Прогнозирование и планирование перевозок

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

Введение

 

Структурная реформа на железнодорожном транспорте предусматривает постепенный переход от преимущественного функционально-территориального принципа организации деятельности железнодорожного транспорта к функциональному принципу, что нашло отражение в выделении вертикалей управления ОАО «Российские железные дороги». Как субъект хозяйственной деятельности, оно формирует стратегию развития, направленную на решение таких важнейших стратегических задач как обновление и техническое перевооружение отрасли, повышение эффективности использования имеющихся ресурсов, позволяющих улучшить финансово-экономическое состояние отрасли и повысить уровень ее конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках.

При этом основным видом деятельности являются грузовые перевозки, осуществление которых происходит на основе разработки плана-прогноза перевозок грузов и плана работы подвижного состава.

Организация эксплуатационной работы должна соответствовать корпоративным интересам холдинга РЖД:

• повышению доходности перевозок,
• сокращению издержек на перевозки грузов,
• повышению экономической ответственности и заинтересованности всех структурных подразделений в улучшении финансово-экономических результатов работы ОАО «РЖД» и холдинга в целом,
• ориентации на качественное транспортное обслуживание клиентов.

В первом разделе курсового проекта разрабатывается план-прогноз перевозок грузов на условной дороге (отдельно по двум родам грузов и общий).

В курсовой работе необходимо определить следующие показатели плана перевозок грузов:

• отправление;
• прибытие;
• прием;
• сдача;
• перевозки;
• грузооборот;
• средняя дальность перевозки;
• средняя густота перевозки.

Целью курсовой работы является планирование и экономическое регулирование грузовых перевозок на железнодорожном транспорте в условиях его реформирования. В работе осуществляются перевозки различных по степени доходности грузов – высокодоходных (нефтяные грузы) и низкодоходных (сухогрузы) на условной железной дороге. Расчеты выполняются по каждому роду груза в отдельности и суммарно по двум родам грузов.

 

1. Прогнозирование  и планирование перевозок

 

В первом разделе курсового проекта дана стандартная методика разработки плана-прогноза перевозок грузов на дорожном уровне.

Показатели плана-прогноза перевозок определяются по дороге Орша – Унеча – Ворожба.

Для этого разработаны схемы грузопотоков на дороге в тыс. тонн:

• по сухогрузам;
• по наливным грузам;
• по всем грузам.

На схемах участковые станции дороги обозначены прямоугольниками, в которых показан объем отправления груза (числитель дроби) и объем его прибытия (знаменатель дроби). Прием груза на станцию и сдача груза на участок записаны в правопутном порядке соответственно перед станцией и после нее. Объем отправления и прибытия груза на промежуточных станциях участка записан суммарно для всего участка. Размеры приема грузов с других дорог и его сдачи на другие дороги записаны по стыковым станциям дорог по ходу движения. Груженым считается направление потоков с юга на север.

Схемы грузопотоков сухогрузов, наливных грузов и всех грузов представлены соответственно на рис.1.1.1, 1.1.2, 1.1.3.

 

Рис. 1.1.1. Схема грузопотоков сухогрузов по участкам дороги, тыс.т.

 

 

Рис. 1.1.2. Схема грузопотоков нефтегрузов по участкам дороги, тыс.т.

 

 

Рис. 1.1.3. Схема грузопотоков всех грузов по участкам дороги, тыс.т.

 

 

В плане-прогнозе перевозок можно выделить объемные и качественные показатели.

К первой группе относятся:

• отправление,
• прием,
• прибытие,
• сдача,
• перевозки,
• грузооборот.

Качественными считаются показатели:

• средняя густота перевозок,
• средняя дальность перевозки.

Отправление (погрузка), измеряется в тоннах или тысячах тонн. Определяется суммированием ожидаемых размеров отправления (погрузки) по всем станциям и участкам дороги.

Прием грузов с других дорог рассчитывается также суммированием прогнозируемых размеров приема грузов с других дорог по всем стыковым пунктам. Измеряется в тоннах или тысячах тонн.

Прибытие (выгрузка) определяется суммированием ожидаемых размеров прибытия (выгрузки) по всем станциям и участкам дороги. Измеряется также в тоннах или тысячах тонн.

