ранспортно-технологические системы и принципы их формирования

Повышение эффективности работы транспортных систем тес­но связано с двумя основными направлениями научно-технического прогресса:

— совершенствование управления транспортными процессами на базе широкого использования математических методов и инфор­мационных технологий;

— совершенствованием и изменениями технологии перевозоч­ного процесса.

Под транспортно-технологической системой (ТТС) понимается ком­плекс согласованных и взаимосвязанных технических, технологичес­ких, экономических, организационных и коммерческо-правовых ре­шений (мероприятий), позволяющих с максимальным эффектом и наименьшими трудовыми затратами обеспечить перевозки грузов на конкретных направлениях от отправителя до получателя. При этом судно, портовые устройства, подвижной состав других видов транс­порта, складские устройства клиентуры рассматриваются как отдель­ные элементы ТТС с едиными требованиями к её параметрам.

Экономический эффект от внедрения прогрессивных ТТС мо­жет быть получен лишь при системном подходе к анализу всех элементов транспортного процесса на всём пути следования груза: от момента выпуска готовой продукции до момента её потребления. Это необходимо при взятом курсе на специализацию флота, как важней­шем условии эффективного применения прогрессивных ТТС. Теперь необходимы увязка и согласование мероприятий по внедрению прогрессивной технологии на пути следования груза с учётом ус­ловий работы конкретных поставщиков и потребителей, включае­мых в ту или иную транспортно-технологическую систему.

 

 


12.1. Классификация транспортно-технологических систем

Поэтому в технологической цепи наука – производство после определения оптимальных параметров той или иной системы, уста­новление сфер её применения, разработки необходимых конструк­торских решений важное место должно найти конкретное проекти­рование прогрессивных ТТС с участием многих заинтересованных организаций (НИИ, КБ и др.).

Массовые грузы (сырье, топливо, материалы) занимают значи­тельную долю в грузообороте транспорта. Их перевозки требуют сокращения транспортных затрат, что достигается путём специали­зации, увеличения грузоподъёмности транспортных единиц, а также комплексной механизации и автоматизации перегрузочного процес­са. Перевозки этих грузов характеризуются большими объёмами, однородностью перерабатываемого груза и сравнительной просто­той в организации перевозочного процесса.

Прогрессивные транспортно-технологические системы (рис. 12.1) можно подразделить на две группы: находящиеся в эксплу­атации и находящиеся в стадии проектирования и поиска.

Все они характеризуются узкой специализацией технических средств и методов ведения перегрузочных операций, в максималь­ной степени приспособленных к приёму, транспортировке, перегрузке или передаче транспортных средств или оборудования с грузом или без него в стыковых пунктах нескольких видов транспорта.

Такие системы характеризуются тем, что заранее, до подхода подвижного состава в пункт передачи груза с одного вида транспор­та на другой, подготавливается укрупнённая унифицированная гру­зовая единица. Это позволяет все разнообразие форм, размеров перевозимых грузов, свести к одной стандартной единице, обеспечи­вающей с помощью специализированной техники высокую интен­сивность перегрузочных операций. Подготовка таких укрупнённых единиц может осуществляться непосредственно на складе готовой продукции отправителя или в порту перегрузки груза.

Для морского транспорта наибольший интерес представляют системы, когда в порт для отгрузки поступает готовая унифициро­ванная единица. Практически все ТТС на той или иной стадии вне­дрения позволяют добиться осуществления этой цели, чему особен­но способствует пакетирование перевозимых грузов, как первый, начальный этап укрупнения грузовой единицы.

Обработка подвижного состава в пунктах передачи груза с одно­го вида транспорта на другой может производится вертикальными и горизонтальными методами погрузки или их комбинацией в зависи­мости от конструкции подвижного состава и конкретных эксплуата­ционных условий. Вертикальный метод погрузки грузов чётко про­слеживается в контейнерной системе при использовании ячеистых контейнеровозов, а горизонтальный — в паромной и ролкерной систе­мах, однако возможны варианты их комбинированного применения.

