Текст
                    МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
«РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Управление транспортными процессами»

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Сборник трудов научно-практической конференции
с международным участием
(20–21 октября 2021 г., Москва)

Москва – 2022


УДК 625(06) ББК 39.2 P764 Р е ц е н з е н т ы : заведующий кафедрой «Организация перевозок и безопасность на транспорте» ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения», кандидат технических наук, доцент Каликина Т.Н.; доцент кафедры «Управление транспортными процессами» РУТ (МИИТ), кандидат технических наук, доцент Орлов А.М. Н а у ч н ы й р е д а к т о р – кандидат технических наук, доцент Г.М. Биленко О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р – кандидат технических наук И.М. Басыров Издается по решению редакционно-издательского совета РОАТ РУТ (МИИТ). P764 Инновационные технологии на железнодорожном транспорте: cборник трудов научно-практической конференции с международным участием (20–21 октября 2021 г., Москва) / Под общ. ред. Г.М. Биленко, И.М. Басырова; М-во транспорта Рос. Федерации, Рос. ун-т транспорта (МИИТ), Рос. открытая акад. транспорта. – Москва: РУТ (МИИТ): РОАТ, 2022. – 462 с. ISBN 978-5-7473-1109-1. — Текст: непосредственный. В сборник вошли статьи преподавателей вузов, аспирантов, научных работников, а также сотрудников ведущих предприятий отрасли, независимых исследователей из России, Республики Беларусь, Монгольской Народной Республики, Республики Узбекистан. Рассматриваются актуальные проблемы управления железнодорожным транспортом на основе инновационных технологий, совершенствования транспортного взаимодействия, различные подходы к решению поставленных задач. Материал сборника статей может представлять интерес для широкого круга специалистов, преподавателей, аспирантов, научных работников, студентов, — всех, кому интересны вопросы состояния и развития инновационных технологий в отрасли. Иллюстративный материал заимствован из общедоступных ресурсов интернета, не содержащих указаний на авторов этих материалов и каких-либо ограничений для их заимствования. УДК 625(06) ББК 39.2 ISBN 978-5-7473-1109-1 2 © РУТ (МИИТ), 2022
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . О.С. Аблялимов. К оценке эффективности использования локомотивной тяги на холмисто-горном участке узбекской железной дороги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.И. Апатцев, И.М. Басыров. К вопросу архитектуры информационной системы транспортной компании – контейнерного оператора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Е.Г. Асманкин, Н.В. Радисавльевич, И.А. Мусатова. Техническое обоснование средств защиты железнодорожной цистерны с пропаном при моделировании очага пожара . . . . А.Г. Баранов, С.Г. Волкова, Т.Г. Кузнецова. К вопросу о развитии некоторых подходов к прогнозированию работы транспортных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . М.А. Басыров. Инновационные крупнотоннажные контейнеры увеличенных параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.А. Белоусова. Инновационное развитие логистических технологий на железнодорожном транспорте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Н.О. Бересток, А.С. Шумский, Г.М. Биленко, С.П. Шумский. Особенности управления эксплуатационной работой и организации перевозочного процесса на российских железных дорогах: опыт, cостояние и перспективы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Г.М. Биленко, А.А. Шатохин. Проблемы разработки и использования нормативных и вариантных графиков движения поездов в условиях цифровизации технологических процессов ОАО «РЖД» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Е.В. Бородина, П.А. Дятчин. Организация работы с местными вагонопотоками на основных и вспомогательных станциях центрального транспортного узла при вводе московских диаметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.А. Бугреев, Е.В. Новиков, А.П. Чехов, П.А. Чехов, В.С. Лапкин. Оптимизация параметров системы технического обслуживания подвижного состава или научно-методический аппарат для анализа влияния параметров ТО на показатели надежности подвижного состава . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ю.Д. Валуйская. Основные проблемные аспекты при формировании инвестиционных заявок на развитие инфраструктуры железнодорожных станций и участков . . . . . . . . . . С.П. Вакуленко. Классификация железнодорожных узлов с позиций системного подхода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Н.В. Власова, В.А. Оленцевич. Необходимость разработки новых проектных решений по реконструкции контейнерных терминалов в современных условиях . . . . . . . . . . . . . . А.С. Гершвальд. Актуальное состояние системы управления транспортными процессами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Б.Э. Глюзберг. Способы повышения пропускной способности горловин станций . . . . . . И.В. Демьянович. Инновационное транспортное обслуживание грузоотправителей . . . . А.В. Дмитренко, Баатар Идер. Принципы установления рационального веса и длины грузовых поездов по направлениям движения для однопутных железнодорожных линий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 7 15 22 31 35 40 45 54 64 75 82 89 96 105 114 122 127 3
Л.И. Докалов. Краткая математическая модель комплексной оценки эксплуатационной эффективности инновационных вагонов в грузовом движении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.С. Евсеев. Международный опыт развития и организации работы пассажирского железнодорожного комплекса высокоскоростного движения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.Д. Ершов, К.А. Калинин, М.В. Роменская. Календарное планирование логистики ввоза массовых грузов в Московский железнодорожный узел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ю.Е. Жужгова, К.М. Тимухин. О межвузовском взаимодействии при подготовке специалистов логистической отрасли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Л.Н. Иванкова, А.Н. Иванков, С.Г. Волкова. Формирование опорной сети транспортнологистических комплексов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.Н. Игин. Эффективность тепловозов в условиях Восточного полигона . . . . . . . . . . . . . К.А. Калинин. Особенности построения графика движения поездов на линиях ВСЖМ А.С. Куренков, Д.И. Бодриков, А.С. Космодамианский, В.П. Смирнов. Особенности работы асинхронных вспомогательных машин электровозов переменного тока . . . . . . . А.С. Куренков, Д.И. Бодриков, А.С. Космодамианский, В.П. Смирнов. Режимы эксплуатации подшипников асинхронных вспомогательных машин электровозов . . . . . В.Б. Карпухин. Балансовая модель Леонтьева в распределении ресурсов ремонтного предприятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Т.И. Каширцева. Анализ конкурентоспособности транспортно-логистической системы России на современном этапе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . И.В. Кашицкий. О влиянии различных условий управления вагонными парками на качество использования подвижного состава . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.В. Королев. Исследование взаимосвязи стрелочного хозяйства в инновационном процессе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.С. Крылов. Постановка задачи на разработку концепции перспективного диспетчерского управления на сети железных дорог с применением сквозных принципов . . . . Н.В. Кузнецова. Классификация основных типов скреплений на железобетонных шпалах по влиянию на развитие контактно-усталостных дефектов рельса . . . . . . . . . . . . . . . И.И. Лакин. Автоматизированные технологии управления надёжностью локомотивов С.А. Леонова, Я.В. Акименко. Планирование и координация работы видов транспорта, пересекающихся в транспортно-пересадочном узле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.А. Локтев, В.В. Королев, Д.А. Локтев. Определение особенностей грунтов основания при использовании георадара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . М.Г. Лысиков, Е.Н. Козлова, А.В. Подорожкина. О гибридной модели работы сортировочных станций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . М.Г. Лысиков, А.М. Ольшанский, Е.Н. Козлова, А.Н. Кузнецова. Постановка задачи расписания движения поездов в терминах квантовых систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . О.Н. Мадяр. Внедрение информационных технологий при работе с документооборотом транспортных предприятий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Н.Л. Медведева, Ю.М. Курицына. Инновации в цифровой экосистеме РЖД и сбор обратной связи от непосредственных пользователей АСУ и АИС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 134 143 158 172 177 184 191 201 206 210 216 224 236 242 259 269 276 283 290 295 301 308
М.Л. Овсянников. Опыт организации пассажирских пригородно-городских перевозок в крупных городах зарубежных стран . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.В. Озеров, Г.М. Биленко, М.Л. Окулова. Современные системы интервального регулирования движения поездов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.М. Ольшанский. О постановке задачи управления пассажиропотоком на вокзале . . . . А.Т. Осьминин, А.Н. Баушев, И.И. Осьминина, А.А. Шатохин. О возможности применения в управлении железнодорожными транспортными системами и перевозочным процессом искусственного интеллекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Т.Е. Педорич. Об эффекте увеличения населения в районах развития пригородного железнодорожного транспорта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Е.Н. Пирогов, В.М. Медведева, В.А. Семеновых, М.А. Махов. Инновационные инженерные системы жизнеобеспечения пассажирских вагонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . О.Д. Покровская, М.А. Марченко, И.В. Рыбакова, М.В. Шевердова. Развитие транспортно-пересадочного узла в условиях Санкт-Петербургского транспортного узла . . . . Р.В. Розенфельд. Комплексная интегрированная система управления транспортноэкспедиторской компанией в сегменте контейнерных перевозок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.А. Сироткин, А.В. Хмара. Транспортно-логистические возможности АО «Почта России» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.Ф. Слутин, Л.Г. Ручкина. Тягово-энергетическая модель и результаты расчетов режимов движения скоростного электропоезда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.В. Степанов, С.В. Торорошенко, А.Д. Колемасов. Формирование плана «окон» с использованием ВГДП ИСУЖТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Е.А. Терещенков, О.А. Афанасьева, Ю.С. Петрушина. ИСУЖТ как часть цифровой стратегии развития компании ОАО «РЖД» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Е.Н. Тимухина, В.В. Лесных. Использование инструмента картирования при исследовании процессов взаимодействия станций в железнодорожном узле . . . . . . . . . . . . . . . И.Н. Шапкин, А.Т. Осьминин. Цифровые технологии приходят на смену прежней идеологии управления перевозками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Д.А. Шаркова, Е.С. Максимова. Совершенствование взаимодействия морского и железнодорожного транспорта для повышения потенциала внешнеторговых перевозок . . А.А. Шатохин, И.А. Трушина. Вопросы внедрения комплексной технологии интервального регулирования движения поездов на железнодорожном транспорте . . . . . . . . . И.В. Шишкина. Основы проектирования стрелочных переводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Н.В. Эрлих, А.В. Эрлих. Цифровизация в сфере грузовых перевозок . . . . . . . . . . . . . . . . А.В. Эрлих, А.В. Савостьянов, Я.В. Храменкова. Цифровая трансформация российских железных дорог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 323 327 332 344 352 360 372 378 386 395 400 406 413 432 437 444 451 456 5
ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящий сборник составлен по итогам научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии на железнодорожном транспорте», проходившей 20–21 октября 2021 года в г. Москва. Конференция посвящена 70-летию кафедры «Управление транспортными процессами» Российского университета транспорта. В сборнике размещены статьи, охватывающие широкий спектр проблем, стоящих перед железнодорожным транспортом. В материалах сборника особый акцент сделан на применение новых технических разработок и революционных технологических решений, позволяющих более эффективно функционировать различным объектам железнодорожного транспорта. Большинство работ посвящено логистическим технологиям в транспортном обслуживании грузовладельцев, формированию опорной сети транспортно-логистических комплексов, взаимодействию различных видов транспорта, прогнозированию работы транспортных систем, в том числе с использованием искусственного интеллекта. Нашли свое отражение и проблемы управления пассажиропотоками, создания пассажирского комплекса высокоскоростного движения, совершенствования пригородных перевозок. Широко представлены статьи, исследующие различные аспекты графика движения поездов (включая интервальное регулирование), эффективности использования различных видов локомотивов на полигонах нашей страны и за рубежом, применения инновационных видов нетягового подвижного состава, современных конструкций железнодорожного пути, автоматизации управления надежностью локомотивов. Особое внимание уделено цифровизации технологических процессов в сфере грузовых и пассажирских перевозок. В сборнике опубликованы статьи, как отечественных участников конференции, так и зарубежных — из Республики Беларусь, Монгольской Народной Республики, Республики Узбекистан. Предлагаемый в статьях подход к решению рассматриваемых проблем может использоваться специалистами железнодорожного транспорта в дальнейшей работе. 6
УДК: 629.42: 629.4.054, 625.28 К ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛОКОМОТИВНОЙ ТЯГИ НА ХОЛМИСТО-ГОРНОМ УЧАСТКЕ УЗБЕКСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ О.C. Аблялимов Ташкентский государственный транспортный университет г. Ташкент Аннотация. Приводится обоснование кинематических параметров движения грузовых поездов и показателей топливно-энергетической эффективности перевозочной работы локомотивов электрической и дизельной тяги с остановками на промежуточных раздельных пунктах холмисто-горного участка Мароканд-Каттакурган Узбекской железной дороги. Поставленная цель исследований была реализована посредством разработанных математических моделей ведения грузовых поездов тепловозами 3ТЭ10М, UzTE16M3 и электровозами 3ВЛ80С с использованием известного дифференциального уравнения движения поезда, решение которого выполнялось графическим методом. Оценку эффективности разных видов локомотивной тяги в реальных условиях эксплуатации предложено производить по критерию энергетической эффективности, численное значение которого определялось путём сравнения между собой стоимости натурного дизельного топлива и электрической энергии. Доказано, что электрическая тяга эффективнее дизельной, а тепловозы 3ТЭ10М менее экономичны, чем тепловозы UzTE16M3, использование которых в локомотивном комплексе Узбекских железных дорог обеспечит повышение эффективности локомотивного парка дизельной тяги. Ключевые слова: грузовой поезд, электровоз, тепловоз, кинематический параметр, показатель, дизельная тяга, электрическая тяга, результат, участок, железная дорога. TO ASSESSMENT OF THE EFFICIENCY OF LOCOMOTIVES TRACTIONUSING ON THE HILLY-MOUNTAINOUS OF THE UZBEK RAILWAY SECTION O.S. Ablyalimov Тashkent State Transport University Тashkent Annotation. The substantiation of the kinematic parameters of the movement of freight trains and indicators of the fuel and energy efficiency of the transportation work of electric and diesel traction locomotives with stops at intermediate separate points of the hilly – mountainous of the Marokand – Kattakurgan section of the Uzbek railway is given. The set goal of the research was realized by means of the developed mathematical models for running freight trains by locomotives of the indicated types of traction – diesel locomotives 3TE10M, UzTE16M3 and electric 7
locomotives 3VL80S, based on the well-known differential equation of train motion, the solution of which was carried out by a graphical method. It has been proposed to evaluate the efficiency of different types of locomotive traction in real operating conditions according to the criterion of energy efficiency, the numerical value of which was determined by comparing the cost of natural diesel fuel and electric energy. It has been proven that electric traction is more efficient than diesel, and diesel locomotives 3TE10M are less economical than diesel locomotives UzTE16M3, the use of which in the locomotive complex of the Uzbek railways will increase the efficiency of the locomotive fleet of diesel traction. Key words: freight train, electric locomotive, diesel locomotive, kinematic parameter, indicator, diesel traction, electric traction. Грузовые и пассажирские перевозки на железных дорогах АО «Ўзбекистон темир йўллари» повсеместно организуются локомотивами электрической (электровозы серий ВЛ60К, ВЛ80С и «Узбекистан») и дизельной (тепловозы серий ТЭ10М. UzTE16M и ТЭП70) тяги в различном секционном исполнении. А увеличение пропускной и провозной способности каждого из указанных участков железных дорог будет обеспечиваться посредством повышения эффективности использования локомотивного парка АО «Ўзбекистон темир йўллари» за счёт внедрения в практику работы локомотивного комплекса высокопроизводительного тягового подвижного состава нового поколения, к которым относятся грузопассажирские, пассажирские и грузовые электровозы «Узбекистан», модернизированные грузовые тепловозы серии UzTE16M2 (3,4) и пассажирские тепловозы ТЭП70БС. Сейчас, магистральными трёхсекционными электровозами 3ВЛ80С и тепловозами 3ТЭ10М, UzTE16M3 осуществляется приблизительно семьдесят процентов всего объёма железнодорожных перевозок грузов разных по структуре, типу, виду и содержанию. Кроме этого, проводится стремительная и интенсивная электрификация вновь строящихся и действующих участков узбекских железных дорог с последующим «переходом» их на электрическую тягу. В той связи, сказанное является существенной знаковой предпосылкой для проведения теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию и оценке эффективности использования разных видов локомотивной тяги и локомотивов, в частности, в реальных условиях организации эксплуатационной деятельности узбекских железных дорог. Анализ результатов исследований [1–6] зарубежных учёных показывает, что их основная научная деятельность связана с модернизацией отдельных узлов и систем локомотивов электрической тяги [1, 2], совершенствованием конструкции их автотормозного оборудования [3], а также обоснованием экономного расходования электрической энергии на тягу поездов и изучением особенностей эксплуатации систем тягового электроснабжения [5, 6] магистральных железных дорог. 8
Предлагаемые в [1–6] комплексные мероприятия и рекомендации имеют определенный научный интерес и практическую значимость, однако в этих работах не исследуются вопросы эффективности использования различных видов локомотивной тяги с учётом обоснования кинематических параметров и основных показателей перевозочной работы магистральных локомотивов электрической и дизельной тяги в реальных условиях организации железнодорожных перевозок грузов на участках узбекских железных дорог. Поэтому целью данного исследования является обоснование кинематических параметров движения грузовых поездов и основных топливно-энергетических показателей эффективности использования магистральных (поездных) грузовых локомотивов дизельной и электрической тяги на реальном холмисто-горном участке Узбекской железной дороги. Для реализации сформулированной цели исследований разработан соответствующий алгоритм выполнения тяговых расчётов, основу которого составляют методы и способы [7, 8] теории локомотивной тяги, исходные данные [9, 10], объект и предмет исследований. Объект исследования — грузовые поезда с разной массой состава и одинаковым числом осей в составе, трёхсекционные магистральные (поездные) грузовые тепловозы серии 3ТЭ10М, UzTE16M3 и электровозы серии 3ВЛ80С, а также холмисто-горный профиль пути участка Мароканд-Каттакурган Узбекской железной дороги. Предмет исследования — кинематические параметры движения грузовых поездов с остановками на промежуточных станциях, разъездах и раздельных пунктах и основные топливно-энергетические показатели эффективности использования исследуемых локомотивов дизельной и электрической тяги в количественном и денежном исчислении на заданном реальном участке железной дороги. Тягово-энергетические характеристики исследуемых грузовых тепловозов 3ТЭ10М, UzTE16M3 и электровозов 3ВЛ80С с учётом их конструктивных особенностей подробно освещены в [9, 11], а развёрнутая характеристика спрямлённого профиля пути холмистогорного участка Мароканд-Каттакурган приведена в [10]. В таблице 1 приведены результаты тягового расчёта для разных вариантов ведения грузового поезда локомотивами дизельной и электрической тяги на участке МарокандКаттакурган Узбекской железной дороги при движении с остановками на промежуточных раздельных пунктах. Дифференциация массы состава в диапазоне изменения её от величины Q1 = 2500 т до значения Q3 = 3500 т происходила на величину ∆Q = 500 т и при постоянном числе осей в составе, равном m = 200 осей. В указанной таблице представлены значения кинематических параметров движения грузовых поездов, основных показателей перевозочной работы трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов 3ТЭ10М, UzTE16M3 и электровозов 3ВЛ80С на холмисто-горном участке Мароканд-Каттакурган, и данные об израсходованном натурном дизельном топливе и электрической энергии за поездку в количественном и денежном исчислении. 9
Таблица 1 2500 65,04 57,90 17,85 3000 62,28 59,50 18,95 3500 61,61 60,15 20,35 2500 69,62 52,85 9,50 43,35 – – 3000 69,30 53,10 10,05 43,05 – – 3500 68,87 53,45 10,90 42,55 – – 9 10 11 – – – – – – – – – – – – – – – – – – общий А, кВт·ч удельная ст, тыс.сўм/км 6 7 8 тепловоз UzТЕ16М3 40,05 431,93 764,71 12,381 40,55 457,20 809,45 13,105 39,80 488,39 864,67 14,000 тепловоз 3ТЭ10М 40,05 493,87 874,37 14,156 40,55 523,77 927,31 15,013 39,80 558,19 988,25 16,000 электровоз 3ВЛ80С Расход и стоимость электрической энергии удельная сэ, тыс. сўм/км 2500 65,04 57,90 17,85 3000 62,28 59,50 18,95 3500 61,61 60,15 20,35 полная Ст, тыс. сўм 5 общий Е, кг 4 Расход и стоимость дизельного топлива полная Сэ, тыс. сўм 3 в режиме холостого хода и торможения, txx,т 2 в режиме тяги, tт Техническая скорость движения Vт, км/ч 1 Время хода поезда, мин общее, tх Масса состава Qi поезда, т Показатели перевозочной работы локомотивов дизельной и электрической тяги на участке Мароканд-Каттакурган Узбекской железной дороги, движение с остановками 151,139 181,283* 158,807 1824,53 190,481* 169,564 1948,12 203,383* 1736,43 2,464 2,956* 2,589 3,106* 2,765 3,316* В таблице 1 приведённые расходы топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов для трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов 3ТЭ10М, UzTE16M3 и электровозов 3ВЛ80С в денежном исчислении были получены (вычислены) с помощью нормативов «Темирйўлёнилғитаъмин» на отпускную цену (стоимость) одного киловатт-часа электрической энергии и одной тонны натурного дизельного топлива для линейных локомотиво-ремонтных предприятий железнодорожной отрасли и величины израсходованного количества натурного дизельного топлива и электрической энергии за выполненную поездку. На рисунке 1 показаны критерии эффективности использования локомотивов в эксплуатации и величины удельной стоимости железнодорожных перевозок грузов для разных видов локомотивной тяги при движении грузовых поездов с остановками на холмисто-горном участке Мароканд-Каттакурган АО «Ўзбекистон темир йўллари». Индексом * помечены значения удельной стоимости железнодорожных перевозок грузов электровозами 3ВЛ80С с учётом налога на добавленную стоимость (НДС), а индексами ' и '' обозначены значения указанных показателей, соответственно, для исследуемых тепловозов 3ТЭ10М и UzТЕ16М3. 10
Оценка эффективности разных видов локомотивной тяги в условиях эксплуатации производилась по коэффициенту КЭ (критерий энергетической эффективности использования магистрального (поездного) тягового подвижного состава), величина которого определялась как частное от деления значений удельных стоимостей натурного дизельного топлива сТ и электрической энергии сЭ, то есть КЭ = сТ/сЭ. Величина удельной стоимости железнодорожных перевозок грузов для разных видов локомотивной тяги определялась по известным [13] аналитическим зависимостям для тепловозов (1) и электровозов (2), а именно: — дизельная тяга — электрическая тяга ст = ст = ∙Цт ∙ , тыс. сўм/км ∙Цэ ∙ , тыс. сўм/км, (1) (2) где Е — расход натурного дизельного топлива за поездку, кг; А — расход электроэнергии за поездку, кВт·ч; L — длина участка счёта, км; ЦТ — отпускная цена за расход одной тонны дизельного топлива, сўм; ЦЭ — отпускная цена за расход одного киловатт-часа электрической энергии, сўм. Рисунок 1 – Показатели эффективности локомотивов дизельной и электрической тяги на участке Мароканд-Каттакурган Узбекской железной дороги, движение с остановками Расчёты по определению полной и удельной стоимостей железнодорожных перевозок грузов на холмисто-горном участке железной дороги при электрической и дизельной тяге производились аналогично [12,13]. 11
В результате проведённых исследований установлено следующее: — уменьшение расхода электрической энергии и натурного дизельного топлива за поездку напрямую связано с уменьшением работы силовой энергетической установки исследуемых типов локомотивов под нагрузкой и увеличением движения грузового поезда на режимах холостого хода, торможения. Как следствие, это приводит к уменьшению механической работы сил, действующих на упомянутый поезд в режиме тяги; — увеличение массы состава и времени работы силовых энергетических установок исследуемых грузовых тепловозов UzTE16M3, 3ТЭ10М и грузовых электровозов 3ВЛ80С в режиме тяги приводит к увеличению израсходованного количества натурного дизельного топлива и электрической энергии на тягу поездов и уменьшению механической работы сил, действующих на грузовой поезд в режиме холостого хода и торможения; — для исследуемых типов (серий) локомотивов каждое последовательное уменьшение массы состава грузовых поездов на величину ∆Q = 500 т приводит к снижению стоимости железнодорожных перевозок грузов и повышению удельного расхода электрической энергии и натурного дизельного топлива на тягу поездов; — при каждом последовательном увеличении массы состава грузовых поездов на величину ∆Q = 500 т (с 2500 т до 3500 т) происходит повышение стоимости железнодорожных перевозок грузов, в среднем, приблизительно на 5,85–6,82 и 6,03–6,57 процентов (тепловозы UzТЕ16М3 и 3ТЭ10М) и на 5,07–6,77 процентов (электровозы 3ВЛ80С); — тепловозы UzТЕ16М3, по сравнению с тепловозами 3ТЭ10М, с дифференциацией изменения массы состава грузовых поездов на величину ∆Q = 500 т обеспечивают снижение расхода натурного дизельного топлива на тягу поездов и стоимости железнодорожных перевозок грузов, в среднем, приблизительно, на 14,39 процентов; — электровозы 3ВЛ80С экономичнее тепловозов UzТЕ16М3 и 3ТЭ10М, в среднем, соответственно, в 5,06 (4,22) и 5,78 (4,82) раз при Q1 = 2500 т; 5,10 (4,25) и 5,84 (4,87) раз при Q2 = 3000 т; а также 5,10 (4,25) и 5,83 (4,86) раз при Q3 = 3500 т. В скобках приведены значения для тарифа за один киловатт-час израсходованной электрической энергии с учётом налога на добавленную стоимость (НДС); — локомотивы электрической тяги, по сравнению с локомотивами дизельной тяги, будут гораздо меньше (в разы) загрязнять атмосферу вредными веществами и их компонентами. Выводы. Доказано преимущество электрической тяги (электровозы 3ВЛ80С) над дизельной тягой (тепловозы UzTE16M3, 3ТЭ10М) и трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов серии UzTE16M3 над аналогичными тепловозами серии 3ТЭ10М, что хорошо согласуется с [13]. Внедрение полученных автором результатов исследований в практику работы локомотивного комплекса Узбекской железной дороги обеспечит повышение эффективности 12
использования локомотивного парка, в том числе дизельной тяги за счёт тепловозов UzTE16M3 и снижение себестоимости железнодорожных перевозок грузов на участках железных дорог с третьим, холмисто-горным, типом профиля пути, которые непременно следует учитывать при разработке комплексных мероприятий и рекомендаций, направленных на экономию топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов. Список литературы 1. Алексеева, Т.Л. Модернизация тягового электропривода электровозов / Т.Л. Алексеева, Н.Л. Рябченок, Л.А. Астраханцев, Н.Л. Михальчук. – Текст: непосредственный // Сборник материалов VI Международной научно-технической конференции «Локомотивы. XXI век» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I. – СанктПетербург, 2018. – Т. 2. – C. 44–50. 2. Савоськин, А.Н. Система принудительной коммутации выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока / А.Н. Савоськин, В.В. Литовченко, Д.И. Болдин. – Текст: непосредственный // Сборник материалов VI Международной научнотехнической конференции «Локомотивы. XXI век» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I. – Санкт-Петербург, 2018. – Т. 2. – С. 50–55. 3. Ельшибеков, А.М. Разработка принципиальной схемы реостатного тормоза электровоза ВЛ80С с применением накопителей электроэнергии / А.М. Ельшибеков, М.О. Мусабеков, Г.К. Аширбаев. – Текст: непосредственный // Сборник материалов VI Международной научно-технической конференции «Локомотивы. XXI век» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I. – Санкт-Петербург, 2018. – Т. 2. – С. 169–174. 4. Черемисин, В.Т. Оценка влияния параметров графика движения поездов на расход и потери электроэнергии на тягу поездов на участках I и II типа профиля / В.Т. Черемисин, В.Л. Незевак, С.С. Саркенов. – Текст: непосредственный // Материалы V Международной научно-технической конференции «Локомотивы. XXI век» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I. – Санкт-Петербург, 2017. – С. 371–381. 5. Natesan P. Compensation of Power Quality Problems in Traction Power System Using Direct Power Compensator [Text]/ P. Natesan, G. Madhusudanan/ IEEEInternational Conference on Innovations in Engineering and Technology. 2014, Vol. 3, no. 7, pp. 277–280. 6. Bueno A. Harmonic and unbalance compensation based on direct power control for electric railway systems [Text]/ A. Bueno, J. Aller and others/ IEEE Transactions on power electronics. 2013. Vol. 28, no. 12, pp. 5823–5831. 7. Кузьмич, В.Д. Теория локомотивной тяги: Учебник для вузов железнодорожного транспорта / В.Д. Кузьмич, В.С. Руднев, С.Я. Френкель. – Москва: Маршрут, 2005. – 448 с. – Текст: непосредственный. 8. Деев, В.В. Тяга поездов: Учебное пособие для вузов / В.В. Деев, Г.А. Ильин, Г.С. Афонин. – Москва: Транспорт, 1987. – 264 с. – Текст: непосредственный. 13
9. Аблялимов, О.С. Оценка эффективности использования дизельного тягового подвижного состава на холмисто-горном участке железной дороги / О.С. Аблялимов. – Текст: непосредственный // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона, 2017. № 4 (12). – С. 6–11. 10. Аблялимов, О.С. Оценка эффективности перевозочной работы электрического тягового подвижного состава на холмисто-горном участке железной дороги / О.С. Аблялимов. – Текст: непосредственный // CredeExperto: транспорт, общество, образование, язык. – 2017. № 4. – С. 54–69. 11. Васько Н.М. Электровоз 3ВЛ80С. Руководство по эксплуатации / Н.М. Васько, А.С. Девятков, А.Ф. Кучеров. – Москва: Транспорт, 1990. – 454 с. – Текст: непосредственный. 12. Аблялимов, О.С. Исследование перевозочной работы электровозов 3ВЛ80С на холмисто-горном участке АО «Ўзбекистон темир йўллари» / О.С. Аблялимов. – Текст: непосредственный. // Вестник транспорта Поволжья; Самарский гос. ун-т путей сообщения. – Самара, 2016. – № 5 (59). – С. 16–22. 13. Аблялимов, О.С. Исследование эффективности использования локомотивной тягина холмисто-горном участке железной дороги / О.С. Аблялимов. – Текст: непосредственный // Вестник транспорта Поволжья; Самарский гос. ун-т путей сообщения. – Самара, 2017. – № 1(61). – С. 15–24. 14
УДК: 656.212.6/.9 К ВОПРОСУ АРХИТЕКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ КОМПАНИИ — КОНТЕЙНЕРНОГО ОПЕРАТОРА В.И. Апатцев Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва И.М. Басыров Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Основным аспектом, раскрываемым в статье, является возможная архитектура информационной системы транспортной компании — контейнерного оператора при организации обслуживания клиентов на основе применения современных программных средств. Целью статьи является обзор типовой информационной системы в условиях новых цифровых каналов при реализации транспортной продукции контейнерного оператора. Ключевые слова: контейнерный оператор, информационные технологии, архитектура информационной системы, электронная торговая площадка «Грузовые перевозки» (ЭТП ГП), автоматизация, технологические процессы. ON THE ARCHITECTURE OF THE INFORMATION SYSTEM OF A TRANSPORT COMPANY – A CONTAINER OPERATOR V.I. Apattsev Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow I.M. Basyrov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The main aspect disclosed in the article is a possible architecture of the information system of transport company – container operator when organizing customer service based on the use of modern software tools. The purpose of the article is to review a typical information system in the context of new digital channels when selling transport products of a container operator. Key words: container operator, information technology, information system architecture, electronic trading platform Freight transport, automation, technological processes. 15
Организация производства контейнерного оператора (далее — КО) содержит в себе «гибкие конфигурации», согласующие запросы множества заинтересованных субъектов рынка транспортных услуг. Постоянно решаются задачи планирования и увязки («стыковки») подвижного состава и гружёных контейнеров, готовых к отправлению. На начальном этапе КО консолидирует значительное число грузов в крупнотоннажных контейнерах как от прямых грузовладельцев, так и от малых и средних экспедиторских компаний. КО функционируют на основе собственной терминальной инфраструктуры, и, как правило, выступают в роли инициаторов контейнерных поездов [1]. Данные технологические особенности функционирования компании сопровождаются большими информационными потоками. Поэтому применение современных информационных систем необходимо. Общая схема информационного взаимодействия контейнерного оператора представлена на рисунке 1. В этих условиях выход найден в применении клиентоориентированных IT-решений для быстрого преобразования набора запрашиваемых системой параметров от грузоотправителя (объема контейнеропригодного груза, расстояния до ближайшей станции отправления и т.д.) в набор необходимых технико-технологических параметров, позволяющих занимать контейнеро-места в планируемых ускоренных контейнерных поездах. Данные технологии взаимоувязывают и автоматизируют два направления деятельности — продажи услуг и среднесрочное планирование. Это также необходимо для эффективного взаимодействия с клиентскими сервисами Холдинга «РЖД». Грузовладельцы, малые и средние экспедиторские компании Контейнерный оператор – «консолидатор» (владелец терминала на станции отправления/назначения или на путях необщего пользования) Холдинг «РЖД» (транспортный «продукт» – ускоренные контейнерные поезда) Владельцы транспортного оборудования для выполнения перевозок (фитинговых платформ, контейнеров) Рисунок 1 – Схема информационного взаимодействия контейнерного оператора [3] 16
С 2016 года в Холдинге «РЖД» проводится работа по внедрению электронной торговой площадки «Грузовые перевозки», которая направлена на упрощение доступа клиентов к базовой услуге Холдинга «РЖД», а также на привлечение дополнительных объемов перевозок грузов при взаимодействии участников на едином «цифровом поле». На сегодняшний день диджитализация оказывает значительное влияние на функционирование транспортно-логистической сферы, что повышает конкурентоспособность компаний на рынке и позволяет улучшить уровень контейнерного сервиса. Технологические инновации трансформируют логистическую отрасль: цепочки поставок реагируют на возможности предоставления цифровых услуг с помощью новых бизнес-моделей, а логистические и транспортные процессы реорганизуются в рамках этих изменений. Рост объемов грузовых перевозок, разнообразие масштабов транспортных процессов (от единичных посылок до маршрутных отправок) показывает важность развития электронной коммерции для потребителя, что порождает необходимость пересмотра вопросов, касающихся, например, расходов на инфраструктуру, транспортных цен, регулирования рынка услуг [2]. Работа по развитию клиентоориентированности в сфере информационных технологий продолжается, а её результаты на текущий момент приведены в таблице 1. Таблица 1 Две области информационных технологий в сфере грузовых перевозок Холдинга «РЖД» I «Внутренняя среда» Информационные технологии, применяемые в коммерческой работе в сфере грузовых перевозок («внутренняя среда», программы, используемые в структурных подразделениях Холдинга «РЖД», в том числе и в профильных Дочерних и зависимых обществах ОАО «РЖД» (далее – ДЗО ОАО «РЖД»)). II «Внешняя среда» Информационные технологии, внедрённые для автоматизации и дальнейшего совершенствования взаимодействия с клиентами, в том числе и частичная интеграция с их системами или персональными компьютерами («внешняя среда», стык Холдинга «РЖД» и клиентов – грузовладельцев, экспедиторов, агентов организаций, осуществляющих перевалку грузов с одного вида транспорта на другой). По методологии ERP – системы Back – office Front – office По утвержденной в ОАО «РЖД» политике клиентоориентированности ПО для поддержки Внутренней ПО для реализации и развития клиентоориентированности Внешней клиентоориентированности 17
Составляющие «Внешней среды» включают современные интерактивные программные продукты, функционирующие как web-сервисы. Данные программы рассматривается как реализующие функции управления работой с клиентами. В жизненном цикле перевозочного процесса можно выделить две стадии: организация и функционирование после завершения организации. Так, образуется новый раздел информационных технологий в сфере грузовых перевозок — программы обеспечения клиентоориентированности [3]:  «Электронная торговая площадка «ГРУЗОВЫЕ ПЕРЕВОЗКИ» (ЭТП ГП);  «Электронная торговая площадка «ТРАНСПОРТНЫЕ УСЛУГИ» (ЭТП ТУ);  «Бизнес-пространство iSales» для организации контейнерных перевозок (ПАО «ТрансКонтейнер»);  «Автоматизированная система управления комплексным транспортно-логистическим обслуживанием» — АСУ КТЛО (АО «РЖД Логистика»).  Доступ к АС ППД «ЭТРАН» в «пользовательском» формате. Клиент (грузовладелец, грузоотправитель, грузополучатель, экспедитор, плательщик, оператор смешанной перевозки, оператор вагонов) оформляет подключение своего компьютера к АС ЭТРАН и получает ЭЦП (электронную цифровую подпись) для осуществления операций дистанционно от своего имени в соответствии с циклом перевозочного процесса [3]. В соответствии с областью II (второй столбец таблицы 1) информационные технологии «внешней среды» для Холдинга «РЖД» можно выстроить через частичную интеграцию с автоматизированными системами клиентов-пользователей. Аналогичным образом организуется работа транспортных компаний со своими клиентами. Разнообразие задач, решаемых с помощью информационных систем, привело к появлению множества разноименных систем, различающихся принципами построения и запрограммированными в них правилами обработки информации. Поэтому имеется необходимость проектирования информационных процессов с использованием системного подхода, в основу которого положена архитектура информационных систем (далее — ИС). Принципиально новым каналом взаимодействия КО с ОАО «РЖД» является ЭТП. Это интернет-платформа, объединяющая сообщества поставщиков и потребителей и предоставляющая им информацию об определенном наборе продуктов и услуг, а также предоставляющая возможность совершать сделки и проводить транзакции, используя технические возможности интернет-платформы. ЭТП ГП — это бизнес-сервис, который позволяет грузоотправителям заказать перевозку в подвижном составе различных собственников через интернет и оплатить ее через личный кабинет клиента [4]. Формирование заказа, согласование заявок и оформление всех первичных документов происходит электронно, а функции грузоотправителя на начальном этапе заключаются в заполнении полей формы заказа. 18
Алгоритм площадки устроен таким образом, что после заполнения клиентом (грузоотправителем) единого шаблона заявки ЭТП ГП автоматически рассылает ее параметры всем подключённым к ней поставщикам услуг. Поставщики, в свою очередь, направляют свои предложения на организацию перевозки и предоставление подвижного состава. Если оператор подвижного состава сформировал ранее оферту на предложение вагона и клиент её принял, автоматически формируется заявка на перевозку и перемещение вагона под заявленную перевозку на станцию. По прибытии вагона и завершении погрузки грузоотправитель оформляет перевозочный документ. Клиенту предоставляется услуга — самостоятельно отслеживать в личном кабинете все операции, происходящие с вагоном, и его текущую дислокацию. Оплата услуг для клиентов происходит на основании автоматически сформированного счёта и акта оказанных услуг после завершения перевозки. Грузоотправитель сам выбирает доступные ему формы оплаты: по предъявленному счёту или посредством формирования авансовых платежей на едином лицевом счёте, открытом у оператора ЭТП ГП [4]. Итак, архитектура ИС — концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы. Рассмотрим возможную архитектуру ИС транспортной компании — контейнерного оператора. ИС разделена на подсистемы и отдельные модули в зависимости от этапов работы и соответствующих бизнес-процессов, а также исходя из необходимости мониторинга работоспособности ИС и её обслуживания. С точки зрения взаимодействия с сотрудниками КО, ИС разделена на Front-офис и Back-офис. К автоматизированным рабочим местам (АРМ) Front-офис относится АРМ Планирования погрузки. Это основной инструмент автоматизации следующих производственно-технологических процессов и массивов информации: — подбор секции для временного размещения невостребованных по разным причинам контейнеров на терминалах; — поиск схем обратной загрузки и формирования комплектов из груженых и/или порожних контейнеров и заадресовки («стыковки») под эти отправки платформ. При этом необходимо учитывать требования безопасности движения (недопустимость перегруза при формировании комплекта из двух, трех контейнеров) [3]. Необходимо учитывать и Технические условия погрузки и крепления грузов в контейнерах; — автоматизированный подбор схем размещения для погрузки комплектов контейнеров, который может включать в себя следующие комбинации при погрузке на фитинговые платформы, предназначенные для перевозки крупнотоннажных 20-футовых, 40-футовых и 45-футовых контейнеров массой брутто 10, 20 и 30 тонн в количестве: 19
— 220-футовых контейнера; — 320-футовый контейнера; — 140-футовый контейнер; — 140-футовый и 120-футовый контейнеры; — 145-футовый контейнер; — гибкая база данных, содержащая запросы клиентов КО в дополнении комплекта силами сторонних структур (необходимость привлекать других отправителей для «докомплекта» и, как следствие, возникающие риски при взаимодействии с ними или другими экспедиторскими фирмами); — автоматизация учета дополнительных факторов во всех действиях планирования, например, взаимодействие с автомобильным транспортом (завоз, вывоз контейнеров на контейнерный терминал), множество параметров, связанных с взаимодействием со складским хозяйством (укрупнение грузовых единиц, доукомплектовка, перегрузка из контейнера в контейнер, усиление крепления грузов внутри контейнеров и т.д., а, значит, и связанные с этим дополнительные временные и денежные затраты); — мониторинг заполнения емкости площадок для хранения. В технологическом аспекте автоматизация рациональных методов размещения контейнеров на площадке под пролетом крана в целях вероятностного уменьшения количества ездок козлового крана для сокращения временных затрат; — автоматизация «клиентского досье» взаимодействия с клиентурой (грузовладельцами) КО для возможной корректировки погрузки с таким расчетом, чтобы предусмотренные графиком поезда были полносоставными (а платформы в них максимально укомплектованными контейнерами). — распределение прав доступа сотрудников КО к различным объектам (платформам, контейнерам, секциям хранения на контейнерной площадке, определяется исходя из должности, а соответственно и роли в тех или иных технологических процессах терминала). Авторизация производится стандартно, путем ввода логина и пароля сотрудника. В состав Back – офиса ИС входят следующие подсистемы и модули: — подсистема интеграции, состоящая из модулей интеграции. Для интеграции с ИС Холдинга «РЖД» выделяется один модуль ИС КО на один ИС Холдинга «РЖД». Модуль интеграции отправляет, получает исходящие и входящие данные. Соответственно, при получении адаптирует их во внутренний формат ИС (некоторые сообщения архивирует в базу данных). При отправлении в ИС Холдинга «РЖД» результаты операций записываются в соответствующий раздел базы данных; — подсистема расчета транспортных решений. Подготовка бизнес-процесса КО обеспечения погрузочными, финансовыми и т.д. ресурсами, а также подготовка электронного документооборота; 20
— подсистема контроля качества выполнения транспортных услуг. Контролирует корректность работы всей информационной системы, а также отслеживает целостность циркулирующих данных. — подсистема администрирования. Содержит модуль записи всех действий пользователей, автофиксацию в ИС всех операций в системе. Имеет в своём составе запрограммированные команды для уведомления пользователей об ошибках, особенно заложенные по принципу «логического контроля». Доступ к подсистеме администрирования осуществляется через АРМ Администратора системы. Выводы. Описанная организация обмена данными в ИС контейнерного оператора позволяет обеспечить реализацию сложных вычислительных алгоритмов, а также совместимость (переносимость) данных между платформами. Кроме того, разделение на Front– и Back– офис позволит соблюсти бизнес–логику и распределить права доступа к оперируемым данным сотрудникам КО. Список литературы 1. Басыров, И.М. Укороченные контейнерные блок-поезда: экономия времени и денег / И.М. Басыров. – Текст: непосредственный // РЖД – Партнер. – 2020. – № 18 (430). – C. 22–24. 2. Куртикова, Э.Р. Анализ влияния логистических инноваций на развитие грузовых перевозок / Э.Р. Куртикова, А.С. Бессонов, М.А. Поляков. – Текст: непосредственный // В сб.: Цифровизация и глобализация мировой науки и техники: новые исследовательские методы и подходы: Материалы V международной научно-практической конференции. – 2020. – C. 234–237. 3. Басыров, И.М. Организация производства транспортной компании в условиях применения дифференцированных длин поездов: специальность 05.22.01: диссертация на соискание ученой степени кандитата технических наук / Басыров Ильмир Мансурович. – Москва, 2020. – 204 с. – Текст: непосредственный. 4. Шкрыль, А.Ю. Использование электронных торговых площадок как элемент обеспечения экономической безопасности грузовых железнодорожных перевозок / А.Ю. Шкрыль. – Текст: непосредственный // Вестник БелГУТа: наука и транспорт. – 2020. – C. 58–60. 21
УДК: 629.1.04 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ С ПРОПАНОМ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ОЧАГА ПОЖАРА Е.Г. Асманкин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Н.В. Радисавльевич Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва И.А. Мусатова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Предложен новый метод анализа сценария вагонов-цистерн сжиженных углеводородных газов, основанный на методике расчета поведения железнодорожной цистерны со сжиженным газом в очаге пожара. Метод основан на моделировании процесса с помощью программного комплекса «Fobot», с помощью которого проведены расчеты аварийной ситуации с использование различных способов противопожарной защиты. Ключевые слова: чрезвычайные ситуации на железной дороге, железнодорожные цистерны, моделирование аварийных ситуаций. TECHNICAL JUSTIFICATION OF THE MEAN S OF PROTECTION OF A RAILWAY TANK WITH PROPANE, MODELING A FIRE SOURCE E.G. Asmankin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow N.V. Radisavlevich Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow I.A. Musatova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 22
Annotation. Railway transportation of liquefied petroleum gases in special tank wagons re-quires special attention to safety on the railway. A new method for analyzing the scenario of tank cars of liquefied hydrocarbon gases is proposed. It is based on the methodology for calculating the behavior of a rail tank car with liquefied gas in a fire. The method is based on modeling the process with the help of the "Fobot" software package, with the help of which emergency calculations were carried out using various methods of fire protection. Key words: emergency situations on the railway, railway tanks, simulation of emergency situations. Значительное количество сжиженных углеводородных газов (СУГ) перевозится железнодорожным транспортом в специальных вагонах-цистернах. Ряд аварий с пожарами и взрывами, произошедшими с железнодорожными цистернами для транспортировки СУГ, свидетельствуют о высокой пожаровзрывоопасности процессов перевозки этих веществ. Часто аварии вагонов-цистерн СУГ протекают по сценарию, когда резервуар подвергается воздействию очага пожара, в результате чего возможен взрыв с последствиями, которые могут быть катастрофическими. Одним из способов противопожарной защиты вагоновцистерн СУГ является выбор предохранительного клапана такого проходного сечения, который, с одной стороны, предотвращает взрыв вагона-цистерны в течение заданного промежутка времени при различных сценариях аварии [1], с другой стороны — обеспечивает минимальный сброс СУГ в окружающую среду. Целью данной работы является разработка наиболее точной математической модели поведения вагонов-цистерн СУГ, адекватно описывающей процессы в цистерне, находящейся в очаге пожара, и расчет состояния цистерны СУГ в модельном очаге пожара при проведении натурного эксперимента. Предлагаются различные способы противопожарной защиты вагонов-цистерн СУГ [2]: — увеличение толщины днища цистерн; — оборудование цистерн защитными экранами, предохраняющими их от ударов; — устройство дуг безопасности на люках цистерн; — использование тепловой изоляции; — нанесение огнезащитного покрытия на внешнюю поверхность цистерн; — увеличение проходного сечения предохранительных устройств. Эти и другие меры по противопожарной защите вагонов-цистерн СУГ могут быть разработаны на основе экспериментального и теоретического исследования. В процессе расчетов критических параметров для срабатывания предохранительных клапанов цистерн необходимо получить положительные или отрицательные результаты выбранных способов противопожарной защиты вагонов-цистерн СУГ. 23
В данной математической модели рассматривается металлический резервуар с СУГ, на внешней поверхности которого может находиться теплоизоляционный слой, состоящий частично из слоя пористого негорючего материала (типа минеральной ваты), а оставшиеся часть внешней поверхности цистерны может быть покрыта вспенивающейся огнезащитной краской. Предполагается, что в момент времени  = 0 температура СУГ и температура слоев двухслойной стенки цистерны равны температуре окружающего воздуха TВ, и на определенной части внешней поверхности цистерны F0 (теплоизоляционного слоя, если он есть) начинает действовать внешний поверхностный источник теплоты мощностью q. При наличии на стенках цистерны огнезащитного покрытия под действием теплового потока происходит его квазимгновенное вспучивание с образованием теплоизоляционного слоя толщиной Lоп, зависящей от начальной толщины слоя покрытия и его свойств. Допускается, что температуры стенок цистерны, а также температура и давление СУГ не зависят от координат, температура окружающей среды считается постоянной. Теплофизические свойства металла стенок цистерны, теплоизоляционного слоя и слоя вспучивающего огнезащитного покрытия принимаются постоянными. Учитывается конвективный и радиационный теплообмен на внешней поверхности цистерны с окружающим воздухом температурой TВ. В котле цистерны в зависимости от сочетания режимных параметров СУГ возможны следующие режимы теплоотдачи: поверхностное, пузырьковое или пленочное кипение жидкости; естественная конвекция жидкости или газа в большом объеме. При открытии предохранительного клапана происходит критическое истечение двухфазной среды СУГ в окружающее пространство. Двухфазная область — Р < Pкр; Т < Ткр; Уравнение неразрывности V d [(1  )  ]  G, d где V — объем цистерны;  — плотность жидкой и газовой фазы на линии насыщения соответственно;  — объемное газосодержание; G — критический расход газожидкостной смеси, истекающий из предохранительного клапана;  1    2   (1  )  G/S    RTS  1   k ;     k   k  w / w — коэффициент проскальзывания; k  0,17 x 24 0,18         (1/2) — модель Фауске [13];
   k      (1/3) — модель Муди [13];   сР / cP ; R — универсальная газовая постоянная; S — проходное сечение предохранительного клапана. Уравнение энергии V d[i(1 )  i] dP  Gik  V  в Fв (ТW  TS ), d d где i, i — энтальпия жидкой и газовой фазы на линии насыщения соответственно; ik — энтальпия истекающей газожидкостной смеси; Р — давление в котле цистерны; в — коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности котла цистерны; Fв — площадь внутренней поверхности котла цистерны; Тw — температура внутренней поверхности котла цистерны; ТS — температура СУГ на линии насыщения. Р = f(TS) — линия насыщения. Однофазная область — Р > PS; Т < Ткр; сверхкритическая область — Р > Pкр; Т > Ткр; Уравнение неразрывности V d  G, d V — объем цистерны; где n   f ( P, T ) X i — плотность однофазного СУГ; i 1 G — критический расход вскипающего однофазного сжиженного газа, истекающего из предохранительного клапана [10]. Уравнение энергии: V di dP  G(ik  i)  V  в Fв (ТW  TS ), d d где i  f ( P, T ) — энтальпия СУГ; TW — температура внутренней поверхности котла цистерны. Для расчёта критического давления в цистерне были взяты следующие параметры: модель четырехосной цистерны для СУГ 15–1200–02; предохранительный клапан ПК(32–2,25); СУГ — пропан; расчетная температура 20°С. 25
Для расчёта (моделирования) развития аварии по сценарию BLEVE был использован программный комплекс «Fobot». Предполагается, что использование технических средств защиты цистерн СУГ в очаге пожара должно, как минимум, не допустить развитие аварии по сценарию BLEVE за время (4 часа), необходимое для развертывания пожарного подразделения [1–11]. В очаге пожара предполагается применить следующие способы противопожарной защиты: — оборудование цистерны предохранительными клапанами Standardvalve (SV(32–2,25, давление срабатывания 2,25 МПа, условный диаметр проходного сечения dу = 32 мм); — покрытие 95% внешней поверхности цистерны тепловой изоляцией толщиной ИЗ = 20 мм. Теплофизические свойства изоляции (идентичные минеральной вате): плотность  = 150 кг/м3, теплоемкость с = 1000 Дж/(кг·К), коэффициент теплопроводности  = 0,047 Вт/(м·К); — нанесение вспенивающего огнезащитного покрытия СГК–1 толщиной ВСП = 20 мм на оставшуюся внешнюю поверхность цистерны. Теплофизические свойства СГК–1: плотность  = 10 кг/м3, теплоемкость с = 1000 Дж/(кг·К), коэффициент теплопроводности  = 0,07 Вт/(м·К). Вводим данные в «Fobot», запускаем моделирование ситуации. Подробные результаты структурированы, обобщены и представлены в таблицах 1 и 2. Рисунок 1 – Зависимость давления от времени 26
Рисунок 2 – Зависимость температуры в цистерне от времени Таблица 1 Результаты расчета СУГ – пропан. Танк 15–1200–02 Регулируемый клапаном Газ 2,07 58,7 + – Исход аварии, состояние котла Т, °С 96,5 Нерегулируемый рост Р, МПа 20 Состояние СГ 20 Состояние цистерны в конце аварии Закон изменения Параметры СГ давления СГ Начало работы клапана, мин Вид клапана Стандарт клапана dу = 32 мм Теплоизоляция, мм 3 степени (Тв = 20°С) СГК-1 ВСП, мм 1 Вид аварии, продолжительность (4 ч) № п/п Средства защиты не деформировался 27
Таблица 2 Результаты расчета СУГ – Пропан. Танк 15–1200–02 Событие № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 28 Событие/процесс Время, мин Температура, °С Давление, МПа Начало процесса. Две фазы Одна фаза – жидкость SV(32-2,25) открыт Две фазы SV(32-2,25) закрыт Одна фаза – жидкость SV(32-2,25) открыт Две фазы SV(32-2,25) закрыт Одна фаза – жидкость SV(32-2,25) открыт Две фазы SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт 0 95,84 99,00 99,00 99,06 101,93 104,15 104,18 104,21 107,99 109,32 109,33 109,37 114,32 114,36 119,11 119,17 124,10 124,16 129,28 129,35 146,76 134,76 140,27 140,36 146,04 146,14 151,98 152,08 158,18 158,29 164,59 164,72 171,25 171,38 178,10 178,25 185,19 185,35 192,56 192,73 200,19 203,76 208,09 208,29 20,15 59,74 60,09 59,63 55,56 60,67 60,91 60,46 55,61 61,63 6175 61,29 55,61 62,56 55,64 62,57 55,62 62,57 55,61 62,57 55,66 62,57 55,62 62,57 55,65 62,56 55,66 62,56 55,63 62,57 55,65 62,56 55,66 62,57 55,66 62,57 55,64 62,57 55,66 62,57 55,66 62,57 55,67 62,57 55,67 0,8403 2,12 2,25 2,11 1,95 2,16 2,25 2,15 1,95 2,20 2,25 2,19 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95
46 47 48 49 50 51 52 SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт SV(32-2,25) открыт SV(32-2,25) закрыт Процесс завершен 216,24 216,45 224,67 224,92 233,48 233,72 240 62,56 55,66 62,56 55,68 62,56 55,67 58,66 2,25 1,95 2,25 1,95 2,25 1,95 2,2 Выводы. Четырехосная цистерна для СУГ 15–1200–02 оборудована предохранительным клапаном SV (32–2,25) с давлением срабатывания 2,25 MПa и давлением закрытия 1,95 MПa. На рисунке 1 видно, что график давления в цистерне ограничен значением 2,25 МПа. После снижения давления (рисунок 1) и температуры (рисунок 2) в цистерне предохранительный клапан SV(32–2,25) закрывается [12–14]. Расчеты с помощью программного комплекса «Fobot» показывают, что выбранные средства противопожарной защиты: оборудование цистерны с пропаном (модель 15–1200–02) предохранительным клапаном (давление срабатывания 2,25 МПа, условный диаметр проходного сечения у = 32мм); покрытие 30% внешней поверхности цистерны тепловой изоляцией толщиной ИСХ = 20 мм; нанесение вспенивающего огнезащитного покрытия толщиной ИСХ = 20 мм на оставшуюся внешнюю поверхность цистерны, обеспечивают пребывание цистерны в модельном очаге пожара в течение 4 часов без развития аварии по сценарию BLEVE [15]. Список литературы 1. Jingde Li, Hong Hao Process Safety and Environmental Protection 145, 2021. – 94–109 p. 2. Yuanyuan, Wang Xiaochen, Gu Li Xia, Yong PanYuqing, Ni Supan Wang Wei Zhou Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2020. – 68 p. 3. Jingde Li, Hong Hao Journal of Loss Prevention in the Process Industries 2020. – 65 p. 4. Ilyas Sellami Brad Manescau Khaled Chetehouna Charles de Izarra Rachid Nait-Said Fatiha Zidan Journal of Loss Prevention in the Process Industries 54, 2018. – 69–84 p. 5. Mingzhi Li, Zhenyi Liu, Yi Zhou, Yao Zhao, Xuan Li Deping Zhang, Journal of Hazardous Materials 342, 2018. – 634–642 p. 6. Behrouz Hemmatian, Eulàlia Planas, Joaquim Casal Process Safety and Environmental Protection 106, 2017. – 138–149 p. 7. Kirti Bhushan Mishra, Journal of Loss Prevention in the Process Industries 41, 2016. – 60–67 p. 8. Zhang Qian-xi, Liang Dong Procedia Engineering 52, 2013. – 602–606p. 9. B. Hemmatian, E. Planas, J. Casal. Journal of Loss Prevention in the Process Industries 40, 2016. – 81 p. 29
10. Yao Zhao, Zhenyi Liu, Xiaohui Shi, Xinming Qian, Yi Zhou, Deping Zhang, Qing Li. Energy Procedia 75, 2015. – 880–885 p. 11. Mahmoud Abo-Elkhier, Kamel Muhammad Engineering Failure Analysis, 2020. – 110 p. 12. Ying Zhen Li, HaukurIngason Tunnelling and Underground Space Technology 81, 2018. – 568–589 p. 13. Sara Brambilla, Davide Manca Journal of Hazardous Materials 182, 2010. – 346–357 p. 14. Hans Pasman Risk Analysis and Control for Industrial Processes-Gas, Oil and Chemicals, 1, 2015. – 31 p. 15. Long-fei Liu, LeiNi, Jun-chengJiang, Wen-xingZhang Procedia Engineering 211, 2018. – 479–487 p. 30
УДК: 656.2+004.67 К ВОПРОСУ О РАЗВИТИИ НЕКОТОРЫХ ПОДХОДОВ К ПРОГНОЗИРОВАНИЮ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ А.Г. Баранов Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва С.Г. Волкова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Т.Г. Кузнецова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье описывается возможный новый подход к построению прогнозов работы транспортных систем. Ключевые слова: транспортная система, большие данные, анализ данных, прогно- зирование. ABOUT DEVELOPMENT SOME APPROACHES TO FORECASTING THE FUNCTIONING OF TRANSPORT SYSTEMS A.G. Baranov Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow S.G. Volkova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow T.G. Kuznetsova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article is devoted to a new approach to forecasting the transport systems. Key words: transport system, big data, data analysis, forecast. 31
В последнее время существует множество работ, в которых обсуждается использование методов и приемов datascience и bigdata для самых разных сфер деятельности, в том числе в области транспортного планирования и эксплуатации. Идеология такого использования данных подходов приведена в [1]. Действительно, применение интеллектуальных методов обработки данных позволяет добиться адаптивного управления, более гибко реагировать на внештатные ситуации и оперативно управлять спросом на перевозки и степенью использования инфраструктурных ресурсов. Однако существует ряд проблемных вопросов, решение которых может оказаться невозможным или существенно удорожает стоимость жизненного цикла такой управляющей системы: 1. Технологические особенности сбора информации, ее хранения и передачи на обработку алгоритмами bigdata. Действительно, ряд объектов инфраструктуры или подвижной состав не могут быть оборудованы специальными датчиками, на линии возможны зоны неуверенного приема или зоны нечувствительности, а усиливающее оборудование в ряде случаев может стоить дорого. 2. Принципиальная неполнота информации, наличие в ней неустранимых искажений и шумов, в том числе при умышленном сообщении неправильных данных. 3. Наличие более простых методов, обеспечивающих пусть и меньшую точность и адаптивность, чем приемы и техники datascience и bigdata, но достаточную для решения поставленной задачи. Например, график движения поездов как техническая модель работы участка может быть создан с помощью искусственных нейронных сетей [2]. Относительная простота реализации нейронных сетей и их способность к самообучению привели к их популяризации в решении как задачи составления расписаний, так и к прогнозированию показателей работы участков и станций. Так, значительный интерес представляет искусственная нейронная сеть, топология которой отражает схему рассматриваемого железнодорожного участка [3]. Основными преимуществами таких решений является возможность построения расписания не пониточно (последовательно во времени), а на участке в целом. Кроме этого, это позволяет максимально учесть в расписании желаемые времена прибытия и отправления поездов с начальных/конечных пунктов. С помощью данной сети возможно построить как прогнозное расписание движения поездов, так и систему расчета показателей работы участка, а также итерационно изменять условия работы искусственной нейронной сети до достижения целевых значений. ИНС на транспорте могут быть эффективно применены для получения актуальных значений нормативов, прогноза моментов прибытия поездов, прогноза численных значений 32
различных показателей, в том числе при наличии большого количества влияющих факторов, каждый из которых отдельно влияет слабо. Отдельно следует упомянуть о мультиагентном подходе. Рассмотрим аспекты представления станций с точки зрения автономных темпоральных мультиагентных систем. Автономность в данном случае подразумевает два аспекта. Первый заключается в том, что речь на этапе пилотного проекта идет об отдельном изолированном объекте железных дорог — пути необщего пользования или станции. Второй состоит в том, что состояние автономной системы явно не зависит от времени, поэтому можно не писать трудно решаемые разностные уравнения, а лишь ограничиться формализацией в терминах теории игр, теории конечных стохастических или детерминированных автоматов. Однако технологические процессы реализуются во времени, поэтому для задания динамики в системе будут применяться операторы темпоральной логики, как ранее в [4] для записи отдельных операций на станции. В качестве агентов в данной системе выступает вагон, а также локомотив как дополнительный вид агентов, свойства и функции которых должны быть прописаны так, чтобы не создавать дополнительных игр «локомотив-вагон» в системе. Моделирование такой системы будет включать в себя следующие объекты: 1. Сцена — железнодорожная станция: объект, в котором содержатся основные инфраструктурные признаки (пути, светофоры, отметки). Пути будут отношениями с агентами, которые будут записываться как транзакции. 2. Агент — вагон, обладающий признаками собственными и признаками, которые зависят от места данного вагона в технологической цепочке. Вагон отличается рефлексией и обладает информацией о своем месте в технологической цепочке. 3. Технологическая цепочка — особый вид агента-автомата, содержащий состояния и правила перехода из одного состояния в другое. Первоначально данный агент не принимает участия в работе системы, хотя теоретически возможна конкуренция технологических цепочек за конкретный вагон (такая постановка тоже допустима). Положение агента (вагона) в технологической цепочке и, следовательно, на сцене будет задаваться темпоральной логикой. Каждый из рассмотренных выше операторов темпоральной логики может быть задан в виде подпроцедуры или локального метода в классе «Технологическая цепочка». Периодически сцена, в соответствии с правилами, будет ограничивать взаимодействие между вагонами в тот момент, когда набранные вагоны на один состав будут готовы к отправлению (по длине состава или иным дополнительным условиям). После завершения события «отправление состава» сцена возвращает вагонам-агентам договороспособность. 33
Система в целом обладает целевой функцией. В качестве нее могут выступать: 1. Минимизация отклонения моментов отправления поездов от плановых. 2. Равномерность отправления поездов, стремящаяся к максимуму (при этом сцена ограничивает договороспособность агентов не по накоплении состава, а по наступлении момента времени). 3. Минимизация простоя вагонов и самоорганизующийся сценарий поездообразования, когда агенты, взаимодействуя, минимизируют возможные перемещения по станции. 4. Обратный к третьему сценарий, когда ключевая цель — отправление наиболее «выгодных» на сегодня агентов. Допустимы и иные функции или комбинации указанных четырех. Таким образом, в настоящей статье приводятся новые основные подходы, которые можно использовать как при моделировании, так и при прогнозировании работы участков и станций. Список литературы 1. Розенберг, Е.Н. О переходе к предиктивному управлению транспортными системами с использованием bigdata. – Текст: непосредственный / Е.Н. Розенберг, М.Г. Лысиков, А.В. Озеров, А.М. Ольшанский // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. – 2018. – №1(41). – C. 32–37. 2. Апатцев, В.И. О новом подходе к разработке графика движения поездов на сети железных дорог. – Текст: непосредственный / В.И. Апатцев, М.Г. Лысиков, А.М. Ольшанский // В кн.: Современные подходы к управлению на транспорте и в логистике: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. – М., РОАТ МИИТ, 2016. – C. 6–8. 3. Игнатенков, А.В. О построении квазихопфилдовской искусственной нейронной сети для решения задач упорядочения процессов. – Текст: непосредственный / А.В. Игнатенков, А.М. Ольшанский // В сб.: Перспективные информационные технологии (Пит 2015): труды Международной научно-практической конференции. – Самара: Самарский гос. аэрокос. ун-т им. Академика С.П. Королёва, 2015. – C. 73–78. 4. Игнатенков, А.В. О применении темпоральной логики к моделированию железнодорожных станций. – Текст: непосредственный / А.В. Игнатенков, А.М. Ольшанский, М.Г. Лысиков // Интеллектуальные системы на транспорте: сборник трудов V международной научно-практической конференции «ИнтеллектТранс-2015». – Санкт-Петербург: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2015. – 412 с. 34
УДК: 656.212 ИННОВАЦИОННЫЕ КРУПНОТОННАЖНЫЕ КОНТЕЙНЕРЫ УВЕЛИЧЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ М.А. Басыров Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Рассматриваются перспективы увеличения параметров, объемов и массы брутто крупнотоннажных контейнеров. Производится сравнение использования крупнотоннажных контейнеров различных типоразмеров и нестандартных крупнотоннажных контейнеров при их загрузке грузами на стандартных поддонах. Приводятся преимущества эксплуатации специализированных крупнотоннажных контейнеров типоразмера 1СС. Ключевые слова: типоразмеры крупнотоннажных контейнеров, нестандартные крупнотоннажные контейнеры, линейные параметры, объемы и масса брутто контейнеров, специализированные крупнотоннажные контейнеры. INNOVATIVE LARGE – CAPACITY CONTAINERS WITH INCREASED PARAMETERS M.A. Basyrov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. Prospects for increasing the parameters, volumes and gross weight of large- tonnage containers are being considered. A comparison is made between the use of large-capacity containers of various standard sizes and non-standard large – capacity containers when loading them on standard pallets. The advantages of using specialized large-capacity containers of 1CC standard size are given. Key words: sizes of large-capacity containers, non-standard large-capacity containers, linear parameters, volumes and gross weight of containers, specialized large-capacity containers. Развитие мировой контейнерной транспортной системы базируется на унификации параметров контейнеров, их стандартизации, осуществляемой Международной организацией по стандартизации (ИСО). В мировом производстве крупнотоннажных контейнеров устойчива тенденция к увеличению линейных размеров и массы брутто в соответствии с требованиями потребителей транспортных услуг и острой конкуренцией перевозчиков. Специалисты затрудняются определить пределы допустимых будущих изменений. В настоящее время действуют следующие международные стандарты серии ИСО на основные 35
внешние размеры крупнотоннажных контейнеров: ширина 2438, 2500 мм; высота 2438, 2591 и 2896 мм; длина 6058, 9125, 12192 и 13716 мм; масса брутто для контейнеров 24,0 и 30,48 т [1, 6]. В мировой практике контейнеростроения увеличение полезного объема контейнера происходит не только за счет повышения высоты и увеличения ширины, но и длины. Появились так называемые «нестандартные контейнеры», которые эксплуатируются пока на ограниченных маршрутах, в национальных границах, но в перспективе имеющих возможности быть стандартизированными Международной организацией по стандартизации. Такой опыт уже имелся и в нашей стране, когда ПАО «Трансконтейнер», пытался внедрить для перевозки определенного груза на заданном маршруте 60-футовый нестандартный контейнер. В настоящее время среди крупнотоннажных контейнеров наибольшее распространение получают контейнеры высотой 2896 мм и шириной 2500, 2600 мм. Судовые компании широко используют 40-футовые (длиной 12192 мм) контейнеры шириной 2500 мм при внутренней ширине 2440 мм. В них загружают 24 поддона размерами 12001000 мм, что позволяет увеличить их загрузку на 14% по сравнению с универсальными стандартными контейнерами внутренней шириной 2330 мм, а американские и канадские компании уже используют контейнеры ещё большей ширины (до 2600 мм). Железнодорожные компании в конкурентной борьбе с автомобильными фирмами, эксплуатирующими контрейлеры и автофургоны емкостью кузовов 100 м3 и болеее, не устраивает увеличение параметров контейнеров только за счет их высоты и ширины. В настоящее время самый массовый крупнотоннажный стандартный контейнер с внешней длиной 12192 мм и высотой 2896 мм, шириной 2438 мм (1ААА) имеет внутренний объем 76,2 м3. Уже стандартизованы и эксплуатируются контейнеры длиной 13716 мм (45 футов) и шириной 2500 мм — типоразмера 1ЕЕЕ — внутренний объем которого 88,8 м3 [5]. В них возможны перевозки обширной номенклатуры грузов и применение сложной системы крепления груза внутри контейнера, например, при помощи бруса, строп или пневмооболочек со сжатым воздухом [6]. При выборе контейнера для транспортировки определенного груза необходимо руководствоваться следующим: 40-футовые контейнеры увеличенной вместимости обычно используются для транспортировки легких, объемных грузов, а 20-футовые — для тяжелых и среднетяжелых, но менее объемных грузов [1]. Стандартная масса брутто увеличилась до 34,0 т, а в перспективе возможно увеличение до 48,0 т. Однако и этого недостаточно, и, по прогнозам американских специалистов, наибольшее распространение получат контейнеры длиной 14,6–17,9 м: доля таких «нестандартных» контейнеров в мировом парке продолжает расти. Основным критерием выбора параметров крупнотоннажных контейнеров новых типоразмеров является рациональная и уплотненная укладка в них пакетов на стандартных поддонах. В таблице, представленной ниже, приведено сравнение использования вмести36
мости различных крупнотоннажных контейнеров стандартных и нестандартных параметров при загрузке пакетами на стандартных поддонах (для сравнения рассматривается погрузка в один ярус), где учитывалось увеличение их размеров в плане на 10–20 мм за счет применения крепления. Рассматривался также крупнотоннажный «нестандартный» контейнер, номинальная внешняя длина которого составляет 17985 мм, внешняя ширина 2500 мм, при стандартной высоте 2896 мм; внутренней длиной — 17800 мм, внутренней шириной — 2440 мм (с учетом конструктивных допусков). Внутренний объем такого контейнера составляет 117,0 м3. С увеличением только длины в контейнерах типоразмера 1ЕЕЕ по сравнению с 1ААА загрузка увеличилась на два пакета, а с увеличением и внутренней ширины до 2440 мм — на 4 и 8 пакетов соответственно. Ещё больше пакетов помещается в контейнеры 59-футовые шириной 2500 мм. Наибольшая эффективность использования вместимости (по площади пола) контейнера в плане отмечается при укладке пакетов на «американских» поддонах размерами 12001200 мм. Наибольшая эффективность загрузки контейнеров наблюдается при фронтальной погрузке двух пакетов на поддонах шириной 1200 мм. Проведенный анализ показал, что наименьший коэффициент использования контейнеров наблюдается при загрузке стандартных универсальных крупнотоннажных контейнеров пакетами на поддонах 1200800 мм в типоразмерах 1ААА — 87,63% и 1ЕЕЕ — 83,97%. Максимальная загрузка наблюдается у «нестандартного» контейнера длиной 17985 мм (59 фут1) — соответственно 34 и 44 поддона и оптимальное использование погрузочной площади на 99,31% (при погрузке в один ярус). В то же время в практике отечественных и международных перевозок широко используемым типоразмером контейнеров остается 1СС (20 фут1). Для увеличения номенклатуры перевозимых грузов разработаны инновационные контейнеры 1СС с увеличенной грузоподъемностью до 34,0 т. К ним относят три модели инновационных крупнотоннажных контейнеров типоразмера 1СС [2, 3, 4, 5]: — Модель 20HTSYP с верхними загрузочными люками, с открывающейся крышей и кляпо-дверьми для перевозки сыпучих грузов; — Модель 20HTCOIL с открывающейся крышей, для перевозки грузов на поддонах и в биг-бэгах; — Модель 20RMCOIL с открывающейся крышей и устройствами для закрепления стальных рулонов и аналогичных грузов. 37
Таблица 1 Использование контейнеров различных типоразмеров и инновационных контейнеров при погрузке грузов на поддонах Типоразмер или внешняя длина контейнера 1ААА Размер пакета в плане, мм Наибольшая площадь пакета, м2 Площадь пола контейнера, м2 27,96 Использование площади пола контейнера, % 1,24 Количество пакетов в контейнере, ед. 22 12161020 1ААА 1216810 0,98 25 27,96 87,63 1ЕЕЕ 12161020 1,24 24 31,51 94,44 1ЕЕЕ 1216810 0,98 27 31,51 83,97 13716 мм (45 фут1) 13716 мм (45 фут1) 14640 мм (49 фут1) 14640 мм (49 фут1) 17985 мм (59 фут1) 17985 мм (59 фут1) 12161020 1,24 26 33,06 97,52 1216810 0,98 30 33,06 88,93 12161020 1,24 28 35,72 97,20 1216810 0,98 34 35,72 93,28 12161020 1,24 34 43,42 97,10 1216810 0,98 44 43,42 99,31 97,57 Преимущества эксплуатации этих контейнеров: — возможность быстрой загрузки насыпного груза без снятия с вагона; — не требуется специального оборудования для погрузки-разгрузки; — расходы на перевозку по железным дорогам такие же, как в универсальных контейнерах. Производством таких контейнеров на территории России занимаются два заводакорпорации «Русские машины» и «Кемеровохиммаш» [2]. Для выполнения грузовых операций с «нестандартными» крупнотоннажными контейнерами (которые называют еще «контейнерами второго поколения», «перспективными контейнерами» и т.д.) ведущие зарубежные фирмы уже производят новые перегрузочные средства [6]. Так, фирма «Bromma Graup» производит контейнерные захваты ЕН 130, применение которых позволяет перегружать контейнеры длиной более 13,7 м. Выпускаются также захваты для перегрузки контейнеров шириной 2500 и более, грузоподъемностью 50 т. Фирма «Containerteknik» производит телескопические захваты для перегрузки контейнеров длиной более 13,7 м, шириной 2,44, 2,5 и 2,6 м. Аналогичные разработки есть и у других фирм. 38
На отечественных железных дорогах уже используются специализированные контейнеры данных моделей для перевозки угля, металлов, зерна. Во взаимодействии с другими видами транспорта ведутся исследовательские работы по развитию международных транспортных коридоров, использованию провозных возможностей и преимуществ габарита погрузки для перевозок крупнотоннажных контейнеров. Список литературы 1. Басыров, М.А. Внедрение нового поколения крупнотоннажных контейнеров / М.А. Басыров, Г.Е. Писаревский. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 1991. – № 2. – C. 18–20. 2. Басыров, М.А. Практика использования инновационных контейнеров на железных дорогах России. Транспортная наука и молодежь: новые идеи и решения / М.А Басыров, Е.В. Жданова. – Текст: непосредственный // Межкафедральный сборник трудов научнопрактических конференций и научных семинаров. – Саратов, 2020. – C. 113–117. 3. Басыров, И.М. Перспективные крупнотоннажные контейнеры / И.М. Басыров. – Текст: непосредственный // Бюллетень транспортной информации. – 2020.–№ 6 (300). – C. 30–35. 4. Басыров, И.М. Способы размещения палет в крупнотоннажных контейнерах увеличенных параметров / И.М. Басыров. – Текст: электронный // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. – Москва: РУТ (МИИТ): РОАТ, 2020. – C. 18–28. 5. Зенкина, М.П. Инновационные типы контейнеров для сыпучих грузов / М.П. Зенкина, А.В. Заковоротный. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2021. – № 8. – C. 73–75. 6. http://www.all-containers.ru: сайт. — Дата обращения 30.11.2021 г. 39
УДК: 65.011.56 ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ ЛОГИСТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ А.А. Белоусова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассмотрены актуальность и важность внедрения цифровых технологий в деятельность логистических компаний. Рассматривается механизм сквозного мониторинга и контроля над параметрами транспортных и грузовых потоков. Ключевые слова: железнодорожные перевозки, цифровые технологии, цифровизация, ИТ-технологии, интеллектуальные системы управления транспортом. INNOVATIVE DEVELOPMENT OF LOGISTICS TECHNOLOGIES ON THE RAILWAY TRANSPORT А.A. Belousova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article discusses the relevance and importance of the introduction of digital technologies in the activities of logistics companies. The mechanism of end-to-end monitoring and control over the parameters of transport and freight flows is considered. Key words: railway transportation, digital technologies, digitalization, IT technologies, intelligent transport management systems. Современные железнодорожные перевозки России, как и вся финансовая система страны на текущий момент, пребывает в изменениях и движении. Многочисленные рыночные вызовы, стоящие на современном этапе перед операторскими компаниями — сокращение грузовой базы, профицит подвижного состава, влияние коронавируса на экономику, смещение под давлением рыночной конъюнктуры экспортных поставок на отдельные направления и вызванный этим дефицит технических возможностей инфраструктуры, — поставили вопрос о новой модели операторской компании. Рынок железнодорожных перевозок очень консервативен, и ему нужны инновации, новые сервисы, которых еще нет на рынке. Это, например, математическое моделирование, видеоаналитика, интернет вещей — все то, что пока не популярно в логистике в целом и, особенно, в железнодорожных перевозках. Нужно искать, на чем компании могут сэкономить, показывать, как получать правдивую информацию об их вагонах и грузах, — 40
и тогда клиенты грузоперевозчиков с удовольствием будут внедрять технологии и тратить на них деньги. IТ-продукты — одно из требований современного рынка. В отрасли грузоперевозок сегодня не так много удобных и полезных цифровых сервисов, но это направление активно развивается. Технологичные проекты могут экономить время на всех этапах: от заявки на перевозку до выгрузки товара. Информационные технологии активно используются не только операторами, но и перевозчиком — то есть компанией, которая владеет железнодорожной инфраструктурой страны и обеспечивает движение пассажирских и грузовых поездов. С помощью ИТ-систем прорабатываются маршруты и графики следования составов на сети, задается режим работы стрелок и светофоров, оперативно вносятся необходимые изменения. У логистики, и, особенно, логистики железнодорожных перевозок, пока еще много проблем. Некоторые из них серьезно тормозят развитие отрасли. В железнодорожных перевозках применимы не все технологии. Их приходится апробировать на пилотных проектах. Это связано с большой протяженностью железнодорожных путей, погодными условиями в России и другими особенностями. Иногда кажется, что можно перенять опыт других видов транспорта, например, автомобильного. Но часто то, что подходит для автомобильного, не подходит для железнодорожного транспорта. Например, распознавать номера автомобилей проще, чем номера вагонов. Цифровизация — важнейший инструмент трансформации бизнес-модели и является важным инструментом повышения операционной эффективности компании, где за счет аналитики больших данных повышается эффективность управления парком и его техническое обслуживание. Специалисты АО «Первая грузовая компания» (АО «ПГК») разработали систему, которая поможет автоматизировать процессы приемки и забраковки крытых вагонов, а также обеспечит сохранность парка. Цель разработки — усиление контроля использования грузоотправителями и грузополучателями предоставленного им подвижного состава. Созданный АО «ПГК» интерактивный сервис «Мобильный репортер», основанный на принципах оперативного сбора информации пользователями, работает по принципу шерингсервисов. У пользователя приложения есть анкета по осмотру вагонов — чек-лист со структурированной информацией и возможностью добавить актуальные фотографии. После каждого осмотра анкета дополняется. Со временем на каждый вагон собирается полноценное цифровое досье. Это позволяет следить за качеством подвижного состава и своевременно ремонтировать проблемные вагоны. 41
«Мобильный репортер ПГК» работает с апреля 2019 года. Сейчас им пользуются 1,5 тысячи человек более чем из 500 компаний. 80% пользователей приложения — это технические специалисты компаний, которые принимают вагоны под погрузку, а также сотрудники вагоноремонтных предприятий. Они фотографируют вагоны и загружают снимки в систему. Информацию о состоянии вагонов просматривают также менеджеры и директора организаций. Цифровая база данных охватывает 80% парка крытых вагонов АО «ПГК». «Мобильный репортер» не имеет аналогов на рынке грузовых железнодорожных перевозок. Благодаря этому приложению любой неисправный вагон можно сфотографировать и отправить фото прямо со смартфона специалисту ПГК, который поможет оперативно решить вопрос. Качество вагонов — существенная сервисная составляющая железнодорожных грузоперевозок. Поэтому своевременное и качественное проведение ремонтов очень важно. Сам процесс довольно консервативный, а большая его часть происходит в полуавтоматическом режиме со значительной долей ручных корректировок. Все это ведет к таким рискам, как выбор отдаленного депо, отсутствие необходимых деталей, непроизводительный простой в их ожидании. Когда по инициативе ОАО «РЖД» на сети начали массово устанавливать датчики, которые измеряют технические показатели колесных пар вагонов, в АО «ПГК» появилась идея продукта «Цифровой вагон». Было решено создать модуль, который отслеживает технические показатели колесных пар с этих датчиков — ИС КТИ (контрольно-технические измерения). Система отслеживает толщину гребня и автоматически передаёт информацию сотрудникам для принятия решения. Она повысила эффективность управления текущими ремонтами вагонов и качество подвижного состава, предоставляемого клиентам. А интеграция ИС КТИ в систему сменно-суточного планирования позволила диспетчерам учитывать состояние вагонов при заадресовке. Система КТИ включает несколько модулей: сбор и предобработка данных, формирование отчетности и доступ к данным из других систем. Предобработка данных КТИ — нетривиальная задача, так как датчики имеют погрешность, и данные приходят в «сыром» виде. Реализация функционала по очистке данных — большой шаг во взаимодействии бизнеса и ИТ, так как требует большой вовлеченности обеих сторон, активного обсуждения идей и быстрого тестирования. Автоматическое обновление информации о толщине гребня колесных пар с помощью ИС КТИ — значительный прогресс для отрасли и значительная цифровизация рабочих 42
процессов. Еще пять лет назад нельзя было представить, что возможно настолько детально оценить состояние вагонов. И это только начало — разрабатываются системы, которые измерят ещё большее количество показателей технического состояния вагона. Система КТИ включает в себя несколько модулей:  сбор и предобработка данных;  построение отчетности;  предоставление доступа к данным из других систем. Основными драйверами экономического эффекта стали сокращение непроизводительных порожних рейсов, сокращение забраковок вагонов по причине тонкого гребня и выявление хищений колесных пар. В планах — подключение предиктивной аналитики на основе анализа больших данных: внедрение интеллектуальных алгоритмов для предобработки данных, формирование рекомендаций по техническому обслуживанию вагонов, прогнозирование показателей толщины гребня и другое. Компания получит возможность прогнозировать изменение состояния парка на будущие периоды. По своей сути это похоже на Predictive Maintenance — профилактическое обслуживание парка, которое повышает его качество и значительно снижает затраты на ремонт. Кроме того, понимая, какие вагоны отправятся в ремонт в ближайшее время, компания сможет точнее планировать свою перевозочную деятельность. Таким образом, перспективными направлениями цифровизации железнодорожной логистики являются: — установка датчиков на путях и вагонах и интеллектуальная видеоаналитика; на основе собранных данных можно выстраивать математические модели движения вагонов. — интернет вещей в логистике позволяет полностью перейти к электронному учету, снизить влияние человеческого фактора и отслеживать перевозки грузов в реальном времени. — маркировка товаров поможет отслеживать грузы, ускорит логистические процессы и может стать драйвером для бизнеса, так как позволит экономить на оформлении документов и складском хранении, быстрее проходить таможенный досмотр грузов. Список литературы 1. Цифровая экономика России (дата обращения: 18.09.2021). – URL: https://dataeconomy.ru. – Текст: электронный. 2. Клычева, Н.А. Экономическая целесообразность применения искусственного интеллекта в транспортной отрасли / Н.А. Клычева, Е.С. Прокофьева, И.И. Дроздова. – Текст: непосредственный // Бюллетень транспортной информации. – 2020. – № 1. – C. 29–33. 43
3. Цифровая или железная дорога? Что ждать в будущем? – URL: https://vc.ru/transport (дата обращения: 18.09.2021). – Текст: электронный. 4. Клычева, Н.А. Цифровая трансформация транспортно-логистических услуг / Н.А. Клычева, Е.С. Прокофьева. – Текст: непосредственный // Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. – Донецк, 2020. – № 56. – C. 49–55. 5. Клычева, Н.А. Эффективность внедрения цифровых моделей в области грузовых перевозок / Н.А. Клычева, Е.С. Прокофьева. – Текст: непосредственный // Известия Транссиба. – 2019. – № 3 (39). – C. 110–118. 6. Новая модель операторской компании: технологизация плюс сервисизация. – URL: https://www.rzd-partner.ru/zhd-transport (дата обращения: 20.09.2021). – Текст: электронный. 7. ПГК первой среди российских транспортных компаний перешла на SAP S/4HANA URL: https://cnews.ru (дата обращения: 20.09.2021). – Текст: электронный. 44
УДК: 656.225 ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАБОТОЙ И ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА НА РОССИЙСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ: ОПЫТ, CОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ Н.О. Бересток Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва А.С. Шумский Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Г.М. Биленко Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва С.П. Шумский Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Рассмотрены особенности управления эксплуатационной работой на железных дорогах России, показан опыт управления и организации перевозочного процесса в рамках реализации структурной реформы. Рассмотрены преимущества применения на практике полигонных технологий управления перевозками. Приведены критерии оценки эффективности работы полигона, рекомендации по определению границ полигона и развитию станций полигона. Ключевые слова: управление, эксплуатационная работа, перевозочный процесс, полигонные технологии, сортировочные станции. FEATURES OF FIELD OPERATIONS MANAGEMENT AND ORGANIZATION OF THE TRANSPORTATION PROCESS ON RUSSIAN RAILWAYS: EXPERIENCE, STATUS AND FUTURE DIRECTIONS N.O. Berestok Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 45
A.S. Shumskiy Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow G.M. Bilenko Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow S.P. Shumskiy Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article discusses the features of the management of field operational work on railways. Also article shows the experience of management and organization of the transportation process in the scope of the implementation of structural reform. The advantages of transportation using operating railway domains management technologies in practice are considered. The criteria for evaluating the effectiveness of the operating railway domain are given. There are given recommendations on defining the outlines of the operating railway domain and the development of landfill stations. Key words: management, field operations, transportation process, operating railway domain technologies, marshalling yards. С началом эксплуатации первых железных дорог возник и вопрос управления эксплуатационной работой. Принятие технологических мер по эффективному управлению эксплуатационной деятельностью было, есть и всегда будет оставаться приоритетным направлением на железнодорожном транспорте. Движение поездов осуществлялось, как известно, на основе расписания. Впоследствии из-за увеличения размеров движения поездов, числа и протяженности железнодорожных линий потребовалось применение единого графика движения поездов. С появлением автоматической блокировки для организации движения поездов возникает и институт поездных диспетчеров, главная задача которого — строгий контроль соблюдения графика движения и повышение уровня безопасности движения поездов. В 1958 г. была проведена реформа структуры управления железнодорожным транспортом, предусматривающая 4 уровня управления эксплуатационной работой. Первый уровень — управление эксплуатационной работой железнодорожных станций. Важным направлением этого уровня являлось выполнение установленных показателей эксплуатационной работы и их нормирование. От эффективности управления работой 46
железнодорожных станций зависело выполнение качественных показателей (средний вес поезда, производительность локомотива и др.). Характерной чертой этого уровня являлось постоянное совершенствование технологических процессов работы станций на основе применения передовых методов по формированию и отправлению поездов. Второй уровень — управление эксплуатационной работой отделений железных дорог. Главными задачами этого уровня являлись: координация работы железнодорожных станций в границах отделения железной дороги; организация местной работы, разработка и совершенствование единых технологических процессов. От четкой и слаженной работы, первую очередь, поездных диспетчеров, зависело выполнение плановых заданий по организации местной работы: обеспечение развоза местного груза и заявок грузоотправителей порожним подвижным составом. Стоит отметить, что второму уровню управления перевозочным процессом, по существу, отводилась определяющая роль в обеспечении выполнения начально-конечных операций при зарождении и погашении вагонои поездопотоков. Третий уровень — управление эксплуатационной работой на дорожном уровне. Основной задачей этого уровня являлась эффективная организация пропуска транзитного поездопотока с целью сокращения его времени оборота. Основным параметром, характеризующим работу железной дороги, явлалась тонно-километровая работа. Для увеличения транзитности вагонопотоков или повышения тонно-километровой работы высокими темпами на ряде основных направлений сети железных дорог бывшего СССР шло строительство вторых главных путей, проводилась модернизация систем управления движением поездов, получило развитие тяжеловесное движение и ввод в обращение соединенных поездов и т.д. Четвертый уровень — управление эксплуатационной работой на сетевом уровне. Его осуществлял Центр управления перевозками. Первостепенной задачей данного уровня являлось: обеспечение своевременной передачи поездов на стыкам между железными дорогами; решение конфликтных ситуаций при пропуске транзитного поездопотока и контроль выполнения эксплуатационных показателей работы железными дорогами; решение вопросов, связанных с координацией работы по устранению «сбойных ситуаций» и обеспечения взаимодействия со смежными железнодорожными администрациями, а также другими видами транспорта. При проведении в 2000-х гг. структурной реформы на железнодорожном транспорте России была осуществлена реорганизация действующей системы управления перевозочным процессом [3]. Так, в 2003 г. завершилось образование на железных дорогах диспетчерских центров управления перевозками (далее — ДЦУП). Образование ДЦУП повлекло за собой ряд изменений. В частности, когда деятельность по руководству эксплуатационной работой была перенесена в единый дорожный центр диспетчерского управления, возник своеобразный «вакуум» в руководстве организации 47
местной работы. В результате этого возникли вопросы, решение которых возможно было только на местах, т.е. в отделениях железных дорог. Необходимо отметить, что тот момент времени отделения железных дорог имели реальные механизмы управления железнодорожными станциями и взаимодействия с предприятиями (клиентурой). Это обстоятельство потребовало создания на отделенческом уровне новой структуры, отвечающей за обеспечение диспетчерского руководства по управлению местной работой. На неё возлагалась функция диспетчерского руководства грузовой, сортировочной и маневровой работой на станциях, входящих в существующие границы отделений железных дорог. В 2002 году руководством МПС России принято историческое решение об организации Центров управления местной работой (ЦУМР) в составе отделов перевозок отделений железных дорог. Повсеместно ЦУМРы стали функционировать, начиная с 2004 г. Деятельность ЦУМР была нацелена на: — обеспечение руководства работой железнодорожных станций в части организации местной и грузовой работы в границах отделений железных дорог; — взаимодействие с ДЦУП по оперативному планированию и управлению местной работой; — взаимодействие с подразделениями как грузового хозяйства, так и системы фирменного транспортного обслуживания, грузовладельцами в границах отделений железных дорог при планировании и организации выполнения оперативных планов грузовой работы станций; — обеспечение взаимодействия с локомотивными депо по вопросам своевременной выдачи и организации работы локомотивов, занятых в выполнении маневровой, вывозной, передаточной работы, а также диспетчерских локомотивов с локомотивными бригадами и т.д. На Московской железной дороге было создано 7 ЦУМР по числу действующих отделений и 18 диспетчерских кругов местной работы. В этот период времени управлением диспетчерскими участками занимались фактически два диспетчера: поездной и диспетчер ЦУМР. Наличие подобного двойного руководства диспетчерскими участками было сопряжено с определенными трудностями. Как правило, взаимодействие диспетчеров происходило посредством живого контакта, тем самым отвлекая поездного диспетчера от выполнения им своих прямых обязанностей. Данная система диспетчерского руководства управлением местной работой просуществовала до 2009 г. Она прекратила свое существование лишь в связи с ликвидацией отделений железных дорог и образованием региональных (дорожных) дирекций управления движением. 48
2009 г. стал и годом формирования Центральной дирекции управления движением. Необходимо отметить, что создание Центральной дирекции управления движением осуществлялось в непростых условиях: — значительных преобразований в системе управления ОАО «РЖД»; — существенным изменением структуры и направления следования грузопотоков; — перехода к использованию в грузовых перевозках полностью приватного парка вагонов. Естественно, эти вызовы потребовали адекватных предложений как в совершенствовании технологии перевозочного процесса, так и в формировании единой вертикали управления, обеспечивающей экстерриториальность и единоначалие во всех функциональных областях. В этот период времени произошла трансформация второго и третьего уровней управления эксплуатационной работой, т.е. был реализован переход от четырехуровневой структуры управления эксплуатационной работой к трехуровневой. В связи с переходом региональных дирекций управления движением на безотделенческую структуру (созданием трехуровневой системы управления) в 2010 г. было завершено формирование вертикали управления движением и передачей вопросов, связанных с планированием и организацией эксплуатационной работы железнодорожных станций и организацией их работы, из отделов перевозок отделений железных дорог в Центры организации работы железнодорожных станций (ДЦС). Следовательно, отпала и необходимость организации управления местной работой из территориальных центров (т.е. отделений железных дорог). При организации региональных дирекций управления движением и передачи эксплуатационной, в том числе и местной, работы под единое руководство, ЦУМР были переведены в состав ДЦУП региональных дирекций управления движением. Это позволило организовать эксплуатационную работу в едином информационном пространстве и, тем самым, способствовать более тесному взаимодействию с диспетчерским аппаратом ДЦУП в вопросах планирования и организации местной работы. Однако, при этом на диспетчерский аппарат ДЦУП возложена функция по организации местной работы в части регулирования погрузочными ресурсами, формирования и ускоренного продвижения маршрутов и ускоренных грузовых поездов, согласования и утверждения планов местной работы. В 2011–2013 гг. окончательно завершился вывод региональных дирекций управления движением из состава железных дорог. Практически все управление поездной и местной работой сконцентрировалось в диспетчерском центре управления перевозками. По сути, на диспетчерский центр управления перевозками функционально было возложено решение вопросов, связанных с пропуском транзитного поездопотока и организа49
цией местной работы. Однако казавшиеся, на первый взгляд, выполнимыми задачи стали конфликтными и, в первую очередь, из-за того, что на руководителей железных дорог возлагалась ответственность за содержание инфраструктуры и организацию местной работы, а организация пропуска транзитного потока контролировалась по остаточному принципу. Сложность управления организацией пропуска транзитного поездопотока была обусловлена тем, что плечи обслуживания локомотивных бригад в грузовом движении увеличились в среднем со 150 до 300 км. Более того, на полигонах ряда железных дорог увеличилось и количество удлиненных плеч пробегов локомотивов без отцепки. Наблюдалось увеличение потребности в перевозках транзитных грузов, в том числе, следующих из Китая в Европу. В грузовых перевозках наметилась тенденция по наращиванию веса поездов. Происходящие изменения на железных дорогах потребовали поиска современных подходов по совершенствованию системы управления эксплуатационной работой. Поэтому не случайно возник вопрос о переходе к управлению и планированию организации перевозочного процесса на укрупненном полигоне, который должен включать в себя несколько железных дорог [2]. Ключевым моментом в формировании границ такого полигона является определение количества региональных железных дорог, которые необходимо задействовать в полигонных технологиях. Исходя из теории управления при использовании полигонной модели, управление должно строиться не только на базовых принципах процессного и системного подхода, но и субстратного подхода [1]. Данный подход основывается на структурной оптимизации процесса управления и принятия решений для выявления ключевых моментов эффективности в значимых информационных потоках в контексте управленческой ситуации. В соответствии с теорией управления Г. Эмерсона [7] следует понимать, что полигон должен работать эффективно и производительно. Как известно, эффективность — это отношение результатов труда и затрат; производительность — это отношение затрат труда и времени. Применительно к железнодорожному транспорту под эффективностью полигона можно считать отношение результатов труда, т.е. размеров пропущенного поездопотока, к затратам, а под производительностью полигона – отношение количества затраченных ресурсов к временным затратам (в данном случае — использование по времени локомотивов и локомотивных бригад). Говоря о критериях оценки работы полигона, можно сказать и о его функциональных (или укрупненных) показателях, которые показывают эффективность его работы. Функциональный показатель характеризует работу полигона по основным показателям (передача вагонов, выгрузка и погрузка вагонов) и бюджетным показателям (средний вес поезда, производительность локомотива, участковая скорость). 50
