Транспортный узел - это пункт, в котором сходятся не менее 2-3 линий одного вида транспорта. Когда в одном населённом пункте сходятся пути сообщения различных видов транспорта͵ он принято называть комплексным. Здесь ярко прослеживается взаимосвязь различных видов транспорта. В комплексных транспортных узлах осуществляется перевалка грузов и пересадка пассажиров.
Транспортные узлы бывают государственного, межрайонного, районного и местного значения. Вместе с тем, транспортные узлы классифицируются по назначению, сочетанию видов транспорта͵ по выполняемым функциям, по транспортному балансу, по величине грузооборота. Комплексные транспортные узлы могут иметь также сочетания: железнодорожно-водные (железнодорожно-речные, железнодорожно-морские), железнодорожно-автомобильные, водно-автомобильные.
Уровень развития транспортной системы экономических районов неодинаков. Обеспеченность путями сообщения как по общей длине, так и по плотности (километров пути на 1000 км2) отличается в десять и более раз. Наиболее развитой транспортной системой выделяются Центрально-Черноземный, Центральный, Северо-Западный, Северо-Кавказский, Волго-Вятский районы; наименее развитой - Дальневосточный, Восточносибирский, Западно-Сибирский, Северный экономические районы. Отличаются районы и по структуре грузооборота. В районах, где в межрайонном масштабе разрабатываются такие полезные ископаемые, как железная руда, уголь, основные перевозки реализуются по железным дорогам; там, где добывают нефть, газ, велика доля трубопроводного транспорта; в районах, где разрабатываются лесные ресурсы, значителен удельный вес внутреннего водного транспорта; в районах, специализирующихся на обрабатывающих отраслях, главная роль принадлежит железнодорожному транспорту. Так, к примеру, в Западно-Сибирском районе преобладает железнодорожный транспорт и высок удельный вес трубопроводного транспорта͵ в Центральном районе подавляющая часть перевозок осуществляется по железной дороге. Районы добывающей промышленности имеют активный транспортный баланс, т. е. вывоз превышает ввоз, так как масса сырья, топлива больше массы готовой продукции, а районы обрабатывающей промышленности соответственно - пассивный, т. е. ввоз превышает вывоз.
Мощности транспортных потоков также имеют существенные различия и зависят от размещения базовых источников сырья, топлива, материалов и т.д. Можно выделить три базовых магистральных направления транспортной системы страны:
1. Широтное магистральное сибирское направление ʼʼвосток-западʼʼ и обратно, оно включает железнодорожные, трубопроводные пути и водные с использованием рек Камы и Волги. 2. Меридиональное магистральное центральноевропейское направление ʼʼсевер-югʼʼ с выходом на Украину, Молдову, Кавказ, образованное в основном железнодорожными путями. 3. Меридиональное волго-кавказское магистральное направление ʼʼсевер-югʼʼ по реке Волга, железнодорожным и трубопроводным путям, связывающее Поволжье и Кавказ с Центром, Севером европейской части страны и с Уралом.
По этим главным магистральным направлениям идут основные грузопотоки страны, по этим направлениям особенно тесно взаимодействуют железнодорожный, внутренний водный и автомобильный виды транспорта. Магистральные авиатрассы также в основном совпадают с сухопутными. Помимо базовых магистральных направлений имеется густая транспортная сеть внутрирайонного и местного значений. Сочетаясь между собой, они образуют Единую транспортную систему России. По мере развития производительных сил страны в целом и отдельных ее районов транспортная система нуждается в постоянном совершенствовании как в отношении рационализации размещения, так и в повышении ее качественного уровня: обновлении материально-технической базы, улучшении организационно-управленческой системы, использовании новейших достижении научно-технического прогресса. Развитие транспортной системы Российской Федерации направлено на более полное обеспечение потребностей хозяйства и населения страны транспортными услугами.
Транспортные узлы - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Транспортные узлы" 2017, 2018.
С точки зрения внутренней пространственной структуры регионы делятся на два основных типа: однородные и узловые. Однородный регион не имеет больших внутренних различий по существенным критериям, например по природным условиям, плотности населения, доходам на душу... .
ТРАНСПОРТНЫЕ УЗЛЫ С ПЕРЕСЕЧЕНИЯМИ В РАЗНЫХ УРОВНЯХ ЛЕКЦИЯ 18 Транспортные узлы с пересечениями в разных уровнях – это сложные и дорогостоящие сооружения. Поэтому при проектировании пересечений в разных уровнях следует разрабатывать экономическое... .
Тема 6. Единый технологический процесс (ЕТП) Тема 5. Особенности транспортно-логистических систем различных видов транспорта и их взаимодействие Тема 4. Технологические схемы доставки грузов и пассажиров Тема 3. Альтернативы... .
УДК 658.7
К ВОПРОСУ О ПОНЯТИИ «ТРАНСПОРТНЫЙ УЗЕЛ»
Клименко Владимир Витальевич
к.и.н., доцент,
Московский государственный университет
путей сообщения, г.Москва, Россия
E-mail: [email protected]
TO THE QUESTION ABOUT THE CONCEPT HUB
Klimenko Vladimir Vitalievich
С.H.S., Associate Professor.
Moscow state University of railway engineering,
Moscow , Russia
В статье обосновывается необходимость расширения понятия транспортного узла. Предлагается новое определение транспортного узла и перспективы его применения.
Ключевые слова: Транспортная система, транспортный узел, экономическая зона
The article substantiates the need of expand the definition of hub. A new definition is proposed transport hub.
Key words: Transport system, hub, economic zone
В транспортной системе и в экономике любой страны в целом огромную роль играют транспортные узлы. Этот факт является аксиомой в экспертном сообществе. Вместе с тем, само понятие «транспортный узел», на наш взгляд, еще не может считаться исчерпывающе раскрытым!
В научной литературе существует множество вариантов определений «транспортного узла», но все они могут быть сведены в две группы.
К первой группе относятся определения, рассматривающие транспортные узлы. как пункты пересечения двух и более видов магистрального транспорта, решающие задачи перевозки и перераспределения грузов и пассажиров.
Ко второй группе относятся определения, характеризующие транспортный узел как комплекс соответствующих транспортных устройств в районе, обеспечивающих функционирование и взаимодействие нескольких видов магистрального транспорта, которые обслуживают транзитные, местные и городские перевозки грузов и пассажиров, совокупность транспортных процессов, средств контроля и управления.
В целом, данные определения верно отражают сущность такого явления, как транспортный узел. Во втором случае определение несколько шире первого, что отражает, как эволюцию самих транспортных узлов, так и более глубокое их понимание. Но и в том, и в другом случае превалирует технический взгляд на этот важнейший элемент транспортной системы страны!
Действительно, транспортный узел может возникнуть только там, где происходит пересечение нескольких видов транспорта и появляется возможность для пересадки пассажиров или передачи грузов с одного вида транспорта на другой. Таким образом, в основе определения транспортного узла лежит, создаваемая им возможность для смены видов транспорта с целью продолжения перемещения людей или грузов. При этом, важно обратить внимание на то, что транспортные узлы здесь играют обслуживающую роль!
Однако, современная экономика, развивающиеся интеграционные процессы в ней, инновационные технологии, логистические услуги объективно ставят новые, гораздо более сложные задачи перед транспортными узлами и одновременно повышают их возможности и роль в экономике государств и мира в целом. В силу этого, на наш взгляд, традиционное определение транспортного узла, как инструмент познания действительности, становится недостаточным! Это ощущается как в исследовательской, так и в практической работе.
Приведем лишь несколько аргументов.
Так, в научной и специальной литературе уже достаточно давно при исследовании проблем транспортной системы страны, транспортных узлов и их роли в ее развитии обозначается выход за пределы традиционного (технического) понимания транспортного узла. Говорится о крупнейших городах как о транспортных узлах (Московском, Санкт-Петербургском, Новосибирском и т.д.) Но ведь это огромные города и целые территории, которые состоят не только из транспортных узлов в техническом смысле этого понятия! И в правительственных программах развития и модернизации Московского и Мурманского транспортных узлов по смыслу речь идет о развитии целых территорий!
В работах. посвященных градостроительной политике, в особенности в крупных городах, к инфраструктуре транспортных узлов предъявляются требования и как к городской архитектуре. К примеру, одной из ведущих тенденций стало строительство многофункциональных вокзальных комплексов, совмещающих в себе и железнодорожную инфраструктуру, и офисные здания, и торговые объекты, помещения социального и культурного назначения.
Все чаще развитие транспортных узлов в последнее время связывается и с решением экологических проблем.
