Мамонтов И.Ю.

Анализ исследований в области совершенствования работы контейнерных терминалов

Создание терминалов с непрерывной переработкой контейнеров является одной из приоритетных задач развития терминально-логистического комплекса Российской Федерации. Это позволит существенно сэкономить затраты времени и ресурсов на операции по сортировке контейнеров.

Стоит отметить, что исследованиями в данной области занимались как российские, так  и зарубежные ученые. Были предложены проекты по созданию масштабного контейнерного терминала, по совмещению технологических процессов работы сортировочной горки грузовой станции и контейнерного терминала, по ускорению сортировки вагонов с контейнерами путем внедрения устройства для перемещения рельсового транспортного средства с одного пути на параллельный ему путь.

В октябре 2011 года была утверждена «Концепция комплексного развития контейнерного бизнеса в холдинге «РЖД», в которой также сделаны перспективные предложения по организации непрерывной переработки контейнеров путем совершенствования работы опорных терминально-логистических центров и внедрения перевозок контейнеров по сети российских железных дорог местными, маршрутными и ускоренными маршрутными контейнерными поездами.

В данной научной статье автор проанализировал современные технические решения и проекты по созданию терминалов с непрерывной переработкой контейнеров, отметил  преимущества и недостатки, изучил их практическую значимость.  

The summary:     

Creation of terminals with continuous processing of containers is one of priority problems of development of a terminal-logistical complex of the Russian Federation. It will allow to save essentially expenses of time and resources for operations on sorting of containers.

It is necessary to notice that in researches in the field were engaged both Russian and foreign scientists. Projects on creation of the scale container terminal, on combination of technological processes of a hump yard of cargo station and the container terminal, on acceleration of sorting of cars with containers by introduction of the device for moving of a rail vehicle from one way on a way parallel to it have been offered.

In October, 2011 was confirmed  the Concept of complex development of container business in holding "Russian Railway".  In this document were made perspective proposals on the organization of continuous processing of containers by perfection of work of the basic terminal-logistical centers and introduction of transportations of containers on a network of the Russian railways by the local, routing and accelerated routing container trains.

In this scientific article the author has analysed modern technical decisions and projects on creation of terminals with continuous processing of containers, investigated advantages and lacks, has studied their practical importance.

Анализ исследований в области совершенствования работы контейнерных терминалов (текст статьи).

В настоящее время актуальным является вопрос создания терминалов с непрерывной переработкой контейнеров. Поиск оптимальной с позиции принципов логистики схемы размещения подобных терминалов  и разработка алгоритма функционирования такой системы являются одними из приоритетных задач развития российских контейнерных перевозок.

Сокращение времени на повторную сортировку контейнеров, на различные дополнительные операции, выполняемые с контейнерами на терминалах – именно такие вопросы требуют оперативного решения в современных  условиях, когда экономия времени и ресурсов определяет экономическую эффективность перевозок.

Поэтому автору представляется необходимым проанализировать российский и зарубежный опыт в области создания терминалов с непрерывной переработкой контейнеров. Подобные терминалы способны существенным образом модернизировать рынок контейнерных перевозок.

Один из первых подобных проектов принадлежит китайской компании Shanghai Zhenhua Port Machinery Co Ltd (ZPMC), которая является лидером по производству автоматических складирующих кранов. Данная компания  разработала макет масштабного контейнерного терминала, позволяющего транспортировать блок из двух контейнеров по всей технологической цепочке от судна-контейнеровоза до контейнерного терминала на специальных рельсовых тележках.

При этом железнодорожные тележки движутся перпендикулярно причалам, обеспечивая технологическую связь морского фронта со складом.

А складские автоматические краны обслуживают эти тележки с контейнерами в любой точке штабеля (рис.1).

В российской научной практике также имеется ряд проектов создания терминалов с  непрерывной переработкой контейнеров.

Исследованиями в области данного вопроса занимались Белый О.В., Резер С.М., Кузнецов А.П., Суетин В.В., Суетина О.В., Чатоян С.К., Дружинин А.А., Куренков П.В., Кузовков А.М., Москвичев О.В., Москвичева Е.Е. Рассмотрим некоторые из предложенных проектов.

В диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москвичевой Е.Е. «Совершенствование технологических решений в организации работы контейнерных терминалов» разработана функциональная модель поточной организации обработки контейнеров в условиях сквозной терминальной технологии.

Это означает, что в указанной выше диссертации предложен новый подход к организации работы контейнерных терминалов, основанный на технологии поточной обработки контейнеров железнодорожным транспортом, под которой понимается  способность контейнерного терминала принимать полносоставные контейнерные поезда и обеспечивать быструю и эффективную обработку поездов, включая перегрузку контейнеров с одного поезда на другой. Автор стремился решить проблемы минимизации числа операций с контейнерами  и пробегов вагонов при сортировке контейнеров.

