железнодорожный транспорт

В данной работе описан переход системы из одного состояния в другое, который выражается прибытием и отправлением различных видов транспорта в процессе взаимодействия контейнерного терминала (КТ) с внешней средой.

Построив вероятностную модель этого явления можно вычислить значения параметров, характеризующие эффективность этой операции. Успешное применение математического аппарата, с применением так называемых «Марковских случайных процессов» [1-4]. Рассматриваются Илесалиевым Д.И. в своей диссертационной работе «Обоснование метода переработки тарно-штучных грузов на перевалочных складах в цепях поставок», данная работа может описать операции такого рода. Исследуемые КТ по теории Марковских случайных процессов, рассматриваются как сложная технико-экономическая система. Как известно, Y={y_i}, i=1,n – конечное множество и имеет множество рёбер Z={z_i,j}, i,j=1,n. Основные вершины графа состояний работы КТ выглядят следующим образом: y₁ – ЖД ПРУ; y₂ – технологический участок таможенный зоны; y₃ – АВТО ПРУ; y₄ – технологический участок хранения.

Переходы из одного состояния в другое, описаны следующим образом: z₁₂ – выгрузка контейнеров из ЖДТ в таможенный участок; z₁₃ – перегрузка контейнеров из ЖДТ на автотранспорт; z₁₄ – выгрузка контейнеров из ЖДТ, в участок хранения, минуя таможенный участок; z₂₁ –погрузка контейнеров из таможенного участка на ЖДТ; z₂₃ –погрузка контейнеров из таможенного участка на автотранспорт; z₂₄ –перемещение контейнеров из таможенного участка в участок хранения; z₃₁ –перегрузка контейнеров из автомобильного транспорта на железнодорожный транспорт;

z₃₂ –выгрузка контейнеров из автотранспорта на таможенный участок; z₃₄ –выгрузка контейнеров из автотранспорта на участок хранения, минуя таможенную зону; z₄₁ – погрузка контейнеров из участка хранения на ЖДТ; z₄₂ –

перемещение контейнеров из участка хранения в таможенную зону; z₄₃ –погрузка контейнеров из участка хранения на автотранспорт.

На рисунке 1 показан результирующий вид графа состояний КТ.

Граф состояний КТ позволяет удобно хранить матрица смежности в формуле (1), а также производить с ним операции.                              

,

(1)

Под влиянием прибытия и отправления транспорта в процессе функционирования КТ, данная система переходит из одного состояния в другое. Состояния характеризуются большим или меньшим числом технологических операций [1].

Согласно теории Марковских случайных процессов, исследуемые КТ будем рассматривать как физическую систему W с дискретными состояниями W₁, W₂, … W_n , причём переходы системы из состояния в состояние возможны, только в моменты:  t₁, t₂, … t_k … [1]. Случайный процесс, происходящий на КТ, состоит в том, что в последовательные моменты времени, система ведет себя, следующем образом:

W₁→ W₂ → W₄ → W₁ …,                                  (2)

Или же в моменты времени, система может оставаться в прежнем состоянии:

W₁→ W₁→ W₂ → W₃ → W₄ → W₁…,                     (3)

Зная ежесуточную статистику прибытия и отправления транспорта можно вычислить среднее время нахождения лов в том или ином состоянии, а также можно определить вероятности состояний P_i(k) после k-шага переходов [1]:

,                            (4)

где P_j(k-1) – вероятность пребывания системы в W_i состоянии, в предыдущий дискретный момент времени (k-1) [1].

На производстве чаще всего, встречаются ситуации, когда переходы системы из одного состояния в другое происходят в случайное время. Описанное выше, связано с неравномерностью прибытия и отправления железнодорожного и автомобильного транспорта. Схема Марковского случайного процесса с непрерывным временем применяется для описания таких процессов [1].

Вероятность P_i(t) того, что в момент времени t система КТ будет находиться в состоянии W₁,W₂,W₃,W₄, при этом для любого момента времени t сумма вероятностей равна единице [1].

