениях 39
2.3 Определение численных характеристик экспортного грузопотока. 43
2.4 Определение основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортного грузопотока в подсистеме «участки» 49
2.4.1 Выбор основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортного грузопотока в подсистеме «участки» 49
2.4.2 Определение времени нахождения экспортного грузопотока на участках железных дорог однопутной линии.. 53
2.4.3 Определение времени нахождения экспортного грузопотока на участках железных дорог двухпутной линии... 58
2.5 Определение основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортного грузопотока в подсистеме «попутные технические станции»... 61
2.6 Методика определения времени нахождения экспортного грузопотока в подсистемах транспортного направления...
2.6.1 Исходные данные для определения времени нахождения экспортного грузопотока в подсистемах транспортного направления 73
2.6.2 Методика определения времени нахождения экспортного грузопотока на участках железных дорог 75
2.6.3 Методика определения времени нахождения экспортного грузопотока на технических станциях... 79
Выводы по главе 2 82
3 Методика совершенствования прогноза подвода экспортных грузов к портам 84
3.1 Модель совершенствования прогноза подвода экспортных грузов к портам 84
3.2 Экономическая оценка методики совершенствования прогноза подвода экспортных и перевалочных грузов к портам .. 91
Выводы по главе 3 95
4 Реализация методики совершенствования прогноза подвода экспортных грузов к портам . 97
4.1 Формирование исходных данных для совершенствования прогноза подвода экспортных грузов к портам 97
Выводы по главе 4 107
Заключение 108
Список литературы.
- Состояние вопроса прогнозирования подвода экспортных грузов к портам
- Определение основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортного грузопотока в подсистеме «участки»
- Определение основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортного грузопотока в подсистеме «попутные технические станции»...
- Экономическая оценка методики совершенствования прогноза подвода экспортных и перевалочных грузов к портам
Состояние вопроса прогнозирования подвода экспортных грузов к портам
Дальний Восток занимает выгодное экономико-географическое положение в России и Азиатско-Тихоокеанском регионе, соседствуя с такими странами, как Китай, Япония и США. Через территорию Дальневосточного федерального округа проходят две крупнейшие в России железнодорожные магистрали: Южный широтный ход (Транссибирская магистраль) и Северный широтный ход (Байкало-амурская магистраль), имеющие выход к крупнейшим портам – Ванино, Находка-Восточная, Владивосток. Уникальность транспортной системы обусловлена ее положением в системе формируемых международных транспортных потоков, которые концентрируются в крупных портах юга Приморского края и в порту Ванино Хабаровского края. На три портовых узла: Владивостокский, Находкинский и Ванинский приходится 80% грузооборота всех портов Дальнего Востока. Более 30% общего объема перевозок экспортных грузов по России и свыше 25% транзитных перевозок грузов других государств транспортируется по Дальневосточной железной дороге [19].
Развитие транспортного комплекса Дальнего Востока запланировано на государственном уровне и включает в себя:
1. Развитие железнодорожного транспорта, специализированных перегрузочных комплексов, модернизация железнодорожных станций, ликвидация существующих «узких» мест [89].
2. Мероприятия по ускорению экономического и демографического развития дальневосточных территорий России в целом, технической и технологической модернизации производства, увеличения мощностей портово-железнодорожных комплексов, обеспечивающих транзитные международные грузоперевозки, и создания на тихоокеанском побережье России крупных центров внешнеэкономического сотрудничества [87].
3. Создание инфраструктурных условий для эффективного использования природных ресурсов, развития высокотехнологичных производств и создания мобильного рынка труда в районе Северного широтного хода -восточной части Байкало-Амурской магистрали [86].
4. Увеличение перевалки грузов в Ванино-Советско-Гаванском транспортно-промышленном узле к 2025 году с 12 до 80 млн. тонн за счет постройки морских терминалов и развития портовых мощностей для перевалки угля и рудных концентратов с месторождений Сибири и Дальнего Востока. Рост инвестиционной привлекательности Ванино-Советско-Гаванского узла произошел из-за присвоения статуса особой экономической зоной портового типа [62].