Функциональный показатель имеет 4 сегмента: — показатель работы с транзитным потоком; — показатель работы с местным потоком; — локомотивный ресурс для работы с транзитным потоком; — локомотивный ресурс с местным потоком. Показатель работы с транзитным потоком характеризует работу полигона по пропуску транзитного потока и определяется по формуле: T (T1  TH ) , TH (1) T1 — наличие транзитного потока на полигоне на 18 ч отчётных суток; TH — норма наличия транзитного потока на полигоне. Показатель работы с местным потоком характеризует работу полигона с местным потоком и определяется по формуле: M  (M1  M H ) , MH (2) M1 — наличие местного потока на полигоне на 18 ч отчётных суток; MH — норма наличия транзитного потока на полигоне. Локомотивный ресурс для работы с транзитным потоком характеризует использование локомотивов и локомотивных бригад по пропуску транзитного потока за отчетные сутки и состоит из 3 показателей: массы поезда, производительности локомотива и потребного парка поездных локомотивов. Локомотивный ресурс для работы с местным потоком характеризует использование локомотивов для организации местной работы за отчетные сутки и состоит из следующих показателей: потребного парка и производительности маневровых и вывозных локомотивов. Определение границ полигона, на наш взгляд, должно строиться на основе моделирования — перебором вариантов включаемых в него железных дорог. Важным условием при определении границ полигона является то, чтобы в границы (между его «входом» и «выходом») полигона не входили железные дороги, которые уже были включены в состав других полигонов. В настоящее время ОАО «РЖД» проводится целенаправленная работа по внедрению полигонных технологий на сети железных дорог, т.е. перехода от региональных принципов управления и планирования к организации управления перевозочным процессом на полигонах сети. Уже накоплен определенный положительный опыт применения такой технологии на образованном Восточном полигоне. О преимуществах применения на практике полигонных технологий управления перевозками говорится в [5]. Указывается, что, 51
с одной стороны, внедряемые технологии создают благоприятные условия для продвижения транзитного поездопотока и расширяют возможности по рациональной организации работы с местным вагонопотоком. С другой стороны, полигонные технологии обладают технологическим преимуществом в части повышения массы грузовых поездов и наращивания провозной способности за счет организации движения на постоянной основе соединенных грузовых поездов, но только при наличии на станциях приемо-отправочных путей соответствующей длины. Актуальным представляется в этом отношении предложение авторов [4] по развитию станций полигона. Высказывается мнение о необходимости наличия и развития сортировочных станций при переходе на новую систему управления грузовыми перевозками. В частности, предлагается в границах полигонов на их «входах» и «выходах» (возможно, и внутри полигонов) иметь сортировочные станции с приданием им статуса полигонных. Схемные решения путевого развития полигонных станций будут отличаться от общепринятых. Конструкция путевого развития основных парков станций должна быть реально приспособлена и обладать возможностью широкого применения технологических приемов регулирования грузовыми перевозками. Прежде всего, это осуществление без особых ограничений выполнения операций по формированию-отправлению, наряду с обычными поездами, многогруппных и соединенных поездов (либо запланированных в графике движения, либо оперативно назначаемых, исходя из сложившейся эксплуатационной обстановки) для повышения провозной способности конкретной железной дороги, входящей в полигон, или всего полигона в целом. Не исключается использование полигонных станций в адресном формировании ускоренных грузовых поездов на большие расстояния в районы сосредоточения терминально-логистических центров, расположенных в границах полигона или за его пределами. По нашему мнению, при проектировании схем путевого развития полигонных станций особый практический интерес может представлять подход в развитии сортировочных станций, изложенный в [6]. Список литературы 1. Махметова, А.Е. Субстратный подход к управлению промышленным предприятием: понятие, содержание / А.Ж. Махметова. – Текст: непосредственный // Вестник Тамбовского университета. Серия: гуманитарные науки. ‒ 2012. ‒ № 2. ‒ C. 161–164. 2. Поплавский, А.А. Создание эффективной управляющей системы для оперативного руководства перевозочным процессом / А.А Поплавский. – Текст: непосредственный // Научно-техническое издание. – 2007. – C. 4–34. 3. Постановление Правительства РФ от 18.05.2001 № 384 «О Программе структурной реформы на железнодорожном транспорте» [в редакции от 22 июля 2009 года]. – Текст: электронный // Консультант Плюс: справочно-правовая система. – Режим доступа: локальный; по договору. – Обновляется ежедневно. 52
4. Старшов, И.П. Сортировочные станции: от производства маневров осаживанием до реализации полигонных технологий / И.П. Старшов, Н.О. Бересток, А.С. Шумский, С.П. Шумский. – Текст: непосредственный // Труды 18-й научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М.: РУТ(МИИТ). ‒ 2017. ‒ № э6 VII. ‒ C. 21–22. 5. Шенфельд, К.П. Повышение эффективности работы полигонов / К.П. Шенфельд, Е.А. Сотников, П.С. Холодняк. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. ‒ 2019. ‒ № 3. ‒ C. 17–22. 6. Шумский, С.П. Совершенствование путевого развития подсистемы формирования– отправления сортировочных станций: специальность 05.22.08 «Управление процессами перевозок»: автореферат дис... канд. техн. наук / Шумский Сергей Петрович /. ‒ Москва, МГУПС, 1993. ‒ 25 с. – Текст: непосредственный. 7. Эмерсон, Гаррингтон. Двенадцать принципов производительности [пер. с англ.] / Г. Эмерсон. – 2-е изд. ‒ М.: Экономика, 1992. ‒ 224 с. – Текст: непосредственный. 53
УДК: 656.11 ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОРМАТИВНЫХ И ВАРИАНТНЫХ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ В УСЛОВИЯХ ЦИФРОВИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОАО «РЖД» Г.М. Биленко Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва А.А. Шатохин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье представлены результаты анализа информационных потоков, связанных с разработкой и использованием нормативных и вариантных графиков движения поездов. Рассматриваются существующие проблемы и возможные пути их решения. Ключевые слова: нормативный график движения поездов, вариантный график движения поездов, информационные потоки графика движения поездов, проблемы разработки графика движения поездов, договорные нитки, автоматизация разработки графика движения поездов. PROBLEMS OF DEVELOPMENT AND USE OF NORMATIVE AND VARIANT TRAIN SCHEDULES UNDERJSC «RUSSIAN RAILWAYS» TECHNOLOGICAL PROCESSES DIGITALIZATION G.M. Bilenko Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow A.A. Shatokhin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article presents the results of the analysis of information flows related to the development and use of standard and variant train schedules. The authors consider the existing problems and possible solutions. Key words: normative train schedule, variant train schedule, information flows of train schedule, problems of train schedule development, contractual train paths, automation of train schedule development. 54
С момента открытия первой магистральной железной дороги по настоящее время график движения поездов является организующей и технологической основой производственной деятельности всех подразделений железных дорог [1,2]. С увеличением интенсивности перевозочного процесса значимость графика движения поездов резко увеличивалась. Утверждение концепции внедрения на сети железных дорог комплексной технологии интервального регулирования движения поездов распоряжением ОАО «РЖД» № 2123/р от 28.10.2020 и развитие систем интервального регулирования движения поездов [3, 4] обеспечат дальнейшее повышение интенсивности перевозочного процесса. Кроме этого, политика клиентоориентированности ОАО «РЖД» увеличивает роль графика движения поездов при взаимодействии с клиентами железнодорожного транспорта. Существующая цифровизация технологических процессов в ОАО «РЖД» [5] включает в себя цифровизацию процессов разработки, контроля и анализа исполнения графика движения поездов. Развивается функциональность Автоматизированной системы построения прогнозных графиков движения поездов на основе имитационного моделирования (АПК ЭЛЬБРУС), Автоматизированной системы построения нормативного графика движения поездов (ИСУЖТ НГДП), Автоматизированной системы разработки вариантных графиков движения поездов в условиях предоставления «окон» различной продолжительности в целях снижения расходов на продвижение поездопотоков (АС ВГДП), в которых ведётся разработка нормативных и вариантных графиков движения поездов. Широко используется АРМ инженера-графиста. Вместе с тем, анализ информационных потоков, связанных с разработкой и использованием нормативных и вариантных графиков движения поездов, показал наличие ряда технологических проблем (рисунок 1, таблица 1). По итогам анализа информационных потоков, связанных с разработкой, контролем и анализом исполнения нормативного графика движения поездов, можно сделать вывод, что процесс цифровизации технологии разработки и использования нормативных и вариантных графиков движения поездов находится в состоянии активной реализации, при этом существуют два источника разработки нормативных графиков движения поездов (АРМ Графиста, НГДП ИСУЖТ) и два источника вариантных графиков движения поездов (АПК ЭЛЬБРУС, ВГДП ИСУЖТ). Многие функции выполняются в ручном или автоматизированном режиме: — разработка нормативных и вариантных графиков движения поездов в системах АРМ графиста (вручную), НГДП ИСУЖТ (ручная доводка нормативного графика), АПК ЭЛЬБРУС (ручная доводка вариантного графика), ВГДП ИСУЖТ (ручная доводка графика); 55
— передача и корректировка нормативных расписаний движения поездов в ЦБД ГР, ЦБД ПР, БД НГДП из КЗ ВГДП ИСУЖТ (с помощью телеграмм), АРМ ТК НГДП (ГР, ПАСС, ПР), ручная загрузка с использованием специализированного интерфейса; — планирование и разработка расписаний движения грузовых и контейнерных поездов в рамках оказания услуги по перевозке грузов и (или) порожних вагонов по графику с согласованным временем (в часах) отправления и прибытия и в рамках проекта «Грузовой экспресс»; — анализ пропускной способности железнодорожных направлений. Разделение нормативных расписаний движения поездов по категориям поездов (грузовые, пассажирские, пригородные) в разные базы данных ГВЦ, по различным ответственным дирекциям (ЦБД ГР (ЦД), БД НГДП (ЦЛ), ЦБД ПР (ЦОПР) соответственно) и наличие различных источников корректировок нормативного графика движения поездов, в том числе зависимых от «человеческого фактора», без чёткого регламента ввода данных приводят к несинхронизированной корректировке нормативных расписаний движения поездов. Например, если после корректировки нормативного графика движения поездов были изменены расписания всех категорий поездов, то эти корректировки вводятся в вышеперечисленные базы данных в ручном режиме работниками разных дирекций в разное время. При этом отсутствует верификация внесённых корректировок. В итоге нет гарантий формирования корректного нормативного графика движения со всеми категориями поездов на конкретную дату в перспективном периоде. Решение данной проблемы при существующей архитектуре видится в полной автоматизации процесса корректировки нормативных графиков движения поездов и передачи корректировок без «ручного» режима. В основе оказания услуги по перевозке грузов и (или) порожних маршрутов по графику с согласованным временем (в часах) отправления и прибытия и в рамках проекта «Грузовой экспресс» заложены расписания ниток грузовых поездов в нормативном графике движения поездов. Ежегодно спрос на данную услугу увеличивается, благодаря чему ОАО «РЖД» получает существенный дополнительный доход [6, 7]. Но увеличение спроса требует и увеличения количества договорных ниток в нормативном графике движения поездов. В настоящее время на сети ОАО «РЖД» таких расписаний более 6 тысяч; как правило, они прокладываются по существующим ниткам грузовых поездов. Это приводит к нагромождению нумерации поездов, что делает их нечитаемыми (рисунок 2). Наиболее ярко такая проблема проявляется на припортовых дорогах, куда нитки договорных поездов поступают с разных направлений. 56
АСУ ТО АСУ ЭКСПРЕСС-3 12 ВИВСД 14б 14а ПЭП ИСУЖТ 32а 11б 11а 10б 10а 13б АС КОМПАС 13а 32 21 АРМ ТКГДП ПАСС 4 21 7б 7а 6б 6а АРМ ТКГДП ПР 3 5б КЗ АССАР БД НГДП 9а 9б ЦБДПР ЕМПП ИСУЖТ 8а 8б 5а АРМ ТКГДП гр 21 ЦБДГР 2 31 26 22 АПК ЭЛЬБРУС 18б 15 24 27а 15а 16 КЗ УТР 33 ПГДП 27б НГДП из листов графика (lgx) КЗ ГДП ИСУЖТ 17 КЗ ССП 25 28 23 АС ГИД Урал КЗ ДУ ДП 29 КЗ НГДП 18а 30 1 АРМ инженера графиста АС АПВО 19а 19а 20 КЗ ВГДП АС ВОП Рисунок 1 – Схема информационных потоков, связанных с разработкой, контролем и анализом нормативного графика движения поездов 57
Таблица 1 Описание схемы информационных потоков, связанных с разработкой, контролем и анализом нормативного графика движения поездов № связи на схеме 1 2 3 4 5а 5б 6а 6б 7а 7б 58 Состав данных Источник данных Получатель данных Экспорт нормативного графика движения поездов в файлы формата .lgx для их последующей рассылки по потребителям Ручная передача листов графика для их заливки в БД через АРМ ТК ГДП ГР Ручная передача листов графика для их заливки в БД через АРМ ТК ГДП ПР Ручная передача листов графика для их заливки в БД через АРМ ТК ГДП ПАСС Расписания движения грузовых поездов первичное, с учётом корректировок, вносимых вручную из телеграмм на корректировку ГД грузовых поездов Актуальное нормативное расписание движения грузовых поездов с учётом планируемого отправления грузовых поездов по расписанию Расписание движения пригородных поездов первичное, с учётом корректировок, вносимых вручную из телеграмм на корректировку ГД пригородных поездов Актуальное нормативное расписание движения пригородных поездов Расписание движения пассажирских поездов первичное, с учётом корректировок, вносимых вручную из телеграмм на корректировку ГД пассажирских поездов Актуальное нормативное расписание движения пассажирских поездов с учётом календаря назначения пассажирских поездов АРМ инженера-графиста Отдел ГДП ГВЦ; отдел ГДП ЦД; АСУ, использующие листы НГДП в качестве входной информации АРМ ТК ГДП ГР Листы НГДП, сохраненные в файлы формата .lgx Листы НГДП, сохраненные в файлы формата .lgx Листы НГДП, сохраненные в файлы формата .lgx НГДП из .lgx, ручной ввод АРМ ТК ГДП ПР АРМ ТК ГДП ПАСС ЦБД ГР ЦБДГР АРМ ТК ГДП ГР НГДП из .lgx, ручной ввод ЦБДПР ЦБДПР АРМ ТК ГДП ПР НГДП из .lgx, ручной ввод ЦБД НГДП ЦБД НГДП АРМ ТКГ ДП ПАСС
№ связи на схеме 8а 8б 9а 9б 10а 10б 11а 11б 12 Состав данных Источник данных Получатель данных Расписания движения грузовых поездов (нормативный годовой график грузовых поездов, изменения в нормативном графике движения поездов, в том числе и в связи с предоставлением «окон»); суточное эталонное расписание движения грузовых поездов Корректировка расписаний движения грузовых поездов (на основе данных КЗ ГДП и АС ВГДП) Расписания движения пригородных поездов (нормативный годовой график пригородных поездов, изменения в нормативном графике движения поездов, в том числе и в связи с предоставлением «окон») Корректировка расписаний движения пригородных поездов (на основе данных КЗ ГДП и АС ВГДП) Расписания движения пассажирских поездов (нормативный годовой график пассажирских поездов, изменения в нормативном графике движения поездов, в том числе и в связи с предоставлением «окон») Корректировка расписаний движения пассажирских поездов (на основе данных КЗ ГДП и АС ВГДП) Запросы перевозчиков на назначение пассажирских поездов Результат согласования запросов перевозчиков на назначение пассажирских поездов Наряд-заказ планируемого отправления грузовых поездов по расписаниям ЦБД ГР КЗ АССАР КЗ АССАР, КЗ ВГДП, ПЭП ИСУЖТ ЦБД ГР ЦБД ПР КЗ АССАР КЗ АССАР, КЗ ВГДП ЦБД ПР БД НГДП КЗ АССАР, КЗ ГДП КЗ АССАР, АС ВГДП БД НГДП Ручной ввод в АС КОМПАС КЗ НГДП, КЗ АССАР КЗ ГДП ИСУЖТ АС КОМПАС Ручной ввод в АСУ ТО ПЭП ИСУЖТ, КЗ АССАР 59
№ связи на схеме 13а 13б 14а 14б 15 15а 16 17 18а 18б 19а 19б 20 60 Состав данных Источник данных Получатель данных Запросы перевозчиков на назначение пассажирских поездов Нормативный график движения поездов Наряд–заказ планируемого отправления грузовых поездов по расписаниям Результаты согласования наряд-заказа планируемого отправления грузовых поездов по расписаниям НГДП грузовых поездов с учётом корректировок, актуальный суточный ГДП (ЭЛЬБРУС) Исполненный ГДП отчётных суток Ручной ввод в АС КОМПАС КЗ НГДП КЗ ГДП ИСУЖТ КЗ АССАР АС КОМПАС, КЗ АССАР ПЭП ИСУЖТ ПЭП ИСУЖТ КЗ АССАР АССАР (ЦБД ГР), поездная модель онтологии ИСУЖТ ПГДП Поездная модель онтологии ИСУЖТ ПГДП ПГДП КЗ УТР ПГДП КЗ ССП АССАР (ЦБД ГР, ЦБД ПР, БД НГДП, ПЭП ИСУЖТ, КЗ ГДП ИСУЖТ) АС ВГДП КЗ ВГДП АССАР (ЦБД ГР, ЦБД ПР, БД НГДП) Ручной ввод в АС АПВО КЗ ВГДП АС ВГДП АС АПВО АС ВОП АС ВГД Актуализированный график движения поездов в ИСУЖТ Актуализированный график движения поездов в ИСУЖТ Актуальные расписания движения поездов (нормативный годовой график, пассажирских, пригородных, грузовых поездов), сведения о назначении пассажирских и грузовых поездов на даты Вариантный график движения поездов (по участкам разработки и ручного запуска передачи ВГДП в онтологию ИСУЖТ) Перечень заявок на предоставление «окон» Перечень предоставляемых «окон» на заданную дату, время начала «окна» Перечень предупреждений по запрошенному участку
№ связи на схеме 21 22 23 24 25 26 27а 27б 28 29 30 31 32 32a 33 Состав данных Источник данных Получатель данных Телеграммы на корректировку расписаний пассажирских, грузовых и пригородных поездов Утверждённый нормативный график движения поездов в формате .lgx. Утверждённый нормативный график движения поездов в формате .lgx. Актуальный ГДП с учётом корректировок, назначения пассажирских и грузовых поездов Актуальный ГДП с учётом корректировок, назначения пассажирских и грузовых поездов Суточное расписание движения грузовых поездов Расписание движения грузовых поездов на запрашиваемый период Текущий прогноз проследования поездов АС ВГДП, АРМ инженера-графиста АРМ ТКГ ДП ПАСС, АРМ ТКГ ДП ПР, АРМ ТКГДП ГР АРМ инженера-графиста АПК ЭЛЬБРУС АРМ инженера-графиста АС ГИД «Урал–ВНИИЖТ» БД НГДП, ЦБД ГР, ЦБД ПР АПК ЭЛЬБРУС БД НГДП, ЦБД ГР, ЦБД ПР АС ГИД «Урал–ВНИИЖТ» АПК ЭЛЬБРУС ЦБД ГР АПК ЭЛЬБРУС АС ГИД «Урал-ВНИИЖТ» АС ГИД «Урал-ВНИИЖТ» АПК ЭЛЬБРУС Суточный вариантный график движения поездов Утверждённый нормативный график движения поездов в формате lgx. Утверждённый нормативный график движения поездов в формате lgx. Автоматизированно разработанный и утверждённый НГДП, корректировки НГДП в течение года без учёта «окон» НГДП пассажирских поездов, календарь назначения пассажирских поездов Календарь назначения пассажирских поездов АС ГИД «Урал-ВНИИЖТ» КЗ ДУ ДП АРМ инженера-графиста КЗ НГДП АРМ инженера-графиста АС ВГДП НГДП ИСУЖТ АССАР (ЦБД ГР, БД НГДП, ЦБД ПР) БД НГДП АСУ ЭКСПРЕСС-3 АС КОМПАС АСУ ЭКСПРЕСС-3 Перечень предупреждений на плановый период до 14 суток АС АПВО АПК ЭЛЬБРУС 61
Рисунок 2 – Пример фрагмента нормативного графика движения поездов с нечитаемой нумерацией поездов из-за большого количества дробных номеров Также, из-за большого количества расписаний договорных ниток поездов, уже сейчас существует проблема дефицита номеров поездов, которая приводит к наличию в нормативном графике движения поездов на одном участке по 2 нитки с одинаковым номером в разное время, что создаёт риски для безопасности движения поездов. Такие нитки поступают с разных направлений с одинаковым номером. Периодически возможна ситуация, когда в одни сутки следует сразу два поезда с разными номерами, имеющих общее расписание в нормативном графике, что делает невозможным следование поездов в соответствии с нормативным графиком движения поездов. При этом анализ исполненного графика движения поездов за 2020 г. показал, что более половины разработанных в нормативном графике движения поездов расписаний договорных поездов ни разу не используется в течение года. Такая проблема возникает из-за отсутствия ограничений на разработку договорных расписаний, что приводит к их заказу «на всякий случай». Также не в полной мере проработана технология разработки расписаний договорных поездов в оперативном режиме на предстоящие декаду и месяц, когда появляется конкретная заявка на перевозку и потребность клиента на получение услуги. Вышеперечисленные проблемы вызывают необходимость переработки требований к разработке нормативного и вариантных графиков движения поездов с учётом перспектив внедрения систем интервального регулирования движения поездов, расширения существующих диапазонов номеров поездов, планирования и контроля использования дробных ниток в нормативном графике движения поездов, предстоящей автоматизации разработки на базе 62
существующих АСУ. При необходимости гибкого реагирования на потребности клиентов железнодорожного транспорта, а также перспектив полной автоматизации процесса разработки графика движения поездов, требуется пересмотр периодичности разработки последнего с учётом специфики движения по дням недели, праздничным дням и сезонам года. Список литературы 1. Осьминин, А.Т. Развитие теории и практики разработки графика движения поездов / А.Т. Осьминин, А.Л. Кужель, Л.А. Осьминин. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2012. – № 3. – C. 6–13. 2. Осьминин, А.Т. Об автоматизации разработки графика движения поездов / А.Т. Осьминин, В.А. Анисимов, Н.А. Клюев, Л.А. Осьминин, В.В. Анисимов. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2012. – № 4. – C. 23–28. 3. Розенберг, Е.Н. Инновационное развитие систем интервального регулирования / Е.Н. Розенберг, В.В. Батраев. – Текст: непосредственный // Автоматика, связь, информатика. – 2018. – № 7. – C. 5–9. 4. Оленцевич, В.А. Эффективность внедрения интервального регулирования движения поездов по системе «виртуальная сцепка» на участке / В.А. Оленцевич, Р.Ю. Упырь, А.А. Антипина. – Текст: непосредственный // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – Сборник трудов ИрГУПС. – 2020. – № 2. – C. 182–189. 5. Казаков, А.Л. Применение онтологического подхода для создания интеллектуальной системы управления на железнодорожном транспорте / А.Л. Казаков, А.В. Дудакова. – Текст: непосредственный // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2019. – № 3 (43). – C. 33–41. 6. Югрина, О.П. Эффективность маршрутизации грузовых перевозок / О.П. Югрина, Ю.А. Танайно, Л.С. Жарикова. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2020. – № 6. – C. 14–18. 7. Осьминин, А.Т. Совершенствование системы планирования перевозок грузов / А.Т. Осьминин, И.Г. Белозерова. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2020. – № 3. – C. 17–21. 63
УДК: 656.212 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ С МЕСТНЫМИ ВАГОНОПОТОКАМИ НА ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО УЗЛА ПРИ ВВОДЕ МОСКОВСКИХ ДИАМЕТРОВ Е.В. Бородина Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва П.А. Дятчин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В настоящее время наблюдается рост интенсивности пригородно- городского движения в Центральном транспортном узле (ЦТУ) в связи с вводом в эксплуатацию Московских центральных диаметров (МЦД). Данный фактор существенно ограничивает возможность развоза и вывоза местного груза в узле. В статье рассмотрены технико-технологические возможности основных и вспомогательных станций ЦТУ по расформированию-формированию местных поездов. В целях повышения эффективности сортировочной работы с местным вагонопотоком при вводе МЦД предлагается перераспределение формирования местных назначений между основными и вспомогательными станциями ЦТУ. Ключевые слова: вспомогательные и основные станции, местные вагонопотоки, местные поезда, сортировочная работа, перераспределение назначений, Центральный транспортный узел, Центральные диаметры, пригородно-городское движение. ORGANIZATION OF WORK WITH LOCAL CAR FLOWS AT THE MAIN AND AUXILIARY STATIONS OF THE CENTRAL TRANSPORT HUB WHEN ENTERING MOSCOW DIAMETERS E.V. Borodina Federal State Autonomous educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow P.A. Dyatchin Federal State Autonomous educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. Currently, there is an increase in the intensity of suburban and urban traffic in the Central Transport Hub (CTU) in connection with the commissioning of the Moscow Central Diameters (MCDs). This factor significantly limits the possibility of delivery and removal of local 64
cargo at the hub. The article deals with the technical and technological capabilities of the main and auxiliary stations of the Central Transport Hub for the breaking-up and make-up of local trains. In order to increase the estimated capacity of these stations, it is proposed to introduce infrastructure and technological measures to improve the efficiency of sorting work with local car flows. Key words: auxiliary and main stations, local car flows, local trains, sorting work, redistribution of assignments, Central Transport Hub, Moscow Central Diameters, suburban and urban traffic. Центральный транспортный узел (далее — ЦТУ) является крупнейшим транспортным узлом сети железных дорог Российской Федерации, обеспечивающим транспортно-экономические связи и развитие производства как внутри Москвы и Московской области, так и по территории всей страны. Он включил в себя Московский железнодорожный узел (МЖУ) с радиальными линиями и кольцевой железнодорожной дорогой — Московским центральным кольцом (МЦК), соединительные ветви и подходы, путепроводные развязки и станции со всем комплексом обустройств в границах Москвы (в новых границах) и прилегающих районах Московской и Владимирской областей в пределах Большого Московского окружного кольца (БМО). В ЦТУ, кроме МЖУ, входит полигон БМО — железнодорожные линии со станциями, путевыми постами и обгонными пунктами, съездами, а также железнодорожные линии, выходящие за пределы БМО, по которым курсируют скорые пригородные поезда — экспрессы до Рязани, Тулы, Владимира, Калуги, Дубны. По прогнозам АО «ИЭРТ» по сети ЦТУ на 2025 год будет перевозиться 257 млн тонн грузов железнодорожным транспортом [1]. Структура перевозок грузов по сети ЦТУ приведена на рисунке 1. Рисунок 1 – Транспортный баланс грузов на сети ЦТУ [Источник:1] 65
Как видно из рисунка 1, наибольшую долю перевозок составляет региональный транзит, т.е. станция отправления и станция назначения вагонов находятся за пределами узла. Структура регионального транзита ЦТУ по видам грузов приведена на рисунке 2. Рисунок 2 – Структура регионального транзита грузов по сети ЦТУ (по номенклатуре грузов) на 2025 и 2030 годы [Источник: 1] Наибольшие размеры грузового движения ожидаются на северо-восточном полукольце БМО (Воскресенск-Куровская-Орехово-Зуево-Александров-Дмитров), что вызвано ростом перевозок массовых и наливных грузов отправления из районов Урала, Сибири, Поволжья и Юга России в сообщении с портами Северо-Западного региона. Они составят 42–86 поездов в сутки на 2025 год и 56–103 поездов в сутки на 2030 год в месяц максимальных перевозок. На перспективу 2030 года прогнозируются высокие загрузки сортировочных мощностей станций Бекасово-Сортировочное, Орехово-Зуево. Как видно из таблицы 1, более 60% суммарной переработки местного вагонопотока узла будет сконцентрировано на станциях БМО. При этом основная доля переработки местного вагонопотока сконцентрирована на основных станциях Орехово-Зуево, БекасовоСортировочное и Люблино-Сортировочное. Будут задействованы также вспомогательные станции узла Александров-1, Куровская, Воскресенск. 66
Таблица 1 Среднесуточный объем переработки транзитных и местных вагонопотоков по станциям ЦТУ на 2019 год и на перспективу до 2030 года Станция Лосиноостровская Место нахождения станции в ЦТУ, тип, назначение, основная, вспомогательная МЖУ, участковая, вспомогательная Люблино-Сортировочное МЖУ, сортировочная, (четная система) основная Люблино-Сортировочное МЖУ, сортировочная, (нечетная система) основная МЖУ, участковая, Перово вспомогательная БМО, сортировочная Бекасово-Сортировочное основная БМО, сортировочная Орехово-Зуево основная БМО, участковая, Александров вспомогательная БМО, грузовая, Куровская вспомогательная БМО, Воскресенск участковая вспомогательная Среднесуточная переработка транзитного вагонопотока в 2019 году, ваг./сут Перспективная среднесуточная переработка местного вагонопотока в 2030 году, ваг./сут 2550 – 1839 1753–1948 1937 – 822 772–976 6026 1376–1464 5467 1628–2226 127 294–355 321 201–239 274 621–716 [Источник: выполнено автором с использованием: Бородина Е.В.: 3, с. 34] Распределение долей переработки местного вагонопотока по станциям Московского железнодорожного узла представлено на рисунке 3. На станции Перово переработка местного вагонопотока в предусмотрена в существующей (нечетной) сортировочной системе. Восстановление законсервированной четной сортировочной системы в перспективе до 2030 года не требуется, так как существующего путевого развития и перерабатывающей способности нечетной системы достаточно для многократной переработки перспективного вагонопотока и формирования многогруппных поездов в течение суток. Выполнение сортировочной работы на станции Лосиноостровская не предусматривается ввиду большой пассажирской поездной нагрузки на Ярославское направление в перспективе на 2030 год. Вся сортировочная работа, выполняемая на станции Лосиноостровская, в перспективе будет распределена между станциями Орехово-Зуево и ЛюблиноСортировочное [8]. 67
[ЗНАЧЕНИЕ] 9% Орехово-Зуево 5% 26% БекасовоСортировочное ЛюблиноСортировочное 12% Перово 19% 25% Куровская Воскресенск Рисунок 3 – Распределение переработки местного вагонопотока на 2030 год [Источник: 8] Исходя из технического оснащения основных и вспомогательных станций узла, представленных на рисунке 4, рассчитаны загрузки сортировочных устройств с использованием [6] в 2019 году и на 2030 год (таблица 2). Из последней видно, что загрузка значительно возрастет к 2030 году из-за увеличения количества внутриузловых местных поездов, формируемых на основных и вспомогательных станциях ЦТУ. Рисунок 4 – Техническая характеристика станций ЦТУ [Источник: результаты исследований автора] 68
Таблица 2 Результаты расчетов загрузки сортировочных устройств по основным и вспомогательным станциям узла в 2019 году и на 2030 год Коэффициент Общее загрузки Количество формируемых местных количество сортировочвнутриузловых поездов, групп формируемых Станция ных устройств назначений станции k′н k′′н n′п n′′п 2019 2030 2019 2030 2019 2030 Всего в т.ч. Всего в т.ч. Куровская 6 4 2 1 сб. из 2 гр. 3 3 сб. 0,29 0,44 1 сб. из 3 гр. Воскресенск 6 7 2 перед. 4 сб. из 2 гр. 0,15 0,82 из 3 гр. 4 2 сб. из 3 гр. 1 сб.-уч. из 2 гр. Орехово-Зуево 22 26 4 2 сб. из 2 гр. 3 сб. из 3 гр. 0,48 0,82 1 сб. из 3 гр. 6 1 сб.-уч. 1 сб.-уч. из 12 гр. из 3 гр. 2 сб. из 2 гр. 0,69 4 1 сб. из 2 гр. 0,63 Бекасово-Сорт. 26 34 4 2 сб. из 5 гр. 2 сб. из 4 гр. 1 сб. из 2 гр. 1 сб.-уч. 1 сб.-уч. з 4 гр. из 4 гр. Перово 7 10 2 1 сб. из 6 гр. 3 3 сб. из 2 гр. 0,16 0,36 1 сб. из 2 гр. Люблино8 7 3 2 сб. из 2 гр. 5 4 сб. из 2 гр. 0,35 0,48 Сортировочное 1 сб.из 4 гр. 1 сб. из 3 гр. (чётная 1 сб. из 6 гр. система) Люблино5 – 2 1 сб. – 0,36 – Сортировочное 1 сб. из 4 гр. – (нечётная система) Александров I 3 5 2 1 сб. из 3 гр. 2 сб. из 2 гр. 0,15 0,57 1 сб. из 2 гр. 4 2 сб. из 3 гр. [Источник: результаты исследований автора] В связи с анализом и проведенными расчетами по станциям необходимо рассмотреть варианты назначений местных поездов (сборных, сборно-участковых, передаточных, вывозных) и распределение сортировочной работы с местными вагонами между основными станциями (Бекасово-Сортировочное, Люблино-Сортировочное, Орехово-Зуево, Перово, Лосиноостровская) и вспомогательными станциями (Александров-I, Куровская, Воскресенск) до ввода МЦД и после ввода МЦД. Варианты представлены в таблице 3. Технология организации местных вагонопотоков с учетом ввода МЦД должна обеспечивать минимальные затраты за счет снижения времени нахождения вагонов в узле и высвобождения полезных емкостей станций для выполнения грузовых операций. 69
Таблица 3 Перераспределение местных назначений между основными и вспомогательными станциями узла № варианта Существующие местные назначения (до ввода МЦД) Предлагаемые местные назначения (после ввода МЦД) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Люблино-Сорт. – Кунцево II Бекасово-Сорт. – Дмитров Люблино-Сорт. – Подольск Люблино-Сорт. – Гривно Александров I – Лосиноостровская Бекасово-Сорт. – Кунцево II Александров I – Дмитров Бекасово-Сорт. – Подольск Бекасово-Сорт. – Гривно Орехово-Зуево – Лосиноостровская Лосиноостровская – Ховрино Люберцы I-Куровская Перово – Раменское Люблино-Сорт. – Ожерелье Перово – Быково Люблино-Сорт. – Ховрино Перово – Куровская Воскресенск – Раменское Воскресенск – Ожерелье Воскресенск – Быково [Источник: выполнено автором с использованием: Бородина Е.В.: 3, с. 37] Суммарные среднесуточные эксплуатационные затраты на 1 поезд при распределении местных назначений по варианту определяются по формуле [3]: отпр ∑Е = Ескв дв + Епер + Енак + nм Ефор + Евр + Едв , (1) где Ескв дв — затраты на передвижение местных вагонов в сквозных и участковых поездах с основной станции на станцию формирования (вывоза) местного поезда (вывозного, передаточного, сборного), руб./сут; Епер — затраты на переработку местных вагонов, поступающих с основной станции на вспомогательную станцию, руб./сут; Енак — затраты на накопление вывозного, сборного или передаточного поезда на стан- ции формирования, руб./сут; Ефор — затраты на окончание формирования одного вывозного, сборного или переда- точного поезда на станции формирования (вывоза) с учетом подборки по грузовым фронтам, руб./сут; nм — число формируемых местных поездов на станции формирования (вывоза), поездов/сут; отпр Евр — затраты, связанные с простоем готовых составов местных поездов по отправлению, руб./сут; Едв — затраты на передвижение местного поезда от станции формирования (вывоза) до станции назначения (ввоза) в узле; руб./сут. 70
Для определения затрат для групповых участковых, сборных, вывозных поездов в формулу добавляются затраты на отцепку групп вагонов по пути следования местного поезда Еотцеп . Примеры расчетов по вариантам № 4 и 10 из таблицы 2 по формуле (1) с учетом расходных ставок и количественных измерителей представлен в таблицах 4 и 5. Таблица 4 Расчёт среднесуточных затрат по варианту 4, приходящихся на 1 местный поезд Назначение: Люблино-Сортировочное – Гривно (по МЦД–2) Назначение: Бекасово-Сортировочное – Гривно (по БМО) Ескв дв =(27*106+27*150)*0,14 = Ескв дв =52*160*0,14 = 967,68 руб/сут 246,4 руб/сут Епер = 54*214,38 = 11576,52 руб/сут Епер= 52*216,49 = 11257,48 руб /сут Енак = 54 ∗ 8 ∗ 25 = 10800 руб/сут 13 + 20 + 1,5 ∙ 54 𝐸фор = ∙ 3449,99 60 = 5979,98 руб/сут Енак = 52 ∗ 9 ∗ 25 = 11700 руб/сут 18 + 12 + 1,∙ 52 𝐸фор = ∙ 3449,99 60 = 4714,9 руб/сут отр 𝐸вр = 54∙(0,3+0,5+1)∙25=2430 руб/сут отр 𝐸вр =52∙(0,2+0,5+1)∙25=2210 руб/сут 𝑁м = 1 поезд 𝐿дв = 40 км 27 ∗ 106 27 ∗ 150 40 ∗ 54 𝐸дв = + + ∙ 357,4 80 80 54 = 45175,36 руб/сут 𝑁м = 1 поезд 𝐿дв = 66 км 27 ∗ 160 66 ∗ 52 𝐸дв = + + 357,4 80 52 = 42888 руб/сут ∑E=75769,54 руб/сут ∑E=73261,86 руб/сут [Источник: выполнено автором] 71
Таблица 5 Расчёт среднесуточных затрат по варианту 9, приходящихся на 1 местный поезд Назначение: Люблино–Сортировочное – Ожерелье (по МЦД–2) Ескв дв =114*49*0,14=782,04 руб/сут Епер= 49*214,38=10504,62 руб/сут Енак = 49 ∗ 9 ∗ 25 = 11025 руб/сут 50 + 20 + 1,5 ∙ 49 𝐸фор = 3449,99 60 = 7676,23 руб/сут отр Назначение: Воскресенск – Ожерелье (по БМО) Ескв дв =86*43*0,14=517,72 руб/сут Епер= 43*368,91 =15863,13 руб/сут Енак = 43 ∗ 8 ∗ 25 = 8600 руб/сут 40 + 20 + 1 ∙ 43 𝐸фор = 3449,99 60 = 5922,48 руб/сут отр 𝐸вр =49∙(0,3+0,5+1)∙25=2205 руб/сут 𝐸вр =43∙(0,4+0,5+1)∙25=2043 руб/сут 𝑁м = 1 поезд 𝐿дв = 114 км Едв = 1 ∙ 114 ∙ 357,40 = 40743,6 руб/сут tприц-отц=40 мин=0,67 ч Еприц-отцеп=0,67∙24∙347,98=5595,52 руб/сут ∑E=78532,01 руб/сут 𝑁м = 1 поезд 𝐿дв = 93 км Едв = 1 ∙ 93 ∙ 357,4 = 33238,2 руб/сут tприц-отц=40 мин=0,67 ч Еприц-отцеп=0,67∙21∙347,98=4896,07 руб/сут ∑E=71080,10руб/сут [Источник: выполнено автором] Расчеты, выполненные по всем десяти вариантам перераспределения местных назначений, представлены в таблице 6. Расчеты показали, что сокращение эксплуатационных расходов по перераспределению местных назначений составляет 20,693 млн руб./год. Как видно, наибольшее сокращение затрат от предлагаемой технологии достигается в вариантах №№ 1, 2, 6, 7, 10 перераспределения местных назначений по станциям ЦТУ. 72
Таблица 6 № вар. Сводная таблица затрат по вариантам назначений местных поездов 1 2 3 4 5 6 7 Существующая технология (до ввода МЦД) Назначение Затраты Руб/сут Руб/год Люблино– 74869,97 27327539,05 Сорт. – Кунцево II Бекасово72634,27 26511508,55 Сорт. – Дмитров Люблино72816,72 26578102,8 Сорт. – Подольск Люблино75769,54 27655882,1 Сорт. – Гривно Александров I 101378,96 37003320,4 – Лосиноостровская Лосиноостровская – Ховрино КуровскаяЛюберцы I Перово – Раменское Люблино9 Сорт.– Ожерелье Перово – 10 Быково Всего по узлу: 8 57769,61 21085907,65 77041,82 28120264,3 88586,85 32334200,25 78532,01 28664183,65 79130,32 28882566,8 778530,07 284163476 Предлагаемая технология (после ввода МЦД) Назначение Затраты Руб/сут Руб/год Бекасово64253,59 23452560,35 Сорт.– Кунцево II Александров I 59542,12 21732873,8 – Дмитров БекасовоСорт. – Подольск БекасовоСорт. – Гривно ОреховоЗуево – Лосиноостровская ЛюблиноСорт.– Ховрино Куровская – Люберцы I – Перово Воскресенск – Раменское Воскресенск – Ожерелье Воскресенск – Быково 72795,58 26570386,7 73261,86 26740578,9 98195,59 35841390,35 49506,43 18069846,95 71429,3 26071694,5 88249,09 32210917,85 71080,10 25944236,5 73521,91 26835497,15 721835,57 263469983 [Источник: выполнено автором с использованием: Бородина Е.В.: 3, с. 41] Вывод. Рассмотренная в статье задача перераспределения местных назначений в ЦТУ решена на основе технико-экономических расчетов по вариантам существующих и предлагаемых назначений местных внутриузловых поездов. Рассчитаны эксплуатационные затраты по каждому варианту. При выборе новых назначений местных поездов учитывалось высвобождение пропускных способностей внутриузловых радиальных линий, которые были включены в МЦД, от движения местных поездов для пропуска пригородно-городских поездов. 73
Список литературы 1. Институт экономики и развития транспорта. История, кадры, проекты. 1940–2020. – Москва: Издательство «Феория», 2020. – С. 336–372. – Текст: непосредственный. 2. Актуализация генеральной схемы развития Московского железнодорожного узла. Паспорт. – Москва: ОАО «РЖД». – 2014. – 110 с. – Текст: непосредственный. 3. Бородина, Е.В. Организация местной работы в Московском железнодорожном узле в условиях организации диаметрального движения пригородно-городских поездов / Е.В. Бородина, Е.О. Дмитриев, Г.Г. Горбунов, Е.А. Алексевнин. – Текст: непосредственный // Вестник транспорта Поволжья. – 2021. – № 1 (85). – C. 33–44. 4. Бакин, А.А. Выбор технологии организации местной работы по формированиюрасформированию местных грузовых поездов в Центральном транспортном узле в условиях интенсификации пригородно-городского движения / А.А. Бакин, А.В. Колин. – Текст: непосредственный // В сборнике: Федор Петрович Кочнев – выдающийся организатор транспортного образования и науки в России. Труды международной научно-практической конференции. Отв. ред. А.Ф. Бородин, сост. Р.А. Ефимов. – Москва: РУТ (МИИТ), 2021. – С. 52–60. 5. Инструктивные указания по организации вагонопотоков на железных дорогах ОАО «РЖД». – Москва: Издательство «Техинформ», 2007. – 527 с. – Текст: непосредственный. 6. Бородин, А.Ф. Технология работы сортировочных станций: учеб. пособие / А.Ф. Бородин, Г.М. Биленко, О.А. Олейник, Е.В. Бородина. – Текст: непосредственный // Под ред. А.Ф. Бородина. – Москва: РГОТУПС, 2002. – 192 с. 7. Перспективная организация вагонопотоков в Московском железнодорожном узле (в пределах БМО). Отчет о НИР. АО «ИЭРТ». – М.: 2019. – 37 с. – Текст: непосредственный. 74
УДК: 629.423 ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ИЛИ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТО НА ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В.А. Бугреев Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Е.В. Новиков Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва А.П. Чехов Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва П.А. Чехов Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва В.С. Лапкин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье показан один из способов повышения надежности технических систем. Предложена математическая модель, позволяющая описывать функционирование систем с резервом времени и определять их показатели надежности. Рассмотрен вопрос определения оптимального периода ТО, что на настоящее время является актуальной задачей, в частности, в локомотивном хозяйстве. Ключевые слова: надежность, техническое обслуживание, модель, оптимизация, показатели надежности. 75
OPTIMIZATION OF PARAMETERS OF THE ROLLING STOCK MAINTENANCE SYSTEM OR SCIENTIFIC AND METHODOLOGICAL APPARATUS FOR ANALYZING THE INFLUENCE OF MAINTENANCE PARAMETERS ON THE RELIABILITY OF ROLLING STOCK V.A. Bugreev Federal State Autonomous educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow E.V. Novikov Federal State Autonomous educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow A.P. Chekhov Federal State Autonomous educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow P.A. Chekhov Federal State Autonomous educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow V.S. Lapkin Federal State Autonomous educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. Optimization of parameters of the rolling stock maintenance system or a scientific and methodological apparatus for analyzing the influence of maintenance parameters on the reliability indicators of rolling stock the article shows one of the ways to improve the reliability of technical systems. A mathematical model is proposed that allows describing the functioning of systems with a time reserve and determining their reliability indicators. The question of determining the optimal period of what is currently an urgent task, in particular in the locomotive industry, is considered. Key words: reliability, maintenance, model, optimization, reliability indicators. Проблема надежности является ключевой в развитии техники на протяжении многих лет. Особенно возросла роль надежности в последние годы в связи с созданием сложных технических систем, которым присущи: 76
— высокая степень автоматизации; — насыщенность радиоэлектронным оборудованием; — комбинация в одном образце механических, гидравлических, оптических, радиоэлектротехнических и прочих устройств и систем. Существующие традиционные методы анализа и оценки надежности не позволяют в полной мере удовлетворить потребности оценки надежности современных технических систем. Необходимо развитие методов анализа с учетом их специфики. Как было показано в [1], многие объекты железнодорожного транспорта обладают специфической особенностью — объективно существующей временной избыточностью. Согласно «Анализу состояния безопасности движения в локомотивном хозяйстве» основными причинами порчи локомотивов и неисправностей являются: — неудовлетворительное качество текущего ремонта и технического обслуживания; — неудовлетворительное проведение технического обслуживания и нарушения режима управления локомотивными бригадами; — неудовлетворительное качество капитального ремонта. Помимо этого, возросло количество неплановых ремонтов электровозов. Как показано в [2, 3], одним из эффективных способов обеспечения требуемого уровня надежности технических объектов на этапе эксплуатации является проведение технического обслуживания (далее — ТО) и использование различных видов резерва (структурного, информационного, нагрузочного, функционального и временного). Исследования влияния каждого из этих способов на обеспечение надежности в отдельности проводятся достаточно давно. Довольно полно изучены вопросы организации ТО для систем, обладающих структурным резервом [4]. Однако до настоящего времени практически не рассматривались вопросы организации ТО для систем с другими видами резерва, в частности, с временным резервом, хотя изучению и практическому использованию временного резервирования в последние годы уделяется все большее внимание [5]. Не до конца исследованными остаются вопросы оценки влияния параметров ТО на показатели надежности. Использование объективно существующего временного резерва для проведения ТО, достаточно широкие возможности математического аппарата, применяемого при описании систем с резервом времени (СРВ), определяют значимость и актуальность исследований по организации рационального ТО и, особенно, его совместного использования с другими способами повышения надежности. Задача организации рационального ТО требует для своего решения применения вероятностных и статистических методов исследования, среди которых особо следует выделить аппарат теории полумарковских процессов (ПМП). Широкое применение теории 77
ПМП объясняется тем, что решение многих задач теории надежности может быть сведено к определению времени пребывания ПМП в фиксированном множестве состояний [6]. Методика применения ПМП для решения задач надежности состоит из нескольких основных этапов: 1. Формируется постановка задачи, включающая в себя условия эксплуатации исследуемых объектов и исходные данные о них, подлежащие определению показатели надежности, принятые допущения и ограничения. Важным элементом первого этапа является четкая формулировка критерия отказа. 2. Выявляются связи процесса эксплуатации и строится граф состояний этого процесса. Граф включает в себя конечное множество состояний Е  {е0 , е1 ,.......еn }, которое в соответствии с принятым критерием отказа разбивается на два непересекающихся подмножества: работоспособных (Е+) и неработоспособных (Е–) состояний объекта. 3. Производится переход от исследуемого процесса эксплуатации к математической абстракции — полумарковской модели. Связь с процессом эксплуатации осуществляется через характеристики ПМП, которые зависят от исходных вероятностных характеристик исследуемого процесса. 4. Осуществляется исследование процесса эксплуатации объекта на основе математической модели с целью определения требуемых показателей надежности. Основная особенность этого этапа состоит в том, что определение показателей надежности объекта сводится к нахождению стационарной вероятности пребывания ПМП в фиксированном подмножестве состояний. Сформулируем критерий отказа объекта в процессе эксплуатации. Под отказом объекта будем понимать событие, после возникновения которого, он не способен выполнять поставленную задачу. В это состояние объект переходит после израсходования резерва времени. То есть к подмножеству работоспособных состояний объекта отнесены и такие состояния, в которых объект неработоспособен (проводится ТО, ремонт и т.д.), но время восстановления работоспособности меньше z. Подмножество неработоспособных состояний объекта E– включает в себя лишь такие, в которые объект переходит после израсходования резерва времени, т.е. в момент, когда продолжительность восстановления работоспособности превышает значение z. Коэффициент готовности технического средства KГ(z) определяется как стационарная вероятность пребывания ПМП в подмножестве работоспособных состояний E+ 78
  i ai K Г ( z)   i E  i E   i ai    i ai , i E  где i — стационарные вероятности вложенной цепи Маркова, определяемые из системы уравнений i   Pij  j , jE  iE i  1; ai — среднее время пребывания ПМП в состоянии еi ai   m   [1  Fir (t )]dt , r  i; 0 r 1 Pij — стационарная вероятность перехода ПМП из состояния еi в состояние еj Pij  limPij (t ); t  Pij(t) — вероятность перехода ПМП из состояния еi в состояние еj за время, не превышающее t t m Pij (t )    [1  Fir (t )]dFij (t ) , r  j ; 0 r 1 m — число состояний, в которые возможен переход ПМП из состояния еi; Fir (t) — функция распределения случайной величины, характеризующей r-е состояние. Вероятность безотказной работы технического средства P(t, z) определяется как вероятность пребывания полумарковского процесса в подмножестве состояний E+ в течение времени t при условии, что в момент t = 0 процесс находится в состоянии e0. Для определения вероятности безотказной работы P(t,z) находится преобразование Лапласа-Стилтьеса искомой вероятности P(s, z), а затем, используя формулу обращения преобразования Лапласа-Стилтьеса, можно найти вероятность P(t, z). Для получения P(s, z) необходимо решить относительно P0(s, z) систему уравнений Pi ( S , Z )  1  Fi ( S )   P (S ) P (S , Z ), jE ij j где Fi ( S ), Pij ( S ) Pij — соответственно преобразование Лапласа-Стилтьеса функции распределения Fi(t) времени пребывания ПМП в состоянии еi и переходных вероятностей Pij(t) 79
 Pij ( S )   e  st dPij (t ) ; 0  Fi ( S )   e  st dFi (t ) ; 0 k Fi (t )  1   [1  Fir (t )]. r 1 Рассмотренную методику в дальнейшем предполагается использовать для получения аналитических выражений выбранных показателей надежности. Задача определения оптимального периода обслуживания сводится к выбору такой функции распределения G(t), при которой выбранный показатель надежности принимает максимальное значение. Это следует из теоремы профилактики [7], доказывающий, что если дробно-линейный функционал вида   A(t )dG (t )  a h(G )  0   B(t )dG (t )  b 0 ограничен на множестве Н функций распределения, и функции А(t) и B(t) удовлетворяют условию lim A(t )G (t )  lim A(t )(1  G (t ))  lim B (t )G (t )  lim B (t )(1  G (t ))  0, t 0 t  t 0 t  а константы a и b ограничены по модулю, то выполняются условия sup R (G )  sup h(G ); inf * R (G )  inf * h(G ), GH * GH * GH GH где Н* — множество вырожденных функций распределения 0, t  T ; G(t )   1, t  T , то есть локальные экстремумы функционала достигаются на вырожденных функциях распределения. Из этой теоремы следует, что ТО необходимо проводить через неслучайные моменты времени, если аналитическое выражение для выбранного показателя надежности представляет собой функционал указанного типа. Искомый детерминированный период ТО Т определяется посредством дифференцирования выражения для выбранного показателя надежности по Т с последующим приравниванием производной нулю и решением получен80
ного уравнения. При плановых профилактиках для определения оптимального периода ТО необходимо решить уравнение вида T tТО   F (t )   (T )  P (t )dt. tB  tTO 0 Исследование корней уравнения позволяет сделать вывод о том, при каких значениях tто и tв и при какой зависимости λ от Т целесообразно проводить ТО. Вывод. Представленный научно-методический аппарат позволяет количественно определить показатели надежности СРВ, провести сравнительный анализ влияния параметров ТО (оптимальное количество этапов проведения ТО, оптимальная длительность этапа ТО, оптимальная длительность ТО в целом, допустимое время приведения в готовность из состояния ТО) на надежность объектов исследования, а также обосновать требования к организации рационального ТО в условиях использования различных видов резерва. Таким образом, представляется возможным решить конкретные практические задачи повышения надежности подвижного состава. Список литературы 1. Новиков, Е.В. Анализ временной избыточности в технических системах железнодорожного транспорта / Е.В. Новиков. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2007. – № 4. – С. 83–85. 2. Байхельт, Ф. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход / Ф. Байхельт, Н. Франкен. – Москва: Радио и связь, 1988. – 320 с. – Текст: непосредственный. 3. Барзилович, Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем / Е.Ю. Барзилович. – Москва: Радио и связь,1988. – 231 с. – Текст: непосредственный. 4. Бруевич, Н.Г. Основные вопросы теории и практики надежности / Н.Г. Бруевич. – Москва: Советское радио, 1980. – 327 с. – Текст: непосредственный. 5. Креденцер, Б.П. Прогнозирование надежности систем с временной избыточостью / Б.П. Креденцер. – Киев: Наукова думка, 1978. – 500 с. – Текст: непосредственный. 6. Королюк, В.С. Полумарковские процессы и их приложения / В.С. Королюк. – Киев: Наукова думка, 1976. – 184 с. – Текст: непосредственный. 7. Барзилович, Е.Ю. Некоторые математические вопросы обслуживания сложных систем / Е.Ю. Барзилович, В.А. Каштанов. – Москва: Советское радио, 1971. – 272 с. – Текст: непосредственный. 81
УДК: 658.152+656.2 ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМНЫЕ АСПЕКТЫ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ЗАЯВОК НА РАЗВИТИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЙ И УЧАСТКОВ Ю.Д. Валуйская Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Аннотация. Создание инвестиционных проектов, направленных на развитие инфра- структуры железнодорожных станций и участков, представляет собой сложный, многоаспектный, достаточно специфический и творческий процесс. В статье рассмотрены проблемы, связанные с рассмотрением финансовых моделей при отсутствии единой методики их оценки. Ключевые слова: инвестиции, инвестиционный проект, дисконтирование, рентабель- ность инвестиций, железнодорожный транспорт. THE MAIN PROBLEMATIC ASPECTS OF THE INVESTMENT PROJECTS FORMATION DIRECTED AT DEVELOPING THE INFRASTRUCTURE OF RAILWAY STATIONS AND SECTIONS Yu.D. Valuiskaya Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow Annotation. The creation of investment projects directed at railway stations and sections’ infrastructure development is a complex, multifaceted, rather specific, and creative process. The article deals with the problems associated with the consideration of financial models in the absence of a unified methodology for their assessment. Key words: investment, investment project, discounting, return on investment, railway transport. Инвестиционные проекты, сформированные в рамках задач развития инфраструктуры железнодорожного транспорта, отличаются достаточно выраженной отраслевой спецификой. Так, многие из них, хотя формально принадлежат и направлены на развитие выбранного элемента производственно-территориального комплекса, приносят эффект для других хозяйств железнодорожного транспорта (например, проект по реконструкции мостов и других сооружений направлен в первую очередь на увеличение скорости движения и отмену предупреждений, эффект от этого сложится в хозяйствах перевозок, тяги и коммерческой 82
работы). Кроме того, инфраструктурные проекты на железнодорожном транспорте часто способствуют появлению прямых коммерческих эффектов, а не приводят к ним в обязательном порядке. Например, развитие пропускной способности станций или участков не приводит к эффектам, если после ввода в эксплуатацию данных объектов по титулам изменилась конъюнктура рынка и сократился грузопоток по линии и т.п. Добавим к этому территориальную протяженность инфраструктурных объектов и другие особенности. Такое положение требует учета этих деталей при выполнении анализа эффективности инвестиционных проектов. Общепринятые нормы и правила для формирования финансовых моделей, связанные с анализом и оценкой входящих и исходящих потоков по проекту, основных фондов, задействованных для реализации проекта, экономической эффективности капитальных затрат и рисков, в рамках инвестиционных кампаний практически не учитывают описанные отраслевые, региональные, функциональные особенности железных дорог как отрасли транспорта. В связи с этим возникает сложность адекватной и корректной оценки эффективности мероприятий по развитию инфраструктуры железнодорожного транспорта. В настоящее время основным документом, регламентирующим порядок составления технико-экономических обоснований инвестиционных проектов, служит распоряжение ОАО «РЖД» «Об утверждении методических рекомендаций по составу и содержанию обосновывающих материалов по инвестиционным проектам» № 2396р от 28 ноября 2016 года [3]. Оно отражает структуру проектов, содержит перечень основных разделов, предъявляет требования к шкалам параметров и показателей. Тем не менее, материалов данного распоряжения недостаточно для полноценного анализа. Разрабатываемые с использованием данного документа проекты содержат набор конечных показателей, сложно интерпретируемых для оценки проекта в условиях современной рыночной экономики как внутри, так и вне железнодорожной отрасли. Чаще всего не поддается трактовке технологический эффект, получаемый в результате проекта (например, если проект направлен на повышение надежности выполнения технологических операций или бизнес-цепочек). То есть, общепринятые рыночные способы и методы оценки инвестиционных проектов могут быть использованы не полностью, а местами и вовсе не подходить для корректной оценки инвестиционных заявок и материалов. По данным анализа проектов и заявок за 2019–2021 гг. основными типовыми ошибками (недочетами), с которыми сталкиваются практические работники железнодорожного транспорта при подготовке обосновывающих материалов, являются:  Отрицательный чистый дисконтированный доход (NPV проекта);  Необоснованный уровень ставки дисконтирования, принятый для расчетов по проекту; 83
 Заниженный индекс рентабельности инвестиций (PI проекта);  Несоответствие уровня ставки дисконтирования уровню внутренней нормы рентабельности инвестиций по проекту;  Использование в описании макроэкономического окружения проекта неактуальных прогнозных индикаторов [2];  Нечеткое отображение денежных потоков, генерируемых в рамках проекта, их неадекватная оценка или отсутствие показанного движения средств;  Отсутствие анализа чувствительности проекта к изменению объемов доходов, расходов, инвестиционных вложений по проекту;  Несоответствие Распоряжению ОАО «РЖД» «Об утверждении методических рекомендаций по составу и содержанию обосновывающих материалов по инвестиционным проектам» № 2396р от 28 ноября 2016 года. Частота распределения этих ошибок показана на рисунке 1. Рисунок 1 – Частота распределения основных ошибок в инвестиционных заявках на развитие инфраструктуры железнодорожных станций и участков [Источник: результаты исследований автора] 84
Из рисунка 1 видно, что 80% ошибок — это ошибки, связанные с: — нечетким отображением денежных потоков, генерируемых в рамках проекта, их неадекватной оценкой или ее отсутствием; — необоснованно выбранной для расчета ставки дисконтирования; — несоответствием описываемых параметров инвестиционного анализа нормальным значениям. Рассмотрим подробнее природу этих ошибок. В первую очередь стоит сказать о неправильном распределении и соотнесении доходов и расходов по инвестиционному проекту. Это связано с неверным определением объекта оценки и привязки к нему тех денежных потоков, которые заведомо от него не зависят. Происхождение данной проблемы, в основном, связано с завышением расходов, которые изначально рассчитывались для всего полигона исследования, но отнесенных на локальный объект в рамках инвестиционного проекта, либо с занижением доходной его части, что обосновано неполным включением входящих денежных или эквивалентных им потоков для расчета показателей эффективности. Неправильно подобранная величина ставки дисконтирования также является одной из основных проблем, встречающихся при рассмотрении инвестиционных заявок. Основной причиной этому служит отсутствие единой регламентированной методики к ее определению. Критерием для выбора методики расчета ставки дисконтирования является структура капитала компании, в рамках деятельности которой генерируется инвестиционный проект, что в корне неверно. В первую очередь это связано с тем, что состав активов и пассивов любой отдельно взятой организации приведен к определенному моменту и подстроен под совокупность сложившихся условий, в частности он обусловлен ситуацией на рынке, политической обстановкой, сложившейся как внутри страны, так и на международной арене, спецификой деятельности компании и другие. Расчет ставки дисконтирования включает отражение долей заемного, собственного, акционерного капиталов, премий за различные виды рисков, которые в свою очередь также обусловлены внешними условиями рынка. Ввиду вышесказанного можно сделать вывод о том, что необходима разработка единой методики, связывающей между собой большинство влияющих факторов, с целью расчета адекватной и актуальной для каждого конкретного случая ставки дисконтирования. Банальной, но, тем не менее, злободневной причиной для совершения ошибок при составлении инвестиционным проектов является некомпетентность специалистов финансового профиля, влияющая на общее понимание экономического смысла параметров, описывающих эффективность или общее состояние инвестиционных заявок. Так, при оценке прибыльности и доходности проектов часто можно встретить несоответствие между ставкой внутренней рентабельности инвестиций (IRR) и ставкой дисконтирования (d), которые 85
должны соответствовать критерию IRR > d, т.к. денежный поток, генерируемый инвестициями по проекту, должен полностью перекрывать внешние факторы, обесценивающие денежные средства во времени. Также часто можно встретить некачественные финансовые модели, в которых показатель индекса рентабельности инвестиций (PI) приводится как равный числу менее 1, что говорит о неокупаемости проекта для инвестора, при этом, в пояснительной документации и технико-экономических обоснованиях расчеты и выводы к ним приводятся с положительной оценкой, что говорит либо о фальсификации данных для искажения понимания проверяющими пакета инвестиционных документов, либо о неполном понимании составителями данных обоснований экономического смысла инвестиционных показателей. Эти ошибки во многом снижают качество и скорость рассмотрения обосновывающих материалов, приводят к необходимости повторных доработок проектов, в итоге — к отложенным эффектам для ОАО «РЖД», несвоевременному вводу в эксплуатацию основных фондов, задержке принятия решений по важнейшим технологически актуальным и инфраструктурно значимым проектам. Отдельно хотелось бы отметить следующее. Одним из спорных методологических моментов, повсеместно встречающихся почти в каждой инвестиционной заявке, является принятие в качестве денежных притоков размера экономии, возникающей в рамках реализации проекта. С точки зрения бухгалтерского учета размер экономии не отображается на балансе предприятия, а может быть трактован лишь в части нераспределенной прибыли, осевшей на балансе в виде неиспользованных активов, которые можно реализовать в дальнейшем. Причем часто авторы проектов даже не могут конкретно указать, на какие именно статьи активов учитывается та или иная экономия, что также является проблемой для корректного расчета экономических эффектов по проекту. Если в результате инвестиционного проекта сформировались отдельные новые активы, то чаще всего они учитываются лишь в первом или втором разделах бухгалтерского баланса, без учета в пассивах, что ведет к некорректному отображению расходов, связанных с их эксплуатацией. Содержание данных капитальных затрат не учитывается при расчете финансовой модели инвестиционного проекта, что ввиду некорректности искажает структуру входящих и исходящих денежных потоков и непосредственно влияет на величину дисконтированных денежных потоков как по операционной, так и по инвестиционной деятельности. При учете избыточно затрачиваемых средств на определенный вид актива размер средств сторнируется по кредиту счета 40 «Выпуск продукции (работ, услуг)» и дебету счета 90 «Продажи» [1]. Перерасход списывается со счета 40 в дебет счета 90 «Продажи» дополнительной записью. При этом, в рамках финансовой модели по инвестиционному 86
проекту данный факт не будет отражен ввиду того, что данная сумма должна будет учитываться в доходных потоках в размере генерируемой экономии, что впоследствии может привести к двойному счету. Это, в свою очередь, может привести к исключению экспертным советом или инвестиционном комитетом заявки из инвестиционной программы по причине искажения реальных показателей эффективности проекта. С точки зрения учетной политики компания может регламентировать величину экономии как возможно приобретенную прибыль в будущем, например, из-за внесения изменений в кадровую политику организации. При этом, с точки бухгалтерского учета на балансе данный размер экономии не отражается, а остается неким технологическим ориентиром деятельности с целью минимизации издержек в будущем (экономия ФОТ, сокращение простоя локомотивов, нерационального использования локомотивных бригад и т.д.). Данный факт хорошо прослеживается в учетной политике компании, когда величина экономии регламентирована как прибыль только в рамках внутренних документов, не относящихся к бухгалтерскому учету, а, например, относящихся к управленческому. Вторым спорным моментом является расчет величины данной экономии по инвестиционному проекту как повторяющегося и индексируемого в каждый период регулярного платежа. Так, сумма экономии, возникающая при проведении мероприятий, должна быть отражена единожды, а не начисляться каждый год реализации проекта. В первую очередь это связано с тем, что формально экономия возникает один раз, а именно в тот момент, когда произошло структурное изменение в части расходов организации, обусловленное инвестиционным проектом. Так как реализация инвестиционного проекта приводит к перестройке бизнес-процесса в организации, причем структура издержек приводится в соответствие с новым бизнес-процессом, то эффект экономии проявляется один раз в момент внедрения новшества. В дальнейшем вся система работает с измененной структурой, для которой установившийся уровень внутренних издержек является нормальным. Появление дополнительной экономии (по отношению к моментам i + 1 года проекта) потребует нового изменения бизнес-процесса, а значит, должно происходить вне рамок рассматриваемого инвестиционного проекта. Конечно, если проект многостадийный, и приведение бизнес– процессов к целевому состоянию осуществляется итерациями, то на каждой итерации может возникнуть новая величина экономии, однако отражаться она должна один раз. К примеру, если в рамках проекта предусмотрено сокращение части штата сотрудников, обусловленное новыми технологическими возможностями, то экономия от их сокращения должна учитываться единожды в тот год, в течение которого они будут уволены, т.к. изначально расходы на их содержание были заложены в годовой бюджет организации, а по истечении данного года размер экономии был распределен на другие нужды и более не учитывается на балансе предприятия в качестве расходов на персонал. 87
Таким образом, перед расчетом экономического эффекта должны быть осуществлены технологические проработки проекта, в результате которых будет получен выраженный технико-технологический эффект от мероприятий (изменение локальных показателей работы, надежности выполнения операций или снижение риска наступления событий в области охраны труда и функциональной безопасности). В первом и втором случаях необходимо использовать системы моделирования (агентные, событийные и др.) [4], а в случае рисков — существующие методики в области оценки риска. Применение систем имитационного моделирования в совокупности с системами финансово-экономического моделирования существенно повысит степень детализации бизнес-планов и, тем самым, снизит риск допуска описанных выше ошибок в инвестиционном проектировании. Список литературы 1. Приказ Министерства финансов Российской Федерации от 6 мая 1999 г. № 32н «Об утверждении Положения по бухгалтерскому учету «Доходы организации» ПБУ 9/99». – URL: http://base.garant.ru/12115839/ (дата обращения: 24.09.2021). – Режим доступа: Единая информационная правовая система «Гарант». – Текст: электронный. 2. Прогноз социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2036 года. – URL: https://www.economy.gov.ru/material/file/a5f3add5deab665b344b47a 8786dc902/prognoz2036.pdf (дата обращения: 24.09.2021). – Режим доступа: Официальный сайт Министерства экономического развития Российской Федерации. – Текст: электронный. 3. Распоряжение ОАО «РЖД» от 28 ноября 2016 г. № 2396р «Об утверждении методических рекомендаций по составу и содержанию обосновывающих материалов по инвестиционным проектам». 4. Тарасов, А.С. Существующие подходы к моделированию функционирования железнодорожных станций / А.С. Тарасов, М.Г. Лысиков, В.И. Апатцев. – Текст: непосредственный // Современные методы, принципы и системы автоматизации управления на транспорте: Сборник материалов Международной научно-практической конференции. Нижний Новгород, 19–20 апреля 2016 года. – Нижний Новгород: Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II, 2016. – С. 205–222. 88
УДК: 656.21 КЛАССИФИКАЦИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УЗЛОВ С ПОЗИЦИЙ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА С.П. Вакуленко Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В рыночной экономике требуется обеспечение экономических связей страны надежными и эффективными транспортными связями. Для этого транспортная инфраструктура должна иметь резервы пропускной способности. В настоящее время железнодорожная сеть имеет многие участки, которые в соответствии с оценкой Института экономики и развития транспорта являются «узкими местами», поэтому требуется интенсивное развитие железнодорожной инфраструктуры. В работе железнодорожного транспорта большую роль играют железнодорожные узлы, которые должны развиваться вместе с сетью. В статье предлагается классифицировать железнодорожные узлы с позиций системного подхода. Ключевые слова: транспортная инфраструктура, железнодорожный узел, станция, транспортный узел, классификация. CLASSIFICATION OF RAILWAY JUNCTIONS FROM THE STANDPOINT OF A SYSTEMATIC APPROACH S.P. Vakulenko Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. In a market economy, it is necessary to ensure the country's economic ties with reliable and efficient transport links. To do this, the transport infrastructure must have reserves of capacity. Currently, the railway network has many sections that, according to the assessment of the Institute of Economics and Transport Development, are "bottlenecks". Therefore, intensive development of the railway infrastructure is required. Railway junctions play an important role in the work of railway transport. Together with the network, they should also develop. The article proposes to classify railway junctions from the standpoint of a systematic approach. Key words: transport infrastructure, railway junction, station, transport hub, classification. 89
С системных позиций транспортные узлы можно подразделить на две большие группы: — транспортные узлы с функциональным объединением станций; — транспортные узлы с территориальным объединением станций. В первом случае узел представляет собой определенную систему. Во втором — станции расположены вынужденно близко другу к другу. Возникает пересечение потоков со всеми вытекающими от этого негативными последствиями, то есть узел представляет собой некоторую геометрическую конструкцию, вписанную в географические особенности местности. Можно выделить другую разновидность второго класса узлов — геометрическая конструкция с системными вкраплениями. Если есть две сортировочные или две грузовые станции, то возникает возможность гибкого взаимодействия, а это уже системный признак. Если поток к грузовой станции проходит через сортировочную станцию, также возникает возможность функционального взаимодействия. Однако это вряд ли существенно повлияет на расположение станций. В узлах первого типа структура в значительной мере определяется функцией. В системном подходе существует даже выражение — «структура есть застывшая функция». Структурное расположение станций определяется технологическим процессом. То есть взаимное расположение станций должно обеспечить удобство для реализации технологического процесса. В транспортных узлах, со станциями, объединенными территориально, не существует серьезного функционального взаимодействия. Например, если в узле есть три станции — пассажирская, грузовая и сортировочная. Какое может быть функциональное взаимодействие у столь различных по характеру работы станций? Каждая из них выполняет свою изолированную функцию, а объединяет их только близость к населенному пункту. Развязки эти могут быть весьма сложными и дорогостоящими (рисунок 1). Оптимизация потоков в транспортных узлах с преимущественно функциональным и преимущественно структурным взаимодействием станций имеет разную природу. Для первых наиболее соответствующим методом является системный подход. Для исследований узлов со структурным взаимодействием системный подход мало применим. Здесь стоит проблема построения структуры узла с минимальными и функциональными потерями в конкретных геометрических условиях. Из-за этих условий и возникают различные схемы узлов. Геометрически узлы могут иметь самые различные конфигурации, что в значительной мере определяется географическими ограничениями. Приведем лишь некоторые примеры. Узел с конфигурацией вытянутого типа (рисунок 2). В структуре узла видно наличие географических ограничений. Схема имеет две железнодорожные развязки в разном уровне. Кроме них есть ещё две развязки для пропуска автомобильных потоков. Соединительные линии имеют довольно 90
сложную конфигурацию. Схема сложная, но удобная для пропуска поездопотоков. Здесь не требуются развязки в разном уровне. Рисунок 1 – Схемы развязок в разном уровне – географические ограничения Рисунок 2 – Схема вытянутого узла 91
На рисунке 3 представлен узел с крестообразной структурой. Рисунок 3 – Схема узла с крестообразной структурой (узел Куровская) Рисунок 4 – Узел с небольшими величинами поездопотоков 92
Рисунок 5 – Узел с основной и дополнительными станциями В этом узле основной является сортировочная станция Оренбург. На двух подходах построены дополнительные станции. Они играют роль распределительных станций и могут выполнять функцию подсортировки поездопотоков для облегчения работы основной сортировочной станции. Проблему пересечения поездопотоков удалось решить с помощью одной развязки. Узел со сложной схемой увязки станций представлен на рисунке 6. Схема узла имеет сложную конфигурацию; из-за наличия определенных ограничений потребовались три развязки в разном уровне. Узлы могут быть также кольцевого и полукольцевого типа. Конфигурации транспортных узлов с территориальным объединением не являются предметом системного исследования, системный подход здесь неприменим. Вывод. Исследование и совершенствование технологии работы транспортных узлов необходимо осуществлять с системных позиций. Системный подход — это применение к искусственно созданным объектам природных принципов рационального построения организованной материи. При этом систему отличают три важных признака: наличие целостности, наличие активного самоподдержания. 93
– ограничения; – потоки Рисунок 6 – Узел со сложной схемой увязки станций 94
С системных позиций транспортные узлы можно подразделить на два класса: с функциональным объединением станций; с территориальным объединением станций. Для узлов первого класса важно выстроить адаптивную технологию с тем, чтобы обеспечить устойчивую работу без больших технологических резервов. Для вторых — задачей будет разместить станции так, чтобы было меньше пересечений поездопотоков и внутриузловых пробегов подвижного состава. Список литературы 1. Козлов, П.А. О системах и системности на транспорте / П.А. Козлов. – Текст: непосредственный // Транспорт Урала. – 2016. – № 2 (49). – С. 3–8. 2. Козлов, П.А. Системные исследования – новый подход / П.А. Козлов. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта – 2014. – № 1. – С. 46–50. 3. Правдин, Н.В. Компьютерное проектирование железнодорожных станций: учебное пособие / Н.В. Правдин, А.К. Головнич, С.П. Вакуленко. – Москва: Транспортная книга, 2008. – 469 с. – Текст: непосредственный. 4. Проектирование инфраструктуры железнодорожного транспорта (станции, железнодорожные и транспортные узлы); Под ред. Н.В. Правдина и С.П. Вакуленко. – Москва: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2012. – 1086 с. – Текст: непосредственный. 5. Козлов, П.А. О методах расчета систем железнодорожного транспорта / П.А. Козлов. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2014. – № 12. – С. 28–32. 6. Евреенова, Н.Ю. Принципы классификации транспортно-пересадочных узлов, формируемых на базе железнодорожного транспорта / Н.Ю. Евреенова. – Текст: непосредственный // Актуальные научные исследования в современном мире. – 2020. – № 6–1 (62). – С. 162–166. 95
УДК: 656.223 НЕОБХОДИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ КОНТЕЙНЕРНЫХ ТЕРМИНАЛОВ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Н.В. Власова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения» г. Иркутск В.А. Оленцевич Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения» г. Иркутск Аннотация. В рамках представленной статьи авторами предлагается решение задачи, направленной на повышение уровня доходности Восточно-Сибирской дирекции по управлению терминально-складским комплексом с учетом проведения мероприятий по модернизации контейнерного терминала в рамках формирования на путях общего пользования грузового двора производственного участка Братск контейнерных поездов. Для реализации, поставленной задачи на основе представленных данных авторами проанализированы показатели Восточно-Сибирской дирекции по управлению терминально-складским комплексом и рассмотрена необходимость разработки новых проектных решений по реконструкции контейнерных терминалов в современных условиях функционирования. Разработана схема модернизации путевого развития производственного участка с целью обеспечения возможности формирования контейнерных поездов. На основе разработанной схемы реконструкции определены расчетные значения по потребной величине капитальных вложений в создание новых основных производственных фондов на замену выработавших свой резерв для выполнения прогнозируемых объемов работ в контейнерном терминале, а также с учетом новых способов организации перевозочного процесса. Ключевые слова: клиентоориентированность железнодорожного транспорта, контейнерные поезда, проектные решения, эффективность деятельности, контейнерный терминал, внедрение прогрессивных технологий, перспективы развития Восточного полигона. 96
THE NEED TO DEVELOP NEW DESIGN SOLUTIONS FOR THE RECONSTRUCTION OF CONTAINER TERMINALS IN MODERN CONDITIONS N.V. Vlasova Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Irkutsk State University of Railway Transport» Irkutsk V.A. Olentsevich Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Irkutsk State University of Railway Transport» Irkutsk Annotation. Within the framework of the presented article, the authors propose a solution to the problem aimed at increasing the level of profitability of the East Siberian Directorate for the Management of the terminal and Warehouse Complex, taking into account measures to modernize the container terminal as part of the formation of the Bratsk container train production yard on the public use tracks. To implement the task on the basis of the presented data, the authors analyzed the indicators of the East Siberian Directorate for the Management of the terminal and warehouse complex and considered the need to develop new design solutions for the reconstruction of container terminals in modern operating conditions. A scheme has been developed for the modernization of the track development of the production site in order to ensure the possibility of forming container trains. Based on the developed reconstruction scheme, the calculated values for the required amount of capital investments in the creation of new fixed assets to replace those that have developed their reserve to perform the projected volumes of work in the container terminal, as well as taking into account new ways of organizing the transportation process, are determined. Key words: customer-oriented railway transport, container trains, design solutions, operational efficiency, container terminal, introduction of advanced technologies, prospects for the development of the Eastern polygon. В основном документе, регламентирующем дальнейшие перспективы работы железнодорожной отрасли в современных условиях — «Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года», особое внимание уделено развитию и модернизации контейнерных перевозок, как наиболее перспективного и высокодоходного направления деятельности, а также эффективности использования в перевозочном процессе контейнерных поездов [1, 2]. С целью повышения конкурентноспособного уровня на рынке транспортных услуг ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД») целесообразно развивать не только 97
новые продукты, но также активно совершенствовать традиционные виды перевозок и услуг в быстрорастущем сегменте контейнерных перевозок и их переработки на путях общего пользования. Ускорение процесса переработки контейнеров. Расширение формирования на путях общего пользования контейнерных поездов обусловлено их высокой эффективностью, поскольку позволяет получить высокий экономический результат всем участникам транспортного процесса. Формирование именно на путях общего пользования контейнерных поездов позволяет: — ускорить процедуру доставки грузов и сократить время оборота подвижных единиц, участвующих в перевозочном процессе, за счет снижения времени простоя вагонов под операциями, связанными с накоплением; — минимизировать количество операций по сортировке и продолжительность операций; — сократить время непроизводительной работы погрузо-разгрузочной техники; — повысить производительность труда работников; — максимально использовать вместимость контейнерных пунктов; — снизить себестоимость переработки 1 контейнера, в основном, за счет оптимизации погрузо-разгрузочных работ в контейнерных терминалах [1–4]. Ускорение процесса переработки контейнеров и сокращение эксплуатационных расходов структурных подразделений грузового блока обусловлено развитием контейнерных терминалов, а именно внедрением прогрессивных технологий, современной погрузочноразрузочной техники, автоматизации и информатизации производственных процессов, а также реконструкции существующих контейнерных терминалов. Основными преимуществами перевозки грузов в крупнотоннажных контейнерах и доставки их в контейнерных поездах являются: — предоставление услуги по схеме сервиса «одного окна»; — доставка «точно в срок»; — повышенная скорость доставки грузов по оптимальной цене; — мультимодальные перевозки; — доставка «от двери до двери» «первая/последняя миля»); — обеспечение высокого уровня сохранности груза; — использование системы сборных отправок [3–5]. Восточно-Сибирская дирекция по управлению терминально-складским комплексом — структурное подразделение Центральной дирекции по управлению терминально-складским комплексом — филиала ОАО «РЖД» предоставляет услуги на 14 объединенных производственных участках по всей сети Восточно-Сибирской железной дороги, а также на инфраструктуре клиентов с использованием выездных мобильных бригад. 98
Большую часть доходов от подсобно-вспомогательной деятельности структурного подразделения составляют работы, связанные с погрузкой-выгрузкой контейнеров и их хранением. На 10 объединенных производственных участках имеются контейнерные площадки, на которых производится переработка контейнеров, а также их хранение. Лидирующей по денежным показателям и объему переработанных контейнеров является производственные участки Тальцы, Братск, Таксимо, Усть-Илимск и Тайшет (рисунок 1). По количеству контейнеро-операций лидируют производственные участки Тальцы и Братск (рисунок 2) [2–5]. Рисунок 1 – Суммарный годовой объем переработанных контейнеров по участкам [Источник: составлен по данным: РЖД в цифрах. URL: http://www.rzd.ru/static/ public/ ru?STRUCTURE_ID= 5232&layer_id=3290&refererLayerId=3290&id=4094] В настоящее время на производственных участках Тальцы и Тайшет уже производится ежемесячное формирование контейнерных поездов в количестве 3–4 поезда. Рисунок 2 – Количество контейнеро-операций в год по производственным участкам [Источник: составлен по данным: РЖД в цифрах. URL: http://www.rzd.ru/static/public/ ru?STRUCTURE_ID=5232&layer_id=3290&refererLayerId=3290&id=4094] 99
При этом по грузовому двору производственного участка Братск отсутствует возможность переработки контейнерных поездов в связи с недостаточной длиной приемоотправочных и погрузочно-выгрузочных путей, а также недостаточной вместимостью самого контейнерного терминала. Основными клиентами данного производственного участка являются: ОАО «РУСАЛ Братск», ООО «Братский завод ферросплавов», филиал ОАО «Группа «Илим», ОАО «Иркутскэнерго», ООО «Транснефть-Восток», по которым прослеживается ежегодная тенденция устойчивого прироста величины контейнеро-операций, производимых с крупнотоннажными контейнерами. Для поддержания качества оказываемых услуг и удержания имеющегося объема необходимо нивелирование возможных узких мест, внедрение процедуры переработки контейнерных поездов [2–5]. Проведя анализ переработки контейнеров по контейнерному терминалу производственного участка Братск за 2018–2021 гг., видим, что наблюдается рост погруженных порожних контейнеров: 20-футовых на 402 контейнера, 40-футовых на 349 контейнеров. По количеству погруженных груженых 40-футовых контейнеров также наблюдается рост на 149 единиц. По количеству выгруженных 20-футовых контейнеров также наблюдается рост на 508 контейнеров, 40-футовых — на 650 единиц по сравнению с базовым периодом. Также наблюдается увеличение количества погруженных и выгруженных вагонов в текущем периоде: погруженных на 373 вагона, выгруженных на 708 вагонов. Проведя анализ показателей работы контейнерного терминала производственного участка Братск, можно сделать вывод о тенденции устойчивого роста объема грузопереработки крупнотоннажных контейнеров и дальнейших перспективах работы структурного подразделения. Необходимость разработки новых проектных решений по реконструкции контейнерных терминалов в современных условиях. Модернизация Восточного полигона железных дорог согласно планам развития предусматривает к 2025 г. прирост до 210 млн тонн провозных способностей структурных подразделений на восточном направлении, чему будет способствовать блок мероприятий, в числе которых предусмотрено и расширенное применение технологии контейнерных поездов [6–9]. Для расширения комплекса предоставляемых услуг, повышения уровня конкурентоспособности отрасли в текущем периоде и с учётом плановых показателей развития Восточного полигона необходимо скорейшее проведение реконструкционных мероприятий по контейнерному терминалу Братск, а также модернизация путевого развития производственного участка с целью обеспечения возможности формирования контейнерных поездов. Схема новых проектных решений по реконструкции контейнерного терминала в современных условиях на основе [2, 10, 16] представлена на рисунке 3. 100
На основе разработанной схемы реконструкции определены расчетные значения по потребной величине капитальных вложений в создание новых основных производственных фондов на замену выработавших свой резерв для выполнения прогнозируемых объемов работ в контейнерном терминале, а также с учетом новых способов организации перевозочного процесса. Перечень работ по реконструкции контейнерного терминала представлен в таблице 1 [11–15]. Рисунок 3 – Проектное решение по реконструкции контейнерного терминала в современных условиях [Источник: выполнено авторами с использованием: [10, 16]] Таблица 1 Перечень капитальных вложений в основные средства № п/п Перечень работ 1. Удлинение железнодорожного пути № 45 до полезной длины 350 метров Реконструкция контейнерного терминала. – площадки козлового крана марки КК–41 с удлинением подкрановых путей на 190 метров – площадки козлового крана марки КК–20 с удлинением крановых путей на 62 метров Демонтаж существующего козлового крана марки КК–12,5 2. 3. 4. Реконструкция железнодорожных подъездных путей: – демонтаж железнодорожного пути № 53; – реконструкция железнодорожных путей №№ 50 и 52: укладка старогодними рельсами марки Р65, шпалы железобетонные, скрепление КБ, стрелочные переводы марки 1/9) Стоимость, млн руб. (без учета НДС) 48,236 68,907 5,368 66,358 101
– увеличение полезной длины железнодорожных путей №№ 47, 54: 47 путь – до 100 метров; 54 путь – до 200 метров. – укладка дополнительных путей (путь № 56 укладка параллельно пути № 54 с удлинением на 100 метров; пути № 53 параллельно пути № 50 с удлинением на 200 метров) Сооружение дополнительных проездов по территории контейнерного терминала Реконструкция въездной группы 5. 6. 7. 15,447 3,260 Реконструкция системы электроснабжения: – монтаж троллейной линии питания козловых кранов (реконструкция и монтаж троллейной линии wampfler для питания кранов на обеих площадках; – монтаж системы освещения территории с установкой мачтлифт наружного освещения. Установка системы видеонаблюдения периметра перегрузочного комплекса с выводом информации в помещение охраны Сооружение зоны безопасности, островки безопасности, защищенные технологические проходы для сотрудников Разработка проекта обоснования размеров санитарно-защитной зоны с получением санитарно-эпидемиологического заключения Роспотребнадзора Благоустройство территории, въездные группы в соответствии с Руководством по применению фирменного стиля Реконструкция подъездной автодороги к контейнерному терминалу 8. 9. 10. 11. 12. 46,845 3,368 1,825 3,026 1,985 2,325 Итого 266,95 Показатели экономической эффективности проекта реконструкции контейнерного терминала производственного участка Братск приведены в таблице 2 [11–15]. Таблица 2 Показатели экономической эффективности проекта реконструкции Показатель проекта Ставка дисконтирования Чистая приведенная стоимость проекта (NPV) Внутренняя ставка доходности (IRR) Простой срок окупаемости Единицы измерения % млн руб. % лет Значение показателя 11,5 45,1 9,8 9 Согласно расчетным значениям, суммарное значение затрат на модернизацию контейнерного терминала составит 266,95 млн руб. Срок окупаемости данной суммы затрат на реализацию мероприятий по реконструкции контейнерного терминала производственного участка Братск без учета дисконтирования составит 9 лет. Чистая приведенная стоимость проекта в 2036 г. составит 45,1 млн руб., с учетом дисконтирования при ставке 11,5%. 102
Выводы. Перспективные показатели работы ОАО «РЖД» к 2024 году предусматривают прирост объема перевозок в восточном направлении до 47%, что составляет около 68 млн тонн в год. Достичь подобных объемных показателей работы восточного направления железных дорог, по мнению экспертов, вполне возможно при реализации комплексных мер, в числе которых полная модернизации движенческой и грузовой инфраструктуры Восточного полигона. Ускорение процесса переработки контейнеров и сокращение эксплуатационных расходов структурных подразделений грузового блока обусловлено развитием контейнерных терминалов, а именно внедрением прогрессивных технологий, современной погрузо-разрузочной техники, автоматизации и информатизации производственных процессов, а также реконструкции существующих контейнерных терминалов. С целью расширения комплекса предоставляемых услуг пользователям железнодорожного транспорта, повышения уровня конкурентоспособности отрасли и с учётом плановых показателей развития Восточного полигона представлена схема реконструкционных мероприятий по контейнерному терминалу Братск с целью обеспечения возможности формирования контейнерных поездов, проведено технико-экономическое обоснование, подтверждающее эффективность проектного решения. Список литературы 1. Стратегия развития Холдинга «РЖД» на период до 2030 года. – Москва: ОАО «РЖД», 20.12.2013 г. 2. Официальный сайт ОАО «РЖД». – URL: http://rzd.ru. 3. ОАО «РЖД Логистика»: офиц. сайт. – URL: https://www.rzdlog.ru/upload/iblock/23e/ 23e15f4bc9e30e74a88a11d443d13624.pdf. 4. Газета «Гудок». – URL: https://gudok.ru/1520/newspaper/detail.php?ID=1386217. 5. АО «РЖД» планирует в 2020 году перевезти 6 млн ТЭУ. – URL: https://www.rzdpartner.ru/zhdtransport/comments/oao-rzhd-v-tekushchem-goduplaniruet-perevezti-6-mln-teu. 6. Lysenko D.A., Olentsevich V.A., Vlasova N.V. and Konyukhov V.Yu. Formation of new principles and models of operation of structural units of the industry under the conditions of implementation of digital technologies IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2020, 1064 (2021) 012025. 7. Оленцевич, В.А. Оценка удовлетворенности качеством услуг грузовых железнодорожных перевозок / В.А. Оленцевич, Н.В. Власова. – Текст: непосредственный // Современные технологии и научно-технический прогресс. – 2021. – № 8. – С. 187–188. 8. Игнатьева, Е.И. Необходимость переориентации спроса перевозчиков на использование специализированного вагонного парка / Е.И. Игнатьева, Д.В. Дунаев, В.А. Оленцевич. – Текст: непосредственный // Молодая наука Сибири. – 2020. – № 2 (8). – С. 120–125. 103
9. Оленцевич, В.А. Методы привлечения клиентов к услугам транспортно-логистического бизнес-блока в целях увеличения конкурентоспособности холдинга ОАО «РЖД» / В.А. Оленцевич, Н.П. Асташков. – Текст: непосредственный // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. – 2019. – Т. 1. – С. 4–8. 10. Иванкова, Л.Н. Развитие методов оптимизации технических и технологических параметров железнодорожных станций: монография / Л.Н. Иванкова, А.Н. Иванков, С.С. Котельников. – Магнитогорск: Магнитогорский Дом печати, 2018. – 124 с. – ISBN 978-5-7114-0634-1. – Текст: непосредственный. 11. Холопов, К.В. Российский рынок международного контейнерного транзита в 2019 году и перспективы его развития / К.В. Холопов, П.Е. Раровский. – Текст: непосредственный // Российский внешнеэкономический вестник. – 2019. – № 9. – С. 61–68. 12. Управление грузовыми потоками в транспортно-логистических системах; Под ред. Л.Б. Миротина. – Москва: Горячая линия–Телеком, 2017. – 702 с. – Текст: непосредственный. 13. Юдникова, Е.С. Методологические аспекты организации контейнерных железнодорожных перевозок транспортными организациями / Е.С. Юдникова. – DOI 10.17150/25002759.2021.31(1).80-89. – Текст: непосредственный // Известия Байкальского государственного университета. – 2021. – Т. 31, № 1. – С. 80–89. 14. Капитонов, А.Е. Организация контейнерных перевозок на основе принципов логистики: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.08 / А.Е. Капитонов. – Санкт-Петербург, 2001. – 24 с. 15. Власова, Н.В. Разнообразие методологических подходов к расчету показателей рентабельности / Н.В. Власова, Е.А. Назаренко // В сб.: Современные проблемы цивилизации и устойчивого развития в информационном обществе. Сборник материалов III международной научно-практической конференции. – Махачкала, 2021. – C. 252–257. 16. Буракова, А.В. Оценка особенностей работы станций при проведении реконструктивных мероприятий / А.В. Буракова, Л.Н. Иванкова, А.Н. Иванков. – Текст: непосредственный // В сб.: Транспорт: наука, образование, производство (Транспорт-2021). Труды международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2021. – С. 26–28. 104
УДК: 004:656 АКТУАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ ПРОЦЕССАМИ А.С. Гершвальд Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Эффективность работы транспортной системы (далее — ТС) зависит от актуальности системы управления (далее — СУ), которая определяется внешними условиями работы ТС, изменяющимися во времени. Названы ожидаемые вызовы и угрозы отечественной ТС со стороны внешних условий. Показано, что для России «западные» модели управления не приемлемы. Поддержание актуальности СУ возможно за счет развития цифровых технологий (далее — ЦТ) с акцентом на оригинальные задачи. К оригинальным относятся задачи, оптимизирующие транспортные процессы и гармонизирующие интересы пользователей. Предложены подходы к гармонизации в сочетании с методами оптимизации. Приведены примеры возможного применения указанных подходов и методов в составе ЦТ. Ключевые слова: транспортная система (ТС), система управления (СУ), актуаль- ность, вызовы и угрозы, цифровая технология (ЦТ), оригинальные задачи, гармонизация интересов; оптимизация транспортных процессов. THE CURRENT STATE OF THE TRANSPORT PROCESS MANAGEMENT SYSTEM A.S. Gershvald Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The efficiency of the transport system (TS) depends on the relevance of the control system (SU), which is determined by the external working conditions of the vehicle, changing over time. The expected challenges and threats to the domestic vehicle from the external conditions are named. It is shown that "suspect" management models are not acceptable for Russia. Maintaining the relevance of the SU is possible due to the development of digital technologies (DT), as an in-machine part of IT, with an emphasis on original tasks. The original tasks include tasks that optimize transport processes and harmonize the interests of users. Approaches to harmonization in combination with optimization methods are proposed. Examples of the possible application of these approaches and methods in the composition of the CT are given. Key words: transport system (vehicle), the control system (SU), relevance, challenges and threats, digital technology (DT), original tasks, harmonization of interests, optimization of transport processes. 105
На эффективность работы транспортной системы влияет качество, прежде всего, таких ресурсов, как технические средства, технологические процессы, информационные технологии и персонал. А требования к указанным качествам диктуют, в частности, внешние условия работы системы. Изменение внешних условий приводит к необходимости совершенствовать имеющиеся ресурсы под новые требования. При этом очень важно вовремя увидеть грядущие изменения, чтобы подготовиться к совершенствованию, не проиграв в конкуренции. На железнодорожном транспорте к существенному изменению условий работы его техники привела электрификация народного хозяйства СССР. Так, при переходе от паровой тяги к электрической пришлось заменять типы локомотивов, строить новые депо и т.д. На изменение производственных технологий существенное влияние оказало внедрение средств автоматизации на станциях и перегонах. Так, например, при внедрении систем ЭЦ появилась возможность отказаться от труда стрелочников и сигналистов и, соответственно, перейти на новую технологию установки и разделки маршрутов. При появлении на рынке недорогих компьютеров стали развиваться информационные технологии, в частности, в сфере управления транспортными процессами. В области освоения техники и производственных технологий как в России, так и за рубежом, накоплен большой опыт в части организации и проведении намеченных планов в жизнь. Что касается информационных технологий, то в России сложилась сложная ситуация — почти все действующие информационные системы ограничены функциями информационно-справочного обслуживания пользователей и не рассчитаны на выдачу рекомендаций по эффективному ведению производственных процессов. Причина, прежде всего, в том, что при создании оригинальных информационных технологий «топорнокувалдный» метод не подходит. Распространенное в России мнение, что мы должны учиться у запада, также не подходит по причинам того, что наши и западные объекты информатизации и управления сильно отличаются. Проводившееся в советское время сотрудничество со странами СЭВ в части обследования объектов и постановок задач управления показало следующие отличия отечественных АСУ от АСУ восточноевропейских стран: — достижение наивысшего (по сравнению с зарубежными АСУ) уровня автоматизации в работе поездного диспетчера: — достижение наивысшей степени защиты в области безопасности движения поездов и маневровой работы: — применение четырехуровневой организационной структуры (сеть, дорога, отделение, станция); 106
— применение такого специфического нормативного документа, как план формирования поездов; — снижение оперативности принятия решения с повышением уровня организационной структуры. Эти отличия не рассматривались зарубежными коллегами как достижения, которые следует позаимствовать, ввиду отсутствия в их странах такой необходимости. Причина этого содержится в отличиях советских объектов управления от зарубежных в следующем: — значительно большая протяженность и разветвленность железнодорожной сети; — доминирование в общем объеме перевозок сырьевых и топливных грузов: — высокая потребность в связи с этим в экономии топлива и электроэнергии, а также в повышении пропускной способности линий; — наличие больших возможностей организации процессов перевозок различными вариантами с выбором оптимальных вариантов. Указанное вытекает из следующих особенностей СССР и России: — значительно больший размер территории; — разбросанность пунктов добычи и потребления природных ресурсов, выступающих в качестве грузов, перевозимых железнодорожным транспортом. Можно предположить, что такие же отличия у современной России имеются и от других стан Европы с вытекающими последствиями. За последние 30 лет в мире произошли большие изменения. Но они не могли повлиять и не повлияли на особенности рссийского железнодорожного транспорта. Практически не поменялись и подходы к организации управления транспортными процессами. В условиях плановой экономики во всех странах-членах СЭВ управление осуществлялось по идеологическим критериям. Это делало невозможными постановку и решение задач оптимизации. В условиях рыночной экономики такая возможность появилась. В России действует государственная компания ОАО «РЖД», обеспечивающая перевозки как по государственному, так и по коммерческим заказам. При этом для оптимизации процессов перевозок, выполняемых по разным видам заказов, могут быть использованы и используются одни и те же управляющие воздействия. Представляется, что Россия и ее железнодорожный транспорт являются уникальными и наиболее сложными в своем классе объектами управления в мире. А, согласно кибернетическому закону Р.У.Эшби, система управления объектом должна иметь более сложную организацию, чем сам объект. Следовательно, организация управления процессами в ОАО «РЖД» не может строиться по образцу систем других государств и мы должны «проложить» к этому свой «путь». 107