Так, в контейнерной ТТС возможно использование контейне­ровозов, специально приспособленных для загрузки контейнеров с помощью специальной системы конвейеров, которыми оборудовано судно и контейнерный терминал. В ролкерной системе широко ис­пользуется вертикальный метод погрузки при установке контейне­ров или другого оборудования на палубу судна. В паромной системе можно найти элементы вертикального метода, когда при загрузке вагонами верхней и нижней палуб судна используется система лиф­тов (паромная переправа Ильичёвск - Варна).

Переход от использования универсальных судов к специализи­рованным позволяет по-иному ставить и решать вопросы техноло­гии морской перевозки и перевалки грузов в портах.

Специализация — это создание судов, в максимальной степени приспособленных для эффективной перевозки данного груза. При проектировании такого судна предусматривается, что его конструк­тивный тип и оборудование должны обеспечить максимальную заг­рузку, хорошие мореходные качества, безопасность и сохранность перевозки данного груза, а также полную механизацию и максималь­ную интенсивность грузовых работ. Тем самым автоматически сни­мается необходимость проводить специальные дополнительные ме­роприятия в каждом отдельном рейсе и при каждой перевалке груза. Во всех случаях при создании того или иного типа специализи­рованной транспортно-технологической системы (ТТС) вначале оп­ределяется оптимальная технология перевозки и перегрузки, затем совместно с грузоотправителем проводится работа по соответству­ющим изменениям транспортных характеристик груза и, наконец, создаётся специализированное судно и перегрузочная техника.

Понятие ТТС комплексное, оно включает выбор технологии перевозки и перевалки груза, типоразмеров транспортных средств и перегрузочной техники, разработку системы организационных, коммерческо-правовых документов и экономических мероприятий, обес­печивающих оптимальное функционирование всего транспортного конвейера в целом.

Изменение технологии перевозки грузов и создание специа­лизированного флота позволили совершенно на иной базе решать вопросы сохранной перевозки грузов, исключили необходимость в использовании разнотипных грузозахватных приспособлений и трюмной механизации, применявшейся при переработке генераль­ных грузов.

Таким образом, действительно оптимальное направление со­вершенствования перегрузочного процесса было найдено только тог­да, когда технология перевозки грузов, способ их перевалки и конст­рукция судна стали рассматриваться как составные звенья единой ТТС. Важным элементом ТТС является увязка материально-техни­ческой базы морского и смежных видов транспорта, а также согла­сование работы транспорта с предприятиями-изготовителями, полу­чателями и отправителями грузов.

В основу новой технологии перевозки генеральных грузов по­ложена стандартизация габаритов укрупнённых грузовых мест на основе единого модуля и выбора параметров транспортных средств и перегрузочной техники исходя из принятых стандартных размеров укрупнённых грузовых мест. Это обеспечивает максимальное исполь­зование провозных способностей подвижного состава и техничес­кую производительность перегрузочных средств.

В зависимости от структуры грузопотока используемых смеж­ных видов транспорта и степени концентрации перевозок на базо­вые терминалы применяют три типа ТТС для перевозки генераль­ных грузов: контейнерную, систему с использованием судов с горизонтальной погрузкой и лихтеровозную.

Эффективность работы специализированных ТТС достигается при технологическом соответствии и оптимальном сочетании под­систем груз - судно - порт. Любая диспропорция в развитии указан­ных подсистем приводит к потерям провозной способности флота или пропускной способности портов, а также к значительным труд­ностям в организации транспортного процесса.

Организация линейных перевозок с использованием специали­зированных ТТС требует создания в портах высокопроизводитель­ных комплексов, обеспечивающих обработку судов с высокой ин­тенсивностью. Основные линии, на которых эксплуатируются кон­тейнеровозы, суда с горизонтальной погрузкой и лихтеровозы, за­мыкаются на хорошо оснащённые портовые комплексы.