Программы развития предусматривают значительный рост грузопотоков, отправляемых на экспорт через порты Владивосток, Находка, Восточный, Ванино, Посьет, Раджин. Между тем, в настоящее время даже при существующих размерах грузопотока Дальневосточная железная дорога имеет значительные затруднения в организации эксплуатационно работы, которые обусловлены следующими факторами: резко ограничена пропускная способность Северного широтного хода (линия однопутная, неэлектрифицированная); пропускная способность Транссибирской магистрали не имеет резерва; отсутствие резерва перерабатывающей способности как припортовых, так и технических станций; наличие инфраструктурных ограничений по увеличению пропускной способности Северного и Южного широтных ходов.
В связи с этим реальная технология перевозочного процесса и условия ее оперативной организации нередко существенно отличаются от условий исчисления сроков доставки. Различают уставное (в некоторых источниках – юридическое) время доставки груза, технологическое, контрольное, оперативное [11].
Уставное время доставки – время, рассчитанное в соответствии с Правилами перевозок или установленное договором-контрактом на конкретную перевозку в системе фирменного транспортного обслуживания. Основа нормирования уставного времени доставки грузов является разветвленной и многофакторной. Уставное время доставки устанавливается в зависимости от нормы суточного пробега, определяемой видом сообщения, видом отправки, скоростью перевозки, тарифного расстояния, норм времени на выполнение начально-конечных и дополнительных операций в пределах данной дороги. Технологическое время доставки – время, рассчитанное в соответствии с действующей нормативной организацией грузового движения. Контрольное время доставки – время, по которому контролируется выполнение срока доставки в автоматизированных системах. Оперативное время доставки – динамическая характеристика времени доставки. Это время для дороги i определяется с учетом оперативных корректировок плана формирования и потерь (экономии) времени при перевозке по предшествующим дорогам [11].
Для определения прогнозных сроков доставки грузов используется уставное и технологическое время. Для контроля за сроком доставки грузов используется контрольное время, которое определяется с учетом уставного и технологического времени доставки грузов. Оперативное время доставки позволяет в оперативном режиме корректировать срок доставки грузов при изменении времени продвижения вагонов по предшествующим дорогам.
На практике уставное, технологическое и фактическое время доставки грузов не соответствуют друг другу.
Основными причинами того, что технологическое время доставки меньше уставного является то, что уставной срок доставки грузов рассчитывается по нормативам 2011 года [70] без учета того, что полигон сети железных дорог является динамической, а не статической моделью. Также при нормировании величины суточного пробега не учитывается суммарная загрузка транспортной системы. В периоды спада объема перевозок, суточный пробег вагонов возрастает. Кроме этого идет реализация крупных инвестиционных проектов, например, «Транссиб за 7 суток», в котором предлагается повышение маршрутных скоростей движения контейнерных поездов до 1500 км/сут, в то время как норма суточного пробега для контейнерных поездов, исчисляемая с помощью Правил перевозок грузов, составляет 550 км/сут [24]. Превышение связано в основном с отклонениями вагонопотоков от тарифного маршрута следования и с неравномерным распределением по маршруту операций переработки, поездообразования на технических станциях и развоза местного груза по участкам.
Различия между технологическим и фактическим временем доставки грузов могут быть вызваны такими факторами, как наличие «узких» мест в пропускной способности участков и перерабатывающей способности станций; предоставление технологических «окон» для ремонта и реконструкции устройств инфраструктуры; наличие отказов технических средств инфраструктуры и подвижного состава.
Между тем, невыполнение согласованного подвода экспортных грузов приводит к затруднениям в эксплуатационной работе железных дорог и портов, вызывающим финансовые потери. Уточнение сроков доставки экспортных грузов позволит оптимизировать и тем самым минимизировать последствия от невыполнения согласованного подвода. Ни уставное время доставки грузов, ни технологическое не позволяют точно определить срок доставки груза.
