НОРМИРОВАНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

АННОТАЦИЯ

В статье был рассмотрен технологический процесс обработки контейнеров в составе блок-трейна по отправлению со станции примыкания к железнодорожному терминалу на основе математическо-статистического метода. Результаты анализа технологической обработки по отправлению контейнерного блок-трейна на станциях примыкания к железнодорожному терминалу были определены методами математической статистики. Была доказана корректность аппроксимации по закону нормального распределения по критерию В.И. Романовского при отправлении контейнеров в составе блок-трейна со станции. По рассматриваемым технологиям cокращение времени на технологическую обработку по отправлению контейнерного блок-трейна на станциях примыкания к железнодорожному терминалу обработки поездов на станции примыкания составит 132 мин. за счет выполнения основных технологических задач и накопления контейнерных поездов на железнодорожных терминалах. 

ABSTRACT

The article examined the technological process of processing containers as part of a block train for departure from the station adjoining the railway terminal on the basis of a mathematical and statistical method. The results of the analysis of technological processing for the departure of a container block train at stations adjacent to the railway terminal were determined by methods of mathematical statistics. The correctness of the approximation according to the law of normal distribution according to V.I.’s criterion was proven. Romanovsky when sending containers as part of a block train from the station. According to the technologies under consideration, the reduction in the time for technological processing for the departure of a container block train at the stations adjoining the railway terminal for train processing at the adjoining station will be 132 minutes. through the implementation of basic technological tasks and the accumulation of container trains at railway terminals.

Ключевые слова: контейнер, блок-трейн, терминал, технология, цепь доставок.

Keywords: container, block train, terminal, technology, supply chain.

Движение железнодорожного состава, как уже было отмечено, осуществляется по строгому расписанию. В зависимости от условий договора железнодорожной перевозки отправляемые грузы перевозят в местном или прямом сообщении. В случае перевозки в местном сообщении поезд доставляет груз в рамках одной железной дороги. В случае прямого сообщения для доставки груза используется две или более железные дороги, составляющие единую железнодорожную сеть [1].

Грузы перевозят в вагонах, контейнерах, которые принадлежат организации железнодорожного транспорта и в вагонах, которые являются собственностью или арендуются юридическими либо физическими лицами.

Грузополучатель должен быть уведомлен о прибывшем на его адрес грузе не позже, чем в полдень на следующий день после прибытия груза. Грузополучатель должен окончательно рассчитаться с перевозчиком за транспортные услуги.

Система работы железнодорожной станции включает порядок и последовательность обработки поездов и вагонов. При этом должно обеспечиваться наиболее оптимальное использование технических средств с учётом современных технологий и штатных сотрудников станции. К штатным работникам относятся составители, осмотрщики, приемосдатчики.

Эффективность работы железнодорожного транспорта зависит от четкой организации движения поездов, которая должна обеспечить требуемый для строительства грузооборот, наилучшее использование технических средств и безопасность движения поездов. Продолжительность цикла операций по загрузке составов, доставке грузов, разгрузке у места назначения и возвращению порожних вагонов к месту погрузки должна быть минимальной, при этом грузы должны перемещаться бесперебойно в соответствии с графиком [3].

Функционирование любой транспортной системы, в том числе железнодорожного локомотива можно представить, как хронологическую последовательность событий. Моделирование подобной системы относится к дискретному, то есть – предполагающей перерывы в работе железнодорожного состава, как и железнодорожной станции.

По технологическому процессу время на обработку грузового поезда со сменой локомотива на станции отправления можно рассмотреть по рисунку 1.

Движение поездов строго по графику обеспечивается правильной организацией и точным выполнением технологического процесса работы станций, депо, тяговых подстанций, пунктов технического обслуживания и других подразделений, связанных с движением поездов [4, 5].

В работе рассматривается технология контейнерного блок-трейна на железнодорожных терминалах. На рисунке 2 показана технология обработки контейнерного блок-трейна, при организации его движения на железнодорожной сети [6-7].

Рисунок 1. Технологический график обработки грузового поезда

Рисунок 2. Технология обработки контейнерного блок-трейна при организации его движения на железнодорожной сети

Таможенные операции, грузовые операции с контейнерным блок-трейном, будут производится на железнодорожном терминале, также на железнодорожном терминале работниками пунктами технического осмотра и пункта коммерческого осмотра производятся технические и коммерческие осмотры, работником станции выполняется проверка правильности размещения контейнеров на фитинговых платформах и прием груза к отправлению В общей сложности на все производимые операций затрачивается около 400 мин [8]. Не позднее чем за один час до прибытия поездного локомотива контейнерный блок-трейн будет выставляться на пути станции отправления. Затем поездной локомотив сцепляется с составом, проверяются тормоза и контейнерный блок-трейн отправляется со станции по твердому графику.  Технологический график обработки контейнерного блок-трейна со станции отправления примыкающей к железнодорожному терминалу рисунку 3.

