СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ПЛАНИРОВАНИЮ ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ НА СЕТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

УДК 656.21

О. П. Югрина, Ю. А. Танайно, Л. С. Жарикова

Современный подход к планированию перевозок грузов на сети железных дорог

Поступила 20.05.2020

Рецензирование 25.05.2020 Принята к печати 22.09.2020

В настоящее время в условиях использования грузовых вагонов, принадлежащих различным операторам, и нестабильности рынков поставок грузов предварительным планированием может быть охвачена только часть грузопотока. А применение оперативного регулирования грузовых перевозок при их большой дальности требует значительных резервов пропускной способности станций и участков сети железных дорог.

Целью исследования является определение критериев планирования перевозок грузов железнодорожным транспортом, влияющих на их своевременную доставку в современных условиях. При планировании перевозки необходимо определять загрузку следующих элементов инфраструктуры: грузовых фронтов мест необщего пользования, осуществляющих погрузку и выгрузку грузов; станций отправления и назначения грузов или порожних вагонов; участков сети железных дорог, по которым следуют отправки или порожние вагоны, а также технических станций, на которых перерабатываются вагоны. Рациональная загрузка перечисленных элементов инфраструктуры по маршруту следования груженых и порожних отправок позволит обеспечить вывоз максимального объема грузов, заявленного к перевозке, и одновременное снижение эксплуатационных затрат. Это возможно только при согласовании заявок грузоотправителей на погрузку в объемах, допустимых для выгрузки и пропуска вагонопотока по инфраструктуре ОАО «РЖД» с учетом перерабатывающих и пропускных способностей вышеперечисленных элементов инфраструктуры.

В статье предложены технические решения, которые могут быть использованы при планировании перевозки грузов железнодорожным транспортом. Разработанный авторами подход позволит избежать критической загрузки станций и участков, не прибегать к излишним мерам оперативного вмешательства диспетчерского персонала, что сократит эксплуатационные затраты на перевозку.

Ключевые слова: железнодорожный транспорт, грузовая перевозка, планирование перевозок, оперативное планирование, регулирование перевозок.

Работа сети железных дорог страны в плановом режиме позволяла при составлении плана перевозок на предстоящий месяц учитывать технические возможности станций и участков, заблаговременно регулируя загрузку инфраструктуры [1]. Это позволяло интенсивно использовать инфраструктуру железных дорог при минимальном резерве пропускной способности, минимизируя эксплуатационные затраты при значительной дальности перевозок. В настоящее время в условиях использования грузовых вагонов, принадлежащих различным операторам, и нестабильности рынков поставок грузов предварительным планированием может быть охвачена только часть грузопотока. А применение оперативного регулирования грузовых перевозок при их большой дальности требует значительных резервов пропускной способности станций и участков сети железных дорог [2, 3].

В настоящее время планирование перевозок осуществляется следующим образом: грузоотправители заранее

представляют заявки на перевозку грузов, в которых отражены станции погрузки и выгрузки, необходимое количество вагонов, оператор подвижного состава, чьи вагоны будут использоваться, а также грузоотправитель и грузополучатель. В заявке определены объемы перевозок на каждое назначение с равномерной разбивкой по дням планируемого месяца. Соответствующие структуры ОАО «РЖД» (ЦФТО) осуществляют прием заявок, на базе полученных данных составляют сводный план перевозок на предстоящий месяц. Эта информация является основой для составления технического плана работы железных дорог, определяющего объемы погрузки по станциям и размеры передачи грузовых поездов по стыкам дорог (границам между железными дорогами сети). Все данные рассчитываются в среднесуточном исчислении, размеры движения в поездах определяются таким же образом. Поэтому технические нормы эксплуатационной работы устанавливают все показатели использования вагонов и локомотивов на планируемый период

(месяц) в вагонах и локомотивах в среднем в сутки, т. е. предусматривается, что объемы работы по грузовым перевозкам будут одинаковы каждый день в течение всего месяца.