Определение основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортного грузопотока в подсистеме «участки»
Важнейшим направлением развития транспортной системы является интеграция работы железных дорог с морскими портами в рамках международных транспортных коридоров и создание эффективных логистических технологий в условиях роста объемов перевозок внешнеторговых грузов. Вся организация эксплуатационной работы должна быть подчинена главному -выполнению с минимальными затратами доставки грузов в установленные сроки. Однако реальная технология перевозочного процесса и условия ее оперативной организации нередко существенно отличаются от условий исчисления ответственных сроков доставки. Нередки ситуации, когда фактическое и технологическое время доставки грузов значительно различаются.
Совершенствование прогноза подвода экспортных грузов к портам может быть достигнуто за счет определения прогнозного времени доставки грузов с учетом текущего состояния транспортного направления. В общем виде прогнозное время нахождения экспортного грузопотока угля на транспортных направлениях можно представить: ожидании выполнения технических операций. Величина t тех для станции погрузки, сортировочных станций и припортовых определяется в соответствии с технологическим процессом работы рассматриваемой станции; а для участков – в соответствии с нормативным графиком движения поездов. Простой в ожидании выполнения технологических операций tп рассчитывается с помощью теории массового обслуживания по одним и тем же алгоритмам для каждого элемента транспортного направления.
Анализ показал, что в реальных условиях величина tп значительно превышает свое нормативное значение из-за особенностей технологии работы транспортного направления [28]. С помощью программ «Сириус» и «Оскар-М» был проведен анализ сверхнормативных простоев экспортных грузопотоков угля на направлениях Дальневосточной железной дороги за 2008-2013 года. Выявлено, что наибольшие доли сверхнормативных простоев приходятся на участки и попутные технические станции соответственно 45% и 30% от общей величины сверхнормативных простоев [30]. На основе полученных данных для выделения объектов, имеющих значительные трудности с продвижением экспортного грузопотока была построена диаграмма Парето (рисунок 2.3). %
Таким образом, совершенствование прогноза подвода экспортных грузов к портам может быть достигнуто путем определения величины сверхнормативного простоя. Метод Парето позволяет выделить проблемы, подлежащие первоочередному решению. В данном случае для совершенствования прогноза подвода экспортных и перевалочных грузов к портам в первую очередь необходимо определить величину сверхнормативных простоев в следующих подсистемах: «участки», «попутные технические станции». 2.3 Определение численных характеристик экспортного грузопотока
Совершенствование прогноза подвода экспортных и перевалочных грузов к портам основывается на определении величины сверхнормативных простоев в подсистемах транспортного направления. Одной из основных задач исследования является построение математических моделей, описывающих условия работы каждой подсистемы и транспортного направления в целом. Необходимо определить характер потока и его численные характеристики.
Дальневосточная железная дорога имеет выход к восьми морским портам. 80% грузооборота всех портов Дальнего Востока приходится на морские порты: Владивосток, Находка-Восточная, Ванино, Посьет.
В данной работе были собраны данные по количеству вагонов с экспортным грузом, поступающим на припортовые станции Владивосток, Ванино, Находка -Восточная, Посьет за 2008-2013 года. Cбор исходных данных основывался на следующих принципах: значения изучаемой величины были получены при определенных фиксированных условиях, исключающих влияние тренда; полученные данные сопоставимы по точности измерения. Для анализа полученных данных и определения числовых характеристик вагонопотока с экспортным грузом в работе построены гистограммы распределения среднемесячного поступления вагонов (рисунок 2.4 - 2.7).
Определение основных технико-технологических параметров, влияющих на время нахождения экспортного грузопотока в подсистеме «попутные технические станции»...
Выбор станций зарождения и погашения потока определяет маршрут продвижения потока. На основании выбранного маршрута, формируется список станций и участков, по которому осуществляется транспортировка
При формировании расчетной железнодорожной сети необходимо учесть следующие положения: в число транспортных объектов расчетной сети включают станции -границы административного деления дорог; в качестве самостоятельных транспортных объектов выделяют станции с большой сортировочной работой, выполняющие техническое обслуживание вагонов и локомотивов, а также пункты оборота и смены локомотивных бригад.
