Технология движения грузовых поездов по твердым ниткам графика.

д.т.н., профессор кафедры «УЭРиБТ»
МГУПС (МИИТ)
Шапкин И. Н.
Технология движения грузовых поездов
по твердым ниткам графика.
Предпосылка развития регулярного грузового движения (РГД)
Кризисные явления в мировой экономике, переход к работе с
приватным парком грузовых вагонов, значительные изменения структуры
грузопотоков
требуют
реализации
новых
решений
в
управлении
перевозочным процессом (слайд 1).
В этой связи стратегической задачей является построение технологии
перевозочного процесса и нормативно-правовой базы грузовых перевозок,
отвечающих требованиям времени и транспортного рынка. Важнейшим
направлением этой работы стало поэтапное формирование новой системы
управления вагонными парками в условиях множественности собственников
и операторов (слайд 2).
Централизованно решая эти проблемы, компании удалось перейти от
хаотичного
перемещения
приватных
вагонов
к
упорядочиванию
вагонопотоков и показать участникам транспортного рынка эффективность
работы обезличенным парком универсального подвижного состава (слайд 3).
2
Заложенные в нем принципы оптимизации использования подвижного
состава предусматривают: со стороны ОАО «РЖД» - приближение
перевозочных технологий к объективным потребностям транспортного
рынка; со стороны грузоотправителей и операторов — упорядочение
логистики перемещения порожних вагонов в соответствии с возможностями
инфраструктуры и обеспечение равномерности предъявления груза к
перевозке. Этому способствовало выход в свет важнейших документов:
Постановление
Правительства
№1051
и
Приказ
Минтранса
определивших правила перевозок порожних вагонов и
№258
комплекса
инструментов привлечения вагонного парка. Итогом масштабной работы
стала разработка ЦД, ЦТН, ЦФТО, ЦЮ. Единый сетевой технологический
процесс (ЕСТП), в котором отражены основные принципы и условия
взаимодействия созданных вертикалей и субъектов транспортного рынка.
Однако
для
полного
внедрения
ЕСТП
необходимы
изменения
в
транспортном законодательстве. Одним из путей совершенствования
3
эксплуатационной работы является поэтапный переход на инновационную
технологию организации движения грузовых поездов по расписанию (слайд
4).
Разработаны и уже внедряются на практике базовые нормативные
документы,
комплексная
программа
и
интегрированная
технология
управления движением по расписанию. Этапность внедрения технологи
поездной работы должна устанавливаться на основе анализа структуры и
устойчивости поездопотоков, оценке планируемой эффективности (слайд 5).
4
Организация движения грузовых поездов по расписанию требует решения
как внутренних так и внешних задач (слайд 6).
5
Общим результатом должен стать переход к управлению работы сети на базе
оптимизированных вариантных технологических режимов (слайд 7).
6
Особое
внимание
должно быть уделено техническим, технологическим и внешним рискам
нарушения расписаний с учетом значительного исторического опыта (слайд
8).
Сегодня
в
нормативном
графике
дополнительно
определены
520
отправительских и технических маршрутов для перевозок массовых грузом,
под которые ведется разработка расписаний, а всего в нормативном графике
предусмотрено более тысячи расписаний эти задачи реализуются в
7
комплексе с совершенствованием организации вагонопотоков и увеличением
процента
маршрутизации
эффективности
как
перевозочного
ключевых
инструментов
процесса.
Что
касается
повышения
движения
контейнерных поездов, то в нормативном графике предусмотрено 389 ниток,
по которым ежесуточно следуют долее 100 контейнерных поездов, со
средней скоростью 865 км/сут. Реализуется также и программа «Транссиб за
сем суток», где маршрутная скорость составляет около 1500 км/сут. Сегодня
скорость и точность является ключевыми факторами успешного присутствия
компании на перспективном и высокодоходном ранке контейнерных
перевозок и логистики где
играют основные опытные конкуренты –
автомобильный и морской транспорт.
Важным моментом в совершенствовании технологии перевозочного
процесса является внедрение сквозных технологий пропуска поездов и
управления локомотивами на полигонах сети (слайд 9).