Вероятностью перехода системы КТ в случае непрерывного времени становится плотность вероятности перехода. Предел отношения вероятности перехода за время ∆t из состояния W_i в состояние W_j к длине промежутка ∆t называется плотностью вероятности перехода λ_ij [1]:

,                                             (5)

где P_ij(∆t) – вероятность того, что система КТ, находившаяся в момент t в состоянии W_i, за время ∆t перейдёт из него в состояние W_j.

На рисунке 1 отражен граф состояний системы КТ. Вероятности состояний системы как функции времени можно определить, зная размеченный граф состояний [1]:

P₁(t), P₂(t),… P_n(t), (6)

Вероятности удовлетворяют дифференциальным уравнениям, определенного вида, называемым уравнением Колмогорова [1]:

,  (7)

При составлении этой системы дифференциальных уравнений можно записать ее таким образом:

,                            (8)

Система уравнений (7) описывает динамику вероятности нахождения КТ в одном из состояний.

Исследованные системы функционирования КТ, по которым можно заключить, что система переходит из одного состояния в другое под влиянием прибытия и отправления транспорта.

Предложена методика определения необходимого количества ПРМ на основе теории “Марковских случайных процессов” в зависимости от взаимодействия различных видов транспорта

В данной статье описаны блок схемы алгоритма вместимости контейнерного терминала (КТ), оборудованного портальным контейнерным автопогрузчиком, а также разработанный программный продукт для автоматизации расчета вместимости и перерабатывающей способности КТ в зависимости от типа погрузочно-разгрузочных машин (ПРМ).

Ведущее место в мире занимают развитые системы грузоперевозок в контейнерах. И доставка этих грузопотоков в установленный нормативный срок через транзитные коридоры, а также совершенствование терминальных технологий логистических центров, оказывающих услуги различным транспортным компаниям. В этом отношении в развитых странах вследствие увеличения их потребности в различных видах ресурсов, уделяется все большее внимание. А именно, совершенствованию мультимодальных технологий перевозки грузов в контейнерах через море и сушу, различными видами транспорта. В этом аспекте уделяется особое внимание эффективному использованию вместимости и перерабатывающей способности контейнерного терминала. Также совершенствованию тех технологий, которые выполняются в терминалах. Особенно при организации перевозок контейнерами грузов по транзитным коридорам через сушу, обеспечивая при этом их сохранность и безопасность грузоперевозок.

В исследованиях по вопросам их конечной потребной вместимости и каждого технологического участка на КТ не до конца изучены. Исходя из грузопотока вопросы совершенствования и унификации существующих методов расчета вместимости и перерабатывающей способности КТ при применении современных ПРМ остаются весьма актуальными.

Основные операции по выявлению рациональной вместимости и перерабатывающей способности выглядят следующим образом [1-4]:

• ввод всевозможных параметров элемента системы (размеры технологического участка хранения, размеры i-го контейнера, технические характеристики типов и видов ПРМ, а также другие параметры);
• определение количества располагаемых контейнеров по длине, ширине и высоте штабелирования;
• расчёт общего количества контейнеров на технологическом участке хранения;
• определение перерабатывающей способности КТ в зависимости от срока хранения контейнеров.

Описание блок схемы алгоритма вместимости КТ, обслуживаемого портальным контейнерным автопогрузчиком:

1 – начало процесса;

2 – ввод параметров. В базы данных (БД) запрашиваются технические параметры портального козлового пневмоколесного крана, пожарная безопасность открытой площадки, строительные нормы и правила проектирования складов, а также другие нормы, и правила, регламентированные законодательством Узбекистана;

3 – расчет количества контейнеров, располагаемых по ширине технологического участка хранения;

4-9 – определение количества контейнеров, располагаемых по длине технологического участка хранения;

10-15 – определение высоты штабелирования контейнеров в зависимости от типа ПРМ;

16 – определение общего числа размещенных контейнеров, которые находятся на участке хранения;

17 – определение общего числа размещенных контейнеров, которые находятся на участке хранения;

18-19 – направленный перебор вариантов оптимальных видов складирования;

20 – определение перерабатывающей способности КТ в зависимости от срока хранения контейнеров;

21 – вывод наиболее рациональных значений параметров КТ;

22 – окончание процесса.