Сдача грузов по дроге определяется суммированием прогнозируемых размеров сдачи грузов на другие дороги по всем стыковым пунктам. Измеряется в тоннах или тысячах тонн.

Перевозки – показатель, определяющий объем продукции транспорта. Их можно определить двумя способами: как сумму собственного отправления и приема с других дорог или как сумму прибытия в пределах дороги и сдачи на другие дороги сети железных дорог. Измеряется в тоннах или тысячах тонн. Перевозки распределяются по видам сообщения:

• местное – перевозки между станциями внутри дороги;
• вывоз – отправление грузов на другие дороги (определяется как разность между отправлением и местным сообщением);
• ввоз – прибытие грузов с других дорог (определяется как разность между прибытием и местным сообщением);
• транзит – перевозка, грузов, поступающих с других дорог и следующих через данную дорогу на другие структурные единицы сети железных дорог. Транзит можно определить несколькими способами: из приема вычесть ввоз, либо из сдачи вычесть вывоз. В отдельных случаях транзит определяют, вычитая из общей суммы перевозок общие размеры ввоза, вывоза и местного сообщения.

Перевозки по ввозу, вывозу и транзиту называются перевозками в прямом сообщении. В их осуществлении участвуют две или более дороги.

Планирование перевозок по видам сообщений необходимо для правильного расчета оборота вагонов, а также эксплуатационных расходов и доходов дороги, потому что каждая дорога выполняет неодинаковое количество операций, связанных с перевозками грузов в разных сообщениях.

Правильность расчетов по составлению плана-прогноза перевозок можно проверить по отдельным станциям и дороге в целом.

Проверка по станциям и участкам:

погрузка + прием = выгрузка + сдача.

Проверка баланса по дороге:

выгрузка + сдача на другие дороги = погрузка + прием с других дорог.

Грузооборот нетто дороги определяется как сумма произведений густоты перевозок каждого участка на его протяженность:

 

где:  – грузооборот дороги,

 – густота  грузопотока на участке “i-j”, тыс. т. на км в год;

 – протяженность  участка “i-j”, км.

Измеряется грузооборот в тонно-километрах (тысячах или миллионах).

Грузооборот нетто – важный показатель плана перевозок, так как он характеризует полезную работу по перевозкам.

Грузооборот данной дороги определен в таблице 1.1.

Густота грузопотока на каждом участке равна средней арифметической величине из густоты на входе и выходе с участка в каждом направлении.

Произведение густоты грузопотока на длину участка дает объем грузооборота по участку. Грузооборот по дороге определяется как сумма размеров грузооборота по двум участкам в каждом направлении.

Средняя густота перевозок или средняя грузонапряженность – это средний грузопоток, проходящий через единицу длины железнодорожной линии в единицу времени (год). Она равна грузообороту нетто дороги, деленному на эксплуатационную длину дороги. Измеряется средняя густота перевозок обычно в тонно-километрах (тыс. или млн.) на один километр железнодорожной линии в год.

 

Средняя дальность перевозки – это среднее расстояние следования одной тонны груза в пределах дороги. Она может определяться делением грузооборота нетто на размеры перевозок по дороге. Единица измерения средней дальности – километры.

 

Рассчитанные по дороге показатели плана-прогноза перевозок грузов сведены в таблицу 1.2.

 

 

Таблица 1.1

 

Таблица 1.2

 

 

2. Прогнозирование  и планирование эксплуатационной  работы дороги

 

План-прогноз эксплуатационной работы представляет собой часть общего плана-прогноза работы железнодорожного транспорта. Задачей этого раздела является определение объема работы подвижного состава, парков вагонов и локомотивов, необходимых для освоения намеченного грузооборота при наиболее рациональном использовании технических средств транспорта, максимальной производительности труда и наименьших издержках.

Основными исходными данными для расчета показателей работы подвижного состава на железной дороге является план перевозок и технические нормы использования подвижного состава.