8
В
целях
увеличения
провозных
способностей
необходимо
ввести
повседневную работу по развитию тяжеловесного движения.
Сегодня в нормативном графике предусмотрен пропуск 8 поездов,
весом 12 тыс. тонн, 12 поездов весом 9 тыс. тонн и 23 поезда весом 8 тыс.
тонн. Всего отправлено за год 117000 грузовых поездов весом свыше 6 тыс.
тонн. Сегодня, в условиях масштабного проведения путевых работ, данная
технология имеет особую актуальность. Особых технологических решений
требует развитие высокоскоростных перевозок. С этой целью необходимо
совершенствовать график движения и план формирования поездов, а также
систему диспетчерского управления.
Современный мировой опыт показывает, что в условиях роста
грузовых перевозок, развитие высокоскоростных магистралей может быть
обеспечено только на новых специальных линиях. Необходимо дальнейшее
развитие пассажирской и грузовой инфраструктуры.
9
Важнейшим
направлением
деятельности
по
повышению
эффективности и качества перевозочного процесса является дальнейшее
развитие автоматизированных и интеллектуальных транспортных систем.
Сегодня на сети эффективно внедряются автоматизированная система
«Прогресс», система «Сигнал Л», «Сигнал Бриг», которые обеспечивают
взаимодействие дирекции движения и тяги. Внедряется интеллектуальная
система управления работы станций ИТАУР. Ключевой целью является
создание и реализации проекта ИСУЖТ, который опирается на последние
достижения науки в области управления бизнес-процессами и обеспечивает
требуемое
качество
транспортного
обслуживания
и
оптимизирует
взаимодействие бизнес-блоков и бизнес-едениц (слайд 10).
Комплексной задачей, объединяющей деятельность всех подразделений
холдинга, является обеспечение принципов клиентоориентирования на
основе своевременной доставки грузов, однако наличие внешних факторов,
связанных с работой с приватным парком вагонов, его избыточном
10
количестве, неравномерности загрузки инфраструктуры не дает полностью
решить эту задачу слайде 11
Важнейшей задачей является дальнейшее повышение эффективности
эксплуатационной
работы.
Комплекс
мероприятий
по
повышению
эффективности перевозочного процесса представлен на слайде 12.
11
Перед производственным блоком компании представлена задача
повысить участковую скорость на 2,5 км/ч (до 38,5 км/ч). От ее повышения
на прямую зависит потребность в тяговых средствах, энергетических и
человеческих ресурсов, а следовательно и финансовая устойчивость
компании в условиях рынка.
Одним из путей решения проблемы своевременной доставки грузов и
улучшения важнейших показателей качества перевозочного процесса
должен стать поэтапный переход к взаимодействию производственных
вертикалей на основе наряд-заказов. Организация систем наряд-заказов
приведена на слайде 13.
12
При этом реализован принцип «заказчик-исполнитель». Сегодня,
ведущие мировые компании, строят свою эффективность на внутреннем
обороте услуг и процессном подходе. Это позволяет определить взаимную
ответственность за конкурентные элементы бизнес-процессов. Ведущую роль
в новой системе должна принадлежать ЦД, как организатору перевозочного
процесса. Сегодня утвержден временной регламент, определяющий порядок
действий, ответственность дирекций и структурных подразделений по всем
вопросам организации перевозочного процесса.
Определяющим
элементом
современной
системы
управления
качеством является стабильная работа станций и их повседневная и
слаженная работа со смежниками (слайд 14).
13
Необходимо совершенствовать технологию за счет автоматизации
станционных процессов, внедрении новых форм мотивации, системы
комплексных
диспетчерского
бригад
на
персонала
станциях,
за
качество
повышения
ответственности
оперативного
управления
перевозочным процессом. Стратегический вектор развития компании показан
на слайде 15.
14
Рассматривая
представленную
матрицу
«рынок-продукт»
необходимо
понимать, что нахождение компании в квадранте «существующий рынок и
существующий продукт» - это регрессивный путь, который отбросит ее в
сторону примитивных технологий перевозки сырьевых грузов на уверяющий
не развивающейся инфраструктуре.