Под участком понимают связную совокупность перегонов и промежуточных раздельных пунктов. В качестве основной функции участка выступает пропуск поездов всех категорий. Эта операция включает в себя как непосредственно передвижение по перегонам, так и простой поездов на промежуточных раздельных пунктах под скрещениями и обгонами.
Для каждого транспортного объекта необходимо представление информации о конструктивных параметрах объектов. Состав параметров позволяет дать обобщенные характеристики объектов: пропускную способность и время выполнения технологических операций. Параметры объектов следующие: - грузовые станции - общая вместимость грузовых фронтов, мощность погрузо-разгрузочных средств, среднее число вагонов, подаваемых под погрузку-выгрузку, нормативы времени выполнения операций. сортировочные станции - схема, тип сортировочной системы, число путей в парках каждой системы, тип устройства для расформирования и формирования грузовых поездов, используемые маневровые локомотивы, нормы времени выполнения технологических операций. участковые станции - схема, число приемо-отправочных путей, тип устройств для расформирования и формирования грузовых поездов, нормы времени выполнения технологических операций. устройства обслуживания локомотивов и вагонов - пропускная способность и нормы времени на выполнение соответствующих операций.
Для участков информация представляется тремя группами:
1. общая характеристика - названия участка, звена расчетной сети, которому принадлежит участок, дороги, которой принадлежит участок, длина участка, коэффициенты, характеризующие географическое расположение участка на сети.
2. техническая характеристика - число главных путей, тип поездной связи, вид тяги, число раздельных пунктов, расчетная длина приемо-отправочных путей на промежуточных раздельных пунктах, руководящий уклон, тип верхнего строения пути.
3. технико-эксплуатационная характеристика - тип эксплуатируемого локомотива, нормы массы грузовых поездов, число поездов в графике движения, ходовая скорость, периоды графика движения поездов.
Информация о поступающих на транспортное направление потоках включает в себя информацию о мощности потока и его интенсивности. Для грузового движения поток поездов задается по назначениям плана формирования. На основании вышеперечисленных данных для всех объектов транспортной сети, по которому происходит транспортировка маршрута, последовательно вычисляется коэффициент загрузки. На основании полученных значений вычисляется прогнозное время нахождения потока на каждом объекте транспортного направления и соответственно на всем транспортном направлении.
Методика определения времени нахождения экспортного грузопотока на участках железных дорог Итогом проведенных исследований является разработка алгоритма, описывающего способ определения времени нахождения экспортного грузопотока на участках железных дорог.
Для построения блок-схемы алгоритма, введем допустимые значения параметров: однопутная линия техническое оснащение линии: М = ; [2-двухпутная линия Ґ1 - полуавтоблокировка - средства СЦБ и связи: Y = ; - автоблокировка - коэффициент заполнения пропускной способности: кзап є [0; 1 ]; Ґ1 - парный непакетный график - тип графика: R = \ ; [2-частично-пакетный график - доля пассажирских поездов от общего числа: Nпасс є [0; 1]. При организации движения по частично-пакетному графику, необходимой характеристикой для определения времени нахождения грузопотока на участках железных дорог является коэффициент пакетности - апак є [0; 1].
