автореферат диссертации по транспорту, 05.22.01, диссертация на тему:Теоретические основы рационального размещения элементов железнодорожных промышленных транспортно-технологических систем

■'v .

09-5 /гд<

952

На правах рукописи

Числов Олег Николаевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность: 05.22.01 - Транспортные и транспортно-технологические

системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2009

Работа выполнена на кафедре «Железнодорожные станции и узлы» в "Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)»

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор Н.В. Правдин

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор О.Б. Маликов (ПГУПС);

доктор технических наук,

профессор М.И. Шмулевич (Промтрансниипроект);

доктор технических наук, профессор В.В. Багинова (МИИТ).

Ведущее предприятие - ОАО НИИАС (г. Москва)

Защита состоится «_»_2009 г. в_час_мин на заседании

диссертационного совета Д 218.005.09 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу 127994, г. Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9, ауд._.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_» ____2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим направлять по адресу университета.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

5.А. Козырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. За 170 лет существования отечественного железнодорожного транспорта он был и остается источником и предпосылкой значительных успехов в жизни российского общества. На современном этапе деятельность магистральных и промышленных железных дорог заключается в эффективном удовлетворении рыночного спроса на транспортные .услуги, повышении конкурентоспособности, достижении экономической эффективности и финансовой устойчивости, создании системы государственно-частного партнерства в целях реализации государственной политики в области экономики, обороны и развитии социальной сферы.

Железнодорожные промышленные транспортно-технологические системы (TTC) являются важнейшим макроэлементом страны. От их надежной и экономичной работы зависит успех регионального развития и эффективность российской транспортной политики.

Особое место в производственно-транспортной структуре России занимает Северо-Кавказский экономический регион (СКЭР). Известно, что СКЭР - самый многонациональный район России с территорией площадью 355,1 тыс. км2. Здесь проживает более 40 национальностей. По численности населения (17,7 млн чел.) СКЭР занимает третье место в РФ после Центрального и Уральского регионов. Средняя плотность населения района - 49,8 чел. на км2, что более чем в 5 раз выше, чем в целом по России. На территории СКЭР размещены как сравнительно «молодые» по вводу в эксплуатацию, так исторически сложившиеся промышленно-транспортные системы практически всех видов и отраслей экономики (машиностроительная, угольная, нефтехимическая, цементная, пищевая, легкая промышленность, многоотраслевое сельскохозяйственное производство), имеется 12 припортовых станций, 9 международных портов, 3 крупнейших в РФ нефтеперевалочных базы.

Благодаря уникальному расположению между гремя морями (Черным, Азовским, Каспийским) по территории СКЭР проходят важнейшие транспортные коридоры мультим'одальных и интермодальных перевозок (Восток -

Центр - Запад, Центр - Север и Юг, международные транспортные коридоры № 7 - Дунайский и № 9 - Критский, автомобильная магистраль «Кавказ»).

Практика проектирования TTC в условиях внедрения новых транспортных технологий требуют и новой методологии в размещении .элементов промышленно-транспортных узлов. Потребность исследования таких вопросов обостряется имеющими место противоречиями в производственно-транспортном развитии. В настоящих условиях, несмотря на экономические коллизии, необходимо продолжать исследования вопросов рациональности компоновочных решений на основе новых критериев оценки и принятия вариантов.

Актуальность рассматриваемых проблем усиливается имевшей место хаотичной приватизации региональных железнодорожных транспортио-технологических инфраструктур, кризисными явлениями в экономики, промышленным строительством на основе корпоративных интересов.

Исследование вопросов проектирования железнодорожных промышленных TTC основывается на богатых научных традициях, изложенных в отечественной и зарубежной научной литературе.

Методология проектирования промышленно-транспортных узлов обоснована в работах академиков И.П. Бардина, М.А. Павлова, В.Н. Образцова, докторов технических наук, профессоров С.П. Бузанова, A.C. Герасимова, С.Д. Гибшмана, П.Ф. Дубинского, C.B. Земблкнова, И.И. Костина, В.Д. Никитина, Ф.И. Шаульского, К.Ю. Скалова, Н.Е. Ускова и многих других. Такие выдающиеся ученые и инженеры, как С.С. Берлянд, A.A. Волнин, A.C. Гельман, К.П. Костенецкий, С.И. Лабадин, А.Н. Неллингер, Л..Е. Плеш-ков по праву считаются создателями российской школы генпланов.

Важный вклад в развитие современной теории взаимодействия видов транспорта, системного анализа транспортных проблем, проектирования транспортно-технологических и складских систем узлов внесли доктора технических наук, профессора Е.В. Архангельский, В.М. Акулиничев, В.И. Апатцев, В.И. Арсёнов, М.М. Болотин, В.В. Багинова, А.К. Голопнич, H.A.

Еловой, А.Т. Дерибас, В.А. Дмитриев, Ю.И. Ефименко, Б.Б. Жардемов, А .Я. Калиниченко, И.Т. Козлов, A.B. Кутыркин, П.В. Куренков, Б.А. Левин, Б.Л. Миротин, О.Б. Маликов, Э.А. Мамаев, А.Т. Осьминин, В.Я. Негрей, В.М. Николаишн, Н.В. Правдин, В.В. Повороженко, М.Б. Петров, С.М. Резер, A.A. Смехов, U.K. Сологуб, H.H. Шабалин, В.А. Шаров, М.И. Шмулевич, В.Г. Шубко и другие ученые.

Теория «управления региональным развитием исследована в трудах ученых-экономистов: А.Г. Аганбегяна, Д.М. Гвишиани, Б.М. Лапидуса, H .Я. Петракова, Н.П. Терешиной и др.

Проблемы проектирования генеральных планов и транспорта промышленных предприятий, управления промышленными транспортными системами также рассмотрены в трудах Д.К. Белова, Т.П. Воскресенской, В.Н. Дег-тяренко, Н.П. Журавлева, С.Н. Корнилова, А.Я. Локтева, В.А. Неверова, А.Н. Рахмангулова, М.Н. Стефаненко, В.И. Тиверовского, Б.Ф. Шаульского и др.

Однако в настоящее время задача реконструкции, и развития TTC сталкивается с трудностями поиска оптимальных мест размещения предприятий и транспортных коммуникаций. Современные решения по размещению элементов железнодорожных промышленных TTC не всегда отвечают требованиям рациональности вследствие сложности и многовариантности задач: строительство промышленно-транспортных объектов производится однократно, а эксплуатация - в течение многих десятилетий. Целостная концепция системного подхода к вопросам рационального проектирования и размещения элементов TTC находится в стадии формирования.

Существующие возможности развития промышленного производства СКЭР (8 % от общих объемов промышленности и 16 % от производства сельского хозяйства РФ) должны быть подкреплены новыми рациональными методами в размещении и проектировании промышленно-транспортных коммуникаций с учетом экологических и социальных составляющих.

Целыо диссертационного исследования является разработка новой комплексной теории рационального размещения элементов железнодорож-

ных промышленных транспортно-технологических систем с учетом значимых факторов.

Решаются следующие основные задачи:

- исследование научного, методического и практического опыта формирования схем железнодорожных промышленных TTC;

- влияние основных факторов, определяющих эффективность размещения и использования элементов транспортно-технологических комплексов;

- разработка новой методики системной классификации промышленно-транспортных узлов с учетом современных требований и логистических концепций;

- определение условий, определяющих эффективность размещения и использования комплекса станционных объектов железнодорожных транспортно-технологических систем с учетом влияющих факторов;

- разработка новых моделей функционирования взаимоувязанного комплекса производственно-транспортно-складских устройств на основе применения методов математического программирования, теории вероятностей и массового обслуживания;

- разработка инструментария практического моделирования генерального плана агрегированного комплекса промышленно-транспортного узла с рациональным размещением производственно-транспортно-технологических систем на основе новых критериев оценки;

- практическое исследование возможностей рационального размещения центров поездных и маневровых нагрузок промышленно-транспортного узла; грузораспределительных комплексов, накопительных терминалов и производствен« о-транспортных подсистем;

- внедрение разработанных методов рационального размещения элементов железнодорожных промышленных TTC в практику проектирования, в том числе автоматизированного.

Объектом исследования является техническое оснащение, компоновочные решения и технология работы основных железнодорожных промыш-

ленно-транспортных узлов Северо-Кавказского экономического региона и промышленных TTC других регионов, взаимодействующих с СКЭР.

Предмет исследования - методология традиционного и автоматизированного проектирования генеральных планов железнодорожных промыш-ленно-транспортных узлов и распределительных систем.

Методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых в области проектирования и размещения элементов железнодорожных промышленных TTC, применения методов системного анализа, экономико-математического программирования, теории графов, массового обслуживания в моделировании транспортных систем, а также программные документы, законодательные и нормативные акты Правительства РФ по развитию транспорта, региональные статистические данные. Эмпирические данные получены автором в процессе непосредственного обследования железнодорожных промышленных TTC СКЭР.

На защиту выносятся:

1. Концепция и теоретическое обоснование размещения элементов железнодорожных промышленных TTC на принципах рациональности.

2. Комплекс методов рационального размещения производственно-транспортно-технологических и складских систем промышленных узлов на основе системно-матричного моделирования.

3. Методы и оценочные-критерии компоновочных решений размещения элементов транспортно-технологических систем при проектировании генпланов промышленных узлов.

4. Экономико-математические модели распределения внутрисистемного грузопотока размещаемых элементов TTC на основе минимума транспортных расходов.

5. Практический инструментарий реализации проектов рациональных компоновок TTC на основе созданных программных научных комплексов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

s

- определена концепция размещения и проектирования TI C с выделением новых требований системной классификации промышленно-транспортньгх узлов;

- впервые разработана теория рационального размещения элементов железнодорожных промышленных TTC на основе универсального методологического подхода;

- создана методика системно-матричного представления железнодорожных промышленных TTC и комплекс математических моделей с критериями рациональности, адаптированных к условиям проектирования;

- разработана модификация критерия оптимальности метода двойного предпочтения при размещении объектов и создана на ее основе методика последовательности выбора объектов в зависимости от вида транспорта;

- сформирована интегральная функция оценки эффективности проектного решения по размещению элементов TTC относительно установленных критериев надежности, энтропии и уровней организации производственно-транспортных структур;

- определены основные системологические парадигмы рационального проектирования и установлены механизмы их использования на основе прикладных программных комплексов постановки задач и принятия решений.

Практическая значимость и реализация результатов исследования. Разработанные автором в диссертации методы, модели и алгоритмы решения задач реализованы в программных научных комплексах: «узел», «станция», «сортировочный комплекс», «размещение», «терминал», «путевое развитие», которые позволяют в автоматизированном режиме размещать и проектировать элементы транспортно-технологических систем узлов с учетом взаимодействия различных видов транспорта при перевозках грузов.

• Разработанная в диссертации методология рациональног о размещения и проектирования элементов TTC реализована проектными институтами:

«Кавжелдорпроект» г. Ростов - при компоновке вариантов реконструкции складских комплексов Чертково, Невинномысская, Донская-

Промышленная Ставропольского края и новом строительстве терминалов Ростовского и Крымского узлов; при разработке масштабных планов основных станций главного хода северного направления Сев.-Кав. ж. д.; при формировании рекомендаций по переустройству станций Крымская, Адлер, 9 км;

ОАО «Мосгипротранс» г. Москва, отдел «Станций и узлов» - при разработке технического проекта накопительно-перегрузочного терминала в районе 9 км Крымского узла; при реконструкции четной сортировочной системы станции Лихая;

Службой перевозок Северо-Кавказской железной дороги — при зонировании территории предприятий северо-западного промузла с грузовой станцией Ростов-Западный; при развитии Крымского, Новороссийского транспортных узлов; при переустройстве важнейших сортировочных станций дороги (Батайск, Краснодар, Лихая). Теория принципиального развития промышленного узла при размещения транспортно-складских объектов внедрена в логистическом центре СКЖД с выбором размещения терминального комплекса на станции Заречная Ростовского узла.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку: на Международной научно-практической конференции Ростовского государственного строительного университета (РГСУ, г. Ростов н/Д, 1997 г.); на Четвертой Международной научно-практической конференции «Телекоммуникационные и информационные технологии на транспорте России - 'ГелеКомТранс-2006» (г. Сочи); на 1;ХУ1 Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (г. Днепропетровск, ДИИТ, Транспортная академия Украины, май 2006 г.); на научно-теоретических и научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС) в 2000-2009 гг. Результаты исследований докладывались и были одобрены на расширенных заседаниях и семинарах, кафедр «Станции и 1-рузовая работа» и «Управление эксплуатационной работой»

РГУПС; «Организация перевозок и дорожного движения» РГСУ; «Железнодорожные станции и узлы» МИИТа и ПГУПС (ЛИИЖТа) в 2007 - 2009 гг.

Результаты диссертации также использовались при подготовке учебных курсов «САПР ж.-д. станций», «Проектирование пассажирских, грузовых станций и узлов», «Контейнерно-транспортная система», «Технология и автоматизация проектных работ», «Железнодорожные станции и узлы» РГУПС и РГСУ; в курсовом и дипломном проектировании, о чем получен акт внедрения и гранты Северо-Кавказской и Приволжской железных цорог.

Публикации. Результаты авторских исследований опубликованы в 55 печатных научных работах. Из них по теме диссертации - 37 работ общим объемом 35 п.л., в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК - 11, в двух монографиях и четырех главах учебника для вузов «Железнодорожные станции и узлы промышленных районов».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и шести приложений. Общий объем работы - 368 страниц, 124 иллюстрации, 85 таблиц. Список использованных источников включает 196 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены проблемы, цели, задачи исследования и защищаемые положения. Исследована структура, показатели транспортного комплекса страны и Северо-Кавказского экономического региона (СКЭР). Определены направления развития железнодорожных промышленных транспортно-технологических систем СКЭР согласно федеральным целевым программам.

В первой главе «Промышленно-транспортные системы и узлы. Методический и практический опыт формирования схем» рассмотрен методический и практический опыт формирования схем важнейших промышленно-транспортных систем СКЭР (Ростовский, Таганрогский, Азовский, Волго-донский, Шахтинский, Гуковский, Краснодарский, Крымский, Новороссийский, Ставропольский, Нальчинский, Владикавказский, Махачгошинский и

другие узлы), создававшихся в разные периоды времени. Зарубежный опыт проектирования исследован на примере узлов США, Германии, Франции, Японии.

Так как в промышленно-транспортном узле одновременно функционируют системы транспорта общего пользования, промышленного транспорта и производства (рис. 1), то нельзя рассматривать выбор транспортной системы узла как локальную задачу для перемещения грузов и пассажиров в данных местных условиях. Здесь требуется комплексный подход к методике расчета, размещения и проектирования с учетом большого количества значимых факторов: геолого-географических; архитектурных и пространственно - планировочных; производственно-технологических; перетрузочно-скл адских; системно-транспортных; инженерных коммуникаций и связи; природоохранных; социально-экономических, экологических, оборонных требований, технико-экономических и др.

службы, отделы

ищи .|]Г I ^

Рисунок 1- Структура производстпенно-транспортно-складской системы узла Исторически сложилось, что «старые» TTC размещены вблизи жилых застроек, что при дальнейшем развитии городов вызывает положение производств внутри селитебных зон. Это приводит к нерациональной компоновке, запутанным транспортно-технологическим схемам, нарушениям требований безопасности и экологической напряженности.

Рациональное проектирование промышленно-транспортных систем зависит от состава предприятий и принятых методов компоновки, выбора транспортной схемы узла, вида промышленного транспорта, формы транспортного обслуживания предприятий, концентрации транспортно-складской системы, объемных и стоимостных показателей.

В большинстве существующих железнодорожных ТГС на долю промышленных грузовых железнодорожных перевозок приходится: 95 % общего объема - в Гуково-Зверевском узле, до 92 % - в Магнитогорском узле, 89 % ~ в Нижне-Тагильском, 96 % - в Дебальцево-Должанском, 79 % - в Карагандинском. Протяженность железнодорожных линий этих узлов достигает 700 км, число железнодорожных станций приближается к 32. В настоящее время функционирует свыше 116 предприятий межотраслевого промышленного железнодорожного транспорта (ППЖТ), объединенных в 50 акционерных обществ, и два государственных предприятия. Ежегодно всеми ППЖТ перевозится около 250 млн т грузов и выполняется свыше 180 млн т погрузочно-разгрузочных работ.

Крупные промышленные железнодорожные узлы развиваются, как правило, по смешанным схемам: кольцевым и тупиковым с примыканием к общесетевой станции, расположенной под углом или перпендикулярно к производственно-складской системе; с примыканием к промышленной станции с параллельным и последовательным размещением предприятий.

Исследования трудов отечественных и зарубежных ученых показывают, что чаще всего для поиска оптимальных моделей распределения грузопо-

I

токов промышленных узлов, размещения распределительных центров используются методы экономико-математического программирования, теории массового обслуживания, экспертных оценок. Однако методы комплексного рационального размещения объектов промышленно-транспортных систем с учетом современных социально-экологических факторов исследованы недостаточно.

Так как Северный Кавказ с уникальными рекреационными ресурсами является, пожалуй, единственной крупной здравницей России, то в создании единой методологии размещения и проектирования элементов TTC необходимо учитывать воздействия производственно-транспортных объектов на окружающую среду (ОС).

При проектировании и размещении предприятий в узлах следует учитывать, что основными источниками загрязнения ОС являются производства черных и цветных металлов, моторных топлив, резинотехнических изделий, дорожно-строительных материалов. Например, промышленные узлы нефтеперерабатывающей и химической промышленности используют до 30 видов сырья и до 100 видов ингредиентов; на среднем НПЗ насчитывается до 1500 трубчатых печей, в которых сжигается 6-8 °/о топлива от общего количества перерабатываемой нефти.