Глобализация мировой экономики, рост международных связей
развитие восточных государств (Китая, Японии, Южной Кореи) четко
определяют вектор стратегического развития ОАО «РЖД», которым является
целенаправленное движение в сектор «новый рынок – новый продукт». Это
подтверждает, что компания из транспортной компании станет крупнейшей
транспортно-логистической мировой компанией, которая выйдет на мировой
рынок
логистики
с
инновационными
перевозочными
продуктами,
комплексными услугами. Безусловно, что основа этой стратегии является
эффективная технология перевозочного процесса.
15
Ключевыми инструментами обеспечения высокого качества перевозок
и технологической основой бизнеса ОАО «РЖД» являются система
организации вагонопотоков и графика движения поездов, обеспечивающие
эффективное использование подвижного состава, повышение скоростей
движения, снижение эксплуатационных расходов на перевозки и т.д.
Поэтому разработка и исполнение плана формирования и графика движения
поездов с возможностью гибкого реагирования на изменения, происходящие
на транспортном рынке и в структуре вагонного парка (который сегодня
практически весь находится у собственников подвижного состава) должны
проводиться
разработок
с
в
использованием
этой
последних
предметной
области.
инновационных
При
этом
научных
необходимо
предусматривать взаимосвязь технологических процессов перемещения
грузов
и
необходимость
построения
информационно-аналитических
экспертных систем (систем поддержки принятия решений) и моделирующих
систем для организации поездопотоков по этапам: прогноз, моделирование,
разработка технологических документов, оперативное управление, анализ.
В условиях реализации информационных технологий при организации
движения поездов по твердым «ниткам» графика должны быть использованы
приемы коррекции и адаптации решений с использованием обратных связей,
отслеживание реально заполненных «ниток» графика поездами, анализ
практически реализуемых веса и длины поездов. Это позволит периодически
корректировать
график,
привязывая
его
к
предъявляемым
объемам
перевозок.
Адаптация графика движения поездов к колебаниям объемов перевозок
грузов требует резерва «ниток» графика. Это затрудняет реализацию
заложенных в него идей. В результате требуется оперативно перестраивать
график оборота локомотивов и работы локомотивных бригад, увеличивается
время простоя локомотивов в пунктах оборота и в основных депо, снижается
их производительность.
16
Для взаимной увязки плана формирования с графиком движения
прокладывается такое количество поездов по категориям и направлениям,
которое соответствует плану формирования и расчетным вагонопотоком с
учетом их неравномерности, а для обеспечения минимального простоя составов и вагонов согласовывается расписание в узлах и специализируются
поезда по направлениям.
Специализация поездов по направлениям позволяет равномерно
загрузить железнодорожные линии, организовать ритмичный и равномерный
подвод к узлам поездов разных направлений, поступающих в переработку, и
транзитных, осуществить сквозное продвижение поездов и уплотненный
оборот локомотивов на удлиненных участках обращения, а также сократить
стоянки транзитных поездов на узловых станциях благодаря согласованию
расписаний.
Специализация поездов по назначениям обеспечит согласование
времени прибытия и отправления с технических станций, позволит
установить сквозное расписание по всему пути следования, организовать
ритмичную работу крупных грузовых станций и подъездных путей и
заблаговременную подготовку прицепных групп к транзитным поездам в
пункте перелома веса и длины. Это позволит сократить простой вагонов под
накоплением.
Для успешной организации перевозок по твердым «ниткам» графика
необходим переход к дискретным методам управления. Неоднократные попытки перехода на твердый график, используя статистические данные и
отчетные закономерности поездообразования на станциях, успехом не
увенчались.
Разброс
времени
окончания
накопления
поездов
на
сортировочных станциях оказался большим и нестабильным, и поиски
решения привели к стремлению иметь лишь жесткое «ядро» графика, в
которое включалась только часть «ниток».
Для возможности совмещения твердого графика и полносоставности
отправляемых
по
его
«ниткам»
17
поездов
следует
использовать
детализированный и достоверный план-прогноз погрузки и отправления
грузов на период, превышающий время оборота вагона. Целью этой части
задачи должно быть ведение перманентно пополняемого сетевого массива
заявок на погрузку с данными о дате погрузки, станциях отправления и
назначения груза, количестве и типе вагонов для погрузки каждой отправки.