План работы подвижного состава в грузовом движении разработан на основе прогноза спроса на перевозки и размеров грузовых потоков по участкам и направлениям в следующем порядке:

• спрогнозированы величины нагрузки вагонов по родам грузов и размеры погрузки, выгрузки, приема и сдачи грузов в вагонах; густоту перевозок в тоннах пересчитывают в вагоны и определяют пробег груженых вагонов;
• составлен баланс порожних вагонов по станциям и участкам; пункты выгрузки и избытка порожних вагонов прикреплены к пунктам погрузки и недостатка порожних вагонов с учетом потребных типов вагонов; построена схема регулирования порожних вагонов и определен порожний, а затем и общий пробег вагонов;
• рассчитаны тонно-километры брутто по участкам; исходя из длины приемоотправочных станционных путей и принятых норм массы груженых поездов и длины составов порожних поездов, установлен пробеги поездов и густота их движения по участкам;
• определен линейный пробег локомотивов исходя из установленного числа пар поездов по участкам, размещения пунктов подталкивания и участков двойной тяги;
• установлено потребное число специальных маневровых локомотивов и их пробег на основе объема переработки вагонов на станциях, а по числу и продолжительности остановок сборных поездов на промежуточных станциях определен объем маневровой работы поездных локомотивов;
• рассчитан потребный рабочий парк вагонов и эксплуатируемый парк локомотивов, исходя из поучастковых данных о пробегах подвижного состава, технических норм его использования и данных о работе депо и станций;
• на основе объемных показателей определены качественные показатели работы подвижного состава.

 

 

2.1. Планирование  объемных показателей работы

Объемные или количественные показатели работы подвижного состава можно разделить на следующие группы:

• пробеги подвижного состава (вагоно-километры, поездо-километры, локомотиво-километры);
• затраты времени подвижного состава (вагоно-часы, поездо-часы, локо-мотиво-часы) на различные технологические операции;
• выполненная тонно-километровая работа брутто (с учетом массы тары только вагонов или вагонов совместно с локомотивами);
• показатели, отражающие выполненный цикл работы (число погруженных за сутки вагонов, суточная сдача вагонов на соседние подразделения и т.п.).

 

2.1.1. Расчет нагрузки  вагонов и их пробега в груженом  состоянии

Объем работы определяется в среднем за сутки. В связи с этим, прежде всего, пересчитаны грузопотоки в вагонопотоки. Пересчет сделан с помощью показателя «статическая нагрузка». Каждый показатель, выраженный в тоннах (погрузка, прием и т. д.), поделен на статическую нагрузку.

Статическая нагрузка рассчитана по каждому массовому грузу и каждой планируемой группе грузов. При этом необходимо учитывать следующие факторы: тип вагона, в котором перевозится данный груз (крытые, платформы, цистерны и др.); долю груза, перевозимого в каждом типе вагонов; техническую норму загрузки каждого типа вагонов при перевозке данного груза.

Плановую среднюю статическую нагрузку вагона с учетом всех трех факторов рассчитывают по формуле:

 

где: , , …, – техническая норма загрузки данного груза в данный тип вагона, т/вагон;

, , …, – доля груза, перевозимого в вагонах данного типа в общем объеме перевозок данного груза, %.

Для определения густоты движения груженых вагонов составлены схемы вагонопотоков (в тыс. ваг.) отдельно для:

• сухогрузов;
• наливных грузов;
• груженых вагонов в целом.

Схемы вагонопотоков сухогрузов, наливных грузов и всех грузов приведены соответственно на рис 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3.

 

 

 

 

 

Рис. 2.1.1. Схема вагонопотоков сухогрузов по участкам дороги, тыс.ваг.

 

Рис. 2.1.2. Схема вагонопотоков нефтегрузов по участкам дороги, тыс.ваг.

 

Рис. 2.1.3. Схема вагонопотоков всех грузов по участкам дороги, тыс.ваг.

 

Пробег вагонов определен на основе схем вагонопотоков в таблице 2.1. Формулы для расчета:

 

где:  – пробег груженых вагонов дороги,

 – густота вагонопотока груженых вагонов на участке “i-j”, тыс. ваг на км в год;

 – протяженность  участка “i-j”, км.

 

 

2.1.2. Планирование  порожнего и общего пробега  вагонов

Пробеги порожних вагонов складываются из пробегов местного порожняка и пробегов порожняка, следующего по регулировочным заданиям.

Для расчетов пробега местных порожних вагонов составлен баланс порожняка, т. е. определен избыток или недостаток порожних вагонов на каждой станции и участке. При этом для упрощения расчетов, допускается, что сухогрузные вагоны всех типов, освобождающиеся на станциях или участках, являются взаимозаменяемыми и здесь же используются под погрузку, если в этом имеется необходимость. Все цистерны, освобождаемые на дороге, следуют в порожнем состоянии в обратном направлении. Порожним направлением на данной дороге считается направление «север – юг». Расчет баланса порожняка приведен в таблице 2.2.

Размеры приема порожних вагонов (регулировочный порожняк) задаются управлением дороги. Их можно определить по формуле:

 

где:  – разница между сдачей и приемом груженых вагонов по северной станции дороги,

 – коэффициент  приема сухогрузного регулировочного  порожняка. Для цистерн  = 1.

На основе данных об избытке и недостатке местного порожняка и о размерах приема регулировочного порожняка по стыковым пунктам составлены схемы движения сухогрузного, наливного порожняка и всех грузов соответственно на рис. 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3.

 

 

Таблица 2.1.

 

Таблица 2.2.

 

Рис. 2.2.1. Схема вагонопотоков сухогрузного порожняка, тыс.ваг.

 

 

Рис. 2.2.2. Схема вагонопотоков нефтегрузного порожняка, тыс.ваг.

 

 

Рис. 2.2.3. Схема вагонопотоков всех грузов по участкам дороги, тыс.ваг.

 

 

На основании построенных схем определена средняя густота движения порожних вагонов как полусумма густоты в начале и конце участка. Умножением средней густоты движения порожних вагонов по участку на его длину рассчитан пробег порожних вагонов в вагоно-километрах. Сумма вагоно-километров по всем участкам дает пробег порожних вагонов по дороге:

 

где:  – пробег порожних вагонов дороги,

 – густота  вагонопотока порожних вагонов  на участке “i-j”, тыс. ваг в  год;

 – протяженность  участка “i-j”, км.

 

Результаты расчетов сведены в таблицу 2.3.

Общий пробег вагонов на дороге складывается из пробега груженых и порожних вагонов по участкам, входящим в состав дороги.

 

Результаты расчетов занесены в таблицу 2.4.

 

 

Таблица 2.3

 

Таблица 2.4

 

 

2.1.3. Расчет  тонно-километровой работы брутто и ее распределение по категориям поездов

Тонно-километровая работа брутто – это работа, затрачиваемая на перемещение массы груза и тары вагонов. Она на дороге складывается из тонно-километров нетто () и тонно-километров тары вагонов ():

 

Тонно-километры нетто по участкам и в целом по дороге рассчитаны в плане перевозок (табл. 1.1.).

Тонно-километры тары вагонов определены умножением общего пробега вагонов () на среднюю массу тары () вагона в тоннах:

 

Средняя масса тары вагона наиболее точно может быть определена как взвешенная по типам вагонов.

Тонно-километры брутто рассчитаны отдельно для груженых и порожних вагонов по участкам и направлениям. Формула расчета для груженых вагонов:

 

Для порожних вагонов тонно-километры брутто равны тонно-километрам тары и выполнены они только в одном направлении (порожнем):

 

Общая тонно-километровая работа определяется суммированием тонно-километров груженых и порожних вагонов. Расчет тонно-километровой работы выполнен в таблице 2.5.

 

Таблица 2.5

 

Рассчитанные таким образом тонно-километры брутто груженых и порожних вагонов включают в себя работу всех категорий поездов. Поезда разных категорий имеют различную массу и скорость, требуют неодинаковых затрат на их передвижение, поэтому тонно-километры брутто должны определяться отдельно для ускоренных, сборных, передаточных и вывозных, прямых (сквозных и участковых) груженых и порожних поездов. На данной дороге работают только сквозные и сборные поезда.

Сквозные поезда следуют назначением между двумя участковыми станциями и далее. Они осваивают основной грузопоток, имея высокие нормы веса и длины. Скорости этих поездов также достаточно большие. Обычно формируются раздельно из груженых или порожних вагонов.

Сборные поезда работают внутри одного участка и обслуживают в основном местную работу (погрузку-выгрузку) на промежуточных станциях. Эти поезда имеют меньшие весовые нормы (до 1500 тонн) и невысокие скорости, поскольку на промежуточных станциях поездными локомотивами этих поездов выполняется маневровая работа, связанная с отцепкой и прицепкой вагонов.

Зачастую сборные поезда состоят одновременно из груженых и порожних вагонов.

Для распределения тонно-километров брутто по категориям поездов, выделяют ту часть, которая приходится на сборные поезда, тогда оставшаяся часть работы будет относиться к сквозным:

 

Тонно-километры брутто сборных поездов рассчитаны отдельно для груженых и порожних вагонов. Чтобы определить тонно-километры брутто груженых вагонов сборных поездов, использованы данные о размерах погрузки и выгрузки грузов на участках дороги:

 

т. е. сумму погрузки () и выгрузки () в вагонах на промежуточных станциях участка «i-j» умножают на среднюю массу вагона брутто () и на половину длины участка, поскольку каждый вагон, следующий под выгрузку или из-под погрузки проходит в среднем половину длины участка.

Средний вес вагона брутто в свою очередь определяется по формуле:

 

Расчеты тонно-километров брутто груженых вагонов ведутся по направлениям ("туда" и "обратно").

Для получения тонно-километров порожних вагонов подсчитано количество порожних вагонов всех типов, используемых для местной работы промежуточных станций, при этом величина порожняка берется по модулю, вне зависимости, избыток или недостаток данного типа порожних вагонов наблюдается на участке. Эту величину умножают на массу тары вагона и половину протяженности участка:

 

Тонно-километровая работа брутто порожних вагонов в сборных поездах выполнена только в обратном (порожнем направлении).

Расчеты по приведенным формулам выполнены в таблице 2.6.

 

2.1.4. Планирование  пробега поездов и локомотивов

Пробег поездов определяют исходя из работы вагонов на каждом участке, выраженной в тонно-километрах брутто, и норм массы поездов. Норму массы поездов различных категорий устанавливают при разработке графика движения по каждому направлению и каждому виду тяги. При этом учитывают мощность локомотива, профиль пути, полезную длину станционных приемоотправочных путей и ряд других факторов.

В работе пробег поездов рассчитывается по каждому участку в грузовом и порожнем направлении раздельно по следующим категориям:

• сквозные груженые;
• сквозные порожние;
• сборные.

Пробеги сквозных груженых поездов () определяют делением тонно-километров брутто (), выполняемых в этих поездах, на норму массы поезда ():

 

Пробеги сквозных порожних поездов устанавливают, исходя из тонно-километров брутто порожних вагонов в сквозных порожних поездах и массы порожнего поезда:

 

Масса порожнего поезда () в свою очередь рассчитывается умножением числа вагонов в поезде () на массу тары вагона ():

 

Норма состава поезда в вагонах () зависит от полезной длины станционных приемо-отправочных путей (), длины пути на установку локомотива () и длины вагона ():

 

Длина пути на установку локомотива равна 50 м.

При расчете пробегов сборных поездов прежде всего установлена масса сборного поезда. Она зависит от конкретных условий работы на участке. Затем определено количество сборных поездов на каждом участке дороги по уровню максимальной тонно-километровой работы из направлений «туда» и «обратно»:

 

Полученное количество поездов округлено до целых в большую сторону, поскольку фактическая масса сборного поезда может быть меньше допустимой нормы. Это число сборных поездов одинаковое для направлений движения «туда» и «обратно» на каждом участке.

На следующем этапе расчетов определены поездо-километры сборных поездов:

 

Общие поездо-километры по дороге находятся суммированием поездо-километров, выполненных во всех категориях поездов:

 

Результаты расчетов занесены в таблицу 2.7.

Далее выполнен расчет линейного пробега локомотивов (). Он определяется суммированием пробега во главе поездов () и вспомогательного линейного пробега ():

 

Пробег во главе поездов численно равен пробегу поездов:

 

Вспомогательный линейный пробег представлен только одиночным следованием. Он определяется как разность поездо-километров по участку «туда» и «обратно», при этом знак полученного результата не учитывается, так как говорит лишь о направлении одиночного пробега:

 

Результаты расчетов приведены в таблице 2.8.