технологии.

На основе характеристик показателей качества транспортного обслуживания, критериев оптимальности и технико-технологических параметров, основных принципов построения и свойств логистических систем, была предложена модель принципиально новой транспортно-технологической схемы работы с контейнерами (рис.2).

Отличительной особенностью предлагаемой модели транспортно- технологической схемы работы с контейнерами является то, что операции по расформированию совмещены с формированием составов. При этом сортировка контейнеров по назначениям не требует перемещения вагонов и происходит при помощи погрузочно-разгрузочного механизма.

Принцип поточной обработки контейнеров осуществляется с помощью специального устройства - самодвижущейся сортировочной платформы (ССП) (рис.3), задачей которого является упрощение и интенсификация маневровой работы за счёт поперечного перемещения железнодорожных вагонов на соответствующие по назначению рельсовые пути.

Патент № 2369504 на устройство для перемещение рельсового транспортного средства с одного рельсового пути на другой, параллельный ему путь был зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации  10 октября 2009 г. Разработка данного изобретения была осуществлена следующими учеными: Кузнецов А.П., Суетин В.В., Суетина О.В., Чатоян С.К., Дружинин А.А., Куренков П.В., Москвичев О.В., Москвичева Е.Е. 

Предложенная концепция терминала сквозного типа с поточной обработкой контейнеров отвечает ряду определенных технических требований, среди которых следует отметить модульное построение терминала; минимально необходимое число операций с контейнерами; высокая степень автоматизации; единство и непрерывность транспортно-технологического процесса; интегрированность в информационное пространство транспортной отрасли и логистического бизнеса и другие.

Для всестороннего анализа в диссертационном исследовании Москвичевой Е.Е. были выделены три наиболее важных аспекта организации данного контейнерного сервиса - технический, технологический и экономический.

Технический аспектзаключается в создании специализированной терминальной инфраструктуры, включающей в себя контейнерные площадки, технику и оборудование для производства сортировочных и погрузочно-разгрузочных работ, средства автоматизации и управления.

На основании проведённой оценки эффективности формирования евроазиатских транспортных коридоров с точки зрения перспектив внедрения и развития на соответствующих направлениях терминалов сквозного типа с поточной обработкой контейнеров железнодорожным транспортом, в работе отмечается, что данные объекты должны являться элементами пространственной модели модернизации инфраструктуры транспортного комплекса РФ в составе внутренних и международных транспортных коридоров.

При этом можно выделить два основных варианта применения предлагаемой транспортно-технологической схемы работы с контейнерами.

Первый вариант. При организации регулярного железнодорожного контейнерного сообщения на контейнерных терминалах сквозного типа (выступающих в качестве блок-пунктов) сможет происходить обмен группами вагонов на сортировочных путях. Часть вагонов сможет отцепляться для дальнейшей отправки под погрузку в текущем блок-пункте или по фидерному направлению.

Второй вариант.Для повышения эффективности использования железнодорожной инфраструктуры и увеличения пропускной способности транспортных узлов необходимо строительство контейнерных терминалов сквозного типа в качестве тыловых. Оснащенные складами для хранения генеральных грузов и сортировочной системой они смогут позволить подбирать судовые партии из прибывающих вагонов для каждого причала. Кроме того, на таких терминалах, расположенных в зоне тяготения к портам, смогут загружаться прибывшие порожние поезда и выгружаться экспортные грузы, если в порту отсутствуют суда для приема этих грузов.

Под технологическим аспектомрассматривалась необходимость разработки особых схем осуществления процесса перевозки, в которых бы учитывались все особенности поточной организации обработки контейнеров железнодорожным транспортом и максимально полно реализовывались преимущества данного вида контейнерного сервиса (табл.1.).

Выбор указанных технологических параметров был обусловлен сформулированными требованиями к качеству транспортной услуги.

                                                                                                               Таблица 1

Требования к качеству транспортной услуги при организации терминалов с поточной обработкой контейнеров.

Подробно останавливаться на экономическом аспекте предложенной Москвичевой Е.Е. поточной обработки контейнеров в представленной научной статье не представляется актуальным.

Однако необходимо отметить, что результаты расчётов по моделируемым вариантам поточной обработки контейнеров показали, что средняя продолжительность обработки контейнерного поезда по предлагаемой технологии на 33,63 % меньше, чем по варианту с использованием традиционной технологии обработки контейнеров. 