Необходимо усовершенствовать современные системы идентификации
подвижного состава для более точного отслеживания нахождения вагонов на
выделенных объектах железнодорожной сети с использованием спутниковой
навигации. Обеспечение высокой достоверности и надежности получаемой
информации будет гарантировать требуемую оперативность и полноту
ведения в вычислительной сети оперативной модели дислокации и состояния
подвижного состава.
В условиях приватного парка подвижного состава при решении
вопросов его консолидации необходимо заново создать программный
компьютерный комплекс, который оптимально, с минимумом порожнего
пробега, прикрепит имеющиеся порожние вагоны и погрузочные ресурсы,
образующиеся после выгрузки, к пунктам предстоящей погрузки. В
результате расчета каждый подлежащий под погрузку в расчетном периоде
вагон должен получить конкретный адрес - код единой сетевой разметки
станции его использования под погрузку.
Требуется
разработать
такой
программный
комплекс,
который
«привяжет» заявленную погрузку перемещаемых груженых, а также
порожних вагонов, направляемых под погрузку, к поездам твердого графика
на всем пути следования с учетом переработки на сортировочных станциях
по заданному плану формирования.
Современные возможности техники и информационных технологий
позволяют качественно обеспечить контроль исполнения намеченных планов
и решений. Система автоматической идентификации подвижного состава
должна достоверно документально фиксировать процессы перемещения
вагонов. Результаты расчетов по обеспечению перевозок целесообразно
18
выводить по всей цепочке технологических процедур — от подачи вагонов
под погрузку до их отправления в составе конкретного поезда.
Возможности вычислительной сети железнодорожного транспорта
позволяют реализовывать предлагаемые решения уже сегодня, а именно —
составлять дискретный план для сети, основанный на заявках клиентуры и
нацеленный на работу по схеме конвейера.
Организация движения при устойчивых корреспонденциях перевозок
требует изменения концепции разработки плана формирования и построения
графика движения поездов. При решении вопросов о схеме доставки грузов
потребителю в первую очередь должны решаться задачи обслуживания
грузов технологической маршрутизации. В идеале должны быть установлены
технологические связи предприятий добывающих и обрабатывающих
отраслей, а также морских портов. Они должны детализироваться до уровня
графиков
поставок,
«привязанных»
к
конкретным
цепочкам
железнодорожных расписаний. Речь идет о поставках угля и руды
металлургическим предприятиям, угля на электростанции, обслуживании
экспорта и т.д.
В процессе разработки этой задачи был выявлен ряд затруднений. Для
их преодоления, на наш взгляд, необходимо разделить все отправки на два
массива:
 основной, отправки из которого участвуют в формировании поездов на
твердые «нитки»;
 мелких отправок, содержимое которого используется для решения задачи
обеспечения
полновесности
и
полносоставности
поездов
методом
динамической оптимизации.
В условиях перехода к дискретному управлению на основе твердых
«ниток» графика корректировка вагонопотоков заключается в своевременном
управлении погрузкой.
Стабилизация грузового движения в силу новизны предлагаемой
технологии и некоторых рисков изменения системы планирования перевозок
19
должна осуществляться поэтапно. На первом этапе при расчете твердого
графика следует использовать действующий план формирования. При этом
необходимо объединять отдельные «нитки» нормативного графика движения
поездов и участки маршрута следования грузового поезда в особый
«коридор» для его пропуска. Поезд формируется в соответствии с планом
формирования. Техническим станциям, где планом формирования предусмотрена переработка вагонов, предлагается выдавать особое задание на
расформирование и формирование поездов, следующих по твердым
«ниткам» графика, с указанием порядка включения вагонов в их составы.
Эффект в данном случае достигается за счет ускорения доставки грузов (так
как принимается оптимальный вариант времени отправления поездов с
каждой станции переработки) и «привязки» отправок к конкретным
«ниткам». слайд 16
На втором этапе корректируется план
формирования.
