Анализ работы транспортно-грузовых систем, примыкающих к железнодорожной станции «Батарейная» Иркутского железнодорожного узла



В настоящее время железнодорожный транспорт является основой Единой транспортной системы. Связывая города, регионы, экономические районы и государства, он является важным звеном экономики любого сегмента. Железнодорожный транспорт обеспечивает жизнедеятельность большинства отраслей промышленности, связывая подъездными путями предприятия и железнодорожные станции. Линейные объекты транспортной инфраструктуры железнодорожных станции в зависимости от скорости изменения грузо- и пассажиропотоков нуждаются в модернизации. Это позволяет обеспечивать высокую провозную способность станции, а также увеличивать показатели грузовой работы. Помимо объектов инфраструктуры железнодорожных станций важно учитывать необходимость модернизации объектов инфраструктуры промышленных предприятий, что тоже приведёт к улучшению показателей работы как предприятия, так и прилегающей железнодорожной станции.

Грузовая железнодорожная станция «Батарейная» является важной частью Иркутского железнодорожного узла. К ней прилегают подъездные пути более десятка предприятий. Ежедневно «Батарейная» перерабатывает большое количество грузов. Приоритетным видом формируемых составов являются контейнерные поезда. Основное преимущество контейнерных перевозок — простота транспортировки на межгосударственном уровне. При пересечении границы, на пограничных железнодорожных станциях достаточно переставить контейнер с платформы, предназначенной для одной колеи, на платформу другой колеи. Это сокращает время транспортировки, оказывая положительное влияние на показатели экономической эффективности.

Как и любая региональная железнодорожная станция, «Батарейная» имеет технологические проблемы. Для их устранения важно сфокусироваться на длительном времени на обработку грузов на предприятиях, обслуживаемых станцией «Батарейная», результатом чего являются простои составов. В условиях возрастающего грузопотока мощности погрузо-выгрузочных устройств, грузовых фронтов и подъездных путей будет недостаточно.

Описание объектов исследования

Железнодорожная станция «Батарейная» является крупной грузовой предузловой станицей. Является частью Иркутского железнодорожного узла, Восточно-Сибирской железной дороги (участок Тайшет-Иркутск-Пассажирский). По объёму работы станция — I класса. Выполняет операции по обслуживанию пассажиров, приёму/выдаче грузов и багажа, обработке и формированию грузовых составов. Стация «Батарейная» имеет поперечный тип. Общее количество путей — 22. Количество главных путей: в чётном направлении — 4, в нечётном направлении — 3. К станции прилегают 4 пути необщего пользования, один из которых соединяет станцию с парком путей ПАО «ТрансКонтйнер», второй — с путями необщего пользования промышленных предприятий и два оставшихся — с военной частью 86753.

Филиал ПАО «ТрансКонтейнер» имеет собственный парк путей и 3 контейнерных площадки («К4», «К1/7», «К6»). Контейнерная площадка «К4» имеет площадь 30 987 м2, вместимость 1 912 ДФЭ, вместимость железнодорожного фронта — 29 условных вагонов. Площадка «К4» обслуживается тремя козловыми кранами и двумя ричстакерами. Контейнерная площадка «К1/7» имеет площадь 8 043 м2, вместимость 980 ДФЭ, вместимость железнодорожного фронта — 59 условных вагонов. Площадка «К1/7» обслуживается двумя ричстакерами. Контейнерная площадка «К6» имеет площадь 4 676 м2, вместимость 460 ДФЭ, вместимость железнодорожного фронта — 29 условных вагонов. Площадка «К6» обслуживается двумя козловыми кранами и одним ричстакером. Закрытое акционерное общество «АРМ» имеет в пользовании стрелочную улицу из трёх путей. Вместимость каждого пути — 6 условных вагонов. Общая вместимостью железнодорожного фронта ЗАО «АРМ» составляет 18 вагонов. Погрузочно-выгрузочные операции выполняются десятью автопогрузчиками грузоподъёмностью 2,5 тонны. Общество с ограниченной ответственностью «МС-ОфисПро» имеет в пользовании один подъездной путь. Погрузочно-выгрузочная площадка может обслуживать до 5 условных вагонов. Общая вместимость железнодорожного фронта — 5 условных вагонов.