Для анализа социальных факторов (численность населения, миграция, темп роста) можно использовать демографические модели - правило 72; уравнение Ферхюльста—Перла:

W(t)=_Ш_е-

sN(0) + (г - stf(0)) '

где N(t) - численность населения в момент времени t при t = 1,2,..., /с, N(_0) - численность населения в момент времени t = 0; s, г - вещественные положительные постоянные роста населения, причем г > s/V(Q).

В оценке эффективности размещения транспортных подсистем необходимо учитывать степень пассажирской доступности для доставки трудящихся к местам производства и перемещения в непроизводственных сферах. Пассажирскую доступность можно оценивать стоимостным выражением сэкономленного времени проезда по формуле ДСпасс = 365 • ДТ • С1пасс_ч, где ДТ - экономия времени на проезд трудящихся за счет рационального проектирования транспортной сети узла, пассажиро-час; с-, пасс..ч - стоимость одного пассажиро-часа, руб.

Потери производительности труда вследствие транспортной усталости возможно оценивать косвенным показателем - потерей заработной платы с функциональной зависимостью 3 = /(П).

Таким образом, необходимо формирование общей интегральной функции оценки варианта рационального размещения производственных и транспортных подсистем узла с учетом комплексных структурно-технологических требований.

Заложенная выдающимися отечественными проектировщиками в XX веке теория рациональной компоновки системных элементов промышленно-транспортных узлов претерпела ряд незначительных изменений, вызванных в первую очередь техническим прогрессом. Однако, прогрессивный блочно-модульный подход в компоновке производственно-транспортных объектов имеет недостаточное применение и не формализован в виде сквозной универсальной модели от микро- до макроуровня узла с критериями экономической эффективности. В диссертации исследуется вопрос создания теории рационального проектирования и размещения элементов транспортно-технологических и складских систем в промышленно-транспортных узлах на основе новых адаптированных методов и алгоритмов.

Во второй главе «Основные факторы, определяющие эффективность размещения и использования комплекса станционных устройств в промышленных узлах» выполнен анализ грузо- и пассажиропотоков СКЭР до 2020 г. По прогнозам государственных программных документов в транспортной сфере намечается их рост по сравнению с 2007 г. За счет развития существующих портов и портовых станций Азово-Черноморского бассейна, нового строительства порта Железный Рог в Крымском узле Таманского полуострова, накопительной станции с терминалом на 9 км, строительства и электрификации двухпутных линий годовой объем перерабатываемых экспортно-импортных грузов может достичь 100 млн т. Основными грузами являются нефть и нефтепродукты, лес, металл, уголь, удобрения, цемент. На Таманском направлении намечается в перспективе пропуск более 50 пар грузовых

поездов. К курортам Черноморского побережья ожидается рост пассажиропотоков в 2 раза по сравнению с существующим положением. Предлагается перераспределить 25 пар пассажирских поездов с Новороссийского направления на Анапское.

Существующая топология путевого развития промышленных узлов и станций, мощности сортировочных и перерабатывающих устройств не позволяют освоить растущие потребности в перевозках грузов и пассажиров в рассматриваемом регионе. Наличие однопутных линий на основных направлениях подходов к портам уже сейчас сдерживает освоение растущих объемов из-за отсутствия резервов пропускной способности.

Требуется развитие практически всех железнодорожных и промышленных узлов СКЭР: Ростовского, Лиховского, Краснодарского, Крымского, Новороссийского и др. Промышленные станции узлов (заводские, портовые, грузовые) не имеют современных сортировочных устройств. Расформирование вагонов выполняется маневровыми локомотивами толчками и осаживанием с использованием тормозных башмаков.

Исследование емкости путевого развития общесетевых станций Шах-тинского, Гуковского, Новороссийского, Краснодарского, Ростовского, Крымского и других промышленных узлов показало, что более 50 % станций имеют короткую длину путей: до 720 м - 14 %; до 849 м - 40 %; до 1049 м -35 %; свыше 1050 м - 11 %. Удельный вес суммарной длины станционных путей по отношению к общей протяженности железнодорожной сети промышленных узлов ведущих отраслей промышленности сильно различается и составляет: для черной металлургии - более 17 %, для угольной промышленности - 14-15 %, в машиностроении - 10-12 %, в энергопроизводящих узлах - 8-9 %.

Анализ зависимости путевого развития 58 станций основных узлов СКЭР от количества обслуживаемых ими предприятий обрабатывающей и добывающей промышленности (рис. 2) показал, что имеется значительный разброс значений с наибольшей плотностью путевой топологии от 3-х до 45

путей (без учета главных путей) при количестве предприятий от одного до 28. В областях полученных значений можно наметить кривые аппроксимации значений: 1) - для постов, разъездов и промежуточных станций с количеством путей до 15; 2) - для небольших грузовых станций с количеством путей 10-30; 3) - для распределительных станций с количеством путей 25-45; 4) -для крупных (опорных) грузовых станций с количеством путей 50-100; 5) -для внутриузловых сортировочных станций с количеством путей более 90. Для небольших станций графики зависимостей имеют экспоненциальный характер с переходом в линейную зависимость для крупных узловых станций.

Рисунок 2 - Схема зависимости путевого развития станций от количества обслуживаемых предприятий

На промышленном железнодорожном транспорте характерной особенностью является небольшая протяженность железнодорожных путей на одном предприятии - в среднем около 7 км. Более 75 % промышленных предприятий имеют протяженность путей до 2 км и только 10 % - более 5 км. Хотя, на предприятиях открытых горных разработок и производств с полным металлургическим циклом путевое развитие может достигать 300 км и более.

Промышленные сортировочные станции (их в металлургии - 8, в угольной промышленности - 10, «Промжелдортрансе» - 5) в перспективе сохраняют свою основную функцию по переработке вагонопотоков и формированию маршрутных поездов. Заводские и грузовые станции (их около 1.000) организуют маневровую работу по подаче и уборке вагонов грузополучателям; подборку и распределение порожних вагонов предприятиям; регули-

рование отправления передач на ЗСС; согласование ритма работы с общесетевыми станциями. Путевое развитие промышленных станций и их техническая оснащенность значительно отстают от станций транспорта общего пользования и требуют дальнейшего переустройства и модернизации.

Комплексные требования к проектированию железнодорожных станций в промышленных узлах можно представить укрупненной схемой (рис. 3).

nHinuww) СКЙМА ©•ЫШИМвиИОй TWI*»WlWHO' СХМАСЮЙ CMC темы

Рисунок 3 - Комплексные требования к проектированию и размещению железнодорожных станций в промышленных узлах

Исследования зависимости количества приемоотправочных путей на промышленных сортировочных (грузовых) станциях от числа принимаемых или отправляемых поездов (подач) показали, что наибольшую достоверность для описания имеют аппроксимационные полиноминальные и степенные функции.

Зависимость рациональной величины съема вагонов с одного пути сортировочного парка промышленной станции от количества вагонов в расформировываемом поезде и количества приведенных назначений имеет логарифмическую зависимость. Максимальная достоверность линии тренда Я2

достигается для 40 вагонов в расформировываемом поезде и 20-30 обслуживаемых грузовых фронтов (рис. 4). 80

s

geo

2 50

о

Ï

ntll"-m.01i\(h,f)+07,35 ft'»0.9'l4

W<n e -9.92ift(N№) v 63,99 R*«0,S82

t~sais»«t esbîow вазгомг сз'Юда изаМоаг m 30 ваг B3SS360 иг

Лог»рИфм.£15! Логарифм. (20) ■Логарифм. (25)

—Логарифм. (30} Логарифм, (40) —Логарифм. (50) -Логарифм. (СО)

R'=0,955 Нгп"

R1« 0,910

R> » 0,853 Ми а -3,94||1(Г|Г>)- '11,45 П'«0,6И

/о »более

20 15 30

й Kwh'kctoo nil/wi4K фцоито» (нпзиаченнй), нф

Рисунок 4 - Диаграмма зависимости величины съема вагонов с одного пути сортировочного парка от количества вагонов в расформировываемом поезде (подаче.)

Уровень организации транспортно-технологических операций в промышленном узле зависит от взаимодействия системных, элементов с различными свойствами. Для целей исследования топологии промышленной железнодорожной сети (ШЕСДС) используются вероятностные и логико-функциональные зависимости с адаптацией критериев рациональности размещения. ШКДС включает в себя узлы распределения вагонопотоков и соединительные связи (ж.-д. пути). Учитывая это, технологические линии обслуживания грузо- и поездопотоков (Г/) в узле могут быть совмещены с соответствующим уровнем технического оснащения станционных структур (Ру) и пространственным расположением (Sk). Уравнениями можно описать ¿яд трансформационных действий (композицию соответствий q, г, z), сводящих технологические операции, мощность путевого развития и пространственное положение TTC узла к видам произведений множеств:

Ч = (0vТ2.....Т„},{Рь Р2.....Pj), Q),Q<ZTXP\

г = ({PuP2l..., Pj], {Sb S2.....Sk, },R),R SPxS },

г = ({7\, T2l..., Tu }, {Sa> î2.....Skl},' Z\ZQTxSj

где {Ti, Т2,..., Tt,} — подмножество технологических операций;

{Р1( Р2, —,Pj} ~ подмножество вариантов станционных структур (про-мышленно-транспортных объектов);

[SL,S2, ...,Skl) ~ подмножество пространственных положений системных элементов узла;

Q,R,Z- композиции соответствий подмножеств.

Ограничивающим критерием является совпадение области значений первого соответствия с областями определений второго и третьего соответствия Пр2<2 = ПргЯ, ПрXZ - np3Q, Up2Z = Пр3й.

Композиция соответствий подмножеств д={технологические операции, вариант станционной структуры} и г ={вариант станционной структуры, пространственное положение) запишется в виде g (г) = (Т, S, QOR). Так как модельная схема взаимодействия элементов транспортных систем узла является зависимой функцией, то для исследования применяется (с допущениями) аппарат неоднородных по времени цепей Маркова.

В рассматриваемой главе разработаны рациональные транспортно-технологические структуры промышленных сортировочных и фузовых станций как многоканальных систем обслуживания. Уточнен моделирующий алгоритм функционирования транспортно-технологической системы железнодорожной станции и сформирована блок-схема алгоритма (рис, 5) процесса обслуживания заявок технологических фаз станции, где а, ß, у, со - базисные элементы TTC станции.

Для формализации скорости транспортного обслуживания железнодорожной TTC введен критерий оценки - коэффициент задержки по видам подсистем с определением уровня организации подсистемы маневровой работы ^мрттс» который выражается через интегральный безразмерный показатель, оценивающий количественную и качественную стороны организации технологического процесса. Функция имеет вид

Рыртгс = 2,5 • й> + 0,05 • t^f + 0,28 • С1 ааг -> min,

где со - продолжительность межоперационных интервалов; £техаг " продол

жительность технологических операций; С

ходы по подсистеме.

1 ваг

• удельные приведенные рас-

ИСХОДНЫХ

донных /

Начало^)

Определен»« задержки на а, (ДТо1)/)„Г,

Корректировка координаты

-н ■

Определение

задержек а.

1' У у и

Корректировка

координаты

Занятие и, фиксация УЧЧ|0

Конец --

Рисунок 5 - Блок-схема алгоритма процесса обслуживания заявок Временная характеристика использования элементов транспортных подсистем по времени и их длительность занятия оценивается коэффициентом задержки обслуживания, который равен

/, _ пп

1Сэ ~ 1и=1 л .

__'•те*

где 1 = 1 ,п - количество транспортных подсистем, участвующих в передаче вагоногготока;

£общ ~ общее время нахождения вагонопотока в г'-й транспортной подсистеме узла с учетом времени ожидания обслуживания;

¿тех ~ время непосредственной обработки вагонопотока в ¡'-й транспортной подсистеме промышленно-транспортного узла.

Совокупность исследований, выполненных в данной главе, позволила определить техническое состояние станционных устройств портовых, промышленных (заводских) и грузовых станций общей сёти; установить факто-

ры, влияющие на эффективность взаимного размещения предприятий и станций в узлах при отводе земель и удобстве транспортного обслуживания, установить перспективные направления развития железнодорожных ТГС на основе прогнозируемого роста грузо- и пассажиропотоков юга России.

В третьей главе «Разработка математических моделей функционирования взаимоувязанного комплекса производственно-транспортно-складских устройств в узлах» рассматриваются научные основы рационального размещения производственных, транспортно-технологических и складских систем в промышленных узлах на основе универсальных моделей сквозного проектирования. Сложность транспортного узла определяется числом системных элементов; мощностью транспортных потоков, обслуживаемых ими; разветв-ленностью технологических связей и степенью их взаимодействия; удобствами эксплуатации и т.д. Изменение уровня организации системы характеризуется изменением ее неопределенности, мерой степени которой принята энтропия H = — P(A¡) loga Р(А£)_ гДе At - состояние системы; Р(А¡) - вероятностный показатель состояния системы (г = 1,2, ..., п); п - количество возможных состояний системы; а = 2 — основание логарифма.

В общей системе «промышленно-транспортный узел» можно выделить основные три подсистемы в соответствии с методикой зонирования:

- «транспортно-складская зона» ТСЗ с Н(хтсз)>

- «производственно-заводская зона» ПЗЗ с Я(дгпзз);

- «предзаводская и административная зона» ПЗА с Н(_хПЗА).

Каждую подсистему можно характеризовать энтропией двух случаев:

вероятностью безотказной работыр и вероятностью отказа (задержек) q=\-p. .Тогда H ~ —(р ■ logaр + q • loga q). Для промышленно-транспортной системы, состоящей из ряда зависимых подсистем, энтропия равна сумме энтропии одной из составных подсистем и условных энтропии остальных подсистем H(xn,xJ2, ...,X¡S) = H(x¡) + H(x¡2|*д) + H(xj3\xn,xj2) + H(x¡s\xn,x12.....x/(s_ 1}),

где j — индекс соответствующей подсистемы;

Я(х>2|хУ1),Я(х7з1*л.х,2).....H(xjS\xn,xj2.....- условные энтропии внутренних системных элементову'-подсистемы.

Уровень организации производственно-транспортной системы можно

определить из выражения R — 1 - -—, где Нтах = loga п. Тогда

"тах

Н(х тс. *пз< *пза) = Hfe=i Н&к)-

Для оценки эксплуатационной надежности размещаемых элементов TTC может использоваться аппарат теории вероятностей по видам транспортных связей объектов (станций, предприятий, терминалов, баз).

При последовательном соединении надежности p¡, р?, —, р„ блоков приводят к следующей надежности R(t) = P(ç > t) = e~Àlt • e'Á¿t ■•• e~Ant = = e-(^i+-'-2+-+An)tj где _ среднее прибытие заявок за время t. Для параллельно соединенных объектов TTC - R'(t) = P'(<f >£) = !- P(¿ < t) — 1 -

-Ptfi < t.tz < t.....< 0 = 1 - (1 - e~xtr-

Последовательность рационального проектирования транспортно-технологических систем промышленного узла на основе системно-матричного представления следующая:

1 - фиксируются центры распределения грузопотоков промышленного узла со стороны железнодорожного, автомобильного, водного и других видов транспорта с назначением точек входа груза (сырья) (taJ: заводские сортировочные, сырьевые станции; точек выхода (tgux)\ примыкание предзаводских площадок к магистральной автодороге или другим видам транспорта;

2 - определяются положения селитебной (СЗ) и защитных зон (33) по намечаемому уровню размещения и виду развития производства, категории промышленности и перспективе роста;

3 - намечается исходное местоположение и размеры производственно-заводской зоны (ПЗЗ) в соответствии с грузопотоками и площадями предприятий, топологией узла, нормам отвода земель, требованиями СНиП, экологическими, социальными и архитектурными требованиями. Предприятие с наименьшими геометрическими размерами принимается за модуль зоны;

4 - определяются размеры транспортно-складской зоны (ТСЗ) для каждого предприятия по величинам годовых грузопотоков, технолог™ производства и складирования;

5 - рассчитываются размеры и площади предзаводской (технологической) административной зоны (ПЗА) каждого предприятия с учетом установленных размеров ПЗЗ и ТСЗ, а также выбор наименьшего и пересчет других ПЗА по коэффициенту кратности.

На рис. 6 приведена системно-матричная форма представления генерального плана узла обрабатывающей промышленности. Предприятиям с преобладающим грузопотоком присваиваются порядковые номера рядов размещения ] и порядковый номер уровня размещения объектов к. Для предзаводской зоны ряды размещения ] разбиваются на подряды и, а уровни размещения объектов ПЗА (#) - на подуровни т.

Постановка задачи: на заданной территории промышленного узла при известных местоположениях центров поездных и маневровых нагрузок, селитебных и защитных зон, необходимо так разместить предприятия и производства с транспортно-складскими и предзаводскими зонами, чтобы суммарные приведенные транспортные расходы на внутриузловые перевозки были минимальными.

Экономико-математическая модель имеет вид:

п г z

((лжД . гжд . /жд 4-. F . 4-N

_ \ \ \ I l^inp(OTnp) Ч н К1 ) +

1=1 7=1 fc=i V +( С??пр(отпр) • СГ ' Щк + Ев • ^Г) у

+

Р

+ Z Z Z X I (С^ГохпрСпр) • СГ ■ Щидт + ^ ' '<П+

Ы\ j=lg=l \u=lm=l + (<3?"пр(пр) • СГ -Щ13ш + Е„ • Kr)fj - min,

где n(L) - годовые приведенные расходы на перевозку грузов, тыс. руб.; L - векгор, определяющий расстояния перевозки грузов видами транспорта для L - множества вариантов размещения узловых объектов;

Ст. Проыышдекыи )tax1

Ряды размещения,]

«V/

tnx2 Ст. Заводская

Транспортно-складская зона (ТСЗ)

Уровни (к) размещения объектов

1

С«1

U 1.1Д25

1л(1.1.г25) Сзт 1

UniW)

Q з га

1-31(3.2.2]

С.,3

Н

Lra

LraS-ij-Ui-n

СжпИ

U и j-1 л-?