Объём капиталовложений на оборудование специализирован­ных портов в значительной мере зависит от условий организации перевозок, а именно:

— характеристик грузопотока (характеристики грузовых мест, объёмы и расстояния перевозок);

— схем перевозок ("дверь - дверь", "порт-порт");

— специализации системы "груз - порт- судно".

Суда с горизонтальной погрузкой обрабатывают на специали­зированных причалах, построенных как самостоятельные комплек­сы или как составные элементы крупных терминалов, рассчитанных на обработку всех типов специализированных судов, осуществляю­щих перевозку генеральных грузов укрупнёнными местами.

В зависимости от специализации ТТС существующие порто­вые комплексы можно разделить на три группы. В первую группу входят комплексы для перегрузки крупнотоннажных контейнеров с автоматизированными грузовыми системами, частично автоматизи­рованными и неавтоматизированными. Во вторую группу входят ком­плексы для обработки различных типов судов с горизонтальной по­грузкой: универсальных судов с горизонтальной погрузкой; судов-пакетовозов с использованием автоматизированных складов; судов-автомобилевозов; судов-паромов (морских и океанских). Третью груп­пу составляют комплексы для обслуживания лихтеровозной систе­мы: рейдовые причалы; береговые причалы выносного типа, прича­лы для обработки лихтеров.

В контейнерную ТТС входят:

· специализированный флот судов-контейнеровозов различной грузовместимости, приспособления для перевозки крупнотоннажных контейнеров в трюмах и на палубе;

· специализированные перегрузочные комплексы в портах, включающие

– причальные перегружатели, обеспечивающие скорос­тную обработку контейнеровозов;

– тыловые козловые контейнерные краны для обработки железнодорожного и автомобильного состава;

– складские машины напольного типа, включающие автоконтейнеровозы-штабелёры, автопогрузчики с фронтальным или боковым зах­ватом, предназначенные для внутрискладского перемещения контей­неров и их штабелирования;

· специализированный железнодорожный или автомобильный подвижной состав;

· склады комплектаций или расформирования контейнеров;

· устройства и сооружения для технического обслуживания, ре­монта контейнеров и средств механизации;

· система информационного обеспечения, включающая сеть вы­числительных центров для контроля за продвижением контейнеров, оперативного планирования, регулирования и учета контейнерных перевозок и внутрипортового обслуживания перегрузочных систем;

· парк универсальных и специальных контейнеров.

Контейнерная система является оптимальной на направлени­ях, характеризующихся большим и устойчивым потоком ценных контейнерных грузов: готовая промышленная продукция, продо­вольственные и промышленные товары широкого потребления. Эти грузопотоки должны быть уравновешены по направлениям (экспорт - импорт), кроме того, необходимо наличие развитого сухопутного транспорта, обеспечивающего доставку грузов "от двери до две­ри", а также сети фидерных линий для концентрации океанских перевозок на базовые терминалы. В случае невыполнения этих ус­ловий возникают дополнительные затраты, связанные с необходи­мостью перевозки контейнеризируемых грузов на универсальном тоннаже, с доставкой порожних контейнеров, загрузкой-разгрузкой контейнеров в порту и т. д., что значительно снижает эффективность контейнерной ТТС.

Контейнерная система обличается высокой капиталоёмкостью, так как, помимо соответствующего флота, требует средств на закуп­ку контейнерного парка и строительство специализированных тер­миналов.

Эксплуатация дорогостоящих океанских контейнеровозов эконо­мически целесообразна только между базовыми портами, межконти­нентальных линий с большим грузопотоком. Доставку контейнеров мелкими партиями между портами определённого региона осуществ­ляют фидерные контейнеровозы. Особенность эксплуатации фидер­ных контейнеровозов (вместимостью до 300 контейнеров) — большая частота заходов в порты, а также обслуживание мелких портов, без использования специализированного перегрузочного оборудования.