Рисунок 1. Алгоритм определения вместимости и перерабатывающей способности КТ, обслуживаемого портальным контейнерным автопогрузчиком

Окончание рисунка 2. Алгоритм определения вместимости и перерабатывающей способности КТ, обслуживаемого портальным контейнерным автопогрузчиком

По данному алгоритму разработана программа, которая рассчитывает вместимость и перерабатывающую способность контейнерного терминала. Функциональные задачи, которые обеспечивает программа:

1. Расчёт вместимости контейнерной площадки в зависимости от типа ПРМ.
2. Определение перерабатывающей способности КТ в зависимости от срока хранения контейнеров.
3. Визуализация расположения контейнеров на контейнерной площадке.

Рисунок 3. Интерфейс программы

По итогам получено свидетельство об официальной регистрации компьютерной программы. На основании программного обеспечения можно сформировать параметрический ряд КТ в зависимости от ПРМ.

Основная причина разработки программы заключается в том, что контейнерные терминалы не имеют программного комплекса определения вместимости и перерабатывающей способности КТ.

В рамках исследования предложен алгоритм определения вместимости и перерабатывающей способности КТ.

На основе математических моделей взаимосвязи параметров КТ разработаны алгоритмы определения вместимости и перерабатывающей способности КТ.

Также разработаны компьютерные программы для каждого варианта оснащения ПРМ.

Разработанные модели и алгоритмы автоматизации процесса определения оптимальной вместимости и перерабатывающей способности КТ на железнодорожном транспорте позволяют   уменьшить ошибочные проектные решения, а также позволят повысить достоверность проектов развития и совершенствованию транспортной сети в целом.

В статье, с применением экономических критериев и принципов логистики, анализируются достоинства и недостатки пакетных перевозок. Определены области применения поддонов для транспортировки плодоовощной продукции на основе конкретных технико-экономических показателей. Определена зависимость стоимости перевозки 1т. плодоовощной продукции от дальности расстояния и размера транспортной партии. Рассчитаны расходы на погрузку и разгрузку грузов, из рефрижераторного вагона в расчёте на 1 т-км и на всю транспортную партию груза.

Преимущества пакетных перевозок грузов известны. Однако этот эффективный способ перевозок на практике медленно развивается по нескольким причинам. Основновные причины отставания в этой области, от экономически развитых стран является, – отсутствие технико-экономических обоснований и конкретных организационных мер по внедрению пакетных перевозок [1-2, 3, 9]. Оба этих обстоятельства приобретают особое значение, в условиях развивающейся рыночной экономики.

Данное исследование направлено на определение целесообразности использования технологии пакетных перевозок плодоовощной продукции на железных дорогах Республики Узбекистан и государств СНГ. Основной целью является, – сокращения простоев рефрижераторных вагонов под грузовыми операциями, а также трудоемкости и себестоимости погрузочно-разгрузочных работ. Исследование базируется на анализе и обобщении существующих методов и способов сбора исходной информации. И методов ее обработки для сравнения вариантов доставки плодоовощной продукции. Цель исследования – показать, что при развитии пакетной доставке плодоовощной продукции, эффективность её использования, выше по сравнению с поштучными перевозками (в ящиках, в коробках и т.п.).