Опыт формирования и функционирования крупных международных транспортных узлов свидетельствует о том, что со временем рядом или даже на территории транспортных узлов создаются различного рода промышленные предприятия (Роттердам, Шанхай и др.). Они фактически становятся по своему взаимодействию экономически частью транспортных узлов. В ряде случаев транспортные узлы действуют в режиме особых экономических зон ОАЭ).
Ведущей тенденцией мирового развития является формирование новой, сетевой экономики. Транспортные и другие коммуникации становятся ее каркасом. А транспортные узлы в этой сетевой экономике начинают играть какую-то новую роль в сравнении со старой, традиционной! В частности, формируются интегрированные коммуникационные системы, включающие в себя и транспортные пути, и информационные каналы, и энергетические сети. Под воздействием этих процессов будут трансформироваться и транспортные узлы.
В самих определениях транспортных узлов в современной литературе употребляются все новые термины: хаб, транспортно-логистические кластеры, транспортно-промышленные кластеры, комплексный мультимодальный транспортный узел и т.д. Многообразие этих определений свидетельствует о том, что, во-первых, транспортные узлы эволюционируют под воздействием изменяющейся экономической действительности. Во-вторых, наиболее крупные транспортные узлы как явление сегодня уже представляют собой более сложное и многообразное образование.
Функции и задачи, которые решаются в транспортных узлах и с их помощью значительно расширяются. Соответственно возрастает и их роль в национальной и мировой экономике. Усложняется их структура и система управления. Расширяется территория, на которой они расположены и функционируют.
Все это свидетельствует, на наш взгляд, о том, что ведущей тенденцией эволюции транспортных узлов является превращение их в экономические зоны, которые становятся составной частью, элементом национальной и мировой экономической системы, все более сложной и глубоко интегрированной. В следствии этого должен измениться и подход к транспортным узлам, научный и практический взгляд на них.
На наш взгляд, с учетом вышеизложенного, современный транспортный узел можно было бы определить как социально-экономическую зону, сформировавшуюся на базе пересекающихся магистральных транспортных путей разного вида, в которой решаются задачи обеспечения транспортного процесса, а также использования транспортной системы для решения задач экономического, пространственного и социально-культурного развития регионов.
Предлагаемое определение - комплексное. Оно отражает более сложную и возрастающую роль, которую в действительности могут и должны играть транспортные узлы в жизни общества.
Очень важно то, что если традиционное определение фактически закрепляет за транспортными узлами обслуживающую роль , то новое подчеркивает их активную роль во всех сферах общественно-экономической жизни страны и мира. Оно расширяет потенциал транспортных узлов с точки зрения его использования для развития и модернизации экономики! Транспортные узлы становятся важным инструментом современной социально-экономической политики.
Разумеется, предлагаемое определение, во-первых, не перечеркивает, не исключает утвердившиеся в науке понятия. Оно предлагает изменить ракурс изучения и развития транспортных узлов. Сделать его прежде всего экономическим. Во-вторых, оно более всего подходит для внедрения в практику именно интегрированной логистики. И, в-третьих, оно позволит создать ту модель, в сторону которой будут эволюционировать существующие транспортные узлы в процессе создания новой экономики.
Москва - транспортный узел страны
Москва - крупнейший промышленный центр нашей страны, но в самой Москве нет добычи сырья, как скажем, в Магнитогорске, или топлива, как, например, в городах Донецкого бассейна или Подмосковного бассейна. В Москве сосредоточена обрабатывающая промышленность, работающая на привозном сырье и на привозном топливе. Кроме того, населению Москвы доставляется огромное количество привозного продовольствия. Вследствие этого транспорт имеет в жизни Москвы очень большое значение, обслуживая промышленность и население столицы.
Трудно понять характер обрабатывающей промышленности Москвы, если предварительно не рассмотреть ее транспортных связей. Поэтому характеристику народнохозяйственной роли Москвы целесообразнее начать с показа ее путей сообщения.
Уже с XVI в. Москва начала привозить сырье и продовольствие издалека. С течением времени экономические связи Москвы все более и более расширялись. Так, например, в 20-х годах XVIII в. в Москву изо всех основных районов Европейской России привозилось сырье (кожи, меха, шерсть, воск, лен и др.), продовольствие (хлеб, рыба, мед, растительное масло, сало и т. д.), соль и многие готовые товары (См. Б. Б. Кафенгауз. География внутренней торговли и экономическая специализация районов России в 20-х годах XVIII века, «Вопросы географии», сб. 20, 1950.)
Переход на дальнепривозное сырье и продовольствие, а затем и на топливо, потребовал густой сети путей сообщения для грузов, подвозимых к Москве со всех сторон. Эти дороги были нужны и для сбыта ее многообразной промышленной продукции.
Исстари Москва прокладывала от своих стен далеко идущие пути, сначала грунтовые и водные с системой переволоков, а затем стала строить железные дороги, каналы, механизированные порты, аэродромы, еще теснее связав свою промышленность со всеми экономическими районами страны, в том числе и самыми отдаленными.
Один из самых ранних путей прошел из Москвы на восток - вдоль Клязьмы к Владимиру и Суздалю, а затем по Клязьме и по параллельной ей грунтовой дороге - к Горькому (Нижнему Новгороду) - волжским воротам Москвы.
По Волге шел путь на юг - в страны Востока, который был, однако, закрыт татарами, вплоть до покорения Иваном Грозным в XVI в. Казани и Астрахани. После взятия Казани и Астрахани открылась вольная дорога на восток: по Каме - на Урал, по притокам Иртыша - в Сибирь. В этом же, восточном, направлении прошли и гужевые пути от Москвы на Киров (Вятку) и на Казань и дальше на Урал и в Сибирь.
Московско-Нижегородская железная дорога, проведенная в 1861–1862 гг., была одной из первых радиальных железных дорог, отошедших от Москвы; она пошла на восток.
Одним из наиболее древних является также путь от Москвы на север. Уже при Иване Калите москвичи проникли в область Северной Двины и Печоры. Путь шел на Ярославль и Вологду до р. Вологды (притока Сухоны) - самой близкой к Москве реки Северо-Двинского бассейна. От Вологды пути расходились далее в различных направлениях: водой по Двине в первый крупный русский морской порт - Архангельск, через Кубенское озеро на Онегу, наконец, по Вычегде - на восток и от ее истока к верховьям Камы на Урал и далее в Сибирь. В северном направлении из Москвы прошла железная дорога сначала до Ярославля (1862–1868 гг.); в начале 70-х годов она дошла до Вологды, а в конце прошлого века была продолжена до Архангельска.
Старинная дорога шла из Москвы на Калинин (Тверь); она тоже выводила к Волге, а дальше как сухопутьем, так и водой - по Тверце, по волоку (где ныне город Вышний Волочок) и по Мете - к Ильмень-озеру, в торговый Новгород, а от него к Балтике. Уже в 1323 г. московский князь Юрий Данилович вместе с новгородцами построил каменный город Орешек при истоке Невы из Ладожского озера. В XVIII в. путь на северо-запад стал самым важным, так как с основанием Петербурга для Москвы, через Балтику, была «открыта дверь» в Западную Европу.
Чтобы соединить молодую столицу с древней столицей и со всей Центральной Россией сплошным водным путем, при Петре I был сооружен Вышневолоцкий канал: от Твери до Петербурга открылся путь по Тверце, Вышневолоцкому каналу, Мете, Ильменю, Волхову, Ладоге и Неве.
Цри Петре I, в 1722 г., началось составление проектов Волго-Московского водного соединения через р. Яхрому и через реки Истру - Сестру. Со смертью Петра I проектирование было прекращено.
Во второй четверти XIX в. были проведены большие работы по соединению Волги и Москвы-реки через Истру и Сестру. На р. Сестре была построена плотина длиной около 1,5 км и создано водохранилище для питания соединительного канала между Истрой (левым притоком Москвы-реки) и Сестрой (левым притоком впадающей в Волгу Дубны); это водохранилище сохранилось до наших дней под именем Сенежского озера. На водном пути длиной в 220 км был сооружен 41 шлюз. По Волго-Москов-ской водной системе прошло несколько тысяч барж, которые тянули бурлаки. Эксплуатация системы была прервана в связи с прокладкой экономически более выгодной железной дороги из Петербурга в Москву, и в 1860 г. система была упразднена.
При Екатерине II между Петербургом и Москвой было проложено шоссе - дорога, которую описал в своем «Путешествии» великий революционер-демократ А. Н. Радищев. В этом же направлении в 1848–1851 гг. прошла первая в России магистральная железная дорога Петербург - Москва.