Важнейшей особенностью Российских железных дорог является использование их инфраструктуры одновременно для пассажирских и грузовых перевозок вследствие небольшой плотности населения и значительных расстояний между населенными пунктами. Поэтому плановый подход к эксплуатационной работе позволяет сети железных дорог работать с минимальными резервами пропускной способности станций и участков железных дорог. Технические возможности объектов инфраструктуры в таких случаях используются на 95-98 %, что при значительной дальности перевозок позволяет экономить на эксплуатационных затратах, обеспечивая низкие тарифы на перевозку массовых грузов. А оперативное регулирование грузовых перевозок при колебаниях их размеров в некоторые временные периоды может увеличить загрузку отдельных элементов инфраструктуры и применяется, как правило, только при необходимости. Поэтому основная функция оперативного регулирования - контроль за продвижением грузов по назначениям и своевременные меры по недопущению излишней загрузки инфраструктуры. Кроме того, для рационального использования локомотивов в грузовом движении поезда на станциях формируются установленной весовой нормы, с учетом их мощности. График движения поездов разрабатывается на прогнозируемые размеры движения с учетом запасных вариантов по каждому участку, а небольшой резерв станционных путей для необходимых остановок имеется на крупных станциях смены локомотивных бригад

или локомотивов. Поэтому организация перевозок по твердым ниткам графика используется ограниченно только для некоторых категорий (контейнерные, рефрижераторные, тяжеловесные, технологические маршруты), основная доля поездов, перевозящих массовые грузы, следует по заложенным в графике ниткам по указанию поездного диспетчера, без учета конечного назначения груза [4, 5]. Принцип доставки «точно в срок» реализуется только для ограниченного числа перечисленных выше грузовых поездов [6, 7]. Принадлежность инфраструктуры железных дорог одному владельцу позволяет использовать ее без учета интересов отдельных станций и участков, ориентируя диспетчерский аппарат на конечный результат в грузовых перевозках.

Алгоритм планирования грузовых перевозок на современном этапе развития железных дорог изображен на рис. 1.

За рубежом работа железных дорог осуществляется, как правило, с использованием твердых ниток графика для конкретных назначений поездов с целью обеспечения доставки по принципу «точно в срок». Заявки грузоотправителей обслуживаются по мере поступления. В европейских странах, ввиду небольшого расстояния доставки, грузовые поезда между станциями следуют по заранее установленному расписанию, с учетом их категории и назначения груза. Работа по твердым ниткам графика в таком случае не учитывает рациональности использования локомотивов (поезда отправляются со станции формирования малым весом), требует резерва инфраструктуры (станционных путей и пропускной способности участков), так как предъявленный к перевозке объем грузов вывозится боль-

Рис. 1. Алгоритм планирования грузовых перевозок

шим количеством локомотивов, а следовательно и поездов на участках [5].

Повышение конкурентоспособности железных дорог России целесообразно за счет обеспечения перевозок грузов на дальние расстояния с минимальными вложениями в строительство инфраструктурных объектов. Для рационального использования имеющейся сети железных дорог и возможности оптимизации вагонопото-ков на загруженных направлениях целесообразно сбалансировать возможности грузополучателей и инфраструктуры при приеме заявок грузоотправителей [8]. Сокращение эксплуатационных расходов возможно путем снижения коэффициента неравномерности работы объектов инфраструктуры за счет сглаживания объемов перевозок по периодам при согласовании заявок грузоотправителей.