Озт<-

U^j» Сад«

+ Q ул

Ln(t.i>

Ost г

X

0) m i-о Ч О Sl n s

О (б

О. rt

c

о

Q

LlT33 :

Lim '

Ln33

L-пзз :

Ьпзз •'

1_пзз

Предзаводская зона (технологическая) и административная - ПЗА

Уровни (д) размещения объектов

1

Сзт 1

ш

1 |_авт(1.1.1,2,0)

"ТЗ 1.1.1Д0 С;

Lw(2.1,u-1.2;L25) , La»i(2.1.i>.1A2.2S) Сзт 2 Q2.1.Ü42.2-2S С..Т2

Lir(3J ,u,2,0) Lobt{3.?,U,2.0)

+

СзтЗ Q зСаатЗ

£ CA

LjT(l-1j-1J.1.m-1)

Laer(i-l£ll2,1.m-1

Q И j-1.2.1.m-1

Сзт И Cafrrt-1

Iii I

1_этО-2>1.2.3-1 гтИ)

LaaTtf-2j-l,2.9-1.rib1)

Cari-2

Сгдт>-2

LJT(i-3j. 1.0-1,m-1) La9T(j-3j,1,g-1 jn-1)

Сат ьЗ Qi-3 j.l.g-Т.пИ Сат V-3

biyj.u-1.Si-1.««>. . « « .

LepC'j,u-1.g-1.m)

Cjti Qi.j.u-1.g-1.m Слет!

о

teuxl

Lat

L«,

L-t

Laer

n

CO

X

о n к <o

X Is

=r

ra CO

Хо X* (Хлзз+Хк) (Хд+Хпзз+Хк) Оьых2

Рисунок б - Изображение узла обрабатывающей промышленности в матричной форме с зонированием территории

Lc3

О

о

га х О

I ID О tS

Ф О

/ - количество предприятий узла (/ = 1,...,«); у — количество рядов размещения предприятий на уровнях ТСЗ (/' = 1,...,/-); А; - количество уровней ряда ТСЗ матрицы (к = g - количество уровней ряда Г13А матрицы = 1,

...,к); к - количество подрядов размещения объектов на уровнях ПЗА матрицы (и - 1, ..., V); т - количество подуровней размещения объектов на зоне ПЗА системной матрицы, (т = 1,..., р);

С,*", СГ, СГ - стоимость перевозок 1 т г'-го рода груза железнодорожным, автомобильным и промышленным (заводским) транспортом, руб./ткм; Е„ - коэффициент приведения капитальных вложений к текущим затратам; КГ , КГ\ К Г - одноэтапные капитальные вложения в подвижной состав и инфраструктуру железнодорожного, автомобильного, промышленного (заводского) транспорта, тыс. руб.;

¿,/*жд, Ь^ - расстояния перевозки г'-го груза от точки входа железнодорожным транспортом до центра тяжести ТСЗ предприятия на у'-м ряде размещения /с-го уровня матрицы узла и промышленным транспортом от центра тяжести ТСЗ до центра тяжести ПЗЗ, км;

£(/иЯИзт- расстояния перевозки /-го груза промышленным транспортом от центра тяжести ПЗЗ до центра тяжести склада зоны ПЗА на у'-м ряде размещения »-го подряда размещения £-го уровня и ш-го подуровня зоны ПЗА системной матрицы и автомобильным транспортом от центра тяжести склада ПЗА до точки выхода, км;

£>1 пр(отпр)Ж", Qi пр(отпр)", £>/ пр(отпрГт - расчетный годовой объем прибытия (отправления) грузов 1-го предприятия железнодорожным, промышленным (заводским) и автомобильным транспортом, т. Параметры модели:

1) величины поставок грузов и расстояния перевозок положительны

> 0, ЬцГ> 0, о, Ьтг> 0,11тпг > о

при г = 1,..., п; у = 1,..., г; к= 1,..., г; g ■*= 1,..., И; и = I,..., V; т => 1,..., р;

2) стоимости перевозок и капитальные вложения положительны С Г > о, СГ > О, СГ > О, КГ > О, КГ> о, к/" > 0 при г - 1,..., п.

Ограничения: 1) соотношения суммарного объема завоза грузов и вывоза для предприятий промышленного узла:

Лузла _ л узла „узла . пуэла

Угод пр "" "¿годотпр "¿годпр Ч!годотпр>

2) сумма объемов завоза грузов железнодорожным и автомобильным (или другими видами) транспортом по всем предприятиям узла равняется общему грузопотоку прибытия узла (}= £?=1(<2^др +

3) сумма объемов вывоза грузов железнодорожным и автомобильным транспортом по всем предприятиям узла равняется общему грузопотоку отправления узла (Згодэтпр = £?=1(<2ГоДтпр + Фотпр)-

Открытая транспортная модель приводится к закрытому виду при назначении фиктивного потребителя В„ц или фиктивного поставщика А,п+/, потребность которых равна Вп+1 = - (?год отпр^л.+1 = <?годотпр - Ср-

Стоимость перевозок по видам транспорта рассчитана по укрупненным показателям с коэффициентами увеличения роста цен.

Решение транспортной задачи начинается с подготовки исходных данных, выбора вида транспорта, определения размеров 1133, ТСЗ, ПЗА промышленного узла по видам производств, построения начального плана размещения предприятий и выбора метода последующего его улучшения.

На основе анализа существующих методов компоновок транспортно-складских и предзаводских зон промышленных узлов, выгрузочных терминалов, баз материально-технического снабжения автором разработан метод системно-матричного изображения объектов и математический аппарат оценки вариантов размещения на основе модификации критерия оптгшцль-ности метода двойного предпочтения, согласно которому из массива данных объектов для размещения' первым выбирается объект не с наибольшими величинами грузопотоков а с наибольшими удельными расходами Р'"ш («весом») на перевозку всей массы 1-го груза соответствующим видом транспорта на единицу расстояния.

Размещать объекты системной матрицы промузда следует начинать на ряде и уровне с наименьшим расстоянием перевозок:

РГ = (СГ" + СП ■qrl км е ¿¿Г = (Цкжд + ЦГ + Uju«™), где YJ-i'" ~ условно постоянная дальности перевозки г-го груза промышленным (заводским) транспортом для ряда и уровня размещения зон ТСЗ, ПЗЗ и ПЗА соответствующего производства.

Последовательность поуровневого размещения объектов выполняется по разработанному алгоритму. После нахождения варианта рационального размещения объектов к транспортным расходам магистральных перевозчиков добавляются затраты на перевозку грузов промышленными (специальными) видами транспорта II = min (П°) + Пзт, млн руб.

В экономико-математической модели задачи размещения объектов узлов добывающей промышленности (открытых горных разработок, лесо- и торфодобывающих, химической, угольной) требуется учитывать расходы на транспортировку грузов несколькими видами специального транспорта (с мест добычи, на пунктах переработки и перегрузки на общую сеть).

Применение матричных форм в агрегации объектов промышленных узлов позволяет не только повысить качество и сократить временные затраты процесса проектирования, но и главное - учесть субъективные (транспортно-складские) и объективные (системные) требования к проектированию промышленных узлов. При значительном количестве размещаемых объектов задача усложняется и для ее решения целесообразно использовать ЭВМ. Применение вычислительной техники позволяет динамически менять местоположение не только объектов, но и точек входа и выхода грузов при привязке генплана к реальным условиям, изменять общую площадь ТСЗ, ПЗЗ и ПЗА, учитывать изменения транспортных расходов.

Для анализа вариантов компоновок и степени распределения величин стоимостей перевозок между видами транспорта узла, необходимо определить ранг объекта Д, на основе выборки значений «весов» от максимального к минимальному, присваивая каждому порядковый номер (табл. 1). Зависи-

мость «весов» объектов оценим коэффициентом эквивалентности расходов р-кд

равным к31 — где £ - стоимость перевозок г'-го груза на единицу

расстояния железнодорожным транспортом, млн руб; Р*®«; - стоимость перевозок г'-го груза на единицу расстояния автомобильным транспортом, млн руб.

Правильность размещения объекта на системной матрице узла оценим дальностью перевозок по видам транспорта и коэффициентом эквивалентности расстояний перевозок по видам транспорта, равным кр 1 =

^аят!

Таблица 1 - Ранжирование предприятий узла

№ лп Наименование предприятий Стоимость перевозки ucero груза на 1 км, млн руб. 1?1и ii Ранг, R

Ж.-д. Авт. -Si" Ж.д. Ант. 2 Коэф. эквивол. расходов Итоговый

А рЖД 1КМ А равт г 1км/! кзл «г дг /г(кЗЛ) RA

/рЖД , равт (АкмД + ^1кмЛ; ттХЛд

2 В р»Л г1кмВ равт 1км В к3в R7 R!" ж*за) RB

Сржд . рапт ч ч 1км В + rlKM8J min£/?B

П г ржд г1кмп равт г1кмп кзп «г павт "п Rn

/ржд . равт "1 чг1кмп т »1KMIV

Тогда, последовательность выборки объектов узла определяется следующим условием ( Р®^ г -> Ri -* к3 £ -> кр ¡, результатом которого будут значения для каждого объекта (Р^м£, ^lKMi'^i'^aiJ^pi) в порядке

уменьшения стоимостей перевозок грузов и возрастания значений коэффи-

1

циентов эквивалентности с учетом ранга объекта.

Следовательно, имеет место следующее соотношение:

max Л max PfBT => maxß(; min k31 Л min /cp t min ZLljk.

Критерии рациональности расположения предприятий на рядах системной матрицы узла:

- расходы на перевозку по объектам одного ряда должны возрастать от первого уровня к последнему: ЩЛ < Пц2 <...< Пук <...< nV(k.\) < nljz, к - 1,..., г;

- размещенному объекту с наибольшими расходами на перевозку грузов железнодорожным (автомобильным) транспортом должно соответствовать наименьшее расстояние: /7ЖД "шт> iJk е min LL^(шгг);

- группе объектов соответствующей зоны одного ряда узла с наибольшими «весами» должно соответствовать наименьшее общее расстояние перевоз-

п

ки: тах £ /$1ах е min £ Lj. /=1

Выполнение трех условий соответствует рациональной компоновке объектов узла на уровне системной матрицы.

Следующим этапом является решение задачи рационального размещения центров поездных и маневровых нагрузок узла (сортировочных, распределительных и сырьевых станций). Постановка задачи: необходимо найти такой вариант размещения сортировочной (распределительной) станции в железнодорожной промышленной ITC, который обеспечивает минимум расходов на внутриузловые перевозки при известном размещении обслужи-вашых станций и грузовых фронтов предприятий.

Целевая функция транспортных расходов имеет вид

п т

П(L) = Су ■ Ц, +В-ЕН -> min.

ым

Параметры модели: Ltj > 0; с у >0.

л

Ограничения: J^q, = Q; Qmin <Q< Qmtx\ м

где q, - объем перевозок между сортировочной станцией и г'-й станцией назначения (г = 1,..., п);

J - место размещения i-й станции назначения груза (/' ~ I,..., т); Q - общий объем перевозок грузов от сортировочной станции, расположенной в./-м месте узла, до 1-х грузовых станций;

сц - стоимость перевозок 1 т груза до <-й станции назначения, расположенной в j-м месте узла, руб./ткм;

В - капитальные затраты на строительство сортировочной станции по варианту размещения, млн руб.;

Е„ - коэффициент приведения капитальных вложений: к текущим затратам; (2тш ~ минимальный объем сортировочной работы, при котором целесообразно строительство самостоятельной сортировочной станции; бшох - максимальный объем сортировочной работы для данной станции.

При решении задачи возможны М пунктов расположения станции при п количестве существующих обслуживаемых станций. Схема ж.-д. сети узла изображается в виде графа (рис. 7). Для решения задачи используется комбинаторный метод попарных сравнений маршрутов перевозок. По матрице смежности графа определяются полустепени исхода и захода (количество транспортных связей), а также степень любой вершины графа. Решение транспортной задачи формализовано для автоматизации расчетов и выполнена апробация на примере размещения распределительной станции в Ростовском и Крымском (Таманском) узлах.

Таблица 2 - Матрица кратчайших расстояний по вариантам размещения соршрооочной станции

О • варианты размещения сортировочной станции; д - местоположения грузовых станций назначения

Ч /ст /мпЛч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 щ

1 !» II) 1) • 5 8 У 5 2 .) 6 62

2- 2 12 10 0 6 7 } ¡у 4 Т 60

3 5 19 12 5 в 4 11 У 5 94

ЙСС щ Щ' щ ц ■н я й й и н 100 поездов

Примечание:

(^М^ - место расположения станции в узле; М,' - первый вариант размещения в пункте 1; М* - второй вариант размещения в пункте 8; М36 - третий вариант размещения в пункте 6; Q - объемы перевозок грузов в поездах от сортировочной станции к ¡'-й станции.

Решение транспортной задачи апробировано на примерах размещения распределительных станций в узлах обрабатывающей промышленности.

Рациональное размещение в промышленных узлах транспортно-складсккх систем, выгрузочных баз и грузораспределительных центров определяется на основе адаптированных экономико-математических моделей.

В сводной табл. 3 приведены целевые функции решаемых задач размещения различных транспортно-складских систем узлов при установленных ограничениях. В задаче размещения распределительных центров число независимых уравнений равно (т+п-1). Общее число переменных Ху равно число базисных переменных равно т+п-1, число свободных переменных равно к~(т-\)-(п-\). Для построения первоначального плана используется метод «северо-западного угла» с последующим решением задачи по методу потенциалов.

Апробация разработанной модели произведена на примере автоматизированного расчета рационального размещения распределительного ТСК в промышленном узле при улучшении плана перевозок за четыре итерации. Решение задачи рационального размещения выгрузочных комплексов строительной индустрии в промышленных узлах сводится к комбинаторным методам при переборе вариантов местоположения баз.

Для решения задачи рационального размещения объектов при проектировании генеральных планов ТСК (терминалов, баз) применяется созданная модификации критерия размещения в методе двойного предпочтения. При этом схема грузового комплекса изображается по разработанной методике в системно-матричной форме.

Таблица 3 ~ Экономико-математические зависимости рационального размещения трансиортно-складских систем в промышленных узлах

Наименование задачи Экономико-математические модели Параметры и ограничения

1 2 3

Размещение распределительных центров П => £ А, +£бг + В -» min, где А, - приведенные расходы на перевозку, тыс. А+л+1 i+ih+m руб.. Ar=I Z с'у-х^; 1 Бг- приведенные затраты по переработке груза, тыс. руб. Ьлг л *+nwti (А+1 Л ы 1-1 \]ш} ) м - приведенные общеобъектные затраты, тыс. руб .; j _ удельные приведенные расходы по переработке груза на складах предприятий; п - места размещения складских систем; j -- потребители; р/ - потребность в r-м материале; объем перевозок г-го груза; Cff— расходы по перевозке >-го груза; x,f - годовой объем r-го груза на ТСК и базах; 9t ~ удельные приведенные затраты от «омертвления» оборотных средств в запасах на базах |"=1,..,и; У=1, ...,/и; ..... потребность г-го потребителя распределение объема /--груза .....' } 1 ¿+п+} * Лг+м+т Е Е <?;=! I Р\: 1.1 7-1 х,/>0

Размещение обогатительных фабрик (ОФ) в узлах угледобывающей промышленности и т т т г t 11 = 1,1.1, -gj+IZBj -с1к •yJk -»»in ЫИ M >l/f-l где / - места добычи сырья (шахты); <?/- годовой объем перевозок ОФ; j - места расположения ОФ, А'-станции примыкания п/путей ОФ к транспорту общего пользования, Сц - расходы на доставку груза от 1-го места добычи до j- й ОФ; & - расходы на обогащение груза на J-й ОФ; Cji, — расходы на перевозку обогащенного груза от J-й ОФ до К-й станции в узле; Q, - мощность j-й ОФ. / =1.....п; )=1.....от; КЧ...../•; [1 - уголь с; - шахты Ху = < поступает на ] - ОФ; [0 - не посгупаст. [1- уголье у-И ОФ _ 1 поступаетна К - ю | станцию узла; [0 - не поступает 1

Размещение выгрузочных комплексов строительной индустрии n(L) = fJ£a 'X, +'Zbj -> min, 1-1 j. 1 ; где i - по требители груза; j - места размещения баз; q: - потребность (-го получателя в грузе; х,, - величины грузопотоков; а,) - расходы зависящие от объема перевозок; bj - условно постоянные расходы для j-ro места размещения комплекса хц > 0; ХЛ=<7, 1 о„> 0; ¿,> 0

Продолжение табл. 3

1 2 3

Размещение объектов при проектировании генеральных планов ТСК (терминалов, баз) М /-1 м где - количество складов 'ГСК; /-количество мест размещения складов; к- количество уровней складской матрицы; С,™. С,'"'- стоимость перевозок i-va груза ж.-д. и автотранспортом, руб./т-км; L,j*", L¡jk"r- расстояния перевозки 1-го груза до j-го места размещения склада на к-м уровне ТСК, км; qi - расчетный объем перевозок í-ro груза, т /=/.....и; j »1,..., т; k-J.....л; 9. > 0; 1„Г > 0; L«r>0; i

Склад с наименьшими размерами принимается за исходный модуль

площади ТСК, а остальные рассчитываются по отношению к нему с использованием коэффициента кратности. Каждой строке складской матрицы присваивается порядковый номер уровня, каждому столбцу - порядковый номер модуля. Размеры склада определены исходя из долгосрочного хранения грузов и соответствующих нагрузок на единицу площади. Составлены матричные схемы грузовых комплексов тупикового (рис. 8), комбинированного и сквозного типов. Стоимость перевозок рассчитана по укрупненным показателям с коэффициентами инфляции роста цен согласно формуле затрат на перевозку грузов.

Уровень размещении. 1(

с —

U»i

У

Ьал-ц.

L-чо

к-1

Модуль (j) размещения объектов

Lwiui» Cw*IUJQ

UM.USMI <"•"«•') qulfei-i

I V^lk«!-;

См»

¡qlí 2Í.7

Lu(1J,I) C« t

q tzi

И

C...3

L»i >(u.i> Cm

¡«ЛИ

J

L«« roí JO

Ci»r(f.J.»)

IL<MI(HJ-1.M)

Снгм

Г . 4

LMI(4í-I,2) iJUC.r

>0.731) I.MIPW.TS.I)

Cu,)

u

í.tnbix

-----,i

L...

Хо 1>т»4 ЦтоС Ьпс4

Рисунок 8 - Схема грузового комплекса тупикового типа в матричной форме

( Коим )

Рисунок 9 - Блок-схема программы размещения объектов складского комплекса

Применение модификации критерия в методе двойного предпочтения при выборе рационального размещения складов на транспортно - складских комплексах по сравнению с методом последовательного приближения на порядок сокращает объем вычислений. Оптимум достигается за 4 - 5 итераций при 70 - 80 перестановках в методе последовательного приближения. При значительном количестве объектов задача размещения складов усложняется, что требует применения вычислительной

техники, алгоритмов и программ. Пример решения зэдач такого класса приведен в виде блок-схемы на рис. 9.

Для оценки разработанных вариантов генеральных планов промышленных узлов с использованием универсальных математических методов и ЭВМ необходимо руководствоваться основными типовыми (оценочными) показателями норм проектирования. Для формирования общесистемного критерия оценки в исследованиях выделяются функциональные зависимости количественных Р5, качественных и стоимостных показателей Гц г енплана с учетом значимых факторов (социальных, экологических и т.п.):

/($скл1 ^техш $жд> ^аапч ••• )■

где 5скл,5техн'5жд<5авт - соответственно площади складских, производственно-технических сооружений, а также площади отводимые под железнодорожные, автомобильные подъезды, коммуникации и т.п.;

^к = ^тер< ^авт» •••)> где ка,к.гср,кжл,кавт ~ соответственно коэффициенты застройки, использования территории, отвода земель под транспортные коммуникации и т.п.

^Ц = /(^0б1Ц'Э0бщ;К1т, Э1т,е1т,Я1т, ...),

где Кобщ, Эобщ, к1т, э1т, е1т, л1т - соответственно общие капитальные вложения и эксплуатационные расходы по варианту, капитальные вложения на 1 т грузооборота, себестоимость переработки 1 т груза, приведенные затраты на I -г грузооборота и т.п.;

^ф — ^тр> ••• )>

где ксоц, кэк, /стр - соответственно коэффициенты «нагрузки» 1рузоперевозок на населенность узла, экологической нагрузки, транспортной доступности, нагрузки на транспортные коммуникации ь _ЕН/ , =Х',В/ , _Ег.„асс/ .. - - 11 к .

«СПИ - /урузла,кэк /у р/зла , Л.тр - /у „узла , Кжд - ур1 , КАТ ~ УР1 км '

'•"Мим ' '¿<г1км жд ¿"АТ

где 2 Н - населенность экономического района;

£ В - общие выбросы предприятий и производств узла; I! ¿пасс ^жд. ££ат _ протяженность пассажирских линий, железнодорожных и автомобильных коммуникаций в узле;

2 СГ ~ °бщий удельный «вес» всех производственно-складских объектов узла, участвующих в компоновке генерального плана.

На основе вышеприведенных зависимостей можно сформировать интегральную функцию эффективности проектного решения по размещению транспортно-технологических устройств в узле относительно установленного в диссертации критерия «вес» объекта £ Р1км

•¿■узла ~ 5/,ррузл:1+ к/уруэла— ^/у рузла + &тр ~ &Э1< ± ксоц1 / г1км ' 1км ' " 1.КМ

где знак «±» в зависимости от категории экономического района (промыш-ленно-транспортный - «+» или рекреационный - «-»).

Для рационального проектирования топологии: промышленной железнодорожной сети (ПЖДС) используется логико-графическое моделирование. Количество вариантов связей структуры путевого развития ДДг{у-ДЦг) определяется по комбинаторному анализу возможных математических разбиений числа п двойчйого дерева ПЖДС на сочетание цифр «1» и «2». Электронный планшет интерактивной системы построения путевого развития промышленных районов ПЖДС CAD приведен на рис. 10.

»3

^адг,-1^":'^

3, -м=п

1 \ -J—J

Для «листьев»

4-1+1+а

4-2+1*1 4-1+2 + 1 4-2 + 2

(4 варианте) Для дыуя узлов вив

а»1 ♦ 1

(1 aaptuun) У^Итуо 3 вариантов/

Рисунок 10 - Расчет у-ДДг и электронный планшет ПЖДС CAD Научной новизной решаемых задач является их переработка и адаптация к создаваемой комплексной теории рациональной концентрации произ-

водственно-транспортно-технологических и складских систем промышлен-

»

ных узлов от макроуровня компоновки генерального плана промышленного узла до локальных уровней размещения общебазовых объектов грузовых терминалов и специализированных комплексов. Она включает разработку новых оценочных критериев компоновочных решений размещения объектов, методов и моделей рационального размещения при проектировании схем узлов, алгоритмов адаптированных к автоматизированному проектированию TTC, систем информационно-методического обеспечения проектирования.

В четвертой главе «Применение разработанных методов рационального размещения устройств промышленно-транспортных систем» рассматривается новый методологический инструментарий принятия решения по выбору рационального варианта размещения элементов TTC. Следует отметить, что сформированные в третьей главе математические методы и модели, отражающие реальные структуры ITC, требуют обработки значительных информационных массивов. Для этого необходимо установление механизмов их использования с созданием прикладных программных комплексов принятия решений:

— рациональное размещение промышленных предприятий в узлах или сокращенное название «узел». В состав методологического инструментария входят методы теории вероятностей и массового обслуживания, имитационного моделирования, теории информации, теории графов в сочетании с модифицированными методами математического программирования;

«станция» - выбор рационального местоположения центров поездных и маневровых нагрузок в ТГС на основе теории графов с разработанной комбинаторной методикой сравнений вариантов перевозок грузов и сведением решения к закрытой транспортной задаче линейного программирования;

«сортировочный комплекс» — определение рациональных параметров сортировочного устройства на распределительных станциях узла. Методологический инструментарий составляют теория систем, методы многокритериальной оптимизации и статистического анализа;

«размещение» - установление целесообразных мест расположения распределительных транспортно-складских систем в узлах. Алгоритмом решения данной задачи предусматривается формирование матрицы корреспон-денций и использование детерминированных методов математического программирования со сведением функции к закрытой модели.

«терминал» - расчет и нахождение рациональных мест расположения транспортно-складских объектов внутри комплекса на основе методов теории графов, имитационного моделирования и линейного программирования. Разработанный инструментарий выбора местоположения объекта по его «весу» с критериями рациональности, позволяет не только отказаться от эмпирического подхода на этапах решения задачи проектирования генерального плана, но и в десятки раз сократить трудоемкость расчетов.

«ж.-д. путь» - проектирование рациональной путевой топологии железнодорожной TTC. Методологическую основу составляют методы теории графов, имитационного моделирования, теории информации и экспертных оценок. Разработанный метод формирования вариантов горловин парков на основе математического разбиения числа двоичного графа позволяет значительно сократить продолжительность расчетов и отказаться от принятого п! количества компоновок. Сформированные рациональные транспортно-технологические схемы основных ж.-д. станций промышленных TTC в сочетании с методами теории надежности позволяют делать вывод о качестве выбранной путевой топологии.

Для реализации разработанных методов рационального размещения устройств TTC каждую системологическую парадигму можно представить в виде программного научного комплекса (НК), включающего информационно-технологическое обеспечение; постановку задачи и экономико-математическую модель, метод и алгоритм решения; блок-схему и программное обеспечение; технические средства автоматизации расчета и проектирования: «НК - узел», «НК - станция», «НК - сортировочный комплекс», «НК - размещение», «НК - терминал», «НК - ПЖДС». На рис. 11 приведена разработанная автором структурная схема методологического обеспечения и системного представления методов расчета и проектирования TTC для каждого научного комплекса.

бе

В результате применения НК получено: сокращение сроков проектирования генеральных планов в 2 - 3 раза с экономией до 2 млн руб. на одном проекте; сокращение итераций поиска рационального размещения транспортных объектов от 70 - 100 при полном переборе до 3 - 5 по разработанной методике; улучшение показателей генпланов: коэффициента застройки с 0,15 - 0,17 до 0,26 - 0,3; коэффициента использования территории с 0,5 - 0,57 до 0,7 - 0,75; высвобождение земель до 20 %.

В пятой главе «Эффективность предлагаемой теории концентрации транспортно-технологических систем в промышленно-транспортных узлах» согласно прогнозируемому увеличению грузо- и пассажиропотоков юга России определены основные направления развития промышленно-транспортных систем. Приведена апробация разработанной теории рациональной концентрации транспортно-технологических систем в промышленных узлах и рассчитан экономический эффект от ее внедрения.

Например, при рационализации обходов в Ростовском узле по разработанной методике экономия расходов на пропуску грузовых поездов в год составляет около 12 млн руб. За счет рационального размещения объектов выгрузочных комплексов северо-западной промзоны получено сокращение транспортных расходов на 10,6 млн руб. в год.

При реальном проектировании Северо-Восточного промышленного узла с рациональным размещением в нем предприятий строительной индустрии получено высвобождение 49 га земель и сокращение транспортных расходов на 112,3 млн руб. в год по сравнению с существующим положением.

В результате применения разработанных НК при развитии Крымского узла, как накопительно-распределительной системы портовых станций Ачо-во-Черноморского бассейна, прибыль от перевозочной деятельности на данном направлении при завершении строительства в 2020 г. превысит транспортную составляющую почти в два раза и составит 1640 млн руб. С применением методов рационального проектирования ШСДС выполнены различные варианты размещения участковой станции Таманская на 9 км Крымского

узла по проектным грузопотокам. Эффективность проекта составляет 91,33 млн руб.

Логико-графическая интеграция «НК- размещение», «НК - терминал» и «НК - ПЖДС» представлены в проектировании генерального плана выгрузочного накопительного терминала («сухого порта») на 9 км в Таманском (Крымском) узле для разгрузки складских площадей порта и накопления судовых партий в случае форс-мажорных обстоятельств. В результате использования «НК - терминал» получены рациональные компоновки складских объектов и сформирован масштабный план комплекса. Экономический эффект составил около 60 1илн руб. в год. Срок окупаемости капитальных затрат менее нормативного при коэффициенте Ен= 0,125.

От внедрения «НК - сортировочный комплекс» и «НК - ПЖДС» в Ли-ховском, Батайском и Ростовском узлах при проектировании сортировочных систем получено снижение годовых эксплуатационных расходов каждой на 8-10 % по сравнению с существующем положением.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предмет исследования - железнодорожные промышленные TTC СКЭР как единые сложные производственно-транспортно-складские структуры с общей целыо функционирования в условиях современной социально-экономической ситуации.

2. В работе определены особенности компоновочных решений и технологии работы основных, узлов СКЭР: Ростовского, Таганрогского, Шахтин-ского, Краснодарского, Крымского, Новороссийского, Волгодонского, Махачкалинского, Ставропольского, Невинномысского, Нальчинского, а также важнейших промузлов добывающей и металлургической промышленности, взаимодействующих с транспортной системой СКЭР, и характерных зарубежных нромышленно-транспортных узлов. Разработана новая методика системной классификации промышленно-транспортных узлов с учетом современных тенденций развития TTC и логистических концепций. В исследовании предложено классификацию узлов по виду преобладающей транспорт-

но-технологической составляющей дополнить позициями: транзитные муль-тимодальные и производственно-терминальные, которые позволят учесть степень вовлечения региональной TTC в международное транспортное производство.

3. Установлена зависимость мощности путевого развития 58 исследованных станций основных узлов СКЭР от количества обслуживаемых ими предприятий обрабатывающей и добывающей промышленности. Имеет место значительный разброс значений с наибольшей плотностью путевой топологии от 3-х до 45 путей при количестве предприятий, равном от одного до 28. Графики зависимостей для небольших станций имеют экспоненциальный характер с переходом в линейную зависимость для крупных узловых станций. Определены полиноминальные и степенные функции зависимости количества приемоотправочных путей на промышленных сортировочных (грузовых) станциях от числа принимаемых или отправляемых поездов (подач).

4. Разработаны транспортно-технологические структуры промышленных сортировочных и грузовых станций как многоканальных систем обслуживания. Уточнен моделирующий алгоритм функционирования транс-портно-технологической системы железнодорожной станции и сформирована блок-схема алгоритма процесса обслуживания заявок.

5. Впервые создана комплексная теория рациональной концентрации производственно-транспортно-технологических и складских систем промышленных узлов от макроуровня компоновки генерального плана промышленного узла до уровней размещения общебазовых объектов грузовых терминалов с применением разработанной модификации критерия рациональности размещения в методе двойного предпочтения.

6. Введены новые оценочные критерии компоновочных решений генпланов и разработана новая методика системно-матричного представления схем узлов обрабатывающей и добывающей промышленности, транспортно-складских комплексов и выгрузочных баз различных типов. Сформированы экономико-математические модели размещения предприятий. По данной ме-

тодике производится направленный поиск наилучшего варианта компоновки за минимум итераций.

7. Установлены показатели надежности, энтропии и уровня организации проектного размещения комплекса транспортно-технологических устройств относительно установленных критериев. Значения надежности составляют от 0,92 до 0,96, энтропия структуры составляет от 0,23 до 0,41, уровень организации промышленно-транспортной системы - от 0,85 - 0,9. На основе интегральной функции эффективности проектного решения генерального плана узла оценивается размещение транспортно - технологических устройств относительно установленных критериев.

8. Определены основные системологические парадигмы рационального проектирования и установлены механизмы их использования. Введен новый понятийный инструментарий, терминология рационального проектирования и сформированы новы« методологические комплексы постановок задач и технологии принятия решений: «узел», «станция», «сортировочный комплекс», «размещение», «терминал», «ж.-д. путь».

9. Определена экономическая эффективность от внедрения разработанной теории концентрации транспортно-технологических систем в промышленных узлах юга России. Результаты исследований внедрены при развитии Крымского промышленно-транспортного узла. Прибыль от перевозочной деятельности на данном направлении при завершении строительства в 2020 г. составит 1,64 млрд руб. С применение методов рационального проектирования выполнена компоновка масштабной схемы участковой станции Таманская на 9 км Крымского узла.

Логико-графическая интеграция «НК - размещение», «НК - терминал» и «НК - ПЖДС» апробирована при автоматизации разработки генерального плана выгрузочного накопительного терминала на новой участковой станции 9 км. В результате расчетов на основе «НК - терминал» получены рациональные компоновки складских объектов и сформирован масштабный план комплекса, а также это позволило улучшить в 1,2-1,5 раза показатели гене-

ральных планов транспортно-складских комплексов станций Ростов - Товарный, Донская - Промышленная, Чертково. Минеральные Воды.

В результате применения созданной методики получено сокращение сроков проектирования в 2-3 раза, уменьшение итераций поиска рационального размещения транспортных объектов в десятки раз, улучшение показателей генпланов в 1,5-2 раза.

основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1 Н.В. Правдин, О.Н. Числов. О рациональном размещении промышленных предприятий и транспортно-складских систем в узлах / Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал, № 1 (33).-2009.-С. 91-101.

2 О.Н. Числов. Программно-научные комплексы рационального размещения и проектирования транспортно-технологических систем в железнодорожных узлах / Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал, № 1 (33). - 2009. - С. 101-106.

3 О.Н. Числов. Комплексные методы рационального размещения элементов транспортно-технологических систем в железнодорожных узлах: монография / Рост. гос. ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 2009. - 294 с.

4 О.Н. Числов. Об особенностях эмпирического подхода в решении задач размещения транспортных систем в промышленных узлах / Тр. РГУПС: Науч.-техн. журнал, № 3 (7), 2008. -Стр. 135-140.

5 Н.В. Правдин, О.Н. Числов. Моделирование генерального плана агрегированного комплекса промышленного узла с оптимальным размещением производстиснно-транспортно-технологических систем / Транспорт: наука, техника, управление // ВИНИТИ. - Москва. - 2008. - № 11. - С. 2- 8.

6 О.Н. Числов, В.Л. Люц. Методы согласования транспортных потоков в логистических накопительных терминалах технологических систем / Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: Сб. науч. тр. молодых ученых, аспиран тов и докторантов. - Роетов н/Д, РГУПС. 2008. - Стр. 72-76.

7 О.Н. Числов, H.H. Числов, В.Л. Лтоц. Проблемы развития станций, морских портов и подходов к ним в Азово-Черноморском бассейне / Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал, № 1 (29).-2008.-С. 101-108.

8 О.Н. Числов. Комплексная оптимизация размещения элементов транспортных систем в промышленных узлах / Транспорт: наука, техника, управление И ВИНИТИ. -Москва. - 2007. - № 9. - С. 45-49.

9 О.Н. Числов, В.Л. Люц, И.А. Белгородцева. Оптимизационные методы размещения логистического терминально-складского комплекса в Ростовском железнодорожном узле / Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: сб. науч. тр. - Санкт-Петербург, Г1ГУПС, 2007. - Стр. 91-100.

10 О.Н. Числов, E.H. Легкова. Актуальные вопросы совершенствования путевого развития и сортировочных устройств станции Лихая / Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: сб. науч. тр. - Санкт-Петербург, ПГУПС, 2007, - Стр. 85-90.

11 О.Н. Числов. Перспективы развития транспортно-технологических систем Азо-по-Черноморского бассейна России I Труды LX.VI Междунар. науч.-практич. конф. «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта»: Тез. докл., Транспортная академия Украины. - Днепропетровск, ДИИТ, 2006. - Стр. 185-186.

12 H.H. Числов, В.Н. Чернов, О.Н. Числов. Автоматизированный учебно-методический комплекс расчета высот горок и проектирования продольных профилей сортировочных путей / Труды РГУПС. Науч.-техн. журнал, № 2 (3), 2006. - С. 139-149.

13 В.А. Жуков, H.H. Ч ислов, А.Д. Петрушин, О.Н. Числов. Снижение эксплуатационных расходов при расформировании вагонов на совмещенных сортировочных горках / Железнодорожный транспорт. - 2006. - № 9. - С. 32—35.

14 О.Н. Числои. Автоматизация проектирования и размещения терминально-складских комплексов / Транспорт: наука, техника, управление // ВИНИТИ. - Москва. -2006.-№ 10.-С.22 -27.

15 О.Н. Числов. Оптимизация размещения и проектирования транспортно-технологичеекпх систем железных дорог: монография / Рост. гос. ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 2006. - 323 с.

16 О.Н. Числов. Совершенствование взаимодействия работы накопительных терминалов и морских портов Азояо-Черноморского бассейна на основе информационных технологий V Телекоммуникационные и информационные технологии на транспорте России: Сб. докладов Четвертой Междунар. науч.-практич. конф. «ТелеКомТранс-2006». -Ростов н/Д РГУПС, 2006. - С. 330-334.

17 О.Н. Числов, В.Л. Люц. Анализ современного продвижения южнопортового интермодального товаропотока / Совершенствование технологии железнодорожных перевозок: Межвуз. сб. научи, тр. - Ростов н/Д, Р1УПС, 2006. - С. 114-П6,

18 О.Н. Числов. Прикладные методы оптимизации автоматизированного проектирования выгрузочных накопительных терминалов транспортно-технологических систем / Сопершенстпоиание технологии железнодорожных перевозок: Межвуз. сб. научн. тр. -Ростов н/Д: PI У ПС, 2006. - С. 106-113.

190.Н. Числов. Математические методы при размещении и проектировании транс--чврвде-те-хнологических систем железных дорог / Тр. Всерос. науч.-практ. конф. «Транспорт - 2006», в 3-х частях. Ч. 2. // Тез. докл., Ростов н/Д, РГУПС, 2006. - С. 198-200.

20 О.Н. Числов, H.H. Числов. Выбор оптимального варианта размещения транс-портно-технологической системы в железнодорожном узле / Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал. - 2005. - Ks 2. - С. 84-88.

210.Н. Числов. Станция как транспортно-техноло.-ическая система / Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал. - 2005. - № 3. - С. 94 - 101.

22 О.Н. Числов. Основные принципы размещения транспортно-технологических и складских систем в промышленных узлах / Тр. Всерос. науч.-практ. конф. «Транспорт -2005», в 2-х частях. Ч. 2. // Тез. докл., Ростов н/Д, РГУПС, 2005. - С. 155-157.

23 О.Н. Числов. Перспективы развития транспортных систем юга России / Тр. Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт - 2004», в 3-х частях. Ч. 3. // Тез. докл., Ростов-на-Дону, РГУПС, 2004. - С. 21-22.

24 О.Н. Числов, А.А.Зубов. Организация работы Череповецкого железнодорожного узла в современных условиях / Совершенствование технологии железнодорожных перевозок: Междунар. межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д, РГУПС, 2004. - С. 164-167;

25 H.H. Числов, В.Н. Дегтяренко, Е.Г. Лазарев, В.М. Астафьев, О.Н. Числов. Железнодорожные станции и узлы промышленных районов: учебник для вузов ж.-д. тр-та: под ред. H.H. Числова. - Ростов н/Д: СКНЦ ВШ, 2004. - 568 с.

26 H.H. Числов, О.Н. Числов. Закономерности и факторы комплексного развития опорных станций в период реформирования отрасли / Совершенствование технологии железнодорожных перевозок: Междунар. межвуз. сб. науч. тр. - Ростов н/Д: РГ'УПС, 2004. -С.167-175.

27 О.Н. Числов. Перспективы развития транспортных систем юга России / Материалы Всерос. науч.-практ, конф. «Транспорт - 2004», в 3-х частях. Ч.З. II Тез. докл., Ростов н/Д: РГУПС, 2004. - С. 21-22.

28 О.Н. Числов, H.H. Числов. Теоретические основы проектирования железнодорожных станций с применением ЭВМ: статья / Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал.-2002,-№2.-С. 69-78.

29 О.Н. Числов. Особенности применения типовых алгоритмов в решении задач автоматизированного проектирования путевого развития грузовых станций и складских комплексов / Тр. научно-теоретической конференции «Тран(;порт-2001», В 2-х частях. 4.2. // Тез. докл., Ростов н/Д, РГУПС, 2001. - С. 39-40.

30 О.Н. Числов. Методика автоматизированного проектирования путевого развития грузовых станций промышленных районов / Совершенствование организации и управления перевозочным процессом в условиях снижения объема перевозок: Юбил. межвуз. сб. научн. тр. - Ростов н/Д, РГУПС, 1999. - С. 62.

31 О.Н. Числов. Применение автоматизированных программных пакетов для формирования схем грузовых стгшций / Материалы 57-й науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта и подготовки специалистов» // Тез. докл., Ростов н/Д, РГУПС,1998. - С. 126.

32 О.Н. Числов Проектирование и размещение объектов транспортно-складских комплексов с применением ЭВМ / Материалы междунар. науч.-практ. конф. // Тез, докл., Ростов н/Д, РГСУ, 1997. - С. 52-53.

33 О.Н. Числов Логико-математическое описание горловин транспортно-складских комплексов / Материалы междунар. науч.-практ. конф. // Тез. докл., Ростов н/Д, РГСУ, 1997. - С. 51-52.

34 О.Н. Числов. Влияние себестоимости перевозок на размещение обьектов транспортно-складских комплексов / Материалы Юбилейной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Победы, 130-летию МПС и 65-летию РГУПС // Тез. докл. -Ростов н/Д, РГУПС, 1996. - Стр. 13.

35 В.Н. Чернов, О.Н. Числов. Формализация задачи проектирования путевого развития горловин транспортно-складских комплексов I Проблемы повышения конкурентоспособности железнодорожных перевозок, развития станций и транспортно-складских комплексов: Сб. научн.тр. 4.1. -Ростов н/Д, РГУПС, 1996. -С. 100-102.

36 H.H. Числов, Л.И. Леонтьева, О.Н. Числов. Метод проектирования транспортно-складских комплексов / Железнодорожный транспорт. - 1995. - № 8. - Стр. 14-17.

37 О.Н. Числов. Моделирование путевого развития горлопин транспортно-складских комплексов / Грузовая и коммерческая работа в условиях рыночной экономики: Межвуз. сб. научн. тр. - Ростов н/Д, РГУПС, 1995. - С. 128-134.

38 О.Н. Числов. Размещение объектов на заданной территории с применением экономико-математических методов / Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог в условиях рынка: Межвуз. сб. науч.тр. - Ростои н/Д, РГУПС, 1994. - С. 80-88.

09-1 7877,

Числов Олег Николаевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Специальность 05.22.01- Транспортные и транспортно-технологичсские системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте (технические науки)

Подписано в печать /5! 09, 09, Объем 3,0 п.л. Печать офсетная. Бумага для множит, апп. Формат 60x84/16. Тираж 100.__Заказ № 552

Типография МИИТ, 127994, г. Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9

2008156632

Введение

1 Промышленно-транспортные системы и узлы. Методический и практический опыт формирования схем

1.1 Анализ существующих проектных решений развития промыш-ленно-транспортных узлов

1.2 Структура поездо- и вагонопотоков промышленных узлов (на примере юга России)

1.3 Состав, типы и перспективная классификация узлов

1.4 Существующие методы теоретического обоснования размещения, проектирования и эксплуатации элементов железнодорожных промышленных транспортно-технологических систем

1.4.1 Особенности эмпирических подходов в решении задач о размещении и их недостатки

1.4.2 Влияние социальных и экологических факторов на проектирование транспортных коммуникаций

1.5 Выводы по главе

2 Основные факторы, определяющие эффективность размещения и использования комплекса станционных устройств в промышленных узлах

2.1 Внешние и внутренне факторы, влияющие на размещение станционных устройств

2.1.1 Существующая топология и техническое состояние железнодорожных устройств в узлах

2.1.2 Основные зависимости мощности станционных устройств

2.1.3 Системы организации вагонопотоков при различных схемах размещения станционных устройств

2.2 Выбор критериев расчета расположения промышленных предприятий и технологических станционных устройств в узле

2.3 Существующие модельные схемы, имитирующие состояние объектов и их положение в узле

2.3.1 Взаимодействие элементов транспортных систем как формы слияния или комбинации устройств с различными свойствами

2.3.2 Выбор модели перехода подвижного состава по фазам обслуживания на станциях и в узлах

2.3.3 Понятие скорости обслуживания в модели связного перехода подвижного состава. Критериальный подход к выбору модели

2.4 Выводы по главе

3 Разработка математических моделей функционирования взаимоувязанного комплекса производственно-транспортно-складских устройств в узлах

3.1 Исследование порогового значения мощности значимых факторов с переходом проектируемой транспортной системы в новое качественное состояние 123 ,0 3.2 Модели рационального размещения промышленных сортировочных, распределительных и сырьевых станций в узлах

3.3 Моделирование генерального плана агрегированного комплекса узла с рациональным размещением производственно-транспортно-технологических систем

3.4 Модели рационального размещения терминальных складских комплексов в промышленно-транспортных узлах

3.4.1 Оптимизация размещения выгрузочных терминалов и грузо-распределительных центров в узлах

3.4.2 Системно-матричное представление транспортно-технологических и складских систем

3.5 Формирование общесистемных критериев оценки проектных решений по размещению транспортно-технологических устройств в

Ч узлах

3.6 Выводы по главе

4 Применение разработанных методов рационального размещения устройств промышленно-транспортных систем

4.1 Выбор основных системологических парадигм рационального проектирования

4.2 Структурные схемы системного представления научных методов расчета и проектирования элементов промышленно-транспортных узлов

4.3 Понятие блочно-связного комплекса устройств при автоматизации проектирования и размещения предприятий в промышленном узле

4.4 Визуализация топологических структур железнодорожного путевого развития узлов

4.5 Выводы по главе

5 Эффективность предлагаемой теории концентрации транспортно-технологических систем в промышленно-транспортных узлах

5.1 Разработка вариантов этапного переустройства промышленных узлов согласно перспективным программам модернизации транспорта юга России

5.2 Экономическая целесообразность создания выгрузочных транспортно-складских комплексов (накопительных терминалов) в промышленных узлах

5.3 Экономический эффект внедрения разработанной теории концентрации транспортно-технологических систем в узлах

5.4 Выводы по главе Заключение

За 170 лет существования отечественного железнодорожного транспорта он был и остается источником и предпосылкой значительных успехов в жизни российского общества. На современном этапе деятельность магистральных и промышленных железных дорог заключается в эффективном удовлетворении рыночного спроса на транспортные услуги, повышении конкурентоспособности, достижении экономической эффективности и финансовой устойчивости, создании системы государственно-частного партнерства в целях реализации государственной политики в области экономики, обороны и развитии социальной сферы. Российские железные дороги по производственным и техническим показателям занимают передовые позиции в мире. Грузонапряженность дорог, производительность локомотивов и вагонов превышают аналогичные показатели ведущих зарубежных стран США, Канады, Франции. По объемам перевозок грузов и пассажиров российские железные дороги находятся на вторых-третьих местах, по безопасности движения — на первых местах. Технические показатели транспортной системы России по состоянию на 01.01.06 г. [36] приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Технические показатели транспортной системы России

Виды элементов транспортной системы Протяженность, тыс км

Сеть железных дорог общего пользования, 85,3 в т.ч. двухпутные линии, 36,6 в т.ч. электрифицированные линии 42,92

Пути промышленного железнодорожного транспорта 55,0

Линии метрополитенов 0,423

Трамвайные пути 2,82

Троллейбусные линии 4,85

Сеть автомобильных дорог с твердым покрытием 871,0

Судоходные внутренние водные пути 101,7

Воздушные линии 600,0

Если оценить первичную работу всех видов транспорта в отраслях экономики, то на долю промышленного железнодорожного транспорта относится около 27 % объема перевозок, на долю автомобильного - 55 %, трубопроводного - 8 %, магистрального железнодорожного - 9 %, водного транспорта - 1 % [192].

Важнейшим элементом транспортного комплекса страны является про> мышленный транспорт, на путях которого зарождается и погашается более 80 % грузопотока, перерабатываемого магистральным транспортом. В связи с коренными изменениями общественно-политическими и промышленными приоритетами увеличивается роль транспорта, обеспечивающего функционирование и развитие экономики.

18 мая 2001 года правительством России утверждена «Программа структурной реформы на железнодорожном транспорте», которая предусматривает три этапа и рассчитана до 2010 г. В 2003 г. .создано открытое акционерное общество «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), которое взяло на себя всю полноту хозяйственной деятельности на транспорте.

Следующим важнейшим этапом явились разработки федеральных целевых программ (ФЦП), в т.ч. «Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года». Она предусматривает [99] строительство свыше 20 тыс. км новых магистральных линий и освоение более 20 сырьевых месторождений, комплексное развитие международных транспортных коридоров и ж.-д. подходов к морским портам Северо-Западного, Дальневосточного и Азово-Черноморского бассейнов, создание опорной сети терминально-логистических центров (до 40 единиц, в т.ч. и за рубежом).

По итогам 2007 г. [36, 97, 98] на сети железных дорог России отправлено 1,31 млрд т грузов (увеличение на 2,5 %), перевезено свыше 1,3 млрд пассажиров, грузооборот превысил 2,2 трлн т-км. Впервые за последние 14 лет достигнут уровень погрузки 4 млн 290 тыс т в сутки (17.10.07 г.), что на 30 % выше соответствующих показателей 1993-1994 гг. Следует отметить высокую динамику роста погрузки готовой продукции в сравнении с 2006 г.: машины и оборудование на 14 %, автомобили - 30 %, металлоконструкции - 18 %, зерно - 25 %, грузы в контейнерах - 5 %.

Структура погрузки основных грузов на железнодорожном транспорте приведена в табл. 2. В сравнении с 2005 г. объемы погрузки в 2006 г. увеличились: каменного угля — на 1,7 %, нефти - на 4,4 %, черных металлов - на 2,2 %, строительных грузов — на 12,6 %, лесных грузов — на 8,2 %.

Таблица 2 — Погрузка грузов по сети железных дорог, млн т

Грузы 2005 г. Прогноз

2010 т. 20,15 г.

Погрузка всего, в том числе: 1273,3 1480,0 1675,0 уголь 278,7 318,0 345,0 кокс . 11,3 12,8 14,0 нефтегрузы 219,0 253-7 271,5 руда 127,2 147,5 168,8 черные металлы 73,6 85,0 ^ 94,7 лесные грузы 64,4 75,0 87,0 минерально-строительные 289,3 334,5 380,5 удобрения 43,4 46,0 49,5 хлебные 23,8 27,5 29,0 прочие 142,6 180,0 235,0

75 % общего объема погрузки и выгрузки грузов выполняется на более чем 24 ООО железнодорожных подъездных путях, обслуживающих грузоотправителей и грузополучателей, из которых 65 % подъездных путей находится на балансе предприятий, а остальные — на балансе железной дороги. Доля затрат на промышленный транспорт в общих затратах на производство промышленной продукции колеблется в пределах от 10 до 60 %.

Промышленно-транспортные узлы являются важнейшим макроэлементом экономики страны, обеспечивающим экономическую стабильность и обороноспособность, связывающим в единую технологическую цепь производство и транспорт (общего и необщего пользования), а также влияющим на социальную и экологическую сферу. Следует отметить, что в кризисные периоды экономики страны (1996 - 1999 гг., 2008 — 2009 гг.) недостаточное внимание уделяется развитию промышленных узлов, транспортных систем и оптимизации размещения производственно-транспортных объектов, в результате чего по уровню материально-технической базы и современным технологиям промышленные узлы стали отставать от уровня развития транспортных узлов общего пользования.

На современном сложном экономическом этапе возрастает роль отраслевой науки в более детальных и качественных разработках технического и технологического перевооружения транспорта. Федеральными целевыми программами модернизации транспортной системы России предусматриваются следующие основные инновации в транспортной стратегии [97, 99]:

- совершенствование законодательной и нормативной базы взаимодействия магистрального, промышленного транспорта и пользователей их услуг;

- широкое внедрение современных информационных технологий в организацию транспортного процесса;

- реконструкция и развитие промышленно-транспортных узлов на важнейших направлениях грузопотоков на основе современных методик комплексной оптимизации размещения производств и инфраструктуры;

- концентрация сортировочной и грузовой работы в крупных промышленно-транспортных узлах;

- оценка синергетического характера транспорта в развитии регионов и промышленных узлов.

В диссертации исследуются промышленные транспортно-технологические системы (TTC) Северо-Кавказского экономического региона (СКЭР). Известно, что СКЭР - самый многонациональный район России. Здесь проживает более 40 национальностей. Ш численности населения (17,7 млн чел.) СКЭР занимает третье место в РФ [46, 131, 144] после Центрального и Уральского регионов. Средняя плотность населения района - 49,8 чел. на км , что более чем в 5 раз выше, чем в целом по России. На территории СКЭР размещены промышленно-транспортные системы практически всех видов и отраслей экономики (как сравнительно «молодых» по вводу в эксплуатацию, так исторически сложившихся), имеется 12 припортовых станций, 9 международных портов, 3 крупнейших в РФ нефтеперевалочных базы.

По территории региона проходят важнейшие транспортные коридоры, в том числе международные (Восток — Центр — Запад, Центр — Север и Юг, автомобильная магистраль «Кавказ» и др.). К числу перспективных и треб"5тощих дальнейшего развития транспортных направлений Северо-Кавказского региона относятся: продление международного транспортного коридора № 7 (Дунайского) через промышленно-транспортные узлы в водном и сухопутном сообщениях по маршруту Дунай - Черное море - Волго-Донской канал - Балтийское море — Канал Майн-Рейн; развитие инфраструктуры Международного транспортного коридора № 9 (Критского) по маршруту Санкт-Петербург — Москва — Ростов-на-Дону - Новороссийск — Астрахань [193].

В настоящее время задача реконструкции и развития TTC СКЭР сталкивается с трудностями поиска оптимальных мест размещения предприятий и транспортных коммуникаций. Исторически сложилось, что «старые» TTC размещены вблизи жилых застроек и при дальнейшем развитии городов их производства оказываются внутри селитебных зон. Это приводит к нерациональной компоновке, запутанным транспортно-технологическим схемам, нарушениям требований безопасности и экологической напряженности.

Современные решения по размещению элементов железнодорожных промышленных TTC не всегда отвечают требованиям рациональности вследствие сложности и многовариантности задач: строительство промышленно-транспортных объектов производится однократно, а эксплуатация — в течение многих десятилетий. Поэтому необходимы новые комплексные методы направленного поиска рациональных вариантов компоновок TTC на основе адаптивных критериев.

Целью диссертационного исследования является разработка новой ^ комплексной теории рационального размещения элементов железнодорожных промышленных транспортно-технологических систем с учетом значимых факторов.

Решаются следующие основные задачи:

- исследование научного, методического и практического опыта формирования схем железнодорожных промышленных TTC;

- влияние основных факторов, определяющих эффективность размещения и использования элементов транспортно-технологических комплексов;

- разработка новой методики системной классификации промышленно-транспортных узлов с учетом современных требований и логистических концепций;

- определение условий, определяющих эффективность размещения и использования комплекса станционных объектов железнодорожных транспортно-технологических систем с учетом влияющих факторов;

- разработка новых моделей функционирования взаимоувязанного комплекса производственно-транспортно-складских устройств на основе применения методов математического программирования, теории вероятностей и массового обслуживания;

- разработка инструментария практического моделирования генерального плана агрегированного комплекса промышленно-транспортного узла с рациональным размещением производственно-транспортно-технологических систем на основе новых критериев оценки;

- практическое исследование возможностей рационального размещения центров поездных и маневровых нагрузок промышленно-транспортного узла; грузораспределительных комплексов, накопительных терминалов и производственно-транспортных подсистем;

- внедрение разработанных методов рационального размещения элементов железнодорожных промышленных TTC в практику проектирования, в том числе автоматизированного.

Объектом исследования является техническое оснащение, компоновочные решения и технология работы основных железнодорожных промышленно-транспортных узлов Северо-Кавказского экономического региона и промышленные TTC других регионов, взаимодействующие с СКЭР.

Предмет исследования - методология традиционного и автоматизированного проектирования генеральных планов железнодорожных промышленно-транспортных узлов и распределительных систем.

Методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых в области проектирования и размещения элементов железнодорожных промышленных TTC, применения методов системного анализа, экономико-математического программирования, теории графов, массового обслуживания в моделировании транспортных систем, а также программные документы, законодательные и нормативные акты Правительства РФ по развитию транспорта, региональные статистические данные.

На защиту выносятся:

1. Концепция и теоретическое обоснование размещения элементов железнодорожных промышленных TTC на принципах рациональности.

2. Комплексная теория рационального размещения производственно-транспортно-технологических и складских систем промышленных узлов.

3. Метод и оценочные критерии компоновочных решений размещения элементов транспортно-технологических систем при проектировании генпланов промышленных узлов.

4. Практический инструментарий реализации проектов рациональных компоновок TTC на основе созданных программных научных комплексов.

Научная новизна. В диссертации впервые разработана теория рационального размещения элементов железнодорожных промышленных TTC на основе универсального методологического подхода к комплексному проектиро-* ванию производственно-транспортно-технологических и складских систем промышленных узлов, что позволяет экономить трудозатраты на проектные работы и сокращать стоимость строительства.

Практическая значимость. Разработанные автором в диссертации методы, модели и алгоритмы решения задач реализованы в программных научных комплексах: «узел», «станция», «сортировочный комплекс», «размещение», «терминал», «путевое развитие», которые позволяют в автоматизированном режиме размещать и проектировать элементы транспортно-технологических систем узлов с учетом взаимодействия различных видов транспорта при перевозках грузов.

Разработанная в диссертации методология рационального размещения и проектирования элементов TTC реализована проектными институтами:

Кавжелдорпроект» г. Ростов - при компоновке вариантов реконструкции складских комплексов Чертково, Невинномысская, Донская-Промышленная Ставропольского края и новом строительстве терминалов Ростовского и Крымского узлов; при разработке масштабных планов основных станций главного хода северного направления Сев.-Кав. ж. д.; при формировании рекомендаций по переустройству станций Крымская, Адлер, 9 км;

ОАО «Мосгипротранс» г. Москва, отдел «Станций и узлов» - при разработке технического проекта накопительно-перегрузочного терминала в районе 9 км Крымского узла; при реконструкции четной сортировочной системы станции Лихая;

Службой перевозок Северо-Кавказской железной дороги — при зонировании территории предприятий северо-западного промузла с грузовой станцией Ростов-Западный; при развитии Крымского, Новороссийского транспортных узлов; при переустройстве важнейших сортировочных станций дороги (Ба-тайск, Краснодар, Лихая). Теория принципиального развития промышленного узла при размещения транспортно-складских объектов внедрена в логистическом центре СКЖД с выбором размещения терминального комплекса на станции Заречная Ростовского узла.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку: на Международной научно-практической конференции Ростовского государственного строительного университета (РГСУ, г. Ростов н/Д, 1997 г.); на Четвертой Международной научно-практической конференции «Телекоммуникационные и информационные технологии на транспорте России — ТелеКомТранс-2006» (г. Сочи); на ЬХУ1 Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (г. Днепропетровск, ДИИТ, Транспортная академия Украины, май 2006 г.); на научно-теоретических и научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС) в 2000-2009 гг. Результаты исследований докладывались и были одобрены на расширенных заседаниях и семинарах кафедр «Станции и грузовая работа» и «Управление эксплуатационной работой» РГУПС; «Организация перевозок и дорожного движения» РГСУ; «Железнодорожные станции и узлы» МИИТа и ПГУПС (ЛИИЖТа) в 2007 - 2009 г.

Результаты диссертации также использовались при подготовке учебных курсов «САПР ж.-д. станций», «Проектирование пассажирских, грузовых станций и узлов», «Контейнерно-транспортная система», «Технология и автоматизация проектных работ», «Железнодорожные станции и узлы» РГУПС и РГСУ; в курсовом и дипломном проектировании, о чем получен акт внедрения и гранты Северо-Кавказской и Приволжской железных дорог.

Публикации. Результаты автррских исследований опубликованы в 55 печатных научных работах. Из них по теме диссертации - 37, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК — 11, в двух монографиях и четырех главах учебника для вузов «Железнодорожные станции и узлы промышленных районов».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и шести приложений. Общий объем работы - 368 страниц, 124 иллюстрации, 85 таблиц'. Список использованных источников включает 196 наименований.

5.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ Как показывают исследования грузопотоков узлов Азово-Черноморского бассейна, несмотря на кризисные явления, в перспективе планируется увеличение объемов перевозок. Имея выгодное экономико-географическое положение, узлы СКЭР с морскими портами находятся на стыке основных грузовых потоков. Сюда тяготеют поволжская, азербайджанская и казахстанская нефть; липецкие, уральские и казахстанские металлы; ставропольские и кубанские удобрения и зерно; сибирский лес и другие грузы. Согласно программам модернизации промышленно-транспортных узлов Юга России необходимо развитие основных сортировочных станций Баг тайск, Лихая, Тихорецкая, совершенствование накопительно-распределительных систем Таманского (Крымского), Новороссийского, Ростовского и других узлов, усиление мощности станционных устройств грузовых станций, работающих на южные порты.

В пятой главе определена экономическая эффективность от внедрения разработанной теории концентрации транспортно-технологических систем в промышленных узлах по одноэтапным вложениям. Результаты научных разработок диссертации внедрены на станциях Сев.-Кав. ж. д. и в промышленных узлах СКЭР, опубликованы в журналах и сборниках научных трудов. Получена дополнительная прибыль от использования научных разработок. Например, при рационализации обходов в Ростовском узле по проектным предложениям экономится расходов на пропуске только одного грузового поезда 639,24 руб. Экономия средств в год составляет 11,7 млн руб.

Особое значение имеет выполненная при участии автора работа «ТЭО развития Крымского ж.д. узла, как накопительно-распределительной системы портовым станциям Азово-Черноморского бассейна». В ней определены и сформулированы основные пути развития TTC при возрастающих объемах перевозок грузов и пассажиров:

- повышение пропускных способностей линий и участков за счет строительства вторых главных путей в Крымском и Таманском узлах;

- электрификация путей и станций на главных направлениях перевозок;

- внедрение прогрессивных видов тяги, увеличение плеч обслуживания и оборота локомотивов;

- удлинение приемоотправочных путей на портовых станциях до 1050 — 1250 м для пропуска поездов повышенной массы и длины (5000 т и более);

- увеличение количества приемоотправочных и сортировочных путей на существующих станциях;

- создание современных сортировочных систем на участковых и грузовых станциях (горки малой мощности с тормозными позициями);

- строительство путепроводных развязок в узлах и на подходах к ним для ликвидации враждебных маршрутов и повышения безопасности движения поездов;

- повышение перерабатывающей способности перегрузочных терминалов в портах за счет развития и нового строительства причалов;

- создание и строительство накопительных грузовых терминалов на подходахчк портам.

Прибыль от перевозочной деятельности на данном направлении при завершении строительства в 2020 г. превысит транспортную составляющую почти в два раза.

Внедрена работа по южной системе ст. Батайск «Проектирование продольных профилей сортировочных горок и путей сортировочных парков северной и южной систем станции Батайск». За счёт снижения энергетических расходов на расформирование вагонов и повышения перерабатывающей способности горки экономия средств по одной системе составила 1 млн руб.

Экономический эффект от внедрения и строительства новых парков и механизированной горки средней мощности в южной сортировочной системе станции Лихая составит 54,31 млн руб.

С применением методов рационального проектирования ПЖДС выполнена разработка масштабной схемы участковой станции Таманская на 9 км Крымского узла по данным грузопотоков 2020 г. Эффективность проекта составляет 91,33 млн руб.

Логико-графическая интеграция научных комплексов «размещение», «терминал» и «ПЖДС» внедрена при автоматизации проектирования генерального плана выгрузочного накопительного терминала («сухого порта») на новой участковой, станции 9 км в Таманском (Крымском) узле. Терминал позволит накапливать судовые партии порта в случае форс-мажорных обстоятельств; выполнять комплекс таможенных, карантинных и коммерческих операций; разгрузить складские площади порта. На основе вероятностного анализа форс-мажорных причин неприема грузов НМТП определена доля грузопотока в «брошенных» поездах, приходящаяся на складские емкости терминала. В результате работы комплекса «НК — терминал» получены рациональные компоновки складских объектов и сформирован масштабный план комплекса. Общие капитальные вложения по проекту составили 438 млн руб. Годовой экономический эффект равен около 60 млн руб., которые окупаются за срок меньший нормативного при коэффициенте Ен = 0,125.

За счет рационального размещения объектов выгрузочных комплексов в Ростовском узле и северо-западной промзоне получено сокращение транспортных расходов на 10,6 млн руб.

При реальном проектировании Северо-Восточного промышленного узла с рациональным размещением в нем предприятий строительной индустрии транспортные расходы сократились на 112,3 млн руб. в год по сравнению с существующим положением, высвобождено 49 га земельных угодий.

В результате применения научных комплексов и создания универсальных алгоритмов и программ получен косвенный эффект от сокращения сроков проектирования и штата исполнителей в 2 - 3 раза на одном проекте.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация посвящена разработке теории рационального проектирования и размещения элементов железнодорожных промышленных транс-портно-технологических систем с учетом значимых факторов. Промышленный железнодорожный узел рассматривается как единая сложнокомплекси-рованная производственно-транспортно-складская структура с общей целью функционирования систем магистрального, промышленного транспорта и производства для получения наибольшей суммарной прибыли.

1. Исследованы компоновочные решения основных узлов СКЭР (Ростовского, Таганрогского, Шахтинского, Краснодарского, Крымского, Новороссийского, Волгодонского, Махачкалинского, Ставропольского, Невинно-мысского, Нальчинского), а также важнейших промузлов добывающей и металлургической промышленности, взаимодействующих с транспортной системой СКЭР, и зарубежных узлов США, ФРГ, Франции, Японии и др.

Определена зависимость мощности путевого развития 58 станций основных узлов СКЭР от количества обслуживаемых ими предприятий обрабатывающей и добывающей промышленности. Установлено, что имеется значительный разброс значений с наибольшей плотностью путевой топологии от 3-х до 45 путей (без учета главных путей) при количестве предприятий, равном от одного до 28. Графики зависимостей для небольших станций имеют экспоненциальный характер с переходом в линейную зависимость для крупных узловых станций.

2. Разработана новая методика системной классификации промышлен-но-транспортных узлов по пятнадцати признакам с учетом современных тенденций развития TTC и логистических концепций. В исследовании предложено классификацию узлов по виду преобладающей транспортно-технологической составляющей дополнить позициями: транзитные мульти-модальные и производственно-терминальные, которые позволят учесть степень вовлечения региональной TTC в международное транспортное производство.

3. Исследованы теоретические и практические результаты отечественного и зарубежного проектирования и размещения элементов железнодорожных промышленных TTC. Установлено, что существующая отечественная методология компоновочных решений требует развития на основе новых технологических требований с учетом передовых зарубежных разработок. Анализ существующих методов размещения и проектирования TTC показал, что наиболее часто используются экономико-математическое программирование, теория вероятностей и массового обслуживания, статистический анализ, теория графов и сетей, методы системного анализа, экспертных оценок.

Установлено, что математически точное решение задач размещения и проектирования элементов железнодорожных промышленных TTC затруднено большим количеством влияющих факторов, поэтому в дальнейших теоретических исследованиях работы используется термин «рациональное размещение производственно-транспортно-складских объектов» узлов. Элементами TTC, в зависимости от уровня рассмотрения, являются промышленные узлы, станции, предприятия, ПЖДС, порты, складские комплексы, сортировочные устройства, парки, ремонтно-экипировочные устройства й т.п.

4. Разработаны рациональные транспортно-технологические структуры промышленных сортировочных и грузовых станций как многоканальных систем обслуживания. Уточнен моделирующий алгоритм функционирования транспортно-технологической системы железнодорожной станции и сформирована блок-схема алгоритма процесса обслуживания заявок.

В работе формализовано понятие скорости транспортного обслуживания и ее критерий оценки - коэффициент задержки по видам подсистем. Для формирования связанной модели подсистемы обслуживания узла применен критерий «уровень организации подсистемы маневровой работы», который выражается через интегральный безразмерный показатель, оценивающий количественную и качественную стороны организации технологического процесса.

5. Сформированы этапы новой методологии рациональной концентрации элементов железнодорожных промышленных TTC.

Первым является поиск рационального размещения промышленных сортировочных, распределительных и сырьевых станций в узле. Для формализации транспортно-технологических связей узла используется логико-графическое моделирование. На основе разработанного авторского метода попарных сравнений маршрутов перевозок по каждой вершине графа сети определяется кратчайший маршрут по разработанному алгоритму. Решение транспортной задачи формализовано для автоматизации расчетов и выполнена апробация на примерах размещения распределительных станций.

Второй этап — проектирование генерального плана промышленного узла. Впервые разработана методика системно-матричного представления, при которой фиксируются центры распределения грузопотоков промышленного узла со стороны железнодорожного, автомобильного, водного и других видов транспорта с назначением точек входа и выхода, определяются положения селитебной и защитных зон, намечается исходное местоположение и размеры производственно-заводской зоны в соответствии требованиями СНиП, экологическими, социальными и архитектурными требованиями. Созданы новые системно-матричные схемы узлов обрабатывающей и добывающей промышленности и выполнена постановка экономико-математических моделей с критериями рациональности.

Для решения задач компоновки генпланов (третий этап) автором разработана модификация критерия оптимальности метода двойного предпочтения при размещении объектов. Введен новый понятийный инструментарий и терминология рационального проектирования: «модуль зоны» - предприятие с наименьшими геометрическими размерами; «вес объекта» - суммарные расходы на перевозку грузов данного предприятия всеми видами транспорта на единицу расстояния; коэффициенты «нагрузки» элементов TTC. Создана методика последовательности выбора объектов на основе перекрестного ранжирования ТСС по их «весам» в зависимости от вида транспорта.

Четвертый этап - рациональное размещение транспортно-складских систем в промышленных узлах, выгрузочных баз и грузораспределительных центров предложено определять на основе уточненных экономико-математических моделей со сведением к комбинаторной транспортно-производственной задаче. Для решения используется метод потенциалов, обеспечивающий надежность получения оптимума с относительно эффективным процессом сходимости.

Разработанная в диссертации универсальная методика системно-матричного представления транспортно-технологических систем узла формализована для транспортно-складских систем. Впервые разработаны системно-матричные схемы грузовых комплексов тупикового, комбинированного и сквозного типов, позволяющие учесть субъективные (складские) и объективные (системные) требования к ТСК.

6. Сформирована интегральная функция эффективности проектного решения по размещению транспортно-технологических устройств в узле относительно установленного в диссертации критерия «вес» объекта. Для формирования общесистемного критерия оценки генеральных планов выделены функциональные зависимости количественных, качественных и стоимостных показателей с учетом значимых факторов (социальных, экологических). Установлены показатели надежности, энтропии и уровней организации производственно-транспортных структур.

7. Научной новизной работы являются определение основных системо-логических парадигм рационального проектирования (целенаправленность, сложность, целостность, наблюдаемость, управляемость, устойчивость, адаптация, человеческий фактор, открытость) и установление механизмов их использования. Для этого сформированы новые методологические комплексы постановки задач и технологии принятия решений: «узел», «станция», «сортировочный комплекс», «размещение», «терминал», «ж.-д. путь», которые развивают инструментарий рационального размещения и проектирования.

8. Созданы программные научные комплексы (НК): «НК — узел» для поиска рационального размещения предприятий в промышленных узлах при проектировании генеральных планов; «НК — станция» позволяет находить рациональное размещение заводской сортировочной или грузораспредели-тельной станции в промышленном железнодорожной TTC; «НК - сортировочный комплекс» для автоматизированного расчета, проектирования и выбора сортировочных устройств различных типов и мощности на промышленных сортировочных, заводских и грузовых станциях; «НК — размещение» позволяет находить рациональное размещение грузораспределительного терминала в промышленном железнодорожном узле с минимальными внутриуз-ловыми транспортными расходами; «НК - терминал» обеспечивает проектировщиков начальной информацией о размещении складов внутри грузовых комплексов (терминалов, выгрузочных баз, грузовых дворов). На основе матричного изображения складской территории с модульным представлением объектов, грузопотоками и себестоимостями перевозок грузов различными видами транспорта решается задача наилучшей компоновки по сумме миниk мальных транспортных расходов; «НК — ПЖДС» позволяет в автоматизированном и ручном режиме выполнять электронное проектирование путевого развития промстанций и терминалов, выбирать рациональную конфигурацию горловин и парков грузовых станций и в целом ПЖДС.

В результате применения научных комплексов получено: сокращение сроков проектирования генеральных планов в 2—3 раза или экономия 2 млн руб. на одном проекте; сокращение итераций поиска рационального размещения транспортных объектов от 72-100 при полном переборе до 3-5 по разработанной методике; улучшение показателей генпланов: коэффициента застройки с 0,15-0,17 до 0,26-0,3; коэффициента использования территории с 0,5-0,57 до 0,7-0,75; высвобождение земель до 20 %.

9. Результаты исследований внедрены при развитии Крымского про-мышленно-транспортного узла, как накопительно-распределительной системы портовым станциям Азово-Черноморского бассейна. Прибыль от перевозочной деятельности на данном направлении при завершении строительства в 2020 г. составит 1,64 млрд руб. С применение методов рационального проектирования ПЖДС выполнена компоновка масштабной схемы участковой станции Таманская на 9 км Крымского узла.

Логико-графическая интеграция «НК - размещение», «НК - терминал» и «НК — ПЖДС» апробирована при автоматизации разработки генерального плана выгрузочного накопительного терминала («сухого порта») на новой участковой станции 9 км. В результате расчетов на основе «НК — терминал» получены рациональные компоновки складских объектов и сформирован масштабный план комплекса.

Эффективность созданной методологии подтверждается при проектировании продольных профилей сортировочных горок и путей парков южной и северной систем станции Батайск, южной сортировочной системы станции Лихая.

Применение разработанных методов рационального проектирования позволило улучшить в 1,2—1,5 раза показатели генеральных планов транс, портно-складских комплексов станций Ростов - Товарный, Донская — Промышленная, Чертково, Минеральные Воды.

Результаты диссертации внедрены на станциях и узлах СевероКавказской железной дороги, в проектных организациях (прил. 6), а также опубликованы в двух монографиях, учебнике для вузов (в соавторстве) и научных статьях.

1. Акулиничев, В.М. Организация перевозок на промышленном транспорте: учебник / В.М. Акулиничев.- М.: Высшая школа, 1983 230 с.

2. Акулиничев, В.М. и др. Математические методы в эксплуатации железных дорог: учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / В.М. Акулиничев, В.А. Кудрявцев, А.П. Корешков. М.: Транспорт, 1981. - 223 с.

3. Ансофф, И. Стратегическое управление / И. Ансофф. М.: Экономика, 1989.-520 с.

4. Ананьев, А.И. Visual Basic 6.0 I А.И. Ананьев, А.Ф. Федоров. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 624 с.

5. Андерс, A.A. Проектирование заводов и механосборочных цехов в автотракторной промышленности: учеб. пособие / A.A. Андерс, Н.М. Потапов, A.B. Шулешкин. М.: Машиностроение, 1982. — 271 с.

6. Апатцев, В.И. Оптимизация транспортного производства в железнодорожных узлах / В.И. Апатцев. М.: РГОТУПС, 2000. — 244 с.

7. Айзенберг, Е.Б. Расчет показателей эффективности перевозок железнодорожным и автомобильным транспортом: учеб. пособие / Е.Б. Айзенберг, А.Ф. Романихин. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1991. - 59 с.

8. Астафьев, В.М. Основы автоматизированного проектирования схем путевого развития промышленных узлов: учеб. пособие / В.М. Астафьев. — Ростов н/Д: РИСИ, 1987. 81 с.

9. Артынов, А.П. Управление взаимодействием транспортных систем / А.П. Артынов, Г.А. Кондратьев. М.: Наука, 1986. - 198 с.

10. Арнольд, В.И. Теория катастроф / В.И. Арнольд. М.: Наука, 1990. — 128 с.

11. Багинова, В.В. Теоретико-концептуальные основы организации региональной транспортной системы (на примере республики Бурятия): дис. д-ра техн. наук / В.В. Багинова. — М., 2004. — 295 с.

12. Балух, X. Модульное автоматизированное проектирование путевого развития станций / X. Балух (H.Baluch) // CAD in modular designing of tracklayout in railway stations. Журнал «Железные дороги мира». — 1989. — № 7. — С.70-74.

13. Балч, В.И. Регулирование грузовых перевозок на железных дорогах / В.И. Балч, И.Г. Казовский, В.А. Кудрявцев, В.Ф. Гречанюк; под ред. В.А. Кудрявцева. — М.: Транспорт, 1984. — 248 с.

14. Белов, Д.К. Принципы совершенствования промышленных узлов и транспорта районов угледобывающих промышленности. Автореф. дис. канд. техн. наук / Белов Д.К. Ростов н/Д: РИСИ, 1970. - 25 с.

15. Бирман, И. Оптимальное программирование / И. Бирман. — М.: Экономика, 1968.— 231 с.

16. Бешелев, С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок / С.Д. Бешелев, Ф.Г. Гуревич. — М.: Статистика, 1980. 264 с.

17. Буянов, В.А. Автоматизированные информационные системы на железнодорожном транспорте / В.А. Буянов, Г.С. Ратин. М.: Транспорт, 1984.-239 с.

18. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. — М.: Наука, 1968.-356 с.

19. Бюллетень транспортной информации / Информационно-практический журнал. 2007. -№ 6 (144). - С. 29-31.

20. Бюллетень транспортной информации / Информационно-практический журнал. 2007. - № 8 (146). - С. 32-33.

21. Вишневецкий, Д.Г. Применение методов теории массового обслуживания для оптимизации работы сортировочных станций / Д.Г. Вишневецкий // Сб. работ лауреатов конкурса молодых ученых 1997 г. -Ростов н/Д: СКНЦВШ, 1998. С. 73-84.

22. Вентцель, Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология: учеб. пособие для вузов / Е.С. Вентцель. М.: Дрофа, 2004. - 208 с.

23. Ватутин, В.А. Теория вероятностей и математическая статистика в задачах: учеб. пособие для вузов / В.А. Ватутин, Г.И. Ивченко, Ю.И. Медведев и др.. М.: Дрофа, 2003 - 328 с.

24. Вакуленко, С.П. Теория и практика автоматизированного проектирования железнодорожных станций / С.П. Вакуленко // Транспорт: наука, техника, управление. 2006. - № 1. - С. 34-37.

25. Власюк, Т.А. Закономерности формирования пригородных пассажиропотоков на железнодорожном транспорте больших и средних городов республики Беларусь: автореф. дис. канд. техн. наук / Власюк Т.А. — УО БелГУТ, Гомель. 2007. 23 с.

26. Генеральный план и транспорт промышленных предприятий: учеб. для вузов / В.М. Акулиничев, A.C. Гельман, В.И. Тиверовский, Б.Ф. Шаульский. М.: Стройиздат, 1990. - 303 с.

27. Гиг, Дж. Прикладная общая теория систем: в 2-х кн.: пер. с англ. / Дж. Гиг; под. ред. Б. М. Сушкова, В. С. Тюхтина. М.: Мир, 1981.

28. Головнич, А.К. Научные основы формирования интегрированной системы автоматизированного проектирования железнодорожных станций: автореф. дис. докт. техн. наук / Головнич А.К Гомель: БелГУТ, 2004. - 42 с.

29. Грунтов, П.С. Эксплуатационная надежность станций / П.С. Грунтов. М.: Транспорт, 1986. - 247 с.

30. Гольштейн, Е.Г. Задачи линейного программирования транспортного типа / Е.Г. Гольштейн, Д.Б. Юдин. М.: Наука, 1969. - 384 с.

31. Галабурда, В.Г. Единая транспортная система / В.Г. Галабурда, В.А. Персианов, A.A. Тимошин, H.A. Троицкая, C.B. Милославская; под ред. В.Г. Галабурды. М.: Транспорт, 1996. - 295 с.

32. Гоманков, Ф.С. Технология и организация перевозок на железнодорожном транспорте / Ф.С. Гоманков. — М.: Транспорт, 1994. 208 с.

33. Дегтяренко, В.Н. Транспортные узлы промышленных районов: учебник для вузов / В.Н. Дегтяренко. М.: Стройиздат, 1974. — 303 с.

34. Дегтяренко, В.Н. Автомобильные дороги и автомобильный транспорт промышленных предприятий: учеб. для вузов / В.Н. Дегтяренко. -М., 1981.-261 с.

35. Дмитриев, В. А. Экономика промышленного железнодорожного транспорта : учеб. для вузов / В.А. Дмитриев, В.И. Зеленков, А.Д. Шишков. -М.: Транспорт, 1989. 359 с.

36. Егиазаров, В.А. Комментарий к Уставу железнодорожного транспорта Российской Федерации / В.А. Егиазаров, В.Б. Ляндрес. — М.: Юридическая фирма «Контракт», 2005. — 271 с.

37. Единые нормы выработки и времени на вагонные, автотранспортные и складские погрузочно-разгрузочные работы. — М.: Экономика, 1987. 158 с.

38. Елисеев, С.Ю. Логистика в управлении внешнеторговыми перевозками: статья / С.Ю. Елисеев, Э.В. Тучков, П.В. Куренков // Экономика железных дорог. — 2005. — № 7. — С. 28-33.

39. Елисеев, С.Ю. Концепция управления грузовыми перевозками в транспортных узлах с применением логистических центров: статья / С.Ю. Елисеев // Вестник транспорта. — 2006. — № 3. С. 9-14.

40. Еловой, И.А. Эффективность логистических транспортно-технологических систем (теория и методы расчета): монография / И.А. Еловой. Гомель: БелГУТ, 2000 - 290 с.

41. Ефименко, Ю.И. Краткий исторический обзор теоретических работ по вопросам этапности развития станций и узлов (1961- 2006 гг.) / Ефименко

42. Ю.И., Олейникова JI.A. // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: Сб. науч. тр. Вып. 7. СПб.: ПГУПС, 2007. - С. 3-15.

43. Жардемов, Б.Б. Теоретические основы развития железнодорожных станций и узлов: автореф. дис. д-ра техн. наук / Б.Б. Жардемов. М., 1999. -48 с.

44. Желтиков, В.П. Экономическая география: учеб. пособие для вузов / В.П. Желтиков. Ростов н/Д : Феникс, 2003. - 384 с.

45. Журавлев, Н.П. Транспортно-грузовые системы: учебник для вузов ж.-д. транспорта / Н.П. Журавлев, О.Б. Маликов. М.: Маршрут, 2006.-368 с.

46. Жуков, В.А. Перспективы развития железнодорожной транспортной системы южного региона России / В.А. Жуков, H.H. Числов, В.Н. Зубков // Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал. 2004. - № 4.

47. Жуков, В.А. Снижение эксплуатационных расходов при расформировании вагонов на совмещенных сортировочных горках / H.H. Числов, А.Д. Петрушин; О.Н. Числов // Железнодорожный транспорт. 2006. -№ 9.-С. 32-35.

48. Заде, JI. Понятие состояния в теории систем / Л. Заде // Общая теория систем. М.: Мир, 1966. - С. 49-65.

49. Занг, В.Б. Синергетическая экономика. Время и перемены в нелинейной экономической теории / В.Б. Занг. М.: Мир, 1999. - 335 с.

50. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / Справочник в двух частях: пер. с англ. / под ред. С. Колверт, Г. Инглунд. — М.: Металлургия, 1988.

51. Зюмер, М. Алгоритм выбора места расположения проектируемых станций / М. Зюмер (M.Sumer) // An algorithm for determining convenient location of projected station points with probability theory. II Журнал «Железные дороги мира». 1990. - № 4. - С. 47-50.

52. Зубков, В.Н. Опорные станции нового типа / В.Н. Зубков, П.Г. Кучеренко, В.А. Чеботников // Железнодорожный транспорт. 1999. — № 7. — С. 14-18.

53. Зыков, A.A. Основы теории графов / A.A. Зыков. М.: Наука, 1987. -384 с.

54. Зильберман-Мягков, Я.С. Методология эффективного управления локомотивами при маршрутных перевозках промышленных грузов: монография / Я.С. Зильберман-Мягков. М. : Маршрут, 2005. — 290 с.

55. Интрилигатор, М. Математические методы оптимизации и экономическая теория: пер. с англ. Г.И. Жуковой, Ф.Я. Кельмана. / М. Интрилигатор. — М.: Айрис-пресс, 2002. 576 с.

56. Казовский, И.Г. Рационализация перевозок грузов на железных дорогах / И.Г. Казовский. М.: Транспорт, 1977. - 280 с.

57. Капица, С.П. Синергетика и прогнозы будущего / С.П. Капица, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий. М.: Наука, 1997. — 285 с.

58. Карманов, В.Г. Математическое программирование / В.Г. Карманов. М.: Наука, 1980. - 256 с.

59. Клепиков, В.П. Методология комплексного развития транспортных систем в проектах взаимодействия железнодорожного и морского транспорта: автореф. дис. д-ра техн. наук / В.П. Клепиков. — М., 2007 — 48 с.

60. Клепиков, В.П. Математические модели взаимодействия видов транспорта, участвующих в смешанных перевозках / В.П. Клепиков // Прил. к журналу «Мир транспорта», Соискатель. 2005. - № 2. - С. 4-17.

61. Козлова, В.П. Транспортные узлы: основные этапы развития и их роль в транспортной системе России / В.П. Козлова // Вестник транспорта. -2004.-№ 11.-С. 32-36.

62. Колмогоров, А.Н. Теория информации и теория алгоритмов / А.Н. Колмогоров. — М.: Наука, 1987. 214 с.

63. Корацца, Г. Методология проектирования путевого развития станций / G. Corazza, A. Musso II Methodology for station track layout design. II Журнал «Железные дороги мира». 1991. - № 4. - С. 46-52.

64. Коршунов, Ю.М. Математические основы кибернетики: учебн. пособие для вузов / Ю.М. Коршунов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 496 с.

65. Кукушкин И.И. Комплексное развитие и использование магистрального и промышленного транспорта / И.И. Кукушкин. М., 1966. - 248 с.

66. Кукушкин, А.И. О совершенствовании законодательной и нормативной базы / А.И. Кукушкин // Промышленный транспорт XXI век. — 2006.- № 1.-С. 35-38.

67. Козлов, П.А. Теоретические основы, организационные формы, методы оптимизации гибкой технологии транспортного обслуживания заводов черной металлургии: дис. д-ра техн. наук / Козлов П.А. М., 1988. -350 с.

68. Кочнев, Ф.П. Управление эксплуатационной работой железных дорог: учебн. пособие для вузов / Ф.П. Кочнев, И.Б. Сотников. М.: Транспорт, 1990. - 424 с.

69. Котлер, Ф. Основы маркетинга: пер. с англ. / Ф. Котлер. М.: Росинтер, 1996.-704 с.t

70. Кочетков, Е.С. Теория вероятностей в задачах и упражнениях: учеб. пособие / Е.С. Кочетков, С.О. Смерчинская. М. : Форум: Инфра - М, 2005. -480 с.

71. Кутыркин, A.B. Разработка моделей и алгоритмов решения функциональных задач управления транспортными системами и производством: дис. д-ра техн. наук / A.B. Кутыркин. М., 2003. - 383 с.

72. Левин, Б.А. Мультимодальные транспортные коридоры (системный подход) / Б.А. Лёвин, В.И. Галахов, В.Н. Морозов, В.В. Шашкин. — М.: Транспорт, 2001. 71 с.

73. Локтев, А.Я. Распределение грузопотоков в промышленных районах страны / А.Я. Локтев, Е.К. Курганов // Тр. РИСИ. Вып. 1. - 1971. - С. 20-35.

74. Леонов, A.A. Организация рационального распределения грузопотоков в железнодорожном транспортном узле: автореф. дис. канд. техн. наук / Леонов A.A. М., 2002. - 24 с.

75. Логинов, С.И. Развитие Санкт-Петербургского железнодорожного узла (1858-2005 гг.) / Логинов С.И., Олейникова Л.А. // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: сб. науч. тр. Вып. 7. — СПб.: ПГУПС, 2007. С. 18-29.

76. Лябах, H.H. Техническая кибернетика на железнодорожном транспорте: учебник / H.H. Лябах, А.Н. Шабельников. — Ростов н/Д, 2002. -283 с.

77. Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология: учебник / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко; ред. В.Н. Луканин. М. : Высш. шк., 2001. -273 с.

78. Мацкель, С.С. Оптимизация развития узлов и усиления их пропускной способности с помощью математических методов и ЭВМ. Ташкент: Фан. 1981:-112 с.

79. Моисеев, H.H. Математические задачи системного анализа / H.H. Моисеев. -М.: Наука, 1981.-488 с.

80. Мак-Кинси, Дж. Введение в теорию игр: пер с англ. / Дж. Мак-Кинси. М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1960. — 420 с.

81. Маликов, О.Б. Склады промышленных предприятий: справочник / О.Б. Маликов, А.Р. Малкович; под общ. ред. О.Б. Маликова. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1989. - 672 с.

82. Мамаев, Э.А. Моделирование региональных транспортных систем в условиях конкуренции: дис. д-ра техн. наук / Мамаев Э.А. — М., 2006. 348 с.

83. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиции-онных проектов и их отбору для финансирования. М.: Информэлектро, 1994. - 60 с.

84. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте / ВНИИЖТ М.: Транспорт, 1991. - 239 с.

85. Мирошниченко, В.М. Некоторые вопросы автоматизации проектирования железнодорожных станций с помощью ЭЦВМ. Автореферат дис. к.т.н. / ХИИТ, Киев, 1969. 26 с.

86. Моделирование экономических процессов на железнодорожном транспорте / под ред. И.В. Белова и A.M. Макарочкина. М., 1977. - 246 с.

87. Модернизация транспортной системы России. Федеральная целевая программа Министерства транспорта РФ: ВНИИЖТ. М., 2001.

88. Мюллер, У. (W,Muller). Устройства железной дороги и динамика движения. Eisenbahnaniagen и. Fahrdynamik. V-l-2. Springer-Verlag, Berlin, 1960. // Железные дороги мира. 1991. - № 4. - С. 46-52.

89. Мышкис, А.Д. Элементы теории математических моделей / А.Д. Мышкис. М.: Наука, 1994. - 191 с.

90. Мейер, Б. Методы программирования, в 2-х томах / Б. Мейер, К. Бодуэн.-М.: Мир, 1982. т. 1.-356 е., т. 2.-368 с.

91. Нестеров, Е.П. Транспортные задачи линейного программирования / Е.П. Нестеров. -М.: Транспорт. 1971. 216 с.

92. Николашин, В.М. Методология организации производства и функционирования транспортно-логистических комплексов (на примере железнодорожного транспорта): дис. д-ра техн. наук / Николашин В.М. — М., 2001.-318с.

93. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования: учебник для вузов / И.П. Норенков. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 336 с. . г

94. Олимпийские хлопоты. РЖД готовятся к росту объемов перевозок на Южном направлении / Газета «Гудок». 17.10.2007. - № 187.

95. Ответ на вызов времени. Выступление президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина на Железнодорожном съезде // Газета «Гудок». 24.10.2007. -№ 193.-С. 1,5.

96. Орлова, Н.В. Экономико-математическое моделирование: практическое пособие по решению задач: учебник для вузов / Н.В. Орлова. — М., 2004.-144 с.

97. Олещенко, Е.М. Основы грузоведения: учеб. пособие / Е.М. Олещенко, А.Е. Горев. М.: Издательский дом «Академия», 2005. - 228 с.

98. Осьминин, А.Т. Рациональная организация вагонопотоков на основе методов многокритериальной оптимизации: автореф. дис. д-ра техн. наук / А.Т. Осьминин. Самара, 2000. - 48 с.

99. Отраслевые правила по охране труда в хозяйстве грузовой и коммерческой работы на федеральном железнодорожном транспорте. ПОТ РО- 13153 -ЦМ- 933 -03. -М.: ВНИИЖТ, 2003-47 с.

100. Падня, В.А. Применение теории массового обслуживания на транспорте (железнодорожном, автомобильном, водном и воздушном) / В.А. Падня. М.: Транспорт, 1968. - 207 с.

101. Пехтерев, Ф.С. Перспективы развития отрасли. О Генеральной схеме развития железнодорожного транспорта на период до 2010 г. / Ф.С. Пехтерев // Железнодорожный транспорт.— 2004.- № 4 С. 2-6.

102. Петров, Б.Н. Теория моделей в процессах управления / Б.Н. Петров, Г.М. Уланов и др.. М.: Наука, 1978. - 223 с.

103. Петров, М.Б. Методология организации региональной транспортной системы: дис. д-ра техн. наук / Петров М.Б. М., 2004. — 321 с.

104. Персианов, В.А. и др. Моделирование транспортных систем / В.А. Персианов, К.Ю. Скалов, Н.С. Усков. М.: Транспорт, 1978. -208 с.

105. ПОПоттгофф, Г. Теория массового обслуживания: пер. с нем. / Г. Поттгофф; под ред. Е.П. Нестерова. М.: Транспорт, 1979. — 144 с.

106. Попов, Э.В. Экспертные системы / Э.В. Попов. М. : Наука, 1987. - 283 с.

107. Понтрягин, JI.C. Математическая теория оптимальных процессов / JT.C. Понтрягин, В.Г. Болтянский, Р.В. Гамкрелидзе, Е.Ф. Мищенко. М.: Наука, 1969.-481 с.

108. Подиновский, В.В. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач / В.В. Подиновский, В.Д. Ногин. М.: Наука, 1982. - 256 с.

109. Правдин, Н.В. Взаимодействие различных видов транспорта в узлах / Н.В. Правдин, В .Я. Негрей. М.: Транспорт, 1983. — 296 с.

110. Правдин, Н.В. О рациональном размещении промышленных предприятий и транспортно-складских систем в узлах / Н.В. Правдин, О.Н. Числов //Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал, № 1(33). 2009. - С. 91-101.

111. Правдин, Н.В. Взаимодействие различных видов транспорта: (примеры и расчеты) / Н.В. Правдин, В.Я. Негрей, В.А. Подкопаев; под ред. Н.В. Правдина. -М.: Транспорт, 1989.-208 с.

112. Правила и технические нормы проектирования станции и узлов на железных дорогах колеи 1 520 мм. М.: Техинформ, 2001. — 256 с.

113. Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1 520 мм. М.: МПС РФ, 2003. - 163 с.

114. Правила перевозок грузов железнодорожным транспортом Сборник. Кн. 1. М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003 - 712 с.

115. Прейскурант № 10-01. Тарифы по перевозке грузов и услуг инфраструктуры, выполняемые Российскими железными дорогами. — М.: Красный пролетарий, 2003.

116. Промышленный транспорт / под ред. А.Т. Дерибас. М.: Транспорт, 1974. - 558 с.

117. Развитие железнодорожной инфраструктуры на подходах к портам Азово-Черноморского бассейна на перспективу до 2015 г. / Выступлениевице-президента ОАО «РЖД» В.Б. Воробьева. // Журнал «Железнодорожный транспорт». 2008. - № 1. - С. 28-36.

118. Резер, С.М. Логистика экспедирования грузовых перевозок / С.М. Резер. М.: ВИНИТИ РАН, 2002. - 472 с.

119. Резер, С.М. Взаимодействие транспортных систем / С.М. Резер. — М.: Наука, 1985.-246 с.

120. Растригин, JI.A. Современные принципы управления сложными объектами / JI.A. Растригин. М.: Советское радио, 1980. — 232 с.

121. Региональная экономика: учеб. для вузов / под ред. Т.Г. Морозовой.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: ЮНИТИ, 2002. - 468 с.

122. Развитие транспортного обслуживания в промышленных узлах / под ред. В.Н. Дегтяренко. Ростов н/Д: РГУ, 1987. - 224 с.

123. Рыбкин, М.О. Транспорт на заводах черной металлургии / М.О. Рыбкин. — М. : Металлургиздат, 1960. -294 с.

124. Сергеев, В.И. Глобальные логистические системы: учеб. пособие / В.И. Сергеев, A.A. Кизим, П.А. Эльяшевич; под общ. ред. В.И. Сергеева.

125. СПб.: Издательский дом «Бизнес-пресса», 2001. — 240 с.

126. Сидяков, В.А. Развитие экономики страны и задачи промышленного транспорта / В.А. Сидяков // Промышленный транспорт XXI век. — 2006. — № 1. С. 25-29.

127. Сидяков, В.А. О задачах развития промышленного железнодорожного транспорта на период до 2030 года / В.А. Сидяков // Промышленный транспорт XXI век. 2008. - № 2. - С. 3-6.

128. Смехов, A.A. Логистический подход к установлению уровня тарифов // Железнодорожный транспорт. 1996. - № 5. — С. 21—22.

129. Смехов, A.A. Эффективность логистической системы // Железнодорожный транспорт. 1995. - № 3. - С. 10-12.

130. Смехов, A.A. Математические модели процессов грузовой работы / A.A. Смехов. -М.: Транспорт, 1982. -256 с.

131. Смехов, В.А. Маркетинг и менеджмент каналов логистики / В.А. Смехов // Экономика железных дорог. 2004. - № 6. — С. 43—54.

132. Смехова, Н.Г. Себестоимость железнодорожных перевозок: учебник для вузов ж.-д. транспорта / Н.Г. Смехова, А.И. Купоров, Ю.Н. Кожевников и др.; под ред. Н.Г. Смеховой, А.И. Купорова. — М.: Маршрут, 2003- 494 с.

133. Сологуб, Н.К. Метод сравнения схем станций / Н.К. Сологуб, Б.Б. Жардемов // Железнодорожный транспорт. 1994. - № 9. — С. 20-27.

134. Сологуб, Н.К. Автоматизированное проектирование железнодорожных станций: учеб. пособие / Н.К. Сологуб, А.Т. Осьминин. Куйбышев: КИИТ, 1990. - 84 с.

135. Социально-экономическое положение Южного федерального округа в I полугодии 2004 года: библиография / Федер. служба гос. статистики. — М. : б. и., 2004. — 71 с.

136. Сборник правил перевозок и тарифов железнодорожного транспорта. Сб. № 160. М.: Транспорт, 1992. - 96 с.

137. СНиП 2.05.07-91*. Промышленный транспорт / Минстрой России. -М.: ГП ЦПП, 1996. 112 с.

138. Таль К.К. Основные вопросы применения методов моделирования при проектировании станций и узлов / Сб. науч. тр. ЦНИИС, вып. 47. 1971. - С. 56-96.

139. Теория прогнозирования и принятия решений / под ред. С.А. Саркисяна. М.: Высшая школа, 1997. - 352 с.

140. Троян, П.И. Оптимизация транспорта строительных материалов. Автореф. дис. канд. техн. наук / Троян П.И. — Ростов н/Д: РИСИ, 1971.-21 с.

141. Ту, Дж. Принципы распознавания образов / Дж. Ту, Р. Гонсалес. — М.: Мир, 1978.-411 с.

142. Транспортные узлы (определение мощности устройств) / под ред. К.Ю. Скалова, М.Н. Стефаненко, Н.Ф. Попова. М.: Транспорт, 1985 - 200 с.

143. Харари, Ф. Теория графов: пер. с англ. В.П. Козырева; под ред. Г.П. Гаврилова / Ф. Харари. Изд. 2-е - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 296 с.

144. Хануков, Е.Д. Транспорт и размещение производства / Е.Д. Хануков. М.: Трансжелдориздат, 1956. - 412 с.

145. Чернов, В.Н. Автоматизация расчетов и масштабного проектирования железнодорожных станций. Раздел № 21: научно-исследовательская разработка / В.Н. Чернов, H.H. Числов, О.Н. Числов. Ростов н/Д: РГУПС, 2002. - 74 с.

146. Чернобельский, А.Б. Оценка уровня организации производственно-транспортных систем / А.Б. Чернобельский, В.Н. Дегтяренко. Сб. науч. тр. РИСИ, № 6. 1979. Стр. 11-15.

147. Числов, H.H. Метод проектирования транспортно-складских комплексов / H.H. Числов, Л.И. Леонтьева, О.Н. Числов // Железнодорожный транспорт. 1995. - № 8. - С. 14-17.

148. Числов, H.H. Железнодорожные станции и узлы промышленных районов: учебник для вузов железнодорожного транспорта / H.H. Числов, В.Н. Дегтяренко, Е.Г. Лазарев, В.М. Астафьев, О.Н. Числов; под ред. H.H. Число-ва. Ростов н/Д: СКНЦ ВШ, 2004. - 568 с.

149. Числов, H.H. Проектирование участковых станций: учебн. пособие / H.H. Числов, В.А. Лебедева, О.Н Числов, Р.Л. Гайдамашко. Ростов н/Д: РГУПС, 2000. - 75 с.

150. Числов, H.H. Проектирование продольных профилей сортировочных горок и путей сортировочных парков северной и южной систем станции Батайск / H.H. Числов, В.Н. Чернов, О.Н. Числов, М.В. Шкурган, B.JI. Люц, И.С. Шпаков. Ростов н/Д: РГУПС, 2006. - 146 с.

151. Числов, H.H. Проектирование продольных профилей сортировочной горки и путей сортировочного парка южной системы станции Лихая / H.H. Числов, В.Н. Чернов, О.Н. Числов, М.В. Шкурган, В.Л. Люц. Ростов н/Д :РГУПС, 2008. - 138 с.

152. Числов, H.H. Теоретические основы проектирования железнодорожных станций с применением ЭВМ: статья /H.H. Числов, О.Н. Числов // Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал.- 2002.- № 2 С. 69-78.

153. Числов, О.Н. Станция как транспортно-технологическая система: статья / О.Н. Числов // Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал. 2005. - № 3. -С. 94-101.

154. Числов, О.Н. Логико-математическое описание горловин транспортно-складских комплексов / О.Н. Числов // Материалы междунар. науч.-практ. конф.: тез. докл. Ростов н/Д: РГСУ, 1997. — Стр. 51.

155. Числов, О.Н. Перспективы развития транспортных систем юга России / О.Н. Числов // Тез. докл.: Материалы Всерос. науч.-практ. конф.

156. Транспорт 2004», май 2004 г., в 3-х частях. Ч.З.- Ростов н/Д: РГУПС, 2004.-С. 21-22.

157. Числов, О.Н. Система автоматизированного проектирования железнодорожных станций: лекции (учебно-методическая разработка) / О.Н. Числов. Ростов н/Д: РГУПС, 1999. - 72 сГ

158. Числов, О.Н. Проектирование транспортно-складских комплексов грузовых станций с применением ЭВМ: учебн. пособие / О.Н. Числов. -Ростов н/Д: РГУПС, 2000. 110 с.

159. Числов, О.Н. Станционная учетно-статистическая система грузовых перевозок: учеб. пособие / О.Н. Числов, Н.И. Орлова, М.Г. Украинцев. — Ростов н/Д: РГУПС, 2005. 72 с.

160. Числов, О.Н. Проектирование транспортно-складских комплексов грузовых станций с применением экономико-математических методов и средств ЭВМ: Дис.канд. техн. наук / Числов О.Н. М., 1997. - 270 с.

161. Числов, О.Н. Анализ современного продвижения южнопортового интермодального товаропотока / О.Н. Числов, B.JI. Люц // Совершенствование технологии железнодорожных перевозок: Межвуз. сб. научн. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 2006. - С. 114-116.

162. Числов, О.Н. Оптимизация размещения и проектирования транспортно-технологических систем железных дорог: монография / О.Н. Числов // Рост. гос. ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 2006. — 323 с.

163. Числов, О.Н. Автоматизация проектирования и размещения терминально-складских комплексов / Транспорт: наука, техника, управление // РАН, ВИНИТИ. Москва. - 2006. - № 10. - С. 22-27.

164. Числов, О.Н. Актуальные вопросы совершенствования путевого развития и сортировочных устройств станции Лихая / О.Н. Числов, E.H. Легкова // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: сб. науч. тр. Санкт-Петербург, ПГУПС, 2007. - Стр. 85-90.

165. Числов, О.Н. Проблемы развития станций, морских портов и подходов к ним в Азово-Черноморском бассейне / H.H. Числов, В.Л. Люц // Вестник РГУПС. Науч.-техн. журнал, № 1 (29). 2008. - С. 101-108.

166. Числов, О.Н. Об особенностях эмпирического подхода в решении задач размещения транспортных систем в промышленных узлах / О.Н. Числов // Тр. РГУПС: Науч.-техн. журнал, № 3 (7), 2008. Стр. 135-140.

167. Шишкин Д.Г., Шишкина JI.H. Логистика на транспорте: учеб. пособие для техн. и колледжей ж.-д. транспорта М.: Маршрут, 2006.- 224 с.

168. Шмулевич, М. И. Информационные системы на промышленном транспорте / М.И. Шмулевич, В.Г. Зиненко. — М.: Транспорт, 1980. 264 с.

169. Шабалин, H.H. Применение теории массового обслуживания для расчета устройств станции. М.: МИИТ, 1968 87 с.

170. Шеннон, К. Работы по теории информации и кибернетике / под. ред Р.Л. Добрушина и О.Б. Лупанова.-М.: Иностр. лит.,1963. — 832 с.

171. Экономика и организация промышленного транспорта: учебник для вузов ж.-д. тр. / под ред. Н.П. Журавлева и И.С. Беседина. М.: ИГЖ «Желдориздат», 2001. - 440 с.193 www.rzd-partner.ru

172. Трофимов, C.B. Научно-методические основы функционирования и развития промышленных транспортных систем: дис. д-ра техн. наук /C.B. Трофимов. М., 2004. - 245 с.

173. Ющенко, Н.Р. Теоретические основы ритмичной работы станций и участков промышленных районов: дис. д-ра техн. наук / Н.Р. Ющенко- М., 1950.

174. Хейт, Ф. Математическая теория транспортных потоков / Ф. Хейт. — М.: Мир, 1966.