Аналитический расчёт показателей текущей деятельности

1. Расчёт времени оборота вагона на станции

Расчёт подробно представлен при подаче составов на площадку «К4» ПАО «ТрансКонтейнер».

— — время, необходимое для подачи состава со станции на ПАО «ТК»

Длинна полурейса подачи состава со включенными тормозами со станции на путь необщего пользования площадки «К4» = 2230 метров, следовательно, значение коэффициентов и равны 4,29 и 0,062 соответственно.

Время на выполнение дополнительных операций ( ) составляет 5,43 минуты.

Число вагонов ( ) в подаче выбрано из условий вместимости железнодорожного фронта площадки «К4» — 29 вагонов.

— — время, необходимое для приёмосдаточных операций

Число вагонов ( ) в подаче — 29. Продолжительность приёмосдаточных операций с одним вагоном — 1 минута

— — время, необходимое на выполнение грузовых операций с составом.

Число вагонов ( ) в подаче — 29.

Время на выполнение грузовых операций с одним вагоном ( ) складывается из времени, необходимого на каждую часть операции и составляет 5,21 минуты.

Количество машин ( ) скадывается из: трёх козловых кранов и двух ричстакеров. Для упрощения расчётов козловые краны приняты с мощностью, вдвое большей чем мощность ричстакеров, поэтому число машин составляет: 1+1+1+0,5+0,5 = 4

Время оборота вагона составит

Время оборота вагона на остальные площадки и предприятия рассчитывается аналогичным образом и составляет:

— При подаче на площадку «К1/7» ПАО «ТрансКонтейнер» — 7,583 часа

— При подаче на площадку «К6» ПАО «ТрансКонтейнер» — 2,20 часа

— При подаче на путь необщего пользования ЗАО «АРМ» — 6,382 часа

— При подаче на путь необщего пользования ООО «МС-ОфисПро» — 5,527 часа

2. Расчёт грузопотоков на станции Батарейная исходя из показателей работы ПАО «ТрансКонтейнер», ЗАО «АРМ», ООО «МС-ОфисПро».

Суммарный суточный грузопоток (по прибытию и по отправлению), перевозимый в пределах станции и предприятий, рассчитывается по формуле:

где — суммарный суточный грузопоток;

— число подач в сутки на -е предприятие;

— число вагонов в подаче на -е предприятие;

— средняя масса нетто груза в вагоне.

Число подач в сутки на -е предприятие рассчитывается по формуле:

где — время, необходимое для подачи на i-е предприятие.

Средняя масса нетто груза в вагоне принята как среднее арифметическое между двумя видами контейнеров (грузовместимостью 20 тонн и 40 тонн) и составляет 30 тонн. Грузовые операции на всех предприятиях производятся круглосуточно.

Число подач в сутки на различные предприятия:

— На площадку «К4» — 24/1,98=12,12–12 подач в сутки

— На площадку «К1/7» — 24/7,583=3,16–3 подачи в сутки

— На площадку «К6» — 24/2,2=10,9–10 подач в сутки

— На ПНП ЗАО «АРМ» — 24/6,382=3,76–3 подачи в сутки

— На ПНП ООО «МС-ОфисПро» — 24/5,527=4,34–4 подачи в сутки

Суммарный суточный грузопоток составит:

= 12*29*30 + 3*59*30 + 10*29*30 + 3*18*30 + 4*5*30 = 26 670 тонн.

Суммарный годовой грузопоток рассчитывается по формуле:

Грузовые операции на станции производятся ежедневно.

Суммарный годовой грузопоток составит: = 9 734 550 тонн.

Прогнозирование возрастающих грузопотоков и их теоретическое обоснование

В текущей геополитической ситуации Российская Федерация развивает международные отношения с восточной стороной. Китай — один из главных и экспортёров, и импортёров в отношении Российской Федерации. Иркутский железнодорожный узел — связующий центр, через который проходит большая часть грузов, отправляемых в Монголию и Китай. Также, Иркутск — один из главных производителей пиломатериалов, обладающих высоким спросом с китайской стороны. Также наблюдается тенденция использования контейнерных перевозок на международном уровне. Это связано с простотой перехода груза на другую колею. На пограничных железнодорожных станциях достаточно переставить контейнер с платформы, предназначенной для одной колеи на платформу дрогой колеи. В сравнении с заменой тележек это сокращает время в разы. В связи с тенденцией развития контейнерных перевозок на международном уровне увеличивается объём пиломатериалов, перевозимых в контейнерах. Совокупность факторов, описанных выше, позволяет произвести прогноз роста грузопотоков.

