Эффективность контейнеризации

Загидулин С. З.

Камский государственный политехнический  институт

 

Эффективность контейнеризации

 

До последнего времени тарно-упаковочные  и штучные грузы все еще  в большом количестве перевозились и перевозятся с участием нескольких видов транспорта с многократными перегрузочными операциями. На упаковку грузов и изготовление тары обычно разового употребления расходуется огромное количество лесоматериалов, стали, упаковочной ткани, увязочных материалов, трудовых ресурсов.

Одним из наиболее эффективных средств, позволяющих комплексно механизировать погрузочно-разгрузочные работы, сократить непроизводительные простои автомобилей в пунктах погрузки-разгрузки, обеспечить сохранность количества и качества грузов в процессе перевозки, в том числе различными видами транспорта, являются контейнерные перевозки. Применение контейнеров исключает необходимость многократной погрузки, выгрузки и перегрузки на всем пути следования груза к грузополучателю независимо оттого, сколько видов транспорта участвует в его перевозке. Резко сокращаются расходы материалов и труда на изготовление тары, появляются благоприятные условия для комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ без нарушения укладки груза, произведенной грузоотправителем.

Несмотря на то, что внедрение  контейнерных перевозок связано с затратами на изготовление контейнеров, приобретение механизмов для их погрузки и выгрузки, с некоторой потерей полезной грузоподъемности подвижного состава, с необходимостью перераспределения и обратной доставки контейнеров (иногда порожних) и с организацией ремонта и обслуживания контейнеров, контейнеры полностью окупаются в срок 1-2 года. 

Широкое применение контейнеров затрагивает  не только интересы отдельного вида транспорта и отдельной отрасли народного  хозяйства, а всех видов транспорта и всего народного хозяйства страны. Контейнеризация последних лет получила принципиально новое направление в своем развитии, охватывающее все стороны деятельности промышленности, сельского хозяйства, строительства, торговли и других сфер развития народного хозяйства и жизнедеятельности населения, превратилась в систему, названную «Контейнерная транспортная система» (КТС).

КТС представляет собой систему  взаимно согласованных плановых, управленческих, организационных и  технических мероприятий эффективного использования контейнеров в народном хозяйстве и характеризуется следующими показателями: комплексным развитием технических средств (контейнеров, поддонов, специального подвижного состава, средств механизации погрузочно-разгрузочных работ); единой системой планирования перевозок с использованием всех видов транспорт (рациональной организацией грузопотоков с учетом сокращения сроков доставки грузов); единой технологией транспортного процесса (на транспорте, перегрузочных складах, у грузоотправителей и грузополучателей); единым коммерческо-правовым регулированием (единые правила перевозок, технические условия погрузки и крепления контейнеров, унификация документации); единым экономическим регулированием перевозок в контейнерах (согласование тарифов, унификация сборов за вспомогательные услуги, унификация учета и отчетности); единой системой экономических и эксплуатационных показателей; единой системой оперативного управления контейнерными перевозками в масштабах страны.

При организации прямых контейнерных автомобильных перевозок могут применяться различные схемы: а) предварительная загрузка груза в контейнер, механизированная погрузка контейнера на автомобиль и снятие контейнера с автомобиля для выгрузки груза; б) выгрузка груза без съема контейнера с автомобиля и возврат контейнера порожним (или погрузка, его без съема). Могут быть и другие варианты, одним из которых является перегрузка контейнеров с одного автомобиля на другой при междугородных автомобильных перевозках на промежуточном пункте маршрута большой протяженности.

В смешанных сообщениях наибольшее распространение имеют автомобильно-железнодорожные  перевозки контейнеров по следующим  схемам: а) погрузка груженого контейнера на станции, перевозка получателю, выгрузка без съема контейнера с автомобиля или оставление груженого контейнера у получателя, перевозка на станцию порожнего контейнера; б) доставка получателю груженого, контейнера и обратная перевозка на станцию другого, также загруженного контейнера; в) доставка груженого контейнера получателю, перевозка другого порожнего контейнера от получателя к отправителю и перевозка на станцию заранее загруженного другого контейнера.

Существование преимущества контейнерной технологии доставки различной продукции  от производителя до потребителя, обуславливают темпы контейнеризации  на всех видах транспорта, в том числе автомобильном транспорте осуществляющим контейнерные перевозки в смешанном (интермодальном) автомобильно-железнодорожном, автомобильно-водным и автомобильно-воздушным, и в прямом автомобильном сообщении.

Важной особенностью развития контейнеризации  в нашей стране в последние  года является значительное увеличение в контейнерном парке доли крупно тоннажных контейнеров, следовательно, и доля перевозимых в них грузов. В связи со значительной долей перевозок грузов в крупнотоннажных контейнерах наиболее перспективном направлении в формировании парка автотранспортных средств для транспортировки контейнеров является использование автопоездов со специализированными полуприцепами-контейнеровозами, наиболее отвечающими требованиям перевозочного процесса при этих перевозках.

Для осуществления перевозок перспективных  крупнотоннажных контейнеров высотой 2890 мм, шириной 2600 мм, номинальной массой-брутто 36 тонн. Отечественной автомобильной  промышленности необходимо разработать конструкции и освоить серийный выпуск соответствующих полуприцепов-контейнеров. При этом в качестве базовой модели и может быть использован полуприцеп-контейнеровоз ЧМЗАП-9911 модернизации 050.