Из дорог, идущих от Москвы в южном и юго-восточном направлениях, самая старая - на Рязань, откуда Москва издавна получала хлеб, переотправляя значительную его часть в Новгород. Проторение дорог дальше на юг и юго-восток было замедлено борьбой с татарами. Важнейшая дорога на юг через Тулу, Ливны, Белгород прошла по старинному татарскому шляху. В южном направлении начала строиться в 60-х годах XIX в. железная дорога от Москвы на Курск - Харьков. В 1869 г. она вышла одной линией к Ростову, в устье Дона, а в 1874 г. - другой линией - к Севастополю, дойдя до берега Черного моря. В юго-восточном направлении прошла в 1864 г. железная дорога до Рязани (продленная в 1868–1870 гг. на Воронеж - Ростов). К ней позже примкнули новые линии, создавшие дополнительные выходы из Москвы: в 1874 г. на Сызрань - Самару, в 1877 г. - до Оренбурга - «ворот» в Среднюю Азию; в дальнейшем, уже в XX в., эта линия была доведена до Ташкента. Через Сызрань - Самару прошел и первый железнодорожный путь из Москвы на Урал - к Челябинску - и далее в Сибирь.
На запад от Москвы шла дорога через Смоленск. По ней осуществлялись связи Москвы с Западной Европой. Железная дорога на Смоленск-и далее через Минск на Варшаву была проведена в 1861–1871 годах.
Старинная дорога шла от Москвы до Киева и других древних украинских городов.
Железная дорога прошла в этом направлении поздно - на рубеже XIX и XX вв. (1899 г.), как и дорога к Риге (1901 г.). Москва ведет постоянную работу по улучшению своего транспортного положения по отношению к районам сырья, топлива и продовольствия.
Сильно возросло значение дальнепривозного сырья и топлива тогда, когда грунтовые дqpoги сменились железными дорогами и Москва стала в центре железнодорожной сети страны. Железные дороги в условиях капиталистической системы, для которой характерна жестокая конкуренция отдельных видов транспорта, «задушили» судоходство по маловодной Москве-реке. Так, в 1874 г. железнодорожный грузооборот Москвы составил около 3 300 тыс. т, а водный - 180 тыс. т (и еще 120–140 тыс. бревен). Водный грузооборот Москвы был меньше железнодорожного в 1870-х годах в 20 раз, а в 1900-х годах - в 25 раз.
Послеоктябрьской революции Москва увеличила перевозки массовых грузов сильным развитием речного транспорта, созданием специализированных дорог - сверхмагистралей (прямых и имеющих малые уклоны) и электрификацией железных дорог. Из железнодорожных сверхмагистралей, созданных еще в годы довоенных пятилеток, надо отметить углевозную магистраль Донбасс - Москва. Она начинается на востоке Донецкого каменноугольного бассейна, где преобладают антрацитовые угли, наилучшие как топливо, потребность в котором у Москвы весьма велика.
В советскую эпоху водные пути междуречья Волги и Оки, в центре которого расположена Москва, были коренным образом преобразованы.
Созданы плотины на верхней Волге и на Москве-реке. Изменился режим верхней Волги, Москвы-реки, Оки, Клязьмы и многих других рек Междуречья. Возникли водохранилища.
Наконец, высокий водораздел между Волгой и Москвой-рекой пересек глубокий и широкий канал: через междуречье Волги и Оки прошла с севера на юг новая водная дорога. Строительство канала им. Москвы (Волга - Москва-река), соединившего по кратчайшему направлению верхнюю Волгу с Москвой-рекой, явилось очень большим событием в жизни всей страны и Москвы в особенности.
Сооружение канала между Москвой и Волгой имело целью развитие судоходства столицы, повышение уровня воды в Москве-реке и резкое улучшение водоснабжения.
Таким образом, Волго-Московское соединение приобрело комплексный характер. Главным звеном сочетания задач, которые решило строительство канала между Волгой и Москвой-рекой, было водоснабжение столицы. Коммунистическая партия и Советское правительство ясно видели, что без канала и обилия воды Москва как многомиллионный город не может больше существовать.
Строительство канала было начато в 1932 г., а в июле 1937 г. канал вступил в строй. Канал начинается у Иванькова на Волге, где река перегорожена большой плотиной. Иваньковская плотина подняла уровень Волги до 124 м над уровнем моря. Далее по системе шести шлюзов суда поднимаются к водораздельной системе искусственных озер-водохранилищ, соединенных между собой. Горизонт воды этих водохранилищ лежит на высоте 162 м над уровнем моря, т. е. суда поднимаются от Волги на 38 метров. Затем суда из Химкинского водохранилища спускаются по системе трех шлюзов к Москве-реке на 42 м (горизонт воды - 120 м), а за пределами города (за Перервинским гидроузлом) горизонт Москвы-реки понижается до 113 м над уровнем моря.
Длина канала имени Москвы - 128 километров. Канал сократил водный путь от Москвы до Ленинграда на 1 100 км и до Горького - на 110 километров. От Москвы открылся глубоководный путь к Волге, а по ней к Каспию, по Волго-Балтийской системе - к Балтике и по Беломорско-Балтийскому каналу им. И. В. Сталина - к Белому морю.
Москва стала «портом трех морей». Усилилось судоходство по Москве-реке. По каналу в столицу Советского Союза стали прибывать строительные материалы и другие грузы.
Через 15 лет после ввода в строй канала им. Москвы, в июле 1952 г., было открыто движение по Волго-Донскому судоходному каналу им. В. И. Ленина. Далеко от Москвы шло строительство этого канала, но оно оказало большое влияние на изменение транспортно-экономиче-ского положения столицы, сделало ее «портом пяти морей»: кроме Каспийского, Балтийского и Белого, еще Черного и Азовского. Открылся сплошной водный путь к Москве от Донецкого каменноугольного бассейна. Теперь угольные баржи из устья Северского Донца идут к заводам Москвы. Открылось прямое пароходное сообщение Москва - Ростов, на водном пути длиной в 3 267 километров. Когда будут осуществлены смешанные речные-озерные и морские рейсы и суда из Москвы пойдут непосредственно в черноморские порты и обратно, тогда Москва станет самым внутриматериковым в мире, доступным для больших судов портом, глубже всего расположенным внутри материка, на большом отдалении от морей.
Перевозки грузов к Москве и от нее по новым воднотранспортным путям удешевляются созданием больших судов, в частности большегрузных барж, которые сразу берут много сырья, топлива и иных грузов.
Большое значение для удешевления перевозок грузов столицы имеет электрификация железных дорог Московского транспортного узла. Теперь уже почти все железные дороги, идущие от Москвы, электрифицированы. Пока еще электрифицированы большей частью пригородные участки железных дорог, но в ряде случаев электрифицированные пути выходят за границы пригородов столицы (линии до Александрова, Серпухова).
Работы широкого масштаба по электрификации пригородных железных дорог развернулись в пятой пятилетке. В 1953 г. пошли электропоезда от Москвы до Серпухова; электрифицируется железнодорожный путь до Каширы.
Таким образом, Москва соединяется электромагистралями с двумя значительными приокскими городами, расположенными на расстоянии 100 км к югу от нее.
На далекое от Москвы расстояние электрифицированы и электрифицируются наиболее важные в экономическом отношении железные дороги, по которым столица получает уголь, металл и многие другие грузы. Кроме того, москвичи получают возможность быстрого переезда в очень хорошие по природным условиям местности.
В начале 1954 г. электропоезда стали доходить до города Клина, в направлении на Ленинград. Началась электрификация Савеловской железной дороги на участке Москва - Икша. В скором времени электропоезда дойдут также до Ново-Иерусалимской. Электрификация подъездов к Москве ускоряет движение поездов и увеличивает пропускную способность железных дорог. Она имеет и санитарно-гигиеническое значение: в зеленой зоне, окаймляющей Москву, исчезает паровозный дым.
Передача в Москву энергии волжских гидроэлектростанций (Куйбышевской, а затем и Сталинградской) позволит электрифицировать железные дороги на большое расстояние от столицы.
Уже разработаны проекты электрификации железных дорог от Москвы до Калинина, до Рязани, до Можайска, до Нарофоминска, до Павельца, до Скуратова (между Тулой и Орлом).
Несмотря на сильно возросшее значение для Москвы водного транспорта, железные дороги продолжают играть главную роль в грузообороте столицы.
Перед Великой Отечественной войной грузооборот Московского железнодорожного узла дошел до 50 млн. т, из которых 38 млн. падало на прибытие и 12 млн. на отправление. По сравнению с 1913 г. прибытие грузов в Москву по железнодорожным путям к этому времени увеличилось почти в шесть раз.