Один из вариантов таких путей можно «проложить» в рамках концепции «Цифровая железная дорога», вложив в этот термин нечто большее, чем оцифровка существующих процедур, например — разработку оригинальных компьютернх задач, вписываемых в человеко-машинную информационную технологию [1]. Для разработки задач нужны кадры, которые следует подготовить в высших учебных заведениях целевым назначением. А для подготовки нужны учебные материалы, в которых прописаны методы создания оригинальных задач и даны примеры их содержания. Таким образом, для поддержания актуального состояния системы управления транспортными процессами должна вестись непрерывная работа в трех направлениях: — формирование требований к оригниналным задачам (цифровым технологиям): — разработки и внедрение оригинальных цифровых технологий по новым требованям: — подготока кадров для поддержания и применения оригинальных цифровых технологий. К каждому направлению работ следует предъявлять свои требования, исходя из актуальных вызовов (угроз). В настоящее время такими вызовами являются изменение климата, пандемия и санкции зарубежных стран. Определяющими являются требования к требованиям на задачи, а остальные требования должны вытекать из упомянутых. Требования к задачам должны базироваться на классификации этих задач (таблица 1). Таблица 1 Классификация задач Классификационный признак Значение 1. Охват объектов информатизации или 1. Сетевые управления 2. Дорожные 3 Районные 4. Станционные 2. Охват стадий жизненного цикла 1. Организационные 2. Технологические 3. Оригинальность 1. Традиционные 2. Оригинальные 4. Фаза функционирования 1. Контроля 2. Учета 3. Анализа 4. Отчетности 5. Прогнозирования 6. Планирования 7. Автоматизации проектирования 5. Вид прогнозирования 1. Детерминированные 2. Вероятностные 108
6. Вид управления 7. Дискретность сеансов 8. Ответственный пользователь 1. Ситуационные 2. Стабилизирующие 3. Оптимизирующие 4. Гармонизирующие 1. Годовые 2. Квартальные 3. Месячные 4. Декадные 5. Суточные 6. Сменные 7. Оперативные (3 ч. или 4 ч.) ДГВ, ДГП, ТНЦ, ДСЦС, ДСЦ, ДСПП и др. До настоящего времени приоритет отдавался задачам контроля, учета, отчетности, автоматизации проектирования. Положительная сторона такого подхода заключается в том, что удалось наладить сбор практически всей имеющейся информации и организовать доступ к ней соответствующему персоналу. Налажено также ведение нормативной базы процессов и систем. Недостатком является избыточность информации и отсутствие рекомендаций по эффективному ее использованию. В лучшем случае имеющаяся справочная информация может поддерживать сложившиеся производственные технологии при их «ручном» планировании. Однако переход к автоматизированному планированию может создать условия для перехода к более эффективным производственным технологиям. Так, например, при автоматизации планирования роспуска составов с горки [2] может быть реализована технология параллельного роспуска двух составов с изменением их естественной очередности и комплектации пар на периоде времени до трех часов. Решение указанной задачи может обеспечить замыкающими группами вагонов накапливаемые группы к заданным срокам, что позволит минимизировать отклонения от планов отправления поездов своего формирования, выступающих в качестве задания ДЦУП для сортировочных станций. Эта задача проходила опытную эксплуатацию на станции Кинель в 1993 г, но в промышленную эксплуатацию сдана не была [3]. До 2020 она применялась в лабораторной работе студентов кафедры [4]. Задание ДЦУП должно быть экономически обоснованным, для чего необходимо решать задачу планирования отправления и продвижения поездопотоков (ПОПП) [5]. Целью решения должно быть снижение суммы пеней и штрафов, которые взымаются с ОАО «РЖД» за опоэдание доставки вагонов и грузов. 109
Рассмотренные задачи являются оптимизирующими транспортные процессы по экономическому критерию. Известны и другие подобные задачи, например [6], но могут быть сформулированы и те, которые пока еще не очевидны. Среди оптимизирующих задач могут быть задачи многокритериальые, а среди последних — задачи с неаддитивными критериями. Если критерий не аддитивен, то для его составляющих следует применять «весовые» коэффициенты. Так, для задачи ПОПП в качестве весовых коэффициентов применяются расходные ставки вагоно-часов и локомотивочасов. Для задачи с аддитивными критериями можно устанавливать иерархию. Например, в задаче распределения вагонов между станциями отстоя критерием высшего ранга считается максимум числа отправленных не востребованных вагонов, а критерием низшего ранга — минимум числа занимаемых путей отстоя. ОАО «РЖД» является государственной компанией и в то же время публичным перевозчиком. Это означает, что она имеет право выполнять перевозки, как по государственному заказу, так и по коммерческим договорам. В связи с этим существует дилемма выбора приоритета обслуживания заказчиков. Если исключить политический подход, то выбор можно сделать, решая задачу гармонизации. Гармония — это консенсус между заинтересованными сторонами, который может быть найден, в частности, в точке так называемого золотого сечения [7]. Ее координата на оси описывается соотношением 0,38 к 0,62. Опыт постановки задач гармонизации в области железнодорожного транспорта ограничивается всего одной работой [8]. Постановка сводится к следующим действиям: — выявление двух объектов, конкурирующих между собой в одной области; — установление общего ресурса, который используется обоими объектами; — распределение ресурса между объектами в пропорциях золотого сечения (бифуркация); — организация автономного управления каждым объектом по своим критериям. Решение задач гармонизации может поддерживать дозированную конкуренцию и способствовать успешному функционированию каждого объекта. Однако, устанавливаемая таким образом актуальность системы управления не вечна, поскольку с течением времени возникают вызовы общества или природного происхождения. В последние годы в США начали приниматься законы, намечающие «уклон» в сторону социалистического хозяйствования. В России эпидемиологическая обстановка делает более эффективным труд в государственных корпорациях. Хотя неизвестно, когда это состоится, наука должна быть готовой к тому, чтобы ее инструменты позволили встраивать систему в новые условия без коренной ломки. Для задач, использующих принцип «Золотого сечения», необходимо доработать алгоритм, обеспечивающий «Изменение полярности». Например, если сегодня перевозкам по госзаказу 110
выделяется 38% ресурсов, то при «новом социализме» следует отдавать 62%. В идеальном варианте рассматриваемый алгоритм должен работать в оперативном режиме с автоматическим реагированием на изменение условий. Определение подходящего момента «изменения полярности» возможно методом swot– анализа [7]. При этом по каждому плюсу и каждому минусу необходимо рассчитывать весовой коэффициент с учетом изменения их значений во времени и соблюдения баланса на некотором периоде времени. Гармонизация возможна также за счет применения закона Парето [9]. Для этого следует научиться оперативно выделять сотрудников, относящихся к «группе 20» с целью поддержания текущей эффективности работы коллектива. Для постановки оптимизирующих задач оперативного планирования транспортных процессов необходимо использовать методы дискретного и комбинаторного программироваия. Это объясняется тем, что используемая информация представляется в виде табличных форм (дискретно), а для перебора вариантов используется комбинаторная логика. Поддержание системы управления в актуальном состоянии возможно также за счет корректировки действующих задач путем приведения в соответствие с текущими требованиями, а также за счет «реанимации» задач советского времени В советское время сложилась такая традиция: — «эксплуатационникам» преподавать вопросы технологии без изучения теории научного управления; — «вычислителям» — технические средства без изучения вопросов применения их на конкретных информационных технологиях; — «АСУшникам» и «прикладникам» — вопросы, связанные с информационными технологиями и программированием, как правило, оторванные от объектов информатизации и управления. Ни один из указанных представителей не получал полной информации о системе управления транспортными процессами. Руководителями подразделений в научно-исследовательских и проектных организациях, как правило, назначались «эксплуатационники». Считалось и до сих пор считается, что только опытный производственник знает, что и как нужно исследовать и проектировать. Получается, что занимаемся только тем, что совершенствуем существующее и исправляем свои ошибки и недоработки. А жизнь идет вперед. Назрела необходимость перехода к обучению проектным методом [8], преподавая не только процессы эксплуатации системы, но и процессы ее проектирования. Действуя в рамках концепции цифрового развития, можно проводить в жизнь изложенные в статье предложения и обеспечивать таким образом актуальность текущего состояния системы управления транспортными процессами. 111
Выводы. 1. Для поддержания актуального состояния системы управления транспортными процессами разработчикам необходимо своевременно реагировать на существующие и ожидаемые вызовы и угрозы со стороны меняющихся внешних условий. 2. Для противодействия вызовам и угрозам «западный путь» для России неприемлем. 3. Необходим переход от принципа информационно-справочного обслуживания пользователей при «ручном» управлении к принципу решения в масштабе реального времени оригинальных гармонизирующих и оптимизирующих задач, представляющих собой цифровую технологию как внутримашинную часть информационной технологии. 4. В статье обозначены подходы к решению гармонизирующих задач и методы решения оптимизирующих задач. 5. Высказанные предложения по поддержанию системы упрвления в актуальном состоянии носят долгосрочный характер. Список литературы 1. Гершвальд, А.С. Цифровое развитие управления транспортными процессами / А.С. Гершвальд. – Текст: непосредственный // Автоматика, связь, информатика. – 2021. – № 5. – С. 42–43. 2. Гершвальд, А.С. Управление сортировочной работой станции. АСУ СС – новая информационная технология / А.С. Гершвальд. – Текст: непосредственный // Вестник ВНИИЖТ. – 1995. – № 3. – С. 36–39. 3. Гершвальд, А.С. Проблема оптимизации оперативного управления перевозочным процессом / А.С. Гершвальд. – Текст: непосредственный // Cовременные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. – Москва: РУТ (МИИТ), 2018. – С. 3–6. 4. Гершвальд, А.С. Тестирование комплекса задач прогнозирования и внутрисуточного планирования работы подразделения хозяйства перевозок. Пособие для лабораторных работ / А.С. Гершвальд, И.Н. Шапкин, А.И. Самохвалов. – Текст: непосредственный // Директмедиа, 2018. – 59 с. 5. Гершвальд, А.С. Информационные технологии внутрисуточного планирования дорожных перевозок: монография / А.С. Гершвальд; Московский государственный университет путей сообщения. – Москва: РОАТ, 2011. – 113 с. – ISBN 978-5-7473-0567-0. – Текст: непосредственный. 6. Гершвальд, А.С. Централизованное распределение вагонов в оперативном режиме / А.С. Гершвальд. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2009. – № 3. – С. 45–48. 112
7. Гершвальд, А.С. Управление управлением / А.С. Гершвальд – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2020. – № 2. – С. 93–96. 8. Гершвальд, А.С. Проектный метод обучения цифровым технологиям управления станционными процессами / А.С. Гершвальд. – Текст: электронный // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. – Москва: РУТ (МИИТ), 2019. – С. 262–266. – ISBN 978-5-7473-0979-1. – URL: http://www.rgotups.ru/ images/data/ Posobia/SB_Sovrem_probl_sover_rab.pdf. 9. Кох, Р. Закон Парето или Принцип 80/20. Сокращенный перевод / Р. Кох. – Режим доступа: Элитариум – дистанционное образование. – Текст: электронный. 113
УДК: 625.151 СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ГОРЛОВИН СТАНЦИЙ Б.Э. Глюзберг АО «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта», Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье для реализации повышения скоростей движения на боковой путь в части стрелочных переводов в горловинах станции предлагается программа разработок, основанная на анализе конструктивных особенностей стрелочных переводов типа Р65, марок 1/9 и 1/11, используемых в составе путевой инфраструктуры станций. Это четыре основных направления работ: выявление и использование имеющихся резервов за счет выборочного повышения скоростей движения по сочетаниям стрелочных переводов, не требующих ограничения скоростей движения там, где это возможно практически; выявление и использование имеющихся резервов за счет анализа возможностей повышения скоростей движения до конструкционных в конкретных горловинах конкретных станций; повышение скорости движения по горловинам станций без реконструкции горловин станций за счет применения стрелочных переводов, взаимозаменяемых с типовыми, имеющих измененную геометрию стрелочных кривых; повышение скорости, что потребует реконструкции горловин. Представлен перечень работ, которые необходимо выполнить для реализации перечисленных направлений. Ключевые слова: стрелочные переводы, горловина станции, скорость движения, пропускная способность, способы повышения. WAYS TO INCREASE THE CAPACITY OF STATION NECKS B.E. Glusberg JSC "Scientific Research Institute of Railway Transport" Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article proposes a development program based on the analysis of the design features of P65 type switches, grades 1/9 and 1/11 used as part of the stations' track infrastructure to implement the increase in the speeds of movement to the side track of the switches in the station necks. These are four main areas of work: identification and use of available reserves by selectively 114
increasing traffic speeds by combinations of switches that do not require speed limits where it is practically possible; identification and use of available reserves by analyzing the possibilities of increasing the speeds of movement to structural ones in specific necks of specific stations; increasing the speed of movement along the necks of stations without reconstructing the necks of stations through the use of switches, interchangeable with standard ones, having a modified geometry of arrow curves; increasing the speed, which will require reconstruction of the necks. The list of works that need to be performed for the implementation of the listed directions is presented. Key words: switches, station neck, traffic speed, throughput, ways to increase. Современные способы освоения потребностей в повышении эффективности перевозочного процесса предполагают использование поездов повышенной массы и длины. Эффективность применения поездов повышенной длины ограничивается возможностями локомотивного парка и инфраструктуры дорог [1, 2, 3]. В частности, на эффективность применения длинносоставных поездов влияют скорости движения поездов на перегонах и межпоездные интервалы, которые, в свою очередь, зависят от скоростей движения по горловинам станций. Пропускная способность горловин станций в значительной степени определяется состоянием стрелочного хозяйства. В настоящее время скорости движения по стрелочным переводам и их комбинациям в горловинах большинства станций ограничены, по сравнению с конструкционными скоростями стрелочных переводов, заложенных при их проектировании [4, 5, 6]. В первую очередь, речь идет о скоростях движения по ответвленному направлению стрелочных переводов. Наиболее часто встречающиеся ограничения для стрелочных переводов массового применения — 40 км/ч на стрелочных переводах типа Р65 марки 1/11 (вместо конструкционной скорости 50 км/ч) и 25 км/ч на стрелочных переводах типа Р65 марки 1/9 (вместо конструкционной скорости 40 км/ч). Основные причины этого в исторически сложившемся стесненном расположении стрелочных переводов и, особенно, в расположении их комбинаций (сочетаний) [7, 8, 9]. Выполненный специалистами в области организации движения поездов анализ показал, что повышение скоростей движения по стрелочным переводам в горловинах станций — весьма эффективный способ уменьшения межпоездных интервалов и увеличения пропускной способности железнодорожных линий. Так, для типовой технической станции результаты расчетов дали следующие результаты [10, 11, 12]. Повышение скоростей движения на боковой путь по стрелочным переводам в горловинах станции обеспечивает: 115
— уменьшение значений межпоездных интервалов примерно на 30% при увеличении скорости движения поездов по стрелочным переводам с 25 до 40 км/ч; на 30–45% при увеличении скорости с 25 до 50 км/ч и до 15% при увеличении скорости с 40 до 50 км/ч, вследствие сокращения интервалов прибытия; — увеличение наличной пропускной способности при тех же изменениях соответственно на 36–47%; 36–77% и до 20%; — увеличение среднесуточных размеров грузового движения в графике в период максимальных грузовых перевозок, в зависимости от различных вариантов по числу и категориям пассажирских поездов соответственно на 55–160%; 55–255% и до 40%. Для реализации этих возможностей предлагается программа разработок, основанная на анализе конструктивных особенностей стрелочных переводов типа Р65, марок 1/9 и 1/11, используемых в составе путевой инфраструктуры станций [13, 14, 15]. Это четыре основных направления работ: 1. Выявление и использование имеющихся резервов за счет выборочного повышения скоростей движения по сочетаниям стрелочных переводов, не требующих ограничения скоростей движения там, где это возможно практически (область использования — вся сеть); 2. Выявление и использование имеющихся резервов за счет анализа возможностей повышения скоростей движения до конструкционных в конкретных горловинах конкретных станций (область использования — конкретные станции). 3. Повышение скорости движения по горловинам станций до 50 км/ч на стрелочных переводах марки 1/11 и до 40 км/ч на переводах марки 1/9 без реконструкции горловин станций за счет применения стрелочных переводов, взаимозаменяемых с типовыми, имеющих измененную геометрию стрелочных кривых (новые стрелочные переводы с увеличенными радиусами стрелочной кривой). 4. Повышение скорости движения до 60 км/ч и выше потребует реконструкции горловин, однако при правильном планировании маршрутов движения ускоренных поездов объем работ будет небольшим, так как теоретическая длина переводов, рассчитанных на скорость движения по ответвленному направлению 60 км/ч, отличается от длины типовых стрелочных переводов марки 1/11 на величину не более 15% (новые стрелочные переводы). Первое направление работ наименее затратное. Его реализация не требует никаких реконструктивных работ по станциям. Возможность его реализации предполагает проведение расчетов с выделением вида и геометрических характеристик сочетаний, на которых возможно повышение скоростей движения, и экспериментальную проверку результатов [16, 17, 18]. 116
Перечень работ, которые необходимо выполнить для осуществления этой части проекта, включает в себя: разработку методики и проведение расчетов вписывания экипажей в различные сочетания стрелочных переводов и в сочетания «стрелочный перевод – кривая» для наиболее перспективных ситуаций, имеющих место на сети дорог; проведение динамико-прочностных испытаний по определению параметров, лимитирующих скорости движения по сочетаниям стрелочных переводов для экипажей с наиболее неблагоприятными характеристиками вписывания в кривые малого радиуса; моделирование и вариантные расчеты прохождения поездов различного состава и массы по горловинам станций; оценку дополнительных затрат на ведение путевого хозяйства с учетом возможного накопления расстройств стрелочных переводов, по которым будут повышены скорости движения [19, 20, 21]. Второе направление работ связано с тем, что геометрия пути в местах расположения не менее 10% стрелочных переводов и их сочетаний не соответствует классическим требованиям НТД. Эта ситуация сложилась в течение нескольких десятилетий в результате ремонтных работ [22, 23, 24]. Принципиально изменить ее можно только с помощью реконструкции горловин станций, что крайне дорого. Однако, в целом ряде мест проблему повышения скоростей движения по таким участкам пути можно решить путем улучшения геометрии пути в местах расположения стрелочных переводов без реконструкции горловины станции. Работа состоит из: обследования конкретного участка пути; проведения расчетов изменения плана пути в месте расположения стрелочного(ых) перевода(ов); организации и руководства работами по реализации изменения плана пути; проведения опытных поездок подвижного состава, обращающегося на данном участке с повышенными скоростями движения; подготовки заключения с обоснованием повышения скоростей движения [25, 26, 27]. Первое и второе направления работ, несмотря на их малозатратность (затраты требуются только на проведение НТР), не решают всех проблем повышения скоростей движения поездов по горловинам станций до 50 км/ч. Применение результатов разработок будет ограничено наиболее благоприятными сочетаниями стрелочных переводов и кривых. Значительно расширить возможности повышения скоростей движения поездов по горловинам станций до 50 км/ч дает третье направление разработок. Это разработка стрелочных переводов, взаимозаменяемых с типовыми, эксплуатируемыми в пути в настоящее время, с увеличенным радиусом стрелочной кривой. Предварительная проработка вопроса показала возможность реализации этого направления проекта за счет применения крестовин с криволинейным очертанием рабочей грани по ответвленному пути. При этом основные и разбивочные размеры стрелочного перевода 117
могут оставаться унифицированными с типовыми стрелочными переводами, эксплуатируемыми в пути, то есть новые переводы будут взаимозаменяемыми с типовыми. Реконструкции горловин станций при замене эксплуатируемых стрелочных переводов на новые не потребуется. Необходимо отметить, что технологические возможности российских стрелочных заводов позволяют организовать серийное производство таких стрелочных переводов в кратчайшие сроки [28, 29, 30]. Для реализации этого направления проекта необходимо выполнить следующую программу работ: провести вариантные расчеты геометрии стрелочного перевода и разработать технические требования к стрелочному переводу; разработать геометрическую схему стрелочного перевода с учетом его работы в составе сочетаний и учетом максимального использования типовых технических решений, освоенных в производстве. На основе этого необходимо разработать технические задания на проекты стрелочного перевода и его составляющие; разработать проекты стрелочного перевода, переводных механизмов и железобетонных брусьев; изготовить опытный образец стрелочного перевода; провести полный цикл испытаний стрелочного перевода; сертифицировать новый стрелочный перевод и организовать его серийное производство. Четвертое направление работ дает возможность повысить скорости движения по горловинам станций до 60 км/ч. Программа работ по реализации этого направления аналогична программе работ по второй части проекта. Список литературы 1. Сотников, Е.А. Эффективность повышения скорости движения поездов по стрелочным горловинам станций на боковой путь / Е.А. Сотников, П.С. Холодняк // Вестник ВНИИЖТ. – 2014. – № 1. – С. 25–28. 2. Королев, В.В. Напряженное состояние элементов скоростного стрелочного перевода марки 1/22 / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник научных статей молодых ученых и аспирантов ВНИИЖТ. – Москва: Интекст, 2003. – С. 231–235. 3. Королев, В.В. Предложение по применению криволинейных стрелочных переводов на Забайкальской железной дороге / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник статей молодых ученых и аспирантов ВНИИЖТ. – Москва: Интекст, 2005. – С. 32–36. 4. Королев, В.В. Восстановление рабочей поверхности крестовин стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник статей молодых ученых и аспирантов ВНИИЖТ. – Москва: Интекст, 2006. – С. 30–36. 5. Королев, В.В. Разработка нового контррельса, не связанного с ходовым рельсом / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // В сб.: Безопасность движения поездов. Материалы 11-й научно-практической конференции, 2010. – С. 14–36. 118
6. Королев, В.В. Обеспечение устойчивой работы стрелочных переводов в зимних условиях / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // В сб.: Проблемы проектирования, строительства, диагностики и технического содержания объектов железнодорожного транспорта. Материалы всероссийской научно-практической конференции, 2013. – С. 82–87. 7. Королев, В.В. Системы удаления снега со стрелочных переводов в зимних условиях / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник трудов ученых ОАО «ВНИИЖТ». – Москва: Интекст, 2013. – С. 138–148. 8. Королев, В.В. Первый стрелочный перевод на плитном основании / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сб. мат. н.-т. конф. «История и перспективы развития транспорта на севере России». – 2019. – Т. 1, № 1. – С.12–16. 9. Королев, В.В. Новый контррельс для стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. – 2014. – № 10. – С. 46–48. 10. Королев, В.В. Напряженное состояние контррельсов криволинейного стрелочного перевода / В.В. Королев // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. – 2008. – Т. 1, № 1 (1). – С. 11–15. 11. Королев, В.В. Технология санации для ремонта деревянных брусьев и шпал / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. – 2011. – Т. 2, № 4 (2). – С. 67–68. 12. Королев, В.В. Новые виды отказов подкладок с подушками и подкладок с упорами / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сб. мат. н.-т. конф. с международным участием «Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство». – 2014. – Т. 4, № 4 (4). – С. 43–50. 13. Королев, В.В. Стрелочные переводы для высокоскоростного движения свыше 250 км/ч / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сб. мат. н.-т. конф. с международным участием «Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство». – 2015. – Т. 8. – № 8 (8). – С. 96–100. 14. Королев, В.В. Подготовка технических средств и нормативной документации по стрелочному хозяйству для линий высокоскоростного движения / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. – 2019. – Т. 1. – № 14. – с. 21–26. 15. Королев, В.В. Совершенствование системы учета дефектов элементов стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сб. мат. XIII н.-т. конф. «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути». – Москва, 2016. – С. 195–196. 119
16. Королев, В.В. Перспективные разработки стрелочных переводов для российских железных дорог / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сб. мат. XIV н.-т. конф. «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути». – Москва, 2017. – С. 193–194. 17. Королев, В.В. Виртуальная копия стрелочного перевода / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // В сборнике статей национальной научно-технической конференции «Транспортное строительство». – Москва: РУТ (МИИТ), 2020. – С. 73–82. 18. Королев, В.В. Совершенствование системы учета дефектов элементов стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2016. – № 7. – С. 14–16. 19. Королев, В.В. Контррельс-протектор для стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2017. – № 10. – С. 21–24. 20. Королев, В.В. Цифровой двойник стрелочного перевода / В.В. Королев – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2021. – № 1. – С. 6–8. 21. Королев, В.В. Новый контррельсовый спецпрофиль для стрелочных переводов / В.В. Королев // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2010. – № 6. – С. 32–33. 22. Шишкина, И.В. Организация работ по контролю рельсовых элементов стрелочных переводов / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Сб. мат. н.-т. конф. «Актуальные проблемы развития транспортной инфраструктуры». – Санкт-Петербург, 2018. – С. 89–95. 23. Шишкина, И.В. Устройство первого стрелочного перевода / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // История и перспективы развития транспорта на севере России. – 2019. – Т. 1, № 1. – С. 16–20. 24. Шишкина, И.В. Применение стрелочных переводов с непрерывной поверхностью катания при повышении осевых нагрузок и скоростей движения поездов / И.В. Шишкина, Н.В. Зверкова, Л.А. Елесина. – Текст: непосредственный // Сб. мат. н.-т. конф. с международным участием «Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство». – Москва, 2018. – Т. 12, № 12 (12). – С. 127–128. 25. Шишкина, И.В. Организация раздельного движения по стрелочным переводам / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. – 2019. – Т. 1, № 14. – С. 26–30. 26. Шишкина И.В. Цельнолитая подкладка с подушкой для стрелочных переводов нового поколения / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // В сборнике статей национальной научно-технической конференции «Транспортное строительство». – Москва: РУТ (МИИТ), 2020. – С. 51–73. 120
27. Шишкина, И.В. Исследование сварных стыков стрелочного перевода / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2020. – № 5. – С. 32–35. 28. Шишкина, И.В. Роликовые устройства для улучшения работы переводных механизмов стрелочных переводов / И.В. Шишкина, Н.В. Зверкова, Л.А. Елесина. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2020. – № 12. – С. 12–14. 29. Шишкина, И.В. Цельнолитая подкладка с подушкой для стрелочных переводов / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2019. – № 1. – С. 37–51. 30. Глюзберг, Б.Э. Требования к контррельсовым узлам стрелочных переводов / Б.Э. Глюзберг, А.А. Локтев, И.В. Шишкина, М.Е. Березовский. – Текст: непосредственный // Транспорт Урала. – 2021. – № 2 (69). – С. 48–52. – DOI 10.20291/1815-9400-2021-2-48-52. 121
УДК: 656.2.073 ИННОВАЦИОННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ГРУЗООТПРАВИТЕЛЕЙ И.В. Демьянович Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» г. Хабаровск Аннотация. В статье рассматриваются актуальные вопросы транспортного обслуживания по грузовым перевозкам на примере ОАО «РЖД», а также с учетом выбора транспорта. Приводятся данные по основным грузоотправителям Хабаровского края. Описываются особенности сегментирования грузоотправителей в зависимости от размера партий. Ключевые слова: транспортно-логистический комплекс, транспортное обслужи- вание, выбор транспорта, сегментирование грузоотправителей. INNOVATIVE TRANSPORT SERVICES FOR SHIPPERS I.V. Demyanovich Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Far Eastern State University of Railway Transport» Khabarovsk Annotation. The article deals with current issues of transport services for cargo transportation on the example of Russian Railways, as well as taking into account the choice of transport. Data on the main shippers of the Khabarovsk Territory are provided. The features of shippers ' segmentation depending on the batch size are described. Key words: transport and logistics complex, transport services, transport selection, shippers ' segmentation. В настоящее время ОАО «РЖД» представляет собой транспортно-логистический комплекс, оказывающий широкий спектр услуг. В современных экономических условиях ОАО «РЖД» увеличивает объемные показатели перевозок для обеспечения народного хозяйства страны транспортными услугами. Первостепенными принципами развития компании в настоящее время является снижение издержек и привлечение в отрасль инновационных технологий, повышение уровня клиентоориентированности. 122
ОАО «РЖД» постоянно внедряет новые, передовые технологии и современные разработки по развитию средств механизации и автоматизации процессов на всех уровнях взаимодействия с клиентами, а также информационных технологий с разработкой и внедрением информационно-управляющих систем. Работу и взаимодействие с клиентами при формировании и исполнении заказов на перевозку грузов обеспечивают Центры фирменного транспортного обслуживания (ЦФТО), которые образуют сеть и охватывают всю территорию страны. В Хабаровском крае ЦФТО имеет представительства в г. Хабаровск, г. Комсомольск-на-Амуре и взаимодействует с клиентами, заинтересованными только в использовании инфраструктуры железнодорожного транспорта общего пользования. ЦФТО выступает гарантом качества и соблюдения заказов от лица ОАО «РЖД», то есть выполняет перевозку железнодорожным транспортом (базовая услуга), а также оказывает дополнительные услуги: информационно-технологическое обеспечение и поддержку клиентов; перевозку грузов или грузов с согласованным временем отправления и прибытия; предоставление инфраструктуры для отстоя вагонов в пути следования по заявке [1]. Услуги по выполнению погрузочно-разгрузочных работ, взвешиванию и другие услуги выполняют подразделения дирекции по управлению терминально-складским комплексом. Железнодорожные грузовые терминалы в Хабаровском крае расположены в городах: Вяземский, Хабаровск, Новый Ургал, Советская Гавань. В других регионах Дальнего Востока также перспективными для размещения транспортно-логистических центров по данным исследования [5] являются: Владивосток, Якутск, Свободный, Уссурийск, Находка, Южно-Сахалинск, Артем. Ключевым направлением совершенствования и дальнейшего развития услуг терминально-складского комплекса является повышение уровня клиентоориентированности. Основными задачами являются привлечение дополнительных грузов, в связи с чем необходимо расширение клиентской базы, улучшение качества сервиса и расширение предоставляемого спектра услуг, т.е. транспортного обслуживания. В общем, под «транспортным обслуживанием грузоотправителей» будем понимать процесс предоставления транспортных услуг клиентам по перевозке грузов, связанных с выбором вида транспорта, направления перевозок, способа транспортировки и обработки грузов, по требованиям и нормам, с учетом наличия необходимого правового, технологического, экономического, информационного и ресурсного обеспечения [2]. Данное определение указывает на важность выбора вида транспорта при доставке, потому что клиент будет принимать решение о способе перевозке грузов с учетом фактора стоимости и других параметров качества транспортного обслуживания. По данным ВЦИОМ на август 2019 г., 53% пользователей полностью или скорее удовлетворены качеством предоставляемых услуг, на конец 2019 г. — 60,3%, на конец 2020 г. — 61,7% [1]. 123
К важнейшим параметрам относятся: скорость и срок доставки, сохранность грузов, возможность вывоза груза в полном объеме и большими партиями, транспортный сервис, комплексность транспортного обслуживания, оперативность и культура обслуживания клиентуры при оформлении договоров и заказов на перевозку, выполнение графика движения поездов. Для контроля за параметрами в ОАО «РЖД» внедрены новые логистические продукты: «Организация движения грузовых поездов по расписанию», «Грузовой экспресс». Как показывают результаты анкетирования [3], преимуществом железнодорожного транспорта является возможность перевезти большие партии груза с учетом отслеживания в пути следования. Автомобильный транспорт выбирают при перевозке на короткие расстояния и возможности получения услуги «от двери от двери» и «точно в срок», а морской транспорт — из-за низкой стоимости. Улучшение качества транспортного обслуживания ведет к увеличению клиентской базы и росту доходов. Основными узлами транспортного обслуживания тремя видами транспорта (железнодорожный, автомобильный, внутренний водный) в Хабаровском крае являются г. Хабаровск, г. Комсомольск-на-Амуре, г. Советская Гавань. Привлечение новых клиентов и установление с ними стабильных партнерских отношений возможно при условии применения индивидуального подхода, позволяющего учесть пожелания каждого грузоотправителя, независимо от размеров отправки. В настоящее время реализовать на практике достаточно проблематично, поэтому для более углубленного изучения проблем и требований клиентуры проводится сегментация транспортного рынка с учетом объема перевозок: первый сегмент (А) — предприятия с объемом перевозок свыше 1 млн т в год; второй сегмент (В) – с объемом перевозок свыше 50 тыс. т, третий сегмент (С) — с объемом менее 50 тыс. т. Крупными потребителями транспортных услуг в крае являются нефтеперерабатывающие предприятия (РН-Комсомольский НПЗ, Хабаровский НПЗ), промышленные предприятия (ПК «Балтика-Хабаровск», Электрометаллургический завод «Амурсталь»). Следующим критерием при сегментации служит наименование груза. Например, на Дальневосточной железной дороге по состоянию на 1 квартал 2021 г. основные позиции приходились на грузы из номенклатуры топливно–энергетических ресурсов, строительных материалов: каменный уголь с удельным весом в погрузке 60%, нефть и нефтепродукты — 22%, лесные грузы — 7,4%, руда железная и марганцевая — 6%, строительные грузы — 3%, цемент — 1,4%. Нефть и нефтепродукты в структуре перевозок находится сейчас на втором месте в связи со строительством и вводом нефтепровода Восточная Сибирь — Тихий океан. Особенностью взаимодействия с грузоотправителями в 2021 г. стало дистанционное взаимодействие с клиентурой в онлайн-формате, в том числе с использованием электронной почты; переход от универсального полувагона к применению платформ и контейнеров. Также на контейнерных терминалах дороги (Первая речка, Хабаровск II) с марта 2020 г. 124
предоставлена возможность бесплатного хранения контейнеров для накопления на контейнерный поезд. К сервисам дистанционного обслуживания, появившихся в 2020 г., относятся: отмена разработки эскизов на размещение и крепление грузов; дистанционное согласование способов размещения и крепления грузов; дистанционная пролонгация договоров на подачууборку; бесплатный сервис оперативного уведомления грузоотправителей о доставке жизненно важных грузов и др. В 2020 г. продолжился рост контейнерных перевозок по всем видам перевозок, например, по сети железных дорог курсируют ежедневно более 500 контейнерных поездов. Данные тенденции объясняются определенными преимуществами контейнерных перевозок, а именно: — универсальность; — безопасность груза; — отсутствие необходимости складирования; — экономичность за счет отсутствия необходимости промежуточного хранения. Из инновационных направлений развития данного вида перевозок необходимо отметить деятельность компания ПАО «Трансконтейнер» [6], осуществляющей перевозку угля в контейнерах типа OpenTop. Например, по закольцованному маршруту Батарейная – Маньчжурия Батарейная контейнерные поезда отправляются еженедельно, транзитное время — трое суток. Перевозка угля в контейнерах решает проблемы смерзшегося угля, позволяет снизить нагрузку на железнодорожную инфраструктуру, сокращается время обработки состава на приграничной станции. Также, в рамках расширения номенклатуры грузов перевозимых в контейнерах, экспортируются минеральные удобрения, продукция ведущих промышленных предприятий региона. Выводы. В современных экономических условиях в повышении уровня транспортного обслуживания грузоотправителей велика роль информационных технологий, внедрения новых видов контейнеров с учетом требований к перевозке груза, эффективных логистических решений и надежного сервиса. Повышение уровня транспортного обслуживания взаимосвязано с оптимизацией транспортных процессов за счет создания новых логистических цепочек. Список литературы 1. Официальный портал ОАО РЖД. – URL: https://company.rzd.ru/ru/9349/page/ 105554?id=2084#6618 (дата обращения: 07.04.2021). – Текст: электронный. 2. Паристова, Л.П. Содержание и особенности транспортного обслуживания экономики региона / Л.П. Паристова, Н.Т. Каримли. – URL: https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-3355-359 (дата обращения: 06. 04.2021). – Текст: электронный. 125
3. Транспортный комплекс Хабаровского края: современное состояние, проблемы, перспективы: монография; Под ред. С.А. Зражевского, А.С. Балалаева, В.И. Савченко. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. – 202 с. – Текст: непосредственный. 4. Сегментирование рынка грузовых железнодорожных перевозок для формирования ценностного предложения в отношениях с грузоотправителями. – URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/segmentirovanie-rynka-gruzovyh-zheleznodorozhnyh-perevozok-dlyaformirovaniya-tsennostnogo-predlozheniya-v-otnosheniyah-s/viewer (дата обращения: 06.04.2021). – Текст: электронный. 5. Бардаль, А.Б. Методика определения расположения логистических центров (на примере Дальнего Востока) / А.Б. Бардаль, М.А. Сигитова. – Текст: непосредственный // Вестник ТОГУ. – 2019. – № 3. – С. 91–95. 6. Трансконтейнер. – URL: https://trcont.com/ (дата обращения: 01.10.2021). – Текст: электронный. 126
УДК: 656.22 ПРИНЦИПЫ УСТАНОВЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЕСА И ДЛИНЫ ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДОВ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ ОДНОПУТНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛИНИЙ А.В. Дмитренко Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет путей сообщения» г. Новосибирск Баатар Идер Монголия. Министерство транспорта г. Улан-Батор Аннотация. Неравномерность движения, наличие груженого и порожнего направ- лений оказывают влияние на выбор рациональной системы управления движением грузовых поездов по магистральным однопутным железнодорожным линиям. Порядок скрещения поездов на раздельных пунктах окажет влияние не только в затратах, вызванных пропуском поездов по участкам. От порядка остановок поездов при скрещениях будет зависеть эксплуатационная обстановка в целом на магистральных железнодорожных линиях. В порожнем направлении ввиду наличия малого веса грузовых поездов значительно недоиспользуется мощность локомотивов. Поэтому в порожнем направлении может оказаться целесообразным организовать вождение длинносоставных грузовых поездов. Их безостановочное движение с двумя локомотивами позволит ускорить пропуск всех поездов по магистральным линиям. Ускоренный пропуск порожних поездов позволит также быстро освобождать пункты с затрудненной выгрузкой от повышенного парка вагонов. Это обеспечит устойчивость в движении грузовых поездов по магистральным железнодорожным линиям в целом. Ключевые слова: вагон, локомотив, перегон, порожнее направление, провозная способность, станция. PRINCIPLES OF ESTABLISHING THE RATIONAL WEIGHT AND LENGTH OF FREIGHT TRAINS IN THE DIRECTIONS OF MOVEMENT FOR SINGLE-TRACK RAILWAY LINES A.V. Dmitrenko Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Siberian State University of Railway Transport» Novosibirsk. Baatar Ider Mongolia. Ministry of Transport Ulaanbaatar 127
Annotation. The unevenness in traffic, the presence of freight and empty directions will influence the choice of a rational system for controlling the movement of freight trains along the main single-track railway lines. The order of crossing trains at separate points will have an impact not only in the costs caused by the passage of trains through sections. The operational situation on the main railway lines as a whole will depend on the order of train stops at crossings. In the empty direction, due to the low weight of freight trains, the power of locomotives is significantly underutilized. Therefore, in the empty direction it becomes expedient to organize the driving of long-composite freight trains. Their non-stop movement by two locomotives will speed up the passage of all trains on the main lines. The accelerated passage of empty trains will also allow you to quickly free the points of difficulties with unloading from the increased fleet of cars. This will ensure stability in motion. Key words: wagon, locomotive, stage, empty direction, carrying capacity, station. За счет создания системы централизованного диспетчерского управления движением поездов на отечественных железных дорогах создалась возможность организовать рациональное функционирование однопутных магистральных железнодорожных линий. В XIX в. при наличии однопутных линий создалась возможность в кратчайшие сроки создать густую сеть железных дорог в ряде стран мира. Особенно быстрыми темпами возрастала сеть железных дорог в США, Канаде, странах Западной Европы, Индии, Европейской части России. Повышение среднего веса грузовых поездов на начальном этапе функционирования железнодорожного транспорта позволяло даже за счет малых затрат в быстрые сроки осваивать возрастающие объемы перевозок на магистральных линиях, увеличивать их провозную способность, обеспечить значительный рост производительности поездных локомотивов (паровозов). При постоянном повышении единичной мощности поездных локомотивов для паровозной тяги стало возможным значительно сокращать эксплуатационные расходы, связанные с содержанием поездных бригад [1, 2, 3]. С внедрением тепловозной и электрической тяги, более совершенных средств автоматики и связи, совершенствованием системы пропуска поездов создалась возможность управлять одновременно несколькими локомотивами одной локомотивной бригадой. Целью настоящей работы является установление эффективности порядка беспрепятственного пропуска длинносоставных грузовых поездов в порожнем направлении на однопутных железнодорожных линиях. В России для повышения среднего веса грузовых поездов пошли по пути создания локомотивов особо большой мощности, способных водить составы повышенного веса или 128
длины одним или несколькими единицами, находящимися в голове состава грузового поезда. Так, например, при вождении составов грузовых поездов весом 6000 т на Транссибирской магистрали используются локомотивы, имеющие 12 осей. В последние десятилетия на железных дорогах России и Монголии были выполнены мероприятия по дальнейшему повышению среднего веса составов грузовых поездов. Данные меры позволили повысить средний вес грузовых поездов на железнодорожных линиях с 3700 до 6000 тонн для полезной длины станционных путей в 1050 м. На железных дорогах США оказалась выгодной система тяжеловесного движения, где вес отдельных тяжеловесных грузовых поездов достигает 15–25 тыс. т. Каждый такой состав формируется с наличием нескольких локомотивов, которые находятся в различных частях состава тяжеловесного грузового поезда [4, 5]. Наличие тяжеловесного движения на железных дорогах США при отсутствии на них пассажирского движения позволяет обеспечивать функционирование однопутных железнодорожных линий с тепловозной тягой без затрат на электрификацию. При этом сокращается количество раздельных пунктов на магистральных железнодорожных линиях. Скорость движения грузовых поездов низкая, и с учетом холмистой местности достигает лищь 40 км/ч. На современном этапе технического прогресса для новых видов тяги стало возможным из одной кабины обеспечивать управление одновременно несколькими локомотивами. Это позволяет сокращать штат локомотивных бригад по обслуживанию перевозочного процесса и сокращать соответствующие эксплуатационные расходы. В современных условиях появилась возможность значительно повышать суммарную мощность локомотивов, а, следовательно, и средний вес грузовых поездов. В то же время, вес грузовых поездов ограничивается полезной длиной станционных путей. Удлинение станционных путей, особенно на электрифицированных железнодорожных линиях, связано с крупными капитальными затратами. Поэтому в течение многих десятилетий мощность локомотивов возрастала значительно быстрее, чем увеличивалась полезная длина станционных путей. На современном этапе полезная длина станционных путей однопутных железнодорожных линий является главным ограничением в дальнейшем повышении среднего веса грузовых поездов. Недостаточное использование мощности поездных локомотивов в настоящее время оказывает влияние на затраты по передвижению поездов, как в порожнем, так и в груженом направлениях. В груженом (нечетном) направлении в настоящее время по Транссибирской магистрали только около половины составов грузовых поездов являются полновесными. При этом 129
мощность поездных локомотивов в данном направлении недоиспользуется почти на 20%. На участке Новосибирск – Омск при норме 6000 т средний вес грузового поезда составляет 4800 т. В четном (порожнем) направлении средний вес грузовых поездов имеет величину только в 2600 тонн, что почти в два раза ниже установленной нормы в 6000 тонн. С целью повышения данного показателя на участке Омск – Артышта широко развит пропуск порожних поездов длиной в 1500 м. На экономическую эффективность повышения среднего веса грузовых поездов при имеющихся технических средствах в пропускной и провозной способности магистральных железнодорожных линий оказывают влияние факторы: — наличие отдельно однопутных и двухпутных железнодорожных линий; — наличие груженого и порожнего направлений следования вагонопотока. На практике оказалось, что порядок эксплуатационной работы однопутных и двухпутных железнодорожных линий в части пропуска грузовых поездов по раздельным пунктам участков значительно различаются между собой. Так, для двухпутных железнодорожных линий порядок движения грузовых поездов может быть осуществлен отдельно для груженого и отдельно — для порожнего направления без их влияния друг на друга [9]. На однопутных железнодорожных линиях грузовые поезда в четном и нечетном направлениях влияют друг на друга. Так, порядок пропуска составов грузовых поездов в одном из направлений вследствие стоянок под скрещением оказывает влияние на возможные задержки поездов и величину затрат в обратном направлении. Поэтому комплексный анализ движения поездов сразу для двух направлений может обеспечивать более рациональный вариант пропуска грузовых поездов на однопутных магистральных железнодорожных линиях, с учетом наличия груженого и порожнего направлений. При оценке затрат следует учитывать, что при вождении грузовых поездов уста- новленной нормы одиночной тягой в настоящее время имеется избыточная мощность поездных локомотивов. В этом направлении для части грузовых поездов установленной повышенной нормы мощность поездных локомотивов при вождении полносоставных грузовых поездов будет использоваться практически полностью. Однако при наличии в составах вагонов с легковесными грузами в груженом направлении мощность поездных локомотивов значительно недоиспользуется. Для порожнего направления мощность поездных локомотивов в целом используется менее, чем на 50%. Для оценки эффективности достижения высоких технико-экономических показателей эксплуатационной работы в существующей научной теории был установлен порядок, когда беспрепятственно пропускается поезд, позже прибывающий на данный раздельный пункт для скрещения [10]. При этом не оценивается разница в весе поездов, прибывающих с разных направлений для скрещения на данном раздельном пункте участка. 130
Рисунок 1 – Схема пропуска грузовых поездов при скрещениях при неодновременном их прибытии на данные раздельные пункты: t x , t х – время хода грузовых поездов в нечетном и в четном направлениях При определенной мощности локомотивов в случае наличия грузовых поездов повышенного веса очередность их пропуска в значительной степени зависит от наличия порожнего и груженого направлений, а также появления на отдельных полигонах сети железных дорог повышенного парка вагонов. Прежде всего, в порожнем направлении мощность локомотивов используется не полностью. Поэтому для данного направления имеются резервы в мощности поездных локомотивов. Вследствие наличия возможностей для порожнего направления можно организовать формирование и пропуск длинносоставных грузовых поездов. Поэтому в порожнем направлении обычно появляется резервный пробег локомотивов, который будет оказывать существенное влияние на порядок пропуска грузовых поездов четного и нечетного направлений в целом по всему участку. Наличие груженого и порожнего поездов окажет значительное влияние на величину затрат, связанных с остановками грузовых поездов под скрещением на раздельных пунктах однопутных линий. Наличие резервных локомотивов в порожнем направлении может оказать существенное влияние на технико-экономические показатели. С учетом вышеуказанных особенностей необходимо поменять подход к организации скрещения грузовых поездов на промежуточных станциях участков для магистральных железнодорожных линий в целом. В технико-экономических расчетах при оценке эффективности порядка пропуска поездов под скрещением необходимо будет учитывать затраты отдельно: — в вагоны; — в локомотивы; — энергетические затраты, связанные с разгоном и замедлением составов грузовых поездов в пути следования, преимущественно в связи со скрещениями на раздельных пунктах участков. Вместо существующей системы стоянки под скрещением поездов как четного, так и нечетного направлений предлагается беспрепятственно пропускать длинносоставные 131
порожние поезда. Преимущественный пропуск поездов порожнего направления обусловлен тем, что: — можно дополнительно использовать локомотивы для организации пропуска без задержек по участкам с порожними поездами, пропускаемыми с повышенной скоростью; — длинносоставные порожние поезда станут занимать меньшее время пропуска по участку; — снизится избыточный парк вагонов наиболее загруженных участков. Всё это обеспечит беспрепятственный пропуск вагонов в целом по магистральным железнодорожным линиям. Рисунок 2 – График движения с преимуществом в пропуске длинносоставных порожних поездов кратной тягой двумя локомотивами: – грузовые поезда, водимые одиночной тягой; – грузовые поезда, водимые двумя локомотивами Из данного рисунка видно, что при наличии порожнего направления локомотивы могут водить длинносоставные грузовые поезда, которые целесообразно пропускать безостановочно с повышенной скоростью. Этим сокращается фактическое количество поездов в порожнем направлении. Длинносоставные грузовые поезда с двумя локомотивами обеспечивают: — сокращение времени нахождения вагонов и локомотивов в пути следования за счет их безостановочного пропуска по участку; — сокращение общего времени нахождения всех локомотивов в пути следования; — сокращение времени нахождения локомотивных бригад за счет возможности управления из одной кабины двумя подвижными единицами. Выводы. 1. При оценке порядка скрещения грузовых поездов, кроме простоя перед остановкой, необходимо будет учитывать наличие груженых и порожних составов. 2. В порожнем направлении суммарный вес грузовых поездов оказывается в два с лишним раза ниже, чем в грузовом. Появляющиеся резервы в мощности локомотивов 132
следует направлять на организацию вождения порожних длинносоставных поездов двойной тягой, с целью сокращения времени нахождения локомотивов и вагонов в пути следования. 3. Ускоренный пропуск порожних длинносоставных поездов позволит в быстрые сроки убрать с загруженных участков магистральных линий повышенный парк вагонов. Это позволит обеспечивать более устойчивую эксплуатационную работу магистральных железнодорожных линий. Список литературы 1. Сотников, Е.А. Железные дороги мира из ХIХ в ХХI век / Е.А. Сотников. – Москва: Транспорт, 1993. – 200 с. – Текст: непосредственный. 2. Нехорошков, В.П. Железнодорожный транспорт в развитии внешнеэкономической деятельности восточных регионов России / В.П. Нехорошков. – Новосибирск: Наука, 2011. – 228 с. – Текст: непосредственный. 3. Дмитренко, А.В. Варианты пропуска поездов при капитальном ремонте и затруднениях в движении на двухпутных линиях / А.В. Дмитренко, А.Н. Рожков. – Текст: непосредственный // Научн. пробл. трансп. Сибири и Дальн. Востока. – 2011. – № 1. – С. 221–224. 4. Дмитренко, А.В. США и Россия: оптимальный вес грузовых поездов и развитие инфраструктуры / А.В. Дмитренко, С.В. Карасев. – Текст: непосредственный // Вестник трансп. – 2015. – № 12. – C. 12–15. 5. Шапкин, И.Н. Эксплуатация железных дорог на рубеже веков (Оптимизация, развитие, перспективы) / И.Н. Шапкин, И.М. Яриков, Е.М. Кожанов. – Москва: ВИНИТИ РАН. – 2011. – С. 17–35. – Текст: непосредственный. 6. Умаров, Х.К. Увеличение пропускных способностей лимитирующего перегона линии Ангрен – Пап / Х.К. Умаров, Е.С. Свинцов. – Текст: непосредственный // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2015. – Вып. 2 (43). – C. 84–90. 7. Бубнова, Г.В. Об эффектах специализации железнодорожных линий / Г.В. Бубнова, Ю.Н. Федоров. – Текст: непосредственный // Мир транспорта. – 2012. – Т. 10, №6 (44). – С. 62–69. 8. Бородин, А.Ф. Схема размещения и развития сортировочных станций ОАО «РЖД» до 2015 года / А.Ф. Бородин. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2008. – № 1. – С. 48–54. 9. Грошев, Г.М. Повышение надежности информационных технологий пропуска поездов на станциях смены видов тяги и родов тока транспортных коридоров / Г.М. Грошев, А.Г. Котенко, А.Р. Норбоев. – Текст: непосредственный // Интеллектуальные системы на транспорте: Материалы 3–й МНПК «Интеллект Транс–2013». – Москва: Издательство «Перо», 2013. – С. 218–223. 133
УДК: 629.46 КРАТКАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИННОВАЦИОННЫХ ВАГОНОВ В ГРУЗОВОМ ДВИЖЕНИИ Л.И. Докалов Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный университет путей сообщения» г. Омск Аннотация. В статье представлено краткое изложение математической оценки эффективности эксплуатации инновационных железнодорожных вагонов при грузовых перевозках. Представлены комплексные системы показателей эффективности эксплуатации инновационных железнодорожных вагонов, которые дают совокупный мультипликативный эффект повышения производительности подвижного состава при грузовых перевозках с использованием математического моделирования. Составлена математическая модель комплексной оценки эффективности эксплуатации грузового подвижного состава от эксплуатации инновационных полувагонов в одном технологическом цикле. Проведенные в работе исследования и полученные результаты моделирования показывают, что эффективность использования подвижного состава при грузовых перевозках следует рассматривать с учетом факторов влияния от эксплуатации инновационных вагонов. Ключевые слова: инновационный вагон, грузовой подвижной состав, масса поезда, среднесуточный пробег поезда. BRIEF MATHEMATICAL MODEL FOR INTEGRATED EVALUATION OF THE INNOVATION CARS OPERATIONAL EFFICIENCY IN THE FREIGHT TRAFFIC L.I. Dokalov Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Omsk State Transport University» Omsk Annotation. The article presents a brief presentation of the mathematical evaluation of the efficiency of the operation of innovative railcars in freight transportation. Complex systems of indicators of the efficiency of operation of innovative railway cars are presented, which give a cumulative multiplicative effect of increasing the productivity of rolling stock in freight transportation using mathematical modeling. A mathematical model of a comprehensive assessment of the efficiency of the operation of freight rolling stock from the operation of innovative gondola 134
cars in one technological cycle has been compiled. The research carried out in the work and the simulation results obtained show that the efficiency of the use of rolling stock in freight transportation should be considered taking into account the factors of influence from the operation of innovative wagons. Key words: innovative wagon, freight rolling stock, train weight, average daily train mileage. Проблемы с ограничивающими грузоперевозочную структуру факторами являются попрежнему актуальными, даже с учетом развития данной ветви инфраструктуры. Загруженность инфраструктуры железных дорог растёт с каждым днём, а, следовательно, снижается пропускная способность. В этой связи актуальны технические и технологические методы, направленные на увеличение производительности подвижного состава [1, 2]. В настоящее время использование устаревшей техники заметно снижает эффективность и производительность подвижного состава, к тому же, как выше сказано, существуют и ограничивающие факторы, что усугубляет положение. Следовательно, необходимо производить и использовать новую технику — инновационную. Рассмотрим использование инновационных вагонов [3, 4, 5]. Наибольшим достоинством инновационных вагонов является возможность эффективного использования тяговых единиц в грузовом движении из возможных существующих условий эксплуатации железных дорог. Инновационный вагон — это вагон, способный обеспечить рост технико-экономических показателей грузовых перевозок. Для формирования математической модели необходимо рассмотреть изменение технико-экономической эффективности при массовом внедрении инновационных вагонов в практику. Ввод в эксплуатацию вагонов нового поколения сопровождается рядом преимущественных факторов: снижение себестоимости обслуживания и циклов ремонта, увеличение межремонтных пробегов подвижного состава, снижения массы тары с целью повышения показателей вместимости вагонов, возможность использования качественных композитных материалов для увеличения статической осевой нагрузки и увеличения эффективности тормозов, повышение скорости движения без последствий как для самих колёсных пар, так и для рельсового пути [6]. Помимо этого, повышается эффективность погрузочно-разгрузочных работ. Отказы грузовых вагонов чаще всего связаны с небережливым отношением к вагонам во время погрузочно-разгрузочных работ и, конечно же, с неисправностями колёсных пар. При использовании инновационных вагонов вероятность отказа снижается. Достоинства конструкции инновационных вагонов представлены на рисунке 1. 135
Рисунок 1 – Описание конструкции инновационного вагона и его достоинства [Источник: 11, с. 225] Масса состава имеет существенное влияние на производительность подвижного состава. Немаловажным является пробег локомотива, его тяговые способности, мощность, износ (рисунок 2) [7, 8]. Среднесуточная производительность локомотива является комплексным показателем, характеризующим эффективность использования локомотивов. Под среднесуточной производительностью локомотива понимается количество тонно-километров брутто, приходящееся в среднем на один локомотив рабочего парка за сутки. Её целевое изменение можно определить по выражению: Wп max  Wп Wп б   S п max . Q  max Qб Sп (1) Исходя из сказанного выше, в выражении (1) эффективность складывается из увеличения веса состава из инновационных вагонов и увеличения грузоперевозочной работы локомотива. Рисунок 2 – Структурная схема эксплуатационной эффективности подвижного состава [Источник: 11, с. 227] 136
Вес поезда определяет провозную способность линий, себестоимость и экономичность перевозок, а также удельный расход топлива или электроэнергии (для электроподвижного состава) на тягу поездов. Его целевое изменение при использовании в составе инновационных вагонов определяется по формуле: н н п Qб max    1nconst q max k Q min 1 k п  min н н т   1nconst q min 1 k т  max ; Qт min  б , Qmax (2) (3) н — процентное количество инновационных вагонов в составе поезда; где   1 н — общее количество вагонов; nconst q п max — масса перевозимого груза; q т min — масса тары вагона; k Q min — коэффициент отношения веса нетто к брутто; Q т min — вес поезда нетто; Q б max — вес поезда брутто. Среднесуточным пробегом локомотива называется расстояние, проходимое в среднем одним локомотивом за сутки. Его целевое изменение можно определить по выражению (4): Sп max  24 1 Vу max tп  const Lу , где V у max — участковая скорость; п — время простоя локомотива; tconst Ly — длина участка. Увеличение коэффициента использования вместимости обеспечивается ростом фактической нормы загрузки инновационных вагонов, увеличивается и статическая нагрузка вагона. Комплексная система показателей эффективности инновационных вагонов имеет вид (5): 137
Vп const  n ;  kmin  V н пmax  Tconst  т  kmax  T н ; min  н P Тн    poдоп ; p  o n  н н  q  P  Т  q доп ,  2L где k п min — отношение массы груза в вагоне к грузоподъёмности вагона; k т m ax — масса тары вагона на одну тонну грузоподъёмности; Vп const — удельный погрузочный объем вагона-аналога; 3 Vпн max — удельный погрузочный объём инновационного вагона, м /т; Тconst — масса тары вагона-аналога; Tн min — масса тары инновационного вагона, т; po — допустимая нагрузка вагона; p oдоп — осевая нагрузка вагона; Pн — грузоподъемность вагона, т; n — осность вагона; q — допустимая нагрузка вагона брутто; qдоп — погонная нагрузка вагона брутто; 2L — длина по осям сцепления. Совокупность зависимостей, представленных в выражении (5), обеспечивает наиболее производительную транспортировку комплекса грузов в необходимых масштабах. Очевидно преимущество, что провозная способность увеличивается на более, чем на 6%. Это связано с тем, что инновационные вагоны обладают лучшими эксплуатационными показателями [9]. Таким образом, при использовании инновационных вагонов та же длина поезда может быть увеличена по сравнению с обычными вагонами [7, 10]. Благодаря тому, что динамический коэффициент инновационных вагонов в полтора раза меньше, чем у вагонованалогов, увеличивается грузоподъемность. Принципиальным преимуществом здесь является то, что нет необходимости изменять прямо или косвенно строение пути. Возможность увеличения участковой скорости значительно снижается из-за задержек поездов на станциях и участках, а также потерь на погрузочно-разгрузочные операции. Рабочее время грузового вагона в относительных процентных единицах представлено на рисунке 3 [11]. Целевое изменение времени в эксплуатации инновационных вагонов можно определить по выражению (6): 138
 nt o min   nt двmin   nt техmin   nt грmin , где  ntдвmin — время в движении;  nt техmin — время простоя на станциях и перегонах;  nt грmin — затраты времени на грузовые операции. Рисунок 3 – Процентные соотношения времени использования вагона в эксплуатации [Источник: выполнено автором с использованием 11, с. 228] Исходя из сказанного ранее, в выражении (6) для сокращения времени на простои необходимо сократить эксплуатационные отказы, задержки и простои на станциях и перегонах, а также увеличить скорость выполнения погрузочно-разгрузочных работ путем увеличения численности эксплуатационного штата. Анализ показателей надежности инновационных вагонов приведен в таблице 1 [11]. Таблица 1 Показатели надёжности вагонов Наименование Осевая нагрузка вагонов, тс Срок службы вагонов, лет Пробег от постройки и капитального ремонта до деповского ремонта вагонов, не менее лет/тыс. км Межремонтный пробег между деповскими ремонтами вагонов, не менее лет/тыс. км Частота отцепок вагонов Количество текущих отцепочных ремонтов вагонов на 1 млн км Стоимость жизненного цикла вагона, тыс. руб. 23,5 22 Полувагон (инновационный) 27 32 3/210 6/500 2/160 4/250 1,44 0,39 24,9 8,3 1363 450 Аналог [Источник: выполнено автором с использованием 11, с. 229] 139
На рисунке 4 рассмотрен анализ эксплуатационной безотказности сравниваемых вагонов. Как было сказано ранее, использование вагонов нового поколения увеличивает эксплуатационные возможности подвижного состава в целом. Эксплуатация инновационных вагонов позволяет снизить простои, увеличить межремонтные пробеги. Для определения изменения участковой скорости необходимо воспользоваться данными закономерностями:  V у Vдоп  V у Vт  kmax  k1 1  н  ; Vдоп  Vдоп   н  k Vу  Vуmax ;  1 Vт  tгрн  tгр ;   p  t н  0,98,  V у где kmax — отношение участковой скорости к технической; V kу1 — допустимый предел отношения; Vунmax — участковая скорость вагона; Vm — техническая скорость вагона; Vдоп — допустимая скорость движения вагона-аналога; н — допустимая скорость движения инновационного вагона; Vдоп tгр — норма простоя вагона-аналога; tгрн — норма простоя инновационного вагона; p  t  — вероятность безотказной работы поезда. н Рисунок 4 – Анализ эксплуатационной безотказности сравниваемых вагонов [Источник: 11, с. 229] 140 (7)
Данная математическая модель позволяет одновременно при одинаковых условиях анализировать показатели производительности подвижного состава, среднесуточного пробега, массы состава, грузоподъемности, осевой нагрузки, массы тары, участковой скорости и вероятности безотказной работы. Рассчитанные при помощи данной модели эксплуатационные параметры приведены на рисунке 5 [11, 12]. Выводы. Выведенная модель может послужить в качестве рационального и максимально точного способа определения изменения эксплуатационных параметров при внедрении инновационных вагонов. Более того, можно определить это изменение для конкретного типа инновационного вагона. Внедрение математической модели в практику позволит более детально оценить комплексную эффективность перспективного нетягового подвижного состава. Рисунок 5 – Диаграмма изменений эксплуатационных параметров [Источник: 17, с. 231] Можно сказать, что внедрение инновационных вагонов в железнодорожную прак- тику имеет существенное влияние на показатели производительности подвижного состава железных дорог. Увеличивается масса состава и среднесуточный пробег вагона. Внедрение инновационных вагонов в массовую эксплуатацию позволит наиболее эффективно использовать подвижной состав железнодорожного транспорта. 141
Список литературы 1. Михеев, В.А. Математическая модель комплексной оценки эксплуатационной эффективности инновационных вагонов в грузовом движении / В.А. Михеев, О.С. Томилова. – Текст: непосредственный // Известия Транссиба. – 2020. – № 4 (44). – С. 8–18. 2. Лапидус, Б.М. Стратегические тренды развития железнодорожного транспорта / Б.М. Лапидус. – Текст: непосредственный // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». – 2015. – № 6. – С. 2–9. 3. Коссов, В.С. Инновационное развитие подвижного состава в рамках реализации Стратегии холдинга «РЖД» / В.С. Коссов. – Текст: непосредственный // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». – 2014. – № 5. – С. 53–60. 4. Гапанович, В.А. Инновационная деятельность Российских железных дорог / В.А. Гапанович. – Текст: непосредственный // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». – 2014. – № 5. – С. 4–16. 5. Лапидус, Б.М. Повышение производительности и эффективности железнодорожного транспорта на инновационной основе / Б.М. Лапидус. – Текст: непосредственный // Вестник ВНИИЖТ. – 2012. – № 5. – С. 3–6. 6. Параметры инновационных вагонов и некоторые проблемы их реализации / В.Н. Филиппов, А.В. Смольянинов, И.В. Козлов, Я.Д. Подлесников. – Текст: непосредственный // Транспорт Урала. – 2017. – Т. 52, № 1. – С. 25–31. 7. Корникова, Т.И. Конкуренция подстегивает производителей: продолжается разработка полувагонов нового поколения с улучшенными технико-экономическими параметрами / Т.И. Корникова, А.Е. Афанасьев. – Текст: непосредственный // Вагоны и вагонное хозяйство. – 2009. – Т. 17, № 1. – С. 6–9. 8. Исаков, М.П. Анализ эксплуатационных показателей полигонов / М.П. Исаков. – Текст: непосредственный // Мир Транспорта. – 2014. – № 5. – С. 162–166. 9. Валеев, Н.А. Критерии эффективности использования локомотивного парка / Н.А. Валеев. – Текст: непосредственный // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». – 2015. – № 2. – С. 37–43. 10. Лакин, И.К. Анализ основных показателей работы железнодорожного транспорта / И.К. Лакин. – Текст: непосредственный // Наука и Транспорт. – 2007. – Т. 1, № 1. – С. 60–63. 11. Михеев, В.А. Внедрение инновационных вагонов как средство повышения эксплуатационной эффективности локомотивного парка / В.А. Михеев. – Текст: непосредственный // Известия Транссиба. – 2018. – № 3 (35). – С. 54–61. 12. Михеев, В.А. Влияние инновационных вагонов на производительность подвижного состава в грузовом движении / В.А. Михеев. – Текст: непосредственный // Вестник ИрГТУ. – 2018. – № 7 (138). – С. 223–233. 142
УДК: 656.224 МЕЖДУНАРОДНЫЙ ОПЫТ РАЗВИТИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТЫ ПАССАЖИРСКОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО КОМПЛЕКСА ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ДВИЖЕНИЯ В.С. Евсеев Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В настоящее время Российская Федерация находится на этапе реализации первых в стране проектов высокоскоростных железнодорожных магистралей. На данном этапе анализ международного опыта становления, работы и развития пассажирского железнодорожного комплекса высокоскоростных магистралей, несомненно, является актуальной задачей. В статье рассмотрены подходы к реализации проектов ВСМ в таких странах как Япония, Франция, Германия, Италия, Испания и КНР. Ключевые слова: высокоскоростная железнодорожная магистраль, высокоско- ростное движение, пассажирский железнодорожный комплекс, вокзалы высокоскоростных магистралей. DEVELOPMENT AND OPERATION OF THE HIGH–-SPEED RAILWAY PASSENGER COMPLEX: INTERNATIONAL EXPERIENCE REVIEW V.S. Evseev Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The Russian Federation is currently at the stage of implementing the country's first HSR projects. At this stage, the analysis of international experience in the formation, operation and development of the passenger railway complex of high-speed lines is undoubtedly an urgent task. The article discusses approaches to theimplementation of HSR projects in countries such as Japan, France, Germany, Italy, Spain and China. Key words: high-speed railway, high-speed traffic, passenger railway complex, high-speed railway stations. До открытия в 1964 году первой в мире ВСМ в Японии высокоскоростным движением в системе «колесо – рельс» считали движение со скоростями 140–160 км/ч, хотя тяговые расчеты, в том числе советских ученых, уже подтверждали техническую возможность достижения подвижным составом на специальных линиях скоростной отметки 350 км/ч. 143
В настоящее время в России термин «высокоскоростная железнодорожная магистраль» документально определен как специализированная железнодорожная линия, на которой осуществляется движение пассажирских поездов с установленной скоростью более 200 км/ч. Движение поездов со скоростью от 160 до 200 км/ч считается скоростным [1]. Однако градация скоростей движения, принятая Международным союзом железных дорог (МСЖД), несколько отличается от отечественной. Согласно документам, принятым МСЖД, высокоскоростной железнодорожной магистралью считается линия, по которой осуществляется движение подвижного состава со скоростями 250 км/ч и более. В материалах международных железнодорожных сообществ, в том числе и МСЖД, можно встретить следующую категоризацию железнодорожных линий в зависимости от скоростей движения:  модернизированные магистральные линии (скоростные) — «традиционные» магистральные железнодорожные линии, подвергшиеся реконструкции, в результате которой достигнута возможность эксплуатации пассажирских поездов со скоростью до 250 км/ч;  высокоскоростные магистрали — специализированные вновь построенные железнодорожные линии, реализуемые для эксплуатации пассажирских поездов со скоростями 251–300 км/ч;  сверхскоростные магистрали — специализированные вновь построенные железнодорожные линии, реализуемые для эксплуатации пассажирских поездов со скоростями от 300 км/ч. Безусловно, движение поездов по рельсовому пути со скоростями более 250 км/ч влечет за собой повышение сил сопротивления движению, что требует больших затрат на тягу поездов. Такие скорости движения требуют более совершенной технической оснащенности инфраструктуры, подвижного состава, систем энергоснабжения и СЦБ и внушительных капитальных и эксплуатационных расходов. Пионером по сооружению высокоскоростных железных дорог является Япония. Первая в мировой практике высокоскоростная магистраль там была введена в эксплуатацию 1 октября 1964 года и получила название «Токкайдо Синкансэн». Железнодорожная магистраль длиной 515,4 км соединяет города Токио и Осака. Минимальное время в пути между конечными пунктами составляет 2,5 ч. Вслед за «Токкайдо», в 1972–1975 гг. между городами Осака и Фукуока была введена в эксплуатацию вторая ВСМ в Японии — «Санъё– Синкансэн». На первых и последующих высокоскоростных линиях Синкансэн используется путь с шириной колеи 1435 мм, в то время как ширина колеи обычных железных дорог Японии — 1067 мм. Исключение составляют лишь маршруты так называемой «Мини– 144
Синкансэн», использующие колею обычных железных дорог. Общая длина высокоскоростной железнодорожной системы «Синкансэн» насчитывает в настоящее время более 3 тыс. км путей с максимальной скоростью движения 320 км/ч (рисунок 1). Рисунок 1 – Железные дороги Японии, в т.ч. высокоскоростные («Синкансэн») Следующей страной после Японии, начавшей строительство ВСМ, стала Франция. В 1981 году там была открыта высокоскоростная магистраль между городами Париж и Лион с длиной трассы 409 км. Специально для эксплуатации на высокоскоростных железнодорожных магистралях Франции был выпущен высокоскоростной электропоезд TGV с конструкционной скоростью 320 км/ч. В настоящее время маршрутная сеть выделенных ВСМ Франции (LGV) составляет более 2,8 тыс. км. Кроме того, на сети французских железных дорог существуют модернизированные железнодорожные линий под скоростное движение до 220 км/ч (рисунок 2). ВСМ во Франции имеют ширину колеи, одинаковую с остальной сетью железных дорог (1435 мм) и, в отличие от ВСМ Японии, имеют многочисленные соединения с «традиционными» линиями. Однако пути ВСМ используются исключительно высокоскоростными поездами, а с обычных путей возможен выезд только специализированного 145
Рисунок 2 – Маршрутная сеть LGV во Франции подвижного состава; однако, высокоскоростные поезда могут выходить на пути общей сети железных дорог. Ввод трассы ВСМ в центры агломераций, как правило, производится на существующие крупные вокзалы, которые перед запуском ВСМ были расширены и модернизированы. Имеются также и вновь построенные железнодорожные станции и вокзалы для ВСМ. Так, в пригороде Парижа на ВСМ впервые введен в эксплуатацию совмещенный хаб, включающий в себя вокзал ВСМ (Aeroport Charles de Gaulle 2 – TGV), станцию пригородногородских поездов RER и аэропорт Шарль де Голль, где осуществляется непосредственная пересадка пассажиров с железнодорожного транспорта на авиасообщение, и в обратном направлении [2]. Следующей европейской страной, в которой была введена в эксплуатацию ВСМ, стала Германия. Строительство высокоскоростной линии между городами Мангейм и Штутгарт было завершено в 1991 г., затем были построены ВСМ Ганновер – Вюрцбург (1991 г.), 146
Ганновер – Берлин (1998 г.), Кёльн – Франкфурт-на-Майне (2002 г.) и др. Общая длина специализированных ВСМ в настоящее время превышает отметку в 1200 км, а максимальная скорость движения на некоторых участках достигает 300 км/ч. Длина реконструированных под высокоскоростное движение обычных линий составляет 1900 км, максимальная скорость движения поездов по ним — 250 км/ч (рисунок 3). Особенностью ВСМ Германии является развитие по концепции развития некоторых «традиционных» железнодорожных линий в высокоскоростные. Рисунок 3 – Маршрутная сеть ВСМ Германии, в том числе реконструированные линии Первая ВСМ в Италии «Диреттиссима» между Римом и Флоренцией была открыта в 1992 г. Полный маршрут на данной ВСМ поезда проходят менее, чем за 1,5 часа при максимальной скорости движения 250 км/ч. Италия, как и Германия, при создании первых ВСМ следовала варианту организации высокоскоростного пассажирского движения, основанному на концепции модернизации существующих железнодорожных линий под высоко147
скоростное движение. При этом вновь построенные скоростные пути имеют множество соединений с обычной сетью, подвергшейся модернизации, в связи с чем они составляют единую гибкую систему, на которой осуществляется смешанная эксплуатация как высокоскоростных, так и обычных пассажирских поездов, а также ускоренных грузовых поездов с ограничением по массе состава. Как правило, для обслуживания поездов ВСМ в Италии и Германии используются существующие станции, связанные с ВСМ соединительными линиями. В настоящее время сеть ВСМ в Италии представляет собой две магистрали, проходящие через большую часть крупных городов страны. Первая линия соединяет Турин с Салерно через Милан, Болонью, Флоренцию, Рим и Неаполь, а вторая — из Турина в Венецию через Милан и Верону. Общая длина специализированных ВСМ в Италии в настоящее время превышает 2 тыс. км при максимальных скоростях движения 250–300 км/ч (рисунок 4). Рисунок 4 – Высокоскоростные магистрали Италии Первая ВСМ в Испании по маршруту Мадрид – Севилья была построена в 1992 году. Длина маршрута составляет 471 км, ширина колеи составляет 1435 мм и отличается от основной сети железных дорог (ширина колеи обычных железных дорог в Испании — 148
1668 мм). ВСМ была построена для движения поездов со скоростями до 250 км/ч. В настоящее время на сети железных дорог Испании выделяются пять высокоскоростных коридоров (сервис AVE), включающих в себя десять основных линий и два ответвления, соединяющие г. Толедо с ВСМ Мадрид – Севилья и г. Уэска с ВСМ Мадрид – Барселона. Эксплуатационная длина высокоскоростного сервиса AVE составляет более 4,2 тыс. км. Максимальная скорость на большинстве участков сети ВСМ составляет 300 км/ч (рисунок 5). Рисунок 5 – Маршрутная сеть AVE в Испании В 2003 году на северо-востоке Китая была введена в коммерческую эксплуатацию первая в стране специализированная ВСМ в стране между Циньхуандао и Шеньян длиной в 404,9 км, рассчитанная на движение высокоскоростного подвижного состава со скоростью до 250 км/ч [4]. С 2010 г. Китай стремительно нарастил темпы по строительству железных дорог и вырвался в лидеры в глобальной гонке по организации маршрутной сети ВСМ. К 2020 г. все крупные города и округа в центральных и прибрежных регионах страны были соединены по крайней мере одной высокоскоростной линией, общая протяженность ВСМ составила уже 38 тыс. км (рисунок 6). Кроме отмеченных на рисунке 6 стран, ВСМ находятся в эксплуатации в Австрии (с 2012 г.), Бельгии (с 1997 г.), Польше (с 2015 г.), Швейцарии (с 2004 г.), Нидерландах (с 2009 г.), Великобритании (с 2003 г.), Южной Корее (с 2004 г.), Тайване (с 2007 г.), Турции (с 2009 г.), Марокко (с 2018 г.), Узбекистане (с 2011 г.). 149
Рисунок 6 – Маршрутная сеть ВСМ в Китае В качестве системообразующих проектов скоростного и высокоскоростного движения в России определены [3]: Москва – Санкт-Петербург (ВСМ–1), Москва – Казань – Екатеринбург (ВСМ–2), Москва – Адлер (ВСМ–3) (рисунок 7). В 2015 г. началось проектирование первой в России специализированной высокоскоростной магистрали Москва – Казань. Однако с 2019 г. проект законсервирован по причине необходимости дополнительного обоснования рентабельности и подтверждения пассажиропотока. Работы по сооружению ВСМ–2 не начинались. В ноябре 2020 г. было принято решение приступить к проектированию линии ВСМ–1 Москва – Санкт-Петербург. Начать строительство магистрали предполагается в 2022 г. и завершить к 2027 г. Протяженность ВСМ составит 680 км, планируемое время пути от Москвы до Санкт–Петербурга — 2,5 ч. ВСМ пройдет по территориям Московской, Тверской, Новгородской и Ленинградской областей. Рисунок 7 – Планируемые маршруты ВСМ в России 150
Таким образом, с точки зрения используемой ВСМ инфраструктуры можно выделить три основных варианта организации высокоскоростного пассажирского движения поездов в мировой практике: 1) техническое развитие существующих железнодорожных линий с целью возможности их использования высокоскоростными поездами (как правило, в совмещенном режиме с обычными дальними пассажирскими, ускоренными и грузовыми поездами); 2) сооружение новой (выделенной) высокоскоростной трассы для курсирования исключительно высокоскоростных поездов без возможности доступа обычных поездов на сеть ВСМ; 3) сооружение новой (выделенной) высокоскоростной трассы с возможностью выезда на нее поездов с обычной сети железных дорог, либо наоборот. Наиболее яркими примерами реализации первых проектов ВСМ по первому варианту являются Италия и Германия, по второму — Япония и Испания, по третьему — Франция. Как и на обычных железных дорогах, размещение, схемы и техническое оснащение раздельных пунктов являются важнейшими вопросами проектирования новых ВСМ и реконструируемых существующих линий под высокоскоростное движение. Принятые технические решения по раздельным пунктам на большинстве западноевропейских ВСМ существенно отличаются от японских. Это обусловлено в первую очередь тем, что французские, немецкие и итальянские ВСМ имеют одинаковую с обычными железными дорогами ширину колеи, что позволяет использовать эти магистрали как основную часть общей сети страны и даже континента в целом. Возможность движения высокоскоростных поездов по обычным железным дорогам в Германии, Италии, Франции, Китае позволяет использовать для обслуживания пассажиров ВСМ существующие пассажирские станции и вокзальные комплексы. Однако такие факторы как повышение интенсивности движения поездов, а также наращивание пассажиропотока ввиду ввода ВСМ, требуют от существующих пассажирских железнодорожных комплексов значительного развития. Увеличение размеров движения и сокращение интервалов между поездами определяют необходимость повышения пропускной способности пассажирских станций. На многих станциях для этого может потребоваться укладка новых путей, а также переустройство горловин с применением рациональных схем станций. Одновременно с этим необходимо создавать удобную пассажирскую инфраструктуру: построить новые или удлинить существующие пассажирские платформы и выходы с них, построить новые пассажирские терминалы, конкорсы, тоннели. 151
Интенсивный рост размеров пригородного моторвагонного движения будет вызывать в ряде узлов сооружение дополнительных главных путей на подходах, развитие станций и необходимость устройства удобных развязок пассажиропотоков на всем пути следования пассажиров к поездам и обратно. Вопросы реконструкции пассажирских станций, вокзалов и привокзальных площадей необходимо решать комплексно в увязке с планировкой города, с городским и другими видами транспорта. Для пассажиров должны создаваться удобные и безопасные условия следования к поездам и обратно и с наименьшей затратой времени. В настоящее время в мировой практике стремятся к тому, чтобы пересадка пассажира на вокзале с одного вида транспорта на другой занимала не более 3–5 минут [4]. Проблема выбора оптимального расположения пассажирских железнодорожных комплексов ВСМ является одной из самых сложных на этапе проектирования трассы магистрали. Если в крупных городах вокзалы для ВСМ по возможности стараются располагать в центральной его части, то для малых городов и населенных пунктов, находящихся в пределах тяготения к трассе, этот вопрос остается открытым. Одним из самых ярких примеров расположения вокзала ВСМ в центре города является Центральный вокзал Берлина, открытый в 2006 году. Ввиду стесненных городских условий и расположения на месте пересечения под прямым углом двух железнодорожных направлений, вокзал имеет многоуровневую структуру (рисунок 8). Приемо-отправочные пути и платормы ВСМ расположены на нижнем (подземном) уровне, а на верхнем уровне (на эстакаде) обслуживаются региональные поезда и городские поезда S-Bahn. Помимо пассажирского железнодорожного комплекса для обслуживания непосредственно пассажиров, на вокзале имеются 400 тыс. м2 занятых торгово-развлекательными заведениями, а также офис-ный комплекс площадью более 40 тыс. м2. Вокзал имеет удобные подъезды для НГПТ, такси и личных автомобилей. Благодаря наличию множественных вертикальных переходов и пересадок, скоростных лифтов, широких лестничных сходов и эскалаторов, время прохода между функциональными зонами обслуживания пассажиров всех категорий сводится к минимуму [5]. С точки зрения расположения вокзалов ВСМ относительно тяготеющих к трассе городов в мировой практике можно выделить по крайней мере 5 концептуальных подходов (таблица 1). 152
Рисунок 8 – Многоуровневая планировка Центрального вокзала Берлина 153
Таблица 1 Варианты расположения вокзалов ВСМ № варианта 154 Расположение вокзала ВСМ Изображение Применение 1 Вокзал ВСМ располагается в центре города В городах с наличием удобного железнодорожного подхода 2 Вокзал ВСМ располагается у окраины города В некрупных городах либо в крупных городах, с неудобными железнодорожными подходами 3 Вокзал ВСМ располагается на удалении от города В городах с небольшим населением, пассажиропоток жителей которого на данной ВСМ незначителен 4 Вокзал ВСМ располагается между двумя и более равнозначными населенными пунктами При прохождении трассы между небольшими равноценными городами 5 Вокзал ВСМ располагается на удалении от города, но соединяется с существующим вокзалом в городе посредством соединительной ветви При невозможности или нецелесообразности завода трассы ВСМ в крупный город
В первом варианте, при прохождении трассы ВСМ непосредственно через город, используются существующие пассажирские станции, которые подвергаются переустройству и усилению. Такой вариант наиболее часто применяется в странах Западной Европы. Как правило, такой вариант используется при вводе ВСМ в центр агломерации с наличием удобного железнодорожного подхода. Среди главных преимуществ можно отметить максимальное удобство для пассажиров, следующих в данный город, поскольку они прибывают в его транспортный центр, а также использование уже сформировавшегося транспортно-пересадочного узла. Главными минусами такого варианта являются: потеря времени для пассажиров, для которых данный город является транзитным (поскольку в городской среде скорость поезда на ВСМ значительно ниже маршрутной), необходимость развития существующего вокзального комплекса, а также необходимость производства строительных работ в стесненных условиях ТПУ и плотой городской застройке. Второй вариант предполагает строительство нового вокзала ВСМ, находящегося близ границ города. Такой вариант наиболее целесообразен при расположении вдоль трассы ВСМ относительно некрупного города, либо крупного города, имеющего неудобные железнодорожные подходы. Наиболее часто такой вариант используется на ВСМ Китая. Преимуществами данного варианта являются: уменьшение времени в пути для транзитных пассажиров; меньшая трудоемкость при проектировании и строительстве, поскольку оно осуществляется на необремененных территориях. Главные недостатки: неудобство для пассажиров, следующих в этот город, поскольку для попадания в центр города потребуется использование дополнительного вида транспорта, что, в свою очередь, вызывает необходимость организации сервиса для подвоза пассажиров. Третий вариант предполагает строительство нового вокзала ВСМ н удалении от города (обычно в пределах 5 км, но не более 20 км). Такой вариант строительства вокзала используется в тех случаях, когда отклонение трассы в город нецелесообразно. Большим недостатком такого варианта является существенное неудобство для пассажиров, следующих в данный город, либо из него. В данном случае необходима организация полноценного пригородного сервиса для доступа жителей города к вокзалу ВСМ аналогично подвозу пассажиров в аэропорты (пригородные поезда, автобусные шаттл-маршруты). Четвертый вариант можно считать частным случаем третьего варианта, но в этом случае трасса ВСМ проходит между двумя и более равноценными городами с небольшим населением. Для таких городов на ВСМ создается единый вокзальный комплекс. Недостатки у данного варианте те же, что и в третьем варианте. Во время проектирования ВСМ Рейн-Рона во Франции остро встал вопрос расположения станции ВСМ для обслуживания потенциальных пассажиров сразу четырех 155
находящихся рядом городов: Бельфор (51 тыс. чел.), Монбельяр (26 тыс. чел.), Эрикур (11 тыс. чел.) и Дель (6 тыс. чел.). К реализации был принят вариант с наиболее близким (6 км) расположением вокзала ВСМ Бельфор-Монбельяр к городу с наибольшим населением — Бельфору, а расстояния до остальных городов примерно обратно пропорциональны их населению. Здание вокзала выполнено двухэтажным и располагается перпендикулярно продольной оси станции над путями ВСМ (рисунок 9). На привокзальной площади имеется парковка для личных автомобилей и остановки общественного транспорта, осуществляющего подвоз пассажиров в ближайшие города [6]. Вариант с организацией соединительных ветвей между линией ВСМ и крупными городами также распространен на сети ВСМ Франции. Рядом с местом примыкания соединительной ветви к линии ВСМ строится новый вокзал, и возможны следующие варианты организации движения: часть поездов ВСМ отклоняются с основного направления на соединительную ветвь и заходят на основной вокзал города (при этом требуется усиление существующего вокзала), либо на станции ВСМ в месте примыкания осуществляется пересадка пассажиров с высокоскоростных поездов на электропоезда-экспрессы, которые курсируют между станцией ВСМ и существующей станцией, расположенной в центре города. Рисунок 9 – Вокзал ВСМ Бельфор-Монбельяр во Франции 156
Для ВСМ особенно ощутимо увеличение времени ввиду удлинения трассы или увеличения числа остановок в пределах агломерации. Проблема выбора места для остановочных пунктов в зоне городов, тяготеющих к ВСМ, является сложным аспектом социальноэкономического анализа. Стремление охватить магистралью наибольшее число населенных пунктов приводит к удлинению линии, а приближение трассы магистрали к геометрической прямой сокращает число потенциальных пассажиров [6]. Открытыми остаются вопросы по вводу трассы планируемой трассы ВСМ–1 в Москву и Санкт-Петербург и оптимальному размещению конечных станций для поездов ВСМ. В частности, при разработке проекта ввода ВСМ в Москву необходимо учитывать взаимную увязку проектов ВСМ–1 и МЦД–3 (Крюково-Раменское) с организацией удобных пересадок в пределах ТПУ внутри города, а также перспективу запуска сквозных поездов ВСМ, для которых Москва будет являться транзитным пунктом (например, объединение маршрутов ВСМ–1 и ВСМ–2, а также ВСМ–1 и ВСМ–3). Необходима разработка комплексной методики оценки для определения оптимального варианта реализации пассажирского железнодорожного комплекса ВСМ в условиях плотной городской застройки с учетом влияния на устоявшуюся транспортную систему мегаполиса с учетом зарубежного опыта. Список литературы 1. Распоряжение ОАО «РЖД» от 13 января 2020 г. № 28/р «Об утверждении Методики классификации и специализации железнодорожных линий ОАО «РЖД». – URL: https:// base.garant.ru/73573702/ (дата обращения: 20.09.2021). – Текст: электронный. 2. Малеев, Е.Г. Концепции и инженерные решения строительства высокоскоростных железных дорог / Е.Г. Малеев. – Текст: непосредственный // Новая наука: Опыт, традиции, инновации. – 2016. – № 3–2 (71). – С. 194–200. 3. Программа организации скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения в Российской Федерации. – URL: http://www.hsrail.ru/download_files/ programma_ 2018_04_04.pdf (дата обращения: 20.09.2021). – Текст: электронный. 4. Киселев, И.П. Вокзалы высокоскоростных железнодорожных магистралей: традиции и новаторство / И.П. Киселев. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2014. – № 4. – С. 71–77. 5. Киселев, И.П. Вокзалы высокоскоростных железнодорожных магистралей: традиции и новаторство / И.П. Киселев. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2014. – № 8. – С. 62–69. 6. Киселев, И.П. Вокзалы высокоскоростных железнодорожных магистралей: традиции и новаторство / И.П. Киселев. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2014. – № 6. – С. 61–68. 157
УДК: 656.025 КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЛОГИСТИКИ ВВОЗА МАССОВЫХ ГРУЗОВ В МОСКОВСКИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ УЗЕЛ А.Д. Ершов Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва К.А. Калинин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва М.В. Роменская Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. На примере нерудных строительных материалов рассмотрены общие закономерности ввоза массовых грузов в крупные агломерации на примере Московского транспортного узла. Разработан алгоритм статистического анализа неравномерности ввоза различных номенклатур грузов, на основании полученных результатов возможно прогнозирование внутригодового распределения грузов. Определены общие подходы к уменьшению внутригодовой неравномерности с целью уменьшения нагрузки на железнодорожную инфраструктуру в пиковый период перевозок грузов. Ключевые слова: железнодорожные перевозки, грузовые перевозки, моделирование, строительные грузы, московский железнодорожный узел, центральный транспортный узел, НСМ, МЖУ, ЦТУ. CALENDAR PLANNING OF LOGISTICS FOR THE IMPORT OF BULK CARGO TO THE MOSCOW RAILWAY HUB A.D. Ershov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow K.A. Kalinin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 158
M.V. Romenskaya Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article considers the general patterns of bulk cargo export to the Moscow railway junction using the example of non-metallic construction materials. An algorithm for statistical analysis of the uneven export of various cargo nomenclatures has been developed, based on the results obtained, it is possible topredict the intra-annual distribution of cargo. General approaches to reducing intra-annual unevenness in order to reduce the load on the railway infrastructure during the peak period of cargo transportation are determined. Key words: railway transportation, freight transportation, modeling, construction cargo, Moscow railway junction, central transport hub, NSM, MZHU, CTU. Для крупных агломераций, не являющихся центрами тяжёлой промышленности, а специализирующихся других видах экономической активности, характерно уменьшение доли массовых грузов в транспортной работе всех видов транспорта. Отсутствие в большом количестве крупных потребителей и производителей массовых грузов, таких как руды, уголь, нефтяные грузы, лес и т.д. приводит к повышению значимости перевозок немассовых грузов, в том числе товаров народного потребления. Тем не менее, в развивающихся агломерациях высоко потребление строительной отраслью нерудных строительных материалов (далее — НСМ) [1], представляющих собой, главным образом, песок и щебень различных фракций и видов. Объёмы этого потребления зависят от активности в жилищном, коммерческом и инфраструктурном строительстве. Внешние грузопотоки таких грузов, как правило, стабильны, так как стабильна работа производителей НСМ. Однако в пределах агломераций эти грузопотоки перемещаются вместе с строительной активностью. Это ставит весьма сложную транспортно-логистическую задачу управления процессом снабжения строительной отрасли всеми видами НСМ при существующей раздробленности звеньев логистических цепочек [2,3]. На примере ЦТУ можно констатировать факт чувствительности логистических потоков НСМ к стоимости доставки и перевалки. Месторождения песка расположены в Московском и в соседних регионах, и вывоз с них осуществляется автотранспортом. Щебень же, из-за отсутствия вблизи Москвы месторождений, доставляется преимущественно железнодорожным, реже — речным транспортом [4]. С определённой периодичностью, из-за неравномерности потребления НСМ в течение года, рынок НСМ испытывает турбулентность. Неожиданное повышение себестоимости доставки щебня, например, из-за скачка цен на рынке аренды вагонов (а щебневые трейдеры 159
не заключают долгосрочных контрактов на аренду вагонов) может приводить к 20% росту стоимости щебня у конечного потребителя. При последовательном технологическом совершенствовании эксплуатации железных дорог в Российской Федерации [5], развитии центрального транспортного узла [6], внедрении новых решений для повышения конкурентоспособности на рынке немассовых перевозок, таких как технология «Холодный экспресс» [7] и технология «Ускоренных грузовых перевозок» [8], необходима выработка подходов и инструментов совершенствования сегмента массовых перевозок железнодорожным транспортом [9–11], что позволит улучшить эксплуатационные параметры, уменьшить нагрузку в пиковые периоды и улучшить экономические показатели железнодорожного транспорта [12,13]. Для определения годового распределения объёмов ввоза строительных грузов в пределы крупных агломераций на примере щебневых грузов выполнен статистический анализ ввоза НСМ в Московский (Центральный) транспортный узел (далее — ЦТУ). Для статистического анализа приняты данные о завозе строительных материалов с 2010 по 2018 гг., в этом случае объем статистической выборки составит 9 лет. Данные об объёмах перевозок щебневых грузов принимаются из открытых источников, интернет-ресурсов brokenstone.ru и shebni.ru. Данные об объемах ввоза строительных грузов приведены в таблице 1. Таблица 1 Ретроспектива объема ввоза НСМ в Московскую агломерацию за период 2010–2018 гг. Год, мес. Перевозка строительных грузов железнодорожным транспортом, млн т янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя Всего дек 2010 5,91 7,71 10,08 10,80 12,85 14,74 15,26 14,81 14,51 14,02 11,97 9,87 142,53 2011 9,29 9,33 11,91 12,84 14,87 14,67 15,34 14,67 14,50 15,35 12,98 11,9 157,75 2012 11,9 11,74 13,56 15,18 17,14 17,34 18,07 17,28 17,14 16,67 13,28 11,1 180,38 2013 9,68 11,15 13,10 14,92 16,82 16,72 17,30 16,72 16,33 15,29 12,47 9,66 170,14 2014 8,78 9,57 12,34 13,06 13,31 12,80 13,31 13,49 12,98 12,49 9,73 9,23 141,09 2015 6,50 7,69 9,75 2016 7,09 9,82 11,96 12,78 13,58 13,72 14,62 14,56 13,28 12,02 9,43 2017 7,73 8,87 11,32 12,14 12,61 12,34 12,81 12,56 11,68 11,61 10,00 9,46 133,14 2018 8,75 9,49 10,52 11,27 11,93 11,15 11,42 10,77 10,51 10,31 9,11 10,31 11,22 11,60 13,19 13,43 13,50 13,65 10,77 9,32 130,92 8,48 141,34 8,79 124,03 Годовое распределение объема прибытия грузов приведено на рисунке 1. На основании полученных данных была составлена гистограмма распределения объемов грузов. Для расчета шага гистограммы просматривается статистика и выбирается минимальное и максимальное (Xmax; Xmin). В нашем случае максимум выборки составил Xmax = 18,07 млн тонн, а минимум Xmin = 5,91 млн тонн. 160