В связи с отсутствием достоверных данных по объёмам грузопотоков за предыдущие периоды и невозможностью их получить (коммерческая тайна) прогнозирование будет производится на основе данных по итогам внешней торговли России с Китаем за последние. Для формирования прогноза воспользуемся инструментом «линия тренда» в MS Office Excel. Из графика видно, что к концу 2023 года объём экспорта составит около 8,7 млрд долларов США. Рассчитаем коэффициент роста экспорта, в дальнейшем применимый к грузопотоку.

где K — коэф. роста за n периодов

— объём экспорта за i-ый период

— объём экспорта за i+n-ый период

За декабрь 2021 года объём составил 6,27 млрд долларов США. За декабрь 2023 года прогнозируемый объём экспорта равен 8,7 млрд долларов США. Тогда коэффициент роста за два года составит:

Для того, чтобы спрогнозировать грузопоток на декабрь 2023 года воспользуемся полученным коэффициентом. Умножим текущий грузопоток на коэффициент роста:

Прогнозируемый грузопоток составит:

Обоснование проблематики

Согласно рассчитанным планируемым грузопотокам мощности имеющихся объектов транспортной инфраструктуры будет недостаточно. В условиях возрастающих грузопотоков и отсутствия модернизации транспортной инфраструктуры станции и предприятий возникнет тенденция простоя вагонов на станции в ожидании подачи на пути необщего пользования предприятий. Также при длительной занятости путей возможно возникновение проблемы нехватки приёмоотправочных путей на станции «Батарейная». В связи с этим основной проблемой становится нехватка мощности объектов транспортной инфраструктуры станции и предприятий. Необходима разработка мер по модернизации объектов транспортной инфраструктуры станции и предприятий. Для этого целесообразно использовать метод имитационного моделирования.

Создание имитационной модели текущего оснащения станции и предприятий

Для разработки имитационной модели работы станции и предприятий отлично подходит ПО AnyLogic. Создание имитационной модели производилось в 3 этапа. На первом этапе велась отрисовка станционных, подъездных путей и путей необщего пользования. На втором этапе командой были смоделированы 3 погрузочно-выгрузочных площадки ПАО «ТрансКонтейнер». На третьем этапе была отрисована инфраструктура предприятий ЗАО «АРМ» и ООО «МС-ОфисПро». Имитационная модель станции, подъездных путей и выбранных предприятий представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Имитационная модель инфраструктуры станции

Выводы по итогам анализа работы:

Объекты железнодорожного транспорта должны подвергаться анализу, определяющему дальнейшие решения по оптимизации и модернизации, в условиях возрастающих нагрузок. Необходимо рассчитывать показатели, определяющие функционирование станции и предприятий, примыкающих к ней для определения возможных перспективных проблем. Имитационное моделирование позволяет с минимальными затратами производить анализ работы в различных условиях и осуществлять разработку решений по оптимизации.

Литература:

1. Лысов, Г. М. Использование метода моделирования при проектировании и модернизации объектов транспортной инфраструктуры / Г. М. Лысов, Ф. Н. Приходько, С. П. Радчин, К. А. Тимошенко. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 37 (432). — С. 14–16. — URL: https://moluch.ru/archive/432/94922/ (дата обращения: 10.02.2023).
2. Практика применения имитационного моделирования для анализа перевозочного процесса железнодорожного общественного транспорта / К. А. Чернышев, Г. М. Лысов, А. А. Коновалова, Л. Е. Майоров / Sciences of Europe. — 2022. — No 101(101). -.C 81–84. — DOI 10.5281/zenodo.7107080. — EDN SQTSWA
3. Лысов Г. М., Вольнов П. И., Приходько Ф. Н., Коновалова А. А. Использование метода имитационного моделирования на основе разработки перспективного варианта организации пассажиропотоков на ТПУ «Тимирязевская» // Дневник науки. 2023. № 1 [Электронный ресурс]. URL:http://www.dnevniknauki.ru/images/publications/2023/1/technics/Lysov_Volnov_Prikhodko_Konovalova.pdf (Дата обращения 07.02.2023).
4. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://port.infoumkp.beget.tech/transkontejner/batarejnaya/