Первое место среди привозимых по железной дороге грузов занимали строительные материалы для столицы, лес, уголь, металл, нефть, хлеб, хлопок, шерсть, шелк.
Отправляет Москва преимущественно машины, ткани и другие изделия точной и легкой индустрии, т. е. предметы сравнительно малого веса, но большой ценности - результат работы высококвалифицированных рабочих и инженеров столицы.
По воде в Москву прибывают преимущественно строительные материалы (камень, песок, гравий), нефть, хлеб, соль. Значительная часть грузов идет по каналу им. Москвы, соединяющему город с Волгой. Разнообразные грузы, приходящие водой, выгружаются в трех портах столицы - Северном (Химкинском), Западном (Фили) и Южном (на юго-востоке Москвы). Южный, в отличие от Северного и Западного, - внутригородской порт. В Западком порту выгружаются преимущественно строительные материалы, в Южном - зерно. Главные потоки грузов к Москве идут по железным дорогам с юга и юго-востока. Каменный уголь идет преимущественно по железнодорожной магистрали Донбасс - Москва. Очень загружена железнодорожная магистраль, ведущая к Москве от Харькова - северных «ворот» Южного горнопромышленного района: по ней идут коксующийся донецкий уголь, южный металл и другие грузы. Много грузов дает Москве Урал. Средняя Азия отправляет в столицу хлопок и другое сырье.
В XVI–XVII вв. Москва «смотрела» на север, откуда получала большую часть сырья; в XVIII в. она начинает все больше и больше ориентировать свои экономические связи на северо-запад, в направлении к Петербургу. В середине XIX в. большое значение приобрели транспортные связи Москвы с Шуей - Иваново - Кинешмой. В конце XIX в. связи Москвы начинают перемещаться на юго-восток и на юг. В наше время главные транспортные связи Москвы направлены на юг, юго-восток и восток. Не случайно, что Москва промышленная, заводская, растет на юго-восток, как бы навстречу основным потокам каменного угля и металла.
Прочные экономические связи существуют между Москвой и Ленинградом.
Примерно в этих же направлениях совершаются и наиболее массовые перевозки пассажиров. Больше всего пассажиров перевозится по железным дорогам от Москвы на северо-запад, на восток, на юг (на Киев и на Харьков - Севастополь), на юго-восток (на Кавказ). Исключительно велики пригородные пассажирские перевозки Московского железнодорожного узла, которые значительно возрастают в летнее время и в утренние и вечерние часы.
Сотни тысяч пригородных пассажиров ежедневно приезжают в Москву и уезжают обратно в Подмосковье. Это рабочие и служащие, работающие в Москве, а живущие к Подмосковье, - в многочисленных подмосковных городах и поселках; студенты; колхозники, приезжающие с продуктами на столичные рынки. Начиная примерно с мая, к этим пригородным пассажирам прибавляется очень много дачников и родителей детей, выехавших на летний отдых в пионерские лагери Подмосковья.
На схеме показано пассажирское пригородное движение Московского железнодорожного узла. Особенно оно велико на участках Москва - Люберцы - Раменокое, Москва - Мытищи - Пушкино и Москва - Подольск: на юго-восток, северо-восток и на юг от Москвы. Москва предъявляет огромный, все возрастающий спрос на твердое и жидкое топливо (теплофикация города и его автомобильный транспорт), сырье и продовольствие. Грузовые потоки, подходящие к Москве по железным дорогам, все растут. Снизить рост грузовых потоков угля и другого топлива по железным дорогам можно при помощи иных видов транспорта, и не только водного, но и таких, как газопроводы, линии электропередачи.
Густота пассажирского движения Московского железнодорожного узла летом 1952 г. в парах пригородных поездов в сутки (составил Е. Перцик по расписаниям пригородного сообщения на лето 1952 г.).
Исключительно большое значение для регулирования перевозок топлива к столице имеет развитие Подмосковного буроугольного бассейна.
До революции в Подмосковном бассейне добывалось очень мало угля, что в значительной степени было связано с политикой крупного монополистического объединения шахтовладельцев Донецкого бассейна («Продуголь»), которое препятствовало росту добычи угля в других бассейнах страны.
Коммунистическая партия и Советское правительство взяли курс на всемерное развитие добычи угля в Подмосковном бассейне, чтобы вблизи Москвы создать второй Донбасс. С 1913 по 1937 г. добыча подмосковного угля выросла в 25 раз (с 300 тыс. т до 7,5 млн. т).. За следующие 15 лет добыча угля выросла еще в несколько раз, так что она значительно превысила дореволюционную добычу угля не только в Донецком бассейне, но и во всей России. Второй Донбасс под Москвой был создан. Особенность Подмосковного бассейна, в отличие от Донецкого, в том, что преобладающая часть добытого угля потребляется в пределах самого же бассейна - главным образом крупными электрическими станциями. Таким образом, Подмосковный бассейн направляет в Москву не столько уголь, сколько электрическую энергию: загружаются не железнодорожные платформы, а провода высоковольтных линий электропередачи.
Большие перспективы имеет подземная газификация р Подмосковном бассейне с передачей в Москву газа по трубам.
Проведенные еще до революции железные дороги Московского узла доходили до окраин тогдашней Москвы, а внутрь города, ограниченного Садовым кольцом, ни одна из железных дорог не вошла. Из девяти вокзалов Москвы часть тупиковых: в городе нет единого вокзала. Железнодорожные линии, скрещивающиеся в Москве, связаны двумя кольцами окружных железных дорог. Одно из них, внутреннее, было построено в 1902–1908 гг., но в наши годы оказалось недостаточным для передачи мощных потоков грузов с одной дороги на другую. С тех пор Москва разрослась, и сейчас внутреннее кольцо Окружной дороги проходит уже большей своей частью по территории города.
Во В;ремя Великой Отечественной войны было закончено сооружение новой, внешней, кольцевой железнодорожной линии, соединяющей один с другим подходящие к Москве радиусы на большом расстоянии от Москвы (60-100 км). Эта дорога проходит через станции Кубинка - Поварово - Икша - Яхрома - Загорск - Александров - Орехово-Зуево - Куровская - Воскресенск - Жилево - Михнево - Кубинка.
Москва - крупнейший в Советском Союзе узел автомобильных дорог. Наилучшие автомобильные дороги ведут из Москвы на запад (Минское шоссе) и на юг (Москва - Симферополь). Организовано движение автобусов и такси до Ялты, Симферополя, Харькова, Тулы, Владимира, Горького и Рязани. Намечается организовать движение автобусов до Смоленска - Минска, до Новгорода и затем до Ленинграда. Очень сильно развито пригородное автобусное движение от Москвы до многих городов и поселков Московской области.
Москва связана воздушными путями со многими десятками городов Советского Союза и зарубежных стран. Особенно сильно сокращают время поездки авиационные рейсы из Москвы в города Дальнего Востока и Восточной Сибири (до Магадана, Якутска и других городов), Средней Азии, Казахстана и Закавказья. Самолеты, опускающиеся и поднимающиеся в воздух на одном только Внуковском аэродроме (под Москвой), перевозят за год столько пассажиров, сколько живет народу в большом городе нашей страны, и столько грузов, что для их перевозки понадобились бы десятки поездов. Самолетами отправляются из Москвы матрицы ряда центральных газет (с матриц газеты печатаются в тот же день во многих центрах СССР), тиражи газет, журналов.
Из книги Великие империи Древней Руси автора Шамбаров Валерий ЕвгеньевичТРОЯНСКИЙ УЗЕЛ В середине - второй половине II тыс. до н. э. расселение ариев в основном завершилось охватив почти всю Европу и значительную часть Азии. Но когда мы говорим о «семье» индоевропейских народов, надо помнить, что данный термин остается чисто лингвистическим.
Из книги Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I) автора Первушин Антон Иванович Из книги Легендарные улицы Санкт-Петербурга автора Ерофеев Алексей Дмитриевич Из книги Тайны ушедшего века. Границы. Споры. Обиды автора Зенькович Николай Александрович Из книги Неизвестный Мессершмитт автора Анцелиович Леонид ЛипмановичВоенно-транспортный самолет Профессор Мессершмитт и бригадефюрер СС Кронейс прибыли 21 января 1941 года в Берлин на совещание с Удетом. В шикарном кабинете Удета они увидели его зама генерал-майора Плоха. Вилли добивался заказа на строительство опытных экземпляров
Из книги Вопросы и ответы. Часть I: Вторая мировая война. Страны-участницы. Армии, вооружения. автора Лисицын Фёдор ВикторовичСтраны-участницы Второй мировой войны. Нейтральные
Из книги Две силы автора Солоневич ИванУЗЕЛ ЗАПУТЫВАЕТСЯ На перроне станции Неёлово дрезину уже ожидала целая группа людей – механизированных и дисциплинированных работников, внушавших невольное уважение той молчаливой расторопностью, с которой она выносила и приводила в исполнение приговоры о высшей
Из книги Первая мировая война 1914-1918. Факты. Документы. автора Шацилло Вячеслав КорнельевичБАЛКАНСКИЙ "УЗЕЛ" В череде локальных войн и конфликтов, которые потрясали Европу в конце XIX - начале XX века, особняком стоят те, что происходили на Балканах. Собственно, уже несколько десятилетий Балканский полуостров именовали не иначе, как "пороховым погребом Европы", -
Из книги Идея сибирской самостоятельности вчера и сегодня. автора Верхотуров Дмитрий НиколаевичКрасноярский транспортный узел. Изложение перспектив развития транспорта в Сибири совершенно не зря сделано именно в таком порядке: «Китайская дорога» и система трансарктических перевозок. При сочетании этих элементов складывается мощная транспортная артерия по
Из книги Два лица Востока [Впечатления и размышления от одиннадцати лет работы в Китае и семи лет в Японии] автора Овчинников Всеволод ВладимировичТранспортный аврал Иностранцу, попавшему в предпраздничные дни в Китай, может показаться, что огромную страну охватила паника. Не тысячи, даже не сотни тысяч, а десятки миллионов людей уже целый месяц штурмуют билетные кассы всех видов транспорта, работающего в авральном
Из книги Всеобщая история в вопросах и ответах автора Ткаченко Ирина Валерьевна4. Новые индустриальные страны. Какие страны туда входят? Рост внешней задолженности предопределил направление поиска новой экономической политики развивающихся стран. Вместо импортозамещающей индустриализации было решено всемерно развивать экспортные возможности,
Из книги Об Илье Эренбурге (Книги. Люди. Страны) [Избранные статьи и публикации] автора Фрезинский Борис Яковлевич Из книги Полное собрание сочинений. Том 23. Март-сентябрь 1913 автора Ленин Владимир Ильич«Узел задачи» Мы видели, что «узлом задачи», которая стоит перед Россией, французский реакционер Шаль, цитируемый г. Милюковым, правильно считает аграрный вопрос.Г-н Милюков цитировал умные слова умного реакционера, но ровнехонько ничего в них не понял! «…Того
Из книги Мой XX век: счастье быть самим собой автора Петелин Виктор ВасильевичЧасть пятая МОСКВА-КОКТЕБЕЛЬ-ПЕРЕДЕЛКИНО-МОСКВА (По письмам друзей и родных (1965 – 1987) «Иван Сергеевич! – писал Лев Толстой в апреле 1878 года И.С. Тургеневу после семнадцатилетнего разрыва после ничтожной ссоры. – В последнее время, вспоминая о своих с вами отношениях, я, к
5. Ильиных, А. С. Научно-методические основы высокопроизводительной технологии шлифования рельсов в условиях железнодорожного пути [Текст] / А. С. Ильиных // Вестник Сибирского гос. техн. ун-та. - Новосибирск. - 2013. - № 1. - С. 82 - 88.
1. Kalker J. J., Cannon D. F., Orringer O. Kachestvopoverkhnosti rel"sov i obsluzhivaniiapri sovremennykh zheleznodorozhnykh operatsiiakh (Rail quality and maintenance for modern railway operation). Netherlands: Kluwer academic publishers, 1993, 459 p.
2. Normativno-tekhnicheskaia dokumentatsiia. Tekhnicheskie ukazaniia po shlifovaniiu rel"sov (Normative-technical documentation. Technical instructions for the rails grinding). Moscow, OAS «Russian railways», 2004, 39 p.
3. Aksenov V. A., Fefelov V. N. Efficiency evaluation of the rail grinding technology . Nauchnoe obozrenie -Scientific review, 2006, no. 3, pp. 28 - 30.
4. Aksenov V. A., Shalamov V. A., Kuz"menia A. A. Modern technology of rail reestablishment and quality control of the treated surface using rail-grinding trains . Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo universitetaputei soobshcheniia - Bulletin of the Siberian Transport University, 1999, no. 2, pp. 129 - 135.
5. Il"inykh, A. S. Scientific and methodological basis for high-performance technology rail grinding in the railway . Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta - Vestnik of the Siberian Technical University, 2013, no. 1, pp. 82 - 88.
УДК 656.078.12
А. А. Белов, А. Н. Ларин
ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНОГО УЗЛА
В статье рассматривается задача определения длины очереди составов, суммарной грузоподъемности транспорта, не обеспеченного грузом, количество груза, находящегося в момент времени на складе транспортного узла, с учетом стохастически независимых встречных пуассоновского и квазипуассоновского транспортных потоков. Задача решена с использованием математического аппарата теории массового обслуживания. Полученные результаты могут быть использованы для определения оптимальных значений складских емкостей и технологического запаса груза транспортного узла при заданном грузообороте.
Транспортный узел представляет собой совокупность транспортных процессов и средств для их реализации в местах стыкования двух или более видов транспорта. Узлы играют важную роль в организации комбинированных перевозок и совершенствовании взаимодействия различных видов транспорта.
Исследование влияния производительности погрузочно-разгрузочных механизмов на перерабатывающую способность транспортного узла основывается на статистическом анализе фактических данных о подходе транспортных единиц и железнодорожных составов к транспортному узлу и о длительности их грузовой обработки, в конечном итоге выражающейся длиной образуемых очередей. По существу применение теории очередей к задачам управления транспортным узлом сводится к механическому использованию готовых формул для определения основных характеристик обслуживания, полученных для простейших моделей, описывающих с равным успехом работу промтоварного магазина. В транспортном узле про-
102 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(21) 2015
исходит постоянное взаимодействие нескольких видов транспортных потоков. Учет данной особенности в большинстве случаев приводит к резкому усложнению моделей. При этом важную роль должны сыграть современные методы асимптотического и качественного анализа сложных вероятностных систем. С математической точки зрения исследование процесса взаимодействия двух и более потоков событий сопряжено с большими аналитическими трудностями. Для встречных транспортных потоков в некоторых частных постановках эта задача решалась в работах , где исследовался процесс образования очередей при погрузке однородного груза, поступающего на железнодорожных составах. При этом потоки предполагались либо однородными пуассоновскими, либо регулярными.
В данной статье рассматривается задача оценки эксплуатационных характеристик транспортного узла на основе определения распределения случайной величины груза, ожидающего погрузки или выгрузки, а также свободной емкости транспортных средств с учетом ограничений по емкости складов в более общей, чем представлено в источнике , постановке. При этом в целях упрощения исследований принято, что пропускная способность погрузоч-но-разгрузочных устройств транспортного узла не ограничена, т. е. акцент делается на изучение механизма формирования очередей только из-за нехватки груза на складе или из-за отсутствия свободной складской емкости. Полученные результаты в ближайшее время планируется обобщить для случая конечной пропускной способности транспортных узлов.
Взаимодействие транспортных потоков может происходить как при погрузке на автомобильный транспорт груза, прибывающего в транспортный узел на железнодорожных составах, так и, наоборот, при погрузке груза, прибывающего на автомобильном транспорте, на составы. В первом случае будет говориться о прямой, а во втором - об обратной задаче.
Пусть в транспортный узел поступают стохастически независимые потоки автомобильного транспорта и железнодорожных составов, причем поток автомобильного транспорта -простейший с интенсивностью Я, а поток составов - квазипуассоновый с параметром V и с распределением вероятностей числа составов в одной группе {Ьг}, I = 1, е, где е - максималь-
но возможное число составов в группе, ^ Ь = 1 ■
Состав, поступивший в узел, сразу же подается под разгрузку (погрузку), если имеется свободная складская емкость или автомобильный транспорт (груз на складе или на автомобильном транспорте). Временем перевода подачи вагонов на погрузочно-разгрузочный фронт и обратно пренебрегаем.
Грузоподъемность автомобильного транспорта будем измерять в единицах грузоподъемности состава и считать ее дискретной случайной величиной с распределением вероятностей {аг}, 1 = 0, 1, ...,г, где г - грузоподъемность наибольшего из рассматриваемых видов авто-
мобильного транспорта в единицах грузоподъемности состава, ^ а = 1.
Емкость склада в единицах грузоподъемности равна и. Свободная емкость на складе в тех же единицах в начальный момент времени / = 0 равна и0 (и ~ ио начальный технологический запас груза на складе). Для простоты расчета принято, что и и »0 - целые числа.
Согласованность в работе автомобильного транспорта и железной дороги по грузообороту, а также по срокам подачи тоннажа и составов выражается в том, что между параметрами Я и V существует некоторая зависимость. Если такую зависимость устанавливать исходя из условия выполнения в среднем в плановом промежутке (0, Т) плана по грузообороту , то
ЯгТ = уеТ = Q , или
где г = е = ^1Ь1 ; Q - средний грузооборот узла на период (0, Т). При этом принимается
№ 1(21) ЛЛИ С ИЗВЕСТИЯ Транссиба 103
где N - планируемый в промежутке (0, 7) оборот автомобильного транспорта.
Полученные оценки для Я и V при достаточно большом N вполне приемлемы для эксплуатационных расчетов, хотя и не учитывают наличие регулирования подачи автомобильного транспорта и железнодорожных составов внутри планового периода (0, 7). Влияние же такого регулирования становится ощутимым при сравнительно небольших значениях N, если в качестве (0, 7) взять декаду или месяц. Поэтому в этом случае оценку параметров Я и V (при Ъ = 1, Ъ = 0, г = 2,3,..., е) можно производить исходя из условия минимизации выражения:
J (Я, у) = / (Я, у) + /2 (Я)
т(7 \ 7 1Ь (ЯУ) 1 (УХ)1 1
ш(я,у)=Яу||(х-у) XXаД х.Л. Л,
0 0 1=1 к=1 (к - 1)!(кг -1)!
J 2 (Я)=Я1(у - т)2 ^
Здесь слагаемое
(Яу)" (ух г
я и (х - у)2
есть средний квадрат отклонения момента поступления к-го по счету автомобильного транспорта при условии, что он имеет грузоподъемность г, от момента прибытия соответствующей партии из г составов;
/ (Я, у) - средневзвешенная сумма всех таких отклонений.
Величина /2 (я) есть средний квадрат отклонения вероятного момента поступления последнего, ^го автомобильного транспорта от планового момента, в качестве которого принято Т.
Произведя необходимые вычисления, получили:
N (N +1)(2 N +1) ЗЯу
Приравнивая частные производные Ш/8Я, Ш/8у к нулю, получили следующую систему уравнений относительно 1/я, 1/у:
2(N + 5) (2N + 1) г_ 6Т
на основе решения данной системы получены следующие выражения:
,\ = (ЛЧ1)9 (2 N + ^ + 6 (N + 5) + 2 (N + 5)(2 N + 1К/Г
г 2 N +1 Отсюда при следует приближенное равенство:
которое отличается от условия (1) при е = 1, если <га ф 0.
Основной задачей является нахождение явных выражений для введенных ниже показателей эксплуатационных характеристик транспортного узла. Изложение приведено применительно к прямой задаче; располагая ее решением, легко получить и решение обратной задачи с помощью лишь перемены обозначений.
Пусть рк (г) - вероятность того, что в момент времени I в транспортном узле имеется количество груза (на составах и складах), равное грузоподъемности к составов, если к > 0. Если же к < 0, то рк (г) - вероятность того, что в момент времени I в порту имеется свободная емкость (т. е. суммарная грузоподъемность автомобильного транспорта, находящегося в этот момент в узле), равная грузоподъемности к составов.
Введем в рассмотрение следующие случайные функции: 0() - суммарная грузоподъемность автомобильного транспорта, не обеспеченная грузом, в момент времени g (г) - суммарное количество груза, находящееся в момент времени I на составах в очереди; q(t) - количество груза, находящегося в момент времени на складе, в тех же единицах.
К основным эксплуатационным характеристикам функционирования транспортного узла относятся усредненные для рассматриваемого планового периода математические ожидания:
^р = gср (&»0,г,е,оа,аь) = -1МЖ;
Сср = Сср (<Э -«0 Гг,~е,аа,аь) = - / М [ а (/)] Л;
^р = qср (<2и,и0 ,Г,е,°а ^Ь) = 11М [Я (*)]
Вместо ^ср удобнее оперировать другим показателем - коэффициентом использования полезной емкости склада кисп, определяемым по формуле: 4СП = ^ Iю-
Введем следующие обозначения: Х(/) - случайное число групп составов, прибывших в транспортный узел в интервале (0, t); - случайное число единиц автомобильного транспорта, прибывших в транспортный узел в интервале (0, t);%k,к = 1,2, ...- дискретная случайная величина, равная числу составов, прибывших в к-й группе; , к = 1,2, ... - дискретная
случайная величина, равная грузоподъемности к-го автомобильного транспорта, прибывшего в транспортный узел.
Случайные величины и С, к > 1 предполагаются независимыми в совокупности, причем одинаково распределены по закону {аг}, I =1, г, а С - одинаково распределены по закону {Ьг}, 1 =1, е. Пусть также
(считаем, что £(г) = 0, если X (г) = 0 и С(г) = 0 если У (г) = 0).
Количество груза на составах, ожидающих выгрузки (длина очереди составов). Под длиной очереди составов будем понимать усредненное для рассматриваемого планового периода математическое ожидание суммарного количества груза, находящегося на составах в
очереди, М = Легко видеть по определению, что g(г) = [^(г)-С(г)-и0] , где
[и]+= тах (0, и). Отсюда РА+и (г) = Р {g(г) = к} = Р {^(г)-£(г) = к + и0}, к > 0. По формуле полной вероятности имеем:
Р ^ (г) = к } = Р {С(г) = С(г)+к+и } = ] Р {С(х) = «} Р {С(х) = п+к+«0} -
Поскольку оба рассматриваемых транспортных потока можно считать квазипуассонов-скими, то
1 1 й" -хг В (V/)ге-> > 0;
а (г) = ] аг2" ; ;=1
Ь (г) = ] Ь^;
Ап1 = 5 1! 2 ((
(]\, Л) J1" J 2 " . " " Jn " у А />.
т / и I I - I ?
(Л" Уд) «Л " " Jn"
и суммирование в последних суммах распространяется на множество наборов (д, у2,... уи) целых неотрицательных чисел, удовлетворяющих условиям:
/1 + /2 + . + //п = 1 + 2/2 + . + пп = п.
Отметим, что аи = 0 при п > г и Ъи = 0 при п > е. Подстановка соотношений (19) в правую часть (18) приводит к выражению:
(<)=к нхв+и, ./У)+ХХ
XX ^п, "-(Я/)г
xx0 в+к+и, /(у) "
Если, к примеру, а = 0," = 1, г -1; а = 1; Ъ = 1, Ъ = 0," = 2, е (поток составов - простейший, грузоподъемность единиц автомобильного транспорта равна грузоподъемности г составов), то формулу (24) можно переписать в виде:
) = к }= 4+и (г,2ЯИ+г)Я, (25)
где специальная функция I (г, х) (обобщенная функция Бесселя) определяется посредством ряда
(г, ¿им:; р, 0.
" (, " ¿¿0 (г1 + р)! р
Для этого частного случая найдем явное выражение для производящей функции:
*(^) = (") = к} = = (г, 2Я/)гг)Я/.
Перепишем соотношение (27) в виде:
Е(г,/)-ХЬ (г, 2Я/)гА
Р(г,/) = ХIк (г, 2^/)гк.
Дифференцированием по ^ нетрудно установить справедливость соотношения:
8 Е (г,/) = Я Г гг + -Л Е (г,/) + Ягг10 (г 2 Я/) --Я г 1к (г, 2 Я) гА.
8/ V г) г к=1
Интегрированием дифференциального уравнения (30) при начальном условии Е(г, 0) = 0 получено выражение:
Е (г,/) = Яе(гг+1
Ы0 (г,2Ям) - -X 1к (г, 2Ям)гА
Отсюда с учетом уравнения (28) получаем: г,/) = г"и < Яе() |е1)
гг10 (г, 2 Ям) - - X 1к (г, 2 Ям) г *
XIк (г, 2Я/) гЧ е
Используя формулу (32), можно находить моменты распределения длины очереди составов. Например:
М[*(/)] = 8 т(г, /) г=1 = Я| е"^)Ям XX (Оо + г - кУк (г, 2Ям) -
Г (и -1)10 (г, 2 Ям)]^м + XX (и - к Ук (г, 2Я)е
Усреднение равенства (33) по промежутку (0, 7) дает формулу:
*ср =Я П 1 -/ 1 е^)Я/
X(«0 + Г - к) 1к (г, 2К) - г («0 -1) 10 (Г, 2К)
1 X («0 - к)$ П1+г)Я1к (Г,2Ь) Л.
Формулы (24) и (34) довольно громоздки и неудобны для вычисления и изучения асимптотического поведения gср при большом грузообороте. Получим более удобную для этой цели формулу. Очевидно, что
Рк (0 =) - с(0+и -Ц, = к}, к = 0, ± 1, ± 2,... (35)
Умножая обе части равенства (35) на 2 и суммируя по к от - ю до + ю, получим:
X рк =(0 гА = г"-и ехр [я /
При этом использованы равенства:
Мг= ехр {Я /[а (г)-1]};
Мг= ехр {у/[Ъ (г)-1]}. Применяя к выражению (36) формулу обращения, для к > 0 будем иметь:
рк (0 = -^ $ г-и+и+1) ехр Я 2т г
М [* (¿»X р+и (0.