В данном исследовании было произведено нормирование продолжительности технологических операций на железнодорожном транспорте путем наблюдений.

Рисунок 3. Технологический график обработки контейнерного блок-трейна

С увеличением числа наблюдений (объёма выборки) характеристики количества отобранного комплекса (среднее значение признака, его дисперсия и т.д.) приближаются к характеристикам генерального комплекса.

Обработав статистические данные по отправляемым поездам, путем их анализа количество наблюдений в выборке n может быть определено по следующей формуле:

                                                      (1)

где X – величина, полученная от степени достоверности полученных результатов интеграла вероятностей или таблицы значений интеграла в зависимости от полученной достоверности P=F (x)

В научных исследованиях часто принимают Р = 0,90 [9]. Для случая, когда принятая достоверность наблюдений равна R=0,90, а степень точности в исследовании R=0,05 находим X =1,65. В этом случае.

Исходя из этого, объем выборки (общее количество наблюдений) должен состоять не менее чем из 273 объектов. Каждую единицу наблюдения необходимо брать приблизительно, не выборочно, а случайным образом.

При помощи математико-статистических методов [10], исходя из количества объектов (n) генерального комплекса, определяется объем выборки:

                                              (2)

В зависимости от широты выборки его разряд определим следующим образом: где t_max, t_min – соответственно наибольшее и наименьшее значения времени между наблюдениями. В нашем случае соответственно максимальное и минимальное время, затраченное на обработку поезда, часы. Выполнение обработки поезда по отправлению рассмотрим на примере станции отправления с обработкой технологического процесса на основе математико-статистического метода. Согласно (1) количество наблюдаемых отправлений должно составить не менее 273 штук.

Статистические сведения, обрабатываемые в работе, в общей сложности составили 310. Это, в свою очередь, показывает, что выбранных данных достаточно. Следовательно, на основе (2) можно определить ширину выборки;

K = (1+ 3,322× ln(n)) = 9,27                                 (3)

Максимальное и минимальное время, затраченное на доставку вагона между наблюдениями, составило 220 и 82 часов соответственно. Таким образом, на основе (2) может быть определён разряд выборки.

Средний объем доставки определяется как:

                                        (4)

Количество статистических наблюдений в разряде доставки, то есть выполнение обработки состава, приходящуюся на каждый разряд, можно определить с помощью функции учета Счётесли программы Microsoft Excel.

Статистическая частота доставки определяется как:

                                                       (5)

Например, статистическая частота обработки состава в первом разряде равно 8/300 = 0,026 и т.д.

Среднее значение, характеризующее состояние ряда статистического распределения, т.е. в исследуемом случае среднестатистическое значение выполнения сроков доставки, определяется следующим образом:

где I – разрядное число (i = 1, 2, ..., j).

Статистическая дисперсия, описывающая разброс ряда распределения, то есть статистическая дисперсия выполнения обработки состава в исследуемом случае, определяется как:

Среднестатистическое квадратичное отклонение, описывающее абсолютное отклонение статистического ряда, т.е. в исследуемом случае среднестатистическое квадратичное отклонение выполнения времени доставки определяется следующим образом:

, часы                                               (8)

Следовательно, согласно (8) среднестатистическое квадратичное отклонение выполнения времени доставки равно 28,3 часам.

Данные наблюдений, представляем в виде гистограммы (рис. 4), а также, после того, как как числовые характеристики статистического ряда были рассчитаны, перейдём к выбору кривой распределения, которая более полно характеризует данное распределение. Распределение, которое соответствует этой кривой, мы назовем теоретическим распределением.

Рисунок 4. Гистограмма распределения случайной величины для обработки контейнерного блок-трейна на станциях примыкания к железнодорожному терминалу, мин

Координаты теоретической кривой распределения случайной величины, вероятность попадания случайной величины в определенный интервал, то есть в исследуемом случае вероятность обработки контейнерного блок-трейна в разряде, определяется вычислением её вероятности в разряде.

Исходя из того, что внешний вид многоугольника в гистограмме из рисунка характеризует нормальный закон распределения, для нормального закона распределения случайного значения (рисунок 4 красная кривая), вероятность её попадания на определённый интервал (р_н(i)) определяется в соответствии с данной формулой:

                              (9)

где – функция закона нормального распределения.

При этом вероятность обработки контейнерного блок-трейна, соответствующих первому разряду, были определены согласно формуле (9) следующим образом:

Корректность аппроксимации в соответствии с законом нормального распределения выполнения сроков поставки проверена по критерию согласия К. Пирсона (критерий согласия  (хи-квадрат)) [11,12].