На
основе
прогнозов
о
прибытии грузовых поездов в ближайшие 6—
12 ч, информации о входящих в них вагонах, а
также сведений о дислокации вагонов на путях
станции можно для всех грузовых отправок
рассчитать оптимальные назначения для данной
технической станции на сутки вперед. Это
приведет
к
уточнению
прогнозов,
используемых в задаче, но уже на следующем этапе, поскольку будут
известны вагоны, прибывающие с тем или иным поездом
по
твердым
«ниткам». Скорректированный план формирования позволит существенно
ускорить продвижение вагонопотоков, сократить число переработок за счет
учета оперативной ситуации в определении целесообразности тех ли иных
назначений.
На третьем этапе реализуется «частичный твердый график». Создается
определенный перевозочный сектор, в котором сбор заявок и планирование
20
осуществляются на период, превышающий время оборота вагона, а из
действующего графика движения поездов выбираются конкретные «нитки»,
которые закрепляются за определенными отправками. Твердые «нитки» в
этом случае рассчитываются без учета действующего плана формирования.
Определяется
их
целесообразное
число.
Отправки,
реализуемые
в
соответствии с планом формирования и не входящие в план твердого
графика,
составляют
резерв
для
обеспечения
полновесности
и
полносоставности грузовых поездов, следующих по твердым «ниткам».
На четвертом этапе предлагаемой технологии все «нитки» графика —
твердые. Обеспечение их вагонами осуществляется за счет небольших
отправок, которые не будут включены в расчет на первоначальном этапе
планирования в заданном интервале, отправок, заявки на которые поступают
в течение действующего периода, а также за счет передачи вагонопотока отдельных твердых «ниток» на другие твердые «нитки». При данной технологии допускается отправление неполновесных и неполносоставных
поездов, учитывая, что они будут пополняться до установленного веса и
длины. Отправление каждого поезда при такой организации работы — часть
непрерывной цепочки доставки грузов.
Целевая функция и гибкая система ограничений математической
модели формирования твердого графика движения поездов позволяют при
его расчете учесть ограничения по выполнению сроков доставки грузов или
штрафов за их невыполнение, неполновесность и т.д.
Следует ориентироваться на следующую схему совместной разработки
плана формирования и графика движения поездов:
 на период действия разрабатываемого графика Центральная дирекция
управления движением формирует расчетные косые таблицы ожидаемых
корреспонденции
грузов
и
груженых
вагонов
между
станциями
формирования поездов;
 с учетом необходимого перемещения порожних вагонов определяются
общие вагонопотоки между сортировочными станциями;
21
 рассчитывается количество поездов («ниток» графика), необходимое для
обеспечения перемещения образующихся корреспонденции вагонов
между взаимодействующими техническими (сортировочных) станциями;
 при составлении графика между корреспондирующими станциями
наносится рассчитанное число «ниток», чтобы перевозки осуществлялись
преимущественно
в
прямых
поездах,
без
переработки
и
пере-
формирования в пути следования.
После прокладки «ниток» для пассажирских поездов первыми на
графике фиксируются перевозки технологической маршрутизации. «Нитки»
поездов технической маршрутизации наносятся на всем пути следования от
станции формирования до станции расформирования в очередности
уменьшения
дальности
их
следования.
При
наличии
нескольких
одноименных «ниток» желательна их прокладка с равными интервалами.
При проверке условий каждого договора на перевозку с клиентом
согласовываются возможные корректировки.
Вопрос о перемещениях порожних вагонов решается последним.
Этими вагонами пополняются неполновесные или неполносоставные поезда,
перемещающие груженые вагоны после привязки к «ниткам» графика. В
графике обязательно предусматривается возможность закладки резервов времени для обслуживания местной работы участков и узлов (сборные,
вывозные, передаточные поезда) и сглаживания возможной нестабильности
перевозок.
О целесообразности такого подхода свидетельствует опыт зарубежных
железных дорог. Следует отметить, что одной из особенностей организации
вагонопотоков в США является наличие регулярных грузовых поездов. Ими
охватываются 80% вагонопотоков. Регулярные поезда специализированы,
имеют постоянные маршруты следования, расписания и номера. В них
включаются вагоны определенных назначений. Основное «ядро» регулярных
поездов организуется на основе устойчивых вагонопотоков.