ЯНВАРЬ 9,33 8,75 9,29 9,68 8,78 ФЕВРАЛЬ 11,86 11,74 11,15 МАРТ 12,84 АПРЕЛЬ МАЙ ИЮНЬ ИЮЛЬ АВГУСТ СЕНТЯБРЬ ОКТЯБРЬ НОЯБРЬ 9,66 9,23 9,32 8,48 9,46 8,79 11,99 11,13 11,97 12,98 13,28 12,47 9,73 10,77 9,43 10,00 9,11 10,31 12,49 13,65 12,02 11,61 17,14 16,33 15,35 16,67 15,29 14,02 12,98 13,50 13,28 14,51 14,50 2017 11,68 10,51 10,77 2016 17,28 16,72 2015 14,81 14,67 2014 13,49 13,43 14,56 12,56 11,42 18,07 17,30 2013 13,31 13,19 14,62 12,81 15,26 15,34 17,34 16,72 2012 12,80 11,60 13,72 12,34 11,15 14,74 14,67 17,14 16,82 2011 9,87 14,87 15,18 14,92 2010 13,31 11,22 13,58 12,61 11,93 12,85 13,06 10,31 12,78 12,14 11,27 10,80 11,91 13,56 13,10 12,34 9,75 11,96 11,32 10,52 10,08 9,57 7,69 9,82 8,87 9,49 7,71 6,50 7,09 7,73 5,91 ПЕРЕВОЗКА СТРОИТЕЛЬНЫХ ГРУЗОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ, МЛН. ТОНН 2018 ДЕКАБРЬ Рисунок 1 – Ретроспектива объемов перевозок НСМ железнодорожным транспортом 161
 xmax  xmin , n (1) где 𝑛 — принимаемое число разрядов гистограммы; Подставляя значения, определим величину разряда  = 1,22, полученная размерность разрядов гистограмм приведена в таблице 2. Таблица 2 Размерность разрядов гистограммы распределения объемов ввоза НСМ Разряд гистограммы Значения разряда гистограммы 1 5,91–7,127 2 7,127–8,344 3 8,344–9,561 4 9,561–10,778 5 10,778–11,995 6 11,995–13,212 7 13,212–14,429 8 14,429–15,646 9 15,646–16,863 10 16,863–18,08 Распределим рассматриваемый объем статистической выборки по месяцам по разрядам гистограммы, в результате этого получим: mi – количество отчетов попавших в 𝑖 разряд гистограммы где ∑ 𝑖 ∈ 1…𝑛 (2) ∑ (3) 𝑚 = 𝑚, 𝑚 — общий объем статистической выборки; i  mi , m (4) где i — частость попадания случайной величины в i разряд гистограммы. Результат распределения статистики и частость попадания значений в i-й разряд гистограммы приведены в таблице 3. 162
Таблица 3 Распределение объемов перевозок НСМ в ЦТУ Частость попадания случайной величины в i-й разряд гистограммы Распределение случайной величины, ед. Гистограммы распределения объемов перевозок Месяц Янв Фев Март Апр Май Июнь Июль Авг Сент Окт Нояб Дек 5,91–7,127 7,127–8,344 8,344–9,561 9,561–10,778 10,778–11,995 11,995–13,212 13,212–14,429 14,429–15,646 15,646–16,863 16,863–18,08 5,91–7,127 7,127–8,344 8,344–9,561 9,561–10,778 10,778–11,995 11,995–13,212 13,212–14,429 14,429–15,646 15,646–16,863 16,863–18,08 3 1 3 1 1 0 0 0 0 0 0,33 0,11 0,33 0,11 0,11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 2 3 2 2 0 0 0 0 0 0,00 0,22 0,33 0,22 0,22 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0 0 3 3 2 1 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,33 0,33 0,22 0,11 0,00 0,00 0,00 0 0 0 1 2 4 0 2 0 0 0,00 0,00 0,00 0,11 0,22 0,44 0,00 0,22 0,00 0,00 0 0 0 0 2 2 2 1 1 1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,22 0,22 0,22 0,11 0,11 0,11 0 0 0 0 2 2 1 2 1 1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,22 0,22 0,11 0,22 0,11 0,11 0 0 0 0 1 2 1 3 0 2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,11 0,22 0,11 0,33 0,00 0,22 0 0 0 1 0 1 2 3 1 1 0,00 0,00 0,00 0,11 0,00 0,11 0,22 0,33 0,11 0,11 0 0 0 1 1 1 2 2 1 1 0,00 0,00 0,00 0,11 0,11 0,11 0,22 0,22 0,11 0,11 0 0 0 1 1 2 2 2 1 0 0,00 0,00 0,00 0,11 0,11 0,22 0,22 0,22 0,11 0,00 0 0 2 3 1 2 1 0 0 0 0,00 0,00 0,22 0,33 0,11 0,22 0,11 0,00 0,00 0,00 0 0 5 2 2 0 0 0 0 0 0,00 0,00 0,56 0,22 0,22 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 163
На основе гистограммы распределения величин ввоза строительных грузов, согласно закону распределения случайных чисел, определим числовые параметры, отражающие наиболее характерные черты закона распределения случайной величины. В качестве числовых характеристик определим: Математическое ожидание объема ввоза — определяется как среднее значение статистической величины за рассматриваемый период. Расчет математического ожидания производится на каждый отчетный месяц 𝑗 за период с 2010 по 2018 годы 𝑀 𝑥 = ∑ α ∗𝑥 , (5) где 𝑥 — среднее значение i интервала гистограммы 𝑀 𝑥 — математическое ожидание месячного прибытия строительных грузов; 𝑗 — месяц отсчета; 𝑗 ∈ 1 … 12 . (6) Математическое ожидание годового прибытия строительных грузов определяется как: 𝑀год (𝑥) = ∑ 𝑀 (𝑥). (7) Дисперсия — мера рассеивания статистической величины относительно её среднего значения. Определяется отдельно для каждого 𝑗 выборки. 𝐷 (𝑥) = ∑ (𝑀(𝑥) − 𝑥 ) ∗ α , (8) где (𝑀(𝑥) − 𝑥 ) ∗ α — квадрат отклонения величины ввоза строительного груза от её математического ожидания 𝑀 (𝑥). Среднеквадратичное отклонение δ — мера рассеивания объема ввоза строительного груза в рассматриваемый месяц 𝑗 относительно математического ожидания 𝑀 (𝑥). δ = 𝐷 (𝑥). (9) Коэффициент вариации 𝜈 — мера относительного разброса объема ввоза строительных грузов в расчетный месяц 𝑗. 𝜈 = . ( ) (10) Для прогнозирования объемно-массовой доли строительных грузов, приходящихся на 𝑗 месяц перевозок, определим отношение математического ожидания прибытия строительных грузов в 𝑗 месяц к математическому ожиданию прибытия груза за год: ϰ = 164 ( ) год ( ) . (11)
На основе полученных значений объемно-массовой доли определим колебания спроса на строительный груз в течение года: ϰ ( ) =ϰ ±ϰ ∗𝜈 . (12) Расчет определяемых числовых параметров приведен в таблице 4 (cм. c. 166). Годовое распределение массовой доли по месяцам с учетом максимальных и минимальных значений приведено на рисунке 2. 0,1200 0,1000 0,0800 0,0600 0,0400 0,0200 0,0000 Предельная величина Средняя величина Минимальная величина Рисунок 2 – Годовое распределение объемов НСМ, ввозимых в ЦТУ Определив общий характер неравномерности ввоза строительных грузов в ЦТУ и располагая информацией о прогнозных значениях годового ввоза НСМ 𝑁год , можно определить ежемесячное распределение этой величины по формулам: 𝑁 = 𝑁год ∗ ϰ 𝑁 ( ) = 𝑁год ∗ ϰ (13) ( ) . (14) 165
Таблица 4 Анализ распределения ввоза НСМ Анализ распределения ввоза строительных грузов Математич. ожидание Квадратичная разность величин в разряде гистограммы Дисперсия Среднее квадратичное отклонение Коэффициент вариации Годовое распределение Предельная величина Средняя величина Минимальная величина 166 Всего Янв Февр Март Апр Май Июн Июл Авг Сент Окт Нояб Дек 8,41 1,19 0,05 0,10 0,34 0,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,67 9,49 0,00 0,69 0,10 0,10 0,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,68 11,52 0,00 0,00 0,00 0,61 0,01 0,26 0,59 0,00 0,00 0,00 1,46 12,60 0,00 0,00 0,00 0,66 0,33 0,00 0,00 1,32 0,00 0,00 2,30 13,82 0,00 0,00 0,00 0,00 1,32 0,33 0,00 0,16 0,66 1,48 3,95 13,96 0,00 0,00 0,00 0,00 1,47 0,41 0,00 0,26 0,59 1,37 4,10 14,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,07 0,80 0,05 0,10 0,00 1,97 3,99 14,36 0,00 0,00 0,00 1,95 0,00 0,34 0,07 0,15 0,40 1,07 3,99 13,96 0,00 0,00 0,00 1,59 0,73 0,20 0,00 0,26 0,59 1,37 4,75 13,41 0,00 0,00 0,00 1,17 0,46 0,15 0,04 0,59 0,90 0,00 3,29 10,98 0,00 0,00 0,91 0,22 0,02 0,59 0,90 0,00 0,00 0,00 2,63 9,76 0,00 0,00 0,37 0,04 0,59 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,99 146,78 – – – – – – – – – – – 1,63 1,30 1,21 1,52 1,99 2,02 2,00 2,00 2,18 1,81 1,62 0,99 – 0,194 0,057 0,068 0,057 0,046 0,137 0,065 0,074 0,065 0,056 0,105 0,079 0,087 0,079 0,070 0,120 0,086 0,096 0,086 0,076 0,144 0,094 0,108 0,094 0,081 0,145 0,095 0,109 0,095 0,081 0,138 0,099 0,112 0,099 0,085 0,139 0,098 0,111 0,098 0,084 0,156 0,095 0,110 0,095 0,080 0,135 0,091 0,104 0,091 0,079 0,148 0,075 0,086 0,075 0,064 0,102 0,066 0,073 0,067 0,060 – 1,00 1,14 1,00 0,86
На основании анализа данных об объемах ввоза строительных грузов можно сделать вывод о наличии ярко выраженной внутригодовой неравномерности таких перевозок. Неравномерность в поставках образуется вследствие ряда причин: — изменение объемов строительства и заказов на строительные грузы в течение года; — изменение рыночной цены на щебень; — изменение рыночной цены за привлечение вагона под перевозку. Сглаживание неравномерностей поставок при существующей технологии организации ввоза НСМ является неразрешимой задачей по ряду причин, таких как: 1. Разрозненность участников рынка перевозки строительных грузов — отсутствие координации между участниками рынка (грузоотправителями, трейдерами, вагонными операторами, грузополучателями, владельцем инфраструктуры) приводит к невозможности долговременного планирования ввоза груза. 2. Отсутствие крупных площадок для долговременного хранения строительных грузов — существующие площадки в пределах ЦТУ имеют ограниченные площади для хранения строительных грузов. Для возможности выделения площадей для сглаживания неравномерностей поставок необходимо создание агрегирующих хабов, на которых в период малой загрузки освободившееся площади возможно будет использовать для долговременного хранения НСМ. В качестве решения задачи произведем моделирование перераспределения объемов строительных грузов при условии наличия высвобожденных перерабатывающих и складских площадей на создаваемых агрегирующих хабах и выгрузочных станциях. Предельное среднестатистическое отклонение объемов ввоза определяем как ϰ ∗ 𝜈 . В целочисленном выражении общий объем груза, подлежащий перераспределению в каждый период 𝑗, определим как: Δ𝑁 = 𝑁год ∗ ϰ ∗ 𝜈 . (15) При этом общий годовой объем статистического отклонения Δ𝑁год = ∑ Δ𝑁 . (16) Удельный объем отклонения до корректировки в рассматриваемый месяц будет равен η = год . (17) При перераспределении объемов работы необходимо ориентироваться на следующие ограничения: — общий объем ввоза и хранения строительных грузов в рассматриваемый месяц 𝑁 не должен превышать максимальный объем ввоза и хранения груза на складе в период максимальных перевозок 𝑁 ≤𝑁 (18) 167
— дополнительный срок хранения строительных грузов должен быть минимизирован, т.е. Δ𝑡хр => 𝑚𝑖𝑛, (19) где Δ𝑡хр — увеличение среднего времени хранения партии строительного груза, сут. Как следствие из этого правила, нецелесообразна закупка строительных материалов на склады хранения в послепиковый период (октябрь-декабрь) или объемы дополнительной закупки должны быть минимальными. Прибыль (прямая и косвенная) от реализации НСМ, закупленных в межпиковый период перевозок, должны превышать эксплуатационные расходы на содержание площадки и хранения строительных грузов Псез > Эсез , (20) где Псез — общая прибыль от деятельности по реализации НСМ, закупленных в межсезонный период (продажа собственных запасов строительных материалов, образованных в период сниженной цены и низкой ставки на аренду транспортных средств, или сдачи в аренду складских площадей в случае, если строительные грузы, прибывающие на агрегирующие хабы, не принадлежат владельцу складской инфраструктуры). Эсез — совокупные эксплуатационные расходы, связанные с хранением, содержанием площадки, персонала (в случае выкупа строительных грузов — включая закупку строительных грузов по сниженной рыночной цене в межпиковый период). Выводы. Разработанные в статье подходы к анализу неравномерности ввоза массовых грузов применимы для крупнейших транспортных узлов и агломераций. При анализе неравномерности ввоза нерудных строительных материалов в центральный транспортный узел выявлены следующие особенности: период пиковых перевозок наблюдается в период с мая по сентябрь, наибольший спрос на нерудные строительные материалы наблюдается в июле, коэффициент распределения ϰ составил 0,098 от годового уровня поставок НСР в ЦТУ, предельное отклонение от медианного значения ∆ϰ составило 0,16. Для сглаживания полученной неравномерности разработаны и описаны мероприятия, применимые как для инертных строительных грузов, так и для прочей номенклатуры в массовых перевозках, каждое мероприятие имеет свою сферу экономической эффективности. Список литературы 1. Буткевич, Г.Р. Промышленность нерудных строительных материалов. Взгляд в будущее / Г.Р. Буткевич. – Текст: непосредственный // Строительные материалы. – 2019. – № 11. – С. 32–36. – DOI 10.31659/0585-430X-2019-776-11-32-36. 168
2. Васильева, Е.Ю. Проблема транспортировки нерудных материалов в строительстве железнодорожным транспортом / Е.Ю. Васильева, И.С. Полякова. – Текст: непосредственный // Экономика и предпринимательство. – 2018. – № 5 (94). – С. 1170–1173. 3. Балыков, Ю.В. Совершенствование организации перевозок строительных грузов железнодорожным транспортом в рамках реализации национальных проектов России / Ю.В. Балыков. – Текст: непосредственный // Инновации и инвестиции. – 2019. – № 10. – С. 370–376. 4. Ничипорук, А.О. Принципы организации эффективной и качественной перевозки нерудных строительных материалов, а также определение эффективности снижения их потерь при транспортировании / А.О. Ничипорук. – Текст: непосредственный // Транспортное дело России. – 2017. – № 1. – С. 159–163. 5. Вакуленко, С.П. Взаимодействие видов транспорта в единой транспортной системе: учебное пособие / С.П. Вакуленко, Н.Ю. Евреенова, М.Н. Прокофьев. – Москва: Российский университет транспорта (МИИТ), 2021. – 121 с. – Текст: непосредственный. 6. Московский транспортный узел: перспективы развития / С.П. Вакуленко, А.В. Колин, Д.Ю. Роменский [и др.]; Российский университет транспорта (МИИТ). – Москва: Всероссийский институт научной и технической информации РАН, 2020. – 208 с. – Текст: непосредственный. 7. Технология «холодный экспресс» – основа будущих технологий перевозочного процесса / С.П. Вакуленко, Д.Ю. Роменский, М.И. Мехедов, А.А. Гавриленков. – Текст: непосредственный // Логистический аудит транспорта и цепей поставок: материалы III Международной научно-практической конференции. Тюмень, 28 апреля 2020 г.; Отв. ред. С.А. Эртман. – Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2020. – С. 44–49. 8. Вакуленко, С.П. Ускоренные грузовые перевозки железнодорожным транспортом / С.П. Вакуленко, М.Н. Прокофьев, Н.Ю. Евреенова. – Москва: Российский университет транспорта (МИИТ), 2021. – 234 с. – Текст: непосредственный. 9. Логистика переключения грузопотоков каменного угля с железнодорожного на речной транспорт в Амурском бассейне / С. Вакуленко, П. Куренков, Д. Роменский [и др.]. – Текст: непосредственный // Логистика. – 2021. – № 5 (174). – С. 24–30. 10. Экономика перевозки крупнотоннажных контейнеров / С.П. Вакуленко, П.В. Куренков, Д.Ю. Роменский [и др.]. – Текст: непосредственный // Экономика железных дорог. – 2020. – № 12. – С. 55–68. 11. Перевозка крупнотоннажных контейнеров / С.П. Вакуленко, П.В. Куренков, Д.Ю. Роменский [и др.]. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2021. – № 5. – С. 14–18. 169
12. Мачерет, Д.А. Совершенствование методического инструментария оценки сезонной неравномерности перевозок / Д.А. Мачерет, А.Ю. Ледней. – Текст: электронный // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). – 2019. № 78(6). С 323–327. – URL: https://doi.org/10.21780/2223-9731-2019-78-6-323-327. 13. Мачерет, Д.А. Экономическая оценка сезонной неравномерности загрузки железнодорожной инфраструктуры / Д.А. Мачерет, А.Д. Разуваев, А.Ю. Ледней. – Текст: непосредственный // Мир транспорта. – 2020. – Т. 18. – № 1 (86). – С. 94–115. – DOI 10.30932/19923252-2020-18-94-115. 170
УДК: 378.147 О МЕЖВУЗОВСКОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ Ю.Е. Жужгова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет путей сообщения», г. Екатеринбург К.М. Тимухин Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет путей сообщения», г. Екатеринбург Аннотация. Пандемия COVID-19 и переход на удаленный интерактивный режим обучения показал техническую готовность России к введению дистанционного обучения. Вместе с тем транспортно-логистическая отрасль ощущает потребность в специалистах транспортной логистики, о чем свидетельствуют не только метрики на основе анализа сайтов по поиску работы, но и опрос руководителей транспортных предприятий. Можно выдвинуть тезис о «количественном избытке и качественном недостатке» в данной сфере. Для решения вышеназванной проблемы, с учетом положительных аспектов дистанционных форм обучения предлагается введение взаимодействие сотрудников различных высших учебных заведений и создание «гибких» программ обучения для удовлетворения потребностей отрасли. В статье приводится пример взаимодействия транспортного вуза и правового для повышения квалификации госслужащих в сфере транспорта, а также дорожная карта учебно-практического курса. Реализация программ повышения квалификации и профессиональной переподготовки с использованием дистанционных технологий позволяет в удобном формате не только подготавливать будущих специалистов логистической отрасли, но и обеспечивать надлежащий уровень квалификации у действующих работников в условиях динамичного развития транспорта в России. Ключевые слова: обучение, удаленный интерактивный режим, логистика, бизнес– процессы, повышение квалификации, дополнительное образование, логистика, межвузовское взаимодействие, подготовка кадров. 171
ON INTERUNIVERSITY COOPERATION IN THE TRAINING OF SPECIALISTS IN THE LOGISTICS INDUSTRY Yu.E. Zhuzhgova Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Ural State University of Railway Transport» Yekaterinburg K.M. Timukhin Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Ural State University of Railway Transport» Yekaterinburg Annotation. The COVID-19 pandemic and the transition to a remote interactive learning mode showed Russia's technical readiness to introduce distance learning. At the same time, the transport and logistics industry feels the need for transport logistics specialists, as evidenced not only by metrics based on the analysis of job search sites, but also by a survey of heads of transport companies. It is possible to put forward the thesis of "quantitative excess and qualitative deficiency" in this area. To solve the above problem, taking into account the positive aspects of distance learning, it is proposed to introduce the interaction of employees of various higher educational institutions and the creation of "flexible" training programs to meet the needs of the industry. The article provides an example of interaction between a transport university and a legal one to improve the qualifications of civil servants in the field of transport, as well as a roadmap for a practical training course. The implementation of advanced training and professional retraining programs using remote technologies allows in a convenient format not only to train future specialists in the logistics industry, but also to ensure the appropriate level of qualifications for existing employees in the context of the dynamic development of transport in Russia. Key words: training, remote interactive mode, logistics, business processes, professional development, additional education, logistics, interuniversity interaction, personnel training. В 2020 г. были введены ограничения, связанные с пандемией коронавируса. Для высших учебных заведений это означало переход на удаленный режим обучения и использование удаленных интерактивных форм. Несмотря на очевидные негативные стороны так называемого дистанционного обучения, современный уровень технического развития позволяет выделить позитивные аспекты данного вида подготовки специалистов. 172
Начиная с 2018 г., в ходе проведения логистических форумов, а также конференций с привлечением действующих руководителей предприятий транспортной отрасли, поднимаются вопросы подготовки кадров, а также внедрения дистанционных технологий при обучении потенциальных работников отрасли [1]. Таким образом, можно утверждать, что о важности внедрения дистанционных технологий и об использовании удаленных режимов обучения говорили до введения «коронавирусных ограничений». При этом следует отметить, что позитивные аспекты дистанционного обучения рассматриваются в рамках подготовки студентов старших курсов специалитета, студентов магистратуры, а также действующих работников транспортных предприятий, желающих повысить свою квалификацию и оставаться востребованным специалистом в рамках динамично меняющейся отрасли. К современным специалистам транспортно-логистической отрасли по данным порталов avito.ru/rabota и enjoy-job.ru выдвигаются требования, представленные на рисунке 1. Анализируя данные требования, можно сделать заключение, что кроме высшего образования и владения персональным компьютером как минимального требования к специалисту, большинству работодателей требуются навыки коммерческой работы, знание типового документооборота и «минимальное» правовое образование. Специалист транспортной логистики коммуникабельность 11% 15% владение иностранными языками 5% знание законодательства 16% 12% 24% навыки коммерческой работы 10% 11% опыт работы 7% высшее образование 24% владение ПК 15% знание основ документооборота 12% 5% 7% 10% 16% Рисунок 1 – Современные требования к специалисту транспортной логистики Если говорить об общей востребованности специалистов транспортной логистики, то анализ полученных метрик показывает результаты, требующие детального изучения. На рисунке 2 показаны метрики, полученные в ходе анализа сайтов rabota66.ru и zarplata.ru [2, 3]. 173
Соотношение вакансий/резюме "Специалист транспортной логистики" 3000 2500 2000 [ИМЯ РЯДА]; [ЗНАЧЕНИЕ] 1500 1000 Логист; [ЗНАЧЕНИЕ] 500 Менеджер по продажам; [ЗНАЧЕНИЕ] 0 Менеджер по продажам; [ЗНАЧЕНИЕ] Вакансии Резюме Рисунок 2 – Метрика соотношения вакансий и резюме в сфере транспортной логистики Применяемые фильтры — актуальное объявление (публикация не старше 3 месяцев), исключены незаполненные резюме/вакансии и вакансии с признаками так называемого «недобросовестного работодателя». На первый взгляд, имеется избыток резюме от потенциальных работников и недостаток вакантных должностей, что свидетельствует о безработице в данной отрасли. Однако с 2018 г. по настоящее время работодатели отмечают нехватку специалистов, особенно в таких областях продаж, как планирование и организация [4]. Прошедшая на Урале выставкафорум TransLogistiсa2020 также подтверждает тезис о нехватке специалистов в вышеназванной отрасли. Данная проблема находит свое отражение в представленной метрике: несмотря на количественный избыток резюме от потенциальных работников, работодателям требуются сотрудники с более широкими компетенциями. При этом отмечается, что выпускники высших учебных заведений зачастую не готовы к выполнению непосредственно трудовых функций. Это проявляется как в слабых практических знаниях (что, на наш взгляд, не является существенным ограничением ввиду возможности применения наставничества, а также повышенного контроля со стороны руководителя), так и в слабом представлении своих непосредственных функций и бизнес– процессов, происходящих на предприятии, — в условиях конкуренции на данном рынке всё это оказывает деструктивное влияние на предприятие [5]. 174
Несмотря на наличие данных недочетов, выявленных у выпускников высших учебных заведений со слов руководителей транспортных предприятий и надзорных ведомств, нельзя говорить об острой необходимости изменения учебных программ в корне. Это обусловлено тем, что транспортная отрасль в России динамично развивается, а учебные программы, как, к слову, и законодательство «является отражением вчерашнего дня». Невозможно составить учебную программу таким образом, чтобы по истечении 5–6 лет обучения выпускник обладал актуальными навыками и в течение десятилетий мог оставаться востребованным специалистом. Одним из эффективных инструментов по повышению уровня подготовки будущих «гибких» специалистов является применение инструментов дополнительного профессионального образования, а также повышения квалификации. Для примера можно привести наработки ИДПО АКО УрГУПС для обучения государственных служащих специфике транспортной деятельности. Предварительная дорожная карта учебно-практического курса представлена на рисунке 3. Рисунок 3 – Дорожная карта учебно-практического курса Отличительной чертой данного курса является то, что студент-слушатель обучается с привлечением специалистов различной направленности — в данном случае это преподаватели транспортного вуза, преподаватели юридического вуза, а также практикующие юристы. С развитием удаленных интерактивных режимов подходы с применением межвузовского взаимодействия при подготовке «гибких» специалистов с широким профилем компетенций могут оперативно удовлетворять динамично развивающиеся требования бизнеса. Это способствует не только подготавке востребованных специалистов, но и поддержанию уровня квалификации, необходимой для выполнения трудовых функций и получения достойной заработной платы в течение всего срока трудовой деятельности. 175
Выводы. Анализ текущей ситуации в сфере транспорта, а также деятельности, связанной с перевозками, показывает востребованность в специалистах транспортной логистики. При этом современные бизнес-условия диктуют новые требования к квалификации персонала. Пересмотр учебных программ и введение новых профессиональных стандартов не смогут оперативно «закрыть» потребности отрасли в работниках ввиду высокой динамики изменений в данной сфере. Ситуация с введением ограничений, связанных с введением пандемии COVID-19, показала техническую готовность как преподавателей, так и студентов к дистанционному образованию. А запрос со стороны ведомств и предприятий подтвердил необходимость как расширения списка компетенций будущих работников, так и повышения квалификации действующих специалистов. Дистанционная форма обучения в данном случае позволяет нивелировать временные издержки на перемещение к месту обучения различных специалистов и студентов, поскольку профильные вузы и места работы/обучения могут находиться на существенном отдалении друг от друга. Существует и возможность гибкой настройки курсов и преподавателей под определенные цели, предъявляемые руководителями. Для примера в статье приведена дорожная карта учебно–практического курса для государственных служащих, работающих в сфере транспорта с профильным юридическим образованием. Применение данных методик, на наш взгляд, позволит повысить уровень востребованности специалистов, а также позволит работникам оставаться востребованными и высокооплачиваемыми сотрудникам в течение всей трудовой деятельности. Список литературы 1. Сайт ФГБОУ ВО Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС). – URL: https://www.usurt.ru/science/konferentsii/10-12-2020 (дата обращения 12.09.2021). – Текст: электронный. 2. Сайт Работа в Екатеринбурге. – URL: https://www.rabota66.ru (дата обращения 12.07.2021). – Текст: электронный. 3. Сайт Зарплата.ру. – URL: https://ekb.zarplata.ru (дата обращения 14.07.2021). – Текст: электронный. 4. Тушин, Н.А. Проблемы подготовки специалистов транспортной логистики / Н.А. Тушин, К.М. Тимухин. – Текст: непосредственный // Транспорт Урала. – 2018. – № 3 (58). – С. 20–24. – DOI: 10.20291/1815-9400-2018-3-20-24. 5. Тушин, Н.А. Влияние конкуренции на рынок транспортных услуг / Н.А. Тушин, К.М. Тимухин. – Текст: непосредственный // Транспорт Урала. – 2016. – № 2 (49). – С. 69–74. – DOI: 10.20291/1815-9400-2016-2-69-74. 176
УДК: 656.212 ФОРМИРОВАНИЕ ОПОРНОЙ СЕТИ ТРАНСПОРТНО-ЛОГИСТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ Л.Н. Иванкова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва А.Н. Иванков ООО «ПСК ТехПроект», г. Москва С.Г. Волкова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассматриваются принципы размещения основных устройств терминально-логистического комплекса и приемоотправочных парков станции. Предложены схемы взаимного размещения устройств, обеспечивающие поточность продвижения контейнеропотоков на станциях, удобную связь с автотранспортом и компактность расположения всех элементов комплекса. Ключевые слова: контейнеропотоки, расположение терминально-логистических комплексов, доступность инфраструктуры, пропускная способность терминально-логистического комплекса. FORMATION OF A REFERENCE NETWORK OF TRANSPORT AND LOGISTICS COMPLEXES L.N. Ivankova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow A.N. Ivankov «PSK TechProject» Co. Ltd. Moscow S.G. Volkova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 177
Annotation. The article discusses the principles of placement of the main devices of the terminal and logistics complex and the receiving and sending parks of the station. The schemes of mutual placement of devices are proposed that ensure the flow of container traffic at stations, convenient communication with vehicles and the compact location of all elements of the complex. Key words: container flows, location of terminal and logistics complexes, infrastructure availability, capacity of the terminal and logistics complex. Широкое развитие контейнеризации перевозок грузов самой различной номенклатуры, помимо очевидных преимуществ, создает ряд проблем, связанных с созданием и модернизацией инфраструктуры для переработки контейнерных грузов. Созданию терминальнологистических комплексов посвящено довольно много исследований [1–4]. Зачастую приходится решать задачу — создавать ли совершенно новый современный комплекс или достаточно реконструировать определенным образом существующую инфраструктуру. В настоящее время имеется тенденция выноса за городскую черту промышленных предприятий, крупных торгового-распределительных складов. В связи с этим многие технические и грузовые станции либо утрачивают свое значение, либо закрываются для грузовых операций. И при создании новых терминально-логистических комплексов или переориентации существующих грузовых районов на переработку контейнеров нельзя не учитывать особенности продвижения контейнеропотоков по территории комплекса. Сначала попробуем рассмотреть проблему с точки зрения примыкания терминальнологистических комплексов к основным паркам грузовой или технической станции. Последовательное расположение терминально-логистического комплекса и приемоотправочных парков станции. На рисунке 1 представлены схемы с последовательным расположением приемоотправочных парков и терминально-логистического комплекса. Такая схема потребует дополнительной территории, подготовленной для строительства. Но в настоящее время большинство площадей, примыкающих к станции, оказываются занятыми либо станционными зданиями и сооружениями, либо (что гораздо серьезнее) городской застройкой. Поэтому при расчете потребных инвестиций при подготовке площадки для строительства необходимо закладывать в смету затраты на отчуждение земель, демонтаж существующей инфраструктуры, раскорчевку зеленых насаждений и др. К недостаткам также следует отнести отсутствие компактности в расположении основных коммуникаций, длинные полурейсы при подаче-уборке вагонов на терминально-складской комплекс. К достоинствам такого расположения следует отнести поточность продвижения вагонопотоков, большую пропускную способность системы, уменьшение враждебностей при подаче-уборке вагонов и других передвижений в горловине. Особенностью данных схем является четко выраженное зонирование участков прибытия, отправления и нахождения транзитных контейнеров. Причем, транзитная зона 178
расположена как можно ближе к приемоотправочному парку. Предполагается комбинированное использование средств механизации погрузочно-выгрузочных работ — кранов и погрузчиков. Краны двухконсольные, что создает возможность обслуживания фронтов по обе стороны соответствующей зоны. На рисунке 1, а отображена схема с полукольцевым подходом к приемоотправочному парку. Две развязки в разных уровнях обеспечивают независимость маршрутов приема и отправления со станции. Противоположная сторона терминала специализирована для работы автотранспорта. На рисунке 1, б представлена схема с полукольцевым выходом с путей терминальнологистического комплекса. Это позволяет организовать возможность сквозного движения по территории комплекса, избежать враждебностей передвижения и угловых заездов при маневровой работе. Рисунок 1 – Схемы с последовательным расположением приемоотправочных парков и терминально-логистического комплекса: a – схема с полукольцевым подходом к приемоотправочному парку; б – схема с полукольцевым выходом с путей терминально-логистического комплекса Параллельное расположение терминально–логистического комплекса и приемоотправочных парков станции. Схема с параллельным расположением приемоотправочных парков и терминальнологистического комплекса представлена на рисунке 2. В этом случае требуется иметь в наличии короткую, но широкую площадку либо освобождать место под сооружение терминального комплекса. При этом создается возможность компактного размещения устройств и коммуникаций, сокращается длина полурейсов при подаче-уборке вагонов. Однако возникают угловые z-образные заезды, увеличивается загрузка горловин, уменьшается пропускная способность комплекса в целом. 179
Строительство полукольцевого выхода с терминально-складского комплекса в приемоотправочный парк (на схеме показано пунктирной линией) повышает маневренность станции. При размещении терминально-складского комплекса следует ориентироваться не только на доступность железнодорожной инфраструктуры, но и удобство обслуживания терминала автомобильной сетью: удобные подъезды автотранспорта, возможность разворота автомобилей, рациональное примыкание к городской автомобильной сети. Площадка должна иметь резерв территории, учитывающий возможность дальнейшего расширения в связи с ростом контейнеропотоков, перехода на более современные средства механизации и автоматизации переработки контейнеропотоков. Рассмотренные схемы желательно применять на крупных терминалах со значительным контейнеропотоком. Рисунок 2 – Схема с параллельным расположением приемоотправочных парков и терминальнологистического комплекса Если речь идет о совершенно новом объекте, который сооружается на специально выделенной территории, возникает вопрос, каким образом примкнуть этот объект к существующей сети железнодорожных и автомобильных путей, чтобы было как можно меньше пересечений маршрутов следования подвижного состава, объект находился на незначительном удалении от станции примыкания и не создавались проблемы с городской инфраструктурой населенных пунктов. Ранее авторами было предложено шире применять размещение опорных транспортнологистических комплексов в непосредственной близости от сортировочных и участковых станций [5]. При снижении объемов переработки вагонопотока на некоторых направлениях из-за усиления контейнеризации перевозок возрастает объем контейнеропотоков. При этом часть высвободившейся территории станции можно использовать для сооружения терминального комплекса. При этом желательно обеспечить сквозной выход со всех путей, повысить маневренность схемы при компактном расположении всех устройств. 180
На рисунке 3 представлена схема примыкания контейнерного терминала к сортировочной станции с обеспечением сквозного выхода со всех путей. Такое расположение значительно облегчает доставку вагонов на погрузочно-выгрузочные пути, ускоряет приемосдаточные операции, обеспечивает поточность подачи-уборки вагонов. На схеме представлено два варианта расположения терминально-логистического комплекса: параллельно парку прибытия и параллельно парку отправления. Полукольцевые выходы обеспечивают необходимую поточность и маневренность в работе, повышают пропускную способность всего комплекса по переработке контейнеропотоков на станции. Стеки с контейнерами устанавливаются с таким расчетом, чтобы обеспечивалось удобство переработки контейнеров как железнодорожным, так и автомобильным транспортом. При этом подача-уборка вагонов с контейнерами не мешает производству основных технологических операций на сортировочной станции (расформирование-формирование поездов). На терминале могут накапливаться как контейнерные поезда, так и отдельные группы вагонов — в зависимости от мощности контейнеропотока, плана формирования и других факторов работы конкретной сортировочной станции. Выводы. В связи с ростом контейнеризации проблема рационального расположения опорной сети контейнерных терминалов возрастает. Для размещения терминально-логистической системы обычно используются либо резервные площадки, либо реконструируется существующая инфраструктура грузовых или участковых и сортировочных станций. В большинстве своем это узловые станции, где происходит пересечение, слияние или разветвление основных контейнеропотоков. Предложенные схемы взаимного расположения основных устройств позволяют повысить пропускную способность комплекса, увеличить маневренность станции и обеспечить компактность размещения терминально-складского комплекса с учетом ограничений по территории, подвода коммуникаций, схемы обслуживания терминала автомобильным транспортом. Строительство терминалов вдали от разветвленной сети железнодорожных линий и автодорог, на наш взгляд, нецелесообразно, даже при наличии обширной территории. Инвестиции на строительство потребной инфраструктуры и расходы на подачу-уборку вагонов к складскому комплексу будут очень велики. 181
Рисунок 3 – Схема примыкания контейнерного терминала к сортировочной станции с обеспечением сквозного выхода со всех путей 182
Список литературы 1. Николашин, В.М. Координационно-логистические центры: учебное пособие / В.М. Николашин, С.Ю. Елисеев, А.С. Синицына. – Москва: Учебно-методический центр по образованию на ж.д. транспорте, 2013. – 228 с. – Текст: непосредственный. 2. Басыров, И.М. Механизмы обеспечения технологической устойчивости контейнерного оператора / И.М. Басыров. – Текст: непосредственный // Москва: Бюллетень транспортной информации. – 2018. – № 11 (281). – С.16–21. 3. Прокофьева, Т.А. Логистические центры в транспортной системе России: учебное пособие / Т.А. Прокофьева, В.И. Сергеев. – Москва: Издательский дом «Экономическая газета», 2012. – 524 с. – Текст: непосредственный. 4. Четчуев, М.В. Железнодорожные станции для обслуживания контейнерных перевозок / М.В. Четчуев, В.Г. Четчуева. – Текст: непосредственный // Экономика железных дорог. – 2021. – № 7. – C. 58–67. 5. Иванкова, Л.Н. Принципы размещения контейнерных терминалов при формировании опорной сети транспортно-логистических комплексов / Л.Н. Иванкова, С.Г. Волкова, А.Н. Иванков. – Текст: непосредственный // Современные методы, принципы и системы автоматизации управления на транспорте: сборник материалов Международной научнопрактической конференции, Нижний Новгород, 2016. – C. 71–77. 183
УДК: 629.4.014 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОВОЗОВ В УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОГО ПОЛИГОНА В.Н. Игин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Приведен анализ технических параметров тепловозов и даны пред- ложения по повышению их достоверности в реальных условиях эксплуатации. Ключевые слова: тепловоз, дизель, масса состава, условия эксплуатации. EFFICIENCY OF DIESEL LOCOMOTIVES IN THE CONDITIONS OF THE EASTERN LANDFILL V.N. Igin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The analysis of the technical parameters of diesel locomotives is given and suggestions are given to improve their reliability in real operating conditions. Key words: diesel locomotive, diesel engine, mass of the train, operating conditions. На совещании 2 марта 2021 г. по проблемам развития угольной отрасли президент РФ В.В. Путин затронул тему: «пропускной и провозной способности не вообще всего, а отдельных участков, а также предельного веса грузового поезда до и после реализации проекта» Восточного полигона и БАМа [1]. По мнению экспертов [2], именно локомотивная тяга стала одним из «узких мест» Восточного полигона и БАМа. В 2020 году клиенты РЖД чаще жаловались на нехватку локомотивов при перевозках в восточном направлении. Это же подтверждено опросами среди грузовладельцев, проведенными журналом «РЖД-Партнер» в рамках оценки качества услуг на железнодорожном транспорте [2]. В Дирекции тяги были вынуждены признать сложности в связи с частыми отказами «старых» локомотивов. Заместителем генерального директора — начальником Дирекции тяги ОАО «РЖД» (далее — ЦТ) О.С. Валинским отмечено, что «в 2020 году необходимая работа была выполнена меньшим парком тяги» [3]. Для устранения критической ситуации в текущем году, в отличие от предыдущего, обещано не снижать план закупки новых серий локомотивов для вождения, в первую очередь, тяжеловесных поездов. В сентябре 2020 года утверждено техническое задание (далее — ТЗ) на опытно-конструкторскую работу «Разработка магистрального грузового тепловоза 2ТЭ35А с интеллектуальной системой управления» 2ТЭ35А.00.00.000ТЗ [4]. 184
Начато финансирование современного проекта 16-осного тепловоза 2ТЭ35А, предназначенного, согласно ТЗ, «для перевозки грузовых составов с расчетной массой 7100 т на участках Восточного полигона с конструкционной скоростью 120 км/ч». Со слов Генерального директора Торгового дома СТМ А.В. Зубихина: «2ТЭ35А способны вести тяжеловесные поезда массой до 7100 тонн» [5]. В то же время на Восточном полигоне эксплуатируют три современные серии тепловозов: 2ТЭ25А «Витязь», 2ТЭ25КМ и 3ТЭ25К2М. Технические характеристики первых двух названных серий и перспективного тепловоза приведены в таблице 1. Среди причин недостатка парка локомотивов генеральным директором ОАО «РЖД» О.В. Белозеровым названо низкое качество тепловозов производства «Трансмашхолдинг» (далее — ТМХ) [3]. По данным ЦТ, в 2019 г. коэффициент внутренней готовности, в частности, парка тепловозов 2ТЭ25КМ при норме 0,97 едва достиг 0,93, а коэффициент технической готовности при норме 0,95 − соответственно 0,89. Удельное количество отказов второго вида 6 сл./млн км по факту, против 2 сл./млн км по техническим условиям (ТУ), как и отказов третьего вида 33,4 сл./млн км по факту, против 11 сл./млн км по ТУ, превысили норму в 3 раза. Лимитирующими надежность узлами, как видно на рисунке 1, круговой диаграмме, являются тяговые электродвигатели, дизель и его оборудование. Очевидно, что восстановление надежности как старых, так и новых серий локомотивов в рамках планово-предупредительной системы ремонтов, согласно распоряжению ОАО «РЖД» от 11 августа 2016 г. № 1651р «О нормах межремонтных пробегов железнодорожного подвижного состава, эксплуатируемого на инфраструктуре ОАО «РЖД», является недостаточным. Другую, не менее важную причину нехватки локомотивов, генеральный директор ОАО «РЖД» указал как: «нынешние российские тепловозы не позволяют надежно их эксплуатировать в особых климатических условиях» [5]. Таблица 1 Тягово-энергетические показатели тепловозов Параметры Климатический район Осевая формула Масса P, т Мощность эффективная Ne, кВт Скорость длительная v∞, м/с (км/ч) Скорость конструкционная vk, м/с (км/ч) Сила тяги длительного режима F∞, кН Мощность касательная Nk, кВт Серия тепловоза (одна секция) 2ТЭ25А 2ТЭ25КМ 2ТЭ35А I2, I4,…, I10 I2, I4,…, I10 I2, I4,…, I6 30 − 30 30 − 30 20 + 20 − 20 + 20 144 144 200 2500 2650 3650 5 (18) 6,55 (23,6) 5 (18) 33,3 (120) 27,8 (100) 33,3 (120) 390,0 323,6 500 1950 2121 2493 185
Остается неясным, какими соображениями руководствуются в ОАО «РЖД», принимая решение по приобретению локомотивов, которые, как оказалось, со слов генерального директора холдинга: «ставят под угрозу достижение целевых показателей проекта по модернизации Восточного полигона (БАМа и Транссиба)» [5]. Несмотря на комплекс мер по обеспечению работоспособности локомотивов, в анализе отсутствует оценка достоверности заявленных показателей тягово–энергетических параметров (мощности, силы тяги и расхода топлива), весовой нагрузки (массы состава) и реальных климатических условий их эксплуатации (температуры и влажности). 5,7% 1,8% 8,5% 33,8% 3,8% 18,4% 9,6% 18,3% Дизель ТЭД Эл.оборудование Системы управления Тормозное оборудование Вспомогательное оборудование Экипажная часть Оборудование кабины Рисунок 1 – Отказы основного оборудования тепловозов серии 2ТЭ25КМ Отсутствуют сведения о соответствии значений тягово-энергетических параметров показателям, рекомендованным ГОСТ и ОСТ. В частности, как показано в таблице 1, значение конструкционной скорости тепловоза серии 2ТЭ25КМ в ТЗ — 27,8 м/с (100 км/ч) вместо 33,3 (120 км/ч) по ГОСТ 31187 (п. 4.1.5) [6]. Далее, в нарушение названного стандарта (п.п. 4.1.2, 4.1.3), интервал полезного использования мощности от 0,4 до 0,9 конструкционной скорости, необоснованно расширен: от 0,15 у тепловозов серии 2ТЭ25 и 2ТЭ35 и от 0,24 у тепловозов серии 2ТЭ25 КМ до 0,9 соответственно. Следствием такого подхода стало повышение длительности работы дизеля на высоких позициях контроллера машиниста с ростом числа его отказов. Как показано на рисунке 1, круговой диаграмме, главным оборудованием, лимитирующим надежность, в частности, тепловозов серии 2ТЭ25А, являются дизель и его оборудование. 186
8,3% 0,7% 8,6% 3,3% 5,4% 50,5% 9,5% 13,6% Дизель ТЭД Эл.оборудование Системы управления Тормозное оборудование Вспомогательное оборудование Экипажная часть Оборудование кабины Рисунок 2 – Распределение отказов основного оборудования тепловозов серии 2ТЭ25А Общим для всех серий локомотивов недостатком технических параметров является их недостоверность, обусловленная простой ссылкой на соответствующий нормативный документ (ГОСТ, ОСТ, ПТЭ или ПТР) без приведения их значений к истинным показателям. Так, в частности, эффективная мощность 2650 кВт дизеля 16ЧН26/26 тепловоза 2ТЭ25КМ, показана в техническом описании тепловоза при температуре окружающей среды 293 К (20°С) по ГОСТ 31187 [6] вместо 298 К (25°С) по ГОСТ 10150 [7]. Одновременно в техническом описании тепловоза 2ТЭ25А эффективная мощность дизеля 2500 кВт, в нарушении ГОСТ 10150 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Общие технические требования», дана при температуре 293 К (20°С), как и в ГОСТ 31187 «Тепловозы магистральные. Общие технические требования», где нормальное значение равно 293 К (20°С). Результатом такого подхода являются противоречивые, как показано в таблице 2, данные расхода топлива дизелем. Незначительное, от 0,5 до 1,0%, расхождение значений удельного расхода топлива, при немалой, от 2500 до 3650 кВт, эффективной мощности тепловозов, обуславливает дополнительный, от 2 до 5 кг/ч, расход топлива. Данная причина вызвана еще тем, что используемые для расчетов технических параметров ГОСТы, ОСТы, ПТР и иные нормативные документы, как правило, между собой не согласованы. Консолидированное мнение разработчиков руководящих документов о нормальных условиях испытаний и эксплуатации отсутствует, по-видимому, из-за недооценки значимости такого расхождения. 187
Таблица 2 Показатели удельного расхода топлива тепловозов Параметры Серия тепловоза, марка дизель 2ТЭ25А, 2ТЭ25КМ, 2ТЭ35А, 12ЧН26/26 16ЧН26/26 16ЧН18,5/21,5 Расход (ГОСТ 31187) при Tт = 293 К (20°С) Расход (ГОСТ 10150) при Tд = 298 К (25°С) Абсолютная погрешность ∆ = Tд – Tт, г/кВт∙ч Относительная погрешность δ = ∆/Tд, % 205 198 194 207 199 195 2 1 1 1,0 0,5 0,5 Напомним, что по ГОСТ 16350–80 «Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей», п. 1.3, в качестве основных климатических факторов при районировании территории СССР (РФ — правопреемница) для технических целей приняты температура и относительная влажность воздуха [8]. До 1918 года многие специалисты и ученые, используя метрическую систему единиц измерения, определяли стандартные эталонные условия температуры и давления для выражения объемов газа как 288,15 К (15°C) и 101,325 кПа (1,00 атм; 760 мм рт. ст.). Следует отметить, что Правилами тяговых расчетов для поездной работы приведенное значение температуры рекомендовано для проверки тягового генератора и тяговых электродвигателей на нагревание [9]. В настоящее время, согласно ГОСТ 31187-2011 «Тепловозы магистральные. Общие технические требования», приложение А, стандартные условия испытаний должны соответствовать, приведенным в таблице А1, показателям: температура наружного воздуха 293 К (20°С); относительная влажность 70%; атмосферное давление 101,3 кПа (760 мм рт. ст.). Вместе с тем, согласно ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов и т.д.», п. 3.15, за нормальные значения климатических факторов внешней среды при испытаниях изделий (нормальные климатические условия испытаний) принимают следующие [10]: температура 25±10°С; относительная влажность воздуха 45–80%; атмосферное давление 84,0–106,7 кПа (630–800 мм рт. ст.), если в стандартах на отдельные группы изделий не приняты другие пределы, обусловленные спецификой 188
изделий. Одновременно, в соответствии с ГОСТ 10150 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Общие технические условия», п. 6.2.3.1, в качестве стандартных исходных условий для определения стандартной мощности ИСО и соответствующего ей удельного расхода топлива принимают следующие условия: температура воздуха Tcr = 298 К (tr = 25°С); относительная влажность воздуха φr = 30%; полное атмосферное давление рr = 100 кПа. При том, что все перечисленные документы служат основой при назначении показателей локомотивов, значения температуры в двух первых и влажности воздуха в двух последних, между собой расходятся. Более того, приведенные расхождения, несмотря на их значимость, игнорируют при оценке показателей проектируемых локомотивов. В таблице 3 для иллюстрации приведены параметры тепловозов 2ТЭ25А, 2ТЭ25 КМ и перспективной серии 2ТЭ35А в нормальных и реальных, при среднегодовой внешней температуре района БАМа –5°С (ТЧЭ Тында), условиях эксплуатации. Согласно приведенным в таблице 3 данным, относительная погрешность эффективной мощности тепловозов при переводе их значений к реальным показателям условий эксплуатации падает на 20–25%, а удельного расхода топлива — растет на 5% и выше. Снижение эффективной мощности дизеля ухудшает тяговые свойства локомотивов, что не позволяет тепловозам 2ТЭ25А и 2ТЭ25КМ реализовывать расчетные значения 6500 т и тепловозом 2ТЭ35А — 7100 т массы составов. По данным ЦТ за 2019 г. в депо Тында средняя масса состава с тепловозами серии 2ТЭ25А составила 3595 т, а серии 2ТЭ25КМ — 3394 т. Таблица 3 Показатели эффективной мощности и удельного расхода топлива тепловозов Серия тепловоза, марка дизеля Параметры 2ТЭ25А, 2ТЭ25КМ, 2ТЭ35А, 12ЧН26/26 16ЧН26/26 16ЧН18,5/21,5 Температура внешней среды Tт = 293 К (20°С) Мощность эффективная Ne, кВт 2500 2650 3650 Удельный расход, г/кВт∙ч 205 198 194 Температура внешней среды Tт = 268 К (–5°С) Мощность эффективная Ne, кВт 2000 2000 2750 Расход (ГОСТ 31187) 215 207 203 при Tт = 268 К (–5°С) Абсолютная разница значений между заявленной и фактической массами составов, достигает 3000 т, а относительная — 46%. Средняя масса состава, в пересчете на 3 секции, с тепловозами 3ТЭ25А составит 5393 т, а с тепловозом 3ТЭ25КМ — 5091 т. 189
Выводы. Таким образом, действующие в настоящее время ГОСТ, ОСТ, ПТЭ и ПТР, как показал анализ эффективности тепловозов, производимых АО «Трансмашхолдинг» и АО «Синара– Транспортные Машины», в условиях БАМа отражают технические характеристики при разных значениях условий и понятиях их нормальной эксплуатации. Однако для повышения достоверности технических характеристик проектируемых и вновь производимых локомотивов необходимо согласовать значения и понятия нормальных условий с возможностью дальнейшего их перевода к реальным условиям эксплуатации. Список литературы 1. Стенограмма выступления В.В. Путина на совещании по вопросам развития угольной отрасли. Опубликована в разделах: Новости, Выступления и стенограммы. Дата публикации: 2 марта 2021 г., 16:46. 2. Солнцев, А. Полигон больших надежд и разочарований / А. Солнцев, Н. Гусаченко. – Текст: непосредственный // РЖД–Партнер. – 2021. – № 1–2. – С. 31–35. 3. Бурмистрова, С. Глава РЖД предупредил о ненадежности локомотивов для БАМа / С. Бурмистрова, А. Кореняко. – Текст: непосредственный // РБК. – 31 мая 2021 г. – С. 1–8. 4. Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Разработка магистрального грузового тепловоза 2ТЭ35А с интеллектуальной системой управления» 2ТЭ35А.00.00.000ТЗ. 5. Котляр, А. «Синара» поставит 200 тепловозов на Восточный полигон после критики РЖД / А. Котляр. – Текст: непосредственный // РБК. – 9 июня 2021 г. – С. 21. 6. ГОСТ 31187-2011 Тепловозы магистральные. Общие технические требования. 7. ГОСТ 10150-2014 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Общие технические условия. 8. ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. Дата актуализации: 01.01.2021. 9. Правила тяговых расчетов для поездной работы. – Москва: Транспорт, 1985. – 287 с. – Текст: непосредственный. 10. ГОСТ 15150-69 Межгосударственный стандарт: Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. 190
УДК: 656.224 ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ЛИНИЯХ ВСЖМ К.А. Калинин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассмотрены принципы построения графика движения поездов по периодической и непериодической модели, определены сферы применения описанных методов в системах высокоскоростного железнодорожного сообщения. Рассмотрен уникальный опыт КНР в эксплуатации сверхдальних линий высокоскоростного железнодорожного сообщения протяженностью более 1000 км. Рассмотрены уникальные для линий высокой протяженности задачи, не свойственные для иных видов пассажирского железнодорожного сообщения. Описана задача о составлении плана промежуточных остановок для высокоскоростных поездов, следующих по сверхдальним корреспонденциям. Ключевые слова: высокоскоростные железнодорожные перевозки, пассажирские перевозки, ВСЖМ, ВСМ, магистральные виды транспорта, график движения поездов. FEATURES OF THE CONSTRUCTION OF THE TRAIN SCHEDULE ON THE HSR LINES K.A.Kalinin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article considers the principles of constructing a train schedule: according to a periodic and non-periodic model, the scope of application of the described methods in highspeed railway communication systems is determined. The unique experience of the People's Republic of China in the operation of ultra-long high-speed railway lines with a length of more than 1000 km is considered. Unique tasks for high-length lines that are not typical for other types of passenger railway communication are considered. The problem of drawing up a plan of intermediate stops for high-speed trains following ultra-long correspondence is described. Key words: high-speed rail transportation, passenger transportation, HSR, mainline modes of transport, train schedule. 191
В статье используются понятия: ВСЖМ (высокоскоростная железнодорожная магистраль) — железнодорожная магистраль, специализированная для пропуска пассажирских поездов со скоростью движения на отдельных участках трассы более 250 км/ч. ВСПС (высокоскоростной железнодорожный подвижной состав) — подвижной состав, конструкционная скорость которого составляет 250 км/ч и более, как правило, предназначенный для перевозки пассажиров. Пассажирская корреспонденция — устойчивая транспортная связь между двумя пунктами, для которых характерно наличие транспортных перемещений пассажиров. Сверхдальняя пассажирская корреспонденция на линии ВСЖМ — пассажирская корреспонденция, обслуживаемая высокоскоростным подвижным составом, протяженностью более 1000 км. При расширении сети высокоскоростных железнодорожных магистралей (далее — ВСЖМ) в различных странах, таких как, например, Китай [1–4], кратно возрастает сложность эксплуатации линий и размерность решаемых задач по планированию перевозок. Эксплуатация линий ВСЖМ большой протяженности с наличием сверхдальних (свыше 1000 км) корреспонденций перевозок предполагает использование особых подходов в решении задач планирования перевозок и составления технологических графиков: — при увеличении протяженности линии ВСЖМ возрастает количество обслуживаемых промежуточных станций, а организация движения высокоскоростных поездов с остановками по всем пунктам приводит к существенному снижению маршрутной скорости сообщения и снижает привлекательность сервиса в целом для пассажиров; — при увеличении количества станций на линии ВСЖМ нелинейно возрастает число обслуживаемых назначений перевозки пассажиров (транспортных корреспонденций), а для каждой корреспонденции необходимо обеспечить ежедневное бесперебойное сообщение с учетом предпочтений пассажира к периоду отправления; — при организации перевозки высокоскоростными поездами с пропуском части остановок возникает задача более рационального пропуска поездов по линии и подбора для них перечня остановок. Важным становится взаимное расположение и количество поездов с различным набором остановок в графике движения поездов (далее — ГДП). Для условий развития и эксплуатации специализированной железнодорожной высокоскоростной инфраструктуры в Российской Федерации [5,6] сверхдальними корреспонденциями будет обладать транспортный коридор «Север-Юг» [7] и, в особенности, линия ВСЖМ–3 Москва-Сочи [8]. 192
Анализ подходов к построению графика движения поездов При составлении ГДП можно использовать два принципиальных подхода прокладки ниток графика пассажирских поездов. 1. Периодическая модель разработки ГДП — подразумевает составление такта [9] и режима пропуска пассажирских поездов за ограниченный период времени, в рассматриваемый период суток (утренний предпиковый период; утренний пиковый период; дневной межпиковый период; вечерний пиковый период; вечерний постпиковый период). Каждый выделенный период суток характеризуется своими особенностями пропуска пассажирских поездов и величиной спроса на перевозку. После определения часовых тактов движения пассажирских поездов составляется суточное расписание движения. В ходе дальнейшей эксплуатации линии расписание пассажирских поездов может подвергаться корректировке в соответствии с изменением спроса на перевозку вследствие изменения качественных параметров сообщения [10, 11]. Периодический подход характеризуется выраженной тактовостью и регулярностью отправления пассажирских поездов, что является неоспоримым преимуществом для пассажиров. С другой стороны, периодическое планирование ГДП удобно для оператора сети железных дорог и технологов, разрабатывающих график, так как периодический график имеет малую вариативность и, как следствие, от этого повышается скорость составления и корректировки ГДП. Периодический подход к составлению ГДП находит применение при составлении расписания движения поездов на метрополитенах, а также на участках с интенсивным пассажирским движением [12]. Анализ мирового опыта эксплуатации линий ВСЖМ [13] позволяет сделать вывод, что данный подход применим в странах с малой протяженностью сети ВСЖМ и с незначительным количеством обслуживаемых корреспонденций и назначений пассажирских поездов. Под данные критерии подходят страны Европы и Япония, а на самой развитой и протяженной сети ВСЖМ в мире в КНР периодическая модель составления ГДП, в основном, не применяется [14–16]. Для обеспечения потребностей пассажиров в перевозках необходимо обеспечить устойчивое сообщение по всем корреспонденциям на рассматриваемой линии, однако с увеличением общей протяженности рассматриваемой линии и увеличением количества станций нелинейно возрастает количество возможных корреспонденций, так при |𝑆| = 4 количество корреспонденций х = 1,2 … |Х| составит |Х| = 6, а при увеличении до |𝑆| = 10 количество возможных корреспонденций составит |Х| = 45, что значительно увеличивает размерность решаемой задачи. Модельный пример различных вариантов обеспечения сообщения на сети ВСЖМ с двумя промежуточными остановками 𝑠2 и 𝑠3 приведен на рисунке 1. 193
Рисунок 1 – Вариантные схемы обеспечения спроса на межрегиональные перевозки Пропуск пассажирских поездов на дальних корреспонденциях с остановками по всем промежуточным пунктам приводит к снижению маршрутной скорости и ухудшению качества обслуживания для пассажиров. Допустимое число промежуточных остановок выбирается, исходя из принимаемого скоростного режима сообщения; для высокоскоростного железнодорожного сообщения целесообразно сохранять маршрутную скорость в пределах 170–190 км/ч. При использовании периодической модели составления ГДП для разработки технологии работы ВСЖМ большой протяженности количество категорий поездов с закрепленным режимом остановок является ограниченной величиной. В связи с этим приходится закладывать в график движения поезд, который останавливается множество раз по ходу следования, что ухудшает качество обслуживания для пассажиров дальних корреспонденций. Вместе с сокращением общей скорости сообщения возникает проблема чрезмерного количества остановок поездов на станциях, не обеспечивающих необходимой величины пассажиропотока, что является нерациональным решением, которое будет масштабироваться в графике за каждый малый период τ планирования. Для уменьшения негативных последствий в высокоскоростном сообщении целесообразно применение элементов непериодической модели построения ГДП. 2. Непериодическая модель составления ГДП предполагает произвольное назна- чение ниток графика движения в течение суток с индивидуальным режимом остановок для каждого поезда без выделения характерных периодов, и сохранения цикличности построения ГДП. 194
Общий принцип построения ГДП с применением периодического принципа и непериодического принципа для участка с тремя промежуточными станциями и заданным количеством остановок на них 𝐺 приведен на рисунке 2, на котором рассмотрено три возможных варианта обеспечения корреспонденций в режиме: — режиме остановки по всем промежуточным пунктам; — режиме пропуска всех промежуточных пунктов; — режиме обеспечения заданной маршрутной скорости сообщения и пропуска части промежуточных остановочных пунктов. При уходе от выделения малых периодов времени в графике движения возникают следующие проблемы: — значительно возрастает число переменных для расчета параметров ГДП; — возрастает сложность формализации задачи; — количество возможных категорий поездов стремится в общему количеству ниток ГДП; — ухудшение качества сервиса для пассажиров в связи с неопределенностью следования поездов в течении суток. Рисунок 2 – Принципиальные схемы пропуска высокоскоростных пассажирских поездов на сверхдальних корреспонденциях Использование непериодического подхода также не является оптимальным для построения ГДП на линиях ВСЖМ большой протяженности. Для полного освоения пассажиропотоков и обеспечении беспересадочных связей в течение суток возможно использование комбинации подходов периодической и непериодической модели. 195
Для решения задачи о назначении остановок пассажирским поездам на ВСЖМ в России предлагается использование своеобразной комбинации описанных принципов в соответствии со следующим алгоритмом: — выделяется в течение суток определенное количество характерных периодов 𝑍 ; — для каждого выделенного периода задаются параметры движения на линии ВСЖМ и определяется потребное количество остановок на каждой промежуточной станции 𝐺 , а также устанавливается конкурентный скоростной режим сообщения 𝑉м км/ч. Выделение на рассматриваемой линий из массива назначений |Х| основных, включающих в себя назначения до конечной станции Х и, в случае наличия зонности движения — до зонных станций, в массив |Х𝑚|. Для выделенной группы корреспонденций определяется минимальное потребное число поездов: 𝑁 где 𝑄|Х | |Х | |Х = | вспс , (1) — количество пассажиров, следующих по приоритетным корреспонденциям |Х𝑚|; — назначение на выделенные корреспонденции минимально необходимого количества поездов для обеспечения необходимой провозной способности линии и освоения густоты пассажиропотока на данных корреспонденциях. При прокладке поездов в ГДП с различными скоростными режимами необходимо выдерживать ограничения на станционные и межпоездные интервалы: где 𝐼 , , 𝐼 ≤ 𝛿отпр − 𝛿отпр 𝐼 ≤ 𝛿приб − 𝛿приб , , , (2) — минимальный межпоездной интервал, устанавливаемый в зависимости от применяемых средств интервального регулирования и путевого развития головных станций, мин; j — порядковый номер нитки поезда в ГДП; , , 𝑗 ∈ 1,2 … 𝐽 ; δотпр и δотпр — соответственно моменты отправления со станции 𝑠 поездов 𝑗 и , , 𝑗 + 1; δприб и δприб и, соответственно, моменты прибытия на станцию 𝑠 поездов 𝑗 и 𝑗 + 1. Выбор режима остановок назначенных ниток на промежуточных станциях в соответствии с установленными параметрами определяется следующим образом. Время стоянки поезда на промежуточной станции должно удовлетворять условию: , , δотпр − δприб ≥ 𝑇прост , (3) где 𝑇прост — среднее время простоя поезда по станции 𝑠, включающее в себя время на замедление, стоянку и разгон при осуществлении остановки и посадке-высадке пассажиров на рассматриваемой станции 𝑠, мин. 196
𝑇прост = 𝑡з + 𝑡ст + 𝑡р , (4) где 𝑡з — среднее время замедления ВСПС на станции 𝑠, мин; 𝑡ст — среднее время стоянки ВСПС на станции 𝑠, мин; 𝑡р — среднее время разгона ВСПС на станции 𝑠, мин. Фактическое время стоянки на промежуточной станции может превышать минимальное время стоянки в случае осуществления обгона поездом, не осуществляющим стоянку. Целевая функция должна удовлетворять запросам как пассажира, так и оператора сети ВСЖМ: Пассажир заинтересован в том, чтобы добраться до места назначения как можно быстрее. Отсюда возникает ограничение: ф, 𝑉 ,м ≥ 𝑉м ф, , (5) — фактическая маршрутная скорость сообщения 𝑗 нитки ГДП по рассматриваемой где 𝑉 ,м корреспонденции 𝑥 , км/ч; 𝑉м — минимальная конкурентоспособная скорость сообщения, устанавливаемая при формировании качественных требований к организации сообщения, км/ч. Оператор заинтересован в повышении эффективности использования парка высоко- скоростных пассажирских поездов и в минимизации объемов поездной работы при выполнении заданной пассажирской работы. Количество остановок пассажирского поезда в пути следования должно отвечать условию: | | β где β ≤𝛽 | | ≤β | | , (6) — фактическое количество остановок 𝑗 поезда на станциях массива |𝑆| в | | пути следования; β | | иβ | | — соответственно минимальное и максимальное допустимое количество остановок поезда 𝑗. Для каждого поезда 𝑗, следующего по корреспонденции 𝑥 через станции |𝑆|, введем Булевые переменные 𝜗 ∈ 0; 1 , принимающие значение 1 в случае наличия остановки на промежуточной станции 𝑠 и значение 0 в случае её отсутствия. Целевую функцию задачи необходимо рассматривать как минимизацию поездо-часов в работе в течение суток: 𝐹=∑ ∑ , , (δприб − δотпр ) → 𝑚𝑖𝑛. (7) 197
Проверка достаточности провозной способности линии по всем корреспонденциям |Х|, а в случае нехватки обеспеченной провозной способности участка — назначение дополнительных поездов от рассматриваемой станции отправления до ближайшей зонной станции с режимом остановок, включающим в себя корреспонденции с недостаточной провозной емкостью сообщения 𝐽доп . План анализа остановок высокоскоростного поездов |𝐽| в пути следования приведен в таблице 1. Таблица 1 Общий вид разработки плана остановок с заданными параметрами движения по 𝑥 корреспонденции линии ВСЖМ Нитка в ГДП Общее количество остановок в пути следования | | 𝛽 Станции на линии ВСЖМ |S| |𝐽| 𝑠1 𝑠2 … 𝑆−1 𝑗1 𝜗 𝜗 … 𝜗 𝜗 𝛽 | | 𝑗2 𝜗 𝜗 … 𝜗 𝜗 𝛽 | | … … … … … … 𝐽 𝜗 Фактическое число остановок 𝐺 по станциям 𝐺 𝜗 𝜗 𝐽−1 ф … 𝜗 ф 𝐺 ф … 𝜗 … 𝜗 … 𝐺 𝑆 𝜗 𝛽 𝜗 ф 𝐺 | | 𝛽 | | Маршрутная скорость сообщения ф 𝑉 ,м ф ,м ф 𝑉 ,м 𝑉 … 𝑉 ф ,м ф 𝑉 ,м ф Выводы. Выделенные принципы построения графика движения поездов по периодической и непериодической модели имеют различную сферу применения. Для развивающихся систем высокоскоростного железнодорожного сообщения с малой протяженностью линий наиболее характерным способом построения ГДП является принцип периодической модели, в то время как для развитых систем характерно применение непериодической модели. Эксплуатация сверхдальних линий ВСЖМ ставит ряд задач, не свойственных для иных видов пассажирского железнодорожного сообщения. Для повышения привлекательности высокоскоростного железнодорожного транспорта на сверхдальних корреспонденциях необходимо решение задачи о составлении плана промежуточных остановок для поездов, следующих по сверхдальним назначениям. 198
Список литературы 1. Карапетянц, И.В. Приоритеты китайских скоростей / И.В. Карапетянц, С.Л. Сазонов. – Текст: непосредственный // Мир транспорта. – 2014. – Т. 12. – № 4 (53). – С. 76–87. 2. Киселев, И.П. Высокоскоростной железнодорожный транспорт КНР: от первых скоростных линий к мегапроекту «Евразия» / И.П. Киселев, А.А. Китунин. – Текст: непосредственный // Транспорт Российской Федерации. – 2018. – № 1 (74). – С. 9–14. 3. Китай – лидер мирового рейтинга высокоскоростных сообщений. – Текст: непосредственный // Железные дороги мира. – 2019. – № 9. – С. 35–44. 4. Китай уплотняет сеть высокоскоростных линий // Железные дороги мира. – 2018. – № 3. – С. 17–23. 5. Киселев, И.П. Высокоскоростной железнодорожный транспорт и перспективы его развития в мире / И.П. Киселев. – Текст: непосредственный // Транспорт Российской Федерации. – 2012. – № 3–4 (40–41). – С. 61–65. 6. Киселев, И.П. Высокоскоростной железнодорожный транспорт и перспективы его развития в мире / И.П. Киселев. – Текст: непосредственный // Транспорт Российской Федерации. – 2012. – № 5 (42). – С. 44–51. 7. О развитии пассажирского транспортного коридора Север – Юг / С.П. Вакуленко, А.В. Колин, Д.Ю. Роменский, К.А. Калинин. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2021. – № 4. – С. 24–29. 8. Экологический аспект организации грузового обхода в створе коридора «Центр – Юг» / С.П. Вакуленко, А.В. Колин, Д.Ю. Роменский, К.А. Калинин. – Текст: непосредственный // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 1 (49). – С. 82–92. 9. Роменский, Д.Ю. Обоснование величины потребного интервала между транспортными средствами в пригородно-городских пассажирских перевозках на примере работы железнодорожных диаметров / Д.Ю. Роменский, К.А. Калинин. – Текст: непосредственный // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2020. – № 3 (47). – С. 81–88. 10. Вакуленко, С.П. О разработке качественных параметров формируемого высокоскоростного железнодорожного сообщения / С.П. Вакуленко, К.А. Калинин, М.В. Роменская. – Текст: непосредственный // Вопросы устойчивого развития общества. – 2021. – № 8. – С. 265–276. 11. Вакуленко, С.П. Метод прогнозирования пассажиропотоков при организации высокоскоростных перевозок / С.П. Вакуленко, Д.Ю. Роменский, К.А. Калинин. – Текст: непосредственный // Транспорт Российской Федерации. – 2021. – № 1–2 (92–93). – С. 34–39. 199
12. Евреенова, Н.Ю. Совершенствование системы пропуска электропоездов на участках с интенсивным движением / Н.Ю. Евреенова, Д.Ю. Роменский, К.А. Калинин. –Текст: непосредственный // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 1 (81). – С. 88–96. 13. Калинин, К.А. О комплексном подходе к анализу линий ВСЖМ / К.А. Калинин. – Текст: непосредственный // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 2 (82). – С. 137–147. 14. Li, W. Chinese high-speed railway: Efficiency comparison and the future [Electronic resource] / W. Li, O. Hilmola, J. Wu // Promet – Traffic – Traffico. – 2019. – Vol. 31, № 6. – P. 693–702. – Available from: https://doi.org/10.7307/ptt.v31i6.3220. 15. A cost and passenger responsible optimization method for the operation plan of additional high-speed trains in a peak period [Electronic resource] / Y. Liu [et al.] // Journal of Advanced Transportation. – 2020. – Vol. 2020. – Available from: https://doi.org/10.1155/2020/3602727. 16. An efficient hybrid approach for scheduling the train timetable for the longer distance high-speed railway [Electronic resource]/ Z. Wang [et al.]// Sustainability (Switzerland). – 2021. – Vol. 13, № 5. – P. 1–23. – Available from: https://doi.org/10.3390/su13052538. 200
УДК: 621.3.025 ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ АСИНХРОННЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА А.С. Куренков Центр организации подготовки и развития рабочих г. Москва Д.И. Бодриков Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства г. Москва А.С. Космодамианский Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва В.П. Смирнов Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Рассмотрены результаты анализа безотказности асинхронных вспо- могательных машин электровозов Восточного полигона РЖД. Выявлено, что несимметричность радиальной вентиляции приводит к уменьшению мощности АВМ почти на 30%. Использование низкотемпературной смазки, несовершенство конструкции и технологии обслуживания АВМ обусловили частые переходы подшипников из режима качения в режим скольжения с значительным повышением потерь на трение. Это вызывает увеличение мощности АВМ выше допустимого значения и приводит к повышенному тепловому износу изоляции статорных обмоток и периодическим «тепловым ударам» по стрежням ротора, что приводит к разрыву стержней беличьей клетки. Предложены мероприятия по совершенствованию конструкции и обслуживания АВМ, позволяющие существенно повысить их безотказность. Ключевые слова: электровоз, асинхронная вспомогательная машина, безотказность, отказ, мероприятия по совершенствованию конструкции и обслуживания. 201
FEATURES OF OPERATION OF ASYNCHRONOUS AUXILIARY MACHINES OF ELECTRIC LOCOMOTIVES OF ALTERNATING CURRENT A.S. Kurenkov Center for the organization of training and development of workers Moscow D.I. Bodrikov Locomotive Engineering Bureau Moscow A.S. Kosmodamiansky Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow V.P. Smirnov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The results of the analysis of the reliability of asynchronous auxiliary machines of electric locomotives of the Eastern polygon of Russian Railways are considered. It was revealed that the asymmetry of radial ventilation leads to a decrease in AVM power by almost 30%. The use of low-temperature lubrication, imperfection of the design and maintenance technology of the computer caused frequent transitions of bearings from rolling mode to sliding mode with a significant increase in friction losses. This causes an increase in the power of the AVM above the permissible value and leads to increased thermal wear of the insulation of the stator windings and periodic "thermal shocks" on the rotor rods, which leads to rupture of the squirrel cage rods. Measures are proposed to improve the design and maintenance of computers, which can significantly increase their reliability Key words: electric locomotive, asynchronous auxiliary machine, reliability, failure, measures to improve the design and maintenance. Выполнен анализ конструкции и безотказности трехфазных асинхронных вспомогательных машин (далее — АВМ) с начала эксплуатации электровозов переменного тока Восточного полигона железных дорог России по настоящее время. Рассмотрены условия эксплуатации АВМ. Проведены длительные испытания АВМ электровозов ВЛ85, выполняющих значительную часть перевозок Восточного полигона. Проведены опытные поездки электровозов ВЛ85 с грузовыми поездами на участках Восточного полигона, где использовалось снижение напряжения контактной сети ниже номинального значения. Выполнен анализ отказов АВМ. 202
Установлено, что несимметричность радиальной вентиляции и уменьшение размеров корпуса АВМ АНЭ225 привели к увеличению аэродинамического сопротивления воздухопроводов (до Z = 353, вместо Z = 189), при котором обеспечивается необходимое давление и производительность вентиляции, номинальная температура основных узлов: статора, ротора, подшипников и мощность двигателя. При несимметричной системе вентиляции мощность АВМ уменьшается с 55 кВт до 39 кВт по предельной температуре узлов. Отмечено: — использование низкотемпературной смазки подшипников с рабочей температурой 84,3°С вместо необходимой для двигателей с изоляцией класса нагревостойкости H смазки с рабочей температурой 150–200°С [1]; — уменьшение в 4,3 раза объемов подшипниковых камер под смазку; — увеличение в 2,5 раза пробега электровозов между текущими ремонтами, на которых производится дозаправка подшипниковых узлов смазкой без увеличения количества заправляемой смазки; — несовершенная технология заправки подшипников вследствие неиспользования пресс–дозаторов, обеспечивающих повышенное давление при заправке; — отсутствие в конструкции АВМ маслопроводов для удаления отработанной смазки, а также лотков для сбора излишней смазки при заправке подшипников, позволяющих контролировать заправку и дозаправку подшипников смазкой (что нередко приводит к длительной работе подшипников без смазки с переходом из режима качения при работе с мощностью трения качения, равной 0,193 кВт, на эксплуатацию подшипников в режиме скольжения с мощностью 16 кВт и более), при повышении выходной мощности приводных двигателей вентиляторов охлаждения тяговых двигателей, выпрямительно-инверторных преобразователей и сглаживающих реакторов с 32,5 до 48 кВт и более. Как указано выше, допустимая температура АВМ из-за уменьшенной производительности несимметричной радиальной вентиляции обеспечивается уже при выходной мощности не выше 39 кВт. Повышенная выходная мощность двигателей привода вентиляторов вследствие эксплуатации подшипников в режиме скольжения приводит к увеличенному тепловому износу статорных обмоток и периодическим, через 1,5–2,6 часа работы после пуска АВМ, превышениям допустимой температуры (тепловым ударам) роторной обмотки, приводящим к разрывам, обрывам стержней беличьей клетки. Подобный характер воздействия повышенной температуры на статорные и роторные обмотки при переходе контактов подшипников из режима качения в режим скольжения наблюдается также у проводных двигателей главных компрессоров электровоза. Тепловые реле защищают АВМ от токовых перегрузок из-за уменьшения вращающего момента двигателей приводов вентиляторов и компрессоров при снижении напряжения 203
контактной сети, увеличения момента сопротивления компрессора при низкой температуре воздуха [2]. Но они не реагируют на повышенную температуру в подшипниковых узлах. Вследствие этого, при переходе контактов подшипников двигателя из режима качения в режим скольжения с увеличением мощности потерь в контакте, АВМ попадает в «беззащитную» зону. Увеличивается температура подшипников, статорной и роторной обмоток. Если отсутствие смазки не обнаружится по повышенному шуму подшипников, что маловероятно при увеличенной продолжительности пробега между текущими ремонтами (50·103 км), это будет продолжаться дни, недели, месяцы. Однако отказы с заклиниванием подшипников наблюдаются. Только в этом случае, из-за продолжительной повышенной токовой перегрузки вследствие заклинивания подшипников, аварийный двигатель отключит тепловое реле. Проанализированы данные об отказах основных узлов — статора, ротора, подшипников — двигателей АНЭ225 электровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск Восточного полигона. За год эксплуатации на подшипники пришлось 40,5% отказов основных узлов. Из них большая часть — подшипники без смазки. Через 10 лет эксплуатации параметр потока отказов подшипников АВМ АНЭ225 электровозов этого же депо увеличился в 3,35 раза. Отказы подшипников составили 51,6% основных узлов двигателей. В сложных условиях работают электровозы 2,3,4 ЭС5К депо Вихоревка северного направления Восточного полигона. На этих электровозах применяются трехфазные асинхронные вспомогательные машины НВА55 — близкий аналог АВМ АНЭ225. Они конструктивно схожи с двигателем АНЭ225. Здесь наблюдаются те же проблемы, но более сложные. Если для питания АВМ АНЭ225 электровозов ВЛ85 используются вращающиеся расщепители фаз, преобразующие однофазное напряжение в трехфазное с наибольшим коэффициентом несимметрии напряжения 10%, то на электровозах 2,3,4 ЭС5К применяется конденсаторный пуск двигателей привода вентиляторов МВ1 и МВ2, получающих питание от обмотки тягового трансформатора при наибольшем коэффициенте несимметрии напряжения контактной сети до 16% [3]. Отказы основных узлов двигателей НВА55 составили: статор — 18,3 %; ротор — 33,8%; подшипники — 47,9%. Авторами разработаны схемы непрерывного температурного контроля подшипников с использованием датчиков температуры, установленных на наружных крышках подшипников, позволяющие сигнализировать о переходе контактов подшипников из режима качения в режим скольжения и отключить предаварийный двигатель. Также выполнены расчеты несимметричной радиальной вентиляции АВМ АНЭ225 и симметричной радиальной вентиляции усовершенствованной асинхронной вспомогательной машины АНЭ225, обеспечивающей надежную работу двигателя во всех режимах эксплуатации. На основании выполненных расчетов и опыта эксплуатации разработаны рекомендации по совершенствованию конструкции и обслуживания АВМ АНЭ225 и НВА55. 204
Список литературы 1. Проектирование тяговых электрических машин: учеб. пособие / М.Д. Находкин, Г.В. Василенко, В.И. Бочаров, М.А. Козорезов; под ред. М.Д. Находкина. – Москва: Транспорт, 1976. – 624 с. – Текст: непосредственный. 2. Электровоз ВЛ85: Руководство по эксплуатации / Б.А. Тушканов, Н.Г. Пушкарев, Л.А. Позднякова и др.; под ред. Б.А. Тушканова. – Москва: Транспорт, 1992. – 480 с. – Текст: непосредственный. 3. Пустоветов, М.Ю. Имитационное моделирование явлений во вспомогательном асинхронном электроприводе электроподвижного состава / М.Ю. Пустоветов. – Ростов-на-Дону: РГУПС, 2015. – 159 с. – Текст: непосредственный. 205
УДК: 621.3.025 РЕЖИМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДШИПНИКОВ АСИНХРОННЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ А.С. Куренков Центр организации подготовки и развития рабочих г. Москва Д.И. Бодриков Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства, г. Москва А.С. Космодамианский Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва В.П. Смирнов Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Проанализированы результаты эксплуатации асинхронных вспомога- тельных машин электровозов ВЛ85 Восточного полигона РЖД. Установлено, что на отказы подшипников приходится значительная часть повреждений. Более половины отказов вызвано отсутствием смазки в подшипниках. Рассмотрены условия эксплуатации подшипниковых узлов. Выявлено, что при отсутствии смазки в контактах подшипники переходят из режима качения в режим скольжения с многократным увеличением мощности трения. Результаты анализа и длительное наблюдение за работой подшипников показали, что в режиме скольжения до разрушения (заклинивания) подшипники могут находиться дни, недели, месяцы. Предложены мероприятия, позволяющие обеспечить постоянную работу подшипников в режиме качения. Ключевые слова: электровоз, асинхронная вспомогательная машина, подшипники, режим качения, режим скольжения. OPERATING MODES OF BEARINGS OF ASYNCHRONOUS AUXILIARY MACHINES OF ELRCTRIC LOCOMOTIVES A.S. Kurenkov Center for the organization of training and development of workers Moscow 206
D.I. Bodrikov Locomotive Engineering Bureau Moscow A.S. Kosmodamiansky Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow V.P. Smirnov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The results of operation of asynchronous auxiliary machines of electric locomotives VL85 of the Eastern polygon of Russian Railways are analyzed. It is established that bearing failures account for a significant part of the damage. More than half of the failures are caused by the lack of lubrication in the bearings. The operating conditions of bearing assemblies are considered. It is revealed that in the absence of lubrication in the contacts, the bearings switch from rolling mode to sliding mode with a multiple increase in friction power. The results of the analysis and long-term monitoring of the operation of the bearings showed that the bearings can be in sliding mode for days, weeks, months before destruction (jamming). Measures are proposed to ensure the constant operation of bearings in rolling mode. Key words: electric locomotive, asynchronous auxiliary machine, bearings, rolling mode, sliding mode. За год эксплуатации электровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск Восточного полигона ОАО «РЖД» произошли 222 отказа асинхронных вспомогательных машин (АВМ) АНЭ225 привода вентиляторов и главных компрессоров. Из них 89 отказов (40,1% отказов АВМ) вызваны повреждениями подшипниковых узлов. Наблюдались следующие отказы: отсутствие смазки в подшипниках — 59,6% отказов подшипниковых узлов; заклинивание подшипников с разрушением сепараторов — 29,2 %; заклинивание подшипников с разрушением наружных колец — 3,5%; заклинивание подшипников с разрушением внутренних колец — 2,2%; заклинивание и разрушение подшипников — 2,2%; заклинивание подшипников — 2,1%; заклинивание подшипников и роторов — 1,1%. В связи с пониженной безотказностью подшипниковых узлов АВМ АНЭ225 рассмотрены условия их эксплуатации. Механические потери двигателя АНЭ225 при номинальном расходе воздуха Pмех = 0,338 кВт [1]. Потери мощности на вентиляцию АВМ 207
АНЭ225 при расходе воздуха Q = 0,233 м3/с и окружной скорости вентиляционных лопаток 18,6 м/с составляют Pв = 0,145 кВт [2]. Потери мощности на трение качения в подшипниках АВМ АНЭ225 при наличии смазки, кВт Pкач  Pмех  Pв  0,338  0,145  0,193. Рассчитаны потери мощности на трение скольжения в подшипниках АВМ АНЭ225 при отсутствии смазки. Для этого определена кратность увеличения коэффициента трения при переходе подшипников из режима качения в режим скольжения К тр  f скол 0,195   78 f кач 0,0025 fскол = (0,20+0,19) = 0,195, где 0,20 и 0,19 — значения коэффициента трения скольжения пластины, площадью 5 см2 из стали ШХ15, обработанной шлифованием по 8-му классу шероховатости по стали 30ХГСА, без смазки при нагрузке, соответственно, 50 и 500 кгс [3]; fскол = 0,0025 — коэффициент трения качения подшипников АВМ АНЭ225 при наличии смазки. При отсутствии смазки в подшипниках АВМ АНЭ225 потери мощности на трение скольжения составляют, кВт Pскол  Pкач  K тр  0,193  78  15,1. Результаты исследования состояния АВМ АНЭ225 электровозов ВЛ85 на ПТОЛ Иркутск-Сортировочный с использованием комплекса К506 для определения мощности АВМ показали, что при отсутствии смазки в подшипниках приводных двигателей вентиляторов, охлаждающих тяговые электродвигатели, выпрямительно-инверторные преобразователи и сглаживающие реакторы, средняя мощность потерь на трение скольжения в ср подшипниках составила Pскол  17 ,1 кВт. Отсюда при переходе подшипников из режима качения в режим скольжения мощность потерь в подшипниках повышается на ср Pскол  Pкач  17 ,1  0,193  16 ,9 кВт. Рассмотрен подшипниковый узел сухого трения, имеющий нагрузку 500 кгс, с покрытием стального вала (сталь 45) полимерной композицией ФКН–7 и втулкой, выполненной из стали 40Х, с коэффициентом трения ФКН–7 по стали fскол = 0,19 [3]. Выполнен расчет ресурса сопряжения при заданном увеличении зазора до 0,2 мм, результаты которого показали, что при учете в расчете изменения геометрии сопряжения в процессе изнашивания заданная величина износа будет наблюдаться через 42,6 часа работы [3]. Используются электродвигатели, в которых подшипники качения эксплуатируются без смазки. В этих условиях износ поверхностей вследствие проскальзывания поверхностей 208
значителен и достигает нескольких миллиметров, ограничивая срок службы подшипников [3]. Как показывает опыт эксплуатации электровозов ВЛ85 Восточного полигона ОАО «РЖД», до разрушения (заклинивания) подшипников при отсутствии смазки асинхронные вспомогательные машины АНЭ225 могут находиться дни, недели, месяцы. Авторами разработаны рекомендации по обеспечению эксплуатации подшипников АВМ АНЭ225 электровозов ВЛ85 и их аналогов АВМ НВА55, НВА55С электровозов 2,3,4 ЭС5К Восточного полигона непрерывно в режиме качения при наличии смазки. Список литературы 1. Проектирование привода вспомогательных механизмов с асинхронным двигателем: учеб. пособие / А.М. Худоногов, В.В. Макаров, В.П. Смирнов и др.; под ред. А.М. Худоногова. – Москва: УМЦ, 2011. – 311 с. – Текст: непосредственный. 2. Сергеев, П.С. Проектирование электрических машин / П.С. Сергеев, Н.В. Виноградов, Ф.А. Горяинов. – Москва: Энергия, 1970. – 632 с. – Текст: непосредственный. 3. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, Н.М. Добычин, В.С. Комбалов. – Москва: Машиностроение, 1977. – 526 с. – Текст: непосредственный. 209
УДК: 330.45: 629.4.083 БАЛАНСОВАЯ МОДЕЛЬ ЛЕОНТЬЕВА В РАСПРЕДЕЛЕНИИ РЕСУРСОВ РЕМОНТНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В.Б. Карпухин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассмотрены условия применения математической модели Леонтьева к балансовому распределению ресурсов ремонтного предприятия. Приведена последовательность необходимых действий в анализе распределения ресурсов; на числовом примере проиллюстрирована практическая возможность применения математической модели Леонтьева. Ключевые слова: балансовая модель Леонтьева, система массового обслуживания, ремонтное предприятие, обратная матрица Леонтьева, критерий продуктивности матрицы коэффициентов прямых затрат. LEONTIEV'S BALANCE MODEL IN THE DISTRIBUTION OF RESOURCES OF THE REPAIR ENTERPRISE V.B. Karpuhin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article considers the conditions for the application of the mathematical model of Leontiev to the balance distribution of resources of the repair enterprise. The sequence of necessary actions in the analysis of resource allocation is given, the practical possibility of applying the leontiev mathematical model is illustrated on a numerical example. Key words: Leontiev's balance model, waning system, repair enterprise, inverse Leontiev matrix, productivity criterion of the matrix of direct cost coefficients. Рассматриваем объекты экономического анализа, описываемые балансовой моделью Леонтьева, которыми в общем случае могут быть: n отраслей некоторого экономического района, n отраслевых предприятий или n видов продукции, производимой на одном предприятии. 210
Общий характер модели допускает её применение для планирования баланса всех видов ресурса предприятия, учитывая необходимые дополнительные вложения ресурсов на повышение объёма производства путем автоматизации производственного процесса, повышения квалификации мастеров, запуска новых производственных линий. Особый интерес вызывает применение модели в случаях включения в баланс ресурсов на организационные работы, направленные на выполнение необходимых условий эффективной работы предприятия. Подобные требования наблюдаются при организации работы ремонтного предприятия, например, предприятия железнодорожного транспорта по ремонту подвижного состава. Учитывая случайный характер заявок поступающей на ремонт техники, ремонтное предприятие моделируется системой массового обслуживания, показатели эффективности которой (время ремонта, время ожидания в очереди, число ремонтных бригад, число выполняемых заявок одной бригады и др.) описываются математическими моделями, выводимыми в теории случайных функций только при условии эффективной работы предприятия. Таким условием является требование отсутствие бесконечного роста очереди на входе в систему  < n, где  = λ/μ — нагрузка на систему, λ — среднее число заявок в течение суток, μ — среднее число удовлетворенных одной ремонтной бригадой заявок, n — число ремонтных бригад. Чтобы выполнить данное требование, будем рассматривать устанавливаемый моделью Леонтьева баланс трех ресурсов, оцениваемых в стоимостном выражении: λ → x1 — ресурс удовлетворения всех поступающих в течение суток заявок, μ → x2 — ресурс автоматизации производственного процесса (повышения квалификации мастеров), n → x3 — ресурс располагаемых каналов обслуживания всех заявок. Обозначим xi, i  1, n объемы n видов ресурса предприятия, yi, i  1, n — объемы ресурса внешнего конечного продукта, zi, i  1, n — объемы ресурса, предназначенного для внутреннего использования. Представим zi = ai1x1 + ai2x2 + … + ainxn, i  1, n , (1) где aij, i  1, n , j  1, n — коэффициенты прямых затрат ресурса, определяющие долю единицы j-го вида ресурса, предназначенного для внутреннего использования при производстве единицы i-го вида ресурса. Выражение (1), устанавливающее пропорциональность производственных затрат объемам валового продукта, называется гипотезой линейности. 211
Тогда вектор, описывающий объемы ресурса предприятия валового продукта, XT = (x1, x2,…,xn); (2) вектор объемов ресурса внешнего конечного продукта YT = (y1, y2,…,yn) (3) вектор объемов ресурса, предназначенного для внутреннего использования, — производственные затраты ZT = (z1, z2,…,zn). (4) Здесь Т — символ операции транспортирования матрицы. В результате общий объем ресурса Х будет равен сумме объемов ресурса, идущего для внутреннего использования Z и внешнего конечного продукта Y, что в векторно-матричной форме принимает вид равенства: X = Z + Y = AX + Y, (5) где A = aij — матрица коэффициентов прямых затрат aij, i  1, n , j  1, n , которая называется матрицей прямых затрат ресурсов. Равенство (5) называется балансовой моделью Леонтьева (моделью экономического равновесия Леонтьева). Модель (5) в координатной форме принимает вид системы линейных уравнений, имеем:  x1   a11 a12  a1n   x1   y1           x2    a21 a22  a2 n    x2    y2  ,                     xn   an1 an 2  ann   xn   yn  (6) тогда x1 = a11x1 + a11x2 + … a1nxn + y1, x2 = a21x1 + a22x2 + … a2nxn + y2, ………………………………….. (7) xn = an1x1 + an1x1 + … annxn + yn, Поскольку X = IX, где I — единичная матрица порядка n, то из (5) получим вектор конечного продукта Y: (I – A) X = Y. (8) Если матрица I – A невырожденная (определитель не равен 0), то из (8) получаем вектор валового продукта X: X = (I – A)–1Y. 212 (9)
Матрица (I – A)–1 называется матрицей полных затрат ресурса или обратной матрицей Леонтьева. Постановка вопроса, решаемого на основе модели Леонтьева (5) и выражений (6)–(9): достаточно ли валового продукта Х, чтобы обеспечить собственное предприятие и заявки на поступающую в ремонт технику? Модель (5) применяется, если она обладает свойством продуктивности. Пусть θ — нулевая матрица. В положительной (неотрицательной) матрице A = (aij) все элементы положительны, либо неотрицательны. Аналогично определяется положительный (неотрицательный) вектор. Пусть в модели (5) 1) матрица А положительна; 2) для любого неотрицательного вектора Y  0 существует положительное решение уравнения (5) X  0. Тогда матрица А называется продуктивной. Критерий продуктивности матрицы А: матрица А продуктивна тогда и только тогда, когда матрица полных затрат (I–A)–1 существует и неотрицательна. Утверждение: модель (5) продуктивна, если в соответствии с (8) получим хотя бы один строго положительный вектор Y > 0. Для реальных процессов экономики, описываемых моделью Леонтьева (5), векторы валового продукта Х и конечного продукта Y всегда неотрицательны. Пример. Предприятие принимает заявки на ремонт технических изделий, поступающих в случайные моменты времени. Ресурс внешнего конечного продукта образует вектор YT = (20, 10, 40). Матрица прямых материальных затрат для собственного потребления  0,1 0,3 0, 2    A =  0, 2 0, 2 0,1  .  0, 4 0,5 0, 2    Требуется: 1. Составить балансовую модель Леонтьева. 2. Проверить матрицу А по критерию продуктивности. 3. Определить вектор сбалансированного валового продукта Х для обеспечения выпуска требуемого конечного продукта. Решение. 1. В соответствии с равенством (5) балансовая модель Леонтьева имеет вид X = AX + Y. 213
2. Для выполнения критерия продуктивности матрицы А необходимо и достаточно чтобы матрица полных затрат (I – A)–1 существовала и была неотрицательной. Найдем матрицу (I – A)–1: 2.1.  1 0 0   0,1 0,3 0,2   0,9  0,3  0,2        I – A =  0 1 0    0,2 0,2 0,1     0,2 0,8  0,1  .  0 0 1   0,4 0,5 0,2    0,4  0,5 0,8        0,9 2.2.  0,3  0,2 det (I – A) =  0,2 0,8  0,4  0,5  0,1 = 0,9·0,59 + (–0,3)·0,2 + (– 0,2)· 0,42 = 0,8 = 0,531 – 0,06 – 0,084 = 0,387. 2.3. Алгебраические дополнения матрицы I – A: A11 = 0,59; A12 = 0,2; A13 = 0,42; A21 = 0,34; A22 = 0,64; A23 = 0,57; A31 = 0,19; A32 = 0,13; A33 = 0,66.  0,59 0,34 0,19   59 34 19    1  10  2.4. (I – A) = A =   0,20 0,64 0,13  =   20 64 13  . det(I – A) 0,387   387  42 57 66    0,42 0,57 0,66   –1 1 T 0 Вывод: поскольку матрица (I – A)–1 существует и неотрицательна, то она продуктивна, а значит, продуктивна модель Леонтьева и целесообразно ее применение. 3. Из (9) находим вектор Х валового продукта  2280   58,9   59 34 19   20        10  10  X = (I – A) · Y =   1560  =  40,3  .   20 64 13    10  = 387     387  4050  104,6       42 57 66   40  –1 В балансовой модели Леонтьева (5) слагаемое АХ определяет часть валового продукта Х, которая используется в интересах собственного предприятия:  0,1 0,3 0,2   58,9   38,9        AX =  0,2 0,2 0,1    40,3  =  30,3  .  0,4 0,5 0,2  104,6   64,6        214
Список литературы 1. Колемаев, В.А. Методы оптимальных решений: практикум: учебное пособие / под редакцией В.А. Колемаева, В.И. Соловьева; Финансовый ун-т при Правительстве Российской Федерации. – Москва: КноРус, 2017. – 194 с. – Текст: непосредственный. 2. Карпухин, В.Б. Математика: Теория и практика решения типовых задач контрольных работ: учебное пособие: [3 ч.] / В.Б. Карпухин, В.Н. Алексеев; Федеральное агентство ж.-д. трансп., Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования «Московский гос. ун-т путей сообщ.». – Москва: Московский гос. ун-т путей сообщ., 2013. – 234 с. – Текст: непосредственный. 215
УДК 656.07 АНАЛИЗ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ТРАНСПОРТНОЛОГИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ Т.И. Каширцева Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье приводятся данные о месте транспортно-логистической системы России в Международном рейтинге конкурентоспособности, рейтингах глобальной конкурентоспособности, Всемирного банка. Проанализированы сильные и слабые стороны, причины существующего положения, пути повышения конкурентоспособности. Ключевые слова: транспортно-логистическая система, рейтинг, конкуренто- способность. ANALYSIS OF THE COMPETITIVENESS OF TRANSPORTLOGISTICS SYSTEM OF RUSSIA AT THE PRESENT STAGE T.I. Kashirtseva Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article provides data on the place of the transport and logistics system of Russia in the International Competitiveness Rating, the global Competitiveness rating, the World Bank rating. The strengths and weaknesses, the causes of the current situation, and ways to increase competitiveness are analyzed. Key words: transport and logistics system, rating, competitiveness. Развитие мировых транспортно-логистических систем в условиях глобализации мирового экономического пространства во многом зависит от основных индикаторов общеэкономического развития, а именно: динамики мирового валового внутреннего продукта, динамики мировой торговли товарами, структуры мировой торговли, а также динамики развития мирового рынка туристических услуг. Известно, что около 70% рынка международных грузовых перевозок контролируют развитые страны, около 20% — развивающиеся страны, в число которых входят Китай и Южная Корея. Оставшиеся приблизительно 10% мирового грузооборота приходятся на страны Восточной Европы и СНГ [5]. 216
Повышение роли и значения транспортных систем в мировом хозяйстве обусловлено глобализацией отношений между странами. При этом основными тенденциями, обеспечивающими развитие данных систем, являются: обеспечение мультимодальных перевозок, повышение уровня контейнеризации, создание крупных корпораций и альянсов, включающих в себя перевозчиков, производителей транспортных средств, а также предприятий инфраструктуры. Для оценки транспортно-логистической системы, поиска путей развития транспортнологистической инфраструктуры, повышения ее конкурентоспособности на мировых рынках используются критерии, которые входят в различные рейтинги, разрабатываемые экспертами в данной области. В статье рассмотрены позиции транспортно-логистической системы России только по некоторым из использующихся рейтингов. Однако, данные рассмотренных рейтингов дают достаточно точную оценку. Согласно Международному рейтингу конкурентоспособности (Global Competitiveness Index 4.0 или GCI 4.0), методология которого была разработана экспертами Всемирного экономического форума, Российская Федерация в 2019 г. сохраняла 43-е место [3]. Количество оцениваемых стран составило 141 (в 2018 г. было 140 стран), на которые приходится 94% всего населения мира. Кроме того, совокупный объём производства данных стран составляет 98% от мирового ВВП. В соответствии с методологией GCI 4.0 оценка велась по 103 индикаторам, сгруппированным в 12 факторов конкурентоспособности. Индекс GCI 4.0 отражает возможность мировых экономик составлять конкуренцию другим странам. Индекс строится на оценке 12 наиболее важных факторов, составляющих основу долгосрочного роста национальных экономик и их доходов. Каждый из 12 факторов имеет одинаковый вес (8,3%). Общий балл по индексу является суммой средневзвешенных баллов по 12 факторам. К числу данных факторов относятся [3]: — качество институтов; — состояние инфраструктуры; — проникновение IT и современных коммуникаций; — макроэкономическая стабильность; — потребительский рынок; — рынок труда; — финансовая система; — размер внутреннего рынка; — состояние здоровья населения; — образование и навыки людей; — динамика развития бизнеса; — способность к инновациям. 217
Россия в рейтинге в 2019 г. осталась на позициях 2018 г., несмотря на то, что общие показатели основных параметров немного выросли, поднявшись со значения 65,6 до 66,7. В частности, улучшилась ситуация с безопасностью, развитием транспорта и инфраструктуры, повысилась макроэкономическая стабильность, поднялись показатели инноваций и в целом динамичности бизнеса. Присутствие России в верхней части рейтингов отмечается для таких индексов, как «Размер рынка» (шестое место), «Внедрение информационных технологий», «Инновационный потенциал», «Макроэкономическая стабильность», «Инфраструктура», «Динамичность бизнеса», «Высшее образование и профессиональная подготовка», «Эффективность рынка труда». Стоит отметить, что кроме шестого места по размеру рынка, показатели находятся в втором-третьем-четвертом десятке. Эффективность труда занимает позицию 62. В нижней части рейтингов Россия оказалась по таким факторам конкурентоспособности, как «Общественные институты», «Эффективность рынка товаров и услуг», «Развитость финансовой системы». Здесь значения показaтелей находятся в интервале 74–95 место. Россия улучшила позиции в индексе «Инновационный потенциал», благодаря улучшению качества научно-исследовательских институтов и постоянному уровню расходов на R&D (1,1% ВВП). Инновации также поддерживаются внедрением информационных технологий благодаря особенно быстрому распространению интернета, который доступен 81% населения, — отмечается в докладе. Менее позитивным моментом стало ухудшение профессиональной подготовки в РФ [4]. Три главные области, в которых России необходимо улучшить позиции, — это прозрачность (в 2019 г. РФ занимает 116-е место в рейтинге по этому показателю), свобода прессы (122-е место) и открытость торгового сектора (116-е место). При этом Россия получила низкую оценку в следующих областях: финансирование среднего и малого бизнеса, открытость международной торговли, коррупционная составляющая экономики, мобильность граждан на внутреннем рынке труда, качество дорожной инфраструктуры (места 99–118) [2]. По качеству транспортной инфраструктуры Россия находится на 51-м месте. При этом качество автомобильных дорог занимает наихудшие позиции (104-е место), а скорость электрификации железнодорожных путей (1-е место) и эффективность железнодорожных перевозок (15-е место), наоборот, занимают наилучшие позиции. Рейтинг глобальной конкурентоспособности стран в 2020 году не составлялся в связи с пандемией COVID-19. Вместо этого ВЭФ рассмотрен вопрос, как выход из кризиса, вызванного COVID-19, может способствовать выстраиванию продуктивных, устойчивых и инклюзивных экономических систем [8]. 218