Среди отечественных предпринимателей наибольшим недостатком перевозки плодоовощной продукции на поддонах, считается меньшее количество грузов, помещающихся при загрузке в рефрижераторный вагон, по сравнению с загружаемыми поштучно, без поддонов. У предпринимателей появляется желание перевозить грузы более крупными транспортными партиями, т. е. чтобы в рефрижераторный вагон помещалось как можно большее количество плодоовощной продукции в каждой транспортной партии [2, 4, 5-8, 11, 12]. Это может быть достигнуто, в случае, если отказаться от перевозки грузов на поддонах, максимально заполняя внутренний объем рефрижераторного вагона. Целесообразность такого решения с экономической точки зрения подтверждается расчетами экономических показателей по трем вариантам перевозки: в пакетах на поддонах, в специальных дощатых поддонах или поштучно, без поддонов. Допустим, транспортная партия плодоовощной продукции перевозится в рефрижераторном вагоне. В этом случае, появляется вопрос о технологии и способе транспортировки: в пакетах на поддонах, в специальных дощатых поддонах или поштучно, без использования поддонов.

Общая стоимость транспортировки 1т. плодоовощной продукции может быть определена по формуле:

,                                     (1)

где q – масса транспортной партии в рефрижераторном вагоне, т; С_пер – стоимость перевозки, руб; С_пог– стоимость погрузки, руб; С_т – стоимость таможенного оформления транспортной партии, таможенных сборов и импортная пошлина, руб; С_разг– стоимость работ по разгрузке, руб.

Для исследования экономической целесообразности транспортировки плодоовощной продукции в рефрижераторных вагонах были выполнены многочисленные расчеты для следующих параметров доставки:

1. Расстояния перевозок – 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000 и 3500 км.
2. Объемы партий грузов – 30 и 40 т.
3. Увеличение транспортной партии груза при перевозке в специальных дощатых поддонах типа СП на 10% и при перевозке плодоовощной продукции без поддонов на 15 % в сравнении с пакетной доставкой.
4. Наличие и полное отсутствие таможенных операций с плодоовощной продукцией.
5. Стоимость 1т. плодоовощной продукции – от 40 тыс., 50 тыс., 60 тыс., 70 тыс. и 80 тыс. руб.
6. Технология проведения погрузочно-разгрузочных работ непакетированных грузов – ручная укладка грузов на поддоны, после – транспортировка груза при помощи погрузчиков в склад.

Стоимость транспортировки грузов определялась согласно Тарифному руководству №1 (прейскурант 10-01), ч. 2, с коэффициентом индексации 3,98, как было определено 02.12.2015 г., по схеме 31 – оплата за транспортировку грузов в собственных рефрижераторных вагонах. Результаты проведенных расчетов стоимости доставки 1т.-км продукции приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Зависимость стоимости 1 т-км перевозки плодоовощной продукции от дальности расстояния и размера транспортной партии

Проведенные исследования показали, что увеличение стоимости работ по разгрузке и погрузке при доставках поштучно в значительной мере перекрывает эту весьма небольшую экономию.

Стоимость погрузки или выгрузки грузов из рефрижераторных вагонов определялась по методу, предложенному в работе [10]:

,(2)

где w – трудоемкость погрузки (или выгрузки) 1 т груза, чел.-ч/т; 518,1∙w∙q – расходы на оплату труда при выполнении погрузочно-разгрузочных работ 1 вагона; 827,9 – эксплуатационные издержки на содержание и ремонт пути, где производятся погрузочно-разгрузочные работы, на погрузчик, на грузовую рампу, на раздвижные ворота из склада на рампу (одного вагона).

При установлении общей стоимости транспортировки плодоовощной продукции затраты на погрузочно-разгрузочные работы грузов принимались одинаково. Результаты расчетов стоимости работы по погрузке и разгрузке при транспортировке плодоовощной продукции по рассматриваемым нами вариантам приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Расходы на погрузку и разгрузку грузов из рефрижераторного вагона
в расчёте на 1 т и на всю транспортную партию

Общая стоимость погрузки, перевозки и разгрузки плодоовощной продукции по трем рассматриваемым вариантам доставки по внутригосударственным перевозкам показана в табл. 3.