 

 

Таблица 2.6.

 

Таблица 2.7

 

Таблица 2.8

 

Поездная работа характеризуется не только количеством поездо-километров, но и размерами движения поездов по участкам и направлениям.

Среднесуточное число поездов каждой категории по каждому участку «туда» и «обратно» определяется делением соответствующих поездо-километров () по участку «i-j» за сутки на его протяженность ():

 

Результаты расчетов приведены в таблице 2.9.

Общий пробег локомотивов состоит из линейного, который был определен в табл. 2.8. и условного пробегов:

 

Локомотиво-часы линейного пробега посчитаны в таблице 2.11 – это время в чистом движении. Локомотиво-часы одиночного следования – это время в чистом движении одиночных локомотивов.

Условный пробег, в свою очередь определяется на основе расчета затрат маневровой работы специальными маневровыми () и поездными () локомотивами и простоев локомотивов в горячем состоянии ():

 

И маневровая работа локомотивов и их простой в горячем состоянии определяются на основе расчета затрат времени работы и условных коэффициентов перевода локомотиво-часов в локомотиво-километры:

 

 

 

Годовые затраты локомотиво-часов работы специальных маневровых локомотивов определяются по формуле:

 

где:  – эксплуатируемый парк специальных маневровых локомотивов;

 – часы  работы локомотива за сутки (принимается равным 23,5 ч).

Годовые затраты локомотиво-часов работы поездных локомотивов на маневрах определяются из таблицы 2.11. по формуле, поскольку по условию задания локомотивы сборных поездов во время простоя на промежуточных станциях заняты маневровой работой:

 

Простой в горячем состоянии – это время нахождения локомотивов на станциях приписки, оборота локомотивов и смены бригад, а также на промежуточных станциях (по графику движения поездов), исключая время на поездные маневры. Формула для годового расчета:

 

 – время экипировки локомотива = 0,5 ч.

Расчет приведен в таблице 2.10.

 

Таблица 2.9

 

Таблица 2.10

 

2.2. Определение  парков подвижного состава

2.2.1. Определение  эксплуатируемого парка локомотивов

Локомотивы, выделенные дороге для обеспечения перевозок, составляют парк локомотивов, находящийся в ее распоряжении. Этот парк состоит из инвентарного парка данной дороги (за исключением находящихся в запасе, сданных в аренду и откомандированных для временной работы на другие дороги) и из локомотивов других дорог, временно прикомандированных на эту дорогу.

Парк локомотивов, находящийся в распоряжении дороги, разделяется на эксплуатируемый и неэксплуатируемый.

К эксплуатируемому парку относятся локомотивы, участвующие в перевозочном процессе, т.е. находящиеся во всех видах работы, под техническими операциями (набор топлива, набор воды и т.п.), на техническом обслуживании (в пределах установленной нормы времени) и в ожидании работы как на станционных путях, так и в основном и оборотном депо.

К неэксплуатируемому парку относятся неисправные локомотивы, локомотивы, находящиеся в резерве дороги, временно отставленные по неравномерности движения, исправные, находящиеся в процессе перемещения, приема и сдачи в холодном состоянии, под оборудованием и модернизацией между плановыми видами ремонта.

По характеру работы локомотивы эксплуатируемого парка могут быть подразделены на поездные, специальные маневровые и занятые на прочих работах.

Поездные локомотивы по роду выполняемой ими работы подразделяются на локомотивы, работающие в пассажирском, грузовом и хозяйственном движении.

Потребность в грузовых локомотивах определяется по видам тяги (электровозы, тепловозы), видам движения (грузовое и хозяйственное, специально маневровая работа). Для определения потребного эксплуатируемого парка поездных локомотивов для грузового движения существует несколько способов, имеющих разную степень точности:

1. По тонно-километровой работе:

 

где:  – суточная производительность локомотива.

2. По линейному пробегу:

 

где:  – среднесуточный пробег локомотива.

3. По бюджету времени:

 

где:  – локомотиво-часы в сутки:

 

где:  – время в чистом движении, ч;

 – время  простоя на промежуточных станциях, ч;

 – время  простоя в пунктах основного  депо, ч;

 – время  простоя в пунктах оборота, ч;