В настоящее время  для контейнерных перевозок на автомобильном транспорте в стране используется  многочисленной и разномарочный парк автомобилей и автопоездов, обмен количество которых составляет несколько десятков единиц. Их эксплуатация осуществляется в сложных дорожных и климатических условиях, в связи, с чем предъявленными требованиями: обеспечение безопасности сохранности в процессе доставки грузов и доставки порожних контейнеров не только крупнотоннажных и малотоннажных (массой брутто до 2 т), а также среднетоннажных (массой брутто до 3,5 т) и время погрузочных, разгрузочных работ с ними в пунктах отправления и прибытия имеют особое значение.

Повышение эффективности  средств контейнеризации для  определенных грузов, а, следовательно, контейнерно-транспортной системы  в целом без увеличения капитальных  вложений может быть достигнуто путем  интенсивности их использования и, в частности, посредством многоцелевого использования специальных контейнеров. Важнейшим показателем эффективности контейнерно-транспортных систем является время оборота контейнера. Так, время оборота универсальных контейнеров в нашей стране в смешанном сообщении доходит до 14 суток, а при прямом автомобильном сообщении не превышает 3 суток. Естественно, время оборота специализированных контейнеров значительно превосходит эти показатели. Более того, последние имеют значительно больший порожний пробег из-за специфики потока клиентуры по перевозимым грузам. Например, в мягких оборотных контейнерах поставляют зерновые и незерновые компоненты комбикормов. В случае поставки мясокостной, рыбной муки, лизина возникает необходимость в группировке контейнеров по видам этих грузов, что вызывает серьезные технологические трудности во всех звеньях перевозочного процесса поставщик-носитель транспортных услуг - потребитель.

При эксплуатации обеззараживающей установки порожний контейнер после  обработки может быть использован уже на всей номенклатуре этих грузов, т.е. расширяются его функциональные возможности.  

  
Рассмотрим возможные состояния  контейнера, используемого на перевозке одного вида компонента, т.е. нетрансформируемого контейнера. Контейнер в каждый момент времени может находиться в двух состояниях: рабочем S₁ (перевозка и хранение) и нерабочем S₀ (не используется). Вероятность застать контейнер в состоянии S₁ или S₀ – величина случайная. Коэффициент использования контейнера P зависит от продолжительности его нахождения в состоянии S₁. Для упрощения предположим, что время использования контейнера t_pподчиняется экспоненциальному закону распределения. Поскольку вероятность перехода из состояния S₁ в состояние S₀ точно в момент времени t равна 0, будем пользоваться плотностью вероятности перехода

Размеченный граф состояния  контейнера будет иметь вид: 

                               

 Граф состояния  контейнера  

  
Составим систему уравнений Колмогорова  для вероятностей состояния размеченного графа:        

 Интегрирование этой  системы уравнений даст вероятность  состояний контейнера P₀(t) и P₁(t). Начальные условия в интегрировании зависят от начального состояния. Если контейнер находится в рабочем состоянии S₁, то принимают начальные условия: при t=0, P₁=1, P₀=0.  

При установившемся (предельном стационарном) режиме вероятность состояния  системы уже не зависит от времени (t →∞) и каждое из состояний повторяется  с некоторой постоянной вероятностью как среднее относительное время пребывания контейнера в занятом или неиспользуемом состоянии.  
  
В этом случае левые части уравнений, т.е. производные, равны нулю и дифференциальные уравнения Колмогорова превращаются в простую систему алгебраических уравнений с условием P₁+P₀=-1.            

 Решение этих уравнений  даёт коэффициент использования  контейнера по времени: P₁=λ₀₁/(λ₀₁+λ₁₀)=(1+K_k)^-1, где K_k - коэффициент простоя контейнера; K_k=λ₀₁/λ₁₀=T₀/T₁(T₀ - среднее время, когда контейнер не используют; T₁- среднее время занятости контейнера), или P₁=T₁/(T₁+T₀).           

 Таким образом,  коэффициент использования контейнера  можно увеличить, уменьшая коэффициент  простоя контейнера К_к либо за счёт увеличения Т₁ или снижения Т₀.           

 Рассмотрим вероятности  состояния контейнера, предназначенного  для выполнения нескольких технологических  операций. Предположим, что контейнер  выполняет n технологических операций, заявки на которые поступают случайным образом. В состоянии S₀контейнер не используют; в состоянии S₁…S_k…S_n он выполняет технологические операции. Длительность занятости контейнера распределяется по экспоненциальному закону с параметром  λ, а время между двумя заявками – с параметром  μ, но истинных состояний контейнера всего два: контейнер занят, и контейнер не используют. Граф такой системы показан на рисунке:  

                                    

Граф занятости контейнеров

Составим систему уравнений  Колмогорова для вероятностей состояния  размеченного графа:

При условии ∑Р_к(t)=1. В предельном стационарном состоянии эти уравнения можно записать в виде:                          

 λP₀=μP₁;                          

(λ+μ)P₁=λ₁P₀+2μP₁;                           

 …………………..                          

(λ+kμ)P_k=λP_k-1(k+1)μP_k+1;                                         

  nμP_n=λP_k-1.  

 
Решив полученную систему уравнений  для к= 1, 2, …. , n, найдём:

  

Анализ первого уравнения  показывает, что вероятность перехода контейнера из используемого состояния  в неиспользуемое уменьшается с  увеличением числа функций n и  снижением коэффициента простоя  К_к.  

  
Увеличение коэффициента использования  контейнера:

Таким образом, трансформация  контейнера позволяет расширять  его функциональные возможности, используя в нескольких технологических операциях, и увеличить коэффициент использования контейнера во времени. В этом случае появляется возможность снизить амортизационные отчисления на определённые технологические операции и, в конечном счете, увеличить экономическую эффективность использования контейнеров.