В специальном выпуске доклада анализируется ситуация в 37 странах мира, а также 11 приоритетных направлений экономической трансформации. В условном рейтинге готовности экономики к посткризисному развитию Россия заняла бы 28–29 место из 37 возможных. Оценка России в докладе была дана по 9 из 11 направлений, и относительно позитивную оценку страна получила только по трем направлениям. По направлению «Регулирование рынка труда и организация системы социального обеспечения» Россия занимает 12 позицию из 37 стран; 20 место из 37 в сфере подхода к налогообложению и 20–21 место из 37 в сегменте внедрения в бизнесе принципов многообразия, справедливости и инклюзивности в целях повышения творческого потенциала сотрудников. В то же время по трем направлениям позиции РФ являются очень слабыми, она занимает по ним последнее место в рейтинге 37 стран. Во-первых, это повышение эффективности управления государственными учреждениями, применение долгосрочного видения и укрепление общественного доверия за счет добросовестного предоставления услуг для граждан страны, во-вторых, готовность модернизировать инфраструктуру в целях ускоренной трансформации в энергетике, а также расширения доступа к электроэнергии и цифровым технологиям, в-третьих, защита конкуренции и антимонопольное регулирование [8]. Также относительно неблагоприятная ситуация (29 место из 37) сложилась по направлению, касающемуся стимулирования увеличения финансовых вложений в долгосрочные инвестиции, в достижение и укрепление устойчивости и инклюзивности. В Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года говорится о том, что важнейшей проблемой является техническое и технологическое отставание транспортной системы по сравнению с развитыми странами [10]. Для решения данной проблемы был утвержден комплексный план модернизации и расширения магистральной инфраструктуры. Реализация этого плана будет способствовать повышению «Индекса качества транспортной инфраструктуры» — комплексного показателя, отражающего увеличение пропускной способности и улучшение качественных параметров транспортной инфраструктуры, повышение доступности транспортных услуг и степень решения задачи по устранению инфраструктурных ограничений в рамках долгосрочного экономического развития страны. По сравнению с 2019 г. в 2020 г. среднее по России значение индекса развития инфраструктуры транспорта повысилось на 0,02 и составило 3,23. По факту 3,23 — это значение 2018 г., в 2019 г. индекс снизился на эти самые 0,02, а в 2020 г. вернулся к этому же значению. Максимально возможное значение индекса — 10 баллов. 219
В основном, это изменение произошло за счет роста показателей в инфраструктуре воздушных перевозок, показатели в автодорожной сфере снижались, а в железнодорожной сфере — оставались неизменными. Основной вклад в индекс развития транспортной инфраструктуры вносит субиндекс, отражающий развитие автодорог. Его среднее по стране значение 4,97, по сравнению с 2019 г. стало на 0,04 меньше. Эксперты связывают это с тем, что работ, проведенных в рамках национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» и комплексного плана, пока недостаточно, чтобы оцениваемые показатели субъектов существенно изменились [8]. У субиндексов железных дорог и аэропортов эти значения существенно меньше: 1,10 и 1,34 соответственно. То есть такие виды инфраструктуры в стране развиты существенно слабее и заметно различаются от региона к региону. За год среднее по России значение субиндекса железных дорог осталось на уровне 2019 г., а у аэропортов оно увеличилось на 0,14 [8]. Текущий прогресс российского логистического рынка можно оценить по рейтингу Всемирного банка (составляется каждые два года), согласно которому по уровню логистического развития Россия занимает 75 место среди 160 участников. В предыдущем рейтинге у нашей страны было 99 место. Сейчас индекс LPI (Logistics Performance Index или LPI) России оценивается в 2,76 (тогда как предыдущий составлял 2,57). Для сравнения: лидеры рейтинга — Германия, Швеция и Бельгия – имеют сейчас индекс LPI 4,2, 4,05 и 4,04 соответственно. Индекс LPI оценивает страны по шести ключевым измерителям: — эффективность таможенного и пограничного оформления; — качество торговой и транспортной инфраструктуры; — простота организации международных перевозок по конкурентоспособным ценам; — качество и компетентность логистических услуг; — отслеживание прохождения грузов; — своевременность поставок грузов. Глобальный инновационный индекс (ГИИ) составляет консорциум Корнельского университета (США), Школы бизнеса INSEAD (Франция) и Всемирной организации интеллектуальной собственности. ГИИ-2020 сформирован на основе 80 показателей, объединенных в 7 направлений анализа, по 131 стране. Итоговый рейтинг рассчитывается как среднее двух субиндексов — ресурсов инноваций (институты, человеческий капитал и наука, инфраструктура, уровень развития рынка и бизнеса) и результатов инноваций (развитие технологий и экономики знаний, результаты креативной деятельности). Коэффициент 220
эффективности инноваций определяется как отношение двух субиндексов, отражая таким образом агрегированную результативность инновационной деятельности при данном инновационном потенциале [2]. Первое место в рейтинге 2020 г. занимает Швейцария. В топ-10 вошли также Швеция, США, Великобритания, Нидерланды, Дания, Финляндия, Сингапур, Германия и Корея. Россия в этом рейтинге заняла 47 место, опустившись на один пункт по сравнению с 2019 г. Позиция России по субиндексу «ресурсы инноваций» оказалась значительно выше, чем по субиндексу «результаты инноваций» (соответственно 42 место и 58 место). При этом в первом случае наблюдается незначительное ухудшение ситуации (минус 1 позиция) по сравнению с 2019 г., то во втором — аналогичное улучшение (плюс 1 позиция). Согласно ГИИ-2020, к сильным сторонам российской инновационной системы относятся: 1. Человеческий капитал и наука: высшее образование, включая численность выпускников естественнонаучных и инженерных специальностей, охват высшим образованием и позиции университетов в рейтинге QS; соотношение численности учеников и учителей в среднем образовании. По этим показателям Россия занимает места в интервале 15–30. 2. Уровень развития рынка (55 место): в целом блок «торговля, конкуренция и масштабы рынка», но, в первую очередь, масштабы внутреннего рынка. Места 6–18. 3. Уровень развития бизнеса (42): численность занятых в наукоемких отраслях; численность занятых женщин с научными степенями; платежи, связанные с интеллектуальной собственностью. Места 10–18. 4. Развитие технологий и экономики знаний (50): число патентов на изобретение и полезную модель (соответственно 17 и 5). К слабым сторонам, оказывающим негативное влияние на эффективность инновационной деятельности в России, можно отнести следующие: 1. Инфраструктура (60): в целом блок экологическая устойчивость, в первую очередь, энергоэффективность и сертификация ИСО 14001. Места 101–115. 2. Уровень развития рынка (55): отставание по всему направлению инвестиций, в том числе по доступности микрофинансирования (соответственно, 106 и 77). 3. Уровень развития бизнеса (42): число компаний, имеющих образовательные программы; развитие кластеров (91 и 95). 4. Развитие технологий и экономики знаний (50): число полученных сертификатов качества ИСО 9001 (105) [2]. В РФ сейчас прослеживается негативный тренд как по объёмам перевозок грузов всеми видами транспорта, так и по сокращению доли вакантных складских площадей. Однако 221
ОАО «РЖД» продолжает наращивать погрузку: прирост по итогам трех кварталов 2021 г. составил 3,7% к тому же периоду 2020 г., и сейчас отставание от показателей 2019 г. минимально [10]. В то же время, объемы перевозки железнодорожным транспортом растут не так значительно, как хотелось бы, из-за новых санитарных мер, введенных Китаем на фоне очередного ухудшения эпидемиологической обстановки. После реализации комплексного плана место Российской Федерации в рейтинге стран по индексу эффективности грузовой логистики к 2024 г. должно быть не ниже 50-го. Росту объемов перевозок может способствовать несколько позитивных факторов. В первую очередь, вклад в увеличение объемов перевозок вносит активно развивающийся сервис трансграничной электронной торговли между Китаем и странами Европы. В настоящее время хорошо развиты поставки из Китая, в обратном направлении существует их дефицит. Увеличению числа поставок на территорию Китая способствует запуск новых сервисов: из Финляндии в Китайскую Народную Республику запущен контейнерный поезд с пиломатериалами. В России в рамках работы проекта Российского экспортного центра открыт кольцевой железнодорожный маршрут Ворсино – Чэнду – Ворсино. При этом география перевозок стала расширяться. Хочется отметить и ряд новых проектов АО «РЖД Логистика». Совместно с NurminenLogistics завершено тестирование маршрута из Финляндии в Индию по МТК «Север – Юг», в партнерстве с АО «ОТЛК ЕРА» тестируется новый сервис транзитной перевозки грузов со ст. Яньтай (Китай) до ст. Дуйсбург (Германия), ведутся переговоры АО «KTZ Express» по проекту «Агроэкспресс». Такие данные говорят о благоприятном прогнозе и позволяют с оптимизмом смотреть в будущее транспортно-логистической системы России. Список литературы 1. Кожина, В.О. Транспорт России в условиях глобализации мировой экономики / В.О. Кожина. – Текст: электронный // Современные тенденции экономики и управления в XXI веке. – URL: https://cyberleninka.ru/article/v/transport-rossii-v-usloviyah-globalizatsiimirovoy-ekonomiki. 2. Сайт РИА Новости. – URL: https://ria.ru/20191009/1559561730.html/. – Текст: электронный. 3. Россия сохранила 43-е место в рейтинге конкурентоспособности ВЭФ Интерфакс. – URL: https://www.interfax.ru/business/679620. – Текст: электронный. 4. ИА REGNUM Новости. – URL: https://regnum.ru/news/economy/2742171.html. – Текст: электронный. 5. Солнцев, А. Танки идут из-за моря / А. Солнцев. – Текст: непосредственный // РЖДПартнер. – 2019. – № 3–4 (391–392). – С. 24–25. 222
6. Интегрированная транспортная система / под ред. П. Чистякова. – Москва, 2018. – 278 с. – Текст: непосредственный. 7. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 22 ноября 2008 г. № 1734-р). – Москва, 2008. – 194 с. – Текст: непосредственный. 8. InfraOne Research // [сайт]. – URL: https://infraone-research.ru/index_id/2020. – Текст: электронный. 9. Логистический рынок России ждет спад // [сайт]. – URL: https://news.ru/economics/ logisticheskij-rynok-zhdyot-spad/. – Загл. с экрана. – Текст: электронный. 10. Газета Коммерсант // [сайт]. – URL: https://www.kommersant.ru/ doc/5016635. – Текст: электронный. 11. ОАО «РЖД–Логистика» // [сайт]. – URL: https://www.rzdlog.ru/press/ ?PAGEN_1=3. – Текст: электронный. 223
УДК: 656.223.2 О ВЛИЯНИИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЙ УПРАВЛЕНИЯ ВАГОННЫМИ ПАРКАМИ НА КАЧЕСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И.В. Кашицкий Независимый исследователь г. Санкт-Петербург Аннотация. Следствием структурной реформы железнодорожного транспорта в России часто является изменение показателей работы отрасли. В частности, это ухудшение качественных показателей использования грузовых вагонов. Однако, помимо наиболее очевидного фактора — разделения вагонного парка между операторскими компаниями, на названные показатели одновременно влияют и другие факторы, связанные с изменениями технологии управления вагонным парком в новых условиях. Анализируя динамику фактических показателей работы сети железных дорог за последние годы, невозможно оценить влияние каждого конкретного фактора без учета влияния оставшихся. Для такой оценки требуется компьютерное моделирование. В статье приводится пример моделирования работы железнодорожной сети в различных исходных условиях (разделение вагонного парка, полнота информации о заявках, наличие возможности оперативной регулировки) для оценки влияния каждого в отдельности из факторов на показатели работы сети. Ключевые слова: показатели, вагонный парк, оборот вагона, операторы, железно- дорожная реформа, эксплуатационная работа. THE AFFECTION OF DIFFERENT RAILCAR OPERATION TECHNOLOGY CONDITIONS TO RAILCARS USAGE INDICATORS I. Kashitskii Independent researcher St. Petersburg Annotation. The change of railway network KPI-s is commonly mentioned as result of Russian railway transport reform. Particularly this is about declining of cargo railcars usage indicators. However besides the most obvious factor as rail fleet division between rail operator companies, there are other operation technology factors affect considered KPI-s. When analyze actual network indicators it is impossible to abstract one affecting factor from others. Is needed to use computer modeling. In this article is given an example of such model. Railway network operation in different conditions is modeled to estimate affection of each factor separately. Key words: KPI, indicators, rail fleet, railcar turnover, railway operators, railway reform, railway operation. 224
В ходе реформирования железнодорожного транспорта в России, в частности, в результате либерализации рынка предоставления нетягового подвижного состава и фактической ликвидации инвентарного вагонного парка отрасль столкнулась с целым рядом новых вызовов и проблем. Одной из проблем, на которые обращено пристальное внимание отраслевой науки и экспертного сообщества, является ухудшение показателей использования подвижного состава в последние годы. Динамика таких показателей, как оборот вагона и коэффициент порожнего пробега, анализировалась исследователями как с точки зрения эксплуатационной [6, 7], так и экономической [1, 2, 5] науки. Наряду с точкой зрения о прямой причинно-следственной связи разделения вагонного парка с ухудшением качественных показателей использования подвижного состава, ряд экспертов обращал внимание на изменение самой методики расчета показателей в рассматриваемый период [3, 1, 2], а также на существенное влияние внешних факторов (значительное изменение структуры и географии перевозок) [1]. Также анализировался опыт нескольких попыток консолидации вагонного парка [4, 5]. Несмотря на локальное улучшение эксплуатационных показателей, по ряду причин данный опыт оказался неудачным и от его дальнейшего использования отказались, в том числе и по инициативе самого холдинга ОАО «РЖД». Вместе с тем, исследователи также обращали внимание на возникшую системную проблему: передача права собственности на вагон не сопровождалась передачей полноценного права на управление им [8, 9]. В частности, оператор, будучи собственником вагонов и осуществляя в настоящее время одну из важнейших функций перевозочного процесса — распределение порожних вагонов под погрузку, не имеет доступных инструментов оперативного регулирования. Это принципиально отличает сложившуюся в последние годы систему от ранее существовавшей (таблица 1). Действительно, горизонт планирования диспетчерского персонала ДЦУП, осуществлявшего привязку вагонов к станциям погрузки, в основном, уже на этапе местной работы и имевшего широкий инструментарий оперативной корректировки в случае необходимости, составлял сутки. Это существенно короче горизонта планирования диспетчерского персонала операторов, поскольку перемещение вагонов по сети может происходить только под конкретную заявку ГУ–12 (или в ремонт, отстой), что требует заблаговременного распределения, обеспечивающего своевременность подачи. 225
Таблица 1 Распределение порожних вагонов под погрузку в различных условиях Процесс Основа для планирования В условиях инвентарного парка В современных условиях Сводный заказ ЦФТО на основе заявок ГУ–12, подаваемых грузоотправителями с соответствии с Уставом Заявки грузоотправителей операторам + заявки ГУ–12, подаваемые грузоотправителями в соответствии с Уставом В срок, обеспечивающий своевременную плановую подачу порожних вагонов Отсутствуют Сроки планирования Возможности оперативной регулировки Управление распределением порожних вагонов Управление продвижением порожних вагонов Посуточно Посменно (посуточно, по 12-часовым периодам) и в оперативном режиме в зависимости от складывающейся обстановки Диспетчеры по управлению вагонным парком (по местной работе, вагонораспределители) ДЦУП Поездные диспетчеры, диспетчеры по местной работе ДЦУП Диспетчерский персонал операторов Поездные диспетчеры, диспетчеры по местной работе ДЦУП Дополнительным фактором, часто упускаемым из виду при анализе результатов работы сети, является неполнота информации в новых условиях: оператору известно о заявках только в ограниченном сегменте рынка, от грузоотправителей, имеющих с ним договор и обратившихся к нему с соответствующим запросом. При этом и у грузоотправителя нет полноты информации о наличии в непосредственной близости и подходах «свободных» вагонов. Таким образом, возможны ситуации, когда «свободные» вагон и заявка «не знают» о существовании друг друга в силу неполноты информации. Последнее особенно относится к небольшим грузоотправителям и малым операторам. В результате можно сделать вывод, что при сравнении «дореформенных» показателей работы сети с современными зачастую абсолютизируется влияние фактора разделения вагонного парка. Хотя вместе с ним на ситуацию оказывают влияние еще как минимум два (возможны и другие, оставшиеся без внимания) связанных фактора: оперативность планирования/регулирования и полнота/неполнота информации (таблица 2). Поскольку данные факторы в реальных условиях действуют одновременно, оценить влияние каждого из них в отдельности, анализируя фактические показатели работы сети, невозможно. Для подобной оценки необходимо моделирование. 226
Таблица 2 Распределение порожних вагонов под погрузку в различных условиях Единый вагонный парк, полнота информации о заявках Разделенный вагонный парк, полнота информации о заявках Разделенный вагонный парк, неполная информация о заявках Широкий набор инструментов оперативного регулирования МПС РФ ? ? Отсутствие инструментов оперативного регулирования ? ? Современное состояние Фактор Постановка задачи Входные данные:  железнодорожная сеть определенной топологии, представленная в виде графа (комбинации графов) с вершинами — станциями и ребрами — участками между станциями. Веса ребер: расстояние между станциями и прогнозные времена хода между ними. Данная топология статична и не меняется в процессе моделирования;  таблица стоимостей порожнего пробега между станциями сети: от каждой до каждой, статична;  размер общего рабочего парка сети. Задается в начале моделирования, статичен;  исходная информация по географии перевозок: районы (группы станций) преи- мущественной погрузки / преимущественной выгрузки. Характеристика концентрации погрузки, характеристика неравномерности погрузки. Характеристики концентрации и неравномерности носят вероятностный характер, что делает возникновение заявок динамичным: число заявок и места их возникновения каждый день случайны в рамках заданных вероятностных характеристик;  исходная информация по коммерческим условиям заявок: средняя суточная ставка, коэффициенты границ колебаний ставки. Суточная ставка по конкретной заявке определяется динамически — в момент ее возникновения, в пределах заданных границ. Моделируемые режимы работы: 1) работа сети единым парком с возможностью перераспределения вагонов; 227
2) то же, без возможности перераспределения вагонов после первоначальной привязки; 3) работа сети с парком вагонов, разделенным между некоторым числом операторов, каждый из которых при распределении вагонов руководствуется собственным критерием оптимизации; с возможностью перераспределения вагонов; 4) то же, без возможности перераспределения вагонов после первоначальной привязки; Выходные данные:  коэффициент порожнего пробега при различных условиях работы сети. Описание модели Моделировалась работа сети, топология которой представлена на рисунке 1 — с весами ребер графа, равным тарифному расстоянию между станциями и на рисунке 2 — с весами ребер графа по прогнозному времени хода между станциями. На внутриузловые передачи принималось время хода — трое суток (исключение — станции Владивосток и Первая Речка, приняты одни сутки), продвижение между узлами задавалось из расчета маршрутной скорости 600 км/сутки. Заливкой показаны станции преимущественной погрузки, без заливки — преимущественной выгрузки. Рисунок 1 – Топология моделируемой сети с расстояниями между станциями, км Характеристики модели для режимов работы сети единым парком вагонов представлены в таблице 3. 228
Рисунок 2 – Топология моделируемой сети с прогнозным временем хода между станциями, суток Таблица 3 Характеристики модели для режимов работы сети единым парком Дней наблюдения Вагонов Заявок в день, nср Коэффициент неравномерности, kн Станции погрузки Коэффициент сосредоточения Коэффициент отмены Перераспределение в процессе Единый парк Параметр оптимизации 1000 240 15 2 Междуреченск Кемерово Инская 0,8 0,05 Да / Нет Да L – порожний пробег Коэффициент сосредоточения показывает, что 80% возникающих заявок грузятся в районе преимущественной погрузки, аналогично, станция назначения заявки в 80% случаев выбирается случайно из числа станций преимущественной выгрузки. В каждые сутки число вновь возникающих заявок определяется в диапазоне от 0 до kнnср, где kн — коэффициент неравномерности и nср — среднее число заявок. В то же время каждый день из числа ещё не погруженных заявок 5% исчезают (коэффициент отмены), что моделирует ситуации отказа от заявок по инициативе грузоотправителей. 229
Распределение вагонов под погрузку производится по критерию минимизации порожнего пробега. Характеристики модели для режимов работы сети с парком вагонов, разделенных между операторами, представлены в таблице 4. Вагонный парк равномерно распределяется между тремя операторами. Каждому оператору доступна треть от всего возникающего объема заявок, «чужие» заявки недоступны (моделирование неполноты информации). Для расчета затрат операторов на порожний пробег в качестве исходных данных задается таблица стоимостей порожнего пробега между всеми станциями сети. По ходу моделирования тарифы на порожний пробег неизменны. При возникновении заявки определяется стоимость предоставления вагона: Дi = ziсут Тгр, где Тгр — прогнозное время продвижения вагона от станции погрузки до станции выгрузки, суток (по кратчайшему маршруту); i z сут — суточная доходная ставка за вагон; определяется случайным образом индивидуально для каждой заявки в диапазоне от 0,7zсут до 1,5zсут, где zсут — средняя суточная доходная ставка, заданная константой при создании модели. В рамках данной модели для удобства расчетов принято, что расходы на предполагаемый порожний пробег, равно как и временные затраты на порожний рейс, отдельными компонентами в расчет стоимости предоставления вагона по заявке не включаются. Каждый из операторов при распределении вагонов руководствуется разной оптимизационной функцией: оператор 1 минимизирует время подсыла вагона под заявки, оператор 2 — минимизирует затраты на порожний пробег, оператор 3 — максимизирует прибыль (стоимость предоставления вагона по заявке минус затраты на подсыл порожнего вагона). Алгоритмы и технические параметры Разработка модели велась на языке программирования C++11, в среде разработки Microsoft Visual Studio Community 2019, версия 16.10.3. Для визуализации графов использовалось программное обеспечение Grin (GRaph Interface). Для анализа и визуализации результатов — библиотеки NumPy и Matplotlib языка Python 3. При начале работы с моделью после задания топологии сети происходит построение кратчайших маршрутов на графе (по расстоянию и по времени хода) с использованием алгоритма Дейкстры. Построенные на этом шаге маршруты остаются неизменными на протяжении всего запуска. 230
Таблица 4 Характеристики модели для режимов работы сети разделенным парком Дней Вагонов Заявок в день Коэффициент неравномерности 1000 240 15 2 Междуреченск Станции погрузки Кемерово Инская Коэффициент сосредоточения 0,8 Коэффициент отмены 0,05 Перераспределение в процессе Да / Нет Единый парк Нет Операторов 3 Размер парка равный, по 1/3 общего «Чужие» заявки известны Нет равный, по 1/3 от числа Размер доступного рынка ежедневно появляющихся заявок Параметры оптимизации Оператор 1 Оператор 2 Оператор 3 T – кратчайшее время подачи C – минимизация затрат на порожний пробег P – максимизация прибыли Далее модель работает итеративно по суткам. В каждые сутки выполняются шаги в следующей последовательности:  исчезновение части ранее не погруженных заявок (отказ клиентов от заявки);  возникновение новых заявок;  продвижение вагонов по сети;  распределение свободных вагонов по свободным заявкам. Распределение вагонов по заявкам осуществляется при помощи Венгерского алгоритма на двудольном графе, где одна доля вершин — свободные заявки, другая — свободные вагоны, а вес ребра между ними определяется в соответствии с выбранным критерием оптимизации. Отличие режимов с оперативной корректировкой и без таковой заключается в разнице входных массивов вагонов и заявок, подлежащих распределению. 231
В режиме без перераспределения алгоритму на вход подаются только вагоны, не привязанные на данный момент ни к одной заявке и заявки, под которые не привязан ни один вагон. Таким образом, будучи один раз привязан к заявке, вагон не может быть использован под другую иначе, как после исполнения (выгрузки) по первоначальной. Также вынуждены доезжать до станции, куда они были направлены, порожние вагоны, следовавшие под заявки, от которых клиент уже отказался. В режиме с перераспределением алгоритму на вход подаются все порожние вагоны и все актуальные, не погруженные заявки. Таким образом, появляется возможность оптимизировать созданное на предыдущем шаге распределение, если вновь появившиеся заявки дают возможность создать более выгодные связи. Также появляется возможность использования вагонов от «заявок-отказников» сразу же после прибытия вагона в ближайший по пути следования узел сети. Предварительные результаты моделирования Созданная модель запускалась в вышеуказанных четырех режимах работы. Для каждого режима было осуществлено 30 запусков. После каждого запуска рассчитывался коэффициент порожнего пробега как отношение суммарного порожнего пробега всех вагонов за весь период наблюдения к аналогичному суммарному общему пробегу. Результаты наблюдений приведены в таблице 5. Таблица 5 Коэффициент порожнего пробега по всем наблюдениям в четырех режимах работы сети № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 232 Единый парк без перераспределения 0,4332 0,4148 0,4351 0,4218 0,4263 0,4264 0,4256 0,4329 0,4208 0,4371 0,4363 0,4295 0,4182 0,4402 0,4224 Разделенный парк без перераспределения 0,4443 0,4568 0,4476 0,4527 0,4419 0,4471 0,4415 0,4443 0,4539 0,4434 0,4403 0,4479 0,4403 0,4530 0,4494 Единый парк с перераспределением 0,2906 0,2588 0,2772 0,2953 0,2803 0,2840 0,2685 0,2617 0,2863 0,2754 0,2716 0,2730 0,2678 0,2674 0,2632 Разделенный парк с перераспределением 0,2534 0,2571 0,2537 0,2646 0,2561 0,2661 0,2525 0,2606 0,2515 0,2481 0,2497 0,2536 0,2530 0,2626 0,2604
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 среднее 0,4291 0,4337 0,4270 0,4297 0,4486 0,4486 0,4156 0,4406 0,4257 0,4207 0,4264 0,4410 0,4420 0,4347 0,4352 0,4306 0,4379 0,4528 0,4417 0,4425 0,4351 0,4445 0,4460 0,4399 0,4500 0,4521 0,4342 0,4462 0,4370 0,4401 0,4410 0,4448 0,2638 0,2671 0,2870 0,2765 0,2905 0,2756 0,2683 0,2793 0,2598 0,2774 0,2622 0,2863 0,2610 0,2589 0,2743 0,2736 0,2617 0,2606 0,2554 0,2614 0,2628 0,2633 0,2558 0,2563 0,2535 0,2616 0,2621 0,2547 0,2590 0,2686 0,2574 0,2579 На построенной диаграмме размаха (рисунок 3) отчетливо наблюдаются статистически значимые различия между режимами работы сети «без перераспределения» и «с перераспределением». В то время как значимых различий между работой единым парком и разделенным парком в смоделированных условиях не установлено. Рисунок 3 – Диаграмма размаха коэффициента порожнего пробега в различных режимах работы сети Выводы и направления дальнейшей работы. Исходя из предварительных результатов моделирования, можно сделать следующие выводы: 233
1. Значимым фактором, оказывающим влияние на коэффициент порожнего пробега при моделировании различных режимов работы сети, является наличие инструментов оперативного регулирования в руках персонала, осуществляющего распределение (и перераспределение) вагонного парка. В группах наблюдений «с перераспределением» и «без перераспределения» наблюдаются статистически значимые различия. 2. При анализе показателя коэффициента порожнего пробега значимых различий по группам наблюдений «единый парк» и «разделенный парк» (при одинаковом режиме распределения) в рамках описанной модели не выявлено. Вместе с тем, необходимо отметить, что по ряду параметров построенная модель является значительно упрощенной. Так, допущением является полная универсальность вагонного парка и годность любого вагона под любую заявку. Не моделировались вагонопотоки, охваченные отправительской маршрутизацией. Допускалось, что продвижение вагонов по сети осуществляется каждым вагоном в отдельности и независимо от других, а не в составах организованных поездов. В режиме работы сети «с распределением» в текущей реализации не гарантируется, что в случае перепривязки вагона под другую заявку первоначальная заявка по-прежнему будет своевременно обеспечена подвижным составом. При дальнейшей работе над моделью планируется принять во внимание данные аспекты, а также осуществить: 1. Анализ других показателей работы; 2. Анализ режимов работы с полнотой и неполнотой информации о заявках; 3. Внедрение оценки загруженности элементов инфраструктуры, а также, возможно, их влияние в динамическом режиме на прогнозируемое время продвижения вагонов по сети; 4. Создание механизмов направления вагонов в отстой / резерв и, таким образом, динамического изменения величины рабочего парка на сети. Построение адекватной модели различных режимов работы железнодорожных полигонов позволит достоверно анализировать влияние различных факторов на показатели работы, производить оценку целесообразности и эффективности различных регулировочных мер, разрабатывать организационные и технологические решения для дальнейшего совершенствования организации перевозочного процесса. Список литературы 1. Хусаинов, Ф.И. О некоторых методологических проблемах оценки работы железнодорожного транспорта / Ф.И. Хусаинов. – Текст: непосредственный // Бюллетень транспортной информации. – 2013. – № 3. – С. 22–31. 2. Хусаинов, Ф.И. Методика оценки профицита/дефицита грузовых вагонов / Ф.И. Хусаинов. – Текст: непосредственный // Экономика железных дорог. – 2014. – № 10. – С. 54–62. 234
3. Филипченко, С.А. Новые методы учета парка грузовых вагонов и расчета оборота вагона / С.А. Филипченко. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2010. – № 4. – С. 67–70. 4. Федорович, В.О. Экономическая эффективность грузовых перевозок: современные методы управления приватным вагонным парком (на примере АО «Федеральная Грузовая Компания») / В.О. Федорович. – Текст: непосредственный // Вестник Томского государственного университета. Экономика. – 2016. – № 2 (34). – С. 225–239. 5. Кубрак, Н.А. Экономическая оценка консолидации парка грузовых вагонов: диссертация на соискание ученой степени канд. экон. наук: 08.00.05 / Кубрак Наталья Александровна. – Новосибирск, 2017. – 180 с. – Текст: непосредственный. 6. Шенфельд, К.П. Развитие методов управления перевозочным процессом в условиях рыночной экономики и реформирования железнодорожного транспорта: диссертация на соискание ученой степени доктора техн. наук: 05.22.08 / Шенфельд Константин Петрович. – Москва, 2013. – 286 с. – Текст: непосредственный. 7. Осьминин, А.Т. Анализ работы станций в условиях множественности операторов подвижного состава / А.Т. Осьминин, С. Кириллова. – Текст: непосредственный // Вектор транспорта. Научно-публицистический альманах – 2015. – № 4. – C. 47–51. 8. Матюшин, Л.Н. Операторская проблема перевозочной функции / Л.Н. Матюшин, Е.М. Тришкин. – Текст: непосредственный // Бюллетень транспортной информации. – 2010. – № 10 (184). – С. 12–15. 9. Гершвальд, А.С. Введение в теорию управления процессами на железнодорожном транспорте. Книга 1. 19 системообразующих задач: монография / А.С. Гершвальд, Г.М. Биленко, А.В. Еловиков, И.М. Басыров. – Москва, Берлин: Директ-Медиа, 2018. – 119 с. – Текст: непосредственный. 235
УДК: 625.151 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СТРЕЛОЧНОГО ХОЗЯЙСТВА В ИННОВАЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ В.В. Королев Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассмотрен интернет вещей в отношении стрелочных пере- водов, а также обобщен результат исследований в части применимости современных технологий. Автор считает, что государственно-частное партнерство обеспечит дополнительный источник финансирования разработок стрелочной продукции, как инфраструктурного проекта соответствующего уровня значимости при условии прозрачности нормативно-законодательной документации и различных возможных вариантов возврата инвестиций. Применимость мирового опыта в разработке стрелочной продукции отечественного производства необходимо осуществлять с учетом климатических особенностей эксплуатации. Точка зрения расчета оптимальной скорости для различных участков, исходя из существующих параметров с поэтапным внедрением участков с высокоскоростным движением с учетом интернета вещей, применима к стрелочным переводам. Данная концепция позволит учесть накопленный опыт, внедрить новые технологии там, где это целесообразно в соответствующий момент времени, при этом будет учтен существующий опыт использования высокотехнологичных стрелочных переводов. Предлагается рассмотреть возможность получения комплексного эффекта от повышения скорости с использованием современных конструкций стрелочных переводов. Ключевые слова: железнодорожный транспорт, верхнее строение пути, стрелочные переводы, высокоскоростное движение, инвестиционный проект. THE STUDY OF THE RELATIONSHIP OF THE SWITCH ECONOMY IN THE INNOVATION PROCESS V.V. Korolev Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article considers the Internet of Things in relation to switches, and also summarizes the result of research in terms of the applicability of modern technologies. The author believes that public-private partnership will provide an additional source of financing for the development of switch products as an infrastructure project of appropriate significance, provided 236
that regulatory and legislative documentation is transparent and various possible investment return options are available. The applicability of world experience in the development of domestic-made switch products must be carried out taking into account the climatic characteristics of operation. The point of view of calculating the optimal speed for various sections, based on the existing parameters with the phased introduction of sections with high-speed traffic, taking into account the Internet of Things, is applicable to switches. This concept will allow us to take into account the accumulated experience, introduce new technologies where it is appropriate at the appropriate time, while taking into account the existing experience of using high-tech switches. It is proposed to consider the possibility of obtaining a complex effect from increasing the speed using modern designs of switches. Key words: railway transport, the upper structure of the track, switches, high-speed traffic, investment project. Cтрелочные переводы являются частью верхнего строения пути, при этом, учитывая специфику устройства, монтажа и эксплуатации, возможно рассматривать их как отдельные субъекты в части проектирования и обслуживания во взаимосвязи с другими элементами верхнего строения пути. Такое допущение можно сделать по следующим основаниям: 1. Неизменность ширины колеи. В данном случае не требуется проводить дополнительных расчетов. Проблемы точности изготовления рельсового проката, скреплений имеют свое отражение при изготовлении элементов стрелочного перевода. 2. Расчет элементов деталей экипажей проводится по современным методикам. Расчеты учитывают в основном специфику взаимодействия «колесо-рельс» на стрелочных переводах. Эффект может достигаться за счет повышения инженерного уровня технических решений, создания элементов повышенной надежности. 3. Специфика производства стрелочных переводов. Их производство и монтаж осуществляется отдельно от производства верхнего строения пути и имеет свою специфику в части проектирования. 4. Специфика обслуживания стрелочных переводов. Наличие электромеханических устройств определяет порядок работ по устройству и проведению регламентных работ в соответствующих инструкциях. 5. Запатентованные контрольные и мониторинговые устройства позволяют получить все параметры работы любого стрелочного перевода на линии, отследить предотказное состояние устройств и осуществить своевременное обслуживание. 6. Микропроцессорная централизация стрелок. 7. Концепция унификации. Производство и монтаж осуществляется блоками. Сборка и тестирование готовых стрелочных переводов осуществляется заводом-изготовителем. Гарантийные обязательства и ответственность за продукт возложены на завод-изготовитель. 237
8. Устройство участков с высокоскоростным движением позволит использовать транзитный потенциал территории. Это одна из задач по реализации одного из стратегических приоритетов в позиционировании России на глобальном транспортном рынке. Данный аспект применим, например, к контейнерным поездам, следующим из Азии в Европу [1]. Данный подход позволит получить унифицированный продукт [2]. Современная конструкция верхнего строения бесстыкового пути со щебеночным балластом, в основном, исчерпала резервы увеличения мощности. Современный рост осевых нагрузок и скорости, увеличения технического ресурса следует получать путем повышения надежности и эффективности работы взаимодействующих элементов подвижного состава, рельсошпальной решетки, балластного слоя, основания пути, а особую значимость приобретают выбор и совершенствование технических параметров пути как механической системы, связанных с дискретной передачей динамического воздействия по направлению действия сил от одного элемента конструкции другому, включая рассеяние энергии балластом и грунтовым основанием пути. Снижение ударных воздействий между рельсом, узлами скрепления, шпалами и балластом позволит увеличить технический ресурс, снизить интенсивность износа и дефектность, отдалить нормативную наработку тоннажа, повысить надежность пути в целом [3, 4]. По результатам исследования данного вопроса выделим следующее [5, 6]: 1. Увеличение ресурса и надежности элементов стрелочного перевода в части рельсового проката возможно при повышении его качества на заводах-изготовителях (АО «Мечел», ЕВРАЗ ЗСМК). В настоящее время на последних в связи с вводом новых производственных мощностей отмечается повышение качества рельсового проката и его срок службы. 2. Использование современных компьютерных систем и программного обеспечения при проектировании и расчетах стрелочных переводов также ведет к повышению качества стрелочной продукции, поскольку позволяет выявить проблемные места на этапе разработки. Улучшить качество стрелочной продукции можно также за счет усовершенствования конструкции, кроме того, за счет совершенствования технологии изготовления или внедрения новых технологий. К примеру, разработаны и внедрены стрелочные переводы с непрерывной поверхностью катания, усиленные конструкции крестовин и стрелок. 3. Использование современных приборов (в частности, двухконтурных дефектоскопов, систем скоростного мониторинга, сенсорных датчиков) при обслуживании стрелочных переводов позволяет своевременно выявить и, при возможности, устранить ряд дефектов. 4. Указанное исчерпание ресурса верхнего строения пути, возможно устранить путем построения новой модели «колесо-рельс», в частности, разработкой новых материалов с учетом зарубежного опыта. 5. Использование современного оборудования с ЧПУ позволит повысить точность изготовления стрелочных переводов, их надежность. 238
6. Автоматизация перевозочного процесса новых стрелочных переводов, замена и ремонт существующих. Проблемами в производстве стрелочной продукции являются нехватка оборотного капитала, высокие ставки по кредитам. Стрелочные переводы изготавливаются отечественными предприятиями, которые в 90-е годы работали на пороге рентабельности. Так, в период 2014–2018 гг. производство стрелочных переводов в нашей стране сократилось на 18% [7, 8]. Учитывая ограниченность финансовых ресурсов предприятий, целесообразно внедрение современных компьютерных программ с целью минимизации объема соответствующих исследований в части математических расчетов и моделирования. В настоящее время предпринимаются попытки внедрения в практику государственночастного партнерства. Основными способами в решении данного вопроса являются информационное обеспечение, нормативное сопровождение, поддержка подготовки кадров, организация взаимодействия профессиональных участников рынка [9, 10]. При различных температурах свойства металлов и их объем изменяются. В части объема следует рассматривать, скорее, относительное удлинение. При понижении температуры, например, повышается хладноломкость. В целях сохранения и улучшения физических свойств металлов при изготовлении проката в него добавляют легирующие добавки, при этом изменение температуры влечет за собой изменение длины рельсов и, соответственно, изменение размеров стыков [11, 12, 13]. Применение бессстыкового пути позволяет компенсировать такие изменения. В таблице 1 представлен сравнительный анализ амплитуд колебаний для отдельно взятых городов Европы, Китая, Японии и российских городов. Таблица 1 Среднегодовая амплитуда колебаний температуры Город Шанхай Гуанчжоу Лхаса Брюссель Вена Париж Дрезден Токио Саппоро Москва Воркута Нальчик Владивосток среднегодовая амплитуда в России Cреднегодовая амплитуда, градусов 27 21 32 20 29 24 27 28 35 35 40 33 36 36 239
Как видно из таблицы, амплитуда колебаний температуры в нашей стране отличается на величину порядка 30%, что следует учитывать при проектировании стрелочных переводов в целях увеличения их надежности. Выполнен анализ работ, посвященных тематике организационной структуры участков с высокоскоростным движением. Часть исследователей пытается найти решение проблематики высокоскоростных магистралей через экономические показатели (срок окупаемости и др.). При этом выявлено, что не существует общей методики расчета, удовлетворяющей различные группы пользователей, кроме того, затруднен сбор данных в момент исследования на перспективу. Имеет место внедрение инновационных технологий, аналогов которых в России может и не быть. Другие авторы, ссылаясь на мировой опыт, опираются на показатели достижимости социального эффекта, третьи ищут решение вопроса в оптимизации перевозочного процесса. Большинство проектов рассматриваются с точки зрения возврата инвестиций в проекты, а также социального и других эффектов. В свою очередь, отмечается необходимость совершенствования методов оценки инвестиционных проектов. При расчете и проектировании стрелочных переводов для высокоскоростных магистралей колея 1520 мм является наиболее распространенной в России, а также странах СНГ и Монголии. Учитывая вышеизложенное, целесообразно расчет объема и проектирование стрелочных переводов осуществлять, исходя из объема рынка указанных выше стран. Прежде всего, следует сконцентрироваться на внутренних потребностях, избегая тем самым конкуренции со стороны европейских стран и Китая. Данная концепция позволит сохранить объем рабочих мест и квалификацию отечественных специалистов. Целесообразно проведение конкурсов для молодых специалистов для адаптации идей и цифровых технологий к потребностям отрасли. Список литературы 1. Шишкина, И.В. Устройство первого стрелочного перевода / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // История и перспективы развития транспорта на севере России. – 2019. – Т. 1. – № 1. – С. 16–20. 2. Шишкина, И.В. Применение стрелочных переводов с непрерывной поверхностью катания при повышении осевых нагрузок и скоростей движения поездов / И.В. Шишкина, Н.В. Зверкова, Л.А. Елесина. – Текст: непосредственный // Сб. мат. н.-т. конф. с международным участием. Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство, Москва, 2018. – Т. 12, № 12 (12). – С. 127–128. 3. Шишкина, И.В. Организация работ по контролю рельсовых элементов стрелочных переводов / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Сб. мат. н.-т. конф. Актуальные проблемы развития транспортной инфраструктуры, Санкт-Петербург, 2018. – С. 89–95. 240
4. Глюзберг, Б.Э. Требования к контррельсовым узлам стрелочных переводов / Б.Э. Глюзберг, А.А. Локтев, И.В. Шишкина, М.Е. Березовский. – Текст: непосредственный // Транспорт Урала. – 2021. – № 2 (69). – С. 48–52. – DOI 10.20291/1815-9400-2021-2-48-52. 5. Shishkina, I. (2020). Determination of Contact-Fatigue of the Crosspiece Metal. In Advances in Intelligent Systems and Computing (Vol. 1115 AISC, pp. 834–844). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-37916-2_82. 6. Шишкина, И.В. Цельнолитая подкладка с подушкой для стрелочных переводов нового поколения / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // В сборнике статей национальной научно-технической конференции «Транспортное строительство». – Москва: РУТ (МИИТ), 2020. – С. 51–73. 7. Шишкина, И.В. Организация раздельного движения по стрелочным переводам / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. – Москва, 2019. – Т. 1, № 14. – С. 26–30. 8. Шишкина, И.В. Роликовые устройства для улучшения работы переводных механизмов стрелочных переводов / И.В. Шишкина, Н.В. Зверкова, Л.А. Елесина. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2020. – № 12. – С. 12–14. 9. Шишкина, И.В. Исследование сварных стыков стрелочного перевода / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2020. – № 5. – С. 32–35. 10. Шишкина, И.В. Цельнолитая подкладка с подушкой для стрелочных переводов / И.В. Шишкина. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2019. – № 1. – С. 37–51. 11. Shishkina, I. (2020). Hardening features for high manganese steel cores of crosspieces along the way. E3S Web of Conference, 164, 14020. https://doi.org/10.1051/e3sconf/ 202016414020. 12. Shishkina, I. (2021). Сhange of geometric and dynamic–strength characteristics of crosspieces in the operation. Advances in Intelligent Systems and Computing (AISC, volume 1258, pp 146–155). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57450-5_14. 13. Shishkina, I. (2021). Wear peculiarities of point frogs. Advances in Intelligent Systems and Computing (AISC, volume 1258, pp 197–206). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3030-57450-5_18. 241
УДК: 656.222.6: 656.073.7 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НА РАЗРАБОТКУ КОНЦЕПЦИИ ПЕРСПЕКТИВНОГО ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НА СЕТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ С ПРИМЕНЕНИЕМ СКВОЗНЫХ ПРИНЦИПОВ А.С. Крылов Открытое акционерное общество «Российские железные дороги» г. Москва Аннотация. На современном этапе требуется на базе фундаментальных знаний теории управления эксплуатационной работы на железнодорожном транспорте, детального анализа существующих принципов организации процесса определить и обосновать технические, технологические и организационные подходы по дальнейшему развитию диспетчерского управления на сети железных дорог с применением сквозных принципов. В данной статье раскрываются требования по порядку практического изучения и формату предполагаемых результатов как базиса формирования методической основы, в виде Концепции перспективного диспетчерского управления, с последующей адаптацией в Программу модернизации региональных диспетчерских центров. Ключевые слова: полигонная технология, сквозные принципы, диспетчерское управ- ление, эффективность перевозочного процесса, унификация и специализация диспетчерских центров, целевая модель управления. FORMULATION OF THE PROBLEM FOR THE DEVELOPMENT OF THE CONCEPT OF PERSPECTIVE DISPATCH MANAGEMENT ON THE RAILWAY NETWORK WITH THE CROSS-FUNCTIONAL PRINCIPLES A.S. Krylov Joint Stock Company "Russian Railways" (JSCo "RZD") Moscow Annotation. Currently, there is no unified approach to improve dispatch management (control) on the railway network using cross-functional principles. This article proposes the formulation of the problem in the order of practical research and the formation of a methodological basis, in the form of the Concept of perspective dispatch management (control), with subsequent adaptation into the Program for the modernization of regional dispatch centers. Key words: operating domain technology, cross-functional principles, dispatch manage- ment, efficiency of the transportation process, unification and specialization of dispatch centers, target management model. 242
Данный комплекс задач сформулирован впервые и, в целом, имеет прикладной характер, научная проработка которого действительно послужит отправной точкой для дальнейших обоснованных шагов последовательной работы по эффективному развитию системы диспетчерского управления на Российских железных дорогах [1]. Основные задачи: — изучить существующие условия организации диспетчерского управления; — унифицировать основные требования и определить единые принципы конфигурации диспетчерских участков; — сформировать методическую основу в виде Концепции, с последующей адаптацией в Программу модернизации региональных диспетчерских центров; — установить эффектообразующие факторы и порядок их расчета, как инструмент обоснования и подготовки соответствующей документации на Экспертный совет ОАО «РЖД». Ключевыми вопросами, требующими научной оценки являются: — размещение и количество технических станций в границах диспетчерского участка; — дополнительная нагрузка по управлению прилегающими участками для узлового диспетчера; — однозначность задач поездного диспетчера в границах соответствующего района управления; исключение конфликта интересов руководителей различных районов управления; — синхронизация границ управления с границами планирования и технического нормирования; — актуальность действующей конфигурации диспетчерских участков с соответствующим техническим оснащением; — формирование условий для эффективной координации функционирования производственных подразделений через ключевые показатели эффективности (KPI); — диспетчерское управление в границах нескольких железных дорог (опыт управления Забайкальской железной дорогой из г. Иркутск); — целевая модель управления на полигоне с применением сквозных принципов. На текущий момент в Компании установленным порядком подана заявка на выполнение соответствующего комплекса работ в рамках Плана научно-технического развития ОАО «РЖД». Определение исполнителя проводится на основе конкурсных процедур. Привлечение отраслевой науки предусматривает выполнение трех основных этапов (рисунок 1). Прежде всего, основой разработки должен послужить детальный аналитический отчет с учетом результатов практического изучения состояния «как есть». Новизна данного исследования заключается в том, что требуется комплексная оценка условий работы каждого 243
Цель и этапность реализации Цель На базе фундаментальных знаний теории управления эксплуатационной работы на железнодорожном транспорте, детальном анализе существующих принципов организации процесса определить и обосновать технические, технологические и организационные подходы по дальнейшему развитию диспетчерского управления на сети железных дорог с применением сквозных принципов Предполагаемое решение II этап III этап I этап IVэтап Аналитический отчет Концепция Технико-экономическое обоснование Анализ состояния «как есть», формирование рекомендаций к переходу в состояние «как должно быть» Формирование методической основы для обоснованного принятия решения об оптимальности границ управления Определение эффектообразующих факторов, как инструмент подготовки к Экспертному совету ОАО «РЖД» Практическое применение Адаптация утвержденных принципов в Программу модернизации диспетчерских центов Рисунок 1 – Цель и этапность реализации диспетчерского участка в зависимости от действующей технической оснащенности, конфигурации зон управления (в том числе влияния соседних), а также различных факторов, имеющих значение для качества принимаемых диспетчером решений. За счет максимально достоверного установления выявленных противоречий предполагается образовать систему обоснованных рекомендаций, которая позволит сформировать состояние «как должно быть», учитывающее стремление на достижение целевых параметров устанавливаемых в целом по «технологическому полигону» с учетом вычислений эффективных параметров по локальному критерию (в рамках решаемых задач причастных работников от линейного до центрального уровней). В рамках аналитического отчета предусматривается: 1. Изучение передового международного опыта в сфере диспетчерского управления. Предлагается рассмотреть применяемые технологии и принципы управления железнодорожных и авиакомпаний Китая, США, Канады, Австралии и стран Европы. Осуществить сопоставление холдинга «РЖД» с зарубежными компаниями — аналогами на основе фактических значений показателей, характеризующих экономические, эксплуатационные, экологические и иные результаты деятельности. Для возможности практического применения в рамках адаптации предлагаемого зарубежного опыта и передовых решений важно определить принципы и подходы по формированию соответствующих техникоэкономических оценок (обоснований). 244
2. Определение противоречий при организации пропуска транзитных поездопотоков и выполнения местной работы на стыках прилегающих участков, в узлах (другой специфики), и системных мер по их минимизации. Изучение опыта сотрудников региональных диспетчерских центров (далее — ДЦУП), в том числе и в условиях оперативной обстановки, позволит доподлинно прояснить факторы, оказывающие влияние на качество принимаемых решений. Систематизация информации и последующая экспертная оценка как достоверности, так и полноты сведений должны позволить сформировать перечень противоречий, как основы для обоснованных научных рекомендаций. 3. Рассмотрение существующих границ диспетчерских участков и формирование предложений по выделению узловых диспетчерских участков на важнейших сортировочных и участковых станциях. Практическое изучение специфики выполняемых операций поездных диспетчеров и расчет загрузки диспетчерских участков на плановые размеры движения 2022, 2025 и 2030 гг. в соответствии с утвержденной Методикой [2] должны позволить выявить факторы, затрудняющие работу поездного диспетчера и превышения предельно допустимых параметров, как аргументы для пересмотра действующей конфигурации диспетчерских участков (зон ответственности). 4. Анализ наличия на сети технологических и административных стыков, сдерживающих продвижение вагонопотоков и формирование предложений по их минимизации. Изучение опыта сотрудников ДЦУП по взаимодействию с коллегами на соседних участках (в том числе в условиях оперативной обстановки) в пределах одного и нескольких районов управления, одной и нескольких железных дорог позволит в рамках систематизации информации и её экспертной оценки сформировать предложения по ликвидации технических и технологических несоответствий, лимитирующих повышение эффективности организации перевозочного процесса на стыках взаимодействия диспетчеров и соответствующих руководителей всех уровней управления. 5. Разработка схемы Российских железных дорог с указанием актуальной конфигурации диспетчерских участков с выделением технических станций, районов управления, центров организации работы железнодорожных станций, административно-территориальных границ регионов железных дорог, а также их технической оснащенности. Формирование перечня мест с действующими противоречиями (с учетом мнений причастных работников на местах). В настоящее время приходится констатировать, что нет каких-либо унифицированных требований и единых принципов конфигурации самих диспетчерских участков. Это приводит к достаточно разнонаправленной работе. 245
В качестве наглядного примера можно привести Дальневосточную железную дорогу, где конфигурация районов управления и Центров организации железнодорожных станций синхронизирована в приоритетном порядке под границы управления территориальных заместителей начальников железных дорог (НЗ). В результате складывается, несколько противоречивая ситуация, когда у одного и того же поездного диспетчера, по сути, два начальника, что полностью не исключает возможность возникновения при определенных условиях конфликта интересов. Аналогичные ситуации встречаются и на других железных дорогах. Данная схема (альбом схем) позволит визуально определить совпадение (кратность) границ управления, нахождение технических станции (с точки зрения возможности принятия регулировочных мер на подходах), а также параметры устройств, определяющих техническую оснащенность с учетом сроков потребности их обновления (модернизации). Сформированный перечень противоречий для реализации эффективной эксплуатационной работы с учетом синхронизации с потребностью замены технических устройств на новые (более совершенные) позволит сформировать комплексные мероприятия на перспективу. 6. Изучение опыта функционирования единых диспетчерских смен с общими производственными показателями, определение направлений дальнейшего развития. Рассмотрение опыта работников сети железных дорог и достигаемых ими результатов позволит переосмыслить данное направление организации труда, и за счет систематизации информации, а также экспертной оценки сформировать дополнительные мероприятия совершенствования инструментов вовлечения персонала в эффективную реализацию корпоративных задач и системы мотивации труда работников ОАО «РЖД». 7. Рассмотрение действующего порядка оперативного взаимодействия подразделений (представителей) ОАО «РЖД» и сопредельных железных дорог (далее — СЖД). Описание действующего порядка оперативного взаимодействия подразделений (представителей) ОАО «РЖД» и СЖД позволит четко зафиксировать последовательность действий и ответственность участников соответствующего взаимодействия при организации железнодорожных перевозок через пункты пропуска (далее — ЖДПП) в общей увязке с системой организации движения поездов. Следует отметить, что к участникам оперативного взаимодействия относятся следующие подразделения (представители): ответственные работники (представители) ОАО «РЖД» железнодорожной станции с Российской стороны; ответственные работники (представители) железнодорожной станции со стороны СЖД; должностные лица таможенного поста ЖДПП с Российской стороны таможни; таможенные органы со стороны СЖД; пограничные органы контроля СЖД; представители компаний — операторов подвижного состава. 246
Анализ и систематизация порядка по выполнению своевременных совместных действий (прием и передача грузов, вагонов, контейнеров, работа локомотивов, технических средств, организация движения, формирование поездов и иные вопросы взаимоотношений при организации перевозок через межгосударственные железнодорожные пограничные переходы) в формате процессных моделей позволят установить однозначность ответственных, их функции исполнения и контроля, а также временные параметры. 8. Анализ действующего процесса «Диспетчерское управление перевозочным процессом» с учетом положений действующей Инструкции по оперативному планированию поездной и грузовой работы в ОАО «РЖД». Анализ процессных моделей (в том числе сменно-суточное планирование поездной и грузовой работы) в состоянии «как есть» позволит оценить трудоемкость решаемых задач в комплексе, выявить потребность в формировании совершенных алгоритмов управления с учетом применения IT-продуктов. Ожидается формирование перечня мероприятий, нацеленных на повышение качества принимаемых управленческих решений, сокращение доли человеческого фактора (с последующими внесением организационно-штатных изменений). 9. Определение ключевых бизнес-процессов, связанных с функциональной специализацией диспетчерских центров (логистическое управление транзитными поездопотоками, управление тяговыми ресурсами на полигоне; управление вагоно-потоками и организация местной работы, взаимодействие с портами, обеспечение погрузки и вывоз предъявленных объемов; управление пассажирскими перевозками и другие), а также унификацией параметров для реализации типовых процессов при организации движения. Дифференцированный подход к развитию существующих региональных центров предполагает, с одной стороны, обеспечить адресную концентрацию финансовых средств в зависимости от специализации и характера выполняемой работы ДЦУП в масштабах основных направлений следования грузо- и пассажиропотоков, с другой, минимизировать объемы инвестиционных ресурсов Компании, связанные с новым строительством. Унификация типовых процессов, присущих ДЦУП вне зависимости от специфики соответствующей железной дороги, и выделение ключевых бизнес-процессов должны способствовать формированию организационно-технологических и IT-решений, направленных на повышение эффективности организации эксплуатационной работы. Так, к примеру, в западной части сети, по аналогии с пилотным Центром управления перевозками Восточного направления, под задачи полигонного уровня предполагаются к развитию ДЦУП в Самаре и Екатеринбурге. Их ключевая роль — обеспечивать логистическое управление транзитными поездопотоками (рисунок 2), а также тяговыми ресурсами в границах всего технологического полигона в направлении портов Азово-Черноморского и Северо-Западного бассейнов. 247
ДЦУП (логистическое управление транзитными поездопотоками, управление тяговыми ресурсами на полигоне) Цель Организация пропуска транзитных поездопотоков с минимальным количеством остановок для проведения технических операций Результат Ритмичное продвижение поездопотока Равномерное обеспечение и своевременный возврат тяги Оптимальное размещение единого створа «окон» Достигаемые показатели Выполнение маршрутной скорости (поездов по категориям) Надежность доставки грузовой отправки Непроизводительные потери рабочего времени локомотивных бригад Риски Неприем поездов Неверный расчет потребного числа локомотивов Неверный расчет поездообразования Наличие технических и технологических несоответствий на направлениях следования Рисунок 2 – ДЦУП (логистическое управление транзитными поездопотоками, управление тяговыми ресурсами на полигоне) Приоритетом данных центров предполагается выполнение следующих функций: 1. скоординированное управление поездной работой с эффективным использованием тяговых ресурсов и пропускной способности инфраструктуры на единых укрупненных полигонах; 2. реализация технологических мероприятий по повышению провозной способности направлений (организация движения тяжеловесных, соединенных, длинносоставных поездов); 3. совершенствование технологии пропуска ускоренных контейнерных поездов; 4. увеличение средней дальности назначений плана формирования; 5. сокращение непроизводительных потерь рабочего времени локомотивных бригад; 6. увеличение протяженности участков обслуживания локомотивных бригад; 7. организация адресного продвижения грузопотоков на основе плана погрузки по направлениям и плана подвода поездов с учетом сменно-суточного графика работы терминалов, наличия флота. К факторам, образующим технико-экономическую эффективность, предлагаются следующие: 1. снижение времени нахождения составов (поездов) и локомотивов на технических станциях (сортировочных и участковых); 248
2. уменьшение количества поездов, отставленных от движения, вследствие использования логистических технологий при регулировании погрузки и продвижения поездов в адрес морских портов на полигоне в целом; 3. снижение рисков нарушения сроков доставки грузов, в том числе в составе местных поездов; 4. увеличение участковой скорости за счет предоставления «окон» по технологии «в створе» на полигоне в целом; 5. увеличение участковой скорости за счет повышения ритмичности и равномерности движения поездов; 6. сокращение времени ожидания локомотивами выполнения операций ТО–2; 7. снижение пробега локомотивов в одиночном следовании за счет расширения «полигона планирования». Основными задачами для припортовых железных дорог должно стать обеспечение беспрепятственного продвижения поездопотока непосредственно к местам выгрузки в порт с учетом развития функциональных возможностей логистических центров в городах СанктПетербург, Ростов-на-Дону и Хабаровск (рисунок 3). ДЦУП (взаимодействие с портами) Цель Увеличение объема выгрузки в портах Результат Организованные маршруты из порожних вагонов Выгрузка в портах Достигаемые показатели Надежность доставки грузовой отправки Выполнение плана подвода поездов на припортовые станции Выгрузка на припортовых станциях Риски Невыполнение плана подвода и срыв формирования судовых партий Предъявление претензий за нарушение сроков доставки Невыполнение планов погрузки и выгрузки Увеличение количества отставленных от движения поездов Рисунок 3 – ДЦУП (взаимодействие с портами) Для ДЦУП со значительными объемами выгрузки, преимущественно в адрес портов, приоритетным представляется выполнение следующих функций: 249
1. формирование управляющих решений для диспетчерского аппарата и логистических центров, с учетом сквозного планирования подвода поездов к порту; 2. формирование рекомендаций по перераспределению грузовой базы в зависимости от обстановки в местах массовой выгрузки; 3. организация адресного подвода поездов на припортовые станции с учетом: — расчета вариантов корректировки сроков приема заявок на более поздние даты, либо временное перераспределение объемов погрузки на другие направления сети железных дорог; — формирования задания по сдаче поездов с соответствующей номенклатурой груза в зависимости от складывающейся ситуации на припортовых станциях; — информации о нахождении груза в пути следования от момента оформления перевозочных документов до готовности подачи в порт. Факторы, образующие технико-экономическую эффективность: 1. уменьшение количества поездов, отставленных от движения, вследствие использования логистических технологий при регулировании погрузки и продвижения поездов в адрес морских портов на полигоне в целом; 2. снижение рисков нарушения сроков доставки грузов; 3. увеличение участковой скорости за счет ритмичного продвижения грузопотоков в адрес морских портов. С акцентом на повышение эффективности организации местной работы предполагается модернизация центров в Ярославле, Воронеже, Челябинске (рисунок 4). ДЦУП (управление вагонопотоками и организация местной работы) Цель Повышение эффективности организации местной работы с учетом данных о дислокации вагонов, нормативов технологических операций станций, графика движения поездов, мощностей предприятий Повышение уровня взаимодействия с клиентами, направленное на улучшение качества оказываемых услуг Результат Синхронизация внутренних процессных моделей ОАО «РЖД» и промышленных предприятий Освоение заданных объемов перевозок Достигаемые показатели Выполнение установленных параметров по погрузке и выгрузке Простой местного вагона на ответственности ОАО «РЖД» Невыполнение установленных технологических норм оборота вагонов Невыполнение согласованных объемов перевозок Надежность доставки грузовой отправки Соблюдение графика движения местных поездов Снижение уровня графиковой дисциплины Не обеспечение ритмичности обслуживания путей необщего пользования Риски Рисунок 4 – ДЦУП (управление вагонопотоками и организация местной работы) 250
Для ДЦУП со значительными объемами местной работы в качестве приоритетных предлагается рассмотреть выполнение следующих функций: 1. выполнение плана погрузки и норм выгрузки при минимизации непроизводительных простоев и пробега порожних вагонов с учетом принадлежности и технического состояния подвижного состава; 2. соблюдение графиковой дисциплины при работе со сборными, вывозными и передаточными поездами; 3. реализация ритмичной работы взаимоувязанных технологических процессов путей необщего пользования и станций примыкания (обеспечение ритмичного развоза и сбора); 4. применение эффективных схем организации вагонопотоков и маневровых передач, обращающихся между станциями железнодорожных инфраструктур общего и необщего пользования; 5. организация расстановки вагонов в формируемых поездах в соответствии с потребностью станций назначения; 6. организация отправления местных поездов в полном соответствии с нормативным графиком движения поездов; 7. формирование условий для увеличения количества сдвоенных грузовых операций, маршрутизации и снижения нагрузки на инфраструктуру. К факторам, образующим технико-экономическую эффективность, предлагаются следующие: 1. снижение рисков нарушения сроков доставки грузов, в том числе в местном сообщении; 2. увеличение участковой скорости за счет повышения ритмичности и равномерности движения поездов; 3. обеспечение технологической устойчивости (надежности) основных процессов организации местной работы. Для ДЦУП со значительными объемами погрузки (рисунок 5) в качестве приоритетных функций предлагается рассмотреть следующие: 1. организация равномерного подвода потребного количества порожних вагонов; 2. организация погрузки; 3. обеспечение заданного объема перевозок потребным числом локомотивов и локомотивных бригад; 4. формирование и организация пропуска груженых маршрутов, в том числе тяжеловесных (9000 т) поездов в соответствии с технологией единого полигона. 251
ДЦУП (со значительными объемами погрузки) Цель Обеспечение погрузки и вывоз предъявляемых объемов перевозок Результат Осуществлен подвод потребного количества порожних вагонов Сформированы поезда по Плану формирования, маршруты Организована погрузка Осуществлен равномерный вывоз груженых отправок Достигаемые показатели Ускорение оборота вагона Погрузка грузов Увеличение маршрутов Увеличение тяжеловесных поездов Погрузка грузов Обеспечение погрузочными ресурсами Риски Необеспечение погрузочными ресурсами Предъявление претензий за просрочку сроков доставки порожних вагонов Рисунок 5 – ДЦУП (со значительными объемами погрузки) К факторам, образующим технико-экономическую эффективность, предлагаются следующие: 1. снижение времени нахождения составов (поездов) и локомотивов на технических станциях (сортировочных и участковых); 2. уменьшение количества поездов, отставленных от движения, вследствие использования логистических технологий при регулировании погрузки и продвижения поездов в адрес морских портов на полигоне в целом; 3. снижение рисков нарушения сроков доставки грузов; 4. увеличение участковой скорости за счет предоставления «окон» по технологии «в створе» на полигоне в целом; 5. увеличение участковой скорости за счет повышения ритмичности и равномерности движения поездов; 6. сокращение времени ожидания локомотивами выполнения операций ТО–2; 7. снижение пробега локомотивов в одиночном следовании за счет расширения «полигона планирования». Формирование технических и технологических решений по совершенствованию ДЦУП со значительными объемами преимущественно пассажирских перевозок предусматривается в г. Москва (рисунок 6). В целом научная проработка данного вопроса должна позволить установить детальные параметры ключевых бизнес-процессов, связанных с функциональной специализацией диспетчерских центров, а также унификацией параметров типовых процессов при организации 252
движения в формате «событийных цепочек процессов» (EPC), как основы для формирования технических заданий на разработку (модификацию) автоматизированных программных комплексов по их реализации и оценке уровня выполнения. ДЦУП (со значительными объемами преимущественно пассажирских перевозок) Цель Концентрация управления движением на основных пассажирских направлениях Результат Осуществленные пассажирские перевозки с заданным качеством Достигаемые показатели Уровень удовлетворенности Количество пассажирских, пригородных поездов Скорость движения пассажирских и пригородных поездов Выполнение графика движения поездов Риски Недостаточное обеспечение пассажиров пригородного движения перевозками Неудобное расписание пригородных поездов для пассажиров Ухудшение показателей транзитного грузового движения, а также организации местной работы в узле Рисунок 6 – ДЦУП (со значительными объемами преимущественно пассажирских перевозок) 10. Расчет, определяющий целесообразность размещения центров управления перевозками в зависимости от решающих факторов. С целью совершенствования эксплуатационной работы на Северо-Западном и ЮгоЗападном направлениях и достижения целевых параметров качества перевозочного процесса необходимо промоделировать варианты расположения центров управления перевозками «полигонного уровня» в зависимости от решающих факторов (наличие учебной базы и возможности для развития кадрового потенциала, социальная привлекательность города, жилищные условия для работников, наличие опыта организации работы железнодорожных направлений, потребность в строительстве здания, возможность формирования управляющих решений для диспетчерского аппарата и логистического центра, эффективность реализуемых решений по возврату тяги для обеспечения ритмичного продвижения четного/ нечетного поездопотока и другие). Результаты данных расчетов должны позволить аргументировано установить важнейшие критерии для принятия руководством Компании окончательного решения. 11. Анализ мероприятий по модернизации региональных диспетчерских центров. К основным мероприятиям, включаемым к Программу модернизации диспетчерских центров, принято относить такие, как техническое перевооружение средствами современной вычислительной техники, оборудование сетями связи, замена табло коллективного поль253
зования, ремонт помещений, модернизация систем диспетчерской централизации и диспетчерского контроля и другие. Это, в целом, определяет собой «обеспечивающий» характер и напрямую не влияет на улучшение эксплуатационной работы. Предлагается концептуально проранжировать перечень возможных к реализации мероприятий и определить пределы их достаточности в рамках эффективности проекта в целом. 12. Изучение опыта ликвидации противоречий при планировании и организации эксплуатационной работы на железнодорожных направлениях Кошта – Череповец, Балезино – Чепца – Пермь, Александров – Данилов, Курск – Белгород – Казачья Лопань. В целях совершенствования эксплуатационной работы и обеспечения устойчивого продвижения грузопотоков в Компании приняты решения: — установить Балезинский поездной диспетчерский участок Горьковской дирекции управления движением в границах Верещагине (искл) – Балезино (вкл) – Кожиль (вкл); — передать Зуевскому диспетчерскому участку Горьковской дирекции управления движением участок Яр (искл) – Верхнекамская (вкл); — передать Верещагинскому диспетчерскому участку Пермский узловой диспетчерский участок и установить Верещагинский поездной диспетчерский участок Свердловской дирекции управления движением в границах Верещагино (вкл) – Пермь II (вкл) – Кабельная (вкл); — обеспечить проведение комплекса технических мероприятий по унификации технологического оборудования связи, диспетчерской централизации и контроля на направлении Пермь – Свеча для дальнейшей реализации сквозных принципов управления перевозочным процессом из г. Екатеринбург; — передать диспетчерский участок Александров – Ярославль-Главный Северной дирекции управления движением в состав диспетчерского центра управления перевозками Московской дирекции управления движением; — передать диспетчерский участок Ярославль-Главный – Данилов – Пречистое – Любим Северной дирекции управления движением в состав диспетчерского центра управления перевозками Московской дирекции управления движением. Предлагается изучить опыт сотрудников ДЦУП до начала реализации данных изменений, текущее и целевое состояние. Экспертная оценка позволит переосмыслить достигнутые результаты и сформировать предложения по применению аналогичных решений на других направлениях сети железных дорог. 13. Изучение опыта организации управления движением из диспетчерского центра в границах нескольких железных дорог (опыт управления Забайкальской железной дорогой из г. Иркутск). 254
В 2017 г. в Иркутске сосредоточено диспетчерское управление в границах двух железных дорог — Восточно-Сибирской и Забайкальской, что явилось очередным этапом дальнейшего развития сквозных принципов не только при организации эксплуатационной работы, но и при выполнении запланированных программ по текущему содержанию и ремонту инфраструктуры. Перспективному развитию сквозных технологий, повышению уровня межфилиального взаимодействия способствовали принятые решения об образовании в Иркутске подразделений в других вертикалях производственного бизнес-блока (Дирекции тяги и Центральной дирекции инфраструктуры). Научная оценка данного опыта должна позволить сформулировать принципы дальнейших шагов по организации диспетчерского управления в границах нескольких железных дорог. 14. Формирование схем действующего и перспективного оперативного руководства поездной и грузовой работы на всех уровнях управления, взаимоувязанных с действиями руководителей на уровне центра, железной дороги, административнотерриториального региона железной дороги, района управления, центра организации работы железнодорожных станций, диспетчерского участка. Указание передаваемых продуктов при взаимодействии всех участников, в том числе, на стыках подразделений одного уровня. Данная работа предусматривает визуализацию схемы оперативного руководства организацией поездной и грузовой работы в формате сквозной процессной модели («диаграмма цепочки добавленного качества VAD») в состоянии «как есть», с последующим выявлением дублирования действий и других противоречий, анализ которых позволит сформировать процессную модель в состоянии «как должно быть». 15. Определение целевой структуры диспетчерского управления на полигонах (направлениях сети) с применением сквозных принципов. В рамках целевой структуры управления на полигонном уровне по хозяйству перевозок, исходя из практического опыта, предполагается формирование двух полноценных, тесно взаимодействующих между собой вертикалей — управления движением поездов (диспетчерское управление, разработка плана формирования и графика движения поездов, планирование и предоставление «окон», управление тяговыми ресурсами, логистика), и работой железнодорожных станций, включая хозяйственную деятельность (организация работы станций, безопасность движения, охрана труда, организация местной работы, управление персоналом, экономика и финансы). Данный подход имеет следующие преимущества: 255
— разграничение блоков управления движением поездов и управления работой станций, позволяющее повысить эффективность по направлениям деятельности (оперативная и станционная работа); — ликвидация «барьеров» за счет применения сквозных принципов управления; — универсальность модели управления для дальнейшего тиражирования в западной части сети. Применение фундаментальных знаний теории эксплуатационной работы и детальные оценки, выполненные в рамках данной работы, должны позволить рассмотреть все возможные альтернативные варианты и установить, в рамках Концепции, результирующую перспективную структуру управления на «технологическом полигоне». 16. Формирование процессной модели «Диспетчерское управление перевозочным процессом» в состоянии «как должно быть» с учетом ключевых бизнес-процессов, связанных с функциональной специализацией диспетчерских центров. Выводы, полученные в ходе выполнения всех ранее перечисленных задач (в рамках аналитического отчета), должны позволить внести изменения в процессные модели в состоянии «как есть», тем самым образовав состояние «как должно быть». 17. Определение достигаемых эффектов от предлагаемых решений, расчет загрузки диспетчерских участков в целевом состоянии (на плановые размеры движения 2022, 2025 и 2030 гг. в соответствии с утвержденной Методикой [2] и формирование рекомендаций по переходу в состояние «как должно быть» с учетом адаптации положений Концепции в «Программу модернизации региональных диспетчерских центров». Научное изучение действующего состояния системы диспетчерского управления и сформированная система рекомендаций должны быть направлены на достижение обоснованных кросс-функциональных эффектов в рамках Сводной программы мероприятий по повышению операционной эффективности Компании (с выделением подразделений «выгодоприобретателей»). Переход в состояние «как должно быть» предполагает установление этапов с учетом потребности в инвестиционных ресурсах и сроков достижения ожидаемых эффектов после реализации. 18. Определение формулировок предлагаемых изменений для внесения в действующие нормативные документы. В ходе формирования рекомендаций по переходу в состояние «как должно быть», возможно, потребуется своевременное внесение изменений в нормативную базу (снятие ограничений, актуализация организационно-распорядительных документов, запуск корпоративных процедур установленным порядком). 256
На основе результатов настоящей работы требуется разработать Концепцию перспективного диспетчерского управления на сети железных дорог с применением сквозных принципов с учетом установления: — требований к конфигурации оптимальных границ диспетчерских участков, районов управления, центров организации работы станций с учетом перехода на сквозные принципы управления перевозочным процессом: однозначность задач поездного диспетчера в границах соответствующего РУ; уровень и целесообразность дополнительной нагрузки по управлению прилегающими участками для узлового диспетчера; исключение конфликта интересов руководителей различных РУ; размещение и количество технических станций в границах диспетчерского участка; синхронизация границ управления с границами планирования и технического нормирования; — принципов организации управления движением из диспетчерского центра в границах нескольких железных дорог с установлением соответствующих алгоритмов оценки эффективности; — ключевых бизнес-процессов, связанных с функциональной специализацией диспетчерских центров, а также унификацией параметров для реализации типовых процессов при организации движения; — критериев принятия решения о целесообразности размещения центров управления перевозками и порядка их расчета; — достаточного набора мероприятий по модернизации региональных диспетчерских центров; — порядка оперативного взаимодействия подразделений (представителей) ОАО «РЖД» и сопредельных железных дорог; — перечня сквозных сбалансированных ключевых показателей эффективности основных филиалов Компании (Центральная дирекция управления движением, Дирекция тяги, Центральная дирекция инфраструктуры (включая вагонное хозяйство), Центр фирменного транспортного обслуживания) на всех уровнях управления, нацеленных на достижение стратегических задач в границах технологического полигона в условиях действующих ограничений и порядка их расчета; — адресных требований к смежным хозяйствам, направленных на увеличение пропускных способностей участков, включая повышение норм выработки и мотивацию причастных работников (формирование условий для эффективной координации функционирования производственных подразделений через KPI); — ключевых требований к цифровизации технологической поддержки принятия управленческих решений при планировании и непосредственном управлении движением 257
поездов с применением инструментов имитационного моделирования (в том числе к информационному контенту табло коллективного пользования, учитывающему функциональную специализацию диспетчерских центров); — целевой модели управления на полигонах (направлениях) сети с применением сквозных принципов. С целью обоснования предлагаемых решений и использования их при подготовке соответствующей документации на Экспертный совет ОАО «РЖД» требуется: — установление эффектообразующих факторов от применения принципов Концепции перспективного диспетчерского управления на сети железных дорог с применением сквозных принципов (с точки зрения баланса интересов как для ОАО «РЖД», так и административно-территориальных администраций); — определение источников исходных данных и алгоритмов расчета; — расчет технико-экономического обоснования целевого состояния «как должно быть». Концепция перспективного диспетчерского управления на сети железных дорог с применением сквозных принципов и технико-экономическое обоснование на реализацию предлагаемых решений должны быть утверждены первым заместителем генерального директора ОАО «РЖД» по производственно-хозяйственной деятельности Компании. Список литературы 1. Крылов, А.С. Концепция перспективного диспетчерского управления на сети железных дорог / А.С. Крылов. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2021. – № 9. – С. 39–45. 2. Методика определения оптимальных границ диспетчерских участков (утв. pаспоряжением ОАО «РЖД» от 02.03.2020 № 452/р). – Текст: непосредственный. 258
УДК:625.041 КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ТИПОВ СКРЕПЛЕНИЙ НА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ШПАЛАХ ПО ВЛИЯНИЮ НА РАЗВИТИЕ КОНТАКТНО-УСТАЛОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ РЕЛЬСА Н.В. Кузнецова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье представлен анализ влияния различных конструкций про- межуточных рельсовых скреплений на образование контактно-усталостных дефектов. Ключевые слова: скрепление, путь, конструкция, верхнее строение пути, классифи- кация, дефект. CLASSIFICATION OF THE MAIN TYPES OF FASTENERS ON REINFORCED CONCRETE SLEEPERS BY THE INFLUENCE ON THE DEVELOPMENT OF CONTACT-FATIGUE DEFECTS OF THE RAIL N.V. Kuznetsova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article presents ananalysis of various designs of intermediate rail fasteners for the formation of contact fatigue defects. Key words: bonding, path, construction, upper structure of the path, classification, defect. Совершенствование конструкции верхнего строения пути (далее — ВСП), повышение ее надежности и обеспечение равноресурсности ее элементов с целью увеличения пропускной и провозной способности железных дорог ОАО «РЖД» при обеспечении требований безопасности является задачей особой важности. Увеличение продолжительности жизненного цикла конструкции пути (LLC) возможно за счёт оптимизации применения промежуточных рельсовых скреплений различных конструкций. Основными факторами, ограничивающими срок службы рельсовых скреплений, являются: — интенсивность снижения усилия монтажного прижатия рельса; 259
— интенсивность снижения удерживающей способности в поперечном направлении, определяемая как относительное изменение остаточного поперечного перемещения головки рельса в узле скрепления; — интенсивность снижения усилия продольного сдвига рельса в узле скрепления; — несоответствие вертикальной и поперечной жесткость скрепления условиям эксплуатации. На рисунке 1 представлены конструкции промежуточных рельсовых скреплений, эксплуатируемых на сети железных дорог ОАО «РЖД». Рисунок 1 – Основные конструкции скреплений для Российских железных дорог Следует отметить на российском рынке успехи зарубежных фирм, которые являются лидерами мирового рынка сбыта рельсовых скреплений. Это, в первую очередь, фирмы Vossloh и Pandrol. Они десятилетиями работают в этом направлении, имеют собственные конструкторские, научно-исследовательские подразделения, испытательную базу. Их изделия применяются почти во всех климатических поясах, при всех реализуемых скоростях, грузонапряженности и осевых нагрузках. В таблице 1 представлены несколько основных типов конструкций для промежуточных рельсовых скреплений которые в настоящий момент используются на зарубежных железных дорогах. 260
Таблица 1 Основные конструкции промежуточных скреплений, применяемые на зарубежных железных дорогах Конструкция скрепления Pandrol (SFC) Страна Великобритания, Бельгия, Франция, Корея, Китай, Япония Великобритания, Китай, Россия Условия эксплуатации Скорость движения до 350 км/ч, нагрузка на ось 150...180 кН Pandrol (FC) Скорость движения до 250 км/ч, нагрузка на ось 200...320 кН Германия, Испания, Италия, Китай Vossloh System 300 Скорость движения 160...300 км/ч, нагрузка на ось 150...225 кН Германия, Испания, Италия, Казахстан, Китай, Россия Скорость движения до 250 км/ч, нагрузка на ось 150...390 кН Франция, Бельгия Vossloh W14, W21, W30, W40 Nabla США Safelock III Скорость движения до 120 км/ч, нагрузки на ось 350 кН Скорость движения 140...330 км/ч нагрузки на ось 150...225 кН Например, в Финляндии, Литве, Латвии, Казахстане — странах, сходных с Россией по климату, и, что крайне важно, где обращаются российские грузовые вагоны с соответствующим уровнем динамики воздействия на путь, также применяют скрепления типа Pandrol, Vossloh различных модификаций. В таблице 2 сравниваются основные типы промежуточных скреплений, которые используются на сети железных дорог ОАО «РЖД». Таблица 2 Сравнение конструкций скреплений Параметр сравнения Количество элементов в узле, шт. Масса узла, кг Металлоемкость узла, кг Количество закладных элементов в шпале, шт. Масса закладных элементов, кг Тип скрепления ЖБР–65Ш ЖБР–65ПШР КБ–65 АРС–4 W–30 ПФК–350 21 9 9 12 7 7 12,94 8,40 4,46 11,15 3,47 4,64 11,30 7,70 3,62 10,15 2,72 4,14 2 1 2 2 2 2 0,65 4,6 0,1 0,1 0,1 2,85 Промежуточные рельсовые скрепления, применяемые на сети железных дорог ОАО «РЖД», классифицируются по ряду ключевых признаков. 261
По виду прикрепления: — нераздельное прикрепление, при котором подкладку к опоре и рельс к подкладке прикрепляют одними и теми же прикрепителями, например, ЖБР–65Ш, ЖБР–65ПШМ; — раздельное прикрепление, при котором подкладки к опоре и рельс к подкладке прикрепляют различными прикрепителями, например, КБ–65; — смешанное прикрепление, при котором рельс через подкладки крепят к опорам, кроме того, подкладки дополнительно крепят к опорам, например Д–0; По наличию подкладки: — бесподкладочное (ЖБР–65, АРС); — подкладочное (ЖБР–65ПШМ, КД, КБ–65); По типу прикрепителя к опоре: — шурупно-дюбельное (ЖБР–65Ш, ЖБР–65ПШМ, W–30); — анкерное (АРС–4, ПФК–350); — болтовое (ЖБР–65, КБ–65). На рисунке 2 представлена схематическая классификация промежуточных рельсовых скреплений. В части снижения стоимости работ по сборке, укладке и текущему содержанию выполненные исследования и опыт эксплуатации определили наиболее эффективные конструкции скреплений. К ним относятся ЖБР–65Ш, ЖБР–65ПШМ, ЖБР–65ПШР, АРС–4, W–30, ПФК–350. Рисунок 2 – Схематическая классификация промежуточных рельсовых скреплений 262
Наиболее распространенной конструкцией рельсовых скреплений продолжает оставаться КБ–65. Капитальные ремонты пути на новых материалах проводятся с применением упругих рельсовых скреплений, доля которых в пути возрастает. Доля скреплений семейства ЖБР составляет около 18%, а скреплений АРС–4 — 21%. Скрепление КБ с рельсами типа Р50 и Р65 позволило широко внедрить железобетонные шпалы в бесстыковой путь. Наиболее распространенной конструкцией скрепления, несмотря на то, что с 2014 г. его укладка в главные пути не выполняется, остается скрепление типа КБ–65. Принимая во внимание, что это скрепление будет еще долго применяться на сети ОАО «РЖД», его конструкция требует модернизации для снижения периодичности обслуживания скрепления; улучшения функциональных показателей, в т.ч. усилия прижатия рельса; повышения безопасности движения. Удачный вариант модернизации скрепления КБ–65 получен на стрелочных переводах последнего поколения с гибкими остряками и подвижным сердечником крестовины за счет замены жесткой клеммы ПК на упругую прутковую клемму типа Skl 12–32 или ОП 105. Конструкция анкерного рельсового скрепления АРС–4 прошла полигонные испытания на Экспериментальном кольце АО «ВНИИЖТ» и эксплуатационные испытания на опытных участках сети ОАО «РЖД». На участках пути со скреплением АРС–4 модернизированная конструкция скрепления (улучшенные изолирующие уголки, изоляторы, прокладки с разной высотой рифлей) имеет хорошие результаты в прямых и кривых радиусом более 350 м. В конструкции скрепления АРС–4 не предусмотрена возможность сдвижки клеммы и ее фиксации в этом положении, что необходимо при смене рельсов и ряде других путевых работ, т.е. необходимо полностью разбирать узел скрепления, что значительно повышает стоимость текущего содержания пути. В случае излома анкеров необходимо менять и шпалу, так как анкер не ремонтопригоден, что приводит к увеличенным затратам по восстановлению пути по сравнению с другими видами скреплений. Наибольший технико-экономический эффект применения скрепления АРС–4 достигается в прямых и пологих кривых. Основное преимущество этого скрепления — отсутствие необходимости подтяжки гаек и шурупов, как это требуется в скреплениях типа ЖБР–65, ЖБР–65Ш и КБ–65. При износе элементов эта особенность конструкции является недостатком, влияющим на невозможность регулировки прижатия подошвы рельса и приводящая к угону рельсовых плетей. Скрепление ЖБР–65 с болтовым прикреплением к шпале является прототипом скрепления ЖБР–65Ш, ЖБР–65ПШ, ЖБР–65ПШМ, ЖБР–65ПШР с шурупно-дюбельным прикреплением к опоре. По причине недостаточной эксплуатационной стойкости конструкции скрепления ЖБР–65 (интенсивное снижение прижатия подошвы рельса к основанию из-за ослабления затяжки гаек; износ изолирующих прокладок и др.) эта конструкция, начиная с 2014 г., не укладывается при капитальных ремонтах 1-го уровня (КРН). 263
Вместе с этим, учитывая перспективность применения упругих видов скреплений, ПКБ И — филиалом ОАО «РЖД» была проведена модернизация скрепления ЖБР–65, и с 2004 года в конструкции пути наряду с другими видами скреплений начинает применяться шурупно-дюбельное скрепление ЖБР–65Ш, а впоследствии его модификации ЖБР–65ПШМ и ЖБР–65ПШР, обеспечивающие более стабильное по сравнению с бесподкладочными видами упругих скреплений положение рельсовой колеи в кривых участках пути малого радиуса и позволяющие выполнять регулировку ширины колеи с использованием закладных элементов — металлических скоб различной толщины, устанавливаемых между подошвой рельса и упорами подкладки. Начиная с 2009 г. выполняется укладка адаптированного для условий Российских железных дорог скрепления типа W30 компании «Vossloh», а с 2012 г. — скрепления анкерного типа «ПФК–350» (аналог скрепления Fastclip компании Pandrol). Скрепления W–30 фирмы Vossloh и российский аналог скрепления Pandrol E–clip — скрепление ПФК–350, представленные на рисунках 3 и 4, более 7 лет укладываются на российских железных дорогах. Рисунок 3 – Скрепление W–30 и его основные неисправности Рисунок 4 – Скрепление ПФК–350 и его основные неисправности 264
Эти скрепления показали хорошие результаты при полигонных испытаниях на ЭК ВНИИЖТ, наработка по ним составила более 2 млрд т брутто. За время испытаний была выполнена однократная сплошная смена прокладок-амортизаторов по обоим типам скреплений и отдельная замена клемм и изоляторов у скрепления ПФК–350, что, в первую очередь, вызвано сложными условиями испытаний — кривая радиусом 400 м. На рисунке 5 представлено распределение, характеризующее протяженность пути с различными типами промежуточных рельсовых скреплений на железобетонных шпалах. Рисунок 5 – Протяженность участков пути с различными типами промежуточных рельсовых скреплений на железобетонных шпалах на главных путях, км Рельсовые скрепления при износе и старении прокладок, изломах подкладок, коррозии и ослаблении резьбовых соединений не обеспечивают стабильности ширины колеи. Ухудшается динамика взаимодействия пути и подвижного состава, не обеспечивается требуемое усилие прижатия рельса к шпале и сопротивление продольному угону плети, скрепления не обеспечивают поперечную удерживающую способность, что приводит к сверхнормативному уширению рельсовой колеи. В таких случаях дальнейшая эксплуатация недопустима по условиям безопасности движения. Указанные расстройства скреплений приводят к снижению их срока службы. Итоги сопоставления основных технических показателей скреплений для российских железных дорог приведены в таблице 3. 265
Таблица 3 Сравнение эксплуатационных показателей скреплений Тип скреплений КБ–65 АРС–4 ЖБР–65Ш и аналоги W–30 ПФК–350 Преимущества 1. Обеспечение устойчивого положение рельса в колее 2. Обеспечение регулировки ширины колеи и положения рельсов по уровню 1. Малодетальность 2. Малообслуживаемость в прямых и пологих кривых 1. Обеспечивает стабильность ширины колеи, сопротивление продольному сдвигу рельсов и пространственную упругость колеи 2. Малодетальность 3. Ремонтопригодность 4. Наличие в конструкции специализации для различных условий эксплуатации 1. Малообслуживаемость 2. Малодетальность 3. Ремонтопригодность 4. Многовариантность элементов 5. Обеспечивает применение в различных условиях эксплуатации 6. Предусматривает механизированный перевод в рабочее положение 1. Малодетальнсть 2. Малообслуживаемость 3. Ремонтопригодность 4. Предусматривает механизированный перевод в рабочее положение Недостатки 1. Многодетальность 2. Высокая металлоемкость 3. Высокие затраты труда на монтаж и при эксплуатации 1. Высокая металлоемкость и стоимость 2. Неремонтопригодность 3. Высокие затраты труда при эксплуатации в кривых малого радиуса 1. Необходимость периодического обслуживания 2. Недостаточна прочность полимерных элементов 1. Повышенная монтажная затяжка 1. Недостаточное обеспечение регулировки ширины колеи и по уровню 2. Необходимость специального инструмента Основными факторами, ограничивающими срок службы рельсовых скреплений, являются: — интенсивность снижения усилия монтажного прижатия рельса; — интенсивность снижения удерживающей способности в поперечном направлении, определяемая как относительное изменение остаточного поперечного перемещения головки рельса в узле скрепления; — интенсивность снижения усилия продольного сдвига рельса в узле скрепления; — несоответствие вертикальной и поперечной жесткость скрепления условиям эксплуатации. Поскольку опыт эксплуатации различных скреплений на сети железных дорог достаточен, основные усилия в настоящее время направлены именно на изучение повышения надежности скреплений в кривых участках пути с малыми и средними радиусами, а также 266
уточнение степени влияния конструкции и состояния скреплений на элементы верхнего строения пути (в первую очередь, рельсы). Затраты на устройство и техническое обслуживание железнодорожного пути зависят, в основном, от трех факторов: — соответствия конструкции условиям эксплуатации; — качества материалов верхнего строения пути, качества ремонтов и текущего содержания; — уровня воздействия подвижного состава. Поэтому одной из основных задач управления путевым комплексом является создание при ремонтах пути такой его конструкции, которая обеспечивает минимум затрат при обеспечении безопасности движения поездов. Следует отметить, что применяемые в настоящее время рельсовые скрепления (за исключением зарубежных аналогов) проектировались под технические требования, изложенные в ЦП 1–86 и ГОСТ 32698–2014 [3, 2], которые не предусматривают дифференциации скреплений по условиям эксплуатации. С учетом того, что грузонапряженность на ряде направлений значительно возрастает, возрастают и требования к скреплениям по долговечности и технологичности обслуживания. Сферы рационального применения промежуточных рельсовых скреплений на сети железных дорог ОАО «РЖД», представленные в таблице 4, установлены распоряжением ОАО «РЖД» от 28.06.2018 г. № 1362/р [4]. Таблица 4 Сферы рационального применения промежуточных рельсовых скреплений на сети дорог ОАО «РЖД» № Тип скрепления Радиус пути в плане, м Специализация линий* п/п от 351 до 650 М; П 1 ЖБР–65Ш более 650 без ограничений 350 и менее М; П; Г; О; Т 2 ЖБР–65ПШМ от 351 до 650 Г; О; Т более 650 без ограничений 350 и менее М; П; Г; О; Т 3 ЖБР–65ПШР от 351 до 650 Г; О; Т более 650 без ограничений от 351 до 650 М; П 4 АРС–4 более 650 без ограничений от 351 до 650 М; П 5 W–30 более 650 без ограничений** от 351 до 650 М; П 6 ПФК–350 более 650 без ограничений * Специализация железнодорожных линий в соответствии с таблицей 3.2 распоряжения ОАО «РЖД» от 31 декабря 2015 г. № 3212р. ** Применение на линиях «В» допускается только при условии получения сертификата соответствия требованиям технического регламента ТС «О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта» (ТР ТС 002/2011) [5]. 267
Выводы. Скрепления, применяемые на сети железных дорог ОАО «РЖД», не в полной мере отвечают изменившимся условиям эксплуатации. Существующие нормативные требования к скреплениям, разработанные в 70-е гг. прошлого века и не вполне соответствующие современным эксплуатационным условиям (высокоскоростное движение, безбалластные конструкции пути, осевые нагрузки до 270 кН). Увеличение протяженности полигона бесстыковой конструкции пути на железобетонных шпалах, в том числе за счет укладки рельсовых плетей в кривых малого радиуса, повышение осевых нагрузок и рост объемов тяжеловесного движения определяют необходимость повышения эксплуатационной стойкости промежуточных рельсовых скреплений, в первую очередь, за счет совершенствования технических требований к ним. Повышение срока службы основных элементов верхнего строения пути, в первую очередь, рельсов определяет повышение требований к долговечности и технологичности в обслуживании рельсовых скреплений. Список литературы 1. Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути, утвержденная распоряжением ОАО «РЖД» от 14.12.2016 г. – № 2544/р. – 185 с. 2. ГОСТ 32698–2014. Скрепление рельсовое промежуточное железнодорожного пути. Требования безопасности и методы контроля. – Москва: Стандартинформ, 2015. – 12 с. 3. Сферы рационального применения промежуточных рельсовых скреплений на сети дорог ОАО «РЖД», утверждены распоряжением ОАО «РЖД» от 28.06.2018 г. № 1362/р. – АСПИТЖТ. – № 30. 4. Обобщение мирового опыта тяжеловесного движения. Управление содержанием системы колесо – рельс / пер. с англ. под. ред. С.М. Захарова. – Москва: Интекст, 2017. – 420 с. – Текст: непосредственный. 5. Карпущенко, Н.И. Оценка надежности и рациональные сферы применения основных типов промежуточных рельсовых скреплений для железобетонных шпал / Н.И. Карпущенко, П.С. Труханов. – Текст: непосредственный // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Т. 1. – Иркутск: ИрГУПС, 2019. – С. 557–562. 6. Лисицын, А.И. Перспективы развития конструкции верхнего строения пути и его элементов / А.И. Лисицын. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2019. – № 10. – С. 2–7. 7. Инструкция о порядке комплексного контроля путеизмерительными средствами железнодорожного пути для информационного обеспечения решения задач путевого хозяйства ОАО «РЖД». Утверждена № 1566р. – Текст: непосредственный. 268 распоряжением ОАО «РЖД» от 16 июля 2013 г.