Заменив в соотношении (38) индекс к на к + и и умножив обе части на к, после суммирования с учетом возможности почленного интегрирования ряда найдем
М [ * (ехр {я[а (Уг)-1] + У[ъ (г)-l]}dг.
Введем параметр ^ = и0, имеющий смысл начальной свободной емкости склада в единицах Q. После усреднения по промежутку (0, Т) соотношения (40) с учетом (1) получим:
108 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(21) 2015
/(г)ехр{(?} (г-1)4
е/ ч 1 Г1 ^ 1и ч 1 1 ч (г-1)
г \ г) е г е Ь (г)
Здесь учтено, что { V2 = 0, в чем легко можно убедиться с помощью основной
С г в° (г -1)
теоремы о вычетах.
При больших Г (квартал, год) параметр Кроме того, очевидно, что »„соизмеримо с
Q и поэтому реальные значения 5 е . Эти предпосылки дают возможность для расчета g получить асимптотическое разложение интеграла (41) при Q ^ю.
Так как Ь(1) = Ь"(1) = 0, Ь"(1) = (та2/г + г + (та2/е)+ ~е > 0) и /(г) аналитична при |г| > 1 (с
помощью теоремы Руше можно показать, что кроме двукратного корня г = 1 все остальные нули Ь (г) лежат внутри единичного круга), то удовлетворяются все условия теоремы, доказанной Г. В. Поддубным , в которой рассматривается равномерное по 5 > 0 асимптотическое разложение интеграла типа (41).
Для дальнейшего анализа удобно ввести следующие обозначения:
р0 (т) = 3е-^4 В-4 (т); р(т) = В-(т)- тВ-4(т).
(т) - 3тВ_2 (т) + 3т2В_3 (т) - т3Б_4 (т)
Ф(р0) = Ь (Р0)-5 /п Р0, у(Р0) = Ь"(Р0) + ^;
(р0) = Ь "(р0)--г;
* (р0)=ты [*<р0)]-12;
К (р0)= 1 (р0)[^(р0)] 3/2; т = (р0 - 0[^(р0
где р0 = р0 (5) - корень уравнения хЬ "(х)- 5 = 0 такой, что р0 (0) = 1; Д (т) - функция параболического цилиндра. Ограничиваясь первыми двумя членами разложения интеграла (41), с помощью указанной теоремы находим
^р,5,г,"/,^а,°Ь)« ^
/ (ро)р0 (т)е
QФ<Рo у™2 ¡2
:[\ + (к1 (р,)^ (ш) + К (р0)р2 (и"))^2], (}»1.
Если и = 0, то из выражения (44) следует, что
g„ =(Q,8,r,/,Ga,Gb)-1 f (1)^
Для вычисления р0(5) и функций от р0(5) можно использовать разложение Лагранжа.
Для этого уравнение р08"(р0) = 5 перепишем в виде: р0 = 1 + 5 Ро - 1 ч. Отсюда для любой
аналитической в окрестности точки г = 1 функции Е(г) имеем в некоторой окрестности точки 5 = 0
F (Ро (5)) = F M + ¿ ^ \F (z)
Удерживая два первых слагаемых из выражения (46), для малых 5 получим:
FU(*))« F (l)++ - 52
F "(1)- F "(1) 2S ,(l)+ S W(l) F (1) F (1) S"(1) _
где S"(1) = -1(i + 1)(i + 2)a, + 1lLi 0"-1)0" - 2)К
Обратимся теперь к определению qcp. Поскольку M = Х Р (t) + v Я A (t), то с учетом соотношения (38) найдем
2kí i z""+1(z-1)
Vt \b (z)- 1]l dz.
Усреднение равенства (48) по промежутку (0, T) приводит к следующему выражению
/1(z)exp{Q}^_ ¡n j " "
(z°+1 + и)(- -1)2
Из уравнения (49) видно, что асимптотика # (и, следовательно, кисп) при Q ^ з определяется также формулой (44) с заменой функции / (г) на (г). В частности, если и0 = 0, то
кисп - 3 (1 +1) £
-=£■ + r + -=£■ + e
Суммарная свободная грузоподъемность транспортных средств, ожидающих погрузки. Для вывода формулы для Gср, аналогичной (41), исходим из равенства:
р_^) = Р{^)-^)-(ь-ь0) = к}, к = 0,±1,±2,...
Поскольку М [О (г)] = ] кр_к (г), то аналогично выражению (40) найдем
ехр < Ул [а (г) -1] + VI
Усреднение соотношения (52) по промежутку (0,7) приводит к равенству:
°ср 2ТГ7<2 с
где (г) =1 а(г)+1 ь(IV 1 -1; /(*) = %£; 5 =
Так как 5(1) = Ь?"(1) = 0, Ь?"(1) = г + е + о,Цг + &Це > 0 , то для вычисления Сср при Q ^ ю можно использовать формулу (44), в которую вместо /(г), Ь(г) и 5 следует подставить соответственно /(г), 5(г) и 5. Например, при и = и0 Оср совпадает с выражением для, вычисленным при »0 = 0.
Найденные формулы для определения gср, Gср, и кисп фактически дают решение и обратной задачи. Здесь имеет место один результат, относящийся к категории двойственности. Полученные результаты позволяют решить задачу определения оптимальных значений и и и при заданном грузообороте Q. Целевой функцией могут служить, например, суммарные приведенные затраты, связанные с простоем тоннажа и созданием складских емкостей. Оптимизационная задача формулируется как задача целочисленного программирования.
Представило бы значительный практический и теоретический интерес обобщение результатов данной статьи на случай ненулевого времени погрузки-выгрузки транспортных средств. По-видимому, при изучении таких более общих и сложных моделей основным математическим аппаратом исследования должны служить различные асимптотические методы, такие как метод малого параметра, метод перевала, метод диффузионной аппроксимации и другие.
Список литературы
1. Зильдман, В. Я. Взаимодействие встречных транспортных потоков, имеющих пуассо-новский характер при отсутствии регулирования [Текст] / В. Я. Зильдман, Г. В. Поддубный // Математические методы решения экономических задач. - М.: Наука, 1977. - Т. XIII. -Вып. 3. - С. 524 - 535.
2. Зильдман, В. Я. Влияние резервов складских емкостей на простой транспортных средств при наличии полного регулирования [Текст] / В. Я. Зильдман, Г. В. Поддубный // Математические методы решения экономических задач. - М.: Наука, 1974. - Вып. 6. - С. 167 - 179.
3. Поддубный, Г. В. Асимптотическое разложение одного класса интервалов со сливающимся плюсом и точкой перевала [Текст] / Г. В. Поддубный // Журнал вычислительной математики и математической физики / Российская академия наук. - М., 1982. - № 5. -С.1052 - 1060.
ИЗВЕСТИЯ Транссиба
Организация производства на транспорте
1. Zildman V. Y., Poddubnyj G. V. Interaction of the counter transport flows having poisson character in the absence of regulation . Matematicheskie metody resheniya ekonomicheskix zadach - Mathematical methods of the solution of economic tasks. Moskow, Science, 1977, T. XIII, no. 3, pp. 524 - 535.
2. Zildman V. Y., Poddubnyj G. V. Influence of reserves of warehouse capacities on idle time of vehicles in the presence of full regulation . Matematicheskie metody resheniya ekonomicheskix zadach - Mathematical methods of the solution of economic tasks. Moskow, Science, 1974, no. 6, pp. 167 - 179.
3. Poddubnyj G. V. Asymptotic decomposition of one class of intervals with the merging plus and a point of the . Zhurnal vychislitel"noi matematiki i matematicheskoi fiziki - Computational mathematics and mathematical physics, 1982, no. 5, pp.1052 - 1060.
Д. Г. Евсеев, А. В. Мелихов ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РЕМОНТА ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
В статье предложена новая методика, позволяющая определить уровень качества ремонта для любого отчетного периода в течение межремонтной эксплуатации. Приведен тестовый пример оценки качества деповского ремонта пассажирских вагонов.