Ролкерная ТТС включает в себя:

— ролкеры – суда с горизонтальной системой погрузки-выгруз­ки, приспособленные для транспортировки грузов укрупнёнными грузовыми местами, – крупнотоннажных контейнеров, трейлеров, ролл-трейлеров, пакетированных грузов, разнообразной колёсной техники;

— перегрузочные машины и механизмы, включающие различ­ного рода тягачи, погрузчики и другое оборудование;

— средства укрупнения грузовых единиц – ролл-трейлеры, фле­ты, контейнеры, средства пакетирования груза;

— склады и устройства для формирования и расформирования укрупнённых грузовых единиц, прибывающих или отправляемых на ролкерах;

— систему информационного обеспечения перегрузочных опе­раций в портах.

Транспортно-технологическая система с использованием судов -трейлеровозов (типа ро-ро) имеет ряд достоинств по сравнению с контейнерной системой. Основные достоинства — большая универ­сальность по грузу и обслуживаемым портам и меньшая капитало­ёмкость.

Современные трейлеровозы обеспечивают эффективную пере­возку и перевалку всех видов генеральных грузов и дают возможность принимать к перевозке различные виды укрупнённых грузовых мест (трейлеры, ролл-трейлеры, флеты, пакеты), а также контейнеры для перевозки на палубе и в трюмах, имеющих форму ячеек. Они также позволяют перевозить широкую номенклатуру крупногабаритных гру­зов отдельными местами. Таким образом, грузоотправитель и судо­владелец свободны в выборе способа перевозки того или иного груза и могут выбирать тот или иной вариант укрупнения в зависимости от характера груза, смежных видов транспорта имеющихся в данном ре­гионе, или обусловленных сроков доставки грузов.

Суда с горизонтальной погрузкой являются универсальными и в части возможности их обработки практически в любом порту. Они не требуют использования дорогостоящих специализированных пе­регрузочных комплексов, более того, для обработки судна достаточ­на ограниченная длина причала — до 50 м, а погрузка-выгрузка мо­жет осуществляться судовыми автопогрузчиками, входящими в штат­ное снабжение судов.

Новой, всё более расширяющейся сферой использования судов с горизонтальной погрузкой является перевозка промышленного крупногабаритного оборудования. Наличие кормовой аппарели, свободных для маневра, не разделённых на отдельные отсеки грузовых помещений, а также свободной верхней палубы без люковых комин­гсов и грузовых средств облегчает погрузку и размещение груза. Наличие штатных судовых креплений обеспечивает снижение трудоёмкости, сокращает время, необходимое для крепления и раскреп­ления груза, и снижает стоимость этих работ. С учётом всего сказан­ного использование судов с горизонтальной погрузкой предпочти­тельнее использования контейнеровозов на направлениях со слож­ной структурой груза, а также там, где перевозки рассредоточены между большим числом портов, и объём грузопотоков на них не оп­равдывает затрат на строительство специализированных контейнер­ных терминалов. Благодаря имеющейся возможности использования различных способов укрупнения груза эффективность трейлеровозов значительно меньше зависит от соотношения грузопотоков в пря­мом и обратном направлениях и от доли перевозок грузов по вариан­ту "от двери до двери".

Применение ролкеров повышает эффективность и качество пе­ревозок. Уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ при использовании этой ТТС обеспечивает в отдельных случаях, произ­водительность грузовых работ до 1-1,5 тыс. т в час на одно судно или 40 т в час на одного работающего. Сокращается время доставки груза и в большей степени гарантирует его сохранность.

Таким образом, основные направления совершенствования судов-трейлеровозов заключаются в дальнейшем повышении их при­способленности под перевозку тяжеловесного и крупногабаритного оборудования, в увеличении массы укрупнённых грузовых мест с целью сокращения стояночного времени и в дальнейшем развитии универсализации как с точки зрения возможности, обслуживания в различных портах, так и расширения сферы обслуживаемого грузо­потока.

В составпаромной системывходят:

— морские паромы для транспортировки железнодорожных ва­гонов, оборудованные системой их крепления на судне;

— береговые приёмные устройства в виде мостов, соединяющих рельсовую колею на пароме со стационарными путями;

— железнодорожные парки приёма, формирования и накопле­ния железнодорожных составов;

— информационная система для организации транспортного процесса.