УДК: 629.471 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ НАДЁЖНОСТЬЮ ЛОКОМОТИВОВ И.И. Лакин АО «Трансмашхолдинг» г. Москва Аннотация. В статье описан научно-практический опыт создания автоматизи- рованной системы управления надёжностью локомотивов в одном из крупнейших локомотивостроительных холдингов в мире и крупнейшим в России АО «Трансмашхолдинг». Система строится как двухуровневая с первичным расследованием в сервисным предприятии и вторичным расследованием на заводе-изготовителе. В информационную систему инкапсулируются необходимые математические методы. Информация для управления предоставляется в виде дашбордов и геоинформационной системы. Система постоянно совершенствуется по циклу PDCA. Ключевые слова: подвижной состав железных дорог, сервисное обслуживание, надёжность, автоматизированная система управления. AUTOMATED MANAGEMENT TECHNOLOGIES FOR THE LOCOMOTIVES RELIABILITY I.I. Lakin JSC «Transmashholding» Moscow Annotation. The article describes the scientific and practical experience of creating an automated control system for the locomotives reliability in one of the largest locomotive and construction holdings in the world and the largest in Russia JSC «Transmashholding». The system is built as a two-level with a primary investigation in the service enterprise and a secondary investigation at the manufacturer. The necessary mathematical methods are encapsulated in the information system. Information for management is provided in the form of dashboards and geographic information system. The system is constantly being improved according to the PDCA cycle. Key words: railway rolling stock, service, reliability, automated control system. В компании АО «Трансмашхолдинг» (далее — ТМХ) [1], входящей в число десяти крупнейших компаний транспортного машиностроения в мире (локомотивы, электропоезда, вагоны метро, пассажирские вагоны локомотивной тяги), уделяют большое внимание надёжности выпускаемого подвижного состава, основным покупателем которого является ОАО «РЖД». Холдинг выпускает грузовые электровозы постоянного тока «Дончак» серий 269
2ЭС4К (двухсекционные) и 3ЭС4К (трёхсекционные), и грузовые электровозы переменного тока «Ермак» серий 2ЭС5К, 3ЭС5К, 4ЭС5К, выпускаемых на НЭВЗ (Новочеркасский электровозостроительный завод). НЭВЗ также выпускает пассажирские электровозы серий ЭП1М, ЭП1П и ЭП20. Налаживается выпуск грузовых электровозов переменного тока с асинхронными тяговыми электродвигателями серии 2ЭС5С. Выпуск пассажирских электровозов серии ЭП2К и пассажирских тепловозов серии ТЭП70БС налажен на КЗ (Коломенский завод). Грузовые магистральные и маневровые тепловозы серий 2ТЭ25КМ, 3ТД25К2М, ТЭМ18ДМ выпускаются на БМЗ (Брянский машиностроительный завод). Вагоны локомотивной тяги выпускаются на ТВЗ (Тверской вагоностроительный завод). Там же налажен выпуск городских электропоездов серии ЭГ2ТВ «Иволга». Основным производителем пригородных электропоездов постоянного тока серии ЭП2Д и переменного тока серии ЭП3Д является ДМЗ (Демиховский машиностроительный завод). Вагоны метрополитена производит МВМ (Метровагонмаш, г. Мытищи), также входящий в состав ТМХ. Мировой тенденцией является переход на сервисное обслуживание сложных систем (в т.ч. подвижного состава) по контракту жизненного цикла (далее — КЖЦ) [2]. Согласно Федеральному закону «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд» от 05.04.2013 (44–ФЗ) КЖЦ является долгосрочным (более 20 лет) соглашением о разработке, изготовлении, поставке, обслуживанию, ремонту и утилизации объекта закупки на финансовых условиях согласно договору. ТМХ через официального агента по реализации локомотивов ЗАО «Рослокомотив» впервые в отечественной практике заключил с ОАО «РЖД» контракт жизненного цикла на поставку локомотивов. Важная особенность КЖЦ — это чётко сформулированные требования к качеству и надёжности подвижного состава в соответствии с техническими условиями подвижного состава и его оборудования, известные как «Требования к уровню сервиса» «Service Level Agreement» (SLA) [3]. В КЖЦ введены штрафы и понижающие тариф коэффициенты, предусмотренные при несоблюдении SLA. Переход производства, поставки и обслуживания подвижного состава на КЖЦ предъявил новые повышенные требования как к качеству изготовления подвижного состава, так и к самой системе их сервисного технического обслуживания и ремонта (ТОиР). Функции ТОиР локомотивов в ТМХ выполняет группа компаний «ЛокоТех». В мировой инженерной практике хорошо известна задача «Инжиниринг качества» [3, 4] решения дилеммы поиска оптимума между качеством изделия и стоимостью его обслуживания. Наиболее известной является «Кривая оптимума Генити Тагути» (рисунок 1). «Функция потерь» имеет профиль параболы, в которой суммируются затраты на изготовление надёжного изделия и стоимость жизненного цикла изделия, с минимальными потерями в точке экстремума. 270
Рисунок 1 – Кривая оптимума затрат Генити Тагути Решение задачи поиска оптимума связана с необходимостью обработать и проанализировать большой объём данных, что невозможно без автоматизации сбора, хранения и анализа информации. Необходим комплексный учёт отказов в эксплуатируемом парке, внеплановых ремонтов, ремонтов оборудования в гарантийный период и сверхцикловых работ при плановых видах ТОиР. Необходимо создание автоматизированной системы управления (АСУ) жизненного цикла подвижного состава (ЖЦ), которая бы выполняла многофакторный анализ собранной в системе управления базами данных (СУБД) информации. В ТМХ в связи с переходом на КЖЦ при поставке локомотивов в ОАО «РЖД» разработаны регламенты взаимодействия «ЛокоТех», локомотивостроительных и локомотиворемонтных заводов, поставщиков оборудования и комплектующих при расследовании и определении первопричин неисправностей, нарушений безопасности движения поездов. Регламенты призваны как обеспечить выполнение SLA КЖЦ, так и решить задачу инжиниринга качества через построение кривой оптимума затрат Генити Тагути. Блок-схема процесса управления качеством эксплуатации локомотивов, их надёжностью и безопасностью движения поездов показана на рисунке 2. В процессе эксплуатации локомотивов (блок 1) согласно руководству по эксплуатации и руководству по ремонту каждой серии локомотивов в соответствии с КЖЦ осуществляется техническое обслуживание и ремонт локомотивов (ТОиР) (блок 2). 271
В ТОиР (блок 2) внедрена комплексная автоматизированная система управления (АСУ) технологическими процессами ТОиР АСУ «Сетевой график» (АСУ СГ) [5] на базе пакета программ 1С. В диагностической карте АСУ СГ фиксируются все замечания по техническому состоянию локомотивов из всех доступных источников информации: бортовой журнал локомотива формы ТУ–152, автоматизированные рабочие места расшифровки диагностических данных бортовых микропроцессорных систем управления (МСУ) локомотивов, деповские переносные и стационарные системы диагностирования, результаты визуальной приёмки локомотива на ремонт и другие источники информации. Дополнительная информация поступает автоматически из информационных систем ОАО «РЖД» через модуль безопасного взаимодействия «Доверенная среда» [6]. Согласно набору планово-предупредительных работ (шаблонов ТОиР) и назначенным сверхцикловым работам составляется индивидуальный линейный график ТОиР каждой секции локомотива, назначаются отнормированные работы, выдаются материалы и запасные части со склада, заменяются отдельные виды оборудования и др. Все данные автоматизированно регистрируются в АСУ СГ. По комплексным данным АСУ СГ (блок 2) силами Дирекции по контролю качества эксплуатации подвижного состава (блок 3) осуществляется мониторинг (блок 4) в результате которого формируется дополнительная информации по надёжности локомотивов, которая разбита на несколько групп: реестр инцидентов (оперативное расследование резонансных ситуаций с локомотивами, блок 4.1), реестр отказов и неисправностей (расследование причин возникновения отказов и сверхцикловых работ, блок 4.2), реестр простоев (контроль простоя локомотива по операциям линейного графика с расчётом коэффициента готовности к эксплуатации, блок 4.3). По системным отказам и проблемам ТОиР формируются дорожные карты преодоления проблем с использованием соответствующего реестра (блок 4.4). В результате описанной комплексной работы формируется информация для анализа (блок 4.5), которая автоматически (блок 5) передаётся в специально создаваемый информационный OLAP-куб (блок 6), по данным которого формируется комплекс BI-отчётов (дашбордов, блок 7). Для визуального оперативного поиска мест возникновения проблем используется геоинформационная система (ГИС). Именно дашборды и ГИС являются информационной основой анализа состояния надёжности подвижного состава, принятия корректирующих мероприятий (блок 9). Само управление (блок 9) происходит по безбумажной технологии с использованием отчётных форм в виде дашбордов [7] (блок 7) и геоинформационной системы (ГИС) [8] (блок 8), которые формируются по данным специально созданного информационного OLAP-куба, данные в который поступают (блок 5) из АСУ ДККЭПС. Дополнительная 272
информация поступает от бортовых микропроцессорных систем управления (МСУ) через систему ЕИС КТС, а также через доверенную среду из АСОУП–2. Для этого в ТМХ создана Дирекция по контролю качества эксплуатации подвижного состава (ДККЭПС) и Ситуационно-аналитический центр мониторинга и реагирования (САЦ). 1 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЛОКОМОТИВОВ 2 ЛОКОТЕХ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ (ТОиР) ЛОКОМОТИВОВ В СЛД. АСУ СГ 3 ДИРЕКЦИЯ ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА (ДККЭПС) СИТУАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МОНИТОРИНГА И РЕАГИРОВАНИЯ (САЦ) АСУ ДККЭПС 4 МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПС (АСУ ДККЭПС) РЕЕСТР ИНЦИДЕНТОВ АРМ «Инциденты» (ЧТЗ.02) 4.1 РЕЕСТР ОТКАЗОВ И НЕИСПРАВНОСТЕЙ АРМ ИБД (ЧТЗ.03, ЧТЗ.07) 4.2 РЕЕСТР ПРОСТОЕВ И КГЭ (ЧТЗ.09) 4.3 РЕЕСТР ДОРОЖНЫХ КАРТ АРМ ДК (ЧТЗ.05) 4.4 ОБРАБОТАННЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ДАШБОРДОВ (ЧТЗ.10) И ГИС (ЧТЗ.08) 4.5 5 ЭКСПОРТ ИНФОРМАЦИИ В АНАЛИТИЧЕСКИЙ КУБ ФОРМИРОВАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОЙ БАЗЫ ДАННЫХ (СУБД) 14 6 Дислокация локомотивов «КУБ» СУБД 7 8 ГИС ДАШБОРДЫ 9 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА. УПРАВЛЕНИЕ ФИНАНСОВЫМИ РИСКАМИ И ЗАТРАТАМИ. ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДВИЖНОГО 9 СОСТАВА 11 ДОРАБОТКА АСУ нет ДОСТАТОЧНО ИНФОРМАЦИИ? 10 да 13 12 да ДОСТАТОЧНО ОТЧЁТНЫХ ФОРМ? нет РАЗРАБОТКА И ДОРАБОТКА ДАШБОРДОВ И ГИС Рисунок 2 – Блок-схема бизнес-процесса управления качеством эксплуатации локомотивов 273
Если в процессе управления надёжностью локомотивов возникает необходимость в разработке новых информационных форм (блок 12), то производится разработка недостающих форм (блок 13). Если для дашбордов недостаточно информации (блок 10), то производится доработка АСУ (прежде всего АСУ СГ, блок 11). Работа продолжается согласно принципу постоянного улучшения Эдварда Деминга — циклу PDCA (Plan-Do-Check-Act) [3]. Эффективность работы описанной системы управления надёжностью контролируется по повышению надёжности локомотивов (снижению интенсивности отказов на 1 млн км пробега по видам оборудования), снижению простоя в сервисных локомотивных депо (по коэффициенту готовности к эксплуатации), стоимости ТОиР жизненного цикла. Дальнейшим развитием системы является инкапсуляция математических и логических методов в информационное обеспечение, создание т.н. smart-бордов [9, 10]. В настоящее время наработано много эффективных математических методов управления, но их практическое использование сдерживается отсутствием достаточной подготовки у специалистов. При разовой апробации методов и включения как элемента программного обеспечения проблема решается: простые и наглядные дашборды и соответствующее отражение информации на карте (ГИС) скрывает под собой достаточно сложные математические расчёты. Создаются вышеназванные автором «smart-борды», которые и станут дальнейшим основным направлением научно-практических исследований. Список литературы 1. Официальный сайт Трансмашхолдинг (ТМХ). – URL: https://tmholding.ru. – Текст: электронный. 2. Семенов, А.П. Модель управления жизненным циклом локомотивов с использованием современных методов технического диагностирования: научная монография / А.П. Семенов. – Омск: ООО «Образование Информ», 2021. – 368 с. – Текст: непосредственный. 3. Лакин, И.К. История создания систем менеджмента качества (СМК) и особенности их внедрения на железнодорожном транспорте / И.К. Лакин, В.Н. Супрун. – Красноярск: КФ ИрГУПС, 2006. – 92 с. – Текст: непосредственный. 4. Генити Тагути, японский инженер и статистик. – URL: https://spravochnick.ru/ menedzhment/geniti_taguti_yaponskiy_inzhener_i_statistik/. – Текст: электронный. 5. Пустовой, И.В. Разработка информационно-динамической модели управления сервисным техническим обслуживанием и ремонтом локомотивов: дис. канд. техн. наук: специальность 05.22.07 Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация / Пустовой Илья Владимирович. – Омск: ОмГУПС, 2018. – 183 с. – Текст: непосредственный. 274
6. Разработка теории и программно-технических средств комплексной автоматизированной справочно-информационной и управляющей системы локомотивного депо: дис. доктора техн. наук: специальность 05.22.07 Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация / Лакин Игорь Капитонович. – М.: МИИТ, 1997. – 377 с. – Текст: непосредственный. 7. Сайт OWOX. Статья «Дашборд для бизнеса». – URL: https://www.owox.ru/blog/ articles/marketing-reports/. – Текст: электронный. 8. Википедия. Геоинформационная система. – URL: https://ru.wikipedia. – Текст: электронный. 9. Лакин, И.К. Инкапсуляция статистических методов управления в информационные системы Локотех / И.К. Лакин, С.Л. Лянгасов, А.А. Аболмасов. – Текст: непосредственный // Труды третьей всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава». – Омск: ОмГУПС, 2015. – С. 14–21. 10. Лакин, И.К. Применение статистических методов при диагностировании тепловозов / И.К. Лакин, А.А. Аболмасов, В.А. Мельников. – Текст: непосредственный // Известия Транссиба. – 2015. – № 1. – С. 20–29. 275
УДК: 656.21 ПЛАНИРОВАНИЕ И КООРДИНАЦИЯ РАБОТЫ ВИДОВ ТРАНСПОРТА, ПЕРЕСЕКАЮЩИХСЯ В ТРАНСПОРТНО-ПЕРЕСАДОЧНОМ УЗЛЕ С.А. Леонова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный университет путей сообщения» г. Самара Я.В. Акименко Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный университет путей сообщения» г. Самара Аннотация. В статье рассматриваются вопросы организации качественного взаи- модействия различных видов пассажирского транспорта в транспортно-пересадочных узлах. Предлагается интеллектуальная система для планирования, координации работы и составления расписания движения всех видов транспорта в пересадочных узлах (железнодорожного, городского общественного транспорта). Такая система позволит обеспечить единую технологию обслуживания за счет согласования расписания движения транспортных средств, прогнозировать и управлять пассажиропотоками в любой период времени, определять потребность в подвижном составе. Ключевые слова: транспортно-пересадочный узел, железнодорожный транспорт, пригородный транспорт, городской транспорт, интеллектуальная система. PLANNING AND COORDINATION OF THE WORK OF TYPES OF TRANSPORT INTERSECTING IN THE TRANSPORT INTERCHANGE HUB S.A. Leonova Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Samara State Transport University" Samara Ya.V. Akimenko Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Samara State Transport University" Samara 276
Annotation. The article deals with the organization of qualitative interaction of various types of passenger transport in transport hubs. An intelligent system is proposed for planning, coordinating the work and making timetable of all types of transport in transport hubs (railway, urban public transport). Such a system will provide a unified service technology by coordinating the timetable of transport, predict and manage passenger flows at any time period, determine the need for rolling stock. Key words: transport-interchange hub, railway transport, suburban transport, urban transport, intelligent system. В настоящее время в России одним из основных направлений развития железнодорожного транспортного комплекса является повышение транспортной мобильности населения как внутри, так и между агломерациями, повышение качества обслуживания и расширение транспортной сети [1]. Все это непосредственно связано с формированием системы транспортно-пересадочных узлов (ТПУ), которые являются ключевыми элементами транспортной инфраструктуры [2, 3, 4]. Рациональная планировочная структура узла предусматривает наличие транспортных и социальных объектов для быстрой, комфортной и безопасной пересадки с одного вида транспорта на другой, а также с целью предоставления ряда дополнительных услуг. Создание ТПУ способствует развитию городской мобильности и улучшению качества городской среды за счет рационального устройства узла и создания общественных пространств на территории ТПУ. Главное отличие ТПУ от других пересадочных узлов — это обеспечение единой технологии обслуживания, согласование расписания движения всех транспортных средств, пересекающихся в узле с целью минимизации времени пересадки. Учитывая тот факт, что в пересадочном узле могут пересекаться все виды городского, пригородного и междугородного транспорта, очень сложно согласовать расписание движения всех транспортных средств с учетом спроса и предложения. В связи с этим возникает необходимость планирования и четкой координации работы всех видов транспорта, пересекающихся в транспортно-пересадочном узле. Наиболее сложным является прогнозирование пассажиропотоков в ТПУ и согласование расписания движения основного вида транспорта (железнодорожного) с подводящими видами транспорта (все виды городского общественного транспорта), особенно если речь о ТПУ, в котором пересекается множество маршрутов городского общественного транспорта. Здесь важно составить расписание движения городских видов транспорта так, чтобы затраты времени на пересадку между городскими маршрутами и затраты времени на пересадку с основного вида транспорта (железнодорожного) на городские виды транспорта были минимальными. 277
Программно-аппаратные комплексы, которые создаются с целью планирования и координации работы городского общественного транспорта, составления маршрутов и управления общественным транспортом, реализуют статическую модель управления на основе статистических данных или имитационную модель в программах PTVVisum [5], AnyLogic [6], Citraf [7] с учетом изменения маршрутов движения, интервалов движения транспортных средств и их количества в зависимости от интенсивности пассажиропотоков. Так, например, транспортная модель городского округа Самара выполнена в виде имитационной модели в PTVVisum [5]. При этом расписание движения транспортных средств городского общественного транспорта формируется вручную и вносится в программу для автоматического подсчета интервалов движения, составления графиков работы водителей, графиков движения транспортных средств и их графического отображения. Эти данные содержатся в транспортной модели города. Известны современные программные комп- лексы, такие как Pikas, активно используемый в Балтийских странах и в России [8, 9], который позволяет осуществлять оптимальное планирование, регулирование и координацию работы городского общественного пассажирского транспорта (автобусов, троллейбусов, трамваев, микроавтобусов, метро). Координировать движение маршрутов можно во всех направлениях и в любой точке города, региона. Специальный алгоритм программы позволяет экономить электричество и топливо за счет рационального распределения маршрутов, определения интервалов движения [9]. Однако несмотря на возможности современных программно-аппаратных комплексов остается нерешенным вопрос обеспечения качественного взаимодействия видов транспорта в ТПУ и составления расписания движения транспортных средств таким образом, чтобы с учетом потребностей пассажиров организовать быструю пересадку с железнодорожного транспорта на те маршруты городского общественного транспорта, которые были определены как приоритетные в ходе исследования размеров и направления движения пассажиропотоков. Важно определить такие маршруты общественного транспорта, расписание которых должно быть максимально согласовано со временем прибытия/отправления пригородных электропоездов, и при этом учесть согласование требуемых городских маршрутов общественного транспорта между собой (если пересадка в данном узле осуществляется с одного вида городского общественного транспорта на другой). Возникает необходимость создания такой интеллектуальной системы, которая по аналогии с автоматизированными системами управления ТПУ зарубежных стран [10] позволит автоматически составлять расписание движения транспортных средств в транспортно-пересадочном узле с учетом интересов пассажиров и автотранспортных предприятий и будет адаптирована для современной транспортной системы городов Российской 278
Федерации, большая часть которых характеризуется значительно развитой сетью городского наземного пассажирского транспорта и недостаточно развитой сетью метрополитена. При этом должна быть предусмотрена возможность планирования, координации и контроля движения транспортных средств в режиме реального времени. В качестве исходных данных для интеллектуальной системы обеспечения качественного комплексного взаимодействия различных видов транспорта в ТПУ используются: • места размещения транспортно-пересадочных узлов; • данные о пассажиропотоках, их размеры и направление движения; • сведения о тех городских маршрутах, между которыми осуществляется или планируется осуществляться пересадка пассажиров в ТПУ; • расписание движения железнодорожного транспорта (пригородных и городских электропоездов); • перечень тех маршрутов городского общественного транспорта, расписание которых должно быть максимально скоординировано с расписанием движения железнодорожного транспорта. Выбор мест размещения ТПУ городского значения основан на использовании количественных методов, при этом основным критерием является среднее время одной поездки [5, 11]. Оценивается прогнозное значение количества пассажиров, которые будут использовать тот или иной ТПУ как пункт отправления, пункт назначения или пересадочный пункт. Сбор и анализ данных о городских пассажиропотоках осуществляется с помощью данных опроса и анкетирования, данных из транспортной модели города, данных из камер видеонаблюдения, расположенных в салоне автотранспортных средств и на остановочных пунктах. Выбор маршрутов городского общественного транспорта, между которыми будет осуществляться пересадка пассажиров в ТПУ, определяется с помощью разработанной программы «Эффективные пересадки», которая может быть использована для любого города, но незаменима для городов с развитой системой городского наземного пассажирского транспорта, где большую часть площади города, подлежащей транспортному обслуживанию, охватывают трамвайные, автобусные и троллейбусные маршруты (г. Самара) [5, 11]. Сбор и анализ данных о пригородных пассажиропотоках осуществляется на основе количества проданных билетов, направления движения пассажиропотоков и данных из камер видеонаблюдения. Интеллектуальная система планирования и координации работы всех видов транспорта, пересекающихся в транспортно-пересадочном узле, позволит обеспечить качествен279
ное взаимодействие различных видов транспорта и возможность прогнозировать и управлять пассажиропотоками в любой период времени, определять потребность в подвижном составе и рациональную планировочную структуру узла. Интеллектуальная система предусматривает:  Прогнозирование количества пассажиров, которые используют ТПУ как пересадочный узел в системе городского пассажирского транспорта.  Определение направления движения пассажиропотоков по городской транспортной сети.  Выбор городских маршрутов, которые требуют согласованного расписания для обеспечения быстрой пересадки в системе городского общественного транспорта. На этом этапе исходя из данных, полученных из транспортной модели города, составляется матрица межостановочных корреспонденций на сети городского общественного транспорта. С помощью разработанной программы «Эффективные пересадки» (на языке C#) [5, 11] выбираются оптимальные маршруты следования из пункта i в пункт j по критерию минимального времени поездки. Определяются прямые и пересадочные маршруты. Сначала назначаются беспересадочные маршруты, затем маршруты с одной пересадкой, с двумя пересадками и так далее. Получается множество пересадочных узлов для сети городского пассажирского транспорта и величина пассажиропотока в каждом из них.  Прогнозирование количества пассажиров, которые используют рассматриваемый ТПУ для пересадки с пригородного транспорта на городские виды транспорта.  Определение направления движения пассажиропотоков и выбор таких городских маршрутов, расписание которых должно быть согласовано с расписанием маршрутов пригородного транспорта. Здесь важно в имеющуюся транспортную модель города ввести данные о пригородных пассажиропотоках, которые ежедневно «вливаются» в городскую транспортную систему. О величине пассажиропотока можно судить на основании анализа проданных билетов, данных опроса, анкетирования, данных о месте жительства работников предприятий и организаций при учете «трудовых» корреспонденций. Определяются городские и пригородные маршруты, которые требуют согласованного расписания движения транспортных средств для обеспечения быстрой, безопасной и комфортной пересадки в узле.  Согласование расписания всех видов транспорта, пересекающихся в транспортнопересадочном узле.  Определение потребности в подвижном составе.  Моделирование и управление пассажиропотоками в узле с целью рациональной организации планировочной структуры ТПУ. 280
Выводы. Таким образом, интеллектуальная система планирования и координации работы видов транспорта, пересекающихся в транспортно-пересадочном узле, позволит обеспечить единую технологию обслуживания ТПУ за счет согласования расписания движения транспортных средств городского общественного транспорта между собой, городского и пригородного транспорта, позволит прогнозировать и управлять пассажиропотоками в режиме реального времени, определять потребность в подвижном составе и рациональную планировочную структуру узла. Такая система должна иметь удобный интерфейс, полную автоматизацию процессов ввода и анализа данных, согласования маршрутов, составления расписания и определения интервалов движения, графического отображения маршрутов следования, графиков труда и отдыха водителей. Список литературы 1. Аналитический доклад «Железнодорожный транспорт России: вызовы до 2025 года»: Ведомости конференции ИПЕМ 5–28, 2019. 2. Власов, Д.Н. Транспортно-пересадочные узлы: Монография / 2-е изд. Москва: МГСУ, 2017. – 192 с. – Текст: непосредственный. 3. Kristersson, P. The role of public transport interchanges in regional planning / Р. Kristersson // Regions Magazine, Vol. 285, Iss. 1, 2012. – Р. 16−17. 4. Monzón, A. Efficient urban interchanges: the City-HUB model / А. Monzón, S. Hernández and F. Di Ciommo // Transportation Research Procedia, Vol. 14, 2016. – Р.1124–1133. 5. Москвичев, О.В. Методика выбора мест размещения транспортно-пересадочных узлов на основе оптимизационной математической модели / О.В. Москвичев, С.А. Леонова. – Текст: непосредственный // Мир транспорта. – 2020. – Т. 18, № 2 (87). – С. 198–213. – DOI 10.30932/1992-3252-2020-18-198-213. 6. Липенков, А.В. О разработке имитационной модели городских пассажирских перевозок в Нижнем Новгороде / А.В. Липенков, Н.А. Кузьмин, О.А. Маслова. – Текст: непосредственный // Актуальные вопросы инновационного развития транспортного комплекса: Материалы международной научно-практической конференции, Орел, 17–18 мая 2011 года. – Орел: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Государственный университет – учебно-научнопроизводственный комплекс», 2011. – С. 50–54. 7. Kalyuzhnyi, N. A method of mathematical modeling for transfer hub establishment in Saint Petersburg/ N. Kalyuzhnyi, L. Losin // Transportation Research Procedia, Vol. 36, 2018. − Р. 245−251. 281
8. Зырянов, В.В. Повышение эффективности управления городским пассажирским транспортом Ростова-на-Дону / В.В. Зырянов, Е.Ю. Семчугова, А.А. Литвина. – Текст: непосредственный // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2013. – Т. 2, № 2 (71). – С. 347–351. 9. Программная система «Pikas». – URL: https://www.merakas.lt/produkt/produkty/Pikas/. 10. Мороз, Д.Г. Особенности планирования и организации транспортно-пересадочных узлов / Д.Г. Мороз, С.С. Титова, А.С. Коротаев. – Текст: непосредственный // Наука, техника и образование. – 2017. – № 2 (32). – С. 39–42. – DOI 10.20861/2312-8267-2017-32-002. 11. Леонова, С.А. Выбор мест расположения пересадочных узлов сети городского пассажирского транспорта / С.А. Леонова // Транспорт Урала. – 2019. – № 4 (63). – С. 101–105. – DOI 10.20291/1815-9400-2019-4-101-105. 282
УДК: 004.932; 624.131.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГЕОРАДАРА А.А. Локтев Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва В.В. Королев Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Д.А. Локтев Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» г. Москва Аннотация. Развитие транспортного строительства, особенно в городских агло- мерациях, связано с увеличением плотности расположения объектов и их отдельных элементов как на плане территорий, так и в вертикальной плоскости. За многолетнее развитие гражданского, промышленного, транспортного строительства, инженерных коммуникаций и обеспечивающих систем в рамках города многие инфраструктурные элементы имеют точки пересечения в горизонтальной плоскости, а в вертикальной — представляют собой многоуровневую и многослойную конструкцию, для которой достаточно сложно проводить мониторинг и выполнять диагностику. Для решения подобных задач в настоящем исследовании предлагается использовать георадар и алгоритмическое обеспечение для обработки полученных изображений с целью автоматического выявления неоднородностей и областей грунта с измененными свойствами. Ключевые слова: первичное изображение, дифракция волн, отраженные волны, размытие образа изображения, разуплотнение грунта. DETERMINATION OF THE SOIL FEATURES OF THE BASE WHEN USING GEORADAR A.A. Loktev Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 283
V.V. Korolev Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow D.A. Loktev Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Bauman Moscow State Technical University» Moscow Annotation. The development of transport construction, especially in urban agglomerations, is associated with an increase in the density of the location of objects and their individual elements both on the territory plan and in the vertical plane. During the long-term development of civil, industrial, transport construction, engineering communications and support systems within the city, many infrastructure elements have intersection points in the horizontal plane, and in the vertical they represent a multi-level and multi-layered structure, for which it is quite difficult to monitor and perform diagnostics. To solve such problems in this study, it is proposed to use georadar and algorithmic software for processing the obtained images, in order to automatically identify inhomogeneities and areas of soil with altered properties. Key words: primary image, wave diffraction, reflected waves, image image blurring, soil decompression. За много лет развития транспортного строительства, инженерных коммуникаций и обеспечивающих систем в границах городских агломераций многие инфраструктурные элементы имеют точки пересечения в горизонтальной плоскости, а в вертикальной — представляют собой многоуровневую и многослойную конструкцию, для которой достаточно сложно проводить мониторинг и выполнять диагностику. Наиболее актуальны подобные проблемы для объектов, конструкций и их элементов, расположенных ниже уровня поверхности земли (в грунте, в воде, в коллекторах и т.д.) и сооруженных в различные годы, а иногда и в разные исторические эпохи. На рисунке 1 представлено здание, являющееся объектом культурного наследия (жилое здание XVIII века — объект федерального значения). При обследовании фундаментов и оснований часто используется метод выкапывания шурфов (рисунок 1), который является достаточно трудоемким, нарушает сплошность грунта основания и дает достаточно полное представление о состоянии основания и фундамента только в непосредственной близости от места шурфования, для остальной части грунтового массива приходится использовать алгоритмы прогнозирования [1, 2]. 284
Для более полного решения таких задач может быть использовано георадарное сканирование грунта, при котором приемо-передающий комплекс перемещается по поверхности земли; результаты таких измерений, представляют собой георадиолокационные профили, которые требуют соответствующей обработки и интерпретации с учетом возможных изменений характеристик грунта, наличия неоднородных включений и посторонних подземных объектов [3,4]. Метод георадиолокации базируется на обработке отраженной электромагнитной волны от границ слоев с разными электрическими свойствами — электропроводностью и диэлектрической проницаемостью. Поскольку максимальный контраст в характеристиках диэлектрической проницаемости наблюдается между воздушной (ε = 1) и водной (ε = 81) средами, то их соотношение в массиве и будет определять диэлектрическую проницаемость слоя. Сухие, монолитные, слабо трещиноватые породы будут иметь низкие значения диэлектрической проницаемости и высокие скорости, а влагонасыщенные породы — высокие значения диэлектрической проницаемости и, как следствие, низкие значения скорости распространения электромагнитных волн (таблица 1). Одной из немногих величин, которую можно достаточно точно определить при выполнении георадиолокационных исследований, является время распространения электромагнитной волны от источника до границы раздела слоев, от которой происходит отражение фронта волны. Поскольку скорость распространения электромагнитной волны в разных средах различна, то, измерив время прихода волн, можно определить геометрию объекта и уточнить его свойства [2, 5]. Также существенную роль при георадиолокационных исследованиях играет явление дифракции, проявляющее себя в случае, если размеры объекта меньше или сопоставимы с длиной волны сканирующего излучения, при этом происходит огибание фронтом волны контура данного объекта. На первичном изображении, получаемом георадаром, это проявляется в виде характерных изменений в форме полосчатой структуры образа, появляются так называемые гиперболы дифракции. Положение вершины такой кривой отмечает местоположение объекта. По форме самих линий можно определить скорость распространения электромагнитной волны в окружающей среде. Это явление позволяет находить и правильно определять глубину заложения в грунте таких объектов как конструкции фундаментов, инженерные сети, строительный мусор, каменные глыбы, пустоты, водные линзы и т.д. Таблица 1 Значения диэлектрической проницаемости для различных сред  Воздух Песок сухой Гранит Известняк Песчаники Глина 1 3–5 4–6 4–8 10 5–15 Водонасыщенный песок 20–30 Лед Вода 3–4 80 285
Рисунок 1 – Шурф в основании здания – объекта культурного наследия Время распространения волны и ее скорость определяются из выражения totr  2 H 0 V , V  c n1 , (1) здесь totr — время прихода отраженной волны; H0 — глубина расположения границы раздела сред; V — скорость распространения электромагнитной волны в пространстве; с — скорость света в вакууме; n1  1 — показатель преломления слоя грунта. Для более полного представления происходящих процессов распространения и от  ражения требуется знать, как ориентированы векторы E и H , т.к. это влияет на особенности взаимодействия волны с материалом. Это объясняется тем, что электромагнитные волны являются поперечными. Для учёта ориентации двух основных перпендикулярных волновых векторов можно рассмотреть поляризацию волны, которая бывает следующих типов: линейная, циркулярная и эллиптическая. Электромагнитные волны любой поляризации можно представить как суперпозицию  двух волн с одинаковыми  и k и линейно поляризованными во взаимно перпендикулярных 286
плоскостях. Для определенности предположим, что k = kz, т.е. волна распространяется вдоль оси z, и рассмотрим две монокристаллические волны с одинаковыми  и k и линейно поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях. Считаем, что Е1 колеблется в плоскости XZ, а Е2 колеблется в плоскости YZ, при этом выражения для напряженностей двух волн можно представить в следующем виде E1x  E10 cos  t  kz  , E2 y  E20 cos  t  kz    , (2) здесь  — смещение фаз двух линейно поляризованных компонент волны. Рассмотрим результат наложения этих двух волн в некоторой плоскости. Для определения положим z = 0, следовательно, kz = 0: E y2 E202  EE Ex2  2 x y cos   sin 2 . 2 E10 E10 E20 (3) Выражение (2) является уравнением эллипса, ориентация осей которого определяется , следовательно, в общем случае имеем эллиптическую поляризацию. При обработке первичного изображения георадарограмм существенное влияние оказывает размытость некоторых областей образа, физическая природа которой может быть различной [3, 5]; в настоящем исследовании предполагается, что общая функция размытия зависит от следующих компонентов: от параметров среды, расположенной между системой мониторинга и исследуемым объектом (mat); от градиента цвета в диапазоне используемого спектра излучения (col); от движения аппаратной части системы мониторинга (mov); от состояния фона (bg); от характеристик средств детектирования (det); от первичной обработки образа объекта программным обеспечением георадара (pp); от состояния и поведения поверхности объекта исследования (sc). Общее размытие можно представить в виде функции, связывающей все представленные выше типы размытия, чаще всего в инженерных приложениях данной теории за основу можно взять сумму отдельных компонент размытия    f   mat ,  col ,  mov , bg ,  det ,  pp ,  sc  , (4)     mat   col   mov   bg   det   pp   sc . (5) Профильное зондирование при получении изображений на реальном объекте производилось с помощью антенногомодуля с частотой излучения электромагнитных импульсов 100 МГц, это позволяет достичь оптимального соотношения глубины сканирования и размера определяемого объекта. Первичная обработка георадиолокационных данных проводилась в программе «Geoscan32», а затем использовалось предложенное в данной работе 287
алгоритмическое и математическое обеспечение. В результате в автоматическом режиме определяются области изменения структуры изображения и, соответственно, зоны неоднородности или посторонние объекты в грунтовом массиве (рисунки 2–4), положение таких областей позволяет прогнозировать просадки грунтового массива и делать рекомендации о необходимости проведения работ по укреплению существующих грунтов. Рисунок 2 – Наличие старых фундаментов на глубине от 1 до 6 метров Рисунок 3 – Наличие инженерных коммуникаций на глубине 2 метров и область разуплотнения грунтового массива на глубине от 2 до 4 метров Рисунок 4 – Наличие областей разуплотнение грунтового массива на глубине от 1,5 до 4 метров 288
Выводы. Предложенный подход, основанный на методах и алгоритмах обработки первичных изображений, полученных с помощью комплексов георадиолокационного сканирования, позволяет учесть ряд особенностей распространения электромагнитных волн в пространстве вблизи границы раздела сред, размытие элементов образа объекта, и может быть доработан в рамках программного и алгоритмического обеспечения для перспективных систем геомониторинга. Реализация описанных подходов в информационно-измерительном комплексе позволит увеличить быстродействие и точность программно-аппаратного блока и сделает возможным адаптацию такой системы для ее применения в качестве подвесного модуля на обычных транспортных средствах для мониторинга состояния земляного полотна автомобильных и железных дорог. Список литературы 1. Loktev, D.A. Determination of object location by analyzing the image blur / D.A. Loktev, A.A. Loktev // Contemporary Engineering Sciences. – 2015. – Т. 8, № 9. – P. 467–475. 2. Loktev, D.A. Development of a user interface for an integrated system of video monitoring based on ontologies / D.A. Loktev, A.A. Loktev // Contemporary Engineering Sciences. – 2015. – Т. 8, № 20. – P. 789–797. 3. Локтев, А.А. К задаче проектирования модуля визуального распознавания элементов верхнего строения пути на высокоскоростных магистралях / А.А. Локтев, В.П. Сычев, Д.А. Локтев. – Текст: непосредственный // Транспорт Российской Федерации. – 2017. – № 1 (68). – С. 22–26. 4. Стоянович, Г.М. Поиск погребенных льдов методом георадиолокации при реконструкции железных дорог / Г.М. Стоянович, В.В. Пупатенко, Ю.А. Сухобок. – Текст: непосредственный // В сб.: Второй Международный симпозиум земляного полотна в холодных регионах. Материалы симпозиума; под ред. А.Л. Исакова и Ц.К. Лю. – 2015. – С. 78–84. 5. Локтев, Д.А. Измерение расстояния до движущегося объекта с помощью комплексной системы видеомониторинга / Д.А. Локтев, А.Н. Алфимцев. – Текст: непосредственный // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2013. – № 11 (23). – С. 4. 289
УДК: 656.2 О ГИБРИДНОЙ МОДЕЛИ РАБОТЫ СОРТИРОВОЧНЫХ СТАНЦИЙ М.Г. Лысиков Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Е.Н. Козлова Оршанский колледж – филиал Белорусского государственного университета транспорта г. Орша А.В. Подорожкина Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье предлагается новый подход к представлению работы сорти- ровочных станций на основе согласования прямой и обратной комплексных имитационных моделей. Ключевые слова: моделирование, инверсия времени, имитационная модель, согласо- вание расписаний. ABOUT A NEW HYBRID MODEL OF RAILWAY SWITCH YARDS M.G. Lysikov Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow E.N. Kozlova Orsha Railway College – branch of Belarusian State University of Transport Orsha A.V. Podorozhkina Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 290
Annotation. The article is devoted to a new approach to control of hump yards using direct and indirect simulation models, Each model generate its own timetable which should be coordinated by the special greedy algorithm. Key words: modeling, time inversion, simulation model, schedule coordination. Сортировочная станция является основным объектом железнодорожного транспорта, который осуществляет расформирование, накопление, формирование составов, а также пропуск транзитного поездопотока без переработки. Эффективность оперативного управления работой такой станции во многом зависит от своевременности получения и правильности использования предварительной информации о подходе поездов и наличии локомотивов и локомотивных бригад. Наиболее затруднено получение подхода по стыкам с другими дорогами. Существует несколько основных подходов к моделированию станционных железнодорожных систем: аналитический детерминированный, аналитический вероятностный, имитационный и графоаналитический. Все эти подходы в разной степени, но не полностью учитывают внутреннюю структуру объекта, случайные процессы, и не отображают процесс управления системой. Имитационные подходы отличаются необходимостью учёта разнообразных факторов, количество которых значительно «утяжеляет» модели. Требуется выработка нового подхода к управлению работой станций. Одним из путей построения новых систем управления является построение гибридных моделей. В данном случае под гибридной системой будем понимать систему управления процессом планирования, которая базируется на технологических процессах работы станции и построена с использованием нескольких различных по природе алгоритмов обработки данных, включая эвристические и метаэвристические приемы и подходы [2, 3]. Разнообразие технологических и формальных режимов работы подсистем сортировочной станции требует введения некоторой обобщенной формальной схемы, которая позволила бы формализовано представить технологические процессы в виде последовательности операций с формализованными параметрами и позволила бы пользователю проводить настройку и отладку общей схемы при изменении режима работы ее элементов. Кaждый элемент железнодорожной системы будет характеризоваться начальным состоянием, множеством возможных входных сигналов, множеством допустимых состояний выхода, функцией переходов из состояния в состояние. Использование агрегатных математических моделей подразумевает, что соответствующие сортировочные станции исследуются в состоянии взаимодействия каждого из элементов с другими, перечень которых для каждого элемента определяется технологическими процессами работы станции, техническо-распорядительным актом станции и другими документами, включая местные инструкции. 291
При формализации таких взаимодействий считают, что элементы системы производят обмен сигналами [1]. При этом, в отличие от распространенных в эксплуатационной работе представлений, сортировочная станция рассматривается как совокупность двух взаимодействующих агрегатов с различными целями, первый из которых отвечает за процесс приема и роспуска поездов, а второй описывает процесс составообразования и отправления поездов. В соответствии с таким представлением и построена новая система планирования. По результатам анализа системы управления станцией авторами установлена необходимость создания гибридной управляющей платформы, которая состоит из следующих компонентов: 1. Модуль прогноза расписания прибытия поездов при наличии нестационарной внешней среды, который обладает способностью к обобщению опыта наилучших принимаемых решений. Таким характеристикам отвечают искусственные нейронные сети. 2. Модуль имитационного моделирования технологической линии от приема поезда до его расформирования. При этом модуль может получать на вход управляющие воздействия в части определения приоритета роспуска («Прямая имитационная модель» — далее ПИМ). 3. Модуль обратного во времени моделирования цепочки от отправления до окончания формирования (с учетом плана подачи локомотивов и явки локомотивных бригад) («Обратная имитационная модель» — далее ОИМ). 4. Модуль увязки расписаний роспуска и формирования. Рассмотрим подробнее работу ПИМ и ОИМ. В ПИМ имитируются следующие процессы. Разборочные поезда прибывают в парк приёма, где происходит закрепление состава, отцепка поездного локомотива, коммерческий и технический осмотр. После снятия закрепления происходит заезд в хвост состава маневрового локомотива, надвиг и роспуск состава. В ОИМ имитируется составление плана работы станции, отсчитывая время не от момента окончания формирования состава, а от нормативной точки отправления готового поезда со станции. При этом принимается, что расписание выдачи локомотивов и соответствующих локомотивных бригад задается в качестве исходной информации. В результате работы ОИМ формируется желаемое время окончания формирования состава на данное направление. В результате моделирования станции получается, что прямая модель принимает на вход времена планируемого прибытия поездов их подхода, а выдает время начала роспуска с горки. Обратная же модель выдает время окончания формирования. Разница между этими показателями подается на вход блока увязки, задача которого заключается в гармонизации данных процессов. 292
В Модуле увязки расписаний роспуска и формирования происходит согласование результатов работы прямой и обратной имитационных моделей. Модуль увязки показан на рисунке 1. Рисунок 1 – Алгоритм согласования работы прямой и обратной моделей На первом шаге в блок поступают исходные данные: список поездов на отправление (номер, направление, время отправления), момент «начала» процесса окончания формирования, прибытие поездов (номер, время прибытия, размеченный сортировочный листок), расписание готовности локомотивов и явки бригад. Далее (в цикле по назначениям, которые планируются нормативно) производится проверка достаточности длины накопленного поезда. Если это выполняется, то система назначает локомотив и бригаду и фиксирует событие «плановое отправление» поезда. 293
Иначе наступает оптимизация по «жадным» принципам. Для всех поездов, содержащихся на момент расчета в парке приема, выполняются следующие шаги: — смотрится, есть ли в поездах группы вагонов такого назначения, при котором суммарное число вагонов в формируемом поезде и в ожидающем превысит длину, достаточную для отправления. Если ответ на этот вопрос «да», то принимается решение об изменении порядка роспуска поездов из парка приема. Если технически оно реализуемо, то это решение принимается и ставится в план работы для исполнения; так как план отправления изменяется, то снова запускается прямая имитационная модель. Если решение реализовать невозможно, то нитка отменяется и происходит перерасчет обратной имитационной модели. Переход к началу алгоритма; — если такой группы нет, то проверяются другие поезда парка приема. Если все поезда парка приема проверены, и ни в одном нет устраивающего дополняющего назначения, то производится смена анализируемого (формируемого) назначения, и алгоритм направляется к этапу проверки по всем поездам, планируемым к отправлению. При этом применяются два следующих положения: 1. Между ниткой поезда и направлением поезда установлено взаимно однозначное соответствие; 2. При оптимизации (при доборе групп) используется назначение, позволяющее замкнуть поезд с минимальными усилиями (жадный принцип). Таким образом, предложенная концепция прямого и обратного временного моделирования позволяет построить систему управления техническими станциями на новых принципах. Список литературы 1. Сирота, А.А. Компьютерное моделирование и оценка эффективности сложных систем / А.А. Сирота. – Москва: Техносфера, 2006. – 280 с. – Текст: непосредственный. 2. Лысиков М.Г. и др. Система для управления работой сортировочных станций направления железнодорожной сети // Патент РФ № 2671790 C1. Год выхода 2018. 3. Ольшанский А.М. и др. Программа для реализации интеллектуального сервиса по поддержке принятия решений о порядке роспуска составов на сортировочной горке // Свидетельство о государственной регистрации программного продукта № RU 2019666408. Год выхода 2019. 294
УДК: 656.2+004.67 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАСПИСАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ В ТЕРМИНАХ КВАНТОВЫХ СИСТЕМ М.Г. Лысиков Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва А.М. Ольшанский Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Е.Н.Козлова Оршанский колледж – филиал Белорусского государственного университета транспорта Орша А.Н. Кузнецова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье описывается возможная постановка задачи составления расписания в терминах квантовых систем. Ключевые слова: транспортная система, квантовые системы, расписание. RAILWAY SCHEDULING AS A PROBLEM IN QUANTUM TERMS M.G. Lysikov Joint–stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow A.M. Olshansky Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow 295
E.N. Kozlova Orsha Railway College – branch of Belarusian State University of Transport Orsha A.N. Kuznetsova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article is devoted to scheduling problem in quantum terms. Authors suggest Grover algorithm as a tool of solving the problem. Key words: transport system, quantum system, scheduling problem. Идея квантовых вычислений была представлена Ричардом Фейнманом в 1981 году в ходе доклада на первой конференции «Физика вычислений». В ходе доклада Фейнман рассмотрел ряд сложностей, связанных с моделированием сложных квантовых систем с помощью классических компьютеров, и выдвинул следующее предположение: чтобы достоверно моделировать квантовые системы, необходимо стремиться создать квантовые компьютеры. С тех пор сфера квантовых вычислений динамично развивалась. Сейчас уже вплотную подошли к подлинной физической реализации масштабируемого квантового компьютера. Специалисты Google смогли создать схему из 9 кубитов, где информация содержится в 5 из них (так называемые «dataqubit»), а оставшиеся 4 кубита отвечают за нахождение ошибок. Такие «кубиты-корректоры» ведут скрытое «слежение» за состоянием содержащих данные соседей («dataqubits»), так как любое открытое измерение кубита в квантовой системе неизбежно даст ошибку, поскольку влечёт его изменение. Уже в 2017 году международная группа ученых из Гарварда (США) создала самый большой 51-кубитный квантовый вычислитель, который успешно решил ряд специальных научных задач квантовой механики и некоторые прикладные задачи, востребованные в промышленности. В 2017 году эксперты в сфере ИТ из группы Volkswagen успешно разработали и испытали алгоритм оптимизации транспортных потоков на квантовом симуляторе D-Wave. Аналитики и эксперты в области больших данных обработали информацию от 10000 автомобилей такси в Пекине. В последнее время существенно возрос общественный и научный интерес к исследованиям квантовых вычислений и их приложениям. Наряду с теоретическими исследованиями все чаще встречаются случаи применения квантовых алгоритмов к решению 296
практических задач и хозяйственных проблем. Обзор применения квантовых компьютеров с историей вопроса и указанием основных достижений в этой области представлен в [1]. Общее представление транспортной системы как набора агентов, каждый из которых действует по своему индивидуальному расписанию, которое может быть представлено в разных вариантах с заданной вероятностью, описано в [2]. Обобщение этой проблематики на случай построения системы управления эксплуатационной работой на транспорте с указанием первоначальных мероприятий по реализации приведено в [3]. В настоящей статье приводится попытка формализации задачи расписаний в терминах квантовых алгоритмов. Рассмотрим постановку задачи (рисунок 1). Рисунок 1 – Выбор возможных вариантов построения расписания На множестве раздельных пунктов {N} выбрана определенная станция, на которой заданы моменты времени t1, t2, ti, tm, которые отстоят друг от друга на величину Δt. Каждый из моментов времени t1, t2, ti, tm порождает нитку поезда, которая завершается на заданной станции. Рассмотрим, например, момент t2. Данный момент времени порождает множество () вариантов проследования 𝑡 = {𝑡 , 𝑡 , 𝑡 , 𝑡 }.. Пусть задано некоторое распределение вероятностей 𝑝 𝑡 < 𝑡 ∗ = 𝑤(𝑡),, которое отвечает требованию условия нормировки для каждого выбранного момента времени: 𝑤(𝑡)𝑑𝑡 = 1. Это означает, что для выбранного момента времени существует какой-то один из маршрутов пропуска рассматриваемого поезда в заданный момент времени, но мы не владеем знанием о том, в какой момент времени это произойдет. () Аналогично вводятся наборы для каждого из моментов времени 𝑡 = {𝑡 , 𝑡 , 𝑡 , 𝑡 }, i = 1…m. Задача построения расписания сводится к следующей. Отобразить функцию свертки 𝑡 () . . 𝑡 на множестве временных цепочек θ = ∏ 𝑡 , причем в момент свертки вероятность использования выбранной траектории равна 1, а вероятность иных исходов равна 0. 297
Функция свертки реализовать при помощи квантовых алгоритмов, из которых часто встречается алгоритм Гровера [4]. Алгоритм Гровера был разработан американским математиком Л. Гровером в 1996 г. Этот алгоритм использует свойство квантовой интерференции для того, чтобы решать крайне насущную задачу по поиску значения некоторого параметра, на котором заданная функция выдаёт определённый результат. Данный алгоритм не показывает экспоненциального выигрыша для задачи по сравнению с классической вычислительной моделью, однако для больших значений выигрыш (квадратичный) является существенным. Однако это общий алгоритм для решения довольно обобщённой задачи, и доказано, что лучшего результата в рамках модели квантовых вычислений добиться нельзя. В более частных алгоритмах это возможно. Задача формулируется следующим образом. Пусть есть бинарная функция от n бинарных же аргументов, которая принимает значение 1 только на одном из них (а на остальных 2^"n" − 1 значениях, таким образом, принимает значение 0). Необходимо найти это значение входных аргументов, имея только функцию (для квантовых вычислений данную в виде оракула, как это принято). Естественно, что в классическом варианте в среднем необходимо просмотреть 2^𝑛/2 вариантов входных значений, поскольку в лучшем случае удастся найти «счастливый номер» с первой попытке, а в худшем потребуется перебрать все 2^𝑛 вариантов. Алгоритм Гровера позволяет сделать это за 𝜋/4 √(2^𝑛) обращений к оракулу. Понятно, что при увеличении числа входных кубитов n разница в производительности становится кардинальной. Однако, как уже написано выше, суперполиномиального увеличения производительности здесь не будет. Алгоритм Гровера состоит из следующих шагов: 1. Инициализация начального состояния. Необходимо подготовить равновероятностную суперпозицию состояний всех входных кубитов. Это делается при помощи применения соответствующего гейта Адамара, который равен тензорному произведению n унарных гейтов Адамара друг на друга. 2. Применение итерации Гровера. Данная итерация состоит из последовательного применения двух гейтов — оракула и так называемого гейта диффузии Гровера (будут детально рассмотрены ниже). Эта итерация осуществляется √(2^𝑛 ) раз. 3. Измерение. После применения итерации Гровера достаточное количество раз необходимо измерить входной регистр кубитов. С очень высокой вероятностью измеренное значение даст указание на искомый параметр. Если необходимо увеличить достоверность ответа, то алгоритм прогоняется несколько раз, и вычисляется совокупная вероятность правильного ответа. 298
В данных категориях отыскание расписания сводится к n-кратному решению задачи алгоритма Гровера для m случаев с последующей суперпозицией решений. В условиях, когда основной единицей в графике является вагон, задача сводится к n-кратному применению алгоритма Гровера (по числу рассматриваемых вагонов) к элементу «пространство-время» (рисунок 2). Содержательно это означает, что в выбранную единицу времени, ассоциированную с точкой в пространстве (строго говоря, в один момент из декартова произведения множества времени на множество точек) происходит или не происходит проследование поезда. На рисунке 2 схематично цифрой 1 обозначена траектория занятия пути поездом во времени, синим выделено сечение времени при фиксации выбранной точки. Таким образом, в статье показан один из элементарных примеров представления задачи расчета расписаний для заданного участка, решаемой с помощью алгоритма Гровера. Оценка эффективности расчетов по данному алгоритму для целей оперативного управления эксплуатационной работой на железных дорогах представляет интерес для дальнейших исследований. Рисунок 2 – Представление движения поездов в терминах алгоритма Гровера 299
Список литературы 1. Озеров, А.В. Квантовые вычисления и железные дороги / А.В. Озеров, В.А. Переднев, А.Л. Охотников. – Текст: непосредственый // Наука и технологии железных дорог. – 2020. – № 1 (13). – С. 69–77. 2. Бородин, А.А. К вопросу о теории нестабильных расписаний / А.А. Бородин, А.В. Игнатенков, М.Г. Лысиков, А.М. Ольшанский. – Текст: непосредственый // В сб.: Системы компьютерной математики и их приложения. Вып. № 17. – Смоленск: изд-во СмолГУ, 2016. – С. 115–118. 3. Ольшанский, А.М. О применении квантовых компьютеров к работе железнодорожного транспорта / А.М. Ольшанский, А.В. Игнатенков, А.А. Бородин, М.Г. Лысиков, В.В. Погосов. – Текст: непосредственый // В сб.: Современные методы, принципы и системы автоматизации управления на транспорте. Сборник материалов Международной научнопрактической конференции. – Нижний Новгород, изд-во НФ МИИТ, 2016. – С.166–171. 4. Алгоритм Гровера – квантовые вычисления. – URL: https://nuancesprog.ru/p/7392. – Текст: электронный. 300
УДК: 656.2 ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РАБОТЕ С ДОКУМЕНТООБОРОТОМ ТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ О.Н. Мадяр Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассмотрены мероприятия по внедрению информационных технологий в существующую систему электронного документооборота на базе АС ЭТРАН. Предлагается сократить негативное влияние человеческого фактора в работе с документооборотом за счет модернизации технологии «Автоагент». Проведенные расчёты доказали эффективность систем по совершенствованию программы электронного документооборота — автоматического напоминания о полноте заполнения сопроводительной документации и функции голосового автозаполнения. Оценка эффективности предложенных систем проводилась экспертным методом, учитывая практический опыт и высокий профессионализм работников регионального и линейного уровня транспортного предприятия. Ключевые слова: электронный документооборот, цифровизация, перевозочные документы, экспертный метод, автоматическое напоминание, голосовое автозаполнение, система Автоагент. IMPLEMENTATION OF INFORMATION TECHNOLOGIES WHEN WORKING WITH DOCUMENT FLOW OF TRANSPORT ENTERPRISES O.N. Madyar Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. This paper discusses the implementation of information technology in the existing electronic document management system based on AS ETRAN. It is proposed to resolve the issue of the negative impact of the human factor by upgrading the "Autoagent" technology. The calculations proved the effectiveness of systems for improving the electronic document management program – automatic reminder of the completeness of the accompanying documentation and the voice autocomplete function. Evaluation of the effectiveness of the proposed systems was carried out by an expert method, taking into account the practical experience and high professionalism of workers at the regional and line level of the transport company. Key words: electronic document management, digitalization, shipping documents, expert method, automatic reminder, voice autocomplete, Autoagent system. 301
Одной из наиболее востребованных сфер деятельности транспортных компаний является внедрение в работу транспортных предприятий электронного документооборота. Электронный документооборот в области грузовых перевозок представляет новую информационную технологию, обеспечивающую качественное и точное заполнение технической документации, связанную с организацией и осуществлением перевозки грузов. Электронный документооборот в ОАО «РЖД» планируют осуществлять с момента согласования заявки до момента получения груза на всех этапах перевозки (рисунок 1). Рисунок 1 – Этапы процесса грузоперевозки Применение электронного документооборота позволит добиться следующих результатов [1]: 1. Повысить качество транспортного обслуживания, обеспечивая возможность оформления пакета перевозочных документов в удобном месте и в удобное время. 2. Увеличить скорость доставки груза за счет сокращения времени его нахождения в пунктах переработки. 3. Сократить затраты на оформление, пересылку и хранение бумажных документов для всех участников перевозочного процесса. 4. Производить оформление всех документов, связанных с перевозкой груза, на единой информационной платформе. 5. Сократить время от оформления первичной документации до взимания сборов и плат за перевозку груза, выполненные работы и услуги. 6. Повысить сохранность перевозимых грузов за счет ограничения доступа к информации о перевозимом грузе, защиты от подмены пакета перевозочных документов в пути следования, отслеживания всех технологических операций с грузом в процессе перевозки. Условно всю необходимую сопроводительную документацию можно разделить на 4 группы: 302
1 группа. Организационно-распорядительные документы. Документы, инициирующие перевозку, к ним относится заявка на перевозку грузов, заявления и распоряжения для обеспечения перевозки и целостности отправки. 2 группа. Перевозочные документы. В этих документах отражаются сведения о перевозимом грузе, операции с отправкой, оплатой. К таким документам относят: накладную, дорожную ведомость, корешок дорожной ведомости, квитанции о приеме груза к перевозке. 3 группа. Сопроводительные документы. Документы, подтверждающие выполнение дополнительных операций с грузом. 4 группа. Служебные документы. Документы, подтверждающие факты извещения грузополучателя и грузоотправителя о всех действиях с грузом. Для внедрения дополнительных цифровых сервисов необходимо схематично рассмотреть процесс организации перевозки и предусмотреть в каждом из этапов перевозки возможное использование электронного документооборота (рисунок 2). В крупных транспортных компаниях уже применяется электронный документооборот на базе системы АС ЭТРАН. В этой программе существует отдельное направление оформления электронной документации — технология «Автоагент», которая позволяет ускорить процесс оформления перевозочных документов и автоматизировать работу сотрудников за счет автоматического раскредитования накладных, последовательного заполнения перевозочных документов от лица перевозчика, проверки правильности и полноты заполнения накладных, оформленных с ЭЦП, проверки возможности приема груза к перевозке и др. [2]. Рисунок 2 – Организация перевозочного процесса 303
Предлагается модернизировать технологию «Автоагент», добавив дополнительные функции: 1. Автоматическое напоминание для уполномоченного сотрудника, оформляющего электронную накладную, сигнализирующее о необходимости заполнения документа в системе «Автоагент». 2. Автоматическое напоминание о подписании документа или заполнения документа по всем параметрам, указанных в форме, до его отправки. Оценку эффективности предложенных мероприятий для модернизации программы необходимо проводить экспертным методом [3]. В группу экспертов были включены работники регионального и линейного уровня, имеющие практический опыт и высокий профессиональный уровень. Для получения точной информации необходимо оценить уровень компетентности каждого эксперта (1): Ki  1 4  K ij , 4 i 1 (1) где Ki — уровень компетентности i-го эксперта; Ki1 — коэффициент, отражающий уровень профессиональной подготовки и информированности i-го эксперта; Ki2 — коэффициент, отражающий уровень базовой аргументации i-го эксперта при принятии им решения; Ki3 — коэффициент, отражающий личные качества i-го эксперта и вычисляемый на основе самооценки; Ki4 — коэффициент, отражающий личные качества i-го эксперта и вычисляемый коллегами-экспертами [4]. Коэффициенты Ki3 и Ki4 отражают личные качества экспертов и определяются по формулам (2),(3). Ki 3  1 5  Ki 3 j , 5 j 1 (2) где Ki3j — коэффициент, отражающий самооценку i-го эксперта по наличию и проявлению у него j-го личного качества. Ki 4  1 m 5  Ki3 jl , (5m) l 1 j 1 (3) где m — количество экспертов, оценивающих личные качества i-го эксперта, чел.; Ki3 jl — коэффициент, представленный l-м экспертом о наличии и проявлении j-го личного качества у i-го эксперта. 304
Далее необходимо произвести выборку всех экспертов из ранжированного ряда (4), начиная с эксперта с максимальной компетентностью. M 1 m  Ki , m i1 (4) где M — коэффициент представительности или компетентности экспертной группы; m — количество экспертов в составе рабочей группы, чел. Сформированная группа экспертов считается компетентной и способной корректно решать поставленные перед ней задачи, при условии, что уровень ее компетентности отвечает условию (5): 0,67  M  1. (5) После оценки компетентности экспертов необходимо рассчитать комплексный показатель оценки уровня качества технологических процессов работы предприятия (6). n G K E i 1 n i K i 1 i , (6) i где Ei — единичный показатель качества. Далее производится анализ динамики изменения выполненных показателей Pвып относительно запланированных Рплан. Если величина выполненного показателя качества в результате расчета имеет значение больше запланированного и оказывает положительный результат на качество работы предприятия, то в данном случае это является положительной динамикой, если наоборот — то отрицательной. При очевидной положительной или отрицательной динамике показателя качества работы предприятия единичный показатель качества в рассматриваемый период, в зависимости от динамики выполнения, определяется по одной из двух систем уравнений (7), (8):  Pвып  Pплан , Ei  1  Ei   Pвып , P P , E   вып план i  Pплан  (7)  Pвып  Pплан , Ei  1  Ei   Pплан , P P , E   вып план i  Pвып  (8) 305
Из-за неравноценности применяемых показателей группой экспертов определяются коэффициенты значимости на основе метода экспертных оценок с присвоением рангов каждому показателю качества. После ранжирования коэффициент значимости показателя работы предприятия определяется по формуле (9): Ki r   r i j i j 1 где i (9) rji — сумма долей рангов i-го показателя;  r j 1 , i j i j — сумма долей рангов всех показателей. Оценка согласованности мнений экспертной группы и возможность применения полученных результатов осуществляется посредством расчета коэффициента конкордации Кендалла по формуле (10): n W 12 Di2 i 1 3 m (n  n) 2 , (10) где Di — отклонение суммы рангов i-го показателя от средней суммы рангов всех показателей; m — число экспертов в группе, чел.; n — число показателей. После проведенных расчетов производится анализ и оценка рисков возникновения потенциальных несоответствий, вызванных влиянием человеческого фактора в работе с использованием системы «Автоагент». По результатам полученных данных были выделены определенные категории работы с повышенным уровнем влияния человеческого фактора, именно для этих категорий необходимо вводить дополнительные функции системы «Автоагент». Предлагается внедрить 2 функции: система автоматического напоминания о полноте заполнения сопроводительной документации (по расчетным данным позволит уменьшить на 35% влияние человеческого фактора), и функция голосового автозаполнения (позволит увеличить на 44% процесс оформления документации и правильности заполнения документов). Список литературы 1. «Юридически значимый электронный документооборот». – URL: https://www. tdrzd.ru/info. – Текст: электронный. 306
2. Положение ОАО «РЖД» от 26.11.2009 г. № 2418р «Об организации электронного документооборота при оформлении перевозочных и/или иных документов с использованием электронной подписи при организации перевозок грузов, порожних вагонов, не принадлежащих ОАО «РЖД» (в редакции от 15.09.2016 г. № 1908р). – URL: https://old-doc. rzd.ru/doc. – Текст: электронный. 3. Анализ потенциальных несоответствий в технологических процессах на железнодорожном транспорте / В.А. Аксенов, А.М. Завьялов, И.Н. Синякина, Ю.В. Завьялова, Н.А. Тарадин. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2015. – С. 95–100. 4. Взаимодействие видов транспорта / С.П. Вакуленко, А.В. Колин, Ю.Н. Евреенова, М.Н. Прокофьев. – Москва: РУТ (МИИТ), 2020. – 156 с. 307
УДК: 656.2 ИННОВАЦИИ В ЦИФРОВОЙ ЭКОСИСТЕМЕ РЖД И СБОР ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ОТ НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ АСУ И АИС Н.Л. Медведева Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Ю.М. Курицына Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Рассмотрено практическое использование информационных и управляю- щих систем на сортировочной станции. Изложены сложности их эксплуатации и возникающие дополнительные потребности в процессе формирования оперативных справок. Даны предложения по получению обратной связи от исполнителей с целью оптимизировать рабочие процессы. Ключевые слова: информационные системы, индивидуализация оперативных справок, управление изменениями. INNOVATIONS IN DIGITAL ECOSYSTEM OF RUSSIAN RAILWAYS AND COLLECTION OF FEEDBACK FROM END-USERS OF ICS&IS N.L. Medvedeva Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Yu.M. Kuritsyna Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The practical use of information and management systems at the marshalling yard is considered. The difficulties of their operation and the additional needs arising in the process of forming operational reports are outlined. Suggestions are given for obtaining feedback from end-users in order to optimize work processes. Key words: information systems, customization of operational reports, change management. 308
Строя перспективные планы развития Холдинга, наращивая финансовые и производственные показатели, развивая синергию экспортных перевозок, холдинг «РЖД» стремится не только остаться активным участником рынка железнодорожных перевозок, но и быть лидером во внедрении инновационных систем, обеспечивающих автоматизацию рабочих процессов во всех внутренних структурах. Принятая Комплексная программа инновационного развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года определяет приоритет и сферы повышенного внимания, а также направления использования имеющихся ресурсов. Принимая во внимание вектор развития мирового железнодорожного транспорта, стремление европейских партнеров к формированию единого европейского транспортного пространства на условиях здоровой конкуренции и применения ресурсосберегающих систем, программа инновационного развития определяет плановые показатели эффективности от затрат на НИОКР, производительности труда, до величины углеродного следа. Ориентация на общеевропейские ценности в планах развития вселяет уверенность, что принцип бережливости также будет взят на вооружение. Формируя приоритетные направления развития, такие, как расширение транспортнологистических систем с учетом клиентоориентированности, разработка и ввод в эксплуатацию систем динамического управления перевозочным процессом на базе искусственного интеллекта, внедрение системы «интеллектуальная станция», следует извлекать максимальную пользу от разработанных и активно используемых автоматизированных систем управления в перевозочном процессе. На каждом этапе развития железнодорожного транспорта возникали и возникают свои острые вопросы. Так, необходимость удаления вагонов с неверной и искаженной нумерацией, сокращение затрат, связанных с эксплуатацией «чужих» вагонов при взаиморасчетах между странами СНГ и Балтии, послужила толчком для разработки и внедрения в 90-х гг. прошлого века на базе существующих АСУ системы ДИСПАРК, которая в первые же годы эксплуатации позволила сэкономить средства в эквиваленте десятков миллионов швейцарских франков, что с лихвой окупило затраты на внедрение. В настоящее время на железнодорожных станциях используется пакет Автоматизированных информационных систем и Автоматизированных систем управления технологическими процессами. На примере участковой станции Сольвычегодск Северной железной дороги рассмотрим используемые системы. Маневровый диспетчер в своей ежесменной работе (на основании Технологического процесса работы станции) должен использовать системы: АРМ ДСЦ, АСУ СТ, СКАТИС ГИР, ГИД–Урал, Справочную систему, АСУ МР, АС ЭТД, ТЭП, АСДК, ЦУП ОСКАР. 309
Дежурный по горке использует: АРМ ДСЦ, АСУ СТ, СКАТИС ГИР, ЕК АСУИ КМО, ЦУП ОСКАР. Дежурный по станции использует: ЕК АСУИ КМО, Справочную систему, ТЭП, ТУМС, ГИД–Урал, АСУ СТ, АСУ ВОП–3, АСОУП–2. Эксплуатируемые информационно-управляющие и автоматизированные системы позволяют вести текущее планирование работы станции, контролировать процессы расформирования-формирования составов и сверять их соответствие плану ежесменных работ, предоставляют информацию о наличии и простое поездов на путях станции, назначении прибывающих вагонов. С их использованием строится график выполненной работы. Поступает информация о подходящих к станции поездах. Можно подытожить, что вся оперативная работа станции фиксируется и отражается в информационных системах. Несмотря на широкие возможности используемых информационных систем, наблюдается нехватка оперативных отчетов, сформированных в удобной для пользователей форме. Так, дежурный по станции вручную формирует к концу смены отчет в формате Word с информацией об отправлении поездов со станции, с объяснением причин отклонений от графика, перенося сведения из информационных системы в установленную (удобную для пользователей) форму. Отчет в формате Word к концу смены формирует и маневровый диспетчер — это справка о задержке локомотивов, сведения также переносятся из информационных систем. Сотрудники станционного технологического центра при просмотре в электронном виде сопроводительных документов на прибывающие поезда не имеют возможности изменить масштаб просматриваемой страницы, чтобы весь документ помещался на экране компьютера. Это увеличивает время проверки документов. При большом потоке прибывающих поездов секундные задержки на просмотр одного документа складываются в минуты и часы нерационально используемого рабочего времени. Резюмируя наблюдения, можно сделать вывод о назревшей необходимости персонализации отчетных форм на основе имеющейся в базе данных информации. Возможности систем формировать удобную печатную форму для конкретного пользователя, используя информационную базу, позволили бы снизить временные траты оперативных работников на составление электронных документов вручную, высвободив им время на внимательный анализ оперативной ситуации, что, в конечном итоге, благоприятно скажется на безопасности и безаварийности работы. Создание универсальной надстройки, позволяющей по запросу пользователя в удобной для него форме оперативно, в любой промежуток времени, извлекать нужную информацию из информационных систем, облегчит решение оперативных задач, увеличит скорость 310
реагирования на внештатные ситуации и повысит эффективность использования имеющихся баз данных. Идея объединения информационных данных различных систем с настраиваемым под требования конкретных пользователей интерфейсом согласуется с перечнем направлений развития и групп инновационных проектов (согласно КПИР–2025), обеспечивающих разработку на сети ОАО «РЖД» сквозных технологий, обеспечивающих создание единого информационного и технологического пространства. Успех внедрения, поддержки и использования инновационных способов функционирования систем базируется на получении обратной связи от непосредственных исполнителей — пользователей АСУ и информационных систем. Достижение запланированных изменений и улучшение КПЭ в текущей ситуации возможно только при активном участии линейных работников, получения от них обратной связи, на основе опыта ежедневного использования. К сожалению, обычные исполнители не всегда охотно обращаются к своим руководителям с возникающими идеями по улучшению трудового процесса, а порой и сталкиваются с нежеланием их слушать, вникать и разбираться в конкретном предложении. Причина этому понятна, огромный объем оперативных задач не позволяет руководителям линейных предприятий продуктивно заниматься вопросами инновации, собирать, анализировать обратную связь и идеи со стороны рядовых работников. Следует установить прямую информационную связь работников с ответственными лицами, занимающимися проблематикой инноваций. На сайте ОАО «РЖД» реализована возможность передачи инновационных идей зарегистрированным пользователям. Рядом подробно описаны требования к предоставляемой информации. Но для рядовых сотрудников эта процедура может оказаться усложненной, кроме того, опытные, зрелые сотрудники не всегда свободно могут использовать интернетресурсы, и не во всех регионах интернет доступен и стабилен. Поэтому передача идей об улучшениях на рабочих местах должна иметь несколько информационных каналов. Для повышения эффективности инноваций, а также повышения уровня ответственности и осознанности у работников, призывая каждого в силу своего профессионального опыта улучшать ежедневные трудовые операции на своем рабочем месте, целесообразно упростить передачу информации (инновационных идей) от исполнителей до лиц, принимающих решения. Для упрощения сбора инновационных идей непосредственно с рабочих мест, следовало бы установить контейнер для сбора письменных предложений с идеями об оптимизации рабочих процессов. Этот контейнер не должен позволять несанкционированное изъятие содержимого, должен быть установлен в доступном для работников месте. Разбор и анализ поступивших предложений не стоит перекладывать на руководителей линейных организаций. Этим должны заниматься люди, ответственные только за инновационные идеи. 311
Вероятность поступления предложений, не применимых в масштабе всей сети, достаточно велика, но получить хорошую идею, которая позволит повысить производительность, оптимизировать трудовые процессы, также существенна. Список литературы 1. Долгосрочная программа развития открытого акционерного общества «Российские железные дороги» до 2025 года. – Утв. Правительством РФ 19.03.2019. – Текст: непосредственный. 2. Открытое акционерное общество «Российские железные дороги» [сайт]. – URL: https://rzd.ru. (Дата обращения: 15.10.2021). – Текст: электронный. 312
УДК: 656.224 ОПЫТ ОРГАНИЗАЦИИ ПАССАЖИРСКИХ ПРИГОРОДНО-ГОРОДСКИХ ПЕРЕВОЗОК В КРУПНЫХ ГОРОДАХ ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАН М.Л. Овсянников Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. Статья посвящена анализу опыта организации пригородно-городских перевозок в крупных железнодорожных узлах городов зарубежных стран на многопутных участках. Ключевые слова: пригородно-городские перевозки, организация движения поездов, многопутные участки, железнодорожная инфраструктура, многопутные участки. EXPERIENCE IN THE SUBURBAN TRAIN OPERATION IN LARGE CITIES OF FOREIGN COUNTRIES M.L. Ovsiannikov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article is devoted to the analysis of the experience of suburban train operation in large railway hubs of cities of foreign countries on multi-track sections. Key words: suburban and urban transportation, train operation, multi-track sections, railway infrastructure, multi-track sections. В настоящее время приоритетом развития железнодорожного транспорта в крупных городах России и, в первую очередь, в Москве является организация пригородно-городских пассажирских перевозок. Такой подход имеет конечную цель — создать новые диаметральные линии в системе городского скоростного рельсового транспорта, разгрузить существующие линии метро и автомобильные дороги. В 2019 г. запущены первые две диаметральные железнодорожные линии с интеграцией в систему городского транспорта Москвы, что позволяет достигать одну из главных целей развития города — обеспечение устойчивого роста качества жизни москвичей [1]. При этом инфраструктурные изменения коснулись в первую очередь зонных станций на границе головных участков — сооружены дополнительные пути отстоя и оборота пригородногородских поездов. Развиваются и создаются новые транспортно-пересадочные узлы и 313
остановочные пункты [2]. Доля диаметральных поездов доведена до максимально возможного значения с учётом технологических ограничений, таких как необходимость пропуска иных категорий поездов, в том числе в пиковые периоды. Обсуждаются различные варианты выбора специализации пар главных путей на четырёхпутных участках (вариант может зависеть и от рассматриваемого направления). Вместе с тем, отсутствует единый принцип выбора специализации главных путей, конфигурации инфраструктуры при реализации проектов интеграции железнодорожного транспорта в городскую транспортную систему. В решении этих вопросов целесообразно изучить и учесть зарубежных опыт организации пригородно-городских пассажирских перевозок. В городских агломерациях зарубежных стран, имеющих наибольшие пассажиропоток и протяжённость железнодорожных путей [3], как правило, применяется единый принцип организации движения на разных линиях. Берлинская городская железнодорожная система более всего выделяется по способу организации работы городской железной дороги. В городах Германии принято выделять городские железнодорожные перевозки в систему S-Bahn, но в Берлине такой сервис не только технологически, но и технически полностью обособлен от остальных видов железнодорожных сообщений. Поезда, обращающиеся на маршрутах S-Bahn, имеют нижний токосъём, и именно поэтому для их обращения выделены собственные главные и зонные пути, которые не используются для движения и отстоя иных типов поездов. На рисунке 1 приведена схема станции Berlin–Friedrichstrasse. Рисунок 1 – Схема станции Berlin–Friedrichstrasse 314
Станция расположена на четырёхпутном участке, при этом главные пути 5 и 6 используются для приёма и отправления поездов системы S-Bahn с нижним токосъёмом, а остальные категории поездов принимаются и отправляются по главным путям 1 и 4 и приёмо-отправочным путям 2 и 3. Как видно на схеме, между парами главных путей отсутствуют съезды, так как технологический процесс не предполагает выезда поездов с верхним токосъёмом на пути 5 и 6 с контактным рельсом. На рисунке 2 приведен фрагмент схемы станции Berlin–Grunewald. Рисунок 2 – Фрагмент схемы станции Berlin–Grunewald Эта станция также располагается на многопутном участке (с запада перегон четырёхпутный, а с востока к станции примыкает один двухпутный и один четырёхпутный перегоны), кроме того, на станции осуществляется отстой поездов системы S-Bahn. Как видно по фрагменту схемы, выезд из тупиков отстоя возможен только на пути, используемые для движения поездов системы S-Bahn — нет ни одного съезда между парой путей S-Bahn и главными путями, используемыми для движения иных категорий поездов. Таким образом, организация движения поездов в Берлинском узле предполагает технически и технологически полное обособление путей, предназначенных для движения пригородно-городских поездов системы S-Bahn. В железнодорожной системе Лондона пригородно-городское сообщение также выделено в отдельную систему, имеющую название London Overground. Эта система имеет протяжённость 167 км, включает 112 станций на 9 линиях. Кроме того, в Лондонской агломерации широко развиты и пригородные перевозки различных линий National Rail. Большинство перегонов в городе — многопутные, что, в первую очередь, связано как с разветвлённостью железнодорожной сети, так и обслуживанием дальних поездов. Тем не менее, в отличие от Берлинского узла, в Лондоне не всегда присутствует жёсткая специализация главных путей на многопутных участках. На рисунке 3 приведена схема узловой станции Purley, находящейся на въезде в центральную часть города. 315
Рисунок 3 – Схема узловой станции Purley В обеих горловинах этой станции сооружены съезды между главными путями, что позволяет при необходимости переводить некоторые категории поездов с одной пары путей на другую. Так, например, в южной горловине (на схеме изображена слева) дальние пригородные поезда северного направления переводятся на пару путей, использующихся для движения поездов с минимальным набором остановок или без них (на схеме эта пара показана сверху), хотя до этой станции пригородные поезда следуют с остановками по большинству остановочных пунктов. Вместо этих поездов по «медленной» паре путей пропускаются поезда, прибывающие на станцию с участка Caterham – Purley (на схеме ответвление на этот участок показано снизу). На данном участке всего 4 остановки, поэтому поезда с этого участка считаются пригородными поездами ближних зон (или даже пригородно-городскими поездами). Организация движения поездов в Лондоне отличается от Берлинской системы и вариантами расположения главных путей. На приведенной выше схеме (см. рисунок 3) главные пути имеют попарную специализацию с расположением пары главных путей для пригородных поездов — «скороходов» и прочих категорий поездов, движущихся без остановок или с минимальным их набором, сбоку. Однако в границах станции Norwood Junction сооружена перекидная эстакада, и далее на участке Norwood Junction – New Cross Gate применена попутная специализация главных путей с расположением путей для пропуска быстрых поездов, следующих без остановок или с минимальным их набором, между путями для пропуска более медленных поездов, следующих со всеми остановками. На рисунке 4 приведена схема узла в районе станции Norwood Junction [4]. В левом нижнем углу схемы показаны 2 пути, по которым пропускаются поезда London Overground. Эти пути внутри узла примыкают к 2 путям, по которым поезда движутся к/от станции East Croydon (в нижней части схемы), при этом один из путей London 316
Overground включает путепроводную развязку и сооружён с другой стороны от путей участка East Croydon – Norwood Junction. Далее до станции New Cross Gate применена попутная специализация путей (в верхней части схемы). Рисунок 4 – Схема узла в районе станции Norwood Junction Таким образом, принцип специализации путей, пропуска поездов различных категорий и выбора конфигурации инфраструктуры в Лондонском узле зависит от рассматриваемого участка и линии. Рассмотрим третий крупный железнодорожный узел — Парижский. Этот узел примечателен наличием системы RER – Réseau Express Régional. Система представляет из себя гибрид пригородного железнодорожного транспорта и метрополитена, обслуживающего Париж и его пригороды. Она действует как комбинированная система подземных железных дорог в центре города и наземная линия пригородных поездов — за пределами центра. В сравнении с Парижской системой метрополитена RER имеет большую маршрутную скорость за счёт меньшего количества остановочных пунктов. 317
Сеть состоит из пяти линий: A, B, C, D и E. Две из пяти линий (A и B) обслуживается RATP, а остальные (C, D и E) – SNCF. Сеть насчитывает 257 станций и имеет транспортнопересадочные узлы с интеграцией со станциями метрополитена в пределах Парижа. Сеть активно расширяется: линия E, открытая в 1999 году, будет продлена на запад в направлении Ла-Дефанс и Мант-ла-Жоли в 2 этапа к 2022–2024 гг. В отличие от систем Лондона и Берлина, железнодорожный узел Парижа обслуживается подвижным составом с верхним токосъёмом. Это позволяет более гибко выбирать специализацию главных путей при пропуске поездов той или иной категории, при этом не закрепляя подвижной состав за определённым маршрутом. Кроме этого, систему пригородно-городских поездов Парижа отличает от остальных систем активное применение в качестве подвижного состава двухэтажных поездов — так была решена проблема исчерпания провозной способности на линиях. Несмотря на объединение маршрутов поездов в линии A, B, C, D, E, маршруты в пределах одной линии могут значительно отличаться благодаря разветвлённой сети железных дорог. Так, на линии B можно выделить главный ход Saint-Rémy-lès-Chevreuse – Mitry-Claye, от которого есть 2 ответвления: Aulnay-sous-Bois – Aéroport Charles de Gaulle 2 – TGV (5 остановок, B3); Bourg-la–Reine – Robinson (3 остановки, B2). Кроме того, поезда одной линии не обязательно следуют от одной дальней зонной станции до другой дальней. Для некоторых поездов предусмотрен оборот на зонных станциях, расположенных на небольшом удалении от центральной части города. На линии B часть поездов, отправляющихся от станции Mitry-Claye, доезжают только до крупной пассажирской станции Massy-Palaiseau. Такие поезда, как правило, следуют со всеми остановками, в то время как поезда полного маршрута некоторые остановки пропускают. В таблице 1 приведено расписание двух поездов, отправляющихся с зонной станции Mitry-Claye после оборота с интервалом 15 минут [5]. Из таблицы видно, что первый поезд следует только до станции Massy-Palaiseau, однако останавливается на всех остановочных пунктах, а второй поезд пропускает 8 остановок, следуя до самой дальней станции Saint-Rémy-lès-Chevreuse, сокращая интервал до предыдущего поезда с 15 минут до 7 минут. При этом участок Châtelet-Les Halles – MassyPalaiseau на всём протяжении двухпутный, то есть нагон происходит за счёт сокращения интервала, начальное значение которого больше минимального межпоездного интервала в центральной части линии. Есть и более интересные варианты маршрутов поездов. Так, каждые 15 минут в межпиковое время со станции Massy-Palaiseau отправляется поезд до аэропорта Шарль-де-Голль, причём до Северного вокзала в центре города поезд следует со всеми остановками, а далее отправляется на главный путь, предназначенный для движения «быстрых» поездов, и следует до аэропорта без остановок. Такая организация движения схожа со схемой, принятой 318
на линии D1 в Москве — поезда Аэроэкспресс от станции Одинцово до Савёловского вокзала следуют со всеми остановками, а далее до аэропорта Шереметьево останавливаются лишь на одной остановке. Однако, в данном случае на Савёловском направлении МЖД отсутствует дополнительная пара путей, поэтому поезда следуют со скоростью самого медленного поезда в параллельном графике, но не совершая промежуточных остановок. Расписание двух подряд идущих поездов линии B: Станция\ идентификатор поезда Mitry-Claye Villeparisis Vert-Galant Sevran Livry Aulnay-sous-Bois Blanc-Mesnil Drancy Le Bourget La Courneuve–Aubervilliers La Plaine-Stade de France Garedu Nord Chatelet-Les Halles Sain-Michel Notre-Dame Luxembourg Port–Royal Denfert-Rochereau Cite Universitaire Gentilly Laplace Arcueil-Cachan Bagneux Bourg-la-Reine Parc de Sceaux La Croix de Berny Antony Fontaine-Michalon Les Baconnets Massy-Verrieres Massy-Palaiseau Palaiseau Palaiseau Villebon Lozere Le Guichet Orsay-Ville Вures-sur-Yvette La Hacquiniere Gif-Sur-Yvette Courcelle-sur-Yvette Saint-Remy-les-Chevreuse KFAR PLIC 4:46 4:51 4:54 4:57 5:01 5:03 5:05 5:08 5:11 5:14 5:20 5:23 5:25 5:27 5:29 5:31 5:33 5:35 5:36 5:38 5:40 5:43 5:44 5:46 5:48 5:50 5:51 5:53 5:56 5:01 5:06 5:09 5:12 5:16 5:18 5:20 5:23 5:26 5:29 5:35 5:38 5:40 5:42 5:44 5:46 5:48 — — — — 5:54 — 5:56 5:58 — — — 6:03 6:05 6:07 6:09 6:11 6:13 6:15 6:17 6:19 6:22 6:25 319
Организация движения в Парижском узле по своему характеру ближе к организации движения в Лондонском узле. Система RER, хотя и имеет выделенную инфраструктуру в центральной части города (причём на некоторых участках не предусмотрено обращение иных категорий поездов, кроме поездов RER), но за её пределами поезда RER нередко пропускают по главным путям, по которым следуют и иные категории поездов. Кроме пригородно-городских поездов системы RER, в системе предусмотрено обращение и пригородных поездов системы Transilien — сети пригородных железных дорог, обслуживающей Иль-де-Франс. Сеть состоит из восьми линий: H, J, K, L, N, U, P и R, каждая из которых управляется SNCF. Линии начинаются и заканчиваются на крупных станциях, но, в отличие от сети RER, поезда Transilien не пересекают центр Парижа. Принцип выбора режима остановок для поездов системы Transilien в рассматриваемом коридоре зависит от наличия в этом коридоре иных видов сообщения. Так, например, вдоль линии H (на всех ответвлениях) отсутствует движение поездов системы RER, поэтому все поезда этой линии следуют со всеми остановками. По линии H, кроме поездов системы Transilien, на тех же главных путях организовано движение более быстрых региональных поездов системы TER (Transport Express Regional). За счёт небольшой интенсивности движения поездов Transilien сооружение дополнительной пары путей на этих участках не требуется. Однако линия K имеет принципиально иной подход к организации движения. На рисунке 5 приведена схема участка Aulnay-sous-Bois – Massy-Palaiseau [4]. Рисунок 5 – Схема участка Aulnay-sous-Bois – Massy-Palaiseau Так, на участке от Северного вокзала до станции Mitry–Claye организовано движение пригородных поездов линии K и пригородно-городских поездов линии B системы RER. 320
Кроме того, данный участок четырёхпутный, что и определило характер пропуска поездов этих двух систем: поезда системы Transilien следуют с двумя остановками, а поезда системы RER останавливаются на большинстве остановочных пунктов, либо на всех. Исключением является движение ускоренных поездов системы RER в аэропорт CDG — такие поезда пропускаются по тем же главным путям, что и поезда системы Transilien. На рисунке 4 видно, что на участке от станции Drancy до станции Aulnay-sous-Bois оба главных пути имеют смешанный характер организации движения: по верхним двум главным путям обращаются только поезда системы RER, следующие со всеми остановками, а по нижним главным путям — как поезда системы Transilien, так и ускоренные поезда RER в аэропорт. Таким образом, опыт организации движения поездов разных систем в Парижском железнодорожном узле является наиболее ценным, так как транспортному управлению агломерации удаётся эффективно совмещать различные принципы выбора специализации главных путей и конфигурации инфраструктуры в зависимости от местных условий и характера пассажиропотока, проектируя при этом графики движения поездов с учётом требования обеспечения тактового расписания для поездов различных категорий и назначений. Выводы. Подводя итог, можно выделить 3 основных использующихся в крупных агломерациях с интенсивным движением варианта выбора принципов организации движения на четырёхпутных участках: 1. Полное техническое и технологическое обособление инфраструктуры, использующейся для движения поездов пригородно-городской системы; для этого варианта с целью организации пригородно-городского сообщения характерно выделение отдельной пары главных путей на всём маршруте следования поездов, отдельных путей и парков отстоя и моторвагонных депо; при этом трассировка главных путей для пригородно-городских поездов не обязательно должна осуществляться в отдельной полосе отвода или при попарной специализации главных путей; 2. Использование главных путей, выделенных под пригородно-городское движение, не только для пропуска пригородно-городских поездов по главному ходу, но и для пропуска иных категорий поездов с пересечением этих главных путей; при этом необходимым условием таких операций является техническая готовность выделенных под пригородногородское движение путей к пропуску поездов иных категорий (вид тяги, вариант токосъёма и т.д.); 3. Организация смешанного движения поездов по одной или обеим парам главных путей; в этом случае пара путей, выделенных под пригородно-городское движение, может использоваться и для пропуска дальних пригородных поездов, следующих на головном 321
участке со всеми остановками, а пара путей, выделенных под движение ускоренных поездов, может использоваться для пропуска пригородно-городских поездов при необходимости организации ускоренного сообщения на части маршрута такого поезда. Список литературы 1. Калюжный, Н.А. Методика оптимизации размещения транспортно-пересадочных узлов в системе городского пассажирского транспорта: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Н.А. Калюжный. – Санкт–Петербург, 2019. – 254 с. – Текст: непосредственный. 2. Правительство Москвы. Программа развития Москвы «Москва – город, удобный для жизни» // Мэр Москвы: официальный сайт. – URL: http://s.mos.ru/common/upload/ M2025.pdf. 3. Семь остановочных пунктов построено и реконструировано на МЦД–2 за год – Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы. – URL https:// stroi.mos.ru/news/na-mtsd-2-postroieno-i-riekonstruirovano-siem-ostanovochnykh-punktov-v2020-ghodu. 4. Detailled Tracks map – Paris, Lyon, Lausanne, Milan, Turin tracks maps. – Париж, 2021. – URL: http://cartometro.com/?r=cmf. – Текст: электронный. 5. Timetables | RATP [сайт]. – Париж, 2021. – Режим доступа: URL https://www. ratp.fr/en/horaires. – Текст: электронный. 322
УДК: 656.2+004.67 СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ А.В. Озеров Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Г.М. Биленко Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва М.Л. Окулова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье описываются тенденции развития современных систем интервального регулирования движения поездов в мире. Ключевые слова: система интервального регулирования движения поездов, ETCS, CBTC, CTCS, RBC, GSM-R, радиоканал, подвижный блок-участок, виртуальная сцепка. ADVANCED TRAIN SEPARATION SYSTEMS A.V.Ozerov Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow G.M. Bilenko Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow M.L. Okulova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Annotation. The article describes the trends in development of advanced train separation systems around the world. Key words: train separation system, ETCS, CBTC, CTCS, RBC, GSM-R, radio, moving block, virtual coupling. 323
Развитие современных систем интервального регулирования осуществляется на базе наиболее широко тиражируемых систем управления и обеспечения безопасности движения поездов. Оно идет по пути комплексирования традиционных систем железнодорожной автоматики, включая аппаратуру диспетчерской и электрической централизации, автоблокировки, а также аппаратуру автоматической локомотивной сигнализации, использования радиосвязи и унификации интерфейсов, обеспечивающих взаимодействие этой аппаратуры в рамках системы интервального регулирования движения поездов (СИРДП) [1]. В Европе уже свыше 15 лет внедряется Единая европейская система управления движением поездов ETCS (EuropeanTrainControlSystem). Система была разработана в целях обеспечения интероперабельности в европейских транспортных коридорах. Предполагается, что до 2030 года система ETCS должна заменить в странах Евросоюза национальные системы сигнализации. В настоящее время системой ETCS оснащено свыше 100 тыс. км линий во всем мире. Разработанные группой пользователей ETCS спецификации позволили объединить в общем технологическом процессе крупнейших европейских производителей устройств железнодорожной автоматики. Система ETCS имеет три уровня, или три варианта исполнения. Уровень 1 используется для участков со скоростями движения поездов не выше 160 км/ч, уровень 2 — для высокоинтенсивных и высокоскоростных линий. Уровень 3 обеспечивает выполнение функций предыдущего уровня с реализацией контроля целостности поезда бортовыми средствами. Уровень 3 до сих пор носит экспериментальный характер, разрабатывается и тестируется в виде гибридных решений с использованием спутниковой навигации, виртуальных бализ и цифровой карты маршрута [2]. Для решения задач обеспечения высокой интенсивности движения при относительно невысоких скоростях, во многих странах мира широко используется стандартизированная система СВТС (Communications-basedTrainControl), в которой управление осуществляется по радиоканалу 2,4–5 ГГц. Благодаря этой системе удается организовать интервал попутного следования между поездами до 85 с при скоростях движения до 160 км/ч. Кроме того, на базе системы CBTC также реализован полностью автоматический режим управления (без машиниста) — на данный момент более 1 000 км линий метро в 56 странах мира работают в таком режиме. Система также широко внедряется на городских и пригородных участках железных дорог с интенсивным движением поездов [3]. В Китае, ставшим в последнее десятилетие лидером в области строительства высокоскоростных железных дорог, разработана своя унифицированная системы СИРДП на основе принципов европейской системы ERTMS. По аналогии с ней китайская система СИРДП получила название CTCS (Chinese Train Control System). 324
Китайская CTCS также имеет несколько уровней, выбор которой эксплуатационными характеристиками железнодорожной линии. При скоростях движения до 120 км/ч применяется уровень CTCS–0, предполагающий использование существующих рельсовых цепей, которые используются не только для определения местонахождения поездов, но и для передачи на поезда информации о допустимой скорости движения. При скоростях движения до 160 км/ч используется уровень CТCS–1, на котором бортовая система дополнена функцией приема сигналов от бализ. В этом случае напольные проходные светофоры не требуются, так как машинист руководствуется показаниями локомотивного прибора безопасности, куда выводится информация о допустимой скорости движения и расстоянии до препятствия. При скоростях движения 200–250 км/ч используется система CTCS–2, где рельсовые цепи по-прежнему служат для контроля занятости участка поездами и передачи информации на поезд. Из-за более высоких скоростей движения и, как следствие, больших тормозных путей, на поезд требуется передать информацию о количестве свободных блок-участков впереди поезда, что достигается посылкой в рельсы цифровых кодов. При переходе к уровню CTCS–3, когда скорость движения возрастает до 350 км/ч, основным средством передачи информации на поезд становится цифровой радиоканал стандарта GSM–R, который предполагает работу в диапазоне 900 МГц. Необходимая для каждого поезда информация поступает из центра радиоблокировки (RBC). В обратном направлении с поездов в RBC по радиоканалу передается информация о фактическом местонахождении и скорости движения каждого поезда. Также ведется разработка и тестирования перспективного уровня CTCS–4, на котором предполагается реализация принципа «подвижных блок-участков». Как и в случае с системой ETCS, для определения местоположения поездов также тестируются бортовые средства контроля целостности в сочетании со спутниковой навигацией, виртуальных бализ и цифровой карты маршрута [4]. В России также происходит комплексирование традиционных систем железнодорожной автоматики и гибридизация системы СИРДП, объединяющая традиционные средства контроля на основе рельсовых цепей с передачей ответственной информации по радиоканалу. Такая система внедрена на Московском центральном кольце (МЦК), где реализовано бессветофорное движение на основе виртуальных блок-участков. В принципе, можно констатировать общемировую тенденцию перехода от традиционных принципов интервального регулирования на основе светофорной сигнализации с фиксированными блок-участками к бессветофорной сигнализации с виртуальными блок-участками. Дальнейшая эволюция видится как переход к интервальному регулированию на основе полностью подвижного блок-участка. В этом случае разделение попутно следующих поездов 325
осуществляется, исходя из длины безопасного тормозного пути, который и определяет минимально допустимый интервал попутного следования, не ограниченный физической инфраструктурой. Данное решение является наиболее целесообразным для применения на высоконагруженных пригородных участках или внутригородских железных дорогах мегаполисов. При одновременном сокращении напольной инфраструктуры реализация данного подхода требует целого ряда условий — наличия надежной инфраструктуры беспроводной связи, высокоточных средств позиционирования, контроля полносоставности и свободности пути [5]. В качестве альтернативы подвижному блок-участку рассматривается организация движения поездов по принципу «виртуальной сцепки». В этом случае группа попутно следующих поездов управляется как единый объект, части которого связаны не механически, а при помощи радиоканала. Реализация движения по данному принципу представляется наиболее перспективной в условиях перехода к беспилотному управлению движением поездов. В данном случае виртуально сцепленные поезда фактически образуют единую сеть с управлением по принципу «ведущий-ведомый». Важным условием при этом является наличие на подвижных единицах синхронизированных между собой однотипных компьютерных устройств управления и обеспечения безопасности с единым алгоритмом действия. Список литературы 1. Розенберг, Е.Н. Построение систем управления и обеспечения безопасности движения поездов на ВСМ / Е.Н. Розенберг, А.В. Озеров. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2018. – № 3. – С. 34–41. 2. Озеров, А.В. Европейская система интервального регулирования / А.В. Озеров. – Текст: непосредственный // Автоматика, связь, информатика. – 2019. – № 6. – С.14–15. 3. Озеров, А.В. Эволюция европейской системы управления движением поездов / А.В. Озеров. – Текст: непосредственный // Железные дороги мира. 2018. – № 3. – C. 64–73. 4. Розенберг, Е.Н. Современные системы управления движением поездов / Е.Н. Розенберг. – Текст: непосредственный // Издательские решения. – 2020. – С. 151–164. 5. Rozenberg, E., Ozerov, A. Digitisation of Train Command and Control // Transportation Research Procedia. – 2019. – P. 1533–1539. 326
УДК: 519.6 О ПОСТАНОВКЕ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПАССАЖИРОПОТОКОМ НА ВОКЗАЛЕ А.М. Ольшанский Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Аннотация. Рост количества транспортно-пересадочных узлов в единой транс- портной системе требует гибкого и эффективного управления функционированием их элементов. В статье представлена авторская начальная постановка задачи управления пассажиропотоками, которая может лечь в основу новой управляющей системы АСУ «ВОКЗАЛ». Эта система обеспечивает непрерывный мониторинг и оперативное предложение решений при изменении обстановки, а также прогнозирование потребности в развитии пассажирской инфраструктуры для разных сценариев. Ключевые слова: транспортно-пересадочный узел (ТПУ), пассажиропоток, управ- ление, математическая модель. ON THE STATEMENT OF THE PROBLEM OF CONTROLING PASSENGER TRAFFIC AT THE STATION A.M. Olshansky Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow Annotation. The growing number of transport and transfer hubs in the unified transport system requires flexible and efficient management of the functioning of their elements. The article presents the author's initial formulation of the passenger flow management task, which can form the basis of the new control system ACS "VOKZAL". This system provides continuous monitoring and prompt proposal of decisions when the situation changes, as well as predicting the need for passenger infrastructure development for different scenarios. Key words: transfer hub, passenger flow, control, mathematical model. В настоящее время в наиболее развитых регионах России повышается внутренняя мобильность населения. Это приводит к увеличению различных используемых пассажиром транспортных схем. В результате этого растет важность и значение транспортно-пересадочных узлов и увязки различных видов транспорта. 327
Последнее особенно важно для Московского региона в связи с развитием Московского центрального кольца и формированием до 2025 года Третьего пересадочного контура метрополитена и Московских центральных диаметров. Это позволит оптимально распределить потоки пассажиров и избежать необоснованных капитальных затрат, и, в то же время, повысить технологическую эффективность реконструктивных мероприятий. Работа ТПУ, в роли которых выступают многие вокзалы, рост размеров курсирования двухэтажных поездов и многое другое требуют гармоничной увязки развития инфраструктуры вокзалов с графиками движения как поездов, так и различных видов городского транспорта. Если учитывать, что современный ТПУ также серьезно меняет рисунок внутригородских потоков, то становится очевидным, что любое развитие ТПУ требует учета внешнего окружения. Еще более значительно все указанные аспекты проявляются в сфере обеспечения транспортной безопасности и обеспечения мобилизационной и эвакуационной способности вокзалов и транспортных узлов, включая требования по строительству защитных сооружений. В современном мире моделирование работы пассажирских терминалов и логистических центров обычно выполняется расчетными методами, многие из которых статичны и не могут учесть меняющиеся во времени нагрузки, либо с использованием пакетов прикладных программ, например, «PTVVisSim/Visum», «AnyLogic» , «Simulia», «Arena» и др. Данные пакеты, хотя и позволяют провести моделирование, требуют разработки индивидуальной модели под каждый вокзал или объект, что требует достаточно широкого охвата рабочих мест сотрудников ОАО «РЖД» и его дочерних обществ данным ПО, включая такие аспекты, как затраты на их обучение, покупку лицензий и технической поддержки и пр. На основе опыта моделирования работы пассажирской инфраструктуры в период Олимпиады 2014 г. [2], моделирования объектов МЦК в 2016–2017 гг., предлагается разработать специализированное программное обеспечение для моделирования и оптимизации работы вокзальных комплексов, терминалов с учетом указанных факторов. Предлагаемое ПО будет специализированным и будет учитывать работу именно вокзальных комплексов, позволив формировать локальный мастер-план и оперативный план пропуска пассажиров по вокзалу рациональным образом в короткие сроки. Разработка будет осуществлена на одном из языков высокого уровня, признанных в мировой практике. 328
После внедрения такого комплекса в работу вокзалов повысится качество среднесрочного и оперативного пропуска пассажиров и населения через объекты самого узла, городские комплексы и прилегающую жилую застройку, повысится уровень вариативности управляющих решений, будет построена система действий персонала в нештатных ситуациях, а также снижена потребность в избыточных вложениях в реконструкцию и модернизацию вокзала/узла/иных транспортных обустройств за счет выработки наиболее рациональных схем работы. Сформулируем постановку задачи управления пассажиропотоком в качестве первого шага при разработке системы АСУ «ВОКЗАЛ». Математическая модель. Дана область D(x, y), в общем случае произвольной формы. На области D задано некоторое распределение плотности пассажиропотока Q(t0) = Q0(x, y). Для данной области задано некоторое эволюционное уравнение изменения плотности пассажиропотока dQ(t )  dt где  Q Q  , ,t , f  Q( x, y ), x y   (1) dQ(t ) — временная динамика плотности пассажиропотока; dt Q Q — соответственно скорость изменения плотности пассажиропотока по координате , x y X и Y, t — время. Отметим, что величины Q Q в общем случае также могут зависеть от времени. , x y Кроме того, в расчет возможно принять и смешанную производную  2Q , которая в (1) xy не учитывается. То есть, задана классическая система с распределенным параметром Q(x, y) и, в соответствии с формализмом Коши, все необходимые начальные условия и граничные условия (точный вид таких условий задается при каждом составлении конкретного уравнения). Решение задачи (1) с заданными граничными и начальными условиями дает уравнение невозмущенной динамики пассажиропотока Q(x, y, t) в области D. Пусть в уравнение (1) добавлена некоторая функция возмущений g(t), т.е.: dQ  t   dt   Q Q f  Q  x, y  , , , t, g  t   , x y   (2) Кроме того, g(t0) = g0. В общем случае g = g(x, y, t). 329
Задано также конечное множество допустимых управлений U, содержащее исчерпывающий перечень допустимых управлений вида u(x, y, t). Тогда запишем, что dQ  t   dt   Q Q f  Q  x, y  , , , t , g  t    u  x, y, t  , x y   (3) при заданных начальных и граничных условиях для уравнения (2), а также при наличии ограничений на управление вида |𝑢| < 𝑀, с заданием функционала качества I     F  Q ( x, y ), D ,t Q Q , , t , g (t ), u ( x, y, t )   C *  min, x y (4) где I — значение некоторого критерия качества на пространственно-временном континууме; F — искомое оптимальное решение, дающее пару {Q*(x, y, t), u*(x, y, t)}; С(*) — терминальный член функционала качества управления, зависящий, в общем случае, от тех же переменных, что и функция F, Q*(x, y, t) — искомое уравнение оптимальной динамики плотности пассажиропотока в области D при выбранном возмущении g и оптимальном управлении u*(x, y, t). Задача управления плотностью пассажиропотока на объекте пассажирской инфраструктуры в пределах заданной области представляет собой задачу оптимального управления системой с распределенными параметрами. Как решения (2), так и (3) при функционале (4) должны быть проверены на устойчивость по Ляпунову или по иным критериям. Устойчивые решения, как естественные, так и вынужденные, под воздействием того или иного управления, являются основой для выработки в дальнейшем рекомендаций и проектирования программного обеспечения [1]. Содержательное описание. На каждом железнодорожном вокзале (станции, платформе и пр.), транспортнопересадочном узле или его части происходит нормальное движение пассажиропотока транзитного, прибывающего, отправляющегося, городского населения. В ходе внешних воздействий (внеплановый поток, внешнее вмешательство в деятельность транспорта, изменение структуры и плотности расселения окружающей зоны и пр.) режима работы транспортного объекта незначительно или очень существенно меняется. Это требует гибкого и эффективного управления ситуацией, разработки мер по краткосрочному или длительному усилению пропускной способности залов, дверей, спусков, касс, камер хранения, иных элементов, изменения схемы пропуска пассажиропотока при обеспечении надлежащего уровня транспортной безопасности и надежности перевозочного процесса на прилегающих к объекту транспортных коммуникациях. 330
Столь сложная задача требует разработки новой системы под рабочим названием АСУ «ВОКЗАЛ», которая будет обеспечивать непрерывный мониторинг и оперативное предложение решений при изменении обстановки, а также позволит прогнозировать потребность в развитии пассажирской инфраструктуры на разные сценарии. Поэтому поставленная ранее задача управления должна быть интерпретирована с содержательной точки зрения в двух сущностях: 1. В форме определения наиболее устойчивых к внешнему возмущению режимов работы; 2. В форме выбора одного из управляющих воздействий для решения оптимизационной задачи (3)–(4), т.е. в плановом режиме при появлении того или иного отклонения от естественного хода событий, определенных процессом (1). Как первая, так и вторая сущности требуют реализации следующих шагов: — конкретизация начальных и граничных условий, инициализация системы значениями, полученными при обследовании конкретного транспортного объекта; — численное решение уравнений (1)–(3), оценка устойчивости полученных решений; — выбор управляющих воздействий (одного или нескольких) из множества допустимых; — оценка значения функционала (4) при выбранном управлении; — построение дерева решений для того или иного сценария развития обстановки на транспортном объекте. Таким образом, в предложенном материале сформулирована постановка задачи управления пассажиропотоком. Ее решение впоследствии должно лечь в основу новой управляющей системы. Список литературы 1. Пантелеев, А.В. Теория управления в примерах и задачах: учеб. пособие / А.В. Пантелеев, А.С. Бортаковский. – Москва: Высш.шк., 2003 – 583 с. – Текст: непосредственный. 2. Лысиков, М.Г. Способ управления движением поездов с использованием вариантных графиков / М.Г. Лысиков, И.Р. Гургенидзе, Б.Н. Куранин, С.И. Ляшенко, А.В. Степанов, С.В. Торорошенко // Патент на изобретение RU 2524505 C1, 27.07.2014. Заявка № 2013104643/11 от 05.02.2013. 331
УДК: 656.223 О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В УПРАВЛЕНИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМИ ТРАНСПОРТНЫМИ СИСТЕМАМИ И ПЕРЕВОЗОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА А.Т. Осьминин Объединенный Ученый Совет ОАО «РЖД» г. Москва А.Н. Баушев Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» г. Санкт-Петербург И.И. Осьминина Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» г. Санкт-Петербург А.А. Шатохин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В настоящее время на сети железных дорог РФ наблюдается дефицит пропускных способностей. Несмотря на регулирование вагонопотоков и объёмов грузовой работы в зависимости от имеющихся пропускных способностей железнодорожных направлений периодически образуются очереди на пропуск и обработку поездопотоков. Это приводит к непредсказуемым, на сегодняшний день, увеличениям времени доставки грузов и подвода порожних вагонов на станции погрузки, что создаёт риски для выполнения грузовой работы, сроков доставки и других задач перевозочного процесса. На основе технологии обработки больших данных и искусственного интеллекта во взаимодействии со всеми участниками перевозочного процесса предлагается управлять эксплуатационной работой с учётом прогнозной загрузки железнодорожной инфраструктуры на основе «Динамической модели загрузки инфраструктуры» (ДМЗИ), что позволит заблаговременно принимать управляющие решения для снижения вышеперечисленных рисков. Ключевые слова: планирование эксплуатационной работы, прогнозирование сроков доставки, ДМ ЗИ, искусственный интеллект, организация вагонопотоков, обработка больших данных, предиктивная модель, Data Mining. 332
ON THE POSSIBILITY OF USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN THE MANAGEMENT OF RAILWAY TRANSPORT SYSTEMS AND THE TRANSPORTATION PROCESS A.T. Osminin Joint Scientific Council of Russian Railways Moscow A.N. Baushev Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I" St. Petersburg I.I. Osminina Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I" St. Petersburg A.A. Shatokhin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. Currently, there is a shortage of capacity on the Russian railways network. Despite the regulation of car flows and the volume of freight work, depending on the available throughput capacity of railway directions, queues are periodically formed for the passage and processing of train flows. This leads to unpredictable, today, increases in the time of delivery of goods and the supply of empty wagons at the loading station, which creates risks for the performance of cargo work, delivery times and other tasks of the transportation process. Based on big data processing technology and artificial intelligence, in cooperation with all participants in the transportation process, it is proposed to manage operational work taking into account the predicted load of the railway infrastructure based on the Dynamic Infrastructure Loading Model (DMZI), which will allow making management decisions in advance to reduce the above risks. Key words: planning of operational work, forecasting delivery times, DM ZI, artificial intelligence, organization of car flows, processing of big data, predictive model, Data Mining. При организации вагонопотоков основные управляющие воздействия сконцентрированы в границах железнодорожных станций, формирующих и перераспределяющих вагонопотоки. Наряду с повышением эффективности работы станционных комплексов по переработке вагонопотоков важнейшее значение имеет задача распределения потоков и 333