Экономическая оценка методики совершенствования прогноза подвода экспортных и перевалочных грузов к портам
Определение разницы между технологическим и прогнозным временем нахождения потока на транспортном направлении позволит минимизировать затраты, связанные с неудовлетворительным использованием инфраструктуры транспорта и порта, перевалочных средств и подвижного состава, складов и увеличением затрат грузовладельцами от изменения плана погрузки и выгрузки [25]:
В зависимости от значений перечисленных факторов, меняется величина суммарных затрат. Величина суммарных затрат представлена в таблице варианта Возможность отставления СП СПтз СПтз поезда от движения на II II II станциях, предшествующих припортовой станции В работе были проведены расчеты для Дальневосточной железной дороги по определению границ величины расхождения прогнозного времени доставки груза и технологического, при которых обеспечивается положительный экономический эффект от перевозки экспортных грузов с учетом выплаты штрафов за просрочку доставки грузов, дополнительных расходов, связанных с неудовлетворительным использованием инфраструктуры транспорта и порта, перевалочных средств, подвижного состава и складов. В таблице 3.2 представлены значения величины расхождения прогнозного времени доставки груза и технологического, при которых обеспечивается положительный экономический эффект от перевозки экспортных грузов
Расхождение между технологическим и прогнозным временем нахождения потока на транспортном направлении приводит к дополнительным затратам, связанным с выплатой штрафов за просрочку доставки грузов железной дорогой, неудовлетворительным использованием инфраструктуры транспорта и порта, перевалочных средств и подвижного состава, складов и увеличением затрат грузовладельцами от изменения плана погрузки и выгрузки.
Допустимыми границами отклонения прогнозного времени доставки груза в меньшую сторону от технологического времени, обеспечивающими положительный экономический эффект от перевозки экспортных грузов с учетом дополнительных расходов, являются: - до 24 часов в случае наличия судна в порту; - до 120 часов в случае хранения груза на складских площадях в ожидании судна при расхождении прогнозного времени и технологического; - до 196 часов в случае хранения груза в вагонах («склад на колесах) в ожидании судна при расхождении прогнозного времени и технологического; - до 48 часов в случае отставления поездов от движения на станциях, предшествующих припортовой, в ожидании судна при расхождении прогнозного времени и технологического. Если прогнозное время больше технологического, то положительный экономический эффект достигается: при расхождении прогнозного времени и технологического до 24 часов в случае наличия судна в порту и при наличии возможности производства грузовых операций по перегрузке груза из вагонов в судно по прямому варианту до отправления судна; при расхождении прогнозного времени и технологического до 36 часов в случае наличия судна в порту, наличии свободной емкости судна для загрузки груза, при продолжительности выполнения грузовых операций превышающей время до отправления судна; при расхождении прогнозного времени и технологического до 72 часов в случае хранения груза в случае хранения груза на складских площадях в ожидании судна; в случае хранения груза в вагонах («склад на колесах) в ожидании судна при расхождении прогнозного времени и технологического до 36 часов; в случае отставления поездов от движения на станциях, предшествующих припортовой, в ожидании судна при расхождении прогнозного времени и технологического до 36 часов
Формирование исходных данных для совершенствования прогноза подвода экспортных грузов к портам
На основании предложенной методики был рассмотрен контрольный пример определения прогнозного времени продвижения угля, погруженного на станции Нерюнгри к портам Ванино и Восточный.
На основании выделенных вершин, были определены следующие участки: - для маршрута Нерюнгри - Ванино: Нерюнгри - Бестужево, Бестужево -Новый Ургал, Новый Ургал - Комсомольск Сортировочный, Комсомольск Сортировочный - Высокогорная, Высокогорная - Ванино. - для маршрута Нерюнгри - Находка Восточная: Нерюнгри - Бестужево, Бестужево - Новый Ургал, Новый Ургал - Комсомольск Сортировочный, Комосомольск Сортировочный - Дежневка, Дежневка -Хабаровск 2, Хабаровск 2 - Сибирцево, Сибирцево - Уссурийск, Уссурийск - Барановский, Барановский - Угольная, Угольная - Находка Восточная. На основании технологического процесса работы станций определена технологическая продолжительность выполнения операций с угольным маршрутом, которая составила:
Продолжительность операций на станции выгрузки составляет: на станции Ванино - 2,8 часа, на станции Находка - Восточная - 2,3 часа.
На основании перерабатывающей способности станций и данных о фактических размерах вагонопотоков была определена загруженность станций по обработке рассматриваемого потока:
