автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Взаимодействие железнодорожного транспорта с разной шириной колеи на приграничном контейнерном терминале в транспортном коридоре

На правах рукописи

Гомбосэд Сумхуу

Взаимодействие железнодорожного транспорта с разной шириной колеи на приграничном контейнерном терминале в транспортном коридоре (для условий Монголии)

05.22.08 «Управление процессами перевозок»

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

14; :ся 2013

005538212

Санкт-Петербург - 2013

005538212

Работа выполнена на кафедре «Логистика и коммерческая работа» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Маликов Олег Борисович

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор,

заместитель директора Института управления и информационных технологий по научной работе, профессор кафедры «Транспортный бизнес» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения»

Куренков Петр Владимирович

кандидат технических наук, доцент кафедры «Железнодорожные станции и узлы» ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Губарь Марина Васильевна

Ведущая организация: ФБОУ ВПО «Государственный университет

морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»

Защита состоится «04» декабря 2013 года в 13 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 218.008.02 на базе Петербургского государственного университета путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, ауд. 7-320.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Автореферат разослан «01» ноября 2013 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять в адрес диссертационного совета.

Учёный секретарь

диссертационного совета у л /

кандидат технических наук /у/^1/ Горбачев Алексей Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Одним из характерных направлений развития международных перевозок в условиях глобализации мировой экономики является создание международных транспортных коридоров. Эти коридоры переходят из одних государств в другие через пограничные переходы, на которых происходит взаимодействие транспортных систем соседних государств с разной организацией и технологией перевозок, а нередко - и с разной шириной колеи железнодорожного транспорта. Технология этого взаимодействия теоретически и практически разработана еще не достаточно. В связи с этим возникает необходимость совершенствования этого взаимодействия на научной основе. Недостаточно разработан и ряд положений по самим транспортным коридорам. Этим обусловливается практическая и теоретическая актуальность исследования и совершенствования взаимодействия систем железнодорожного транспорта с разной шириной колеи на приграничном терминале в транспортном коридоре.

Степень разработанности темы исследования. Исследованием отдельных вопросов по международным транспортным коридорам и контейнерным перевозкам занимались профессора и специалисты: Капитонов А.Е., Кузнецов А.Л., Куренков П.В., Маликов О.Б., Морозов В.Н., Ни-колашин В.М., Резер С.М., Синицына A.C., Бенсон Д., Уайтхед Д. и другие.

Однако подробных конкретных исследований устройства, параметров, структуры, классификации, технологии работы контейнерных терминалов в международных транспортных коридорах, на которых осуществляется взаимодействие железнодорожного транспорта с разной шириной колеи, пока проводилось недостаточно. Более подробное исследование этих вопросов будет способствовать эффективному взаимодействию железнодорожных систем с разной шириной колеи на транспортных коридорах.

Целью диссертационной работы является разработка методов совершенствования взаимодействия железнодорожных систем с разной ши-

1

риной колеи на приграничных контейнерных терминалах, расположенных в международных транспортных коридорах.

Цель исследования достигается при решении следующих задач:

- Анализ современного состояния и теоретических исследований по международным транспортным коридорам.

- Разработка вопросов совершенствования транспортных коридоров для повышения эффективности взаимодействия разных транспортных систем в пунктах передачи грузопотоков из одной транспортной системы в другую.

- Исследование устройства и технологии работы приграничных контейнерных терминалов.

- Разработка методических рекомендаций по определению параметров, устройству и работе приграничных контейнерных терминалов.

- Определение экономической целесообразности совершенствования приграничных таможенных терминалов в пунктах перехода контейнерных грузопотоков из одной страны в другую на примере транспортного коридора Китай-Монголия-Россия.

Объектом исследования является приграничный контейнерный терминал в международном транспортном коридоре. Предмет исследования - совершенствование процессов передачи контейнеропотоков с железнодорожного транспорта одной колеи на железнодорожный транспорт другой колеи.

Научная новизна диссертационной работы состоит в:

- классификации и разработке системы параметров международного транспортного коридора;

- разработке методики выбора оптимально маршрута для транспортного коридора в сети;

- разработке основных положений анализа приграничного контейнерного терминала как сложной вероятностной системы;

- разработке методических рекомендаций по адресному расположению контейнеров на терминале для обеспечения максимальной перера-

батывающей способности и минимального простоя маршрутных контейнерных поездов при передаче грузопотоков из железнодорожной системы с одной шириной колеи на железнодорожную систему с другой шириной колеи;

- разработке математических моделей, описывающих устройство и функционирование приграничного контейнерного терминала в транспортом коридоре;

- разработке методики моделирования работы контейнерных погрузчиков на приграничном терминале при перегрузке контейнеров из маршрутного поезда одной колеи на маршрутный контейнерный поезд другой колеи.