сортировочной работы между станциями формирования. Поэтому в качестве основной задачи по развитию IT-систем на среднесрочную перспективу в ОАО «РЖД» необходимо рассматривать формирование оптимальных решений по организации пропуска вагонопотоков без участия человека. В ОАО «РЖД» сформирована и утверждена Дорожная карта по устранению разрывов в сквозном процессе доставки грузов. В рамках ее реализации активно прорабатываются вопросы, в том числе возможности использования математического аппарата искусственного интеллекта в элементах управления перевозочным процессом. Если рассмотреть современное состояние вопроса принятия решений по организации вагонопотоков и адаптации работы станций (рисунок 1), то видно, что изменения динамического плана формирования грузовых поездов (ДПФП) осуществляются в настоящее время на основе аналитики сложившихся вагоно- и поездопотоков, проводимой инженерами по плану формирования дирекций по управлению движением с использованием АС РПФП (автоматизированной системы расчета плана формирования поездов). Рисунок 1 – Эволюция динамического плана формирования грузовых поездов Эволюция динамического плана формирования грузовых поездов должна предполагать ежесуточный расчет ДПФП на основе суточного клиентского плана погрузки (СКПП), динамической загрузки сети дорог и ситуации в портах (местах погрузки). То есть расчет должен вестись не от прошедшей ситуации, а от будущей (рисунок 2). 334
В дальнейшем ежесуточный расчет ДПФП на основе СКПП, динамической загрузки сети дорог должен осуществляться с использованием интеллектуальной системы (алгоритмов машинного обучения) в рамках интеллектуального рабочего места специалистов по организации вагонопотоков. Рисунок 2 – Место динамического плана формирования грузовых поездов в интеллектуальной системе управления перевозками Следует отметить, что на текущий момент компании при планировании цепей поставок закладывают в свои модели среднестатистические сроки доставки. При этом, как правило, их точность не превышает 60%. Необходимо разрабатывать механизмы анализа больших объемов данных, получаемых из информационных систем РЖД, с использованием технологии машинного обучения. Это позволит сформировать предиктивный прогноз по срокам доставки грузов для каждой партии. Данные решения позволят существенно повысить точность планирования и станут дополнительным инструментом к бизнес услуге по доставке точно в срок. Такие алгоритмы могут быть положены в основу планирования поставок компаний грузовладельцев, а также (в перспективе) могут стать самостоятельными коммерческими продуктами на рынке железнодорожных грузовых перевозок (рисунок 3). Анализ применяемых подходов к данной проблематике требует научной проработки и практической разработки в ОАО «РЖД» проекта «Разработка математической модели прогноза прибытия маршрутов на станции назначения (Модели)». 335
Рисунок 3 – Формирование предиктивной аналитики по срокам доставки грузовых отправок (групп вагонов) Задача прогнозирования сроков доставки грузов по сети железных дорог всегда являлась одной из приоритетных задач по управлению железнодорожным транспортом. Однако, несмотря на все усилия по выработке единых нормативов скорости продвижения грузов по сети, подсчету временных затрат на операции погрузки, переработки и выгрузки вагонов, расчёт сроков доставки грузов по нормативным документам на практике приводит к существенным отклонениям от фактических сроков. Причин для этого явления множество: неоднородность инфраструктуры, неравномерность распределения потоков вагонов по участкам сети железных дорог, ограниченность пропускной и перерабатывающей способностей участков и станций переработки, ремонтно-путевые работы, наличие явных и скрытых приоритетов при продвижении грузов и т.п. В то же время, информационная сеть ОАО «РЖД» с момента утверждения нормативов развилась настолько, что сегодня, в принципе, можно получить подробную информацию как о состоянии сети в целом, так и о конкретных фактических доставках практически любых грузов за предшествующие периоды времени. Можно сказать, что в настоящее время имеется достаточно полная информационная база для качественно нового подхода к решению задач планирования и прогнозирования. Этот подход заключается в использовании для построения прогнозов современных методов анализа данных (Data Mining) (рисунок 4). Это сравнительно молодое (примерно 50 лет) научное направление возникло на стыке классических методов прикладной математической статистики и эффективных (т.е. реализуемых «быстрыми» алгоритмами) методов оптимизации. Оно обусловлено необходимостью использования статистических процедур 336
обработки больших (Big Data) данных для случаев, когда данные не удовлетворяют идеальным условиям классических теорем математической статистики (данные неоднородные, с пропусками, взаимно зависимые и т.д.). Рисунок 4 – Модель жизненного цикла исследования данных CRISP – DM (Cross-Industry Standard Process for Data Mining, 1999) Общим элементом различных методов анализа данных является использование алгоритмов машинного обучения для решения задач прогнозирования и родственных задач (классификации, распознавания и т.д.). В алгоритмах машинного обучения изначально имеют дело не с одной математической моделью, описывающей теоретическую зависимость между изучаемыми величинами, а с целым семейством (и даже с несколькими семействами) моделей. Выбор наиболее подходящей модели из данного семейства является результатом «обучения», т.е. настройки параметров модели, в процессе которого данные разбиваются на две группы — «обучающую выборку» и «контрольную выборку». Обучающая выборка используется для выбора конкретной модели из параметрического семейства моделей. Для соответствующих данных отклики (в рассматриваемой задаче — сроки доставки маршрутов) известны. Построенная модель тестируется на «контрольной выборке», т.е. на контрольных данных вычисляются модельные отклики, и затем сравниваются с фактическими. По задаваемой разработчиком модели мере сходства результата моделирования и фактических откликов делается вывод о качестве модели. 337
В методологии Data Mining задача прогноза не рассматривается, как задача приближения неизвестной теоретической зависимости переменной отклика от входных данных (известных значений факторов влияния), т.е. значения переменной отклика, не интерпретируются как «зашумленные» неизвестные теоретические значения её зависимости от входных данных. Принимается как факт, что теоретическая зависимость либо может быть слишком сложной, либо для её описания необходимо учитывать факторы, отсутствующие в имеющихся данных. Аналогичное предположение делается и в классической задаче регрессии. Отличие лишь в том, что в классических моделях регрессии влияние неизвестных факторов может быть описано как «шум», удовлетворяющий определённым статистическим свойствам. Это предположение, с одной стороны, позволяет строго доказать ряд математических теорем о качестве полученных прогнозов, но, с другой стороны делает эти теоремы неприменимыми к большинству ситуаций, с которыми имеет дело Data Mining. В Data Mining качество модели определяется тем, насколько хорошие прогнозы она даёт на тестовых (контрольных) данных. Если разработчик имеет дело с Big Data, то возможно получение больших объёмов тестовых данных. Большие расхождения между модельными прогнозами и фактическими данными о переменной отклика приводит к необходимости пересмотреть и модифицировать модель. Новая модель снова обучается и апробируется на новых тестовых данных, и т.д., до тех пор, пока не будет построена модель, которая даёт удовлетворительные прогнозы при любых допустимых случайных наборах значений факторов влияния. В конце прошлого века был выработан международный стандарт процесса разработки математических моделей анализа данных и внедрения их в производственный процесс, называемый CRISP – DM (Cross-Industry Standard Process for Data Mining), представленный диаграммой (см. рисунок 4). Таким образом, в методологии Data Mining модель и данные не являются независимыми друг от друга: данные влияют на модель, а качество модели проверяется на новых данных и т.д. Фактически, цикл проходится много раз, прежде чем осуществится внедрение модели в бизнес-процесс. Этот процесс требует сравнительно больших временных затрат по сравнению с классическим подходом, в котором параметры заданной модели оцениваются однократно по всей совокупности имеющихся данных и состоит из следующих этапов: — понимание бизнес-целей (Business Understanding); — начальное изучение данных (Data Understanding); — подготовка данных (Data Preparation); — моделирование (Modeling); — оценка (Evaluation); — внедрение (Deployment). 338
Внедрение такой информационной технологии для решения задач прогнозирования сроков доставки грузов целесообразно на базе существующих интеллектуальных систем, имеющих оперативные данные об эксплуатационной работе и состоянии железнодорожной инфраструктуры, а также накопленные знания о работе сети железных дорог за длительный период. Наиболее подходит под эти требования «Динамическая модель загрузки инфраструктуры» (ДМЗИ), которая активно развивается в настоящее время. На первом этапе необходима разработка алгоритмов машинного обучения для прогнозирования сроков доставки груженых маршрутов и возврата порожних маршрутов, без переработки в пути следования, на основе «Динамической модели загрузки инфраструктуры» (ДМЗИ). На последующих этапах, в случае положительного результата, Модель будет развиваться для прогнозирования сроков доставки груженых повагонных и групповых отправок и возврата порожних отправок с учетом переработки вагонов в пути следования. ДМЗИ в настоящее время позволяет собрать информацию из различных информационных систем, используемых ОАО «РЖД», и синтезировать на её основе структурированные данные, необходимые для решения различных задач по управлению грузовыми перевозками. В частности, ДМЗИ позволяет по базе исполненных заявок вычислять показатели загруженности участков железнодорожной сети по архивной и текущей базам исполненных заявок на перевозки грузов (форм ГУ–12). Загруженность участков сети, база заявок на перевозки грузов, загруженность станций выгрузки, месячные планы грузоотправителей, интенсивность движения пассажирских и пригородных поездов, графики плановых ремонтов железнодорожных путей, — всю информацию, необходимую для решения задач прогнозирования сроков доставки маршрутов (задаваемых пользователем) грузов, можно аккумулировать или вычислить при помощи ДМЗИ. В качестве примера рассмотрено движение маршрутов в июне 2021 г. по маршруту Ерунаково – Лужская-эксп. (рисунки 5–6)1. 1 Информация и графическое отображение движения потоков взяты из Автоматизированной системы расчета плана формирования грузовых поездов (АС РПФП) разработки ПГУПС. 339
Рисунок 5 – Отправление со станции Ерунаково в июне т.г. (на Лужскую-эксп. 110 поездов) Рисунок 6 – Различные маршруты движения от Ерунаково до станции Лужская-экс. Анализ загрузки участков сети железных дорог и размеров грузового движения в графиках движения поездов, проведенный разработчиками ДМЗИ, показывает, что на фоне роста перевозок наблюдается почти полная загрузка основных направлений сети в направлении морских портов (рисунки 7а, 7б)2. 2 В автоматизированной системе расчета плана формирования грузовых поездов (АС РПФП) агрегировалась информация по пропуску всех грузовых поездов в 2020 г. и осуществлялась привязка к модельным участкам сети. В Динамической модели загрузки инфраструктуры ОАО «РЖД» (ДМ ЗИ) рассчитывались коэффициенты использования ниток грузовых поездов нормативного графика и осуществлено отображение загрузки участков сети железных дорог. 340
Рисунок 7а – Загрузка сети железных дорог в 2020 году (автоматическое построение Санкей-диаграммы в ДМЗИ) Рисунок 7б – Загрузка сети железных дорог в 2020 году (автоматическое построение Санкей-диаграммы в ДМЗИ) Как видим, из-за затруднений в движении и загрузки инфраструктуры вагонопоток на рассматриваемом направлении движется различными путями следования. Детальный анализ технологических характеристик движения данных маршрутов, проведенный в АС РПФП, показывает, что при средней величине маршрутной скорости порядка 540 км в сутки на отдельных участках она может падать до 350 км в сутки. Так как направлением следования 341
вагонов управляет ОАО «РЖД» в зависимости от эксплуатационной ситуации, оператор не имеет возможности влиять на время доставки, а лишь прогнозировать. Поэтому важным элементом Модели является учет таких факторов, как сложившаяся оперативная ситуация на сети дорог, наличие барьерных мест, проводимые и планируемые окна для проведения ремонтно-путевых работ, размеры пропускаемого вагонопотока по направлению и другие. В этих условиях приобретают особую значимость задача сокращения операционных затрат компании-оператора путем повышения точности прогноза прибытия, в том числе порожних вагонов. По результатам исследования в ОАО «РЖД» будет создано программное описание и Модель, которая позволит определять прогнозные сроки прибытия отправок на конкретных направлениях с вероятностью 95%. При организации подобной НИР следует рассматривать основные этапы проекта. Этап 1. Разработка математической модели прогноза прибытия маршрутов груженых и порожних вагонов на станции назначения. Подготовка и сбор данных для построения модели. Аккумулирование данных о возможных факторах, влияющих на сроки доставки маршрутов, предварительная обработка данных, факторный анализ (метод главных компонент), ранжирующий факторы по степени их влияния на сроки доставки грузов. Разработка алгоритмов машинного обучения для построения прогнозов для различных горизонтов планирования (декадного, месячного). Этап 2. Адаптация Модели к реальным маршрутным отправкам (верификация Модели, предварительные расчеты, анализ точности прогнозирования для принятия решения о реализации в ДМ ЗИ). Тестирование и совершенствование моделей машинного обучения (см. рисунок 4). Применение моделей, построенных в результате предыдущего этапа, для прогнозирования рисков просрочки доставки маршрутов грузов в срок для альтернативных путей следования маршрутов (выбираемых РЖД в зависимости от эксплуатационной ситуации). Апробация системы прогнозирования для решения задачи планирования перемещений маршрутов. Разработка пользовательского интерфейса в ДМЗИ. Этап 3. Адаптация Модели к реальным повагонным и групповым отправкам компании (верификация Модели, предварительные расчеты, анализ точности прогнозирования для принятия решения о реализации в ДМ ЗИ). Разработка порядка представления прогноза прибытия маршрутов на станции назначения в информационной среде ОАО «РЖД». На последующих этапах следует рассмотреть возможность «подходов» при разработке пользовательского интерфейса, создать блок «транспортная задача», который должен иметь следующий функционал по некоторым конкретным критериям: 342
— возможность внесения пула заявок на перевозку на календарный месяц, включающих в себя станцию отправления, станцию назначения, количество вагоноотправок, признак маршрутная/групповая/повагонная отправка, стоимость предоставления вагона (как согласованная ставка, так и коэффициент от тарифа 10–01); — автоматический подбор оптимальных (наиболее выгодных) схем порожних возвратов вагонов в двух вариантах: по минимальной стоимости затрат на порожний тариф/по минимальной стоимости затрат на порожний тариф в сутки. Возможность внесения ручных корректировок порожних возвратов, например, по причине маршрутизации; — автоматическое построение шахматок груженых/порожних рейсов; — автоматическое применение прогнозных составляющих оборота из ДМЗИ (простои под грузовыми операциями, время в движении); — расчет необходимого парка вагонов под обеспечение внесенных заявок, исходя из оптимальных порожних возвратов и прогнозного оборота и экономики; — как следствие результатов работы, по согласованию ЦФТО по плану развития ДМЗИ – программная реализация алгоритмов Модели в ДМЗИ. Предлагается в настоящее время с учетом работ, проводимых специалистами и разработчиками «Газпром нефть» в рамках меморандума о сотрудничестве между ОАО «РЖД» и «Газпром нефть», направленном на развитие цифровых и организационных проектов, продолжить развитие проекта «Доставка точно в срок», реализовать вышесказанную Модель на основе предиктивной аналитики по срокам доставки грузов. Реализация совместного проекта позволит отработать данные механизмы в ДМЗИ, широко внедрить Модель и разработать порядок представления информации прогноза прибытия грузовых отправок для всех грузоотправителей и компаний-операторов. Список литературы 1. Методы и модели анализа данных: OLAP и Data Mining / А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Степаненко, И.И. Холод. – БХВ–Петербург, 2004. – 336 с. – Текст: непосредственный. 2. Макленнен, Д. Microsoft SQL Server 2008: Data Mining – интеллектуальный анализ данных / Д. Макленнен, Ч. Танг, Б. Криват. – БХВ–Петербург, 2009. – 700 с. – Текст: непосредственный. 3. Чубукова, И.А. Data Mining / И.А. Чубукова. – Интернет–Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. – 471 с. – Текст: непосредственный. 4. Мастицкий, С.Э. Классификация, регрессия и другие алгоритмы Data Mining с использованием R / С.Э. Мастицкий, В.К. Шитиков. – Тольятти, 2017. – 351 с. – Текст: непосредственный. 343
УДК: 331.55 ОБ ЭФФЕКТЕ УВЕЛИЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ В РАЙОНАХ РАЗВИТИЯ ПРИГОРОДНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Т.Е. Педорич Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Аннотация. В статье рассмотрены некоторые из существующих подходов к изучению влияния строящихся железнодорожных магистралей на численность населения и ключевые параметры социально-экономического развития территорий. Рассматриваются основные модели пассажиропотоков в этих условиях — регрессионные, гравитационные, эвристические подходы и др., описанные в отечественных и зарубежных источниках. Сделаны основные выводы и рекомендации по применению тех или иных моделей к современным условиям. Ключевые слова: доступ к железной дороге, рост населения, расчет пассажиро- потоков, модели, регрессии, эконометрика. ON THE POPULATION INCREASE EFFECT IN AREAS OF COMMUTER RAIL DEVELOPMENT T. Pedorich Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow Annotation. The article considers some of the existing approaches to the study of the impact of railway lines under construction on the population and key parameters of socio-economic development of territories. The main models of passenger flows in these conditions – regression, gravity, heuristic approaches, etc., described in domestic and foreign sources – are considered. The main conclusions and recommendations on the application of certain models to modern conditions are made. Key words: railway access, population growth, passenger traffic calculation, models, regressions, econometrics. С ростом численности населения в агломерациях возрастает нагрузка на имеющуюся систему общественного транспорта. В связи с этим имеется острая необходимость в качественном управлении постоянно меняющимися пассажиропотоками. Управление 344
пассажиропотоками невозможно без отстроенной системы мониторинга, без ретроспективного и оперативного анализа транспортной ситуации и факторов социально-экономического развития регионов. Одним из видов исходных данных для расчёта перспективных пассажиропотоков являются сведения о численности населения и ее динамике. Моделирование динамики численности населения и определение влияющих на неё факторов являются нетривиальной задачей. Одним из таких факторов является влияние железных дорог, путей внутригородского транспорта и транспортных терминалов на этих путях. История РФ, Европы и других стран показывает, что развитие транспортной системы оказывает положительное влияние на рост численности населения, многие города, такие как Новосибирск, Дюссельдорф, Берн, Лондон получили импульс в развитии после строительства железнодорожных магистралей. Очевидно и обратное влияние: рост численности городов приводит к увеличению транспортных нагрузок в системе. Учет такого взаимного влияния при создании модели для прогнозирования пассажиропотоков поможет получать более точные результаты. Выполнен краткий обзор основных научных результатов в РФ и за рубежом в части анализа влияния железнодорожных линий на пассажиропоток. Экономическое развитие и рост численности населения. Исходя из того факта, что экономическое развитие некоторой области, приводящее к увеличению в ней спроса на рабочую силу, привлекает в эту область новое население [1], логично будет предположить, что существуют некоторые положительные факторы, являющиеся причиной притока данного населения. Одним из таких факторов является развитие транспортной системы. В общем случае развитая транспортная инфраструктура практически всегда воспринимается в качестве стимула для экономического роста. Она приводит к снижению транспортной составляющей в конечной цене товара, перемещаемого между периферией и центром, играет важную роль в снижении уровня экономических диспропорций между регионами, увеличивает конкурентоспособность в части доступа к новым рынкам, интенсивность миграции рабочей силы, способствует развитию специализации и кооперации, снижения стоимости прохождения грузов в рамках внешних и внутренних логистических систем [2]. Схематично это изображено на рисунке 1. Из-за сложности процессов функционирования транспортных систем крупных городов до настоящего времени преобладают качественные (экспертные) оценки изменения их эффективности при реализации тех или иных мероприятий. 345
Рисунок 1 – Влияние транспортной инфраструктуры на численность населения и уровня занятости [3] Отсутствие единых критериев оценки эффективности функционирования транспортных систем городов объясняется отсутствием адекватных методов количественной оценки спроса на услуги транспорта. При наличии транспортной модели становится возможным проведение исследований по сопоставлению эффекта от функционирования транспортной системы и затрат на это функционирование, а также потребностей общества и степени их удовлетворения [4]. Поскольку формирование спроса на транспорт в некоторой области напрямую связано с численностью населения в данной области, то необходим учет данного фактора в новой модели. Изменение численности населения городов в ХХ веке привело к возникновению процесса субурбанизации, при котором население начало активно переселяться за пределы города, формируя тем самым крупные пригороды, что в связке с миграцией населения в большие города из регионов привело к появлению агломераций. Помимо миграционных процессов, одной из важных причин формирования агломераций служит стремление к экономии на транспортных издержках за счет эффекта экономии от масштаба благодаря использованию совместной перевозки или общего поставщика, что побуждает предприятия локализовываться недалеко друг от друга. Благополучное существование подобных крупных городов-метрополий невозможно без развитой и эффективной транспортной системы. В агломерациях ХХ и, тем более, XXI века получает развитие пригородный скоростной железнодорожный транспорт. Происходит специализация путей и направлений (ICE, TGV, RER). В результате происходит ускорение сообщения между центром и пригородами, что способствует географическому расширению агломерации и, в дальнейшем, к появлению специализированных ядер агломерации (городаспутники различного ранга, если считать по правилу Ципфа). Основываясь на результатах исследований, проводившихся с 2014 по 2019 гг. и посвящённых изучению пространственного поведения маятниковых мигрантов в крупных городах России, была выявлена взаимосвязь между интенсивностью миграций и временем в пути до центра [5] (рисунок 2). 346
Рисунок 2 – Схема воздействия агломерационных эффектов при модернизации транспортного сообщения между пригородами и центром агломерации [5] Анализ исторических данных по влиянию железных дорог на приток населения. Существует целый ряд зарубежных исследований, в которых отражено влияние развития железнодорожной системы на прирост населения на основании ретроспективных данных [6, 7, 8]. Так, например, в работе [6] сопоставлялась статистика по увеличению площади застройки на разном отдалении от железной дороги в Нидерландах с 1850 по 2010 гг. Была обнаружена заметная корреляция между расстоянием до железной дороги и площадью застройки (рисунок 3). Пл о щ ад ь за ст ро йк и, Рисунок 3 – Увеличение площади застройки в Нидерландах с 1850 по 2010 относительно расстояния до железной дороги [6] 347
Для локального уровня в качестве примера можно привести исследование [9], в котором проводилось сравнение экономического развития районов города Вашингтон, имеющих доступ к метро и не имеющих, на протяжении 8 лет. Выяснилось, что в среднем в зонах города с близким доступом к метро в 2,5 раза больше рабочих мест, и в 2,5 раза больше численность трудоустроенного населения. Можно с высокой уверенностью утверждать, что доступ к железной дороге позитивно сказывается на притоке населения. Представленные выше работы описывают рассматриваемое явление с качественной стороны. С развитием количественных методов в социально-экономической географии и с увеличением мощности вычислительной техники все большее распространение получают количественные методы. Модель одновременных уравнений для населения и уровня занятости. Рассмотрим работу [10], в которой описывается исследование влияния развития местной железнодорожной системы MARTA на муниципалитеты города Атланта. Модель представляет собой систему одновременных уравнений (simultaneous equations model), которая учитывает взаимное изменение прироста населения и изменение уровня занятости в отдельных переписных районах (censustract), являющихся минимальными административными единицами в США, и для которой имеются статистические данные. Модель можно представить в виде системы двух уравнений зависимости EMPΔt, b — изменения трудоустройства в индустрии b и POPΔt, c — изменение численности населения группы с: 9 2 2 b 1 c 1 c 1 EMP t ,b   0  M t 1   b EMPt 1,b    c POP t 1,c    c POP c E    2 9 9 c 1 b 1 b 1 POP  t ,c  0  M t 1    c POPt 1,c   b EMP t 1,b    b EMP b P  . Здесь: М — процент площади с радиусом в 0,25 мили вокруг железнодорожной станции от площади переписного района, данный показатель отражает доступность пассажирского железнодорожного транспорта в данном районе; EMPt–1, b — занятость населения переписного района в индустрии b в момент t–1; POPt–1, c — численность населения переписного района группы c в момент t–1; POPt 1,c — близость переписного района к группе c в момент t–1; EMP t 1,b — близость переписного района к местам работы в индустрии b в момент t–1; POP c — изменение близости населения переписного района к группе c; EMP b — изменение близости переписного района к местам работы для индустрии b. E — управляющий набор переменных, влияющий на изменения в трудоустройстве; P — управляющий набор переменных, влияющий на изменение населения. 348
Возмущающие факторы модели, называемые в работе переменными рынка труда (labormarket variables), а именно переменные POP t 1,c , EMP t 1,b , POP c , EMP b , рассчитываются на основе статистических данных с использованием гравитационной формулы X  j i Xj d    Xi, ij где d — расстояние между барицентрами двух переписных районов i и j;  — степень d, равная 0,67, и отражающая готовность населения ехать к местам работы на дальние расстояния. Гравитационные модели, подобные (1), часто встречались ещё в период 1960–2000 гг. [11]. Управление системой уравнений производится посредством двух контролирующих наборов переменных Р и Е. Набор переменных Р (population) включает в себя факторы, влияющие на изменение уровня населения в отдельном переписном районе. Набор переменных E (economics) включает в себя факторы, влияющие на изменение трудоустройства населения в отдельном переписном районе. В состав контролирующих наборов Р и Е входит ряд специфических переменных, которые авторы работы сочли существенными. В качестве общих для Р и Е переменных авторы использовали следующие факторы:  проходит ли через район скоростная магистраль;  находится ли район вблизи аэропорта;  процент земли, имеющий потенциал к дальнейшему развитию;  проценты малоэтажного и многоэтажного, жилого и нежилого фондов;  подушный процент затрат на содержание полиции и дорог;  размеры районов по площади. Отдельно набор Р включает в себя:  среднюю успеваемость учеников с 1 по 8 классы в школах, которые проживают в исследуемом переписном районе;  подушные затраты на парковку;  процент населения за чертой бедности;  процент жилья, построенного до 1950 г. В свою очередь, набор Е включает в себя близость переписного района:  к местам расположения рабочих предложений  к местам предоставления финансовых, юридических, бизнес — и других разнообразных услуг. 349
По результатам применения представленной модели к статистическим данным был сделан вывод о том, что местная железнодорожная система не оказывает существенного влияния на динамику населения. Данные результаты можно объяснить урбанистической особенностью городов США, большую часть которых занимают зависимые от автомобиля пригороды. Основным недостатком данной модели является её высокая специфичность по отношению к особенностям городов США в субъективизме в выбора значимых статистических данных. В целом данная работа является устаревшей в силу того, что гравитационная модель недостаточно чувствительна к новым проявлениям экономической деятельности, особенно с учетом появления и распространения режимов удаленной и частичной работы. Вывод. В данной статье выполнен обзор научных результатов в части анализа влияния железнодорожных линий на динамику численности населения. Можно сделать вывод, что наличие железной дороги положительно сказывается на притоке населения, подтверждением чему служит большое число отечественных и зарубежных исследований. Однако количественная оценка данного эффекта в высокой степени осложнена тем, что на изменение численности населения влияет большое число явных и неявных факторов, часто являющимися взаимосвязанными между собой. Кроме того, подбор статистических данных для реализации модели зависит от особенностей конкретной страны и региона. Список литературы 1. Котьков, А.Н. О взаимосвязи состояния рынка труда и миграции населения / А.Н. Котьков. – Текст: непосредственный // Ученые записки ОГУ. Серия: Гуманитарные и социальные науки. – 2013. – № 1 – С. 24–26. 2. Щербанин, Ю.А. Транспорт и экономический рост: взаимосвязь и влияние / Ю.А. Щербанин. – Текст: непосредственный // Евразийская Экономическая Интеграция – 2011. – № 3 (12) – С. 65–77. 3. Kasu, B.B. The Evolving and Complementary Impacts of Transportation Infrastructures on Population and Employment Change in the United States, 1970–2010 / B.B. Kasu, G. Chi // Popul Res Policy Rev. – 2018. – No 37. – P. 1003–1029. 4. Якимов, М.Р. Транспортное планирование: создание транспортных моделей городов: монография / М.Р. Якимов. – Москва: Логос, 2013. – 188 с. – Текст: непосредственный. 5. Чистяков, П.А. Транспортная инфраструктура и экономический рост / П.А. Чистяков, П.А. Лавриненко. – Москва: Издательство Перо, 2019. – 142 с. – Текст: непосредственный. 350
6. Dena, K. Development of rail infrastructure and its impact on urbanization in the Randstad, the Netherlands / K. Dena, K. Maat, B. Wee // Journal of Transport and Land Use. – 2016. – No 9. – P. 151–170. 7. Franch-Auladell, X. The railway network and the process of population concentration in Spain, 1900–2001. Revista de Historia Económica / X. Franch-Auladell, M. Morillas-Torné, J. Martí-Henneberg // Journal of Iberian and Latin American Economic History – 2014. – No 32 (03). – P. 351–379. 8. Kotavaara, O. Population change and accessibility by road and rail networks: GIS and statistical approach to Finland 1970–2007 / O. Kotavaara, H. Antikainen, J. Rusanen // Journal of Transport Geography. – 2011. – No 19 (4). – P. 926–935. 9. Green, R.T. Rail Transit Station Area Development: Small Area Modeling in Washington DC: Small Area Modeling in Washington DC / R.T. Green, D.M. Jame // Routledge / – 1993. – 255 p. 10. Bollinger, C.R. The Impact of Rapid Rail Transit on Economic Development: The Case of Atlanta's MARTA / C.R. Bollinger // Journal of Urban Economics, Elsevier. – 1997. – No 42 (2). – P. 179–204. 11. Anderson, E.A Theoretical Foundation for the Gravity Equation. American / E. Anderson // EconomicReview, 1979. – No 69. – P. 106–116. 351
УДК: 629.45: 628.166–926.214. ИННОВАЦИОННЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ Е.Н. Пирогов Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва В.М. Медведева Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва В.А. Семеновых Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет г. Москва М.А. Махов Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассмотрены технические решения повышения качества систем жизнеобеспечения в пассажирских железнодорожных вагонах, в частности системы водоснабжения и вентиляции. Предложены технические решения повышения качества систем жизнеобеспечения с применением технологии озонирования, эта система может работать как в режиме очистки и обеззараживания воды, так и стерилизации воздушной среды пассажирского вагона. Условием эффективного использования технологии озонирования является наличие сжатого воздуха для работы эжектора в режиме подачи озоновоздушной смеси для очистки и обеззараживания воды и воздуха вагона. Ключевые слова: озонирование, озоно-воздушная смесь, стерилизация, обеззаражи- вание, концентрация озона, водоснабжение, пассажирские вагоны. INNOVATIVE ENGINEERING LIFE SUPPORT SYSTEMS FOR PASSENGER CARS E.N. Pirogov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 352
V.M. Medvedeva Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow V.A. Semenovykh National Research Moscow State Construction University Moscow M.A. Makhov Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article considers technical solutions for improving the quality of life support systems in passenger railway cars, in particular water supply and ventilation systems. Technical solutions for improving the quality of life support systems using ozonation technology are proposed, this system can work both in the mode of water purification and decontamination, and sterilisation of the air medium of a passenger car. Efficient use of ozonation technology is availability of compressed air for operation of ejector in mode of supply of ozone-air mixture for purification and decontamination of water and air of car. Key words: ozonation, ozone-air mixture, sterilization, disinfection, ozone concentration, water supply, passenger cars. В социально-экономической жизни Российской Федерации пассажирский транспорт занимает особое место, прежде всего, в связи с огромной территорией, занимаемой страной (17 млн км2), ее природно-географическими, геоэкономическими и геополитическими условиями. Транспорт является неотъемлемым звеном в организации культурных и экономических связей между регионами страны, обеспечивает передвижения по производственным и личным надобностям, объединяет в единый комплекс удаленные друг от друга на тысячи километров территории, способствуя социально-экономическому и научно-техническому прогрессу. Пассажирский транспорт удовлетворяет одну из насущных потребностей человека в перемещении. Пассажирские поезда бывают разных типов, в том числе скоростные и высокоскоростные, а в самих составах различные по конструкции вагоны: одноэтажные, двухэтажные, класса люкс, купейные, плацкартные и сидячие. По итогам 2020 г. пассажирскими составами ОАО «РЖД» перевезло 869,4 млн пассажиров. Создание безопасных условий жизнеобеспечения в пассажирских вагонах дальнего следования является приоритетной задачей на железнодорожном транспорте, к которым 353
следует отнести, наряду с другими, санитарное состояние систем водоснабжения и вентиляции пассажирских вагонов. Эти инженерные системы непосредственно влияют на создание комфортных и безопасных условий пассажиров в течение всей поездки. Несмотря на жесткие требования [1] нормативной документации и органов федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в России (далее — Роспотребнадзор), качество водоподготовки на железнодорожном транспорте не всегда соответствует этим требованиям. На качество воды влияют такие факторы, как протяженность маршрутов движения поездов, широкий диапазон климатических условий, а также нарушения при проведении профилактической и плановой дезинфекции систем водоснабжения. Совокупность действия этих факторов является благоприятной средой для размножения вредных микроорганизмов и источником вторичного загрязнения воды питьевого и хозяйственного назначения. В настоящее время в вагонах железнодорожного транспорта для решения поставленных выше задач используется ультрафиолетовое излучение. Для этого в системах водоснабжения и вентиляции установлены две автономные системы обеззараживания на основе ультрафиолетовых ламп. Применение УФ-стерилизации требует не только разработки и интеграции нового устройства в существующую конструкцию вагона, но и дополнительных затрат электроэнергии. Недостатком известных устройств для обработки воды ультрафиолетовым излучением, в том числе на железнодорожном транспорте, является низкая эффективность облучения воды, при которой необходимо воду многократно пропустить через ультрафиолетовый стерилизатор. В системе водоснабжения большое влияние на эффект обеззараживания воды УФ-лучами оказывает мутность и цветность воды, уменьшающие интенсивность излучения в толще воды. Степень этого влияния может быть оценена по коэффициенту пропускания (поглощения) воды в ультрафиолетовой области [2]. Влияние жесткости воды, значения рН и температуры незначительно. При обеззараживании воды контроль за выполнением норм подачи дезинфектанта является обязательным требованием. В случае применения ультрафиолета необходим контроль за дозой УФ-излучения. Практика применения УФ-облучения показывает, что основными причинами снижения дозы облучения в УФ-реакторе являются: выход из строя ламп (контролируется по напряжению или току на одной или группе ламп); снижение их интенсивности за счет старения (современные УФ-источники обладают стабильным временем работы до 1 года, и их ресурс может определяться по счетчику времени наработки); загрязнение кварцевых чехлов или резкое ухудшение качества воды (коэффициента поглощения УФ-лучей) — определяется по показаниям ультрафиолетового селективного датчика. 354
Несмотря на значительные преимущества, обусловленные конструктивным исполнением, УФ-обработка воды обладает слабо выраженным последействием. Поэтому, как правило, для предупреждения вторичного загрязнения в водопроводных сетях при сомнительном их санитарно-техническом состоянии используется дополнительное хлорирование воды. Существуют ограничения и по качеству обрабатываемой воды. Приемлемым, с точки зрения энергетической целесообразности, принято считать следующие характеристики воды: цветность <50–60 град; содержание взвешенных веществ <30, солей железа <2–3 мг/дм3. Именно в этих границах УФ-технология дезинфекции остается конкурентоспособной. Для обеззараживания воздушной среды пассажирских вагонов также используется УФ-излучение. При этом следует отметить, что его эффективность не носит универсального характера. Известно, что наиболее чувствительны к УФ свету бактерии. Для их уничтожения достаточно мягкого коротковолнового излучения УФ-С (200–300 нм). Затем в порядке убывания чувствительности идут грибы, дрожжи, бактериальные споры и вирусы. Наиболее устойчивыми к ультрафиолету являются вирусы. Для нанесения заметных повреждений вирионам вирусов нужен ультрафиолет более жесткого диапазона УФ-В, или даже УФ-А. Большинство проведенных исследований сводится к тому, что наибольшим воздействием на вирусы обладает УФ с длиной волны от 295 до 340 нанометров. При этом существует ряд вирусов, которые к UV вообще невосприимчивы. Например, РНК-содержащий вирус IPNV рода Aquabirnavirus и AHNV (семейство Nodaviridae). Основная проблема заключается в том, что, попадая внутрь рециркулятора, воздух подвергается УФ-облучению всего 1–2 секунды. Какие точно повреждения вирус получает за столь короткое время контакта с UV лампой, остается неизвестным. Кроме того, все рециркуляторы воздуха относятся к приборам закрытого типа. То есть здесь УФ воздействие осуществляется только на воздух, проходящий непосредственно через прибор. Поэтому для хорошего эффекта обеззараживания помещения необходим прибор, которые бы обрабатывал весь объем воздуха в комнате 2–3 раза за час. В этой связи УФ-облучатели и рециркуляторы не слишком хорошо подходят для обеззараживания помещений. Разработка энергоэффективного устройства очистки воды в пассажирских вагонах, в первую очередь, в поездах дальнего следования, является актуальной задачей. Внедрение системы контроля позволит обоснованно совершенствовать технические устройства водоподготовки [3]. Перспективным направлением в комплексной обработке воды системы водоснабжения (рисунок 1) и воздушной среды пассажирских вагонов представляется озонирование. Обеззараживающий эффект озона в 3–5 раз выше, чем ультрафиолетового излучения. При введении в водную или воздушную среду озон выполняет четыре действия: бактерицидное, дезодорирующее, дезинфицирующее, окислительное. 355
Рисунок 1 – Схема водоснабжения пассажирского вагона: вид сзади По гигиеническим показателям и в соответствии с санитарными нормами допустимых уровней ионизации воздуха СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [2] представляется оптимальным создание в зоне дыхания человека концентрации легких аэроионов в пределах 1000–5000 ионов/см3, озона — 10–15 мкг/м3. При повышении физических и психоэмоциональных нагрузок возможно увеличение концентраций «активные формы кислорода» (АФК) в воздухе, присутствие которых во вдыхаемом воздухе в «природных» концентрациях придают ему особое ощущение свежести [4]. АФК являются катализаторами биологических процессов на всех без исключения уровнях организма, начиная с молекулярного. Они необходимы для нормального (здорового) функционирования. Таким образом, система искусственной ионизации и озонирования воздуха, будучи абсолютно безопасной, создаст у человека эмоциональное ощущение свежести и чистоты воздуха. На этих оценках базируется так называемые «зоны комфорта» — комбинации физических параметров воздушной среды, которые более 80% испытуемых людей определяли эмоционально как комфортные [5]. Озон мгновенно уничтожает не только бактерии, но и все известные вирусы и грибки. Озон оказывает разрушающе-окисляющее воздействие на стенки клетки и цитоплазму, полностью разрушая их структуру. Взаимодействие озона с живой микрофлорой заканчивается механическим разрушением клетки, чтобы это ни было: вирусы, бактерии, споры, грибки, водоросли и пр. Важно, что после обеззараживания озоном не возникает никаких соединений и запахов. Единственное, что остается после действия озона — это кислород, после окончания процесса окисления. Благодаря тому, что озон обладает столь ценным свойством самораспада, его передозировка невозможна [5]. 356
Благодаря очень высокой окислительной и дезинфицирующей способности, его активно используют для очистки воды [6]. В настоящей статье рассмотрено техническое решение по комплексному использованию единой системы озонирования в системах водоснабжения и обеззараживания воздушной среды пассажирских вагонов, принципиальная схема которой представлена на рисунке 2. Рисунок 2 – Принципиальная схема системы озоновой обработки воды и воздушной среды пассажирского вагона: 1 – бак; 2 – фильтр с загрузкой активированного угля; 3 – электромагнитный клапан; 4 – эжектор озоно-воздушный; 5 – обратный клапан; 6 – озонатор; 7 – блок управления; 8 – шаровой кран Система озонирования, установленная в пассажирском вагоне, может быть использована для решения двух задач: — дезинфекция (дезодорация) воздуха в вагоне. Этот процесс реализуется в двух режимах — при техническом обслуживании и подготовке к рейсу, а также для создания и поддержания «зоны комфорта» в процессе поездки. Для этого блок управления по команде при включенном озонаторе закрывает электромагнитный клапан поз. 3 подачи озона в бак с водой и открывает электромагнитный клапан поз. 3 подачи озона в вагон. Продолжительность озонирования устанавливается по таймеру; — обеззараживание воды системы водоснабжения пассажирского вагона. Этот процесс реализуется во время движения поезда. Для этого блок управления по команде при включенном озонаторе открывает электромагнитный клапан поз. 3 подачи озона в бак 1 с водой и закрывает электромагнитный клапан поз. 3 подачи озона в вагон. Продолжительность озонирования устанавливается по таймеру исходя из критерия стерилизации C·T = const, (1) где C — концентрация озона в воде, принимается 0,4–0,5 мгО3/дм3; T — время озонирования, мин. 357
Продолжительность озонирования воды составляет приблизительно 3–5 минут. Система озонирования воды позволяет производить на станциях обслуживания долив воды, качество которой не соответствует требованию СанПиН 2.1.3684–21 [1]. Остаточный озон в воде сорбируется на фильтре поз. 2 с загрузкой из активированного угля. Управление электромагнитными клапанами, а, следовательно, и работой системы озонирования в целом производится блоком управления по заранее установленному алгоритму. Продолжительность обеззараживания помещений определяется в зависимости от их объема и температуры воздуха (°С) по формуле: Т С V . G (2) Здесь C — доза озона на обеззараживание, C = 0,02 г/м³; V — внутренний объем железнодорожного вагона, V = 216 м3. Время озоновой обработки воздушной среды пассажирского вагона зависит от производительности озонатора. Энергопотребление озонаторов минимально и составляет для озонаторов различной производительности: G = 5 гО3/ч (потребляемая мощность – 100 Вт) G = 10 гО3/ч (потребляемая мощность – 200 Вт) G = 20 гО3/ч (потребляемая мощность – 400 Вт). Подставив в формулу (2) значения, получаем время озонирования при различной производительности озонатора: T 0,02  216  0,864 час или 52 мин; 5 T 0,02  216  0,43 час или 26 мин; 10 T 0,02  216  0,43 час или 13 мин. 20 Выводы. Рассмотрена перспективная технология комплексного решения по созданию инженерных систем жизнеобеспечения пассажирских вагонов для безопасных и комфортных условий пассажиров на железнодорожном транспорте, основанная на озонировании питьевой воды и воздушной среды. Внедрение единой технологии с использованием озона для решения поставленных задач позволит повысить качество систем жизнеобеспечения и оптимизировать эксплуатационные затраты на обслуживание инженерных систем. 358
Список литературы 1. СанПиН 2.1.3684–21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий» утв. Постановлением Роспотребнадзора РФ от 28 января 2021 г. № 3. – URL: https://www.consultant.ru/cons/ cgi/online.cgi?req= doc&base=LAW&n=389936&dst=100001#j9UN4oSii1OR1kS51. – Текст: электронный. 2. СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» утв. Постановлением Роспотребнадзора РФ от 28 января 2021 г. № 2. – URL: https://docs.cntd.ru/ document/573500115. – Текст: электронный. 3. Гончарук, В.В. Современное состояние проблемы обеззараживания воды / В.В. Гончарук, Н.Г. Потапченко. – Текст: непосредственный // Химия и технология воды. – 1998. – Т. 20, № 2. – С. 190–213. 4. Томилова, О.С. Расчет эффективности УФ-стерилизатора модернизированной системы водоснабжения пассажирского вагона / О.С. Томилова. – Текст: непосредственный // Известия Транссиба. Подвижной состав. – 2012. – № 3 (11). 5. Ким, К.К. Решение проблем создания «свежего» воздуха в вагонах железнодорожного транспорта и метрополитена. Гигиенические и инженерные аспекты / К.К. Ким, А.А. Дударев, С.И. Бурцев, И.И. Турубаров, Г.Л. Спичкин. – Текст: непосредственный // Безопасность жизнедеятельности. – 2006. – № 10. – С. 22–25. 6. Медведева, В.М. Окислительные методы в водоподготовке / В.М. Медведева, Е.Н. Пирогов, В.А. Семеновых. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2014. – № 4. – С. 102–107. 7. Безруких, Е.Г. Расчет концентрации озона, создаваемой озонатором в замкнутом объеме / Е.Г. Безруких, А.П. Гаврилюк, Н.К. Зайцев, В.Ф. Шабанов // Препринт № 771Ф. – Красноярск: Институт физики СО РАН, 1996. – Текст: непосредственный. 359
УДК: 656.073: 658.8 РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТНО-ПЕРЕСАДОЧНОГО УЗЛА В УСЛОВИЯХ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ТРАНСПОРТНОГО УЗЛА О.Д. Покровская Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» г. Санкт-Петербург М.А. Марченко Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» г. Санкт-Петербург И.В. Рыбакова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» г. Санкт-Петербург М.В. Шевердова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» г. Санкт-Петербург Аннотация. Цель работы — изучить возможные варианты развития транспортно- пересадочного узла на примере станции Волковская. Для достижения цели используются средства и методы теории систем, теории терминалистики, теории массового обслуживания, а также инструментарий среды моделирования Anylogic. Рассмотрены варианты развития транспортно-пересадочного узла с определением ключевых параметров. Проведен расчет экономических показателей, на основе которого сделан вывод об экономической эффективности предложений. Ключевые слова: транспортно-пересадочный узел, имитационное моделирование, системный подход, экономическая эффективность. 360
DEVELOPMENT OF A TRANSPORT INTERCHANGE HUB IN THE CONDITIONS OF THE ST. PETERSBURG TRANSPORT HUB O.D. Pokrovskaya Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University" Saint Petersburg M.A. Marchenko Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University" Saint Petersburg I.V. Rybakova Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University" Saint Petersburg M.V. Sheverdova Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University" Saint Petersburg Annotation. The purpose of the work is to study possible options for the development of the transport interchange hub on the example of the Volkovskaya station. To achieve the goal, the tools and methods of systems theory, criminology theory, queuing theory, as well as the tools of the Anylogic modeling environment are used. Options for the development of a transport interchange hub with the definition of key parameters are considered. The calculation of economic indicators was carried out, on the basis of which a conclusion was made about the economic efficiency of the proposals. Key words: transport interchange hub, simulation modeling, system approach, economic efficiency. Первоочередной задачей развития транспортной системы Санкт-Петербурга и Ленинградской области до 2030 г. является удовлетворение спроса населения на транспортные услуги, отвечающие современным требованиям безопасности, доступности, комфорта, экономичности и экологичности. Кроме того, население Санкт-Петербурга и прилегающих к нему районов Ленинградской области неуклонно возрастает. Чтобы удовлетворять увеличивающиеся потребности населения в передвижении, повышать его уровень жизни и обеспечивать стабильный экономический рост, необходимо эффективно и устойчиво раз361
вивать транспортную систему данных субъектов Российской Федерации и интегрировать её в единое транспортное пространство [1]. Целью данной статьи является расчёт параметров проектируемого транспортнопересадочного узла (далее — ТПУ) Волковская путём моделирования его работы. Задачи: расчёт пассажиропотоков и анализ пропускной способности ТПУ; определение экономической эффективности решений. К сожалению, в течение последнего десятка лет наблюдается значительный рост автотранспортной техники на дорогах Российской Федерации, в том числе Санкт-Петербурга и Ленинградской области, где он выражен ярче, чем в других регионах нашей страны в связи с большей плотностью населения. Это связано с большим количеством предложений автомобилей на рынке, в том числе бюджетного сегмента, которое продолжает расти. В связи с этим многие люди могут позволить себе покупку личного автомобиля, что, в конечном итоге, приводит к исчерпыванию пропускной способности автодорожной сети, в результате на дорогах возникают многочисленные заторы, и процесс перемещения пассажиров значительно затрудняется [2–4]. Для решения данной проблемы следует ориентироваться на международный опыт, в рамках которого можно предложить два варианта решения. 1. Увеличение пропускной способности транспортной системы. Сюда входит проектирование новых автодорог, уширение существующих и создание новых парковочных мест. 2. Создание предпосылок к отказу населения от личного транспорта. В первом варианте предпринимаемые меры являются временным решением, поскольку увеличение пропускной способности инфраструктуры будет стимулировать население к покупке личных автомобилей, что только увеличит количество последних. При этом на строительство и реконструкцию инфраструктуры потребуется выделение значительных сумм финансовых средств, а количество смертей в результате дорожно-транспортных происшествий только увеличится, и ухудшится экологическая ситуация. Во втором случае транспортный поток уменьшится в результате перехода части пассажиропотока с личного на общественный транспорт. Для того, чтобы стимулировать население пересесть на общественный транспорт, требуется не только обеспечить безопасную, комфортную и быструю поездку за счёт модернизации подвижного состава, но также и создать необходимую инфраструктуру для пересадок между различными видами транспорта. Для этой цели сооружаются транспортно-пересадочные узлы. В данной статье предпринята попытка моделирования работы транспортно-пересадочного узла Волковская (ТПУ), с использованием средств и методов, изложенных в работах [5–6], требований к проектированию [7], а также методики расчета экономической эффективности предложений [8]. 362
Характеристика условий проектирования и моделирования. Санкт-Петербургский транспортный узел — это совокупность объектов транспортной инфраструктуры нескольких видов транспорта, находящихся на территории регионов СанктПетербурга и Ленинградской области, а также в акватории, прилегающей к Финскому заливу, объединённых горизонтально интегрированными технологическими процессами при выполнении мультимодальных пассажирских и грузовых перевозок. Он располагается на территории города Санкт-Петербурга и Ленинградской области и является одним из крупнейших в Российской Федерации, соединяет Скандинавский полуостров, центральную Россию и страны Прибалтики, обеспечивает основную часть грузовых и пассажирских перевозок в Северо-Западном федеральном округе. Кроме того, данный транспортный узел является универсальным, поскольку в нём присутствуют все возможные виды транспорта: автомобильный, железнодорожный, морской, внутренний водный, воздушный, а также трубопроводный. В последние годы транспортный узел интенсивно расширяется, в первую очередь, за счёт увеличения протяжённости автодорожной сети. Например, планируется строительство широтной скоростной магистрали, соединящей западный скоростной диаметр с Мурманским шоссе с примыканием к кольцевой автодороге. Следует также упомянуть построенную в прошлом году автомобильную развязку из города Мурино на кольцевую автодорогу. Подобные масштабы строительства связаны с высоким ростом населения пригородов СанктПетербурга и, как следствие, растущей потребностью в пропускной способности автодорожной сети. В настоящее время на территории региона действуют 92 автотранспортных предприятий по грузоперевозкам и 10 автобусных парков. В Санкт-Петербурге действуют 673 автобусных маршрута, протяжённость которых составляет 4,4 тыс. км. Автомобильным транспортом в среднем за год осуществляются перевозки 31,2 млн тонн грузов и 4,8 млн пассажиров в сутки, что составляет 18% от всех объёмов грузовых и 42% пассажирских перевозок. Кроме того, основную часть грузовых автотранспортных перевозок в СанктПетербурге занимают перевозки грузов из порта Санкт-Петербург и некоторых Финляндских портов в центральные и южные регионы России, для обеспечения которых была создана автомобильная инфраструктура, удовлетворяющая соответствующий спрос на автомобильные перевозки. Речь идёт про недавно построенную скоростную автомобильную трассу М–11 «Нева», которая приняла на себя большую часть транзитного потока между Москвой и Санкт-Петербургом, чем в значительной степени снизила нагрузку на трассу М–10 «Россия» [9–12]. Следует также отметить выгодное географическое расположение Санкт-Петербургского транспортного узла: он находится на берегу Финского залива. В связи с этим в состав узла входит морской порт, через который осуществляется погрузка, выгрузка и перегрузка 363
как внутренних, так и международных грузов. После открытия порта Усть-Луга весь грузопоток постепенно перемещается из Санкт-Петербурга туда, поскольку новый порт географически находится ближе к государствам, с которыми у Российской Федерации больше всего торговых связей. Также он обладает большей пропускной и перерабатывающей способностями, чем порт в Санкт-Петербурге. Тем не менее, данный порт на сегодняшний день входит в состав международного транспортного коридора № 9, а также в два транспортных коридора: «Транссиб» и «Север-Юг». Размеры привокзальных площадей вокзалов предусматривают по данным расчётов. В целях определения требуемых площадей используют данные, приведённые в таблице 1. Таблица 1 Нормативная площадь привокзальной площади Расчётная вместимость вокзала Малый Средний Большой Крупнейший (особо большой) Минимальный размер площади, га 0,3 0,7 1,0 1,25 [Источник: составлено авторами с использованием [7]] Результаты анализа и моделирования. Ускорение прохода общественного транспорта через ТПУ достигается: — увеличением пропускной способности дорожно-уличной сети на подходах к ТПУ путём уширения существующих автодорог и постройки новых; — внедрением специализированных полос движения наземного транспорта общественного пользования; — оптимизацией планировочного решения проследования транспорта по территории ТПУ, использованием геометрических параметров, позволяющих обеспечить беспрепятственное маневрирование; — минимизацией точек пересечения потоков общественного и личного транспорта на территории ТПУ. — определением необходимого количества и сооружения посадочных площадок. Выполнение расчетов и анализа возможных вариантов решения возможно с применением методологического инструментария теории терминалистики — логистики транспортных узлов и терминалов, применительно к условиям данного ТПУ [13–18]. В районе проектирования ТПУ на сегодняшний день существуют пассажиропотоки по следующим видам транспорта: Санкт-Петербургский метрополитен, автобусные и трамвайные маршруты, а также автостоянки, в частности, выполняющие функции перехватывающей парковки. К 2024 г. к существующим пассажиропотокам добавятся пассажиры 364
пригородных электропоездов, а к 2025 г. — городских электропоездов, при этом оба проектируемых диаметра пройдут через станцию. Ввиду значительной корреспонденции пассажиропотоков в районе проектирования ТПУ важно определять пассажиропотоки в первую очередь по часам «пик» — это вечер пятницы и утро понедельника, когда трудовые поездки совпадают с рекреационными. Для определения размеров работы транспортно-пересадочного узла необходимо определить расчётный пассажиропоток. Поскольку он будет максимальным в часы «пик», расчёт пассажиропотоков будем производить во время утреннего часа «пик», т.е. с 6.00 до 10.00, когда наибольшее количество людей высаживается из пригородных электропоездов для последующей пересадки на городской транспорт или выход в город, и во время вечернего часа «пик», т.е. с 17.00 до 21.00, когда преобладает обратный поток из городского транспорта в пригородные электропоезда [1]. Расчёт выполняем, ориентируясь на среднюю населённость электропоездов и процент выходящих в часы «пик». Для расчёта населённости пригородных электропоездов воспользуемся данными по прогнозируемым годовым пассажиропотокам на 2030 г., приведёнными в таблице 1. Поскольку на Волковскую будут переведены электропоезда с СанктПетербурга-Главного, обслуживающего Московское направление Санкт-Петербургского железнодорожного узла, определяем годовой пассажиропоток по этому направлению; он составит 14,3 миллиона пассажиров в год. Расчётные пассажиропотоки по часам «пик» даны в таблице 2. Таблица 2 Автостоянка со стороны метро Пешеходы со стороны здания вокзала Автобусная остановка со стороны вестибюля Автостоянка со стороны вестибюля Пешеходы со стороны вестибюля Пригородный/городской электропоезд 1 4/9 1,5 6/13 1,5 6/13 1 4/9 1,5 6/13 18 67/158 877/374 614/260 13/6 26/11 9/4 9/4 13/6 13/6 9/4 13/6 158/67 13 19 19 13 19 225 1251 874 19 Трамвайная остановка 3 1 11/26 4/9 Автобусная остановка со стороны вокзала 1,5 6/13 Метро Автостоянка со стороны вокзала Утренний час «пик» Вечерний час «пик» Итого 100 70 374/877 260/614 Всего % пассажиропотоков Расчётные пассажиропотоки по часам «пик» 37 13 [Источник: составлено авторами по результатам собственных исследований] 365
На основании существующих проектных материалов была построена имитационная модель в AnyLogic. Преимуществом построения имитационной модели перед аналитическими расчётами является простота изменения её структуры и возможность моделирования работы ТПУ практически любой сложности. Недостатком же является то, что для осуществления сбора статистических данных для дальнейшего анализа выходных значений, с высокой степенью точности приближенных к числовым характеристикам аналитических расчётов, требуется наличие электронной вычислительной машины, а также владение навыками работы в AnyLogic. Но этот недостаток устраним. Путём моделирования работы проектируемого ТПУ были определены: — расчётные потоки для утреннего и вечернего часов «пик»; — потребная и наличная пропускная способность ТПУ, их сопоставление; — оптимальное время пересадки пассажиров; — финансовые затраты на оборудование ТПУ обслуживающими устройствами и их годовое обслуживание. По результатам модельных экспериментов удалось установить, что «узкими местами» ТПУ являются часть пешеходного тоннеля от здания вокзала до платформы городских электропоездов, а также распределительные залы, ведущие к пассажирским платформам пригородных электропоездов. При проектировании транспортно-пересадочного узла следует стремиться к минимизации капитальных затрат, в том числе на его оснащение обслуживающими устройствами. При этом пропускная способность ТПУ должна соответствовать расчётным пассажиропотокам, в противном случае неизбежно возникновение заторов в узких местах, в частности, при обслуживании пассажиров при входе в здание вокзала или вестибюль, покупке билетов в билетной кассе или автомате, проходе турникетной линейки с целью проверки наличия проездных документов. Необходимое количество обслуживающих устройств было определено путём имитационного моделирования с учётом расчётных пассажиропотоков и времени обслуживания пассажиров каждым конкретным устройством. За основу была взята текущая проектная схема ТПУ, и после построения имитационной модели на неё основе были внесены изменения в проектные решения и изменено количество обслуживающих устройств. Стоимость турникетов, билетных касс и автоматов приведены в таблице 3. Поскольку стоимость сооружения вокзала и его дальнейшего обслуживания неизвестны, примем кадастровую стоимость аналогичной среднерыночной в Санкт-Петербурге. В таком случае она составит 183,3 руб./м2 [19]. Площадь торгового помещения принимаем по проектным чертежам, она составляет 7,0 м2. 366
Таблица 3 Стоимость обслуживающих устройств в ценах 2017 г. без учёта НДС Наименование Турникет багажный/пассажирский реверсивный «АРМ билетного кассира» с контрольнокассовой машиной «Прим 08Ф» Терминал самообслуживания "Искра-201П" с ККМ Прим-21Ф Терминал самообслуживания "МГГ-01" с ККМ Прим-21Ф (для маломобильных пассажиров) Цена без учёта НДС, руб. 1188,9 100,9 280,2 288,1 [Источник: составлено авторами с использованием [8]] В результате разделения пассажиропотоков на вход и выход на платформы пригородных электропоездов, а также изменения количества обслуживающих устройств для возможности обслуживания ими пассажиров без возникновения значительных очередей и образования заторов, количество обслуживающих устройств изменилось. Оно приведено в таблице 4. Таблица 4 Количество обслуживающих устройств по первоначальному проекту Общие годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб./год 62,2 Общие капитальные затраты, тыс. руб. 2486,4 136,8 1998,2 410,2 5994,5 8 2 380,0 390,7 36,0 [21] 36,0 [21] 3039,7 781,4 288,0 72,0 28 16 2 12 9 1612,1 2584,6 [23] 13486,1 [23] 232,3 [25] 1440,0 [26] 42,0 [22] 120,5 [24] 628,8 [24] 23,3 48,2 [27] 45138,4 41352,4 26972,2,0 2787,1 12960,0 1176,0 1928,0 1257,5 278,8 433,8 84 20883,9 2995,0 135927,4 11677,0 Наименование Количество шт. Капитальные затраты, тыс. руб. Годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб./год Досмотровое оборудование Билетные кассы БПА БПА для МГН Турникеты Эскалаторы Траволаторы Лестницы Лифты для МГН Итого 4 621,6 [20] 3 248,7 [Источник: составлено авторами по результатам собственных исследований] 367
Таблица 5 Количество обслуживающих устройств, полученных в результате имитационного моделирования Общие годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб./год 62,2 Общие капитальные затраты, тыс. руб. 2486,4 136,8 1998,2 273,5 3609,1 5 1 17 13 2 11 9 380,0 390,7 1612,1 2584,6 13486,1 232,3 1440,0 36,0 36,0 42,0 120,5 628,8 23,3 48,2 1899,8 390,7 27405,5 33598,8 26972,2 2554,9 12960,0 180,0 36,0 714,0 1566,5 1257,5 255,5 433,8 64 20883,9 2995,0 108541,5 8300,9 Наименование Количество, шт. Капитальные затраты, тыс. руб. Годовые эксплуатационн ые расходы, тыс. руб./год Досмотровое оборудование Билетные кассы БПА БПА для МГН Турникеты Эскалаторы Траволаторы Лестницы Лифты для МГН Итого 4 621,6 2 248,7 [Источник: составлено авторами по результатам собственных исследований] Дальнейшие исследования по проектированию ТПУ и оценке их работы могут быть направлены на детальную проработку вопросов экологичности, «зеленого аспекта» и энергосбережения на транспорте, например, с учетом результатов, полученных в работах [19–22]. Выводы. Экономия рабочего времени пассажиров, которые получат электронные проездные документы и не будут обслуживаться в билетных кассах, составит 4635 мин./сут. Расчетами установлено, что в результате использования пригородными пассажирами электронных проездных документов социально-экономический эффект в результате экономии рабочего времени составит 16071,9 рублей в год. Экономическую эффективность возможно повысить путём приобретения пассажирами электронных проездных документов и оплаты проезда с возможностью минования билетных касс, что уменьшает общее время пересадки и сэкономит время, которое пассажир мог бы использовать в качестве рабочего. Приведённые готовые расходы по первоначальному варианту составили 25269,7 тыс. руб./год, по принятому варианту 19155,1 тыс. руб./год. Экономия, достигнутая в результате принятых проектных решений, составит 6114,6 тыс. руб./год. 368
Как видно из расчётов, путём имитационного моделирования работы ТПУ удалось добиться снижения количества проектируемых обслуживающих устройств, при котором скорость пересадки пассажиров практически не меняется незначительно относительно исходного варианта в связи с наличием запаса в пропускной способности, в результате чего ТПУ исправно функционирует, но при этом экономическая эффективность проекта значительно возрастает, что снижает себестоимость пассажирских перевозок. Таким образом, экономия приведённых расходов составила 6114,7 тысяч руб./год. В ходе внесения изменений в размещение и специализацию обслуживающих устройств, а также симулирования работы ТПУ с помощью имитационного моделирования, удалось добиться экономии годовых приведённых затрат в размере 8,3 млн руб./год, а также социально-экономического эффекта, составившего 16,1 млн руб./год. На основании вышесказанного можно сделать вывод, что решения по оснащению обслуживающими устройствами ТПУ Волковская являются оптимальными с точки зрения организации движения пассажиропотоков по пересадке. Список литературы 1. Витвицкий, Е.Е. Теория транспортных процессов и систем (Грузовые автомобильные перевозки) / Е.Е. Витвицкий. – 2-е изд., испр. и доп. – Омск: СибАДИ, 2014. – 216 с. – Текст: непосредственный. 2. Горев, А.Э. Основы теории транспортных систем: учеб. пособие / А.Э. Горев. – Санкт-Петербург: Изд-во СПбГАСУ, 2010. – 214 с. – Текст: непосредственный. 3. Алиев, Т.И. Основы моделирования дискретных систем: учеб. пособие / Т.И. Алиев. – Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2009. – 363 с. – Текст: непосредственный. 4. СП 395.1325800.2018 Свод правил. Транспортно-пересадочные узлы: Правила проектирования; введ. 22.03.2019. – Москва: Минстрой России, 2018. – 26 с. – Текст: непосредственный. 5. Четчуев, С.В. Санкт-Петербургский железнодорожный узел: перспективы развития / М.В. Четчуев, В.В. Костенко, Д.И. Хомич. – Текст: непосредственный // Транспорт Российской Федерации. – 2020. – № 1 (86). – С. 11–13. 6. Назаров, А.А. Теория массового обслуживания: учебное пособие / А.А. Назаров, А.Ф. Терпугов. – 2-е изд., испр. – Томск : Изд-во НТЛ, 2010. – 228 с. – Текст: непосредственный. 7. Белых, Н.С. Разработка модели грузового магнитолевитационного терминала / Н.С. Белых, В.В. Костенко. – Текст: непосредственный // Транспорт: проблемы, идеи, перспективы: сборник трудов LXXVII Всероссийской научно-технической конференции сту369
дентов, аспирантов и молодых ученых. Санкт-Петербург, 17–24 апреля 2017 года. – СанктПетербург: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2017. – C. 163–167. 8. Логинов, С.И. Определение ориентировочной стоимости строительства железнодорожных станций и узлов по укрупненным показателям: учебно-методическое пособие / С.И. Логинов, Ю.И. Ефименко, А.А. Краснощек. – Санкт-Петербург: ПГУПС, 2017. – 36 с. – Текст: непосредственный. 9. Елисеев, С.Ю. Стратегия логистического управления внешнеторговыми перевозками / С.Ю. Елисеев, А.Ф. Котляренко, П.В. Куренков. – Текст: непосредственный // Транспорт: наука, техника, управление: Сб. ОИ/ВИНИТИ. – 2004. – № 3. – С. 26–35. 10. Елисеев, С.Ю. Логистика в управлении внешнеторговыми перевозками / С.Ю. Елисеев, Э.В. Тучков, П.В. Куренков. – Текст: непосредственный // Экономика железных дорог. – 2005. – № 7. – C. 28–33. 11. Ефремов, В.А. Логистизация управления движением поездов / В.А. Ефремов, П.В. Куренков. – Текст: непосредственный // Логистика сегодня. – 2004. – № 5. – С. 31–38. 12. Котляренко, А.Ф. К логистическим технологиям смешанных перевозок / А.Ф. Котляренко, П.В. Куренков. – Текст: непосредственный // Логистика. – 2002. – № 3. – С. 8–10. 13. Покровская, О.Д. Определение параметров терминальной сети региона (на примере Кемеровской области) / О.Д. Покровская. – Текст: непосредственный // Транспорт Урала. – 2012. – № 1 (32). – С. 93–97. 14. Покровская, О.Д. Терминалистика – организация и управление в транспортных узлах / О.Д. Покровская, Е.К. Коровяковский. – Текст: непосредственный // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2016. – Т. 13, № 4 (49). – С. 509–520. 15. Титова, Т.С. Междисциплинарное положение теории терминалистики / Т.С. Титова, О.Д. Покровская. – Текст: непосредственный // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2018. – Т. 15, № 2. – С. 248–260. 16. Покровская, О.Д. Международная логистика Транссибирской магистрали: использование транзитного потенциала России / О.Д. Покровская, В.М. Самуйлов. – Текст: непосредственный // Инновационный транспорт. – 2016. – № 3 (21). – С. 3–7. 17. Покровская, О.Д. Состояние транспортно-логистической инфраструктуры для угольных перевозок в России / О.Д. Покровская. – Текст: непосредственный // Инновационный транспорт. – 2015. – № 1 (15). – С. 13–23. 18. Покровская, О.Д. О терминологии объектов терминально-складской инфраструктуры / О.Д. Покровская. – Текст: непосредственный // Мир транспорта. – 2018. – Т.16, № 1 (74). – С.152–163. 370
19. Титова, Т.С. Экологические проблемы транспортного строительства / Т.С. Титова, А.А. Степанова. – Текст: непосредственный // Техносферная и экологическая безопасность на транспорте (ТЭБТРАНС–2014): Материалы IV Междунар.науч.-практич. конференции. – Санкт-Петербург: ПГУПС, 2014. – С. 202–204. 20. Агунов, А.В. О построении систем управления качеством электроэнергии / А.В. Агунов, Т.С. Титова, В.А. Кручек. – Текст: непосредственный // Электротехника. – 2016. – № 5. – С. 14–19. 21. Титова, Т.С. Об объективной оценке акустического воздействия / Т.С. Титова, О.И. Копытенкова, Д.Е. Курепин. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2017. – № 5. – С. 75–77. 22. Панова, Ю.Н. Экологические аспекты внедрения тыловых терминалов / Ю.Н. Панова, Е.К. Коровяковский, Т.С. Титова. – Текст: непосредственный // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2011. – № 3 (28). – C. 15–23. 371
УДК: 656.073.7 КОМПЛЕКСНАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЕДИТОРСКОЙ КОМПАНИЕЙ В СЕГМЕНТЕ КОНТЕЙНЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК Р.В. Розенфельд Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье изложены предпосылки создания и опыт компании АО «Руссо Транс» по разработке собственной ERP-cистемы управления перевозками. Ключевые слова: ERP-система, единая база данных, контейнерные перевозки. INTEGRATED MANAGEMENT AND RESOURCE PLANNING SYSTEM FOR THE CONTAINER FREIGHT FORWARDING COMPANY R.V. Rozenfeld Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article outlines the prerequisites for the creation and experience of JSC Russo Trans in developing its own ERP transportation management system. Key words: ERP, single database, container transportation. В настоящее время во всём мире широко распространены комплексные информационные системы управления предприятиями, среди производителей которых лидирующие позиции занимают широко известные SAP и Oracle. В отличие от традиционных, или «наследственных» информационных систем, которые исторически разрабатывались для автоматизации отдельных участков бизнеса (АСОУП, ДИСПАРК и др.), систем управления продажами, сервисом и т.п., комплексные интегрированные системы (т.н. ERP-системы*) охватывают все основные области управления предприятием, имея в своём составе соответствующие функциональные блоки, или же интегрируя работу других систем. Внедрение ERP-систем происходит постоянно растущими темпами в компаниях производственной сферы, торговли, государственных корпорациях. Основные вендоры имеют стандартизированный функционал «коробочных» ERP-систем под типовые технологические * ERP («Enterprise Resource Planning») система – комплексная информационная система автоматизации всех основных производственных, финансовых, кадровых, сервисных и других функциональных блоков предприятия с объединением информации в единую базу данных и прямым доступом к ней с каждого рабочего места с учётом прав доступа и стоящих задач. 372
процессы в области производства, реализации товаров и услуг и др. Зачастую конкурирующие в том или ином сегменте рынка компании имеют одинаковые принципы управления, которые основаны на «запрограммированном» в коробочном решении технологическом процессе. Адаптация решения под нужды клиента возможна и необходима, однако доработки, настройки и дополнительные модули имеют очень высокую стоимость, а степень потребного видоизменения может быть очень высока. В настоящее время отсутствуют готовые решения среди ERP-систем для экспедиторских организаций в сегменте железнодорожных перевозок, которые бы учитывали специфику транспортной отрасли, технологические процессы на транспорте. На рынке не определены типовые подходы к разработке комплексных систем управления для транспортно-экспедиционных предприятий. На нашем предприятии успешно решается задача создания комплексной ERP-системы управления транспортно-экспедиторской компании, осуществляющей свою деятельность в сегменте контейнерных перевозок. Для реализации выбрана современная программная платформа «1С». Ряд функциональных блоков разрабатываемой системы, например, блок веб-интерфейсов для работы контрагентов в регионах России, являются абсолютно уникальными для данного рынка на территории нашей страны и могут сравниваться лишь с аналогичными зарубежными решениями. Система позволяет существенно повысить эффективность деятельности транспортноэкспедиторских компаний, увеличить производительность труда за счёт автоматизации рутинных операций, выполняемых вручную, сократить затраты организации, упростить взаимодействие с удалёнными офисами и партнерами. Стандартный технологический процесс, реализованный в системе, сокращает трудоемкость внедрения системы, затраты на её адаптацию под нужды того или иного предприятия, упорядочивает отдельные операции в рамках производственного процесса компании. Рассмотрим более подробно некоторые аспекты разработки и внедрения такой системы. За последние годы в России наблюдается устойчивый рост перевозок в крупнотоннажных контейнерах. Растут объемы перевозок в транзитном сообщении из стран АТР в Европу по территории России. Вместе с тем, общий уровень контейнеризации на железных дорогах России существенно отстает от уровня других экономик мира, оставаясь на уровне 9–12% от общего объема перевозимых железнодорожным транспортом грузов по сравнению с более чем 18% в США, 14–17% в Европейских странах. Эти данные свидетельствуют о значительном потенциале российского рынка контейнерных перевозок, а значит, и о сохранении в будущем устойчивой потребности в современных IT-решениях. 373
На рынке IT-решений для транспортно-экспедиторских компаний представлено несколько десятков программных продуктов для автоматизации отдельных областей бизнеса (управление оперативной работой, управление и мониторинг вагонного парка, управление продажами, автоматизированный расчет провозных плат и тарифов и др.). Такие продукты разрабатываются как небольшими производителями программного обеспечения, так и крупными вендорами (например, ТМ Софт, СТМ и др.). В отдельных областях (например, расчет тарифов) в целом по рынку достигнуты значительные успехи, имеется конкуренция между продуктами. Большая часть производителей такого ПО являются российскими компаниями. Крупные иностранные производители программных платформ (Oracle, IBM и др.) могут предоставлять свои платформы российским разработчикам, но самостоятельно не предлагают специализированного ПО для конечных клиентов. Вместе с тем, несмотря на наличие значительно количества специализированных программных продуктов, на рынке почти полностью отсутствует предложение отраслевых ERP систем для компаний, работающих в области перевозок контейнеров. Два крупнейших мировых разработчика — SAP и Oracle имеют ряд универсальных решений, которые декларируются как подходящие под задачи перевозчиков и отделов логистики компаний-клиентов одновременно. Среди таких решений можно назвать Oracle Transportation Management, решения на платформе SAP NetWeaver 3, SAP Transportation Management. На практике такие решения оказываются не приспособленными к нуждам большинства транспортных компаний в секторе контейнерных перевозок, включают в себя слишком общие решения и блоки, которые способны быть мощным аналитическим средством, но абсолютно не готовы к использованию в условиях производственного процесса на станциях, контейнерных терминалах, а оперативный блок в таких системах во многих случаях в принципе не может быть использован железнодорожными перевозчиками. Так, SAP активно сотрудничает с ОАО «РЖД», которое использует решения SAP для управленческого и кадрового учёта, финансовых операций и др., но, например, процессы оперативного управления перевозками, работа с графиком движения поездов и коммерческая работа на станциях автоматизируются с помощью совершенно других систем отечественного производства (ГИД УРАЛ, ЭТРАН, ДИСПАРК и др.). Аналогичные проблемы возникают у компаний малого и среднего бизнеса, для которых, помимо отсутствия типовых решений, могущих быть применёнными в реальной работе «на земле», возникают барьеры в виде огромных финансовых затрат на доработку и внедрение решений SAP. В состав разрабатываемой нами интегрированной системы включаются отдельные функциональные блоки на основе современных технологий (облачные вычисления, технология BPM, автоматическое распознавание документов, веб-интерфейсы и др.), которые 374
могут эффективно работать в рамках ERP-системы. Программная платформа позволяет также реализовать удалённые рабочие места сотрудников, поддерживать мобильные терминалы для обмена данными с сотрудниками «в поле», проводить автоматическую рассылку текстовых и графических сообщений, подключать принт-серверы и т.д. Наша система предусматривает единую базу данных всех заявок на перевозку (БД перевозок), на которую «нанизываются» различные модули, АРМы, обработчики данных, интерфейсы пользователей и т.п. Отсутствует стыковка отдельных, развивающихся индивидуально, систем, поскольку вся информация находится в одном месте. Отдельно остановимся на некоторых модулях и функциональных возможностях системы. Основные элементы системы — Блок Справочников, необходимых для работы системы; — Заявка и журнал заявок. Каждая заявка представляет собой одну перевозку контейнера/вагона и является основой работы ИС; — АРМы основных функциональных должностей транспортной компании; — Блок управленческого учета; — Сервисные блоки; — Блок удаленного доступа через веб-интерфейсы и мобильные приложения. Модуль НСИ — содержит различные справочники, используемые в ИС, в т.ч. спра- вочник транспортных средств (тягачи, полуприцепы), физических лиц — сотрудников организации и привлеченных контрагентов, адресный справочник, номенклатуры грузов ЕТСНГ/ГНГ, коды сетевой разметки железнодорожных станций колеи 1520 мм и др. Изменение справочников закрыто для рядовых пользователей системы, осуществляется лишь администраторами, что является дополнительным методом контроля, «барьером безопасности». Модуль «Заявка» — производственная база заказов. Документ «Заявка» внутри имеет закладки с группировкой данных по функциональным областям. Заявка содержит поля с базовыми данными по перевозке (наименование клиента, вес груза, пункты отправления и назначения и т.п.), стоимость перевозки, фактические расходы, понесенные организацией в ходе выполнения заявки, фактические доходы (выручка от клиента), сведения о могущих возникнуть в ходе контейнерной перевозки браках и недостачах. К Заявке прикрепляются скан-копии товарно-транспортных и технологических документов, которые сопровождают каждую перевозку (ТН на автотранспортном плече, коносамент, Акты приема-передачи порожних контейнеров и т.п.), фотографии порожнего контейнера в момент его постановки на терминале, фотографии груза, документы по несохранной перевозке и т.п. В силу того, что к каждой Заявке прикрепляется вся информация, связанная с данной конкретной перевозкой, доступ к ней со стороны подразделений компании на всех этапах 375
максимально прост. Работу с документом «Заявка» осуществляют различные функциональные отделы компании (диспетчерский, менеджеры по работе с клиентами, менеджеры на станции и т.п.). Заявки включают в себя функционал контроля продвижения контейнеров по «чек-пойнтам» с использованием технологических карт, которые бы определяли набор «чек-пойнтов» для того или иного типа оказываемых клиенту услуг. Для максимальной стандартизации Заявок введено понятие «Технологическая карта» — типовая услуга (вид услуги), которая оказывается клиенту или выполняются для внутренних нужд компании. Каждой технологической карте заранее предопределен набор чек-пойнтов и полей, необходимых в Заявке. Модуль АРМов пользователей включает в себя создаваемые по единым принципам интерфейсы рабочих мест для следующих основных должностей внутри компании: — диспетчера автотранспорта; — менеджера по работе с клиентами; — менеджера по работе с вагонами/оперативному планированию перевозок; — станционного менеджера; — менеджера по работе с агентами в регионах и т.д. ВЕБ-интерфейсы предусмотрены для работы в системе сотрудников, находящихся в регионах России, включая сотрудников внешних контрагентов. Через интернет-браузер вносятся данные о движении контейнера, прикрепляются сканы документов, фотографии, просматриваются инструкции на возврат порожних контейнеров и т.п. Мобильное приложение для смартфонов под управлением ОС Android используется водителями и экспедиторами, находящимися на складах погрузки-выгрузки грузов, для передачи в единую базу данных сведений о весе груза, количестве грузовых мест, номерах ЗПУ в онлайн-режиме. Модуль управления несохранными перевозками предполагает учёт и контроль как за самими случаями несохранных перевозок, включая повреждение контейнеров, так и претензиями, которые предъявляются нам клиентами по фактам таких несохранных перевозок. Реализован функционал учёта взаимоотношений со страховыми компаниями. Модуль «управление разнарядками, ведение стока». Учет выдаваемых собствен- никами контейнеров разнарядок в реальном времени, ведение остатков по стокам на различных терминалах, автоматическое уменьшение доступных к выдаче контейнеров путем прикрепления разнарядок к заявкам. Проверка правильности указания разнарядок при вводе данных в заявки. Модуль рассылки смс-сообщений необходим для привлечения внимания поль- зователей системы к тем или иным событиям, на которые требуется оперативная реакция: новая заявка, поступившая от клиента, задержка при отправлении контейнера, подтверждение передачи информации от удаленного сотрудника и т.п. 376
Модуль «роботов» состоит из различных автоматизированных обработчиков данных об оперативной обстановке, имея целью предупреждать пользователей о рисках возникновения ситуаций, требующих вмешательства. Например, анализируется длительность стоянок контейнеров в пути следования на промежуточных станциях. В том случае, когда по данным ГВЦ РЖД поезд стоит на одной станции более суток, система направляет менеджерам предупреждающее о риске бросания поезда уведомление. Другой пример связан с анализом оформленных железнодорожных накладных на предмет корректного проставления станции назначения и грузополучателя против данных, имеющихся в системе. Система содержит более десятка различных модулей, разработка и модернизация которых ведётся в постоянном режиме. Единая база данных, составляющая ядро системы, позволяет иметь значительный потенциал развития на перспективу. Разработанные типовые технологические карты отражают принятые и устоявшиеся в отрасли процессы обработки и перевозки контейнеров, взаимоотношения с подрядчиками и клиентами. Это делает внедрение такой системы максимально простым во многих транспортно-экспедиторских компаниях, осуществляющих свою деятельность в области перевозок контейнеров. 377
УДК: 656.86 ТРАНСПОРТНО-ЛОГИСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ АО «ПОЧТА РОССИИ» А.А. Сироткин Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный университет путей сообщения» Филиал в г. Нижний Новгород А.В. Хмара Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный университет путей сообщения» Филиал в г. Нижний Новгород Аннотация. Рассмотрены особенности Личного кабинета otpravka.pochta.ru, мо- бильного приложения АО «Почта России», логистической информационной системы АО «Почта России». Представлены сведения о кросс-докинге и фулфилменте от АО «Почта России». Обозначены ключевые преимущества и виды грузовых перевозок, осуществляемых АО «Почта России». Приведена информация о логистическом решении ЕМС-РТ. Ключевые слова: груз, доставка, отправление, перевозка, склад. TRANSPORT AND LOGISTICS CAPABILITIES OF JSC "RUSSIAN POST" A.A. Sirotkin Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Samara State University of Railway Transport» Branch in Nizhny Novgorod A.V. Khmara Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Samara State University of Railway Transport» Branch in Nizhny Novgorod Annotation. The peculiarities of Personal Office of otpravka.pochta.ru, mobile application of JSC Russian Post, logistics information system of JSC Russian Post are considered. Information about cross-docking and fullfilm from Russian Post JSC is presented. Key advantages and types of freight transportation carried out by JSC Russian Post are outlined. Information about EMC-PT logistics solution is given. Key words: cargo, delivery, dispatch, transportation, warehouse. 378
К современным транспортно-логистическим возможностям АО «Почта России» относятся: цифровые сервисы, кросс-докинг, фулфилмент, грузовые перевозки и связанные с ними услуги. Среди цифровых сервисов можно выделить Личный кабинет otpravka.pochta.ru, Мобильное приложение АО «Почта России», Логистическую информационную систему АО «Почта России». Личный кабинет otpravka.pochta.ru В Личном кабинете для бизнеса (otpravka.pochta.ru) представлены следующие функции [3]: загрузка данных по отправлениям в режиме онлайн; автоматический расчет стоимости доставки; формирование и печать ярлыков, бланков и документов в 1 клик; отслеживание/проверка статуса отправлений; SMS-уведомления о плановой дате доставки; работа с отчетами и статистикой по отправкам; личный менеджер; онлайн баланс; интегрированный международный трекинг (рисунок 1). Личный кабинет предлагает: подключение специальных услуг и дополнительных опций; подключение точек ускоренной сдачи партий посылок. Личный кабинет позволяет корпоративным клиентам отказаться от установки и ручного обновления «Партионной Почты»; обеспечивает удобное создание отправлений через API сервиса или из Excel-файла; дает подсказки при вводе, очищает и валидирует адресные данные; автоматически определяет индекс места доставки; гарантирует актуальные тарифы; формирует все документы нажатием одной кнопки; автоматически присваивает трек-номера без резервирования диапазонов; отображает текущий статус отправлений. Рисунок 1 – Международный трекинг (почтовые службы обмениваются событиями трекинга через систему Всемирного почтового союза) * Почтовые службы ряда стран (Канада, Израиль, Норвегия, Австралия) не передают по своей территории трекинг мелких пакетов. 379
Мобильное приложение АО «Почта России». Возможности мобильного приложения АО «Почта России»:  работа с отправлениями: добавление (путем сканирования штрих-кода), сохранение, отслеживание, переадресация;  отображение суммы наложенного платежа и таможенных сборов;  push-уведомления;  сообщение о неточных данных об отделениях;  вызов курьера;  бронирование времени посещения отделения почтовой связи;  интерактивная карта пунктов выдачи;  оплата посылок получателем. Логистическая информационная система АО «Почта России»:  расчет и планирование наиболее эффективного маршрута и способа доставки с помощью математической модели;  минимизация возможности человеческой ошибки при принятии решений;  учет большинства факторов, влияющих на выбор оптимального маршрута;  контроль сроков доставки. АО «Почта России» как инфраструктурный партнер маркетплейсов осуществляет отправку заказов покупателям почтой из любой точки страны (рисунок 2). Рисунок 2 – Dropoff для продавцов маркетплейсов и интернет-магазинов * Количество почтоматов и их географию можно уточнить у менеджера 380
Традиционно АО «Почта России» использует автоматизированные сортировочные центры, что позволяет осуществлять обмен информацией между региональными сортировочными узлами обо всех почтовых отправлениях в онлайн-режиме, автоматическое формирование всех сопроводительных документов, автоматическую сверку и корректировку информации [2]. Кроме этого, в последние годы АО «Почта России» для экосистемы электронной коммерции предлагает фулфилмент (рисунок 3). Рисунок 3 – Функционирующие фулфилмент-центры АО «Почта России» Например, логистический почтовый центр «Внуково» характеризуется: зданием класса «А»; общей площадью в 100000 м2; площадью фулфилмент склада в 15000 м2; адресной зоной паллетного и мелкоячеистого хранения; транспортной доступностью (логистический комплекс «Внуково» расположен на Юго-западе Москвы, между Киевским и Боровским шоссе; режимом работы склада 24 часа в сутки, ежедневно и 365 дней в году. Фулфилмент — это одна из моделей работы. Еще одной моделью является кроссдокинг. Как логистический интеграционный механизм фулфилмент призван предоставить полный спектр логистических услуг для электронной коммерции, начиная от приема грузов и заканчивая их доставкой конечному покупателю (таблица 1). При этом обеспечивается возможность организации специальных складских процессов под отдельные категории товаров. Некоторыми особенностями фулфилмента являются: размещение склада фулфилмента на одной территории с логистическим почтовым центром; круглосуточная передача отправлений на доставку; выделенная зона адресного паллетного и мелкоячеистого хранения; комплектация заказов клиентов В2В и В2С любой сложности: по штукам, коробам, серийному номеру, номеру партии, волновая комплектация и т.д. 381
Таблица 1 Характеристика кросс-докинга и видов фулфилмента Формат обслуживания Микро фулфилмент Кросс-докинг Классический фулфилмент Вид доставки Характеристики  склад в черте города (УКД)  площадь склада от 400 м2  класс склада С+  операции: приемка, хранение (мин сток), комплектация, упаковка, сортировка, доставка Доставка  склад в черте города NEXT DAY+  площадь склада от 500 м2  класс склада С+  операции: приемка партий товаров от селлеров, обработка, упаковка и передача в доставку Доставка  площадь склада от 8000 м2 NEXT DAY+  наличие высотного стеллажного оборудования  класс склада А+  операции: приемка, хранение, комплектация, упаковка, сортировка, доставка Предпочтовая  упаковка заказов В2С подготовка  отчеты по остаткам и движению товаров  работа без интеграции, через личный кабинет фулфилмента Доставка sameday Теперь рассмотрим грузовые перевозки, осуществляемые АО «Почта России». Ключевые преимущества таких перевозок следующие:  обеспеченность значительным количеством собственных транспортных средств;  возможность осуществления перевозки по сложному маршруту, т.е. такому, на котором находятся несколько адресов погрузки/выгрузки;  надежность: перевозки выполняются опытными квалифицированными водителями, для перевозок используются полностью технически исправные автомобили;  географический охват — вся Россия;  возможность выбора перевозки с учетом вариативности расчета стоимости: аренда транспорта с почасовой оплатой или перевозка по маршруту с фиксированной стоимостью;  обеспечивается идентифицируемость транспортных средств и рекламируется АО «Почта России» за счет работы брендированного транспорта во всех городах России (рисунок 4). АО «Почта России» осуществляет различные виды грузоперевозок (таблица 2). 382
Рисунок 4 – Автопарк АО «Почта России» Таблица 2 Виды грузоперевозок, осуществляемых АО «Почта России» Критерий классификации перевозок Вид транспорта Уровень загрузки автотранспортного средства Вид груза Виды перевозок  автоперевозки по РФ и по городу  железнодорожные перевозки (почтово-багажные вагоны)  авиаперевозки  FTL-доставка (перевозка грузов с полной загрузкой транспортного средства)  LTL-доставка (частичная загрузка, перевозка сборных грузов)  перевозки грузов, не требующих соблюдения температурного режима  перевозки с соблюдением температурного режима Ниже представлены характеристики некоторых видов и подвидов грузовых перевозок, осуществляемых АО «Почта России» (таблица 3). Таблица 3 Характеристики видов доставки грузов, предлагаемые АО «Почта России» Вид доставки Доставка прямой машиной Доставка сборного груза Магистральная доставка крупногабаритных грузов Доставка крупногабаритных грузов с дополнительными опциями Характеристики доставки  Внутригородские и магистральные перевозки  Транспортные средства от 1 до 20 тонн  Индивидуальный расчет стоимости  Единый тариф за доставку по общему физическому весу партии  Доставка до двери  Прием и вручение по всей территории РФ  Максимальный вес отправлений – 50 кг (расширение до 200 кг)  Доставка до терминала  Доставка автомобильным и железнодорожным транспортом  Максимальный вес отправлений – 500 кг  Доставка до двери  Возможность сборки и подключения  Большое количество дополнительных опций  Максимальный вес отправлений – 200 кг 383
Доставка может быть не только в согласованную дату, но также повторной (вечерней). Кроме грузовой перевозки, АО «Почта России» предлагает сопутствующие ей логистические услуги:  сортировка;  упаковка груза;  консолидация/расконсолидация груза;  маркировка, опаллечивание, обрешетка;  проверка комплектности заказа;  ответственное хранение;  оформление транспортных документов;  погрузочно-разгрузочные работы;  информирование отправителя о передвижении груза;  подъем тяжелых грузов при доставке (на лифте/на этаж);  возврат сопроводительных документов;  страхование груза. Курьерская доставка как сервис АО «Почта России» осуществляетсяпо всей России штатными курьерами, тарифицируется только за физический вес, управляется с помощью централизованной системы. В сегменте «Логистика для бизнеса» Почта России предлагает уникальное логистическое решение для транспортировки товаров клиентам — ЕМС-РТ (рисунок 5). Рисунок 5 – Схема движения отправления при ЕМС-РТ Особенности ЕМС–РТ следующие:  прием отправлений в 14 крупнейших городах РФ;  наземная магистральная доставка;  доставка курьером всегда «до двери» получателя по всей территории РФ; 384
 бесплатная разгрузка;  упрощенная тарификация по четырем весовым брейкам;  уменьшение тарифа в зависимости от количества единовременно сдаваемых грузовых мест в один адрес;  рыночные сроки доставки;  гарантия SLA 95%. В 2021 году курьерские сервисы продолжили развитие, о чем свидетельствуют:  уменьшение интервалов курьерской доставки до двух часов;  гиперлокальная доставка из магазинов, аптек и почтовых отделений в течение 1 часа;  возможность выбора приоритетного способа информирования получателя: SMS-уведомление, звонок колл-центра, электронная почта, Push-уведомление в мессенджерах, Push-уведомление в мобильном приложении. Кроме вышеперечисленного, АО «Почта России» непрерывно работает:  над уменьшением сроков доставки и предпочтовой обработки заказов;  над увеличением частоты передачи заказов от интернет-магазинов в адрес АО «Почта России»;  над появлением новых сервисов (например, были разработаны и внедрены «Легкий возврат товара покупателями в интернет-магазин», «Доставка заказов для интернетмагазинов в пункты выдачи заказов и почтоматы», «Курьер онлайн — бесконтактная доставка», «Легкий возврат товара, доставленного любой логистической службой»). Список литературы 1. Заев, Д.А. Современное состояние логистической составляющей ФГУП «Почта России» / Д.А. Заев, А.А. Бачурин. – Текст: непосредственный // Приоритетные и перспективные направления научно-технического развития Российской Федерации: материалы II-й Всероссийской научно-практической конференции. – Москва: ГУУ, 2019. – С. 132–134. 2. Куралева, Е.А. Современные подходы организации распределительной деятельности логистического центра на примере ФГУП «Почта России» / Е.А. Куралева – Текст: непосредственный // Проблемы устойчивого развития: отраслевой и региональный аспект: Материалы международной научно-практической конференции. – Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2019. – С. 150–154. 3. Ницулаш, Е.А. Логистические решения АО «Почта России» в современных условиях / Е.А. Ницулаш, В.П. Кукель. – Текст: непосредственный // Научные труды СевероЗападного института управления РАНХиГС. – 2020. – № 5 (47). – С. 118–122. 385
УДК: 629.423 ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ СКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА А.Ф. Слутин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Л.Г. Ручкина Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье приведены результаты численного моделирования тягово- энергетических режимов движения скоростного электропоезда на основании разработанной математической модели и программного обеспечения. В основу математической модели положен энергетический метод, обеспечивающий универсальный подход при решении задач тяговой динамики колесных транспортных средств с электротрансмиссией. Ключевые слова: электродвижение, электротрансмиссия, автоматический регуля- тор, объект регулирования, эквивалентная масса, заданное токоограничение, тормозная рекуперация, касательная сила тяги, ускорение, скорость. TRACTION AND ENERGY MODEL AND CALCULATION RESULTS OF HIGH-SPEED ELECTRIC TRAIN DRIVING MODES A.F. Slutin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow L.G. Ruchkina Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article presents the results of numerical modeling of traction and energy modes of movement of a high-speed electric train based on the developed mathematical modeland software. The mathematical model is based on the energy method, which provides a universal approach to solving problems of traction dynamics of wheeled vehicles with electric transmission. 386
Key words: electric propulsion, electric transmission, automatic regulator, object of regulation, equivalent mass, set current limit, braking recovery, tangential traction force, acceleration, speed. В настоящее время очевиден тренд на становление «все более электрического транспорта», иначе — «электродвижения». Это связано, в том числе, с появлением энергоемких и доступных электрохимических источников электромагнитной энергии и успехами в создании бесконтактных электроприводов с полупроводниковыми преобразователями и системами микропроцессорного управления. Все это касается не только колесного, но и авиационного (электросамолеты, электропривод рулевого винта вертолетов и т.п.), и водного видов транспорта. Преимущества очевидны: возможность более экономного расходования энергоресурсов, в т.ч. за счет режимов рекуперации; высочайшая степень экологии, доступные информационные решения и средства для глубокой автоматизации процессами управления транспортных средств. Поэтому возрастает актуальность задачи цифрового моделирования тягово-энергетической динамики транспортных объектов «электродвижения», в частности, колесных транспортных средств, оборудованных электротрансмиссией, иначе: «тяговым электроприводом»; «электрической передачей мощности». Ниже приводятся выдержки из математической модели c описанием алгоритма расчета, на основе которых записана программа в среде "Visual Basic" [1] позволяющая исследовать динамику тягово-энергетических процессов скоростного электропоезда с имеющимися конструктивными характеристиками, в режиме «автомашинист» на заданном профиле с выполнением установленных ограничений скорости. В основу физической модели «объекта регулирования» (ОР) положен энергетический метод, при котором для задаваемых «автоматическим регулятором» (АР) токо-ограничений электрической машины при текущей скорости движения электропоезда определяются соответствующие «потери» во всех звеньях энергетической системы ОР и, как результат, рассчитывается касательная сила тяги или электродинамического торможения, затем соответствующее этим силам ускорение. Блок-схема цикла алгоритма расчета приведена на рисунке 1. На блок-схеме не показаны отдельные программные модули, связанные с определением расхода и возврата электроэнергии ТЭД, с расчетом сил механического (электропневматического) торможения электропоезда, а также демпфирующие звенья АР. 387
Рисунок 1 – Блок-схема алгоритма расчета тягово-энергетической модели При построении математической модели были приняты следующие допущения: — регулирование тягово-тормозных режимов электропоезда осуществляется по закону автоматической стабилизации скорости, при поддержании оптимальных значений ускорения в «тяге» и при замедлении в режиме электродинамического торможения; — принимается энергетический метод расчета, при котором заданным считается ток тяговых электродвигателей (ТЭД), а остальные параметры функционально зависят от него, с учетом текущего значения скорости; — «потери» ТЭД с преобразователями (СП), рассчитываются на основании заданной (АР) величины (фазного) тока и текущей частоты вращения ротора; — токоограничение ТЭД, изменяется автоматическим регулятором дискретно, с постоянным шагом и сохраняется постоянным в пределах малого, фиксированного интервала времени t; — «потери» тягового редуктора, рассчитываются по степенному полиному, в функции текущей частоты вращения входного вала и относительной мощности передаваемой редуктором, [2]; 388
— расход/возврат электроэнергии рассчитывается по электрической мощности тяговых двигателей (на «входе» преобразователей), численным интегрированием на расчетном участке. Математическая модель соответствует структуре замкнутой системы автоматического регулирования с обратной связью по скорости, с заданными передаточными функциями звеньев, в основном нелинейных элементов, при детерминированных входных возмущениях. В частности, модель объекта регулирования (поезда с эквивалентной массой mэ) представлена в виде: mэ  d 2 S dt 2  d ( S )  S dt  Fк (t ) ( Fин ) (W (v )) или mэ  dv dt   (v )v  Fк (t ) , где mэ = (1 + )·m — эквивалентная масса (инерционный фактор); Fин — сила инерции поезда; (v) — диссипативный фактор; W(v) — полное сопротивление движению (с учетом основного сопротивления, сопротивления от уклонов и движения в кривых); v — скорость поезда; t — время. То же, в стандартной форме принятой в «ТАР»: mэ  (v )  dv dt  v  1  (v )  Fк (t ) , или T (v )  dv dt  v  k (v )  Fк (t ). Здесь T (v) — постоянная времени объекта регулирования, с; k (v) — коэффициент передачи объекта регулирования, м/(Нс). На достаточно малом приращении t, коэффициенты T (v) и k (v) можно считать постоянными, имеющими значения, достигнутые в конце предыдущего, расчетного интервала  t (т.к. скорость поезда практически не изменяется за сотые или десятые доли с). Тогда, на малом приращении t, приходим к линейному уравнению вида 389
Ti  dv dt  v  ki  Fк (t ), где ki  f1 (vi 1 )  vi 1 W (vi 1 , si 1 ); Ti  f 2 ( vi 1 )  m э*  k i ; vi 1 — скорость, достигнутая в конце предыдущего интервала t; W (vi 1 , si 1 ) — полное сопротивление движению в конце предыдущего интервала; si 1 — пройденный путь. При определении Fк (t ) в функции от заданного токоограничения ТЭД и мгновенного значения скорости на границах интервалов t, можно допустить линейный характер изменения касательной силы тяги в пределах расчетного интервала. В этом случае, для малого интервала t, исходное дифференциальное уравнение преобразуется к виду: Ti  dv dt  v  k i  k f i  t , где k f  ( Fк  Fк )  t ; Fк — расчетная сила тяги в конце i-го интервала ( Fк  f ( vi 1 , I уст i )); 1 i i 1 i i Fкi1 — сила тяги в конце предыдущего интервала  t . Общий интеграл: vсв (t )  C e pt , где p   1 Ti — характеристический показатель; С — постоянная интегрирования. Т.е.: v св ( t )  C e  t T i , Частное решение: vi (t )  vсвi  vвынi (t )  Ce t Ti  ki  k f i  t. Постоянную времени определим из следующих начальных условий: t  t0  0  v  v0  2, 78 м/с (10 км/ч), т.е. С = 2,78. Учитывая, что расчетные значения параметров определяются на границах временных интервалов, окончательно получим: vi  vi 1  2, 78 exp(   t Ti )  k i k f1  t . Расчет текущей координаты «si — пройденный путь»: 390
si  si1  vсрi t , где vcpi — средняя скорость на i-м интервале за время t. Аналитическая зависимость для vcpi , в пределах малого интервала t : t t  t   t Ti  t  (vi1  2,78exp(t Ti )  ki k fi t )dt  t  vi1  dt  2,78  e dt  ki k fi  tdt   0 0 0  0  t vcpi 1  t 1 (vi1  t  2,78Ti (e  t Ti  1)  ki k fi t 2 2. Окончательно имеем: vcpi  vi1  2,78  Ti t 1 (e t Ti  1)  ki k fi t 2. В том числе были определены постоянные коэффициенты, граничные значения и функциональные зависимости физических величин, необходимые для пошагового расчета касательной силы тяги и силы полного сопротивления движению электропоезда [3], [4]. На рисунке 2 показан «пользовательский» интерфейс для ввода граничных, в т.ч. начальных условий на расчетном участке пути: z1 — скорость задаваемая джойстиком машиниста, м/с; t — время начала отсчета, с; начальные условия: m/s; s; m/s; m; A; J; J; m z1 t v s i e1 e2 70 0 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 уклон, промилле у1 у2 у3 у4 y5 y6 y7 0 – 2,6 0,7 3,6 – 1,1 0,4 0 y16 y17 y18 y19 y20 y21 y22 0 – 2,9 0 5,1 0,5 0,5 2,4 километровые метки для элементов профиля s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 192 792 1092 1792 2892 2889 10640 s16 s17 s18 s19 s20 s21 s22 22920 23595 23820 24320 24644 25020 25263 ограничения скорости v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 44,44 83,33 38,88 83,33 55,55 83,33 38,88 километровые метки для ограничений скорости h1 h2 h3 h4 h6 h7 h5 52580 82530 84060 125580 127090 158670 161710 конструктивные константы: кг; м/с; кгс; – Вт; – ; Ом; В; – m, kg v0, m/s p0, W n0 r0, Om u0, V n 816000 27,8 476000 0,93 0,09 750 24 s0 25000 y8 0,1 y23 – 1,6 s8 11920 s23 25520 v8 83,33 h8 319440 p1, kgs 420000 Рисунок 2 391
v — текущая скорость на момент времени начала отсчета, м/с; s — пройденный путь на момент времени начала отсчета, м; i — ток ТЭД на момент времени начала отсчета, А; e1 — энергия, «потребленная» всеми ТЭД на момент времени начала отсчета, Дж; e2 — энергия, «отданная» всеми ТЭД на момент времени начала отсчета, Дж; s0 — «путевая метка» для завершения расчетного цикла, м. Дополнительно, в таблице предусмотрены строки для ввода массива, описывающего профиль пути y(s) (сопротивление движению в кривых учитывается «эквивалентным» уклоном) и массива установленных ограничений скорости v(h), а также для конструктивных констант электропоезда [5], [6]. На рисунках 3–5 показан пример результатов расчета «динамики» высокоскоростного электропоезда с «распределенной тягой», с техническими характеристиками, сопоставимыми с электропоездами «Сапсан», для отдельного участка пути протяженностью 25 км, с переменным профилем от –3,2‰ до + 5,5‰, с установленным ограничением скорости 44,44 м/с (160 км/ч). На первой диаграмме показан автоматический «выход» на заданную скорость с выполнением установленного ограничения. На второй диаграмме показаны: касательная сила тяги; сила ограничения по сцеплению (красный цвет); тормозная сила электропневматического тормоза (желтый цвет на горизонтальной оси). На третьей диаграмме показаны изменения тока и напряжения (красный цвет) для одного ТЭД. Рисунок 3 392
касательная сила тяги 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 F, N Fk Fad h 1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 5xt, s Рисунок 4 напряжение, ток 900 800 700 U, V; I, A 600 500 I 400 300 200 100 0 1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 5xt, s Рисунок 5 Потребление электроэнергии тяговыми электродвигателями с СП составило 2,51∙109 Дж (697 кВт·ч) при отсутствии режимов электродинамического торможения на данном участке. По результатам расчетов, проведенных на этапе внедрения высокоскоростного движения на участке Москва – Санкт-Петербург при установленных ограничениях скорости и фактическом профиле пути, модель показала время хода, практически не отличающееся от реального объекта (разница в несколько минут с электропоездом «Сапсан»). 393
Выводы. Разработанная тягово-энергетическая модель и программное обеспечение показывают высокую степень верификации с эксплуатационными показателями и могут служить универсальной основой для проведения предпроектных виртуальных исследований динамики колесных транспортных средств с электротрансмиссией (не обязательно рельсовых). Разработанное программное обеспечение, в том числе, позволяет проводить исследования режимов рекуперации тормозной энергии на сеть, или бортовые накопители. Наличие блока (подпрограммы) «универсальная электрическая машина» позволит проводить моделирование с различными типами бесконтактных тяговых электродвигателей в составе с преобразователями. Список литературы 1. Microsoft Visual Basic 6.0 для профессионалов. Шаг за шагом: Практ. пособ. / Пер. с англ. – М.: Издательство ЭКОМ, 2002. – 720 с. 2. Проектирование тяговых электрических машин; Под ред. М.Д. Находкина. Изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва: Транспорт, 1976. – 624 с. – Текст: непосредственный. 3. Стромский, П.П. О сопротивлении движению электропоезда для высокоскоростной специализированной магистрали / П.П. Стромский, Л.В. Гуткин. – Текст: непосредственный // В Сб. науч. тр. «Эксплуатационные и технические параметры специализированных высокоскоростных пассажирских магистралей». — Москва: Транспорт, 1989. – С. 41–47. 4. Гребенюк, П.Т. Тяговые расчеты: Справочник / П.Т. Гребенюк, А.Н. Долганов, А.И. Скворцова; Под ред. П. Т. Гребенюка – М.: Транспорт, 1987. – 272 с. – Текст: непосредственный. 5. Гуткин, Л.В. Тяговые параметры и характеристики высокоскоростных электропоездов / Л.В. Гуткин, Д.М. Самарец. – Текст: непосредственный // Вестник ВНИИЖТ, 1992. – № 4. 6. Загорский, А.В. Сравнительные показатели современного тягового регулируемого электропривода / А.В. Загорский. – Текст: непосредственный // Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте. – 2001. – № 4. – С. 80–83. 394
УДК: 656.2+004.67 ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАНА «ОКОН» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВГДП ИСУЖТ А.В. Степанов Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва С.В. Торорошенко Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва А.Д. Колемасов Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Аннотация. В статье приведена основная концепция программного продукта ВГДП ИСУЖТ в части автоматизированного формирования плана «окон» на различных горизонтах. Ключевые слова: график движения, вариантный график, планирование, база данных, расписание, схема пропуска. ABOUT FORMING RAIL MAINTENANCE PLANS USING “VGDP ISUZHT” SYSTEM A.V. Stepanov Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow S.V. Tororoshenko Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow A.D. Kolemasov Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow 395
Annotation. The article is devoted to a "VGDP ISUZHT" program system as a tool of train schedule planning and automatic forming of the rail maintenance plans. Key words: train timetable, variant of timetable, planning, database, train operation scheme. Развитие технологий во всех областях жизнедеятельности человека заставляет по-новому воспринимать текущие процессы. Так, стремление к автоматизации снижает риск ошибок из-за человеческого фактора. Снижение доли человеческого фактора может реализовываться разными путями. Одним из таких путей является построение новой модели автоматизируемого процесса, например, как описано в [5]. Другое направление — это автоматизация существующих и многократно апробированных на практике процессов. Особенно это актуально в сфере железнодорожного транспорта, где неверное решение может спровоцировать многомиллионные убытки и несчастные случаи. Разработанное программное обеспечение комплекса задач «Построение вариантных графиков движения поездов на основе директивного плана ремонтно-путевых работ» (далее — ВГДП ИСУЖТ) призвано снять рутинную работу с сотрудников отдела «окон» и минимизировать число ошибок при планировании «окон» и построении вариантного графика движения поездов. Основная концепция программного продукта ВГДП ИСУЖТ — автоматизированное формирование плана «окон» на различных горизонтах планирования и последующая на его основе разработка вариантного графика движения поездов с использованием платформы ИСУЖТ в качестве единой информационной среды. Благодаря интеграционным решениям и средствам онтологической базы данных ВГДП ИСУЖТ взаимодействует со смежными системами для получения следующих данных согласно [1] и [2]: 1. Нормативный график движения поездов (НГДП ИСУЖТ). 2. Нормативно-справочная информация: путевое развитие станций, специализация путей, средства ЖАТ и др. (НС ИСУЖТ). 3. Перегонные времена хода с учетом тяговых расчетов (АТР ИСУЖТ). 4. Актуальное расписание поездов различных категорий на расчетную дату (КЗ АССАР). 5. Заявки на проведение ремонтно-путевых работ (АС АПВО–2). 6. Сведения о наличии предупреждений на перегонах или станциях по скоростным ограничениям (АСУВОП–3). Такое взаимодействие обеспечивает точность и выверенность плана «окон» и сформированного вариантного графика. 396
Планируя расчетные участки с помощью полигонной формы ВГДП ИСУЖТ (рисунок 1), пользователь получает вариант плана. В нем учтены достижения целевых показателей по объему перевозок во время проведения ремонтно-строительных работ с оптимальным расположением «окон» на расчетном участке. Благодаря реализованной технологии система проверяет заявки на «окна» по различным критериям (вид работ, ранг, горизонт планирования, продолжительность, влияние на расписание приоритетных поездов и др.). Руководствуясь ими, система определяет приоритетность рассмотрения заявленных «окон» на расчетные сутки. Рисунок 1 – Полигонная форма планирования «окон» При наличии в заявке информации на подвод хозяйственных единиц к месту проведения работ программа, идентифицируя данные, преобразовывает их в задание для расчетного модуля. В процессе построения вариантного графика система прокладывает нитки хозяйственных поездов как к месту работ, так и к месту их дальнейшей дислокации. Параметры расчета (пакетирование пассажирских и пригородных поездов, параллельный график, вставка предупреждений или блок-постов и др.) помогут пользователю сформировать наиболее рациональный график движения с учетом специфики расчетных участков. В процессе расчета при планировании система указывает причины отмены «окна». Для отмененных «окон» формируются рекомендации по переносу на определенную дату (рисунок 2). Гибкий подход к формированию плана «окон» в ВГДП ИСУЖТ позволяет также после автоматизированного анализа и расчета графика произвести ручные корректировки при необходимости. Итоговый согласованный вариант система автоматически передает в АС АПВО, АС АПВО–2. 397
Рисунок 2 – Свойства «окна» с рекомендацией по переносу При построении вариантного графика на основе сформированного плана «окон» система определяет наиболее рациональную схему пропуска поездопотока в «окно» для обеспечения наибольшей пропускной способности. Предусмотрены также инструменты, позволяющие проверять график на ошибки в интерактивном режиме, решать конфликтные ситуации (режущие/враждебные маршруты), а также при необходимости выводить суточный план-график станции (при наличии нормативной информации по маршрутам). Если предусмотрена корректировка расписания пассажирских и/или пригородных поездов, ВГДП ИСУЖТ принимает меры по вводу данных поездов в нормативное расписание. Анализируя имеющийся резерв, система в автоматическом режиме приводит нитку к нагону расписания до нормативного. Средствами взаимодействия с ЦБД (ЦБДПС, ЦБДПР) ВГДП ИСУЖТ по желанию пользователя передает измененное расписание в базу данных и автоматически формирует подробную телеграмму. Таким образом, комплекс задач ВГДП ИСУЖТ, являясь частью подсистемы планирования эксплуатационной работы Единой интеллектуальной системы управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте, позволяет добиться следующих эффектов: — обеспечение заданных размеров движения за счет автоматизированного планирования «окон», исходя из пропускных способностей участка; 398
— повышение качества вариантного графика движения пассажирских поездов в период предоставления «окон» за счёт автоматизированного расчёта сокращения опозданий и использования резерва; — увеличение участковой скорости движения грузовых поездов по полигону за счет автоматизированной корректировки расписания пассажирских поездов при планировании «окон» с применением алгоритма пакетного пропуска пассажирских ниток в «окно»; — прозрачность технологии при формировании плана «окон» на дороге, предоставление «окон» под наиболее приоритетные и подтвержденные ресурсами заявки за счет определения очередности рассмотрения в зависимости от приоритетности «окон», составления комментариев при планировании и причины в случае отмены «окна», подсчета статистики по заявленным, принятым и отклоненным «окнам», формирования проектов графиков, варианты которых можно сравнить в автоматизированном режиме по показателям (размеры движения поездов, участковая и техническая скорость и т.д.); — повышение качества планирования «окон» за счет оптимизации работы специалистов отдела планирования «окон» и взаимодействия с инфраструктурой в дирекциях управления движением ОАО «РЖД». Список литературы 1. Единая интеллектуальная система управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте (ИСУЖТ). Описание информационного обеспечения системы (82462078.08526.000.П5) [Отчет по НИР]. – Москва: НИИАС, 2013. – Текст: непосредственный. 2. Единая интеллектуальная система управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте (ИСУЖТ). Описание систем классификации и кодирования (82462078.08526.000.П7) [Отчет по НИР]. – Москва: НИИАС, 2013. – Текст: непосредственный. 3. Инструкция по разработке графика движения поездов в ОАО «РЖД», утвержденная распоряжением ОАО «РЖД» от 31.12.2015 № 3201. 4. Инструкция о порядке предоставления и использования «окон» для ремонтных и строительно-монтажных работ на железных дорогах ОАО «РЖД» от 25.02.2019 № 348р. 5. Игнатенков, А.В. О построении квазихопфилдовской искусственной нейронной сети для решения задач упорядочения процессов / А.В. Игнатенков, А.М. Ольшанский. – Текст: непосредственный // В сб.: Перспективные информационные технологии (ПИТ–2015): труды Международной научно-практической конференции. – Самара, Самарский гос. аэрокос. ун–т им. Академика С.П. Королёва, 2015. – С.73–78. 399