Конкурентоспособность железнодорожного транспорта в пассажирских перевозках определяется многими факторами, такими как скорость, надежность, ритмичность, безопасность, комфорт, тариф и рядом других. При этом технический и качественный уровень пассажирского подвижного состава играет ключевую роль .
На рынке ремонтных услуг достаточно велика конкуренция среди вагоноремонтных предприятий, поэтому важно обеспечивать объективность и устанавливать единые принципы системы оценки качества ремонта пассажирских вагонов, поставляемых для нужд ОАО «РЖД».
Анализ статьи позволил разработать аналогичную методику для оценки качества ремонта пассажирских вагонов с учетом условий эксплуатации и специфики подвижного состава.
Оценка качества ремонта пассажирских вагонов представляет собой комплекс операций, выполняемый для расчета показателей качества ремонта пассажирских вагонов, основанный на статистической обработке первичной информации об отказах вагонов и в первую очередь его узлов и агрегатов в установленный период эксплуатации после ремонта.
Выбор показателей качества для оценки пассажирских вагонов, поставляемых для нужд ОАО «РЖД» и его дочерних предприятий, проведен исходя из следующих основных требований:
Применяемость в ремонтном и эксплуатационном комплексах пассажирского хозяйства ОАО «РЖД» на всех уровнях;
Минимальность и достаточность количества используемых показателей для оценки качества продукции и услуг;
Практическая значимость показателей;
112 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(21) 2015
Время, которое средний горожанин проводит за свою жизнь в пути, например, от дома до работы и обратно, ужасает. Еще больше впечатляет цифра, если он является жителем мегаполиса, два раза в день замирающего в так называемых пробках. Это одна из наиболее важных проблем в деле организации комфортной среды в городе. И ее можно если не решить полностью, то значительно снизить остроту, если правильно создавать транспортные узлы и терминалы. Итак, для чего они нужны и что вообще собой представляют?
Что такое транспортные узлы
Существуют самые разные способы передвижения: автобусы, трамваи, троллейбусы, автомобили, самолеты, корабли, поезда и т. д. Как правило, из одной точки в другую можно попасть несколькими путями. Но зачастую, особенно если маршрут довольно сложный, приходится сменить несколько чтобы достичь пункта назначения. И хотя, например, пересесть с автобуса на метро или автомобиль можно в нескольких местах в пределах любого крупного города, иногда бывает так, что из одной точки можно уехать сразу многими способами. И тогда уже применим термин "транспортный узел". Это место постоянно кипит жизнью, сотни и тысячи пассажиров спешат по своим делам, прибывают поезда, улетают самолеты, в общем, на первый взгляд, царят полная суета и беспорядок. На деле все иначе. При хорошей организации транспортные узлы - это стройно работающие системы, где каждая часть - отлаженный механизм, взаимодействующий со всеми остальными элементами. И в таком случае их значение сложно переоценить.
Зачем они нужны
Временные затраты на поездку или доставку из одной точки в другую в условиях современного ритма жизни должны быть минимизированы. Люди, устав ждать, совершили множество изобретений, позволяющих получить мгновенно информацию, устанавливать связь. Но, к сожалению, пока не существует телепорта, мы вынуждены довольно значительное время проводить в пути. Причем иногда приходится еще и ехать, например, до аэропорта или станции. Сосредоточение нескольких видов транспорта в транспортных узлах частично решает эту проблему. Во-первых, для того чтобы, например, пересесть с поезда на корабль или самолет, здесь требуется минимальное количество времени - все находится буквально в шаговой доступности. Во-вторых, при правильном расположении даже один хаб может разгрузить другие транспортные артерии. В результате в выигрыше остаются все.
Так раскрывается еще один аспект функционирования любого узла - он не только аккумулирует, но и регулирует транспортные потоки по принципу работы клапана. При необходимости, чтобы избежать заторов и неудобств, часть пассажиров или грузов можно задержать на каком-либо этапе. Одним словом, здесь есть свои аналоги дорог и светофоров.
Хабы бывают не только пассажирскими, но и грузовыми. Даже если взять отрасль почтовых услуг - в каждом крупном городе будет место, которое можно охарактеризовать как центральный транспортный узел - именно туда будет стекаться корреспонденция, которая позднее, после сортировки, уйдет в более мелкие территориальные подразделения. И сюда же письма и посылки будут приходить, чтобы потом отправиться, скажем, за границу. Остаются ли после этого вопросы, нужны ли транспортные узлы?
Организация и структура
Логистика - это не простое, но очень перспективное направление. Именно она помогает правильно и максимально эффективно организовать работу любого более или менее крупного узла. При построении структуры его работы важно учитывать как самые базовые вещи, например, способы перевозки груза от одного вида транспорта до другого и необходимую инфраструктуру, так и совсем мелкие нюансы вроде удобной и интуитивно понятной навигации для пассажиров.
Для моделирования работы хаба еще на этапе его проектирования используется специальное ПО, показывающее, что произойдет при изменении тех или иных параметров.
Размещение
Правильное место - еще один важный момент при планировании транспортных потоков. Если сделан неправильный выбор, это может лишь ухудшить ситуацию. Неудобные подъездные трассы создадут в окрестностях пробки, нехватка парковочных мест станет серьезной проблемой для автомобилистов. Построенный в низине аэропорт будет раз за разом отменять рейсы из-за сильного тумана. В общем, ошибиться очень легко. И здесь на помощь приходит все та же наука, помогающая смоделировать ситуацию при тех или иных вариантах. В конце концов, транспортный узел - это не место, где люди появляются из ниоткуда, - они прибывают теми или иными путями, и нужно следить, чтобы им было удобно это сделать.
Плюсы и минусы
Правильно организованные транспортные узлы, на первый взгляд, совершенно лишены недостатков. Но, к сожалению, это не совсем так. Во-первых, очевидно, что их работа не является бесшумной, а размещение вдалеке от основных потоков бессмысленно, так что они в любом случае кому-нибудь мешают. Во-вторых, из-за того, что здесь находится огромное количество людей, занятых своими мыслями, именно в хабах бывает много краж, несмотря на большое количество мер безопасности. Более того, и это гораздо страшнее, транспортные узлы часто становятся местом крупных террористических актов. При достаточной плотности может обернуться огромным количеством жертв и пострадавших. Впрочем, такая опасность есть для всех мест, где одномоментно собирается большое количество людей.
Примеры
Практически любой крупный европейский город является международным транспортным узлом. Амстердам, Лондон, Берлин: перелеты с пересадкой в местных аэропортах - обычное дело. На Востоке это Доха, Шанхай, Дубай, принимающие огромное количество транзитных пассажиров. Москву с ее тремя только пассажирскими аэропортами, а также девятью железнодорожными вокзалами, тоже можно включить в этот список.
На более низких уровнях узлы, соответственно, менее значительны по масштабу. В пример можно привести тот же самый Симферополь в Крыму. Ну а совсем локальными хабами можно назвать любую станцию метро в Москве. Но и они очень важны - стоит лишь вспомнить, что происходит при внезапных сбоях в работе.
Эффективность
Как уже, наверное, стало очевидно, работа крупного транспортного узла зависит от очень многих факторов. И еще один, без которого высокая эффективность просто недостижима, - техническое оснащение. Без современных электронных систем и приборов любые расчеты удобного расположения и планирования потоков бесполезны. Транспортные ленты, автоматические службы распознавания и еще многие и многие вещи, с которыми пассажиры даже на сталкиваются, важны и нужны для бесперебойной работы и правильного взаимодействия задействованных видов транспорта, особенно если их больше двух.
И, пожалуй, универсальным индикатором эффективности работы хаба можно назвать пассажиропоток. Количество людей, которое он успевает обслужить за единицу времени, - показатель, отлично характеризующий качество работы транспортного узла на его уровне.
Дальнейшее развитие
Значение транспортных узлов неоспоримо. Более того, любой хаб - это потенциал в первую очередь экономический и промышленный. В местах скопления людей можно разместить гостиницы, магазины, рестораны, вендинговые аппараты. Практически любые товары и услуги будут пользоваться спросом, например, если люди захотят скоротать время во время пересадки.
Если несколько расширить угол зрения, легко понять, что крупные транспортные узлы и города взаимосвязаны и взаимозависимы. С одной стороны, хабы обеспечивают бесперебойное снабжение, что создает условия для развития промышленности, а с другой - мегаполисы требуют разрешения логистических проблем. Так что одно без другого просто не может существовать.
Кроме того, постепенно развиваются новые виды транспорта, и требуется встроить их в существующие потоки. Так, например, вертолетные перевозки еще несколько десятилетий были чем-то из области фантастики, а сегодня они доступны едва ли не каждому путешественнику. И это направление - лишь одно из многих.
Касса