В состав технических средств лихтерной ТТС входят:

— специализированный флот судов-лихтеровозов, приспособлен­ных для перевозки в трюмах и на палубе лихтеров, загружаемых раз­личными видами грузов, включая и крупнотоннажные контейнеры. Лихтеровоз оборудован собственными перегрузочными устройства­ми, позволяющими загружать и разгружать лихтеры на плаву в усло­виях акваторий при умеренном волнении;

— комплект лихтеров, представляющих собой несамоходные бар­жи грузоподъёмностью от 200 до 1000 т, загружаемых различными видами грузов, включая и крупнотоннажные контейнеры. Баржи имеют герметичные люковые закрытия и устройства крепления на лихтеровозах;

— базы отстоя и накопления лихтеров;

— буксиры-кантовщики и буксиры-толкачи для приёма лихтеров от лихтеровоза и транспортирования составов из них по рекам;

— информационная система для контроля и слежения за движе­нием лихтеров, оперативного планирования, регулирования и учёта лихтерных перевозок.

Рассмотрим некоторые ТТС, которые еще находятся в стадии разработки.

Кассетная ТТС, включающая в себя:

— флот специализированных судов-кассетовозов, предназначен­ных для перевозки в трюмах и на палубе унифицированных кассет различного типа;

— кассеты грузоподъёмностью от 200 до 2000 т, перегружаемые с помощью береговых или судовых перегрузочных средств;

— специальные устройства для перемещения кассет по террито­рии порта;

— парк перегрузочных машин для обработки подвижного соста­ва смежных видов транспорта, а также для погрузки и выгрузки гру­за из кассет.

Система судно – необорудованный берег, в состав которой входят:

— специализированный флот, приспособленный для работы в рейдовых условиях, несущий на себе средства доставки унифици­рованных грузовых мест на необорудованное побережье, включая амфибии, вертолёты, суда на воздушной подушке и др.;

— средства укрупнения грузовых мест – контейнеры, пакетиру­ющие средства и другое оборудование.

Высокоскоростные ТТС, в состав которых входят:

— специализированный высокоскоростной флот (суда на подвод­ных крыльях, на воздушной подушке), полупогружённые суда – трисеки, катамараны, а также экранопланы;

— береговые устройства для приёма и скоростной обработки су­дов указанного типа;

— скоростные системы движения на смежных видах транспорта;

— средства укрупнения грузовых единиц.

Создание технических средств ТТС осуществляется на базе комплексной стандартизации и унификации, предусматривающей оптимальные решения при выборе параметров технических средств ТТС во всех звеньях и элементах транспортного процесса, включая склады поставщиков и потребителей перевозимой продукции.

При формировании ТТС следует иметь в виду основные прин­ципы, определяющие развитие транспортной техники на ближайшее будущее.

Комбинирование разных видов транспорта в процессе переме­щения груза для того, чтобы ликвидировать лишние перегрузки его, сведя этот процесс к передаче в порту перевалки только транспорт­ных единиц. Такой принцип использован в паромно-ролкерной и лихтерной системах, когда железнодорожный вагон, автоприцеп или лихтер закатывают или поднимают на морское судно. Транспортное средство на морском участке пути становится комбинированным, т. е. как бы составленным из подвижного состава различных видов транспорта.

Разделение на стоянке основных частей транспортного сред­ства (грузового помещения, энергетической установки с двигателем, помещения для экипажа и вспомогательных устройств), чтобы под грузовые операции отвлекалась только грузовая часть и расходы по содержанию были бы минимальными. Этот принцип нашёл исполь­зование при формировании барже-буксирной, секционной и частич­но контейнерной систем. При этом баржа, секция или контейнер во время погрузочно-разгрузочных операций становятся временным складским устройством и не требуют стоянки для дорогостоящего контейнеровоза, буксира или секции с энергетической установкой, движителем и вспомогательными устройствами, которые это время могут использовать на операции по перемещению других транспор­тных единиц.