Ниже приведены схемы принципиально новых устройств для организации поточной обработки контейнеров, использованные в работе Москвичевой Е.Е. (рис.2 и рис.3). Стоит отметить, что на схеме сквозного терминала с поточной обработкой контейнеров (рис.2) ускорители движения отцепов расположены в той части сортировочного парка, которая ближе к парку приема, а замедлители – ближе к локомотивному хозяйству. 

Поэтому следует внимательно рассмотреть технологические решения по организации непрерывной переработки контейнеров на сети российских железных дорог, сформулированные в  «Концепции комплексного развития контейнерного бизнеса в холдинге «РЖД» (утверждена ОАО РЖД» 06.10.2011 г.).

Согласно данной концепции предложено разделить все контейнерные терминалы на три  категории по объёму перерабатываемых контейнеров и функциональным особенностям:

1) терминалы-сателлиты и прочие контейнерные площадки;

2) терминально-логистические центры;

3) терминалы в портах и железнодорожные порты.

 Терминалы-сателлиты и прочие контейнерные площадкиобразуют вспомогательную сеть и состоят из терминалов с потенциальными объёмами переработки менее 100 тыс. ДФЭ (двадцатифутовый эквивалент) в год и прочих контейнерных площадок с объёмом менее 10 тыс. ДФЭ в год.

Основными задачами таких терминалов являются:

- обеспечение функционирования общероссийской контейнерной сети;

- снижение терминальных затрат до уровня, обеспечивающего прибыль даже при низких объёмах переработки.

Основные функциональные характеристики терминалов первой категории следующие:

- мощность до 100 тыс. ДФЭ в год;

- обслуживание козловыми кранами и (или) ричстакерами;

- длина погрузочно-выгрузочных путей от 750 до 1250 м;

- общая площадь терминала до 30 га;

- применимы в зонах с достаточной площадью и низкой стоимостью земли из-за относительно высокой стоимости строительства при низких объёмах переработки, а также на базе существующих грузовых дворов с комплексной реконструкцией объектов.

Функциональные характеристики контейнерных площадок:

- мощность до 50 тыс. ДФЭ в год;

- обслуживание козловыми кранами и (или) ричстакерами;

- длина погрузочно-выгрузочных путей порядка 750 м;

- ширина зоны терминала (пролета козлового крана) около 32 м.

Терминально-логистические центры (ТЛЦ)не только обеспечивают переработку и распределение, но также дополнительную реконсолидацию грузопотоков (экспортно-импортных и внутренних) и располагаются на подходам к транспортным узлам или в городской черте.

Мощность терминально-логистических центров более 10 млн. тонн в год (от 100 до 250 тыс.ДФЭ).

Основными задачами ТЛЦ являются:

- обеспечение прямого доступа к транспортной инфраструктуре для основных клиентов, расположенных вблизи терминалов;

-  организация бесперебойного движения контейнерных поездов;

 - сочетание быстрой перевалки контейнеров с интермодальными операциями, промежуточным хранением и функциями контейнерного депо.

Основные функциональные характеристики ТЛЦ:

- мощность более 10 млн. тонн в год (более 100 тыс. ДФЭ в год);

- разделение зон перевалки, интермодальных операций и хранения;

- обслуживание козловыми кранами с перекрывающимися рабочими зонами;

- полезная длина погрузочно-выгрузочных путей 850 - 1250 м;

- площадь ТЛЦ около 100 га;

- предназначены для переработки широкой номенклатуры грузов (грузы в контейнерах, включая рефрижераторные и танк-контейнеры; тарно- штучные

грузы, в том числе рефрижераторные; тяжеловесные и крупнотоннажные; инертные строительные материалы и др.);

- «перронная работа» с маршрутными контейнерными поездами: предварительное формирование комплекта контейнеров для загрузки поезда на площадке (перроне) вдоль приемоотправочных путей для сокращения времени погрузки-выгрузки и ускорения оборота вагонов.

Терминалы в портах и железнодорожные порты представлены терминалами, которые непосредственно интегрированы в портовые технологии, и перевалочными центрами на границах колеи 1520 мм.

Основными задачами данной категории терминалов являются :   

- консолидация грузов с целью повышения степени маршрутизации;

- ускорение прохождения таможенных процедур;

- быстрое перемещение контейнеров к местам перегрузки;

- оперативный завоз/вывоз грузов в/из зоны порта;

- обеспечение минимального времени обработки судов.

Основные функциональные характеристики терминалов третьей категории:

- мощность: более 250 000 ДФЭ в год;

- обслуживаются козловыми кранами, автоконтейнеровозами и/или ричстакерами;

- длина погрузочно-разгрузочных путей 1250 м и более;

- площадь более 150 га;

- удаление от портов до 200 км;

- взаимодействие с морскими грузовыми районами регулярными поездами.