В настоящее время при планировании перевозок учитываются не все факторы, влияющие на своевременную доставку грузов. Например, не всегда технические возможности припортовых станций по перевалке грузов на морской транспорт при экспорте соответствуют полностью заявленным объемам. Особенно это проявляется при неблагоприятных погодных условиях и приводит к задержкам груженых вагонов под выгрузкой и дополнительному простою на путях этих станций и даже на подъезде к ним. На станциях погрузки возможны задержки вследствие неравномерного прибытия порожних вагонов, вызванного несогласованностью действий различных операторов подвижного состава и дополнительным занятием путей [9]. Для рациональной организации перевозок целесообразно при планировании заранее учитывать факторы, влияющие на загрузку инфраструктуры, и обеспечивать ее равномерность. Обеспечение равномерности перевозок по времени возможно при учете всех составляющих процесса перемеще-

ния грузов от погрузки до выгрузки, в том числе в груженых и порожних вагонах [10].

Элементы инфраструктуры, участвующие в процессе перевозки и влияющие на него, можно классифицировать следующим образом:

- грузовые фронты путей необщего пользования (ПНОП), осуществляющих погрузку грузов в вагоны (Гпноп погр);

- станции отправления грузов или порожних вагонов (Тст.погр);

- участки сети железных дорог, по которым проследуют отправки груженых и порожних вагонов (Тп.след);

- технические станции сети железных дорог, на которых производятся смена локомотивов и локомотивных бригад, а также технический и коммерческий осмотры (Т);

- технические станции сети железных дорог, где производится переработка вагонопо-токов (если таковая предусмотрена в соответствии с планом формирования грузовых поез-

ДО^ Ттсе/х11ст );

- станции назначения грузов или порожних вагонов (Тст.выгр);

- грузовые фронты мест необщего пользования, осуществляющих выгрузку грузов (Тпноп выгр).

Технологическая схема доставки грузов представлена на рис. 2

Рациональная загрузка перечисленных элементов инфраструктуры по маршруту следования груженых и порожних отправок позволит обеспечить вывоз максимального объема грузов, заявленного к перевозке, и одновременное снижение эксплуатационных затрат. Это возможно только при согласовании заявок грузоотправителей на погрузку в объемах, допустимых для выгрузки и пропуска ва-гонопотока по инфраструктуре ОАО «РЖД» с учетом перерабатывающих и пропускных

Общее время на станции погрузки

(Тпноп погр 1

+ Тст

р)

т.

Общее время на станции выгрузки

Рис. 2. Технологическая схема доставки грузов

способностей вышеперечисленных элементов инфраструктуры. При критической загрузке пропускной способности станций и участков возникают затруднения в эксплуатационной работе, требующие оперативного вмешательства и дополнительных эксплуатационных расходов перевозчика [11]. Это также может привести к дополнительным затратам грузополучателя и оператора подвижного состава, так как штрафы за просрочку доставки не компенсируют расходов на дополнительное содержание парка вагонов для исключения ре-путационных потерь. Следовательно, необходимо минимизировать общие затраты времени на все составляющие элементы:

^ Т ТПНОП погр + Тст.погр + Тп.след + Ттех ст +

+ Ттех.ст + Тст.выгр + ТПноп выгр ^ min.

Затраты времени занятия всех элементов инфраструктуры характеризуют эксплуатационные расходы на выполнение необходимых технологических операций при перевозке грузов. Также они указывают на величину вагонного парка, используемого при транспортировке, занимающего пути станций и перегонов, что влияет на пропускную способность сети железных дорог. Сокращение общих затрат времени не означает минимизации каждой составляющей в отдельности, а эффективными могут считаться только минимальные суммарные затраты:

^ Э ЭПНОП погр + Эст.погр + Эп.след + Этех ст +

+ Этех.ст + ЭСТ.выгр + Эпноп выгр ^ min.

Для обеспечения перечисленных условий необходимо при планировании на стадии приема заявок грузоотправителей исследовать следующие параметры перевозок:

1. Технические возможности инфраструктуры. До приема груза к перевозке необходимо располагать информацией по техническим возможностям станций, особенно станций выгрузки и припортовых, с учетом перерабатывающей способности задействованных в перевозке ПНОП, выраженной в ваг./сут, и с учетом вместимости этих путей, т. е. необходимо обязательное сравнение с технологическими нормативами взаимодействия:

а) договорами на эксплуатацию ПНОП;

б) договорами на подачу-уборку вагонов (если нет своего локомотива);

в) едиными технологическими процессами работы ПНОП и станции примыкания.