Значение  определим по следующей формуле:

                                                     (10)

где f_i теоретическая вероятность нахождения случайной величины в i-интервале, количество теоретических наблюдений в исследуемом случае при разряде

Как видно из рисунка 4, статистические и теоретические распределения полученных результатов близки между собой, а также результаты, полученные, по статистическим сведениям, почти совпадают с рассчитанными согласно закона нормального распределения.

Аппроксимации о взаимном соответствии статистических данных и кривой теоретической кривой нормального распределения были осуществлены в соответствии с критерием В.И. Романовского [13]. Согласно правилу В.И. Романовского:

                                                     (11)

считается, что принятый закон распределения удовлетворительно описывает и показывает статистическое распределение. 

При этом r - число степеней свободы:

r = k-s                                                     (12)

где k – количество групповых интервалов;

s - это количество независимых условий (для нормального распределения будет принято s = 3).

По рассматриваемым технологиям обработки поездов на станции примыкания можно прийти к выводу что время на технологические операции у грузового поезда составляет 154 минуты, а контейнерного блок –трейна 132 мин. Сокращение времени на обработку контейнерного блок-трейна на станциях отправления происходит за счет выполнения основных технологических задач и накопления контейнерных поездов на железнодорожных терминалах. Что в свою очередь даст возможность грузоотправителям надежной, ускоренной доставки широкой номенклатуры контейнеропригодных товаров.

Список литературы:

1. Мухамедова З.Г. Факторы влияющие на использование контейнерных блок-поездов в Узбекистане / З.Г. Мухамедова, З.В. Эргашева // Научно-технический журнал «Известия Транссиба» 2023. №1(53) С.84-94 ISSN 2220-4245
2. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железнодорожном транспорте Узбекистана. Электронный ресурс. Режим доступа: https://lex.uz/docs/1797489 Дата обращения: 16.02.2021г.
3. Сирина, Н.Ф., Юшкова, С.С. Совершенствование системы управления транспортной инфраструктурой полигона железных дорог // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2019. №2 (62). – С.283.
4. Иванкова, Л.Н., Буракова, А.В. Определение пропускной способности станций с учетом емкости путевого развития // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2018. №3 (59). – С. 253.
5. Климова, Н.В. Организация движения контейнерных блок-поездов как одна из прогрессивных форм железнодорожных транспортных услуг при мультимодальных экспортно-импортных перевозках// Вестник транспорта Поволжья. -2013.-Вып. 2 (38). –С. 58-66.
6. Климова, Н.В., Грошев, Г.М., Котенко, А.Г., Романова, И.Р. Стабилизация отправления контейнерных блок-поездов по расписанию на станциях примыкания тыловых логистических терминалов в транспортном узле// Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб. : ПГУПС, 2016.  – Вып. 3 (48) – Т.13.- С. 410–420.
7. Mukhamedova Z.G. Dynamics of development of  cargo transportation in Uzbekistan/ Z.G. Mukhamedova, Z.V. Ergasheva, V.V. Ergasheva, R.Ya.Abdullaev, D.G. Muxamedova // "Modern Materials Science: Topical Issues, Achievements and Innovations" (ISCMMSTIAI-2022). Pp. 115-123
8. Production estimate of technological operations duration in railway transport Mukhamedova, Z., Ergasheva, Z., Barotov, J., Ergasheva, V., Abdullaev, R. E3S Web of Conferences, 2023, 401, 02048
9. Mukhamedova, Z., Fayzibaev, S., Ergasheva, Z. Improving the Design Concepts of Equipment for the Assembly Platform of a Rail Service Car Considering Reliability Rates and Real State// IP Conference Proceedingsthis link is disabled.- 2022, 2432, 030052.
10. Мухамедова З.Г., Эргашева З.В., Дильбарова М.Р.К. К вопросу о развитии терминальной деятельности с использованием технологии блок-поездов// Транспорт и логистика: актуальные проблемы стратегического развития и оперативного управления. VI международная научно-практическая конференция. Ростов-на-Дону, 2022. С. 139-142.
11. Вентцель,  Е.С. Теория вероятностей: учебник / Е.С. Вентцель. – 11- е изд., стер. – М.: КНОРУС, 2010. – 664 с.
12. Кудрявцев В.А. Влияние остатка вагонов после накопления составов на величину затрат вагоно-часов // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2013. – №3. – С. 37-40.
13. Романовский В.И. Математическая статистика. Книга 1. Основы теории вероятности и математической статистики. Ташкент: АНУЗССР, 1961. – 637 с.