При выборе мест для размещения терминалов в портах и железнодорожных портов  необходимо соблюдать следующие условия:

 - максимальная близость к местам массового зарождения и/или погашения грузопотоков;

-наличие развитой транспортной инфраструктуры (железнодорожной, автомобильной и д.р.);

- наличие достаточного путевого развития станций примыкания;

- наличие свободных площадей для дальнейшего развития при увеличении грузопотока.

Согласно «Концепции комплексного развития контейнерного бизнеса в холдинге «РЖД» первоочередные терминалы в портах и терминально-логистические центры будут расположены в следующих городах:

- Москва;

- Санкт-Петербург;

- Екатеринбург;

- Новосибирск;

- Красноярск;

- Хабаровск;

- Крымск;

- Уссурийск;

- Нижний Новгород;

- Улан-Удэ;

- Самара;

- Сочи;

Однако в Концепции также указано, что окончательный вариант размещения данных терминалов должен определяться путем имитационного и экономического моделирования, а также разработки проекта по определению конкретного количества новых терминальных комплексов и подлежащих реконструкции контейнерных терминалов с обоснованием их мощности, места расположения, предполагаемых источников финансирования, степени участия ОАО «РЖД» и сроков их строительства.

Для обеспечения непрерывного контейнерного сообщения между терминалами каждой из трёх рассмотренных выше категорий терминалов, в Концепции предложено условно разделить все контейнерные поезда также на три группы:

Местный контейнерный поезд- поезд, осуществляющий перевозки контейнеров между контейнерными площадками и вспомогательными терминалами и интермодальными центрами (имеет формат сборного, участкового или передаточного поезда).

Маршрутный контейнерный поезд- поезд, осуществляющий контейнерные перевозки между терминально-логистическими центрами, железнодорожными портами (терминалами-хабами), крупными терминалами в портах и на пограничных переходах.

Ускоренный маршрутный контейнерный поезд, в том числе в транзитном сообщении - поезд, связывающий терминалы в морских портах и на пограничных переходах, обеспечивающий повышенную маршрутную скорость свыше 550 км/сут (свыше 1000 км/сут в транзитном сообщении и 1430 км/сут при реализации проекта «Транссиб за 7 суток»).

Схема перевозок контейнеров по сети российских железных дорог указанными выше тремя группами поездов приведена на рис. 4. 

Для  внедрения приведенной выше технологии  необходимо формирование на основных направлениях контейнерных перевозок станционной инфраструктуры, обеспечивающей прием и отправление полносоставных контейнерных поездов, а также создание сети терминалов, подъездные пути которых способны принимать полносоставные поезда, либо группы не менее 30 условных вагонов.

 Стоит отметить, что применение новой технологии должно значительно сократить время простоя вагонов и контейнеров, повысить маршрутную скорость, обеспечить соблюдение сроков доставки контейнеров с грузом, снизить повреждения вагонов и контейнеров.

Вывод:  Итак, в данной  статье был проанализирован российский и зарубежный опыт технических решений и проектов создания терминалов с непрерывной переработкой контейнеров.

Стоит отметить, что каждый из рассмотренных проектов представляет интерес  с научной точки зрения.

В работе Москвичевой Е.Е. предложена следующая идея : объединение операций по расформированию и формированию составов. При этом сортировка контейнеров по назначениям не требует перемещения вагонов и происходит при помощи погрзочно-разгрузочного механизма – самодвижущейся сортировочной платформы, расположенной между парком приема и сортировочным парком.

Непосредственно рядом с сортировочными путями расположен грузовой фронт контейнерного терминала.

Данная модель работы представляется практически значимой, однако имеет ряд существенных недостатков. На одной и той же платформе часто находятся контейнеры на разные станции назначения, и, даже передвинув вагоны на определенные пути с помощью специального механизма, повторной сортировки контейнеров в этом случае избежать не удастся.

Кроме того, само производство и ввод в эксплуатацию самодвижущейся сортировочной платформы являются дорогостоящими мероприятиями.

А также при данной технологии работы возникает проблема загруженности горловины сортировочного парка со стороны парка приема из-за  небыстрой работы самодвижущейся сортировочной платформы.

Проект китайской компании Shanghai Zhenhua Port Machinery Co Ltd по созданию масштабного контейнерного терминала является достаточно затратным. Помимо этого данный проект  едва ли может быть осуществлен в российских реалиях, где развитие многих крупных терминалов сдерживается их близким расположением к городам. 