УДК: 656.11 ИСУЖТ КАК ЧАСТЬ ЦИФРОВОЙ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ КОМПАНИИ ОАО «РЖД» Е.А. Терещенков Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва О.А. Афанасьева Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Ю.С. Петрушина Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Аннотация. Теоретическая значимость статьи в том, что в ней описано при- менение различных научных методов в области автоматизации управления железнодорожным транспортом, в целях объединения существующих в железнодорожной отрасли IT-технологий в единый комплекс. В статье отражены основные характеристики ключевых подсистем Интеллектуальной системы управления железнодорожным транспортом. Интеллектуальная система управления железнодорожным транспортом повышает эффективность работы железнодорожного транспорта за счет долгосрочного планирования, которое позволяет заблаговременно определять и устранять «узкие места» в инфраструктуре на основе использования классических алгоритмов моделирования при планировании пропуска вагоно- и поездопотоков. Ключевые слова: интеллектуальная система управления и автоматизация производ- ственных процессов, цифровизация, полигонные технологии. ISUZHT AS PART OF THE DIGITAL DEVELOPMENT STRATEGY OF THE RUSSIAN RAILWAYS COMPANY E.A. Tereshchenkov Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow 400
O.A. Afanasyeva Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow O.S. Petrushina Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow Annotation. The theoretical significance of the article is that it describes the application of various scientific methods in the field of railway transport management automation, in order to combine the IT technologies existing in the railway industry into a single complex. The article reflects the main characteristics of the key subsystems of the Intelligent Railway Transport Management System. An intelligent rail transport management system increases the efficiency of rail transport through long-term planning, which allows early identification and elimination of bottlenecks in the infrastructure, based on the use of classical modeling algorithms when planning the passage of car and train flows. Key words: intelligent control system and automation of production processes, digitalization, polygon technologies. Для эффективного решения задач автоматизации всех производственных процессов на железнодорожном транспорте, создается и внедряется на сети железных дорог программнотехнический комплекс Единой Интеллектуальной системы управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте (ИСУЖТ). Его разработка и внедрение соответствует важнейшим документам в области цифровизации и автоматизации компании ОАО «Российские железные дороги», таким как «Долгосрочная программа развития ОАО «РЖД» до 2025 года» от 19.03.2019., «Стратегия цифровой трансформации ОАО «РЖД»» от 8 октября 2019 г. и «Стратегия научнотехнологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 г. и на перспективу до 2030 г.» от 17.04.2018. В результате автоматизированного процесса управления перевозками производится интеграция существующих технологий всех участников эксплуатационной работы, и вырабатываются управляющие модели по поддержке принятия решений для эффективного использования пропускных и провозных способностей участков, перерабатывающих способностей станций, тяговых ресурсов и объектов инфраструктуры в увязке в единое целое [1, 2]. Следует отметить, что ИСУЖТ относится к классу информационно-управляющих систем, которая использует общую информационную базу (онтологию) и включает в себя 401
девять крупных подсистем, которые, с одной стороны, решают конкретные специализированные задачи, с другой — тесно взаимоувязаны с другими подсистемами. Результаты деятельности каждой из них являются исходными данными для другой подсистемы. Таким образом, решается задача комплексной автоматизации всего технологического цикла. Подсистемы ИСУЖТ следующие: — Комплекс задач «Разработка, корректировка и актуализация нормативного графика движения поездов с обеспечением пропуска грузовых поездов по расписанию» (КЗ НГДП); — Комплекс задач «Построение вариантных графиков движения поездов на основе директивного плана ремонтно-путевых работ» (КЗ ВГДП); — Комплекс задач «Подсистема документационного обеспечения процесса предоставления «окон»» (КЗ ДО); — Комплекс задач «Управление тяговыми ресурсами» (КЗ УТР); — Комплекс задач «Автоматизация процессов сквозного сменно-суточного планирования» (КЗ ССП); — «Табло коллективного пользования» (ТКП); — Комплекс задач «Функциональная подсистема нормативного обеспечения планировщика работы железнодорожных станций для ПТК ИСУЖТ сетевого уровня» (КЗ ИСУЖТ НС); — Комплекс задач «Диспетчерского управления с функцией «Автоматическая установка маршрутов» (КЗ ДУ); — Комплекс задач «Подсистема информационной безопасности ИСУЖТ» (КЗ ПИБ ИСУЖТ). Рассмотрим более подробно подсистему КЗ ССП «Автоматизация процессов сквозного сменно-суточного планирования» (рисунок 1). Рисунок 1 – Сквозной процесс планирования и управления движением поездов в ИСУЖТ (сменно-суточная работа полигона) 402
Данная разработка должна заменить ручное планирование АС ССП (согласно Распоряжению № 1415р) на автоматический расчет объемов сменно-суточного плана в ИСУЖТ. Для решения задачи расчета сменно-суточного плана и поиска оптимального решения пропуска вагонопотоков с учетом графика движения поездов АО «НИИАС» начал применять моделирование на основе классических алгоритмов «проталкивания предпотока». Основной задачей алгоритма является пропуск через граф сети всего фактического и прогнозного вагонопотока, оптимизируя такие показатели, как маршрутная скорость и средний простой транзитного вагона без переработки. Улучшение этих показателей достигается за счет оптимально распределения вагонопотока по инфраструктуре, по периодам времени суток. Алгоритм может отменять свои итерационные решения и обходить места с недостаточной пропускной способностью. В ходе расчёта сменно-суточного плана определяются оптимальные времена проследования транзитным поездопотоком технических станций и стыковых пунктов. Исходными данными для алгоритма автоматического расчета сменно-суточного плана полигона являются: — характеристики и путевое развитие станций (ТРА) из ИСУЖТ НС; — нормативы времени на выполнение операций по обработке поездов и вагонов на станциях из технологических процессов работы станций из ИСУЖТ НС; — нитки как плановые размеры движения и времена хода по поездо-участкам из актуального графика движения поездов с учетом заложенных «окон» (из КЗ НГДП и КЗ ВГДП); — динамическая модель перевозочного процесса из Онтологии ИСУЖТ, фиксирующая дислокацию поездов и вагонов на полигоне (данные из АСОУП, АСУ СТ, ГИД «Урал-ВНИИЖТ»); — план формирования и маршрутизации поездов из АСОВ ПФ. Результатом расчета алгоритма является сменно-суточный план с максимально возможным вагонопотоком и его показателями для рассматриваемой инфраструктуры с учетом поездной обстановки. В целях проведения мониторинга исполнения сменно-суточного плана на сетевом и региональном уровне, а также визуализации эксплуатационной работы как Восточного полигона, так и Южного, АО «НИИАС» разработана интерактивная схема с цветовой индикацией граничных значений (Геокарта, рисунок 2). Разработанный интерфейс «Интеграционной модели» позволяет в реальном масштабе времени контролировать эксплуатационную обстановку на полигоне и принимать необходимые управляющие решения. Обновлённый интерфейс функциональных подсистем проекта ИСУЖТ позволяет отображать модули в виде информационных слоев с различным наполнением (рисунок 3). 403
Рисунок 2 – Визуализация эксплуатационной работы полигона на Геокарте Рисунок 3 – Информационные слои на Геокарте Конкурентным преимуществом нового интерфейса по сравнению с ранее введенными в эксплуатацию информационными системам на сети ОАО «РЖД» является то, что в едином интерфейсе ИСУЖТ представлен автоматизированный план работы полигона на сменносуточном горизонте и одновременный анализ факта его выполнения. В обновленном интерфейсе представлена ключевая информация по работе Полигона в режиме online: 404
— определение «мощностей вагонопотока» между техническими станциями полигона для определения «барьерных мест» в продвижении вагонопотока для последующей корректировки действий оперативного персонала; — мониторинг состояния инфраструктуры с отображением «окон», «предупреждений», «инфраструктурных инцидентов». Функция мониторинга позволяет оценить комплексное состояние инфраструктуры на едином «слое» пользовательского интерфейса; — информация о нарушениях «сроков» доставки грузов в адрес грузополучателя в границах дорог/участков/станций, с определением величины этих нарушений в разрезе от 1 до 3, от 4 до 10 суток и т.д. — реализован механизм поиска поезда/вагона на сети РЖД с функцией визуального позиционирования его на Геокарте. Технологическая эффективность ИСУЖТ подтверждается ростом пропускной и провозной способности сети железных дорог, что создаёт предпосылки для освоения дополнительных объёмов перевозок. Эффект достигается за счет адаптивного планирования «окон», равномерной загрузки участков и станций, увеличения процента маршрутизации вагонопотоков, согласования погрузки с возможностями транзита и выгрузки и иных технологических факторов. Список литературы 1. Осьминин, А.Т. Экспертная оценка математических методов и алгоритмов, реализуемых в ОАО «РЖД» при управлении парками подвижного состава в условиях цифровой трансформации / А.Т. Осьминин, А.А. Шатохин. – Текст: непосредственный // Бюллетень ОУС ОАО «РЖД». – 2021. – № 3. – С. 30–42. 2. Предпосылки и концепция перехода к оперативному управлению порожними вагонопотоками в рыночных условиях / А.А. Шатохин, Г.М. Биленко, И.В. Симачкова, А.В. Буракова, Е.С. Власова. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2021. – № 1. – С. 28–34. 405
УДК: 656.225 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТА КАРТИРОВАНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТАНЦИЙ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ УЗЛЕ Е.Н. Тимухина Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Уральский государственный университет путей сообщения», г. Екатеринбург В.В. Лесных Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Уральский государственный университет путей сообщения», г. Екатеринбург Аннотация. Перерабатывающая способность железнодорожного узла напрямую зависит от взаимодействия станций между собой. Несогласованная работа железнодорожного узла приводит к увеличению простоя вагонопотока, оборота вагона, несоблюдению срока доставки. В данной статье анализируются существующие модели расчета железнодорожных узлов, предлагается для оценки взаимосвязи станций в узле воспользоваться инструментом бережливого производства — картированием. Определены «узкие места» в узле «Д», мероприятия по устранению задержек, построены карты потока создания ценности, сделан вывод о возможности использовании данного инструмента для анализа. Ключевые слова: железнодорожный узел, перерабатывающая способность, береж- ливое производство, картирование, карты потока создания ценностей, «узкое место». USING A MAPPING TOOL IN THE STUDY OF STATION INTERACTION PROCESSES IN A RAILWAY HUB E.N. Timukhina Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Ural State University of Railway Transport» Yekaterinburg V.V. Lesnykh Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Ural State University of Railway Transport» Yekaterinburg 406
Annotation. The processing capacity of a rail hub directly depends on the interaction between stations. Uncoordinated operation of a railroad node leads to increased idle time, car turnover, and non-compliance with delivery time. This article analyzes the existing models for calculating railway hubs and proposes to use the lean production tool – mapping – to assess the interconnection of stations in a hub. The "bottlenecks" in the railway hub "D", measures to eliminate delays are defined, value stream maps are built, the conclusion about the possibility of using this tool for analysis is made. Key words: railway hub,processing capability, lean production, mapping, value stream maps, «bottleneck». Под железнодорожным узлом понимается пересечение или примыкание железнодорожных линий, при этом в его состав входят соединительные ходы между станциями и раздельными пунктами, а станции работают во взаимодействии между собой. Границы узла — пункты разветвления и слияния главных путей, зонные станции и пути необщего пользования промышленных предприятий, которые обслуживают данный узел. Железнодорожные узлы классифицируют по 15 основным признакам, например, по характеру эксплуатационной работы, географическому расположению и т.д. Железнодорожный узел является объединением станций, но не является целостной системой по следующим причинам: — отсутствие связей между отдельными станциями, что не позволяет ускорить продвижение вагонопотока в узле; — в узлах отсутствуют обходы, что не позволяет ускорить продвижение скоростных поездов; — существующая классификация железнодорожных узлов не идеальна. Классификация узлов по топологии не является информативной на данный момент. Необходимо создание новой классификации, а именно, на основе характеристик входящего потока (технология его обработки, направления следования в узле и т.д.) [1]. В работах по исследованию железнодорожных узлов Апатцева В.И., Кондрахиной Н.В., Каликиной Т.Н. рассматриваются вопросы эффективной организации транспортного производства и управления работой железнодорожных узлах, оптимизации работы отдельных станций и категорий поездов. Вопросам расчета железнодорожных узлов не уделялось должного внимания. Производились только расчеты отдельных станций, чаще всего аналитическим, реже — графоаналитическим методами. Однако не было рассмотрено взаимное влияние одной станции узла на другую станцию. Иными словами, модели не учитывают условия взаимодействия между станциями. 407
Следует отметить, что, согласно исследованиям, использование аналитического метода не является рациональным, поскольку транспортные системы при высокой загрузке являются линейными. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что в настоящее время завершенной методологии расчета пропускной способности транспортных узлов нет. Специалисты в области проектирования транспортных узлов обращают внимание на чрезмерное увлечение разработкой хотя и важных, но, тем не менее, все-таки частных вопросов и недооценку комплексных вопросов развития транспорта как целостной отрасли народного хозяйства. Проводимые исследования вскрывали самые непосредственно видимые, лежащие на поверхности резервы увеличения объема перевозок и повышения их качества путем улучшения работы каждого отдельного элемента транспорта. «Поэлементный» подход, использовавшийся в прошлом, помогал находить резервы и способы совершенствования во всех областях перевозочного процесса. Однако использование данного подхода приводило к тому, что каждый элемент рассматривался отдельно, а не во взаимодействии, и, соответственно, при оптимальной работе каждого элемента системы система оказывалась несогласованной и работала неэффективно. После роста объема перевозок и, следовательно, увеличения интенсивности взаимодействия объектов в транспортной системе, потери, вызываемые игнорированием общих закономерностей построения системы, становились настолько очевидными, что изучение этих закономерностей стало неотложной практической задачей. Из-за использования поэлементного подхода, а также нерешенной проблемы по изучению взаимодействия транспортных узлов проектировщики и работники транспортных предприятий, связанных с решением практических задач, принимают неверные варианты решения технических и технологических проблем, в результате происходит неэффективное использование инвестиций. Для того, чтобы правильно выбрать или оценить параметры железнодорожных станций в узле, необходимо учесть, что станции находятся в тесной структурной и технологической взаимосвязи между собой. Пропускная и перерабатывающая способность узла в первую очередь зависят от технических и технологических параметров работы входящих в него станций. Отсутствие аппарата для проверки теоретических предположений не позволяло разработать до конца теорию транспортных узлов. В данной работе для оценки взаимодействия станций в узле предлагается использование инструментов бережливого производства. Под данным понятием понимается способ управления предприятием, бережливое производство используется не только при произ408
водстве товаров и услуг, а также при работе с поставщиками и потребителями [2]. С 2010 г. в ОАО «Российские железные дороги» началось внедрение принципов бережливого производства для снижения эксплуатационных затрат. Так, в 2020 г. на сети ОАО «РЖД» реализовано 2334 проекта бережливого производства, что превысило плановые показатели на 13%, и получено 1798 млн рублей экономии [3]. В сфере железнодорожного транспорта используется около 11 инструментов и методов бережливого производства. В работе будет использован метод картирования. Под этим методом понимается процесс изучения потока производства какой-либо продукции или создания услуги, а затем построение карты потока создания ценностей. На карте потока изображаются материальный и сопровождающий его информационный поток, время, расстояние и т.д. Данный процесс включает в себя 4 этапа: — выбор потока; — построение карты потока при существующих условиях; — построение карты потока при изменении технологического процесса работы предприятия, параметров работы поставщиков и потребителей и т.д.; — планирование достижения будущего состояния потока [4]. Ранее инструмент картирования использовался только для оценки повышения эффективности работы станций [5]. На рисунке 1 представлена схема узла «Д». В данном узле была исчерпана пропускная и перерабатывающая способность, что приводило к невозможности пропуска и переработки перспективного вагонопотока 2025 года. В результате проведения имитационного моделирования были выявлены «узкие места», не позволявшие достичь заданную пропускную способность, которые представлены на рисунке 2. Шугуровка Дема Чишмы II км Парк? 1 Чишмы I Алкино Юматово 1606 Парк? 5 п СП ВП 8 Уфа Парк? 2 Черниковка Б . Парк? 8 Иглино 6 СП Парк? 4 Тавтиманово п. 47км Парк? 6 Шингак -Куль Шакша 4 Парк? 3 8 Дема (Южный парк ) Баранцево Юрмаш п. 9км Черное Озеро п. 21км п. 28км Уршак Рисунок 1 – Схема узла «Д» 409
Рисунок 2 – «Узкие места» узла «Д» Для устранения «узких мест» были предложены реконструктивные и технологические мероприятия, представленные на рисунке 3. Рисунок 3 – Мероприятия по повышению перерабатывающей способности в узле «Д» 410
Для оценки принятых мероприятий воспользуемся инструментом картирования, используя данные об уровне задержек и количестве поездов, поступающих в расформирование и следующих транзитом. Карта потока создания ценности до внедрения мероприятий представлена на рисунке 4. Карта потока создания ценности после внедрения мероприятий представлена на рисунке 5. Рисунок 4 – Карта потока создания ценности до внедрения мероприятий в узле «Д» Рисунок 5 – Карта потока создания ценности после внедрения мероприятий в узле «Д» Как видно на картах потока, суммарные задержки в узле снизились примерно на 110 часов, а число поездов увеличилось на 48. Особое внимание стоит обратить на станцию «У», с ней не проводились никакие мероприятия по повышению перерабатывающей способности, но улучшение ситуации на предыдущих станциях позволило ей увеличить число переработанных поездов на 1, что говорит о взаимном влиянии станции «Д» на станцию «У». 411
Выводы. В настоящее время железнодорожный узел является объединением станций, но не является целостной системой. Перерабатывающая способность узла зависит от согласованности работы станций, но завершенной методологии по ее расчету не было разработано, поскольку не было аппарата для проверки теоретических предположений. Для оценки согласованности работы станций в узле целесообразно использовать инструмент бережливого производства — картирование. После построения карт потоков создания ценностей можно проверять эффективность предлагаемых мероприятий по развитию узлов, а также оценивать взаимное влияние одних станций на другие. Список литературы 1. Проектирование инфраструктуры железнодорожного транспорта (станции, железнодорожные и транспортные узлы): учебник / Н.В. Правдин, С.П. Вакуленко, А.К. Головнич и др. – Москва: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2012. – 1086 с. – Текст: непосредственный. 2. Хоббс, Д.П. Внедрение бережливого производства: практическое руководство по оптимизации бизнеса / Д.П. Хоббс; Пер. с англ. П.В. Гомолко (гл. 1–3), А.Г. Петкевич; науч. ред. Д.В. Середа. – Минск: Гревцов Паблишер, 2007. – 352 с. – Текст: непосредственный. 3. Материалы сайта. – URL: http://www.rzd-expo.ru/innovation/ (дата обращения 29.09.2021). 4. Положение об организации разработки и реализации проектов бережливого производства в ОАО «РЖД» № 488 от 30.07.2016. 5. Гришкова, Д.Ю. Картирование как инструмент повышения эффективности работы станции / Д.Ю. Гришкова, В.В. Наперов. – Текст: непосредственный // Инновации. Наука. Образование. – 2021. – № 30. – С. 625–635. 412
УДК: 004:656.225 ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИХОДЯТ НА СМЕНУ ПРЕЖНЕЙ ИДЕОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗКАМИ И.Н. Шапкин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва А.Т. Осьминин Объединенный Ученый Совет ОАО «РЖД» г. Москва Аннотация. В статье в соответствии со Стратегией цифровой трансформации ОАО «РЖД» описывается переход к цифровой технологии управления перевозками. Этому способствует разработка автоматизированной технологии планирования перевозок грузов на основе динамической модели загрузки инфраструктуры (ДМЗИ), целью которой является обеспечение стабильности перевозочного процесса, повышения качества эксплуатационной деятельности и обслуживания клиентов. Ключевые слова: цифровая трансформация, технология планирования, динамическая модель загрузки инфраструктуры, стабильность, качество обслуживания клиентов. DIGITAL TECHNOLOGIES MOVE TO REPLACE THE PREVIOUS IDEOLOGY OF TRANSPORTATION MANAGEMENT I.N. Shapkin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow A.T. Osminin Joint Scientific Council of Russian Railways Moscow Annotation. The article describes the transition to digital transportation management technology in accordance with the Digital Transformation Strategy of Russian Railways. This is facilitated by the development of an automated technology for planning cargo transportation based on a dynamic infrastructure load model (DILM), the purpose of which is to ensure the stability of the transportation process, improve the quality of operational activities and customer service. Key words: digital transformation, planning technology, dynamic infrastructure utilization model, stability, customer service quality. 413
Стратегия цифровой трансформации ОАО «РЖД» определяет концептуальные основы и принципы трансформации деятельности компании ОАО «РЖД» в условиях цифровой экономики, а также основные элементы управления этим процессом, необходимые для достижения целей и выполнения плана реализации долгосрочной программы развития ОАО «РЖД» до 2025 г. Это в полной мере относится к технологии и управлению перевозочным процессом. Многие годы не оспаривается тезис о том, что новые технические решения нельзя совмещать со старой технологией. Однако на практике всё может обстоять по-иному. Так, на железнодорожном транспорте это во многом касается процесса автоматизации управления и внедрения информационных технологий организации перевозок. Последнее было отмечено в свое время д.т.н., профессором В.А. Буяновым на страницах газеты «Гудок». Когда возможности компьютерных технологий ещё не были полностью раскрыты, всех устраивало, что ЭВМ выполняла лишь решение различных инженерных задач, а также учёта и анализа, автоматизации оформления перевозочных документов. Сегодня имеются развитые, высокопроизводительные сети передач данных, мощные обрабатывающие комплексы в вычислительных центрах, а также мультимодальных логистических центрах, автоматизированные рабочие места на базе персональных компьютеров, широкие возможности сети Интернет. Однако идеология управления железнодорожными перевозками по-прежнему основана на традиционных методах управления. «Каркас» системы образуют план формирования и график движения поездов. Информационную базу первого составляет отчётность за прошлый период, адаптированная к усреднённым вагонопотокам между сортировочными станциями. На практике при спонтанно складывающейся, плохо реализуемой погрузке реальные вагонопотоки резко отличаются от заложенных в регламент. Утеряны, к сожалению, и имевшие место методы влияния: календарное планирование, метод маршрутизации Белорусской железной дороги, метод Карпычева и др. В условиях больших средних дальностей перевозок (порядка 1300 км) обязательно правило полновесности и полносоставности грузовых поездов (кроме короткопробежных — вывозных, сборных). Соблюдается это неукоснительно. Но как в нынешних условиях график движения поездов адаптирован к нестабильному поездообразованию? Способ один: расписания поездов («нитки») в графике прокладываются с запасом. В результате есть участки, на которых реальное заполнение поездами проложенных «ниток» графика не превышает 50%. В итоге график движения грузовых поездов в лучшем случае используется лишь как документ для организации пропуска поездов по диспетчерским участкам, как нормативная разработка. Ориентироваться на него при управлении оборотом локомотивов, работой 414
локомотивных бригад нельзя, как и реально организовывать на основе графика проследования грузовыми поездами узлов, технических станций. В итоге, управление движением основывается, прежде всего, на оперативных решениях, первичным для которых является спонтанный, по сути, процесс поездообразования на технических станциях. В сложившихся условиях грузовой вагон за время оборота 4,5 раза перерабатывается на сортировочных станциях, с простоем порядка 12 часов, проходит без переработки 0,5 технических станций с простоем на каждой в среднем 3 часа. Процедуры на сортировочных и участковых станциях занимают в общем времени оборота вагона более 40 процентов. Заметим, что все меры по развитию и совершенствованию АСУ кардинально эту ситуацию не изменили. Всё дело в том, что при нынешнем уровне развития средств кибернетизации использование их на железнодорожном транспорте пришло в противоречие с вероятностными, с техническими решениями в сути системы управления. Назрел переход к дискретным, цифровым решениям в управлении и организации перевозок. В чём их суть? Надо переходить на работу по стабильному (жёсткому) графику движения поездов. Попытки такие на сети железных дорог были, но все они окончились безрезультатно по одной единственной причине — из-за невыполнения главного условия, сводящегося к обеспечению полновесности (полносоставности) поездов. Центры фирменного транспортного обслуживания (ЦФТО) клиентуры в сочетании с внедрением автоматизированной технологии планирования перевозок грузов на основе динамической модели загрузки инфраструктуры ОАО «РЖД» (ДМЗИ), обеспечивающей контроль возникающих затруднений в процессе пропуска и переработки вагонопотока в плановый период, позволяет данное противоречие снять. Более 80% перевозимых по железной дороге грузов — продукция добывающей промышленности, включая уголь, нефтяные, рудно-металлургические, лесные, минерально-строительные грузы, цемент. Взаимодействие системы ЦФТО с клиентурой при необходимом оснащении компьютерной техникой и средствами обмена данными в принципе позволяет управлять погрузкой. Соответствующие технические средства автоматически, в режиме реального времени позволяют получить достоверные сведения о текущей дислокации подвижного состава. Обрабатывающие центры, используя согласование заявки на погрузку, должны планировать обеспечение намеченной погрузки погрузочными ресурсами и отслеживать «нитки графика отправления поездов с распорядительных станций». Каждая из этих «ниток» будет обеспечена в конечном итоге грузами и вагонами по норме. Главный довод оппонентов такого подхода — ссылки на разрозненность и нестабильность грузообразования. В узлах, мол, по одному вагону в разные адреса грузов. Всё так. Но в узле формированием дальних поездов занимается, как правило, одна сортировочная 415
станция. Сбор и подвоз вагонов на эту станцию при наличии в АСУ дискретной полномерной информации о состоянии и дислокации подвижного состава, при компьютерном планировании и регулировании можно обеспечить отправление поездов по стабильному графику. На это должна быть нацелена и работа системы ФТО с клиентурой по планированию и организации погрузки. Решению задачи способствует то обстоятельство, что в состав включаются грузы различных клиентов, а значит, есть чем маневрировать. Многие поезда пополняются порожними вагонами. Это ещё один ресурс для обеспечения полновесности (полносоставности). Конечно, решение таких задач должно быть автоматизировано. Oсновным вопросом новой технологии становится взаимодействие с клиентурой железных дорог. Не просто валовое планирование погрузки и выгрузки, а полномерное, повагонное планирование, погрузка с прицелом на отправление с поездом по конкретной «нитке» стабильного графика, когда клиентуре ещё до отправления сообщено время доставки груза в пункт назначения. Важный фактор — возможность избежать излишней переработки вагонов на сортировочных станциях в пути следования. Можно и нужно назначить по сетевым сортировочным станциям стабильные графиковые «нитки», разумеется, при достаточным вагонопотоке, задействовав такие ресурсы, как календарное планирование, согласованную с клиентурой концентрацию погрузки. Понятно, что организационные процессы при этом усложняются. Но при снабжении достоверными дискретными данными все расчётные контрольные процедуры компьютеризируются. Что же в результате? В условиях компьютерного стабильного графика движения поездов с развязкой «ниток» в узлах, на стыках диспетчерских участков средний простой транзитного поезда без переработки составит не более одного часа. Из 4,5 переработок вагона за время оборота на сортировочных станциях две можно будет исключать за счёт применения изложенных выше решений. При направленном, целевом подвозе вагонов их простой на сортировочной станции сократится минимум вдвое. Общая экономия во время оборота грузового вагона в итоге может составить 57 часов. Ускорение доставки грузов более чем на двое суток оправдает дополнительные обязательства клиентуры по регулированию погрузки во времени. Работа по стабильному графику создаёт базу беспрепятственной реализации прогрессивных логистических решений, включая задачи технологической маршрутизации перевозок и отказ от промежуточного складирования грузов. Нужно отметить и важный социальный фактор: локомотивные бригады получат чёткий график работы, при котором 416
можно планировать личное время. При наличии соответствующего математического аппарата и программ можно и нужно, прежде всего, оптимизировать собственно сам график. Последующее управление сведётся лишь к контролю его выполнения с оперативным воздействием в целях введения процесса в графиковые нормы. Сегодня на сети пока нет полного набора факторов и условий для работы по-новому. Нужно многое сделать для детализации новых технологий, создания нового программного обеспечения. Но готовиться к работе по-новому нужно уже сейчас. Этому способствует разработка ЦФТО и учёными ПГУПС автоматизированной технологии планирования перевозки грузов на основе динамической модели загрузки инфраструктуры ОАО «РЖД» (ДМЗИ), целью которой является обеспечение стабильности перевозочного процесса, повышение качества эксплуатационной деятельности и качества обслуживания клиентов. Технология ведения динамической модели загрузки элементов инфраструктуры ОАО «РЖД» на период выполнения запланированных перевозок грузов с целью обеспечения контроля возникающих затруднений в процессе пропуска и переработки вагонопотоков в плановом периоде с выявлением лимитирующих объектов инфраструктуры при принятии и согласовании заявок на перевозку грузов и запросов-уведомлений на перевозку порожних грузовых вагонов, утверждённых распоряжением от 08.04.2020 № 791/р. ДМЗИ отвечает всем современным требованиям в части импортозамещения и перспективных технологий программирования и моделирования. ДМЗИ является автоматизированной информационно-управляющей системой. Разработчики ДМЗИ1 – ПГУПС (г. Санкт-Петербург) и ООО «ИНТЕЛЛЕКС» (г. Москва). Владелец и обладатель исключительных прав — ОАО «РЖД», функциональный заказчик — ЦФТО. Основным назначением системы определено ведение динамической модели загрузки элементов инфраструктуры сети ОАО «РЖД» на период выполнения запланированных перевозок грузов с целью обеспечения контроля возникающих затруднений в процессе пропуска и переработки вагонопотоков в плановом периоде с выявлением лимитирующих объектов инфраструктуры при принятии и согласовании заявок на перевозку грузов и запросов-уведомлений на перевозку порожних грузовых вагонов (рисунок 1). 1 ДМЗИ отвечает всем современным требованиям в части импортозамещения и перспективных технологий программирования и моделирования. Языками программирования, на которых написано ПО, являются: – бизнеслогика в БД PostgreSQL – PL/pgSQL; – бизнеслогика на сервере приложений – java, groovy, lazarus; – Интерфейс пользователя – HTML, JavaScript. Была также использована Web-технология ApacheTomcat. 417
Рисунок 1 – Основная задача динамической модели загрузки инфраструктуры ОАО «РЖД» Целями создания Динамической модели загрузки инфраструктуры ОАО «РЖД» являются: обеспечение стабильности перевозочного процесса, повышение качества эксплуатационной деятельности и качества обслуживания клиентов за счёт следующих факторов: — увеличения объемов перевозок за счет сбалансированных с возможностями инфраструктуры и тяговых ресурсов ОАО «РЖД» объемами согласования заявок на перевозку грузов формы ГУ–12 (далее — заявка ф. ГУ–12) и запросов-уведомлений на перевозку порожних грузовых вагонов (далее — запрос-уведомление); — наиболее полного удовлетворения параметров принятых заявок и запросов-уведомлений; — согласования принятых заявок грузоотправителей и запросов-уведомлений в объемах, соответствующих возможностям инфраструктуры; — сокращения эксплуатационных расходов от снижения коэффициента неравномерности работы объектов инфраструктуры за счет сглаживания объемов перевозок при согласовании заявок и запросов-уведомлений; — повышения качества принимаемых решений при согласовании заявки ф. ГУ–12 и запросов-уведомлений, и определение наиболее загруженных элементов инфраструктуры; — оперативного мониторинга состояния и загрузки элементов инфраструктуры; 418
— учета пропускных способностей участков, перерабатывающих способностей технических станций, возможностей грузовых станций и клиентуры по погрузке и выгрузке, а также влияние действующих и плановых «окон» и предупреждений, отставленных от движения поездов; — контроля и анализа выполнения плана погрузки; — контроля и анализа обеспечения заявок на погрузку; — контроля и анализа объемов погрузки по дорогам погрузки, дорогам назначения и операторам; — согласования с грузоотправителями альтернативных маршрутов следования грузов, порожних грузовых вагонов в связи с обходом участков инфраструктуры, закрытых для движения поездов в связи с ремонтными и строительно-монтажными работами, исчисление сроков доставки и провозных платежей с учетом фактически пройденного тарифного расстояния по согласованному альтернативному маршруту; — обеспечения контроля возникающих затруднений в процессе пропуска и переработки вагонопотоков в плановом периоде с выявлением лимитирующих объектов инфраструктуры, в т.ч. закрытых для движения поездов в связи с ремонтными и строительномонтажными работами, при принятии и согласовании заявок на перевозку грузов; — повышения качества исполнения согласованных заявок на перевозку грузов ф. ГУ-12 и запросов-уведомлений на отправление порожних вагонов; — обеспечения стабильности перевозочного процесса и повышения качества эксплуатационной деятельности за счет возможности обхода загруженных участков инфраструктуры после согласования условий с грузоотправителем. Процесс согласования заявок на перевозку грузов и порожних вагонов имеет высокую степень влияния на эксплуатационную работу. Согласование избыточных объёмов перевозок на какое-либо направление неизбежно приведёт к непроизводительным расходам, связанным с перегрузкой железнодорожной инфраструктуры. При критической загрузке станций и участков возникают затруднения в эксплуатационной работе, снижается участковая скорость, растут задержки поездов на подходах к станциям. Необоснованное отклонение поданных заявок приведёт к сокращению доходов от перевозок. Поэтому от качества согласования заявок на перевозку грузов и порожних вагонов в значительной степени зависят итоговые экономические показатели работы ОАО «РЖД». Согласование заявок формы ГУ–12 на перевозку грузов представляет собой сложный технологический процесс, при котором оцениваются возможности инфраструктуры по выполнению поданных заявок. В процессе согласования заявок возможна корректировка графика подач вагонов с целью повышения равномерности вагонопотоков. ДМЗИ автома419
тизирует процесс принятия управленческих решений на основе автоматической оценки возможности выполнения поданных заявки ф. ГУ–12 на груженые и порожние рейсы вагонов. Во взаимодействии с АСОУП–3, АС ЭТРАН и другими автоматизированными системами оцениваются возможности объектов железнодорожной инфраструктуры по перерабатывающей и пропускной способностям (рисунок 2). Рисунок 2 – Взаимодействие автоматизированных систем Объектами инфраструктуры, на загрузку которых оказывает влияние продвижение грузовых отправок и перерабатывающая (пропускная) способность которых являются ограничениями при рассмотрении поданных заявок, являются: — места погрузки необщего пользования, на которых производится погрузка грузов; — станции отправления грузов и порожних вагонов, с учетом грузовой работы на местах необщего и общего пользования; — участки сети железных дорог, по которым проследуют отправки; — станции сети железных дорог, по которым проследуют отправки и производится переработка вагонопотоков (если таковая предусмотрена в соответствии с планом формирования грузовых поездов); — места выгрузки необщего пользования, на которых производится выгрузка грузов; — станции назначения грузов и порожних вагонов, с учетом грузовой работы на местах необщего и общего пользования; 420
В качестве входной информации для комплекса задач, решаемых в ДМЗИ, используются следующие данные: — дислокация вагонов на сети ОАО «РЖД»; — поданные заявки ф. ГУ–12; — согласованные заявки ф. ГУ–12 (действующие); — погружено по заявкам ф. ГУ–12; — накладные на перевозку; — перерабатывающие способности мест необщего пользования грузополучателей; — фактическая выгрузка; — взаимное расположение станций и участков сети железных дорог; — план формирования грузовых поездов; — перерабатывающие и пропускные способности элементов инфраструктуры; — план предоставления ремонтно-путевых работ на железнодорожной инфраструктуре, влияющих на пропуск поездов; — операции, выполняемые на элементах инфраструктуры. Динамические параметры загрузки инфраструктуры (рисунок 3) формируются на основе согласованного, поданного на согласование и фактического объема перевозок. Информация по согласованным и поданным на согласование в АС ЭТРАН заявкам поступает в ДМЗИ и содержит следующую полную информацию из заявок: — номер и идентификатор заявки; — состояние заявки; — период действия; — номер отправки; — признак отправки (повагонная, контейнерная, контрейлерная); — вид отправки (повагонная, групповая, маршрутная); — станция отправления; — станция назначения; — род подвижного состава; — график подач; — количество вагонов; — количество тонн; — наименование номенклатуры груза, код груза ЕТСНГ и (при наличии) ГНГ; — коды ОКПО грузоотправителя, грузополучателя, собственника вагонов и (при наличии) организации, осуществляющей перевалку грузов; — примечания. 421
Алгоритм ДМЗИ состоит из следующих этапов. 1. Поданная грузоотправителем заявка на перевозку грузов формы ГУ–12 проверяется на реализацию по возможностям, зафиксированным в договорах на обслуживание путей необщего пользования: — мест погрузки необщего пользования, на которых производится погрузка грузов; — станций отправления грузов и порожних вагонов; — мест выгрузки необщего пользования, на которых производится выгрузка грузов; — станций назначения грузов и порожних вагонов. 2. Эта же поданная заявка на перевозку грузов ГУ–12 проверяется на реализацию по возможностям, закреплённым в нормативных графиках движения поездов и плане формирования грузовых поездов (ПФП): — пропускной способности участков сети железных дорог, по которым должна проследовать отправка; — пропускной способности станций сети железных дорог, по которым должна проследовать отправка; — перерабатывающей способности станций сети железных дорог, на которых отправки перерабатываются. Рисунок 3 – Динамическая модель загрузки инфраструктуры 422
При этом маршрут следования отправки определяется действующим планом формирования грузовых поездов (ПФП). Определение маршрута следования осуществляется в соответствии с (ПФП). Расчет производится с учетом следующих показателей: — даты отправления; — группы груза; — типа отправки; — рода подвижного состава; — общего количество вагонов. 3. Последовательно рассчитывается загрузка элементов инфраструктуры по пути следования вагонов с отправками. Определяется загрузка всех элементов инфраструктуры. По итогам расчетов выдается прогноз загрузки всех элементов инфраструктуры с указанием значений загрузки и выделением критических значений, то есть превышающих норматив. В случае превышения критической загрузки элемента инфраструктуры заявка не может быть согласована (рисунок 4). 4. По итогам расчетов прогноза загрузки всех элементов инфраструктуры, работнику ЦФТО (ТЦФТО) выдается сообщение о возможности или невозможности согласования перевозки по поданной заявке формы ГУ–12 в соответствии с заявляемым графиком подачи. При этом, если поданный в ДМЗИ вариант графика подачи заявки превышает инфраструктурные возможности хотя бы одного из элементов инфраструктуры, то ДМЗИ выдает в АС ЭТРАН диагностику по объектам инфраструктуры с превышениями в составе: «Сутки превышения, объект превышения, размер превышения, дополнительная информация». Одновременно в ДМЗИ осуществляется расчет альтернативного графика подачи, который предоставляется специалисту, принимающему решение. В случае, если рассчитанный альтернативный вариант графика подачи заявки не превышает инфраструктурные возможности, то ДМ ЗИ возвращает сигнал в АС ЭТРАН о возможности согласования заявки без внесения изменений. При отсутствии возможности подобрать альтернативный вариант графика подачи динамическая модель автоматически информирует АС ЭТРАН для последующего принятия управленческих решений о возможности согласования или отклонения заявки ф. ГУ–12. В ДМЗИ предусмотрены дополнительные этапы алгоритма, реализующие рассмотрение пула заявок или согласование корректировки графика подач. Расчет динамических параметров каждого элемента модели, технологического времени продвижения вагонопотоков по инфраструктуре, а также построение модели загрузки ее элементов позволяет принимать обоснованные решения в процессе согласования заявок на перевозку грузов не только специалистам ЦФТО, но и выполнять эти действия в автоматизированном режиме. 423
Рисунок 4 – Динамическая модель загрузки инфраструктуры Создаваемый в рамках очереди 2021 года функциональный состав ДМЗИ предусматривает развитие следующих блоков, представленных на рисунке 5: Рисунок 5 – Функциональный состав ДМЗИ 424
— подсистема хранения данных и взаимодействия с внешними АС; — повышение точности расчетов; — формирование аналитических выходных форм; — подсистема визуализации на интерактивной схеме сети железных дорог ОАО «РЖД»; — подсистема настройки логических контролей; — подсистема поиска и предложения Клиенту альтернативного маршрута следования для заявок ГУ–12 и запросов-уведомлений. Их реализация позволит автоматизировать «разрывы» в сквозном процессе перевозки грузов и порожнего подвижного состава, учесть надежность клиентов, и, тем самым, повысить качество планирования. Рисунок 6 – Интерактивная карта-схема сети железных дорог На текущий момент в рамках разработки подсистемы визуализации загрузки инфраструктуры ОАО «РЖД» разработана интеллектуальная интерактивная карта сети железных дорог (рисунки 6, 7). Карта (рисунок 8) — это самостоятельный программный продукт, выполняющий интеграционную и коммуникационную роль при разработке всех технологических форм, позволяющий проводить оптимизационные расчеты на актуальном графе сети, получать необходимую информацию о процессе от станций и участков, обеспечивать автоматический ввод информации о потоках грузов, вагонов, поездов и привязывать их к графу сети. По сути, карта — это единый интерфейс, единое окно разработчиков и пользователей автоматизированной системы. Возможность визуализации потоков на карте позво425
Рисунок 7 – Динамическая загрузка инфраструктуры позволяет на качественно ином уровне воспринимать и анализировать информацию при принятии решений. Карта обеспечивает хранение информации за длительный период и подсказывает эффективные решения самообучаясь и используя опыт специалистов. Она позволит осуществлять коммуникационное взаимодействие участников рынка и предоставит возможность получать необходимую и актуальную информацию о перевозках, реализовывая принцип открытости без нарушения коммерческой тайны. Рисунок 8 – Интеллектуальная карта железных дорог 426
Развитие такого механизма позволит перейти к принципиально иной форме подачи заявок — самостоятельному решению по резервированию мощностей инфраструктуры под свои перевозки. Фактически такой механизм приведет к цифровой трансформации всего перевозочного процесса и изменению форм юридического взаимодействия участников рынка перевозок. В ДМЗИ такая карта реализована в новых технологиях. Этот сервис многие сравнивают с Яндекс-пробки, хотя по степени сложности ДМЗИ не идет с последним ни в какое сравнение (рисунок 9). Рисунок 9 – Онлайн режимы ДМ ЗИ и Яндекс Многолетний опыт разработки и эксплуатации автоматизированной системы расчета плана формирования грузовых поездов (АС РПФП)2 с интерактивной картой показал востребованность такого подхода. Пользователи системы АС РПФП уже не представляют себе анализ вагонопотоков и съем информации о перевозочном процессе вне карты и визуального представления потоков в форме диаграмм, привязанных к графу сети. К интерфейсу, основанному на карте, поступает больше разноплановой информации и функционал других автоматизированных систем: контроль графика движения, подготовка отчетных форм и др. То есть, налицо тенденция превращения карты в интеграционное единое информационное окно специалистов по планированию и управлению перевозками. 2 Разработчик – ПГУПС. 427
В ДМЗИ разработан режим отображения загрузки различных элементов инфраструктуры в графической форме с цветовой гаммой, отражающей степень загрузки участков сети железных дорог (рисунок 10). Рисунок 10 – Динамическая нагрузка инфраструктуры Предстоит также выполнить (рисунок 11) разработку функциональности по взаимодействию с Клиентом (через АС ЭТРАН) в части согласования корректировки даты подачи Рисунок 11 – Автоматизация бизнес-процесса 428
или по возможности отправления в указанные сутки по альтернативному маршруту следования, с дальнейшим рассмотрением Клиентом одного из предложенных вариантов. Для случая, когда Клиентом была выбрана возможность перевозки по альтернативному маршруту, необходимо разработать функциональность по передаче в системы производственного блока сведений о выбранном Клиентом альтернативном маршруте. Автоматизация данного бизнес-процесса потребовала решения определенного круга наукоемких задач (рисунок 12), для чего были разработаны специальные методы3. В настоящее время ДМЗИ уже умеет генерировать и рассчитывать возможные рентабельные маршруты следования отправок в рамках действующего плана формирования, исходя из возможности их реализации по загрузке инфраструктуры (рисунок 13). Предварительно проведенные расчеты4 позволяют утверждать, что предлагаемый Порядок реализации заявок на перевозку грузов с использованием динамической модели загрузки инфраструктуры ОАО «РЖД» (ДМЗИ) позволит решить поставленную задачу. Для этого необходимо организовать информационное взаимодействие автоматизированных систем и включить в контур расчетов экономическую составляющую (рисунок 14). Рисунок 12 – Реализация алгоритма поиска рентабельных маршрутов 3 Был разработан и программно реализован алгоритм «Поиска в ширину или BFS-алгоритм (breadth – first – search)»1, что позволяет из множества возможных вариантов (порядка 10 тыс. на протяженных направлениях) выбирать до 10 альтернативных рентабельных маршрутов, которые могут быть реализованы без изменения плана формирования грузовых поездов. 4 По заданию ЦФТО расчеты проводились по маршруту Ковдор – Забайкальск. 429
Рисунок 13 – Реализация алгоритма рентабельных маршрутов (выходная форма ДМЗИ) Уже сейчас можно сказать, что ДМЗИ качественно изменяет процесс планирования, а созданная информационная основа позволяет по-иному подойти к решению задач перевозочного процесса. Рисунок 14 – Схема информационного взаимодействия ДМЗИ для решения задачи выбора рентабельных альтернативных маршрутов 430
Экономический и иные эффекты от реализации планов по развитию ДМЗИ представлены на рисунке 15. Рисунок 15 – Эффекты от внедрения ДМ ЗИ 431
УДК: 656.025 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОРСКОГО И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ВНЕШНЕТОРГОВЫХ ПЕРЕВОЗОК Д.А. Шаркова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Е.С. Максимова Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье рассмотрены основные проблемы синхронизации развития инфраструктуры морских портов и железных дорог, определены ключевые факторы повышения эффективности экспортных грузопотоков железнодорожным транспортом в сообщении с морскими портами; особое внимание уделено возможным вариантам совершенствования процесса перевозок в смешанном сообщении. Ключевые слова: железнодорожный транспорт, экономика, морской порт, экспортные грузопотоки, инфраструктура. IMPROVING INTERACTION BETWEEN SEA AND RAIL TRANSPORT TO INCREASE THE POTENTIAL OF FOREIGN TRADE TRANSPORT D.A. Sharkova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow E.S. Maksimova Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article considers the main problems of synchronizing the development of the infrastructure of seaports and railways, identifies the key factors for increasing the efficiency of export cargo flows by rail in communication with seaports, special attention is paid to possible options for improving the process of transportation by the multimodal method. Key words: railway transport, economy, sea port, export cargo flows, infrastructure. 432
Одним из факторов, которые учитываются при определении перспектив развития грузовых железнодорожных перевозок, являются мощности морских портов России по перевалке грузов. Для владения актуальной информацией о развитии мощностей портов и необходимости реализации железнодорожных инфраструктурных проектов на постоянной основе осуществляется взаимодействие операторов железнодорожного транспорта с компаниями-стивидорами и инвесторами-застройщиками морских портов. В настоящий момент существуют проблемы, характеризующиеся нехваткой пропускной способности ряда участков железной дороги, и, как следствие, простоем поездов, задержкой грузов, а соответственно, и созданием неблагоприятных условий непосредственно для деятельности морского транспорта и перехода компаний-грузоотправителей на более мобильный вид транспорта. Своевременность обеспечения заказов повышает непроизводительные расходы и среднесуточное количество вагонов, простаивающих в ожидании погрузки. Это может быть актуальным для коммерчески привлекательных направлений, так как увеличение стоимости своевременного обеспечения погрузки компенсируется высокими показателями доходов от перевозки [1]. Так, Правительство Российской Федерации еще в 2019 г. заключило соглашение с предпринимателями, задействованными в транзитном бизнесе, о переключении грузопотоков с портов Балтии (в частности, порт Клайпеда) на российские порты. Безусловно, перевалка грузов через отечественные порты — стратегически более выгодное решение в связи с более упрощенной формой документооборота, а также с более быстрой доставкой грузов до пункта перевалки в порту. Для достижения коммерческого успеха организации необходимо реализовывать стратегии, нацеленные на удовлетворение запросов потребителей, а также на сокращение издержек от перевозки продукции. Возможно, не очевидным на первый взгляд, но наиболее эффективным путем реализации вышеуказанной стратегии является дифференцирование перевозок по режимам доставки, использование различных по конструкции специализированных под определенный груз вагонов, рациональная организация маршрутных перевозок, и, как следствие, сокращение времени доставки [2]. Отметим, что наиболее оптимальным вариантом для развития морских внешнеторговых грузоперевозок является арктический сценарий развития портовой инфраструктуры России, выгодный как по себестоимости перевозки, так и по количеству необходимых для его реализации судов. Однако для реализации такого значимого для страны проекта придется приложить немало усилий и предусмотреть значительный бюджет для развития как железнодорожных путей необщего пользования, так и многофункциональных портов 433
в крайних точках Северного морского пути, таких как Мурманск и ПетропавловскКамчатский. В настоящее время компанией ОАО «РЖД» предусматривается строительство дополнительных железнодорожных путей на линии Волховстрой-Мурманск. Северный морской путь проигрывает по себестоимости транспортировки грузов через Суэцкий канал, однако является весьма привлекательным с точки зрения скорости доставки в страны Азии из Европы. В то же время тенденцией последних лет со стороны грузоотправителей и морских операторов является использование небольших среднетоннажных контейнерных судов в связи с нестабильностью мировой экономики. Неоспоримым плюсом небольших морских транспортных средств является более высокая мобильность, а также оперативная погрузка, а соответственно, и транспортная оборачиваемость судна. Грузооборот Северного морского пути в 2019 г. составил 31,5 млн т, а в 2020 г. — уже 33,0 млн т (на 5% выше уровня показателя предыдущего года). Тем не менее, при реализации таких проектов как СШХ–1, СШХ–2, Белкомур и строительство линии Карпогоры-Индига, с последующим строительством глубоководного порта Индига могло бы значительно увеличить грузооборот СМП. Предполагается, что глубоководный порт Индига после строительства Белкомура будет иметь возможность принимать грузы из Киргизии, Китая и Казахстана, что, безусловно, отразится как на финансовой, так и на стратегически значимой транспортной составляющей страны. На повышение эффективности оперативного управления во многом повлиял факт интеграции логистической отрасли в рыночную экономику. Эти условия позволяют перейти от метода работы по среднестатистическим нормативам и директивным указаниям к предметному управлению по четким формальным экономическим критериям. Наиболее прогрессивным методом решения такого перехода является выделение каждому уровню системы управления территориальных объектов, а также достаточно гибкие права и возможности на использование общих ресурсов [3]. Так, например, указом президента Российской Федерации от 3 февраля 2015 г. была создана Государственная комиссия по вопросам развития Арктики, основной задачей которой является координация деятельности органов власти на всех уровнях при решении задач по развитию российской Арктической зоны. Основным постулатом работы Государственной комиссии является приоритетность сохранения Арктической зоны как территории мира, стабильности и конструктивного сотрудничества. Говоря о предметном управлении, стоит упомянуть, что вышеупомянутая комиссия директивно занимается вопросами непосредственно Арктической зоны. За последнее время были приняты решения о реализации проекта международной арктической станции «Снежинка» как платформы для научной и исследовательской деятельности в регионах 434
Арктики. Также рассматривался и вопрос о перспективных линиях Северного широтного хода. Самыми коммерчески значимыми инфраструктурными объектами являются подъездные пути на подходах к пограничным пунктам пропуска и портам, а также крупным предприятиям, использующим инфраструктуру ОАО «РЖД» как приоритетную для перевозки грузов [4]. Действительно, проблемы многих портов заключается в зависимости подъездных железнодорожных путей от перерабатывающих способностей припортовых станций. Для наиболее эффективного использования всех резервов на стыке железнодорожной и портовой инфраструктуры необходима синхронизация всех грузопотоков. Однако, частым явлением является простой судов в портах из-за несвоевременного прибытия железнодорожного транспорта или, наоборот, невозможность принятия портами прибывшего по железной дороге груза из-за нехватки перевалочных мощностей. В пример можно привезти порт Архангельск с перевалочной мощностью в 7,5 млн т, где железнодорожная составляющая экспортных грузопотоков ежегодно составляет порядка 1,5 млн т и менее. Это связано, прежде всего, с недостаточной пропускной способностью припортовых и сортировочных станций на подходах к портам, в связи с чем большинство грузоотправителей предпочитает отправлять свой груз в этот порт автомобильным транспортом. Приведенному примеру можно противопоставить Усть-Лужский транспортный узел. В инфраструктуре станции Лужская преобладает кооперированное развитие функциональных зон, кроме того, организована работа по Единому комплексному технологическому процессу, внедрено обслуживание терминалов единым маневровым оператором при едином диспетчерском руководстве [5]. Подведомственные транспортные сети Российской Федерации реализуют множество проектов по различным стандартам и в зависимости от инвестиционных ресурсов той или иной транспортной отрасли, что приводит к неравномерности развития сети [6]. На сегодняшний день этот фактор сдерживает развитие не только внешнеторговой деятельности, но и информационное сопровождение услуг, которые требуют стыковки в работе различных ведомств преимущественно для обеспечения внешнеторговых перевозок в смешанном сообщении. Таким образом, при рассмотрении проектов развития портовых мощностей и определении необходимости дополнительного развития железнодорожной инфраструктуры на подходах к нему инициатору необходимо предоставлять гарантии подтверждения грузовой базы со стороны грузовладельцев. 435
Список литературы 1. Елисеев, С.Ю. Логистические принципы эффективного взаимодействия операторов подвижного состава и грузовладельцев / С.Ю. Елисеев, А.А. Шатохин. – 2015. – URL: https://mirtr.elpub.ru/jour/article/viewFile/523/824 (дата обращения: 20.09.2021 г.) – Текст: электронный. 2. Анненков, А.В. Методология организации перевозочного процесса транспортными компаниями в конкурентной среде: автореф. дис. доктора техн. наук: специальность 05.22.08 Управление процессами перевозок / Анненков Александр Васильевич. – Москва, 2003. – 47 с. – Текст: непосредственный. 3. Гершвальд, А.С. Оперативное управление процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте в условиях рыночной экономики: автореф. дис. доктора техн. наук: специальность 05.02.22 Управление процессами перевозок / Гершвальд Андрей Самуилович. – Москва, 2003. – 43 с. – Текст: непосредственный. 4. Гершвальд, А.С. Теория транспортных процессов и систем: учебно-методическое пособие по выполнению контрольной работы / А.С. Гершвальд, А.В. Еловиков. – Москва: МГУПС (МИИТ), 2013. – 63 с. – Текст: непосредственный. 5. Краснощек, А.А. Единый комплексный технологический процесс Усть-Лужского транспортного узла / А.А. Краснощек, А.Ф. Бородин, П.К. Рыбин. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2014. – № 11. – С. 26–34. 6. Иванкова, Л.Н. Сервис на транспорте: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / Л.Н. Иванкова, А.Н. Иванков, А.В. Комаров. – Москва: Маршрут, 2005. – 75 с. – Текст: непосредственный. 436
УДК: 656.078 ВОПРОСЫ ВНЕДРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ А.А. Шатохин Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва И.А. Трушина Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье приведен перечень мероприятий, направленных на внедрение комплексной технологии интервального регулирования движения поездов на сети железных дорог. Применение данной технологии позволит существенно увеличить пропускную и провозную способность действующих железнодорожных линий за счет реализации комплекса мер, таких как: изменение технологии переработки составов на станции и разработка предложений по ее совершенствованию с учетом сокращения межпоездного интервала; внедрение мероприятий по энергообеспечению на полигоне при сокращении межпоездного интервала и др. Ключевые слова: железнодорожный транспорт, движение поездов, интервальное регулирование, пропускная и провозная способность железнодорожных участков и направлений. ISSUES OF IMPLEMENTATION OF INTEGRATED TECHNOLOGY OF INTERVAL REGULATION OF TRAIN TRAFFIC ON RAILWAY TRANSPORT A.A. Shatokhin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow I.A. Trushina Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow 437
Annotation. The article contains a list of measures aimed at the introduction of a comprehensive technology of interval regulation of train traffic on the railway network. The use of this technology will significantly increase the throughput and carrying capacity of existing railway lines through the implementation of a set of measures, such as: changing the technology of processing trains at the station and developing proposals for its improvement, taking into account the reduction of the inter-train interval; the introduction of energy supply measures at the landfill while reducing the inter-train interval, etc. Key words: railway transport, train traffic, interval regulation, throughput and carrying capacity of railway sections and directions. Задача повышения пропускной способности железных дорог рассматривается в качестве приоритетной для железнодорожного транспорта в настоящее время. В качестве инструмента решения данной задачи рассматривается комплексная технология интервального регулирования движения поездов (далее — ИРДП). На основании утвержденной Правительством Российской Федерации (распоряжение от 19 марта 2019 г. № 466-р) долгосрочной программы развития ОАО «РЖД» на период до 2025 года одним из основных направлений деятельности Холдинга определено создание и внедрение современных технологий ИРДП на сети железных дорог. Это решение обосновано необходимостью оптимизации капитальных вложений в повышение пропускной способности железнодорожных направлений путем уплотнения графика движения поездов вместо строительства дополнительных путей на перегонах. Техническими расчетами установлено, что усредненная стоимость укладки третьего пути перегона на Восточном полигоне составляет порядка 550 млн рублей на 1 км, включая переустройство горловин станций, а стоимость оборудования перегонов системой АБТЦ МШ — около 14 млн рублей на один км пути без учёта стрелочных секций. Таким образом, экономическая эффективность использования инновационных технологий уплотнения графика движения поездов превышает размер инвестиций в развитие инфраструктуры более чем в 19 раз. Однако необходимо отметить, что применение новых технологий нередко идет вразрез с действующей нормативной базой. На начальных этапах создания и внедрения новых технологий главными задачами являются сохранение работоспособности участков железных дорог, обеспечение планового объема перевозочного процесса и безопасности движения поездов. Для реализации этих требований руководством ОАО «РЖД» поставлена задача провести испытания различных технических решений на опытных участках железных дорог. Учитывая высокую интенсивность движения на планируемых участках, для этого требуется: 438
— серьезная предварительная проработка технологий организации движения поездов для обеспечения ИРДП, техническое переоснащение и проведение пуско-наладочных работ; — качественная реализация технических решений; — проведение комплекса предварительных испытаний; — подтверждение соответствия принятых технических решений требованиям безопасности. В настоящее время проводится проработка технологии формирования, отправления, пропуска и приема поездов, изменение нормативного графика движения поездов с учетом сокращения межпоездного интервала и станционных интервалов. Необходимо учитывать новые технические решения, состояние инфраструктуры, а также параметры технических средств для выбранных железнодорожных участков и обращающегося по ним подвижного состава, их готовность к увеличению потока поездов и степень требуемой модернизации под проектные решения. Для перспективных проектов реконструкции инфраструктуры определено, что вариант ИРДП с применением перегонной системы управления движением с подвижными блок-участками позволяет обеспечить повышение пропускной способности на 20–30%. Применение технологии подвижных блок-участков с многозначной системой АЛС–ЕН или типовой АЛСН представляется одним из наиболее эффективных способов для пропуска по перегону поездов в части сокращения межпоездного интервала. Этот вариант системы ИРДП был внедрен на участке Журавка – Миллерово ЮгоВосточной и Северо-Кавказской железных дорог и подтверждает практическую возможность пропуска поездов с минимальными интервалами. Вместе с тем, само по себе внедрение новых систем автоблокировки на отдельных перегонах не позволит решить задачу увеличения пропускной способности на полигонах в целом. Эффективная реализация ИРДП возможна только после устранения всех факторов, лимитирующих получение необходимого эффекта от внедрения интервального регулирования движения поездов на направлениях, имеющих дефицит пропускной способности. Основными ограничителями в реализации интервального движения поездов являются станционные интервалы попутного прибытия и отправления поездов, отличающиеся от межпоездных интервалов движения, а также временные ограничения скорости по состоянию инфраструктуры, вызывающие увеличение интервала попутного отправления. Без устранения этих ограничений стратегия реализации ИРДП становится невыполнимой в полном объеме, и значительно снижается эффект от использования новой технологии. Технические решения для реализации ИРДП должны применяться комплексно в зависимости от существующей оснащенности инфраструктуры и подвижного состава. 439
Необходимо сократить время прибытия и отправления поездов на станцию и увеличить скорости движения по съездам на боковой путь, а также сократить интервал попутного отправления со станции. Разработанное АО «НИИАС» и утвержденное Управлением автоматики и телемеханики Центральной дирекции инфраструктуры — филиала ОАО «РЖД» техническое решение на дифференцированном участке удаления, позволяющее сократить интервал отправления со станции, уже апробировано и может быть применено в технологии ИРДП. Для участков, оборудованных типовой числовой кодовой автоблокировкой, наиболее целесообразным является использование потенциала бортовых комплексов управления и обеспечения безопасности движения поездов (САУТ, БЛОК, КЛУБ–У, ИСАВП–РТ–М и радиомодемов для передачи данных). Применение систем САУТ, БЛОК, КЛУБ–У при внесении частичных изменений в технологию ведения поезда позволит решить задачу по сокращению межпоездного интервала и снижению потерь времени движения поезда на желтый сигнал светофора путем автоматического формирования оптимизированной тормозной кривой до начала защитного блок-участка после впереди идущего поезда. Применение ИСАВП–РТ–М совместно с радиомодемами для передачи данных между локомотивами о параметрах движения поездов, объединенных в «пакете» (два и более), позволяет оптимизировать режим движения поездов и сократить межпоездной интервал без модернизации автоблокировки и системы связи. Количество поездов в «пакете» будет зависеть только от перерабатывающей способности станций формирования и приема «пакетов». Технология «виртуальная сцепка» (далее — ВСЦ) решит ряд проблем, возникающих при пропуске сдвоенных поездов на «жесткой сцепке». При организации ИРДП с применением ВСЦ не требуется удлинение приемоотправочных путей, при этом сокращаются пиковые нагрузки на тяговую сеть и время на формирование и расформирование виртуально сцепленного состава. В настоящее время АО «НИИАС» совместно с рабочими группами железных дорог проводятся испытания: — устойчивости цифровой радиосвязи в вариантах «точка-точка» и «точка-многоточка»; — работоспособности систем КЛУБ–У, САУТ и БЛОК при использовании алгоритма повышения скоростей движения на желтый сигнал светофора с обеспечением гарантии безопасности; — алгоритмов системы ИСАВП–РТ для работы в разделенном режиме управления двумя и более поездами через каналы цифровой радиосвязи; 440
— работоспособности систем СЦБ на станциях для пропуска и формирования пакетов поездов с минимальными интервалами. Подтверждение работоспособности систем СЦБ требует проведения проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ на выделенных станциях полигонов испытаний и внедрения. Также необходимо одновременно осуществлять подготовку изменений действующей нормативной базы, ограничивающей использование технологий ИРДП, с отработкой предварительных временных инструкций для опытного полигона, и в установленном порядке проведение этих работ по плану научно-технического развития ОАО «РЖД» (далее — план НТР). Предварительные расчеты показывают, что при правильном применении ИРДП пропускная способность участков железных дорог может быть увеличена на 10–30%. Данные результаты могут быть уточнены после проведения научно-исследовательских работ и имитационного моделирования. ИРДП является одной из составных частей технологического обеспечения перевозочного процесса. Стратегические подходы к созданию интеллектуальных железнодорожных систем будущего были сформированы в самом начале XXI в. и предусматривали создание целого комплекса средств технологического обеспечения перевозочного процесса. В том числе: построение сети цифровых каналов передачи данных, массовое использование глобальных систем спутниковой навигации в целях повышения точности позиционирования подвижного состава, применение новых современных систем торможения поездов, развитие систем регистрации параметров работы локомотивов и локомотивных бригад. Учитывалось также создание терминалов взаимодействия с работниками на путях, интеллектуальных железнодорожных переездов, систем прогнозов погоды, использование датчиков контроля состояния подвижного состава на ходу поезда, систем контроля бдительности машиниста, средств диагностики локомотива на ходу поезда, систем управления энергопотреблением и отдельных бортовых датчиков на вагонах. Совершенствование и дальнейшее внедрение указанных средств и систем сохраняет свою актуальность и в настоящее время, т.к. в условиях уплотнения графика движения поездов резко увеличивается нагрузка на оперативных станционных работников и увеличиваются риски сбоя графика движения поездов, связанные с влиянием «человеческого фактора». Кроме того, особое внимание следует уделить созданию систем планирования движения поездов на основе тактического планирования графиков движения на текущие сутки (суточный график) и стратегического планирования движения поездов. Отдельное 441
место занимают системы управления техническими и сортировочными станциями, информирования работающих на пути, контроля планирования работы локомотивных бригад и справочные системы для пассажиров. Перечисленный комплекс технических решений в перспективе должен обеспечить повышение уровня автоматизации технологических операций перевозочного процесса. В настоящее время возможности контроля технологических процессов с помощью существующих ситуационных центров, систем мониторинга дислокации подвижных единиц и интеллектуальных комплексов диагностики используются не более чем на 30% и имеют значительный резерв в части дальнейшей автоматизации ввода информации в целях решения задач обеспечения перевозочного процесса. Комплексность решения задачи внедрения ИРДП предусматривает учет всех перечисленных задач в их взаимной увязке для обеспечения максимального эффекта от перехода к ИРДП. Целевой уровень развития комплексной технологии включает максимальную автоматизацию всех технологических процессов, базирующуюся на использовании средств моделирования, применении систем «Автодиспетчер» и «Автомашинист», безопасных аппаратных и программных комплексов, позволяющих полностью исключить влияние ошибок человека на безопасность движения. Ключевая стратегическая задача заключается в повышении уровня безопасности технологического обеспечения перевозочного процесса, в том числе, за счет интервального регулирования движения поездов. Указанные проблемы сегодня решаются в рамках проекта «Цифровая железная дорога» в разделе цифровой автоматики на железнодорожном транспорте. Комплексная автоматизация технологических процессов в перспективе позволит решить задачу полной замены работы ДСП на участках внедрения ИРДП за счет автоматизации человеко-машинного взаимодействия и перехода к современным СИРДП. Список литературы 1. Распоряжение ОАО «РЖД» от 31 декабря 2015 г. № 3201 «Инструкция по разработке графика движения поездов в ОАО «РЖД». 2. Мехедов, М.И. О проблемах организации движения и эффективности использования пропускных способностей станции / М.И. Мехедов, Л.А. Мугинштей. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2015. – № 7. – С. 20–27. 3. Моисеенко, В.В. Современные тенденции развития систем управления движением / В.В. Моисеенко. – Текст: непосредственный // Автоматика, связь, информатика. – 2018. – № 12. – С. 36–38. 442
4. Розенберг, И.Н. Интеллектуальные системы управления движением поездов / И.Н. Розенберг, Е.Н. Розенберг. – Текст: непосредственный // Экономика железных дорог. – 2016. – № 8. – С. 9–16. 5. Розенберг, Е.Н. Интервальное регулирование движения поездов / Е.Н. Розенберг, А.А. Абрамов, В.В. Батраев. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2017. – № 9. – С. 19–24. 6. Розенберг, Е.Н. Инновационное развитие систем интервального регулирования / Е.Н. Розенберг, В.В. Батраев. – Текст: непосредственный // Автоматика, связь, информатика. – 2018. – № 7. – С. 5–9. 7. Розенберг, Е.Н. Стратегия повышения эффективности перевозочного процесса / Е.Н. Розенберг. – Текст: непосредственный // Автоматика, связь, информатика. – 2019. – № 6. – С. 2–4. 8. Инновационные технологии интервального регулирования – основа системы управления движением на МЦК / И.Н. Розенберг, В.Г. Матюхин, А.Б. Шабунин, В.И. Уманский. – Текст: непосредственный // Автоматика, связь, информатика. – 2019. – № 6. – С. 5–10. 9. Анализ проблемы неравномерности прибытия вагонопотоков на технические станции / А.А. Шатохин, А.В. Харитонов, Г.М. Биленко, А.В. Буракова. – Текст: непосредственный // Железнодорожный транспорт. – 2019. – № 4. – С. 20–23. 443
УДК: 625.151 ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ И.В. Шишкина Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет транспорта» г. Москва Аннотация. В статье обобщены рекомендации по использованию мирового и оте- чественного опыта в производстве стрелочной продукции, а также акцентировано внимание на использование инновационных ресурсов. Предложено производить расчет и проектирование скоростных стрелочных переводов как отдельных элементов инфраструктуры. Концепцию строительства новых магистралей, проектирование и расчет стрелочных переводов осуществлять с «инновационным запасом», заделом, то есть стрелочный перевод возможно спроектировать таким образом, чтобы остальная часть железнодорожной инфраструктуры не опережала его по уровню развития. Данный подход позволит получить унифицированный продукт, который возможно будет устанавливать без перестройки как в существующие элементы железнодорожного полотна, так и в перспективные. Применение современных технологий и оборудования с учетом зарубежного опыта позволит разработать новую модель стрелочного перевода, отличающуюся от существующей в части точности изготовления, надежности, безопасности, применения современных систем и материалов. Ключевые слова: железнодорожный транспорт, верхнее строение пути, стрелочные переводы, высокоскоростное движение, расчет и проектирование. FUNDAMENTALS OF SWITCH DESIGN I.V. Shishkina Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Russian University of Transport» Moscow Annotation. The article summarizes recommendations on the use of international and domestic experience in the production of switch products, as well as focuses on the use of innovative resources. It is proposed to calculate and design high-speed switches as separate elements of the infrastructure. The concept of the construction of new highways, the design and calculation of switches should be carried out with an "innovative reserve", a reserve, that is, the switch can be designed in such a way that the rest of the railway infrastructure does not outpace it 444
in terms of development. This approach will make it possible to obtain a unified product that can be installed without rebuilding both existing elements of the railway track and prospective ones. The use of modern technologies and equipment, taking into account foreign experience, will allow us to develop a new model of the switch, which differs from the existing one in terms of manufacturing accuracy, reliability, safety, and the use of modern systems and materials. Key words: railway transport, the upper structure of the track, switches, high-speed traffic, calculation and design. При проектировании стрелочных переводов для участков с высокоскоростным движением следует учитывать следующие основные положения: — стрелочные переводы следует рассматривать как единую конструкцию с другими элементами верхнего строения пути, поскольку воспринимаемые ими динамические и иные нагрузки распределяются между всеми элементами верхнего строения пути в целом; — выбор концепции стрелочного перевода для соответствующего участка следует осуществлять с учетом планируемых показателей работы данного участка (грузонапряженности, массы поездов, нагрузки на ось) с учетом рельефа местности и климатических особенностей; — необходимо учитывать возможность совершенствования конструкции в будущем во взаимосвязи с действующими нормативными документами и выполняемыми работами по обслуживанию и уровнем развития механизации; — при разработке концепции стрелочного перевода целесообразно проведение экономических расчетов по комплексным методикам, учитывающим как экономический эффект, так и социальные и экологические последствия. Грамотное проектирование каждого элемента стрелочного перевода позволит обеспечить длительную и безопасную его работу на заданный период эксплуатации [1, 2]. Проектирование стрелочных переводов для участков со скоростным движением целесообразно осуществлять с использованием автоматизированных систем, которые позволяют найти оптимальное решение по необходимым исходным параметрам. Автоматизированные системы существенно экономят время и помогают уменьшить и исправить некоторое количество ошибок ввиду наличия «человеческого» фактора. При этом следует иметь в виду, что окончательное решение принимается пользователем системы, поскольку на данный момент отсутствуют системы с наличием «искусственного интеллекта». Следует отметить, что проектирование занимает продолжительное время и требует привлечения существенного количества ресурсов и специалистов. Задачу, отчасти, позволяет решить автоматизация. В результате обработки получаем оптимальные значения заданной структуры объекта (т.н. параметрическая оптимизация стрелочного перевода [3, 4]). 445
Основные виды задач, с которыми сталкивается разработчик стрелочной продукции: 1. Оптимизация размеров узлов стрелочных переводов. Данная задача включает в себя нахождение оптимальных размеров узлов и их положение относительно других элементов стрелочного перевода, a также сочетаний их размеров. При решении задачи проектировщик сталкивается с рядом трудностей, например: нахождение необходимых точек проектируемого элемента в пространстве; ограничения, возникающие в данной связи c целью нахождения необходимых параметров заданной функции. Решение возможно найти путем реализации оптимизационного алгоритма, получаемого с помощью математических моделей, используемых в соответствующем программном обеспечении, а также посредством проведения экспериментов. Расчеты проводятся с учетом особенностей движения колесных пар по стрелочному переводу, модели деформации взаимодействующих элементов с учетом ограничений по скорости, прочности, динамике подвижного состава, устойчивости железнодорожного пути. Полученные по экспериментальным или расчетным моделям значения величин напряжений в элементах узла позволяют построить и откалибровать математическую модель с целью оптимизации элементов соответствующего узла [5, 6]. 2. Оптимизация размеров профилей стрелочных переводов. Заключается в расчете оптимальных размеров профилей остряков и рабочих поверхностей крестовин. Критерий поиска — пространство координат точек профилей элемента стрелочного перевода. Ограничения, возникающие при решении данной задачи, заключаются в связи c взаимосвязью рабочих точек поверхности катания элементов стрелочного перевода. Другой проблемой является нахождение значения функции с учетом ограничения или отсутствия повреждений в элементе стрелочного перевода. В процессе решения данной задачи используются алгоритмы нелинейного программирования, заложенные в пакете соответствующей программы. Сложность решения задачи также определяется необходимостью использования функции износа элементов, при этом необходимо учитывать модель движения подвижного состава по элементам стрелочного перевода. На стадии проектирования значения расчетных моделей носят вероятностный характер [7, 8]. 3. Оптимизация формы элементов стрелочного перевода в части профилей сечений. В процессе оптимизации проводят расчет напряженного состояния оптимизируемого элеента. При расчетах используется метод конечных элементов или метод граничных элементов. Для расчета элемента с учетом динамического воздействия целесообразна разработка специальных математических моделей, которые позволяют найти решение по модели механики деформируемого твердого тела. Параметры сечений проектируемых элементов задаются в виде размеров с привязкой к системе отсчета. Для данной задачи ограничениями будут служить критерии прочности и расположения элемента. Автоматизированные системы расчета позволяют создать трехмерную модель; кроме того, возможен экспресс446
анализ моделей и проверка кинематических характеристик, сборка моделей, взаимодействия с другими разработчиками при этом. После решения оптимизационной задачи проводят синтез структуры стрелочного перевода с целью выбора оптимального решения [9, 10]. 4. Разработка форм элементов стрелочных переводов по принципу усиления их прочности. Данный подход учитывает наличие ограничений технического характера, так как элементы стрелочного перевода работают во взаимодействии с другими элементами верхнего строения пути, имеющими свою специфику при их изготовлении. При выборе оптимального варианта следует учитывать вероятность совпадения множества конструктивных решений с областью оптимизируемых параметров. Указанным работам сопутствуют постановка задачи в части: — предпроектных исследований; — составления технического задания (первичное описание стрелочного перевода, в нем указываются назначение и требования к данному продукту); — составления технического предложения; — составления эскизного проекта. По окончании процесса проектирования составляется конструкторская (проектная) документация, включающая необходимую информацию для создания и изготовления стрелочного перевода и его эксплуатации. На этом этапе осуществляется передача полученного проектного решения на изготовление чертежей. Передача осуществляется с использованием соответствующих языков программирования. Далее следует процесс изготовления и его апробация. На указанном уровне осуществляется интеграция процесса проектирования стрелочных переводов. Интеграция процесса позволяет сократить время проектирования, осуществить выбор наилучшего решения по заданным характеристикам, проведение совместной оптимизации различных узлов стрелочных переводов и других элементов верхнего строения пути. Совместная оптимизация является следующим шагом в процессе интеграции, что позволяет осуществить проектирование в более короткие сроки. Использование трехмерных моделей с использованием векторного изображения позволяет сохранить его качество при любом увеличении масштаба, при этом использование соответствующих моделей позволяет довольно просто внести изменения в проектируемую конструкцию или любой из ее элементов. Использование таких моделей позволяет также модифицировать ее, поскольку она базируется на математических моделях различной сложности. Программные средства позволяют получить в автоматическом режиме нужное сечение или разрез, a также проекции деталей, повернуть элемент, с любой стороны рассмотреть его слои [11, 12]. Автоматизация процесса проектирования позволит решить следующие задачи: снижение трудоемкости процесса проектирования; повышение качества стрелочных переводов; проведение увязки с другими элементами верхнего строения пути; проведение различного рода тестов в системе. 447
Развитие стрелочного хозяйства представляется затруднительным без использования современных технологий и инноваций. Россия — крупный игрок на рынке IоT в Европе с ежегодным темпом роста порядка 10 %. Интернет вещей или IoT — это группы цифровых устройств, такие как промышленные датчики, собирающие и передающие данные через Интернет [13, 14]. Одними из лидеров в данной области являются также Франция, Германия и Япония, которые успешно применяют современные технологии в управлении на железнодорожной транспорте. Такие технологии позволяют создать цифровую модель стрелочного перевода. Системы датчиков, установленные на элементы стрелочного перевода во взаимосвязи с соответствующим программным обеспечением, делают возможным внедрение технологии предупредительного технического обслуживания стрелочных переводов. Применение интернета вещей к стрелочным переводам позволяет повысить эксплуатационную готовность железнодорожной сети, повысить точность соблюдения расписания движения поездов. Данные о состоянии элементов стрелочного перевода поступают по оптоволоконной сети на пульт управления, обработка данных происходит на сервере. Необходимая информация поступает на табло диспетчеру, либо машинисту поезда, обеспечивая тем самым принятие необходимых решений, базируясь на такой информации [15, 16]. При проектировании инфраструктуры верхнего строения пути в совокупности со стрелочным хозяйством, таким образом, необходимо будет разрабатывать архитектуру компьютерной сети, предназначенную для реализации описанной концепции c учетом других элементов инфраструктуры [17, 18]. Современные технологии позволяют контролировать посадку шпал стрелочных переводов на высокоскоростных линиях при проходе поезда. Данные c установленных датчиков передаются в диагностико-аналитическую систему. Данная концепция предполагает двухуровневую систему диагностики. В Европе система связи линии организованы по волоконнооптическому кабелю c использованием гарнитуры GPS [19]. Таким образом, указанная концепция является необходимым и современным элементом, который необходимо учитывать при проектировании и расчетах верхнего строения пути, поскольку интернет вещей уже успешно используется в различных отраслях и необходим в связи с развитием цифровой экономики. Выводы. Предлагается разработка модульной архитектуры стрелочных переводов, которая представляет собой перспективную разработку систем диагностики и управления стрелочными переводами. Данные системы позволят заложить современную основу управлением и диагностикой стрелочных переводов. Указанная архитектура должна будет обеспечить стыковку с существующими системами и перспективными. 448
Совместимость этих систем и программного обеспечения целесообразно определять, исходя из возможности взаимодействия на следующем этапе с автоматизированными системами других стран с целью достижения оптимальных показателей. Определяющими в этих системах будут являться параметры, имеющие значение для хранения данных и их обработки с целью проведения в дальнейшем анализа для определения эффективности различных характеристик как отдельных элементов, так и их рабочих взаимосвязей с помощью алгоритмов машинного обучения. Cписок литературы 1. Королев, В.В. Перспективные разработки стрелочных переводов для российских железных дорог / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сб. мат. XIV н.-т. конф. Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути. – Москва, 2017. – С. 193–194. 2. Королев, В.В. Виртуальная копия стрелочного перевода / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // В сборнике статей национальной научно-технической конференции «Транспортное строительство». – Москва: РУТ МИИТ, 2020. – С. 73–82. 3. Королев, В.В. Цифровой двойник стрелочного перевода / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2021. – № 1. – С. 6–8. 4. Королев, В.В. Совершенствование системы учета дефектов элементов стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2016. – № 7. – С. 14–16. 5. Королев, В.В. Контррельс-протектор для стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Путь и путевое хозяйство. – 2017. – № 10. – С. 21–24. 6. Королев, В.В. Сравнительные исследования напряженного состояния контррельсов стрелочных переводов/ В.В. Королев// Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2009. – № 6. – С. 38–39. 7. Королев, В.В. Новый контррельсовый спецпрофиль для стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2010. – № 6. – С. 32–33. 8. Королев, В.В. Моделирование стрелочных переводов на плитном основании / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Наука и техника транспорта. – 2019. – № 3. – С. 77–87. 9. Korolev, V. (2020). Switching Shunters on a Slab Base. In Advances in Intelligent Systems and Computing (Vol. 1116 AISC, P. 175–187). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-379193_17. 10. Korolev, V. (2020). Guard Rail Operation of Lateral Path of Railroad Switch. In Advances in Intelligent Systems and Computing (Vol. 1115 AISC, P. 621–638). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-37916-2_60. 449
11. Королев, В.В. Предложение по применению криволинейных стрелочных переводов на Забайкальской железной дороге / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник статей молодых ученых и аспирантов ВНИИЖТ. – Москва: Интекст, 2005. – С. 32–36. 12. Королев, В.В. Восстановление рабочей поверхности крестовин стрелочных переводов / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник статей молодых ученых и аспирантов ВНИИЖТ. – Москва: Интекст, 2006. – С. 30–36. 13. Королев, В.В. Напряженное состояние элементов скоростного стрелочного перевода марки 1/22 / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник научных статей молодых ученых и аспирантов ВНИИЖТ. – Москва: Интекст, 2003. – С. 231–235. 14. Королев, В.В. Разработка нового контррельса, не связанного с ходовым рельсом / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // В сб.: Безопасность движения поездов. Материалы 11-й Научно-практической конференции. – 2010. – С. XIV–36. 15. Королев, В.В. Обеспечение устойчивой работы стрелочных переводов в зимних условиях / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // В сб.: Проблемы проектирования, строительства, диагностики и технического содержания объектов железнодорожного транспорта. Материалы всероссийской научно-практической конференции, 2013. – С. 82–87. 16. Королев, В.В. Системы удаления снега со стрелочных переводов в зимних условиях / В.В. Королев. – Текст: непосредственный // Сборник трудов ученых ОАО «ВНИИЖТ». – Москва: Интекст, 2013. – С. 138–148. 17. Korolev, V. (2020). The study of rolling stock wheels impact on rail switch frogs. E3S Web of Conference, 164, 03033. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016403033. 18. Korolev, V. (2021). Selecting a turnout curve form in railroad switches for high speeds of movement. In Advances in Intelligent Systems and Computing (Vol. 1258 AISC, P. 156–172). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57450-5_15. 19. Korolev, V. (2021). Change of geometric forms of working surfaces of turnout crosspieces in wear process. In Advances in Intelligent Systems and Computing (Vol. 1258 AISC, P. 207–218). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57450-5_19. 450
УДК: 656.073.9 ЦИФРОВИЗАЦИЯ В СФЕРЕ ГРУЗОВЫХ ПЕРЕВОЗОК Н.В. Эрлих Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный университет путей сообщения» г. Самара А.В. Эрлих Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Аннотация. В статье рассматривается комплексный подход к сервисам на оказание услуг, связанных с перевозкой груза, который совершенствуется и упрощает клиенту доступ к услугам ОАО «РЖД» за счет цифровизации. Ключевые слова: железнодорожный транспорт, электронный документооборот, срок доставки, претензионная работа, центр по оказанию услуг, ЭЦП, сервис услуг. DIGITALIZATION IN THE FIELD OF FREIGHT TRANSPORTATION N.V. Erlikh Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Samara State Transport University" Samara A.V. Erlikh Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow Annotation. The article considers an integrated approach to services for the provision of services related to cargo transportation, which is being improved and simplifies the client's access to the services of JSC "Russian Railways" due to digitalization. Key words: railway transport, electronic document management, delivery time, claim work, service center, EDS, service. Российские железные дороги разработали концепцию среды «Цифровая железная дорога», которая сводится к переходу на цифровые технологии с учетом пользователей транспортных услуг и роста конкурентоспособности. 451
Цифровизация требует развития других, новых отношений с клиентами. Количество основных клиентов грузовых перевозок — несколько тысяч, и чтобы они могли быть в открытом доступе на основе цифровых коммерческих взаимоотношений с соответствующей степенью доступности, компания ОАО «РЖД» продолжит наращивать свои цифровые возможности с учетом цифровой экономики, в соответствии с Указом Президента РФ № 474 от 21.07.2020. Цифровой трансформацией в отрасли стало внедрение электронного документооборота с электронной цифровой подписью (ЭЦП) и смарт-перевозки, оформленные онлайн с заключением договора на перевозку, использование электронной торговой площадки «Грузовые перевозки» (ЭТП ГП) на которой наблюдается прирост клиентов в условиях пандемии. Площадка обеспечивает цифровой формат общения между клиентами на максимальной прозрачности и оперативности. Это полностью цифровой сервис. С точки зрения IT-технологий в сфере грузовых перевозок железнодорожный транспорт оказался готовым к удаленной работе с клиентами. Использование ЭЦП на всем жизненном цикле электронного документа (создание, согласование, утверждение, ознакомление с документом и т.д.) наделяет систему электронного документооборота (СЭД) юридической значимостью, т.к. ЭЦП создается с помощью сертифицированного ключа. Сертификат ключа является аналогом документа, удостоверяющего личность, и представляет собой документ на бумажном носителе либо электронный документ с ЭЦП уполномоченного лица (сотрудника) удостоверяющего центра. ОАО «РЖД» стремится развивать комплексный подход к сервисам на оказание услуг, связанных с перевозкой груза, и постоянно совершенствует и упрощает клиенту доступ к услугам ОАО «РЖД», пытается понять, каких и какую долю клиентов возможно переключить на железнодорожный транспорт и за счёт каких преимуществ. Для того чтобы оставаться конкурентоспособным, ОАО «РЖД» должно адекватно реагировать на меняющиеся условия, предлагать услуги более высокого качества и двигаться в направлении современных цифровых технологий. Так, в АС ЭТРАН запущен новый функциональный модуль «Автоагент». Технология «Автоагент» заключается в автоматизации оформления и контроля документов, связанных с приемом груза и вагонов к перевозке на станции отправления и их выдачей на станции назначения, и минимизации ошибок, связанных с человеческим фактором. Анализ технологии «Автоагент» показывает, что функции агентов СФТО практически полностью перешли «Автоагенту» в части электронного документооборота, что, в свою очередь, позволяет оптимизировать лишние звенья при оформлении документов, связанных с перевозочным процессом. Облегчается обмен информацией, но пока «Автоагент» позволяет оформление перевозочных документов производить в автоматическом режиме только на 452
порожние вагоны, а также на грузы, которые перевозятся навалом и насыпью. В будущем «Автоагент» позволит оформлять перевозочные документы на все виды грузов, т.к. компания-разработчик «ИНТЭЛЛЕКС» постоянно совершенствует программное обеспечение. Технология «Автоагент» помогает исключить на железнодорожных станциях непосредственный контакт клиента с представителями перевозчика и ускорить оформление всей необходимой документации, т.е. осуществляется полный переход на дистанционное оформление на основе новой платформы ЭТРАН. Активное использование подобных технологий — это сохранение личного времени каждого пользователя (грузоотправителя, грузополучателя, оператора, собственника подвижного состава и т.д.) и сотрудника компании. В целях установления единых требований к распределению операций, выполняемых работниками отделов обработки документов по перевозке грузов и работниками железнодорожных станций, распоряжением ОАО «РЖД» № 936/р от 27 апреля 2020 г. утверждены типовые требования и условия обработки документов, связанных с перевозкой грузов, через отделы автоматизированной обработки документов по перевозке грузов территориальных центров фирменного транспортного обслуживания. С октября 2020 года для оформления перевозочных и учетных документов используется новая веб-оболочка. Теперь достаточно интернет-браузера для входа на НП ЭТРАН для удаленного сеанса с мобильного устройства, чему способствовала цифровизация. Переход на «цифру» операционных и договорных процессов позволяет видеть и анализировать поведение потребителей транспортных услуг и вести борьбу за их лояльность, изменяться под их запросы, снижая свои и их затраты. Центр фирменного транспортного обслуживания стал структурой ОАО «РЖД» по оказанию сервиса услуг клиентам, а также инстанцией, куда пользователи услуг инфраструктуры обращаются для урегулирования спорных вопросов в сфере железнодорожных грузовых перевозок. ЦФТО — это действующая площадка для взаимодействия с клиентами и координатор ряда дирекций, связанных с обеспечением процесса перевозок грузов. Это понимают железнодорожники и стараются быть максимально открытыми перед клиентами, развивая информационные технологии и цифровизацию перевозочного процесса. Актово-претензионная работа в ОАО «РЖД» является частью работы ЦФТО. Одна из наиболее популярных претензий к ОАО «РЖД» — это несоблюдение сроков доставки. Анализ претензий, предъявляемых клиентами, показывает, что более 80% претензий — претензии за нарушение сроков доставки как груженых, так и порожних вагонов. Около 10% претензий от клиентов поступает за возврат провозной платы из-за ее доначисления со стороны перевозчика, а также по штрафам за задержку подачи и уборки вагонов с мест погрузки-выгрузки, и прочие претензии. 453
ОАО «РЖД» к своим клиентам предъявляет претензии о взыскании платы за нахождение вагонов на их инфраструктуре по причинам, зависящим от клиента, за превышение грузоподъемности вагонов, за искажение сведений в договоре на перевозку. Возникает столкновение интересов перевозчика, оператора и грузовладельца, которое можно разрешить при взаимодействии друг с другом на основе открытости и прозрачности. В частности, это постоянное развитие и совершенствование единой автоматизированной системы актово-претензионной работы (ЕАСАПР), которая охватывает и вопросы, связанные с нарушениями сроков доставки грузов. Система фактически принимает решение о том, есть ли нарушения со стороны ОАО «РЖД» или их нет, исключая человеческий фактор. Согласно распоряжению ОАО «РЖД» № 2547/р от 20.11.2020 г., клиент может подать претензии к ОАО «РЖД» (в том числе по штрафам) в личном кабинете в электронном виде (пока это касается не всех претензий, исключение — договора СМГС) через «Электронный претензионист», в рамках системы ЕАСАПР с формированием клиенту ответа. ЕАСАПР интегрируется с данными в ЭТРАН и ЭТП ГП, а также с данными клиента через личный кабинет клиента. В результате не только перевозчик, но и грузовладелец, оператор смогут получать информацию и влиять с ее помощью на своего контрагента. Для того, чтобы вся информация о фиксации нарушений организации перевозочного процесса любой из сторон была прозрачна и доступна, ОАО «РЖД» с 2019 г. открыла данные автоматизированной системы коммерческого осмотра поездов и вагонов (АСКО ПВ), которая входит в ЕАСАПР — то есть видео- и фотоматериалы, по которым можно судить об остатках груза, о коммерческих неисправностях вагона, проломах кузова, и на основании которых составляются акты общей формы ГУ–23. Кроме того, появилась доступность к памятке приемосдатчика груза и багажа ГУ–45 о подаче и уборке вагонов на пути и с путей необщего пользования, к актам ГУ–2б, уведомлению о завершении грузовой операции и готовности вагона к уборке с путей необщего пользования, т.е. к тем документам, которые считаются юридически достоверными. РЖД относятся к претензиям как к проблемным местам в своей работе, и поэтому подвергаются анализу не просто претензии, а реальные нарушения перевозочного процесса. По оценкам Института исследования проблем железнодорожного транспорта, сумма убытков ОАО «РЖД» в 2019 г. от нарушения сроков доставки грузов составила 55 млрд рублей, но при этом сумма исковых претензий от клиентов в суды составила 8 млрд руб. Для взаимодействия с потребителем услуг в ОАО «РЖД» создан сетевой информационно-сервисный центр для диалога между ОАО «РЖД» и клиентами через информационную систему «Фирменное обслуживание клиентов: управляющая система» (Фокус). Клиенты обращаются в центр по любой теме, начиная от организации разовых перевозок 454
и заканчивая жалобами. В системе на каждое обращение заводится карта исполнения, с контролем сроков и качества отработки обращения через обратную связь. Анализ показывает, что почти 90% вопросов от клиентов поступают из-за задержки вагонов в пути следования и несвоевременной подачи/уборки вагонов на/с грузовых фронтов. Выводы. Появление новых информационных сервисов в ОАО «РЖД» позволяет открыто осуществлять работу с клиентами и снижать накал претензионных споров, что выгодно каждому из них. Они облегчают обмен информацией для всех участников перевозочного процесса, представляя клиентам новый уровень сервиса для принятия решений. Список литературы 1. Информационные системы в сервисе оказания услуг при организации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте: учебное пособие для специалистов / Н.В. Эрлих, А.В. Эрлих, Т.Б. Ефимова, Л.И. Папировская. – Москва: ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2019. – 213 с. – Текст: непосредственный. 2. Эрлих, Н.В. Транспортный рынок диктует свои условия / Н.В. Эрлих, А.В. Эрлих. – Текст: непосредственный // Вестник транспорта Поволжья. – 2016. – № 5 (59). – С. 68–72. 455
УДК: 65.011.56 ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ РОССИЙСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ А.В. Эрлих Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва А.В. Савостьянов Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Я.В. Храменкова Акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС») г. Москва Аннотация. В статье рассматривается процесс создания «цифровой железной дороги» за счет построения «цифровой железнодорожной станции» на основе использования модульного подхода. Описываются проблемы, возникающие при создании «цифровой железнодорожной станции». Для решения возникающих проблем разработаны схемы взаимодействия модулей между собой для различных железнодорожных станций. Ключевые слова: «Цифровая экономика», «Цифровая железная дорога», цифрови- зация, автоматизация, модули «цифровой железнодорожной станции», взаимодействие модулей, железнодорожные станции. DIGITAL TRANSFORMATION OF RUSSIAN RAILWAYS A.V. Erlikh Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow A.V. Savostyanov Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow 456
Ya.V. Khramenkova Joint-stock company «Research and design institute for information technology, signaling and telecommunications in railway transportation» Moscow Annotation. The article considers the process of creating a "digital railway" by building a "digital railway station" based on the use of a modular approach. The problems that arise when creating a "digital railway station" are described. To solve the emerging problems, schemes of interaction of modules with each other for various railway stations have been developed. Key words: "Digital economy", "Digital railway", digitalization, automation, modules of "digital railway station", interaction of modules, railway stations. Современный этап развития человечества характеризуется широким использованием информационных технологий в жизнедеятельности человека. Создается множество информационных систем, предназначенных для повышения качества жизни человека, таких как «Умный дом», приводящих к повышению производительности труда за счет автоматизации множества технологических процессов в различных сферах деятельности (системы управления предприятием, системы управления технологическим процессом). Данная тенденция наблюдается во всем мире, и происходящие процессы в России — не исключение. В соответствии с посланием Президента России Федеральному Собранию и его Указом от 07.05.18 № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» сформулированы основные направления развития Российской Федерации. Основополагающим направлением развития является создание «Цифровой экономики» за счет широкого внедрения современных информационных сервисов в отраслях экономики. На основании указа Президента Правительством РФ утверждена долгосрочная программа развития ОАО «Российские железные дороги» до 2025 года распоряжением от 19 марта 2019 г. № 466-р. Таким образом, холдинг «Российские железные дороги» приступил к созданию «Цифровой железной дороги». Проект «Цифровая железная дорога», реализуемый ОАО «РЖД», направлен на повышение качества предоставляемых транспортных и логистических услуг за счет использования информационных технологий. Фактически «цифровая железная дорога» — это совокупность информационных технологий, процессов, стандартов взаимодействия, работающих в согласованности между собой и в режиме реального времени. Для эффективного функционирования «Цифровой железной дороги» необходимо автоматизировать все звенья перевозочного процесса от момента приема груза до момента выдачи груза. Если произвести декомпозицию перевозочного процесса, то можно получить 457
несколько составных частей перевозочного процесса. Первым подпроцессом будет согласование заявки на перевозку и принятие груза к перевозке как на путях необщего пользования, так и на путях общего пользования с документальным оформлением груза к перевозке. Вторым подпроцессом будет являться доставка груза от станции отправления до станции назначения. Третьим — выдача груза как на путях необщего пользования, так и на путях общего пользования с документальным оформлением. Рассмотрев перевозочный процесс, можно отметить, что во всех этапах присутствует железнодорожная станция как основной элемент перевозочного процесса. Таким образом, для построения полноценной «Цифровой железной дороги» необходимо произвести автоматизацию и цифровизацию технологических процессов на железнодорожных станциях. Первые шаги в этом направлении сделаны в работах [4, 5]. Одним из пилотных проектов автоматизированной станции является одна из самых современных железнодорожных станций — станция Лужская-Сортировочная, введенная в эксплуатацию в 2015 г. При строительстве данной станции ОАО «РЖД» стремилось автоматизировать большинство технологических операций. На станции произведена автоматизация технологических операций, и установлены такие современные информационные системы как МАЛС, АСУ МР, АСКИН, МПЦ, MSR–32, АСУВОП–2, СКАТИС, ГИР. Однако введенные в эксплуатацию информационные системы не решают вопросов единой политики межсистемного взаимодействия, отсутствия единых требований к автоматизированным системам и средствам радиосвязи, единого стандарта на интерфейсы информационного взаимодействия между системами. Таким образом, «Цифровая железнодорожная станция» — это система, включающая в себя современные информационные системы автоматизации технологических процессов, которые взаимосвязаны между собой с едиными требованиями и едиными стандартами информационного взаимодействия. Очевидно, что каждая железнодорожная станция уникальна по своей технологии работы, и в то же время на этих станциях происходят практически однотипные технологические операции (маневровая работа, прием, отправление поездов, технический и коммерческий осмотр и т.д.). Разработка «Цифровой железнодорожной станции» по своей задаче является трудоемким процессом, если производить его под конкретную станцию. Однако данный процесс возможно облегчить путем автоматизации однотипных операций и построения модульной системы. Использование модульной системы позволит сократить денежные средства, время и трудоемкость на разработку цифровой станции. Модуль будет разрабатываться под определенные типовые технологические операции, такие как диагностика технического и коммерческого состояния подвижного состава, планирование маневровой работы, подготовка поездных и маневровых маршрутов и т.д. В дальнейшем следует произвести анализ станций по выполняемым типовым технологическим операциям и выделить группы железнодо458
рожных станций по определенным признакам. Затем под эти признаки можно подобрать определенные модули. В соответствии с утвержденной концепцией проекта «Цифровая железнодорожная станция», утвержденной ОАО «РЖД» от 07.11.2018, предлагается поделить железнодорожные станции на следующие группы: — железнодорожные станции с сортировочными устройствами; — железнодорожные станции без сортировочных устройств; — пассажирские станции; — промежуточные станции, занимающиеся пропуском поездов. В данной концепции построения «Цифровой железнодорожной станции» предполагается, что система будет состоять из 24 модулей. При этом максимальное количество модулей будет для станций с сортировочными устройствами. Для железнодорожных станций без сортировочных устройств планируется 19 модулей, для пассажирской станции — 15, промежуточной — 7 модулей. При этом в концепции «Цифровой железнодорожной станции» не рассматривается вопрос взаимосвязи данных модулей. На основе рассмотрения технологии работы сортировочной станции и планируемых модулей для «Цифровой железнодорожной станции» была разработана схема взаимодействия модулей для железнодорожной станции, оборудованной горочными устройствами, представленная на рисунке 1. 1. Модуль «Цифровая модель станции» (формирование топологии, база данных, объектов и событий) 2. Модуль нормативной информации о работе всех подразделений станции 23. Модуль планирования 24. Модуль контроля исполнения 9. Модуль автоматизированного формирования сменно-суточного и текущего плана работы станции и заданий на смену 12. Модуль автоматизированного формирования анализа эксплуатационной работы станции и выработки предложений по распределению ресурсов 10. Модуль автоматического формирования сообщений о событиях и положении на станции всех объектов контроля (вагон, поезд, локомотив, локомотивная бригада, работник) 7. Модуль планирования составообразования и отправления поездов 6. Модуль планирования очередности роспуска поездов и выставки в парк отправления 8. Модуль планирования маневровой работы в парках и на местах необщего пользования 11. Модуль электронного документооборота 4. Модуль автоматизированной диагностики технического состояния подвижного состава и коммерческих неисправностей 5. Модуль автоматизированной диагностики технического состояния подвижного состава и коммерческих неисправностей по приему груза к перевозке и допуску на инфраструктуру РЖД с путей необщего пользования 20. Модуль контроля предотвращения выход подвижного состава со стороны, противоположной сортировочной горке 22. Модуль автоматического управления процессом организации текущего содержания, ремонта ж.д. пути и его обустройства 17. Модуль автоматического управления сортировочным процессом 18. Модуль автоматической расцепки вагонов на сортировочной горке 16. Модуль автоматического управления поездными и маневровыми передвижениями 19. Модуль подтягивания (осаживания) отцепов на путях сортировочного парка 3. Модуль планирования очередности приема, отправления и обработки поездов 15. Модуль автоматического закрепления подвижного состава 21. Модуль автоматического опробования автотормозов 14. Модуль контроля выполнения требований безопасности движения поездов и охраны труда, нахождения на рабочем месте 13. Модуль автоматической подготовки поездных и маневровых маршрутов III II ПП ПО СП ТР ПНП I Рисунок 1 – Схема взаимодействия модулей для железнодорожной станции, оборудованной горочными устройствами 459
Схема железнодорожной станции, представленная на рисунке 1, состоит из нескольких контуров. В первом контуре станции (I) будет производиться автоматическая подготовка поездных и маневровых маршрутов, получение, обработка информации с устройств бесконтактного управления стрелками и светофорами, МАЛС, оптоакустических датчиков. Во втором контуре станции (II): — автоматическое управление процессом организации текущего содержания, ремонта железнодорожного пути и его обустройства; — получение, обработка информации от систем технической диагностики и мониторинга состояния железнодорожного пути; — получение информации и использование цифровой (координатной) модели пути, спутниковой навигации, централизованной системы информирования, системы оповещения работающих на путях. В третьем контуре станции (III) — модуль контроля выполнения требований. Данный набор модулей будет характерным для всех станций с сортировочными устройствами. При построении схемы взаимодействия модулей для железнодорожной станции без горочных устройств схема взаимодействия модулей будет аналогична приведенной схеме на рисунке 1 за исключением модулей 6, 17, 18, 19, 20. Схема информационного взаимодействия модулей на пассажирской станции приведена на рисунке 2. 1. Модуль «Цифровая модель станции» (формирование топологии, база данных, объектов и событий) 2. Модуль нормативной информации о работе всех подразделений станции 8. Модуль планирования маневровой работы в парках и на местах необщего пользования 12. Модуль автоматизированного формирования анализа эксплуатационной работы станции и выработки предложений по распределению ресурсов 10. Модуль автоматического формирования сообщений о событиях и положении на станции всех объектов контроля (вагон, поезд, локомотив, локомотивная бригада, работник) 14. Модуль контроля выполнения требований безопасности движения поездов и охраны труда, нахождения на рабочем месте 11. Модуль электронного документооборота 4. Модуль автоматизированной диагностики технического состояния подвижного состава 5. Модуль автоматизированной диагностики технического состояния подвижного состава и коммерческих неисправностей по приему груза к перевозке и допуску на инфраструктуру РЖД с путей необщего пользования 22. Модуль автоматического управления процессом организации текущего содержания, ремонта ж.д. пути и его обустройства 16. Модуль автоматического управления поездными и маневровыми передвижениями 15. Модуль автоматического закрепления подвижного состава 3. Модуль планирования очередности приема, отправления и обработки поездов 21. Модуль автоматического опробования автотормозов 13. Модуль автоматической подготовки поездных и маневровых маршрутов II III I Рисунок 2 – Схема взаимодействия модулей на пассажирской станции 460
Как видно, из приведенной схемы, цифровая модель пассажирской станции будет состоять из трех контуров, по аналогии со схемой, приведенной на рисунке 1. Меньшее количество модулей объясняется меньшим разнообразием выполняемых технологических процессов на пассажирской станции. Аналогичная ситуация будет прослеживаться и на промежуточной станции. Схема взаимодействия модулей на промежуточной станции занимающейся пропуском поездов, приведена на рисунке 3. 1. Модуль «Цифровая модель станции» (формирование топологии, база данных, объектов и событий) 10. Модуль автоматического формирования сообщений о событиях и положении на станции всех объектов контроля (вагон, поезд, локомотив, локомотивная бригада, работник) 16. Модуль автоматического управления поездными и маневровыми передвижениями 22. Модуль автоматического управления процессом организации текущего содержания, ремонта ж.д. пути и его обустройства 11. Модуль электронного документооборота 14. Модуль контроля выполнения требований безопасности движения поездов и охраны труда, нахождения на рабочем месте 13. Модуль автоматической подготовки поездных и маневровых маршрутов I III II Рисунок 3 – Схема взаимодействия модулей на промежуточной станции, занимающейся пропуском поездов По аналогии со схемами взаимодействия модулей, приведенными на рисунках 1 и 2, цифровая модель промежуточной станции также будет состоять из трех контуров. Для организации пропуска поездов на станции будут использоваться следующие модули: модуль автоматической подготовки поездных и маневровых маршрутов, модуль автоматического управления поездными и маневровыми передвижениями. Для организации ремонта и текущего содержания устройств инфраструктуры — модуль автоматического управления процессом организации текущего содержания, ремонта железнодорожного пути и его обустройства. За безопасность движения поездов отвечает модуль контроля выполнения требований безопасности движения поездов и охраны труда, нахождения на рабочем месте. Для обеспечения электронного документооборота — модуль электронного документооборота. На все события, происходящие на станции, будут формироваться сообщения в модуле автоматического формирования сообщений о событиях и о положении на всех объектах контроля, которые далее передаются в модуль «цифровая модель станции». 461
Выводы. Проанализировав существующую концепцию «Цифровой железной дороги» и предлагаемые модули для автоматизации технологических операций, было установлено, что в концепции отсутствует механизм взаимодействия данных модулей. Разработаны схемы взаимодействия модулей для железнодорожных станций. Выдвинуто предположение, что на станции должно существовать 3 контура информационной системы, а для каждого типа станции должен существовать свой набор модулей. Список литературы 1. Информационные системы в сервисе оказания услуг при организации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте: учебное пособие для специалистов / Н.В. Эрлих, А.В. Эрлих, Т.Б. Ефимова, Л.И. Папировская. – Москва: ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2019. – 213 с. – Текст: непосредственный. 2. Эрлих, Н.В. Железнодорожный транспорт и программные средства имитационного моделирования / Н.В. Эрлих, А.В. Эрлих. – Текст: непосредственный // Транспорт, наука, образование в XXI веке: Опыт, перспективы, инновации. Материалы VII Международной научно-практической конференции. – Оренбург: ООО «Аэртена», 2017. – С. 64–67. 3. Концепция «Цифровая железнодорожная станция», утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 07.11.2018 № 1049. – ОАО «РЖД», 2018. – 38 с. – Текст: непосредственный. 4. Система для управления работой сортировочных станций направления железнодорожной сети. Патент на изобретение RU 2671790 C1, 06.11.2018 г. Заявка № 2018100146 от 09.01.2018 г. / М.Г. Лысиков, В.С. Миронов, А.В. Озеров, А.М. Ольшанский, Е.Н. Розенберг, А.В. Савостьянов, Я.В. Храменкова. – Текст: непосредственный. 5. Лысиков, М.Г. Система планирования показателей работы железнодорожной сортировочной станции / М.Г. Лысиков, А.М. Ольшанский. – Текст: непосредственный // В сб.: Перспективные информационные технологии (ПИТ 2014), труды Международной научнотехнической конференции. – Самара: Издательство СНЦ РАН, 2014. – С. 372–379. 462
Научное издание ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Сборник трудов научно-практической конференции с международным участием (20–21 октября 2021, г. Москва) Статьи печатаются в авторской редакции Верстка О.А. Денисова Дизайн обложки А.Ю. Байкова Подписано в печать 10.01.22. Формат 60901/8 . Усл. печ. л. 58,00. Тираж 50 экз. Заказ 2 Российская открытая академия транспорта федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Российский университет транспорта». 127994, Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9. 125315, Москва, Часовая ул., 22/2, www.roat-rut.ru. Российская открытая академия транспорта федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Российский университет транспорта» 127994, Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9. 125315, Москва, Часовая ул., 22/2, www.roat-rut.ru. 463