К технологическим нормативам относятся: технологический срок оборота вагона на железнодорожном ПНОП; технологические нормы погрузки грузов в вагоны и выгрузки грузов из них; перерабатывающая способность железнодорожных ПНОП по погрузке и выгрузке определенных родов грузов; нормы веса и длины передаваемых и принимаемых составов либо количество одновременно подаваемых и принимаемых вагонов; сроки уборки вагонов перевозчиком с выставочных путей; интервалы подачи вагонов на ПНОП либо уборки вагонов с выставочных путей владельцем ПНОП; нормы времени на выполнение владельцем ПНОП технологических операций, которые, согласно [12], являются обязанностью перевозчика (подгруппи-ровка подаваемых вагонов по грузоотправителям или грузополучателям).

Технологические сроки оборота вагонов на ПНОП устанавливаются договором и рассчитываются графически, а для ПНОП с вагонооборотом менее 50 вагонов - аналитически. Срок оборота - время от окончания приемосдаточных операций с вагонами на выставочных путях до момента выдачи этих вагонов после грузовых операций на выставочные пути. В расчетах учитываются все вагоны, находящиеся на ПНОП с правом выхода на инфраструктуру ОАО «РЖД», независимо от их владельца.

По нормативу срока оборота вагона определяют:

а) для вагонов, принадлежащих перевозчику или привлеченных перевозчиком, - плату за пользование вагоном перевозчика и штрафы за их сверхнормативное нахождение на ПНОП;

б) для всех вагонов - ответственность за сверхнормативное занятие вагонами инфраструктуры общего пользования.

При этом нормальное наличие определяется следующим образом: если вагонный парк на ПНОП превышает допустимую величину, то неизбежно снижение перерабатывающей способности ПНОП относительно установленной в договоре.

Норматив срока оборота вагона также используется для определения ответственности сторон за несвоевременное выполнение заявок на перевозку грузов и суточного плана грузовой работы.

2. Прием заявок грузоотправителей на перевозку. Железнодорожную станцию назначения груза определяет грузоотправитель, железнодорожную станцию назначения порожнего вагона - оператор железнодорожного подвижного состава. Конкретика в грузовых перевозках возможна только на базе предъявленных грузоотправителями заявок на перевозки формы ГУ-12 на предстоящий месяц, срок подачи - за 10 дней до начала операции, а для порожних вагонов и менее. Поэтому месячное планирование утратило свою актуальность, необходимы другие временные сроки.

При приеме заявок необходимо сопоставление объемов по назначениям с учетом равномерности подвода или возможности сгущения и до каких пределов, а также:

а) выделение маршрутных отправок с определением их доли в общей погрузке и последующей выгрузке в сопоставлении с техническими возможностями выгрузки;

б) определение технологического срока доставки с учетом маршрута следования и сохранного пропуска составов;

в) определение подвода вагонов с учетом календарного плана, чтобы оценить равномерность подвода от всех грузоотправителей и при необходимости своевременно скорректировать;

г) для немаршрутных отправок определение сгущения подвода, в настоящее время это возможно при расчете сроков доставки в соответствии с технологией пропуска вагонопо-тока, что значительно повышает точность расчетов ожидаемого прибытия вагонов.

Все это позволит планировать равномерную работу станций назначения, особенно припортовых, учитывая, что маршрутизация обеспечивает возможность большей загрузки без резерва технических возможностей за счет управляемости потоком.