22
По мнению зарубежных специалистов, эксплуатация грузовых поездов
постоянного обращения является весьма эффективной формой освоения
грузопотоков. Такой способ организации движения привлекателен для
клиентов, поскольку позволяет им благодаря заранее разработанным объявленным расписаниям выбирать наиболее подходящие поезда для перевозки
грузов.
Технология перевозок по твердым «ниткам» графика предусматривает
доставку грузов к определенному сроку. Так, в США организовано движение
поездов, перевозящих скоропортящиеся и другие ценные грузы с минимальным сроком доставки. Время доставки определяется по графику прибытия на
конечную станцию. Ускоренные грузовые поезда для перевозки таких грузов,
доля которых составила 10-25% общего числа грузовых поездов, обеспечили
железным
дорогам
значительные
конкурентные
преимущества
на
транспортном рынке. Вместе с тем следует отметить, что применение таких
прогрессивных методов стало возможным в условиях значительных резервов
пропускной способности и емкости парков подвижных составов.
Опыт зарубежных коллег следует учитывать при реализации предлагаемой технологии на сети ОАО «РЖД». Например, на железных дорогах
США и Канады состав на «нитку» графика формируется из наличных
вагонов, а затем под фактический вес и длину поезда подбирается тяговое
обеспечение, т.е. отсутствует жесткая регламентация параметров поездов по
нормативам графика. Естественно, возникают ограничения по масштабной
длине состава, а вопрос о возможной отмене поездов из-за недостаточного
количества вагонов оперативно решается с учетом договорных условий с
клиентом по срокам доставки грузов. На железных дорогах Канады
действует постоянный твердый график движения грузовых поездов, в
котором отдельные «нитки» могут сниматься при отсутствии грузов или в
целях предоставления технологических «окон» для проведения ремонтных
работ, а также при возникновении каких-либо сбоев в движении поездов. Как
правило, решение об оперативном изменении графика движения с использо23
ванием компьютерных средств может быть принято не ранее, чем за 3 сут до
его конкретной реализации. В управлении движением главной функцией
является соблюдение графика с минимальными отклонениями от его
нормативов.
Работа по твердому графику движения значительно облегчила
формирование системы автоматизированного управления перевозками. На
железных дорогах США и Канады успешно применяются спутниковая
навигация для контроля за работой станций, участков и полигонов.
Отслеживая в реальном масштабе времени ход перевозочного процесса,
система выдает необходимую информацию диспетчерскому аппарату для
принятия решений. За счет применения инновационных технологий в этих
странах достигнуты значительные успехи в совершенствовании технологии,
росте производительности труда, повышении безопасности движения.
При реализации рассматриваемой технологии базовыми показателями
качества работы ОАО «РЖД», на достижение которых, по нашему мнению,
должны быть направлены усилия железнодорожных структур, становятся:
 практически реализуемые вес и длина;
 уровень выполнения директивного графика движения по отправлению,
проследованию и прибытию по техническим станциям;
 выполнение согласованных параметров по погрузке и отправлению
вагонов с грузовых пунктов;
 выполнение заданий по подаче вагонов под погрузку;
 выполнение заданий по погрузке и высвобождение погрузочных ресурсов.
По результатам, достигнутым по этим пяти группам показателей,
оценивают качество работы исполнителей. Невыполнение норм веса и длины
(менее 80%) свидетельствует о необходимости корректировки графика
движения поездов, уменьшения числа твердых «ниток». Низкий уровень выполнения
графика
движения
поездов
(95—97%)
по
отправлению,
проследованию и прибытию — следствие неудовлетворительной работы
диспетчерских служб, технических станций, хозяйств тяги, вагонного,
24
путевого. Невыполнение заданий по погрузке требует совершенствования
работы по взаимодействию с клиентурой, поиска соответствующих рычагов
и стимулов.
Организация движения грузовых поездов по расписанию и поэтапный
расчет плана формирования позволят значительно улучшить показатели
работы железнодорожного транспорта и повысить прибыльность холдинга
«РЖД».
25