Таблица 3.

Стоимость внутренних перевозок 1 т грузов с учетом
погрузочно-разгрузочных работ

Из табл. 3 видно, что погрузочно-разгрузочные работы при пакетных перевозках ниже по сравнению с доставками поштучно, без применения поддонов (см. рис. 2 и 3).

Уменьшение стоимости работ по погрузке и разгрузке грузов в общей стоимости перевозок с увеличением расстояния перевозок обуславливается ростом доли стоимости самой транспортировки.

Ключевое отличие заключается в том, что стоимость транспортировки импортных грузов сильно увеличивается в сравнении с внутренними поставками в результате больших размеров таможенных пошлин, взносов и налогов в сравнении с иными составляющими стоимости транспортировки грузов.

Однако анализ показывает, что в большинстве случаях стоимость ручной разгрузки грузов оказывается значительно выше, нежели выгоды, которые можно получить от большей загрузки вагонов в случае отказа от использования поддонов.

Определение стоимости таможенного оформления перевозимой партии грузов осуществляется по формуле:

,                                  (3)

где С_д– стоимость оформления перевозимой партии грузов на таможне по 1-й грузовой таможенной декларации; α_т – ставка импортного налога, в процентах (варьируется от рода перевозимой продукции); С_пр – стоимость 1 т перевозимой продукции, руб.; 10^-2 – перевод процентов в десятичную дробь.

Таблица 4.

Затраты на таможенное оформление 1 т импортной плодоовощной продукции при доставке в транспортных пакетах, в специальных дощатых поддонах и поштучно, руб.

Сводная информация по стоимости перевозки 1 т импортной продукции, стоимость которой составляет 40 тыс. руб./т, в зависимости от расстояния и условий транспортировки, технологии проведения работ по погрузке и разгрузке грузов приведена в табл. 5. В процессе составления табл. 5 к сведениям по стоимости транспортировки грузов и работ по их погрузке и разгрузке (см. табл. 3) добавлена стоимость оформления таможенной документации и платежей в расчете на 1 т транспортируемых товаров (см. табл. 4).

Таблица 5.

Стоимость перевозки 1 т импортной продукции стоимостью 40 тыс. руб./тс учетом оформления таможенной документации и разной дальности транспортировки, руб./т

Из табл. 5 видно, что в большинстве случаев, стоимость перевозки 1 т импортной продукции стоимостью 40 тыс. руб./т с учетом оформления таможенной документации и разной дальности транспортировки от 500 км до 3500 км, при пакетных перевозках плодоовощной продукции общая стоимость транспортировки 1 т груза будет ниже, что наглядно показано на рис. 4 и 5.

Доля стоимости доставки плодоовощной продукции в составе общих издержек на перевозку возрастает при увеличении расстояния пути, но снижается в случае увеличения размеров партии грузов. Отмеченная выше доля при перевозке плодоовощной продукции в транспортных пакетах, на стандартных поддонах составит 20–40% в сравнении с доставкой поштучно этой же продукции без поддонов.

На основании результатов, полученных в ходе исследования целесообразности транспортировки плодоовощной продукции на поддонах, а также в транспортных пакетах в сравнении с доставкой этой же продукции поштучно, можно сделать следующие выводы: перевозка грузов на поддонах или в специальных дощатых поддонах всегда более целесообразна, как при внутренних, так и при внешнеторговых перевозках; увеличение объема партии продукции на 10–15% при транспортировке плодоовощной продукции поштучно не обеспечивает снижение стоимости перевозки плодоовощной продукции; и при внешнеторговых перевозках стоимость погрузочно-разгрузочных работ значительно меньше по сравнению с указанными величинами для внутренних перевозок – за счет большой стоимости таможенного оформления грузов, которая достигает 90% расходов по доставке грузов на расстояния 200-500 км и 70-80 % при дальности перевозок 3000 км.