3. Проследование вагонопотока по полигону. При планировании грузовых перевозок по назначениям груза необходимо определять в соответствии с планом формирования маршрут следования. Это позволит на стадии пред-

варительного планирования выявлять станции и участки проследования, а также узкие места (технические возможности станций по пропуску вагонопотока и потребную пропускную способность участков). Соответствующие возможности реализуемых в настоящее время программных комплексов позволяют это сделать. Предлагается использовать следующий алгоритм определения технологии пропуска вагонов до станции назначения:

а) для каждой корреспонденции определяется маршрут следования по технологии пропуска вагонопотока, выявляются технические станции с переработкой для немаршрутных отправок (изменение составности поезда) и без переработки (смена локомотивных бригад или локомотивов);

б) определяется предварительная суммарная загрузка технических станций по маршруту следования вагонопотока и сравнивается с допустимыми объемами технических операций по станциям его пропуска. При необходимости на стадии планирования принимаются решения об отклонении вагонопотока и изменении станций переработки либо корректируется план формирования грузовых поездов;

в) параллельно определяется возможность пропуска поездопотока по технологическому маршруту следования путем суммирования планируемых размеров с пропускной способностью входящих в маршрут следования участков;

г) исходя из технологии пропуска определяется срок доставки для вагонов. Срок доставки, рассчитанный с учетом технологии доставки, позволяет более точно определить прибытие вагонов на технические станции в пути следования и избежать излишнего сгущения подхода вагонов к станциям.

Условная схема продвижения маршрутных и повагонных отправок от станции отправления до станции назначения на полигоне сети железных дорог представлена на рис. 3.

4. Подвод порожних вагонов под погрузку. Для грузовых перевозок и рационального использования железнодорожной инфраструктуры актуален вопрос организации перемещения вагонопотоков, особенно в порожнем состоянии, с наименьшими затратами средств [13]. На сегодняшний момент в условиях работы с приватным порожним парком вагонов технология принципиально изменилась. Как

?

\  \ \ \

\

\

-----^Р

/

/

g

маршрут маршрутной отправки;

-  маршрут повагонной отправки 1;

маршрут повагонной отправки 2;

вагонопотока

Рис. 3. Схема продвижения маршрутных и повагонных отправок

(3 a - станция отправления; О d - станция назначения; О Ь,с,е,^,Ь - станции переработки

следствие, увеличилась загрузка инфраструктуры и изменился порядок взаимодействия между перевозчиком и владельцем подвижного состава.

Для своевременного подвода порожних вагонов под погрузку необходима:

а) увязка подвода к станциям погрузки с датами погрузки, исключающая излишнюю загрузку этих станций вагонопотоком;

б) концентрация подготовленных к погрузке порожних вагонов на сортировочных или специально выделенных станциях, что приводит к увеличению простоя вагонов на этих станциях в ожидании отправления. Но эта мера при наличии достаточной перераба-

тывающей способности станций является менее затратной, чем дополнительные простои в пути следования, влияющие на пропускную способность полигонов.

На базе принятых к перевозке заявок грузоотправителей, с учетом предварительного изучения и необходимой корректировки, разрабатываются технические нормы эксплуатационной работы всех подразделений железных дорог. Такой подход позволит избежать критической загрузки станций и участков, не прибегать к излишним мерам оперативного вмешательства, что сократит эксплуатационные затраты.

Ь

а

я

с

Ь

е

Библиографический список

1. Голикова Ю. А. Организация и планирование перевозок грузов железнодорожным транспортом в современной России // Вестник Сибирского института бизнеса и информационных технологий. 2017. № 2 (22). С. 8-16.

2. Повышение экономической эффективности функционирования существующих систем железнодорожного транспорта за счет применения уточненного подхода к расчету перерабатывающей способности обслуживающих устройств / Е. Н. Тимухина, Н. В. Кащеева, В. С. Колокольников, А. А. Кощеев // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2019. № 2 (49). С. 26-33.

3. Чечулина Ю. А., Югрина О. П. Особенности работы сортировочной станции при организации движения поездов по твердым ниткам графика // Транспорт Урала. 2014. № 1 (40). С. 81-84.