Укрупнение грузовых единиц для повышения интенсивности грузовых операций при наименьших материальных и трудовых зат­ратах. Этот принцип используется почти во всех ТТС. При этом мас­са укрупнённого места может быть от 1,0-1,5 т (пакет с генеральным грузом) до 30 т (крупнотоннажный контейнер) и 500-1000 т (лихтер). Интенсивность грузовых операций возрастает почти в прямой про­порциональной зависимости от размера укрупнённой единицы.

Применение новых принципов движения с целью резкого повы­шения скоростей доставки ценных грузов.

Внедрение прогрессивных ТТС и их эффективное использова­ние требуют создания специализированного флота, мощных и ком­пактных энергетических установок нового типа, специализирован­ных перегрузочных комплексов, способных перемещать укрупнён­ные грузовые единицы, такие, как контейнеры, блок-пакеты массой до 1000 т и более (кассетная система), различного рода вспомога­тельное оборудование (например, пакетирующие средства, контей­неры, флеты, ролл-трейлеры, лихтеры, кассеты и др.). В свою оче­редь внедрение ТТС оказывает глубокое влияние на всю работу мор­ского транспорта. Изменяется технология работы портов, меняются условия работы судовых экипажей, возникают новые требования к обслуживанию флота, создаются новые судоходные линии, приобре­тают новые формы взаимоотношения между морским и смежными видами транспорта и т. д.

Отсюда сложность выбора эффективного варианта, заключаю­щаяся в необходимости учёта большого количества факторов, влия­ющих на этот выбор. Эти факторы можно разделить на три группы.

1. Экономико-географические. Основными в этой группе явля­ются: объём перевозок, структура грузопотока, расстояние перевозки.

2. Экономико-технологические, включая технико-экономичес­кие характеристики судов, технологию погрузочно-разгрузочных работ в портах, технологию хранения грузов в портах, способы уни­фикации грузовых мест.

3. Факторы, определяющие качество перевозочного процесса, включая сохранность грузов при перевозке, скорость доставки, ре­гулярность и частоту их движения.

 
 
Рис. 12.2. Схема тяготения основных видов перевозимых морем грузов к типам судов

 

 


Перечисленные факторы являются основными, они действуют при любой постановке задачи. При решении задачи в каких-то конк­ретных условиях может возникнуть необходимость учёта ряда дру­гих факторов, таких, как глубина акватории порта, ледовая обста­новка в районе плавания, наличие рабочей силы и т. д. Эти факторы могут оказать большое влияние на выбор варианта перевозок и даже в определённых условиях стать решающими.

При сравнении эффективности применения технологических средств в определённых условиях работы следует учитывать разную степень их универсальности, например ролкеры могут перевозить более широкую номенклатуру грузов, чем контейнеровозы, лихтеровозы и т. д. На рис. 12.2 показана схема тяготения основных грузов к типам судов.

Необходимо сравнивать эффективность не отдельных типов специализированных судов при перевозке какого-либо груза, как это иногда делается (например, сравнивается эффективность перевозки контейнеров контейнеровозами и ролкерами), а эффективность все­го грузооборота на рассматриваемом направлении с помощью но­вых прогрессивных типов судов.

Исходя из структуры грузооборота, следует определять, какие типы судов могут быть применены для данной перевозки, а затем варианты использования этих судов в данных условиях и произво­дить сравнение вариантов. Например, грузопоток на данной линии состоит из контейнеров, пакетированного груза и колёсной техники. Для перевозки можно использовать контейнеровозы, ролкеры и обыч­ные универсальные суда. В этом случае могут быть следующие ва­рианты освоения грузопотока: контейнеры (контейнеровозы), паке­ты и колесная техника (универсальные суда), контейнеры, пакеты и колесная техника (ролкеры).

Критерием для сравнения вариантов является уровень затрат на освоение всего грузопотока на рассматриваемом направлении. Эффективным считается тот вариант, который обеспечивает мини­мум затрат или максимум прибыли при заданном качестве перево­зочного процесса (сохранность груза и скорость его доставки).