Теоретическая значимость работы состоит в развитии теории международных транспортных коридоров, устройства и работы приграничных контейнерных терминалов, а также передачи грузопотоков между железнодорожными транспортными системами с разной шириной колеи.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что ее результаты позволяют:

- усовершенствовать взаимодействие систем железнодорожного транспорта с разной шириной колеи;

- увеличить пропускную способность приграничных контейнерных терминалов и транспортных коридоров;

- шире развивать международную торговлю через транспортные коридоры;

- увеличить грузопотоки и доходы сопредельных государств, через которые проходит международный транспортный коридор с включенным в него приграничным контейнерным терминалом;

- сократить простои маршрутных контейнерных поездов на пограничных станциях.

Методы исследования. При решении поставленных задач были использованы методы общей теории систем, теории вероятностей, теории множеств, теории принятия решений, теории потоков в сетях, комбинатор-

ный анализ, классификация и параметрическое описание объектов, компьютерное моделирование устройства и работы контейнерных терминалов.

Положения, выносимые на защиту:

- классификация параметров международного транспортного коридора;

- метод прокладки маршрута транспортного коридора в сети;

- методика исследования и создания приграничного контейнерного терминала как технико-экономической системы;

- параметрическое описание приграничного контейнерного терминала;

- математические модели устройства, работы терминала и расположения контейнеров на приграничном контейнерном терминале;

- метод технико-экономических обоснований выбора параметров контейнерного терминала.

Реализация и внедрение результатов работы. Выводы и научные рекомендации, полученные в работе, были использованы при проектировании и строительстве приграничного таможенного терминала на станции Дзамын-Удэ Монгольской железной дороги и приняты к использованию при его эксплуатации.

Степень достоверности результатов. Достоверность результатов работы подтверждается использованием современных методов исследований и соответствием полученных показателей характеристикам и работе действующих контейнерных терминалов.

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на Неделе науки «Транспорт: Проблемы, идеи, перспективы» в ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» в апреле 2013 г., на XII Международной научно-практической конференции «Логистика: Современные тенденции развития» в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный экономический университет» 19.04.2013 г., на Международной конференции «Актуальные вопросы научных исследований и подготовки кадров высшей квалификации в обла-

сти логистики и управления цепями поставок» в Высшей школе менеджмента Санкт-Петербургского государственного университета в январе 2013 г., на конференции молодых ученых ПГУПСа «Анализ и прогнозирование систем управления на транспорте» в апреле 2013 г., на кафедре «Логистика и коммерческая работа» ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 5-ти печатных работах общим объёмом 1,0 печ.л. Одна статья опубликована в журнале, входящем в перечень ведущих рецензируемых изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 130 источников. Содержание работы изложено на 147 страницах основного текста, включающего 8 таблиц и 25 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана практическая и теоретическая актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи, намечена методика исследования.

В главе 1 дана характеристика понятия «транспортный коридор», рассмотрены основные международные транспортные коридоры, приведены некоторые данные по объемам и направлениям перевозок по международным транспортным коридорам.

Монголия имеет железную дорогу в виде совместного Монгольско-российского предприятия "Улаанбаатарская железная дорога" длиной 1811 км, которое обеспечивает 96% грузооборота и 48% пассажирооборота страны. Через Монголию осуществляются транзитные перевозки. В настоящее время транзитное положение страны используется не полностью из-за недостаточной перерабатывающей способности пограничных терминалов между железными дорогами с разной широкой колеи (1520 мм на железной дороге Монголии и 1435мм - на Китайской железной дороге).

Из 17,7 млн ДФЭ (20-футовый эквивалент, по английской терминологии - TEU-Twenty-Feet-Equivalent-Unit), перевезенных в 2008 году в направлении Азия-Европа через пограничный переход Алашань-коу-Достык (Китай-Казахстан) прошло не более 200 тыс. ДФЭ и около 120 тыс. ДФЭ — по коридору Китай-Монголия-Россия. Совершенствование взаимодействия железных дорог с разной шириной колеи на приграничных контейнерных терминалах с Китаем позволит увеличить объемы перевозок по международным транспортным коридорам, лучше использовать транзитное положение Монголии и России. Транспортные коридоры с хорошо оснащенными приграничными терминалами обеспечивают меньшие сроки доставки грузов; высокую провозную способность; надежность доставки и сохранность грузов; более низкую стоимость доставки грузов по сравнению с другими видами трансконтинентальных перевозок.

В главе 2 сформулировано понятие транспортного коридора как постоянного направления транспортировок грузов с большими объемами перевозок. Выполнен анализ структуры, проведена систематизация и классификация транспортных коридоров и их параметров, сформирована иерархическая трехуровневая структура предпочтения параметров и критериев транспортного коридора с применением теории принятия решений, алгебры высказываний и комбинаторики (рис.1).

В верхний уровень иерархии помешены наиболее важные 3 параметра: А — стоимость доставки грузов по транспортному коридору; В — время доставки грузов от начала до конца транспортного коридора; С -надежность доставки грузов, т.е. сохранность грузов за время доставки по транспортному коридору. Во второй уровень включены 5 менее важных критериев D, Е, G, F, Н, D (длина транспортного коридора, техническая оснащенность, число промежуточных станций, время задержки и стоимость переработки поездов на них). Эти параметры могут иметь предпочтение друг перед другом, но они менее важны по сравнению с параметрами верхнего уровня иерархии, например:

(A >D) л (А >Е) л (А> F) a (A >G) л (А >11). (1)

В нижний уровень иерархии включены 10 менее значащих пара-

метров.

| х(А) | х(В) х(С)

И

1"" У(Н)

II

1-ый уровень Основные критерии

3-ий уровень

- - 1 ЧМ> | г(Р) г(О) | г(Я| | г(3) | г(Т)

Рисунок 1 - Иерархическая структура параметров международного транспортного

коридора

Обозначения этих параметров представляют собой не только их коды, но также и множества А, В, С, элементы которых определяются некоторыми функциями Х](А), х2(В), х2(С), которые могут быть заданы аналитическими или вероятностными выражениями, и характеризуют эти параметры. Это позволяет формализовать анализ параметров транспортного коридора.

На основе анализа теории потоков в сетях и алгоритма Форда-Фалкерсона разработана методика прокладки направления транспортного коридора в сети, которая позволяет посредством всего трех итераций найти маршрут транспортного коридора в разветвленной сети с максимальной пропускной способностью. В результате предложен новый метод поиска маршрута транспортного коридора в сети, который можно назвать «методом прямого и обратного грузопотока». Он показан также на численном примере.

В главе предложена классификация транспортных коридоров по восьми признакам, проанализированы их типы, место и роль приграничных контейнерных терминалов в структуре международного транспортного коридора (рис.2).

А

Я4

¡<ь

гг.

К-

ШГгтл

т,ь,

в гт

0|,.—N

Л

О?' Л>:

гт;с=г

в

т-.. ь.. о.

гтИ

РЛЛЛИ^ ОЙ,' и-, ч?.

О

Рисунок 2 -Типы транспортных коридоров, отличающиеся структурой и числом видов

транспорта: простой одномодальный (а), простой мультимодальный (б), сложный мультимодальный (в) с промежуточными терминалами А, Б - пункты начала и окончания транспортного коридора; В, Г, Д - промежуточные пункты на транспортном коридоре, ГТ - грузовые терминалы на транспортном коридоре; Т - вид транспорта I. -длина транспортного коридора или его участков; <2 - объемы перевозок грузов По участкам транспортного коридора, по всему транспортному коридору и грузопотоки

терминалов

Этот анализ открывает широкие возможности для дальнейшего исследования параметров, устройства, структуры и работы транспортных коридоров.

В главе 3 приграничный контейнерный терминал рассмотрен как сложная вероятностная техническая система. На основе методологии Общей теории систем выделены следующие компоненты системного анализа:

- Цель приграничного терминала как системы - преобразование кон-тейнеропотоков путем перегрузки их с одного транспорта на другой с минимальным расходованием основных 6-ти ресурсов: пространства, времени, материалов, труда, энергии, денег;

- Элементы приграничного терминала: подъездные и погрузочно-разгрузочные пути, подъемно-транспортное оборудование (краны, автопогрузчики, терминальные тягачи); здания и строительные сооружения; технология перегрузочно-складских работ; штаты работников; автоматизированная система управления;

- Структура приграничного терминала - многообразные взаимосвязи между элементами системы (пространственные, технологические, информационные, экономические, связи зависимости и т.д.);

- Функционирование приграничного терминала как процесс вероятностных переходов из одних состояний в другие (он может быть исследован на основе теории Марковских случайных процессов);

- Взаимодействие с внешней средой (с железнодорожным транспортом колеи 1520 и 1435 мм, с автотранспортом, с грузоотправителями, грузополучателями, с государственными органами - пограничными, таможенными и др.). Это взаимодействие может быть исследовано как процессы передачи материальных и информационных потоков;

- Результат деятельности приграничного терминала (сравнение с поставленной целью).

Выполнено параметрическое описание приграничного таможенного терминала. Основные параметры приграничного терминала: L, В, S - длина, ширина и площадь контейнерной площадки; х, у, z - число контейнеров по ширине, длине контейнерной площадки и по высоте штабелей; Xj -число контейнеров в глубину штабеля; R - общая емкость контейнерной площадки; щ, п2 - число продольных и поперечных проездов по контейнерной площадке; Q^, Qc - годовой и расчетный суточный грузопотоки прибытия контейнеров в ДФЭ и в штуках; Q„ - суточная и годовая перерабатывающая способность контейнерного терминала; г - средний срок хранения контейнеров на терминале; гт г„ , гт - число контейнерных автопогрузчиков, кранов и терминальных тягачей на терминале; р - штат работников контейнерного терминала; Тс - число часов работы терминала в сутки, К - общие капитальные затраты на строительство и оснащение тер-

минала; Э - годовые эксплуатационные расходы по контейнерному терминалу; с — продолжительность и себестоимость одной контейнеро-операции, Д — доходы от эксплуатации контейнерного терминала и т.д. (всего около 60-ти параметров).

Разработана классификация параметров контейнерного терминала по различным признакам: исходные и проектные; технические и экономические; параметры грузов и грузопотоков; топологические, временные и технологические.

В главе 4 представлены взаимосвязи между параметрами приграничного таможенного терминала в виде математических моделей. Емкость контейнерной площадки:

Я=х*у*1. (2)

Число контейнеров по ширине площадки:

где Ъ — ширина одного контейнера; Я — зазоры между контейнерами; е/.../ - обозначение целой части числа, получающегося в результате выполнения действий в скобках.

Число продольных проездов между штабелями контейнеров:

\В-Ьх,~В,\ ,, ...

п = ^-!-4 +1 , (4)

1 Ъх1+вг ] К)

где В1, В2 - ширина продольного и поперечного проездов для погрузчика.

Число контейнеров по длине площадки:

\Ь-пг*ВЛ ...

ут пнйг}* (5)

Удельный показатель потребной площади для размещения одного контейнера:

ЛЯ = | , (6)

вычисленный в пределах Д Б= 8-22 ДФЭ/м2 для 6-ти вариантов технического оснащения контейнерной площадки.

Коэффициент застройки территории К5:

10

L-.fi,, (7)

где — площадь ¡-го объекта на приграничном терминале, м2;^—общая площадь земельного участка, га.

Коэффициент полезного использования территории контейнерного терминала:

Кг-^р.+р,), (8)

где Б; — площадь /-й контейнерной площадки, м2; п - количество контейнерных площадок на терминале; Б; — площадь у'-го крытого склада или перегрузочной рампы, м2; т — количество крытых складов и перегрузочных рамп.

Коэффициент оборачиваемости контейнеров:

т] = ——, (9)

ГЛ7>

где ?— срок хранения контейнеров на терминале, сутки.

Число фитинговых платформ т в подаче вагонов на терминал:

б- *к„

т = —-— (10)

365*3*.?' ^ ;

где ()г— планируемый годовой грузопоток контейнеров, ДФЭ/год; кн— коэффициент неравномерности суточного грузопотока; 3 - число 20-футовых контейнеров на фигинговой 60-футовой платформе; 5 — число подач вагонов на терминал за сутки.

Число контейнеров в маршрутном поезде:

г = к *з* СФЭ+ДФЗ

2* СФЭ+ДФЭ у '

где к - число фитинговых платформ в составе маршрутного поезда; 3 -

число 20-футовых контейнеров на длиннобазной фитинговой платформе;

СФЭ и ДФЭ — соответственно проценты (или доля) 40-фуовых и

20-футовых контейнеров в общем контейнеропотоке.

. В качестве критерия оптимизации расположения контейнеров на площадке была принята общая длина маршрутов погрузчиков при разгрузке и погрузке Ь} контейнеров (рис.3):

Ха+1>,—*»»"• 02)

.»1 м

Рисунок 3 - Схема планировки контейнерной площадки с маршрутами движения ричстакеров А, В при выгрузке контейнеров из поезда с шириной колеи 1435 мм ( ►) uC,D- при погрузке контейнеров в поезд с колеей 1520 мм (— ► Е, G, R, Н, F, В-

ряды адресов в маршрутах движения погрузчиков по ширине площадки

В работе были составлены формулы для определения расстояний

передвижения погрузчиков на разных маршрутах.

р

Например, длина рейса А: ^ LM = 2£{\xE-xG\ +| Уе ->Y;1}<; (13)

С учетом этого, математическую модель оптимизации расположения контейнеров на площадке можно представить в таком виде:

P(G, Н)*{ XLM + gl, + £LCi + }-► min. (14)

/=i i=1 м i

В диссертации на основе «метода ветвей и границ» разработана методика оптимизации расположения контейнеров на приграничном контейнерном терминале, обеспечивающая минимальные простои маршрутных поездов колеи 1435 и 1520 мм под грузовыми операциями. Исходные данные для решения задачи задаются виде тп-матрицы. По этой методике из двух множеств - мест контейнеров в вагонах А-,, /=1, 2,..., т и свободных мест в штабелях контейнеров Bj ,j= 1, 2,..., и составляются оптимальные сочетание пар ij — так, чтобы сумма перемещений автопогрузчиков рич-

12

стакеров, перевозящих контейнеры по площадке терминала, была минимальной:

т т

Z2></^min, аз)

/=1 7=1

где «у - расстояние перевозки контейнера погрузчиком рич-стакером из і-го адреса в вагоне на у'-ое свободное место в штабелях, в метрах.

В результате ряда итераций формируются последующие матрицы:

А2{a-,i- min aß, i= 1, 2,...,m,j = 1, 2, ...,n . (16)

Итерации продолжаются до тех пор, пока каждый контейнер в разгружаемом поезде найдет свое место в штабеле.

Потребное число контейнерных автопогрузчиков на приграничном терминале:

60*24kth • ИЛИ 60*24к, Ус (17)

где t — время рабочего цикла перевозки одного контейнера, мин.; кп — коэффициент переработки контейнеров на терминале.

Для определения времени рабочего цикла контейнерного погрузчика предложены формулы, моделирующие:

постоянную часть цикла погрузчика (мин):

_ 2яЯ 4/, 3 h 4fe+0,5)

і пост 7Гс—+7П— + 7Гп +— -

0,5уд 0,5уд 0,7v„ vn vc

и переменную часть цикла:

w (JC+1X*'+A)+ 2у(-1« + Я) і 0(19)

ПЕР 0,5Уд Гд Vjj

На основании этих математических моделей выполнено исследование времени рабочего цикла контейнерного погрузчика и его производительности. Разработана комплексная компьютерная модель, включающая многие из указанных формул и позволяющая автоматически определить около 20 основных параметров контейнерного терминала.

В главе 5 показано применение разработанных методик анализа устройства и работы приграничного контейнерного терминала и их экономическая эффективность для конкретного терминала, который строится на пограничной станции Дзамын-Удэ на Монгольской железной дороге на международном транспортном коридоре Китай-Монголия-Россия.

Проверочные расчеты показали, что с применением разработанных методов перерабатывающая способность терминала может быть увеличена с 216 до 420 тыс. ДФЭ/год. При этом ожидаемый экономический эффект составит около 20 млн долл. в год.

В этой главе также разработана методика определения уточненной себестоимости одной контейнеро-операции для вариантов оснащения контейнерных площадок автопогрузчиками рич-стакерами и рельсовыми козловыми кранами. Определены время и стоимость разгрузки контейнеров с маршрутных поездов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Международные транспортные коридоры играют важную роль в условиях расширения мировой торговли и глобализации экономики, однако систематических исследований их организации, устройства, параметров и условий функционирования пока проводилось недостаточно.

2. Эффективность функционирования международных транспортных коридоров существенно зависит от взаимодействия разных национальных транспортных систем железнодорожного транспорта (особенно при разной ширине колеи) в пограничных пунктах передачи грузопотоков с железнодорожного транспорта одной колеи на железнодорожный транспорт с другой шириной колеи.

3. Для прокладки маршрута транспортного коридора в сети с максимальной пропускной способностью рекомендуется разработанный в работе итерационный «метод прямого и обратного грузопотока». Однако этот метод может быть использован также для определения минимальных затрат при развитии железнодорожной сети с планируемым в нем транспортным коридором.

4. Устройство и функционирование транспортного коридора может быть адекватно описано иерархической трехуровневой структурой из 18 параметров и критериев, предпочтение между которыми описываются разработанным методом на основе теории принятия решений, алгебры высказываний и комбинаторики.

5. Для сокращения простоев маршрутных контейнерных поездов на приграничных контейнерных терминалах рекомендуется использовать разработанную в работе методику оптимального адресного расположения контейнеров на площадке, основанную на «методе ветвей и границ».

6. При прямой перегрузке контейнеров с железнодорожного транспорта одной колеи на железнодорожный транспорт другой колеи следует применять рельсовые контейнерные краны с автоматическим управлением, а для перегрузки контейнеров через зону временногохранения — контейнерные автопогрузчики рич-стакеры.

7. При проектировании, реконструкции, совершенствовании и оптимизации устройства и функционирования приграничных контейнерных терминалов в транспортных коридорах рекомендуется использовать разработанные в данной работе методы расчетов и математические модели.

8. Ожидаемый экономический эффект от оптимизации устройства, параметров и функционирования приграничных контейнерных терминалов при использовании разработанных в работе методов расчетов и оптимизации составляет около 100 тыс. долл. в расчете на 1 тыс. ДФЭ годового грузопотока контейнеров. Этот эффект достигается выбором параметров и технического оснащения приграничного терминала, оптимальным расположением контейнеров на площадке, обеспечением максимальной производительности перегрузочного оборудования.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в ведущих рецензируемых изданиях и журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ:

1 .Гомбосэд е., Маликов О.Б. Оптимизация расположения контейнеров на приграничных терминалах // Известия Петербургского университета путей сообщения. СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения. -2013. - № 2. — С.54-59.

Публикации в других журналах и научных изданиях:

2. Гомбосэд С. Приграничный таможенный терминал на транспортном коридоре Китай-Монголия-Россия // Сборник XIV Международной научно-практической конференции молодых ученых, студентов и аспирантов «Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и на транспорте». СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. - 2013. - С. 240-245.

3. Гомбосэд С., Маликов О.Б. Контейнерные терминалы в цепях поставок // Логистика: современные тенденции развития: материалы XII Междунар. науч.-практ. конф.19 апреля 2013 г./ред.кол.: B.C. Лукинский (отв.ред.) [и др].-СПб.: СП6ИЭУ.-2013.-С. 108-111.

4. Гомбосэд С., Маликов О.Б. Определение себестоимости одной контейнеро-операции на приграничном терминале //Современные проблемы транспортного комплекса России. Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. - 2013. - №3. -С. 91-92.

5. Гомбосэд С., Маликов О.Б. Техническое оснащение контейнерных площадок //Современные проблемы транспортного комплекса России. Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. - 2013. - № 3. - С. 7-16.

Подписано к печати 28.10.2013 г Печ.л.-1,0

Печать-ризография Бумага для множ. апп. формат 60x84 1/16

Тираж 100 экз. Заказ № 1069.

CP ПГУПС 190031, Санкт-Петербург, Московский пр.,9

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

04201454385

На правах рукописи

ГОМБОСЭД СУМХУУ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА С РАЗНОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ НА ПРИГРАНИЧНОМ КОНТЕЙНЕРНОМ ТЕРМИНАЛЕ В ТРАНСПОРТНОМ КОРИДОРЕ

(ДЛЯ УСЛОВИЙ МОНГОЛИИ)

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Маликов О.Б.

Санкт-Петербург 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................5

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСПОРТНОГО КОРИДОРА КИТАЙ-МОНГОЛИЯ-РОССИЯ.........................................................................................10

1.1 Международные транспортные коридоры в Европе...................................10

1.2 Международные транспортные коридоры в Азии......................................15

1.3 Роль транспортного коридора Китай-Монголия Россия для Монголии.. 24

1.4 Проектирование и исследование транспортных коридоров.......................29

1.5 Задачи и методы исследований.....................................................................33

Выводы по главе 1.................................................................................................35

о

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РОЛИ ПРИГРАНИЧНЫХ ТЕРМИНАЛОВ В ТРАНСПОРТНОМ КОРИДОРЕ..........................................................................36

2.1 Понятие и структура транспортных коридоров...........................................36

2.2 Классификация транспортных коридоров....................................................38

2.3 Исследование параметров и преимуществ транспортных коридоров.......39

2.4 Прокладка транспортного коридора в сети..................................................50

2.5 Влияние приграничного терминала на функционирование транспортного коридора.......................................................................................58

Выводы по главе 2.................................................................................................59

ГЛАВА 3. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИГРАНИЧНОГО КОНТЕЙНЕРНОГО ТЕРМИНАЛА................................60

3.1 Приграничный терминал как вероятностная техническая система..........60

3.2 Параметрическое описание и классификация параметров приграничного терминала....................................................................................63

3.3 Устройство и техническое оснащение приграничного терминала............66

3.4 Математические модели приграничного контейнерного терминала........76

Выводы по главе 3.................................................................................................84

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИГРАНИЧНОГО КОНТЕЙНЕРНОГО ТЕРМИНАЛА НА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ....................................85

4.1 Оптимизация взаимодействия железнодорожного транспорта с разной шириной колеи......................................................................................................86

4.2 Анализ взаимосвязей расположения контейнеров на терминале

с его параметрами..................................................................................................87

4.3 Оптимизация расположения контейнеров на терминале............................95

4.4 Исследование производительности контейнерных погрузчиков............103

4.5 Комплексная математическая модель определения и исследования параметров приграничного терминала.............................................................115

Выводы по главе 4...............................................................................................116

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ЧЕРЕЗ ПРИГРАНИЧНЫЙ ТЕРМИНАЛ..............................118

5.1 Приграничный таможенный терминал Дзамын-Удэ.................................118

5.2 Определение себестоимости одной контейнеро-операций

на терминале........................................................................................................120

5.3 Экономическая эффективность проведенных исследований...................128

Выводы по главе 5...............................................................................................132

3

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ............................132

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...........................................134

ПРИЛОЖЕНИЯ...................................................................................................145

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одним из характерных направлений развития международных перевозок в условиях глобализации мировой экономики является создание международных транспортных коридоров. Эти коридоры переходят из одних государств в другие через пограничные переходы. При этом наблюдается взаимодействие транспортных систем соседних государств с разной организацией и технологией перевозок и разной шириной колеи железнодорожного транспорта. Технология этого взаимодействия теоретически и практически разработана еще не достаточно. В связи с этим возникает необходимость совершенствования этого взаимодействия на научной основе. Этим обусловливается практическая и теоретическая актуальность исследования и совершенствования этого взаимодействия систем железнодорожного транспорта с разной шириной колеи.

Степень проработанности проблемы. Вопросами описания и исследования международных транспортных коридоров и контейнерных терминалов в них занимались ученые и специалисты Арсенов В.И., Гринев A.A., Капитонов А.Е., Кириченко A.B., Кузнецов А.Л., Куренков П.В., Милослав-ская C.B., Лукинский B.C., Маликов О.Б., Матюшин Л.Н., Миротин Л.Б., Морозов В.Н., Неснов A.B., Николашин В.М., Резер С.М., Синицына A.C., Троицкая H.A., Угодин Е.Г., Худазаров Э.А., Бенсон Д., Уайтхед Д. и другие специалисты.

Однако подробных исследований устройства, структуры, технического оснащения, работы, классификации, параметрического описания международных транспортных коридоров и входящих в их состав приграничных грузовых терминалов с взаимодействием железнодорожного транспорта разной ширины колеи пока проводилось не достаточно.

Вместе с тем международные транспортные коридоры обеспечивают следующие преимущества для международной торговли: короткие сроки доставки грузов; высокая провозная способность; надежность и сохранность грузов; более низкую стоимость доставки грузов по сравнению с другими

видами трансконтинентальных перевозок и др.

Отсюда возникает практическая и теоретическая актуальность исследований транспортных коридоров, их устройства, структуры, состава компонентов (в том числе грузовых терминалов) и организации перевозок.

Целью диссертационной работы является разработка методических и практических рекомендаций по совершенствованию взаимодействия железнодорожных систем с разной шириной колеи на приграничных контейнерных терминалах, расположенных в международных транспортных коридорах.

Цель исследования достигается при решении следующих задач:

1. Анализ современного состояния и теоретических исследований по международным транспортным коридорам.

2. Разработка вопросов совершенствования транспортных коридоров для повышения эффективности взаимодействия разных транспортных систем в пунктах передачи грузопотоков из одной транспортной системы в другую.

3. Исследование устройства и технологии работы приграничных контейнерных терминалов.

4. Разработка методических рекомендаций по определению параметров и устройству приграничных контейнерных терминалов.

5. Определение экономической целесообразности совершенствования приграничных таможенных терминалов в пунктах перехода контейнерных грузопотоков из одной страны в другую на примере транспортного коридора Китай-Монголия-Россия.

-Объектом исследования является приграничный контейнерный терминал в международном транспортном коридоре. Предмет исследования состоит в совершенствовании процессов передачи контейнеропотоков с железнодорожного транспорта одной колеи на железнодорожный транспорт другой колеи.

Научная новизна диссертационной работы состоит в:

1) классификации и разработке системы параметров международного транспортного коридора;

2) разработке методики выбора оптимально маршрута для транспортного коридора в сети;

3) разработке основных положений анализа приграничного контейнерного терминала как сложной вероятностной системы;

4) разработке методических рекомендаций по адресному расположению контейнеров на терминале для обеспечения максимальной перерабатывающей способности и минимального простоя маршрутных контейнерных поездов при передаче грузопотоков из железнодорожной системы с одной шириной колеи на железнодорожную систему с другой шириной колеи;

5) разработке математических моделей, описывающих устройство и функционирование приграничного контейнерного терминала в транспортом коридоре;

6) разработке методики моделирования работы контейнерных погрузчиков на приграничном терминале при перегрузке контейнеров из маршрутного поезда одной колеи на маршрутный контейнерный поезд другой колеи.

Теоретическая значимость работы состоит в развитии теории международных транспортных коридоров, устройства и работы приграничных контейнерных терминалов при передаче грузопотоков между железнодорожными транспортными системами с разной шириной колеи.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что ее результаты:

1) позволят усовершенствовать взаимодействие систем железнодорожного транспорта с разной шириной колеи;

2) приведут к увеличению пропускной способности приграничных контейнерных терминалов и транспортных коридоров;

3) будут способствовать развитию международной торговли через транспортные коридоры;

4) позволят увеличить грузопотоки и доходы сопредельных государств, через которые проходит международный транспортный коридор с включенным в него приграничным контейнерным терминалом;

5) позволит сократить простои маршрутных контейнерных поездов на пограничных станциях.

Методы исследования состояли в анализе функционирования международного транспортного коридора Китай-Монголия-Россия в системе других транспортных коридоров и контейнерного терминала в этом коридоре. При этом были использованы методы общей теории систем, теории вероятностей, множеств, комбинаторный анализ, классификация и параметрическое описание объектов, моделирование устройства и работы контейнерных терминалов на компьютере.

Реализация и внедрение результатов работы. Выводы и научные рекомендации, полученные в результате работы, были использованы при проектировании и строительстве приграничного таможенного терминала на станции Дзамын-Удэ Монгольской железной дороги и будут использованы при его дальнейшем строительстве и эксплуатации.

Теоретические и методические разработки, выполненные в диссертации, могут найти применение в учебном процессе при подготовке специалистов для железнодорожного и других видов транспорта по специальностям «Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте», «Коммерция», «Логистика и управление цепями поставок».

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на Неделе науки «Транспорт: Проблемы, идеи, перспективы» в ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» в апреле 2013г., на ХП Международной научно-практической конференции «Логистика: Современные тенденции развития» в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный экономический университет» 19.04.2013, на Международной конференции» Актуальные вопросы научных исследований и подготовки кадров высшей квалификации в области логистики и управле-

ния цепями поставок» в Высшей школе менеджмента Санкт-Петербургского государственного университета в январе 2013г., на конференции молодых ученых ПГУПСа «Анализ и прогнозирование систем управления на транспорте» в апреле 2013г., на кафедре «Логистика и коммерческая работа» ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 5-ти печатных работах общим объёмом 1,0 печ.л. Одна статья опубликована в журнале, входящем в перечень ведущих рецензируемых изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 130 источников. Содержание работы изложено на 147 страницах основного текста, включающего 8 таблиц и 25 рисунков.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСПОРТНОГО КОРИДОРА КИТАЙ-МОНГОЛИЯ-РОССИЯ

В этой главе для выявления места и роли исследуемого транспортного коридора в системе международных транспортных коридоров дана характеристика понятия «транспортный коридор», описаны основные международные транспортные коридоры в направлении Европа-Азия, приведены обоснования теоретической актуальности исследований транспортных терминалов и приграничных таможенных терминалов как компонентов этих систем. Показана важность международного транспортного коридора Китай- Монголия-Россия для народного хозяйства Монголии и вообще для международной торговли на направлении Азия-Европа. Обоснованы задачи и методика исследований.