Исходя из всего выше обозначенного, автор считает, что наиболее совершенной моделью организации работы терминала с непрерывной переработкой контейнеров стоит признать  модель, предложенную в

«Концепции комплексного развития контейнерного бизнеса в холдинге «РЖД».

При этом, по мнению автора, основополагающая роль в контейнерных перевозках по сети российских железных дорог должна принадлежать терминально-логистическим центрам (ТЛЦ), которые, располагаясь в пунктах пересечения большого количества контейнеропотоков, смогут не только перерабатывать данные контейнеропотоки, но и оперативно перенаправлять их на аналогичные ТЛЦ, фактически обеспечивая непрерывную переработку контейнеров.

Вполне уместно сравнить предлагаемую в Концепции организацию перевозок  местными, маршрутными и ускоренными маршрутными контейнерными поездами с системой Hub-system в  линейном судоходстве. Как известно, при подобной организации работы судов, океанические контейнеровозы заходят только в крупнейшие порты, а далее контейнеры развозятся фидерными судами. И такая модель работы  оказалась эффективной в морских перевозках. Почему же не применить её в железнодорожных перевозках контейнеров?

Естественно, переход на железнодорожные перевозки контейнеров местными, маршрутными и ускоренными маршрутными контейнерными поездами потребует значительной модернизации инфраструктуры российских железных дорог, что, впрочем, обозначено как приоритетное направление в указанной Концепции.

Помимо этого, необходимо выбрать из общего количества контейнерных терминалов Российской Федерации те, которые являются системообразующими, на базе которых могут быть сформированы современные терминально-логистичесие центры, отвечающие обозначенным в Концепции принципам непрерывной переработки контейнеров.

По мнению автора, проблеме выбора подобных терминалов и поиска оптимальных с точки зрения принципов логистики корреспонденций контейнеропотоков между данными терминально-логистическими центрами должна быть посвящена отдельная научная работа. Стоит отметить, что данная научная работа осуществляется автором в настоящее время.  

      Рис.1 Макет масштабного контейнерного терминала компании   ZPMC.

Условные обозначения:

1 – траншея;                                                                       

2 – стационарные рельсовые пути;

3 – трансбордерная платформа;

4 – отрезки рельсового пути;                                        5 – контейнеры;

6 – опоры;                                                                       7 – стойки;                                                                    

8– шарниры;                                                             9 – гидравлический пресс;

10 – гидравлический насос;                                     11 – линии подачи масла;

 12 – реверсивный редукторный электродвигатель;    13 – вал;

14 – столб;                                                                        15 – подшипники;

16 – зубчатые рейки;                                                       17 – шестерни;

18 – кабели, подводящие электроэнергию;                   19 – полозья;

20 – пазы;                                                                           21 – упоры.

Рис. 3 Устройство для перемещения рельсового транспортного средства с одного рельсового пути на параллельный ему путь.

                              УМКП                                                УМКП

          МКП             МКП                                           МКП               МКП   

                                                        МКП

                          МСКП                                                                     МСКП  

Условные обозначения:

МСКП – местный контейнерный поезд;

МКП – маршрутный контейнерный поезд;

УМКП – ускоренный маршрутный контейнерный поезд.

Рис.4 Схема перспективной технологии контейнерных перевозок на сети российских железных дорог.

Список использованной литературы:

1. Белый О.В., Попов С.А., Францев Р.Э. Транспортные сети России  (системный анализ, управление, перспективы). – СПб.: СПГУВК, 1999. – 147 с.

2. Кузнецов А.П. Методологические основы управления грузовыми перевозками в транспортных системах. – ВИНИТИ РАН, 2002. – 276 с., илл. 

3. Кузнецов А.П., Морчиладзе И.Г., Соколов М.М. Пути решения транспортных проблем мегаполисов. М.: ВИНИТИ РАН, 2011. – 228с.: ил.

4. «Логинфо» журнал о логистике в бизнесе. 1 - 2′10 (122). – 78 с.

5. Матюшин Л.Н., Баскаков П.В. Контейнерные и контрейлерные перевозки грузов: Справочник. Часть 3. М., 2009. - 287с.

6. Матюшин Л.Н. Контейнерные и контрейлерные перевозки грузов: Справочник. Часть 2. М., 2006. – 168 стр.

7. Москвичева Е.Е. Совершенствование технологических решений в организации работы контейнерных терминалов. Специальность 05.22.08 – Управление процессами перевозок. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Екатеринбург, 2011. 

8. Резер С.М. Проблемы управления транспортом и логистики. – М.: ВИНИТИ РАН, 2008. – 512 с., ил.