4. Бадажков М. А. Автоматизация планирования отправления поездов по твердым ниткам графика // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 2 (41). С. 14-21.

5. Югрина О. П., Чечулина Ю. А. Оптимизация работы системы формирования при отправлении грузовых поездов по «твердым» ниткам графика // Железнодорожный транспорт. 2014. № 12. С. 32-34.

6. Жарикова Л. С. Нормирование времени нахождения вагонов на станциях и срок доставки грузов // Бюллетень научных работ Брянского филиала МИИТ. 2016. № 1 (8). С. 9-13.

7. Эрлих Н. В., Эрлих А. В. Ответственность перевозчика за доставку грузов «точно в срок» // Наука и образование транспорту. 2015. № 1. С. 60-62.

8. Осьминин А. Т., Белозерова И. Г. Совершенствование системы планирования перевозок грузов // Железнодорожный транспорт. 2020. № 3. С. 17-21.

9. Псеровская Е. Д., Кагадий И. Н. Причинно-следственные связи загруженности грузовых железнодорожных станций с позиции теории системной динамики // Транспорт Урала. 2016. № 4 (51). С. 77-82.

10. РозенбергИ. Н., РозенбергЕ. Н. Интеллектуальные системы управления движением поездов // Экономика железных дорог. 2016. № 8. С. 10-16.

11. Сугоровский А. В. Методы рационализации работы с вагонопотоком на сортировочной станции // Вестник транспорта Поволжья. 2013. № 3 (39). С. 44-52.

12. Прейскурант № 10-01. Тарифы на перевозку грузов и услуги инфраструктуры, выполняемые российскими железными дорогами : утв. Постановлением ФЭК РФ от 17 июня 2003 г. № 47-т/5. URL: http://base.garant.ru/ 12131790/53f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33/#ixzz6MaLs6DNG (дата обращения: 05.09.2020).

13. Шапкин И. Н., Потапченко С. С. Прогнозирование порожних вагонопотоков // Железнодорожный транспорт. 2017. № 8. С. 65-68.

O. P. Yugrina, Yu. A. Tanayno, L. S. Zharikova

A Modern Approach to Planning Transportation of Goods on the Railway Network

Abstract. Nowadays freight cars owned by various operators and the instability of the markets for the supply of goods, preliminary planning can cover only a part of the cargo flow. And the application of the freight traffic operational regulation with their considerable range requires significant reserves of the stations and sections throughput capacity of the railway network.

The aim of the study is to identify the criteria for planning transportation of goods by rail, affecting the timely delivery of goods in modern conditions. When planning transportation, it is necessary to determine the loading of the following infrastructure elements: cargo fronts of non-public places carrying out loading and unloading of goods; stations of departure and destination of goods or empty wagons; sections of the railway network along which the consignments follow, as well as technical stations where cars are processed. The rational loading of the listed infrastructure elements along the route of loaded and empty consignments will ensure the export of the maximum volume of goods declared for transportation, and at the same time reduce operating costs. This is possible only if the consignors' requests for loading are agreed upon in the volumes acceptable for unloading and passing the car flow through the infrastructure of Russian Railways, taking into account the processing and throughput capacities of the above-mentioned infrastructure elements.

The article proposes technical solutions when planning the transportation of goods by rail. The approach developed by the authors will allow avoiding critical loading of stations and sections, not resorting to unnecessary measures of surgical intervention, which will reduce operating costs for transportation.

Key words: railway transport; freight transportation; transportation planning; operational planning; traffic regulation.

Югрина Ольга Павловна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой» СГУПС. E-mail: yugrinaop@yandex.ru

Танайно Юлия Андреевна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой» СГУПС. E-mail: utanayno@gmail.com

Жарикова Лариса Сергеевна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой» СГУПС. E-mail: kazantsevals1@gmail.com