1.1 Международные транспортные коридоры в Европе

Понятие «международные транспортные коридоры» (МТК) было введено на Общеевропейской конференции по транспорту, которая состоялась в 1994 г. на острове Крит, Греция. На этой конференции было намечено 9 па-невропейских транспортных коридоров, которые по названию места проведения конференции получили условное название «Критские транспортные коридоры». Позже был добавлен еще один - 10-ый коридор.

Большинство из них пересекает континент Европы в различных направлениях с Севера на Юг и с Запада на Восток с различными ответвлениями и разветвлениями.

Основные Критские коридоры:

• 1-ый коридор: Хельсинки-Петербург-Таллинн-Рига-

Варшава (Финляндия-Россия-Прибалтика-Польша);

• 2-ой коридор: Берлин-Брест-Минск-Москва (Германия-

Польша-Беларусь-Россия);

• 3-ий коридор: Лейпциг-Краков-Львов-Киев (Германия-

Польша-Украина);

• 4-ый коридор: Нюрнберг-Прага- Братислава- София-Стамбул (Германия-Турция);

• 5-ый коридор: Вена - Ужгород - Львов-Киев (Австрия-Венгрия-Украина);

• 6-ой коридор: Катовица-Варшава-Гданьск (по Польше в меридианом направлении);

• 7- ой коридор: Греция-Сербия-Австрия-Германия;

• 8-ой коридор: Дуррес-Тирана-София-Варна (поперек Балканского полуострова);

• 9-ый коридор: Хельсинки-Петербург (или Москва)-Псков-Киев- Одесса;

В последующие годы эти коридоры удлинялись (в основном - в сторону России) и в настоящее время через Россию проходят два основных коридора: Запад-Восток и Север-Юг (развитие 2-го и 9-го Критских коридоров). Важнейшие из Азиатско-Европейских коридоров - это:

• Запад-Восток: Хельсинки -Транссиб: -Находка (с ответвлениями Екатеринбург-Достык- Шанхай; Улан-Удэ - Наушки-Пекин-Тяньцзинь (или Улан-Удэ-Улан-Батор-Пекин-Тяньцзинь) и Чита-Забайкальск-Харбин-Далянь) и

• Север-Юг (Хельсинки-Петербург-Москва-Астрахань-Тегеран (или Актау, или Туркмен-Баши, или Баку) - Бендер-Аббас (Иран)- Мумбай (Индия).

Транспортный коридор можно определить как постоянное направление транспортировок грузов с большими объемами перевозок. Транспортный коридор иногда рассматривается только как поток грузов, но нередко под этим понятием подразумевают и некоторые организационные структуры и технические средства, обеспечивающие эффективность процессов перевозок.

Международные транспортные коридоры за последние годы становятся одним из основных направлений развития мировой торговли. По ним пере-

мещаются большие грузопотоки между странами, континентами и между регионами внутри стран.

Основными преимуществами транспортного коридора считаются: сокращение срока доставки грузов, надежность и сохранность грузов, более низкая стоимость доставки по сравнению с другими маршрутами перевозок.

Формирование международных транспортных коридоров преследовало основную цель - ускорить продвижение грузопотоков в международной торговле и усовершенствовать организацию перевозов в соответствующих направлениях.

Три из этих коридоров (1-ый, 2-ой и 9-ый) проходят по территории Российской Федерации [76, 80].

МТК-1 идет в пределах России от Калининграда - через Литву (Со-ветск) и от границы с Польшей (Мамоново) - на Россию.

МТК № 2 имеет направление Берлин- Варшава - Брест- Минск -Москва- Нижний Новгород- Екатеринбург-Сибирь. По этому коридору осуществляется большой объем перевозок железнодорожным и автомобильным транспортом в направлении Запад-Восток. МТК-2 в Беларуси и в районе Москвы пересекается с МТК-9. Вдоль продолжения МТК- 2 на территории России проходят две автомагистрали федерального значения: "Волга" и "Урал", отвечающие международным требованиям.

Наиболее важный из этих коридоров - МТК-9, расширение которого на Восток охватывает значительную часть транспортной системы Европейской части России.

МТК № 9 идет из Северной Европы и разветвляется на территории России: Хельсинки- Санкт-Петербург-Москва, Хельсинки- Санкт-Петербург-Киев, Хельсинки-Санкт-Петербург-Вильнюс-Калининград. На Украине МТК-9 соединяется с МТК № 5 на (Львов- Киев) и МТК- 7. Этот МТК по предложению России был продлен от Москвы до о