Покровская, Оксана Дмитриевна. Формирование терминальной сети региона для организации перевозок грузов

Краткое описание

Покровская, Оксана Дмитриевна. Формирование терминальной сети региона для организации перевозок грузов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.01 / Покровская Оксана Дмитриевна; [Место защиты: Ур. гос. ун-т путей сообщ.].- Новокузнецк, 2011.- 235 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/363

ФГБОУ ВПО
«Сибирский государственный индустриальный университет»

Покровская Оксана Дмитриевна
04201251962 УДК 656.073: 658.8
ФОРМИРОВАНИЕ ТЕРМИНАЛЬНОЙ СЕТИ РЕГИОНА
ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ
05.22.01 - Транспортные и транспортно-технологические системы
страны, ее регионов и городов,
организация производства на транспорте
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Новокузнецк - 2011 год

ВВЕДЕНИЕ 4
1 АНАЛИЗ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЕДИЦИОННОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ГРУЗОДВИЖЕНИЯ .
МАССОВЫХ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ* СУЩЕСТВУЮЩИХ
УСЛОВИЯХ 12
1 1 Анализ существующих условий транспортно-экспедиционного
обслуживания регионов 12
1.2 Предпосылки и необходимость создания терминальной сети в
регионе 16
1 з Концепция формирования терминальной сети как основы единого
транспортно-экспедиционного пространства региона 21
1.4 Содержательное описание логистического накопительно¬распределительного центра (грузового терминала) и его функций 24 Выводы по первой главе ^ 39
2 ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕРМИНАЛЬНОМ СЕТИ 41
2 ^ Параметрическое описание терминальной сети как основы единого
транспортно-экспедиционного пространства'региона 41
2.2 Обоснование математических методов формирования
терминальной сети региона 44
2.3 Обоснование целевой функции рационализации параметров
терминальной сети региона 46
2.4 Формализация задачи рационализации регионального 52
грузодвижения на основе терминальных технологий при политранспортном обслуживании.
Методика выбора системы доставки
2 5 Методика формирования терминальной сети региона 63
2 6 Алгоритмизация расчета по принятию решений и формированию
терминальной сети 22
2.7 Принципы выбора параметров терминальной сети 81
Выводы по второй главе 82
3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ ПО
ФОРМИРОВАНИЮ ТЕРМИНАЛЬНОЙ СЕТИ РЕГИОНА И РАСЧЕТА ЕЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ 84
3 1 Выбор языка программирования и программной среды 84
3.2 Описание технологии работы с программой, структура программы 86
2 з Структура исходного и итогового файла Excel 101
Выводы по третьей главе 105
4 ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ И
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛЬНОЙ СЕТИ В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ (НА ПРИМЕРЕ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ) 107
4.1 Характеристика полигона и особенностей транспортного
обслуживания промышленных предприятий 107 
4 2 Описание существующих условий. Исходные данные для расчета параметров терминальной сети региона
4.3 Методика выбора стратегии формирования терминальной сети на
полигоне „
4 3 і Возможные варианты числа и дислокации узлов терминальной сети
4 3.2 Предполагаемый состав терминальной сети для расчетного
региона w
4.4 Расчет параметров терминальной сети
4 4.1 Принятие пространственно-количественного решения терминальной сети. Результаты расчета, их анализ 4.4.2 Принятие транспортного решения терминальной сети.
Результаты расчета, их анализ
4.5 Проверка устойчивости полученного наилучшего варианта терминальной сети по ситуациям
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО ПРОВЕДЕННОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ .
Библиография по теме диссертации
Материалы, подтверждающие использование результатов
исследования в производстве
ПРИЛОЖЕНИЯ
Стратегия развития железнодорожного транспорта РФ до 2030 г. преду¬сматривает создание опорной сети транспортно-логистических центров в ключе¬вых регионах России. В этом качестве могут рассматриваться грузовые термина¬лы, объединенные в региональную терминальную сеть. Особую актуальность приобретают новые транспортные технологии, в том числе - терминальная дос¬тавка с политранспортным обслуживанием. Их применение необходимо для об¬служивания материалоемкого производства в качестве их инфраструктуры при интеграции в систему дистрибуции. Зарубежный опыт показывает, что для уско¬рения экономических процессов и совершенствования систем доставки груза не-обходимо создание «терминальных деревень», мультимодальных хабов. В России формирование подобных комплексов идет стихийно, простым скоплением объек¬тов транспортно-логистического и торгового бизнеса, при отсутствии научно обоснованной методики их проектирования и развития.
Особенностью современного грузодвижения- является дробление крупных грузопотоков в части распределения, что обуславливает необходимость их трех-этапного обслуживания: сбора (концентрации) в узлах, магистральной-перевозки и дальнейшего распыления по получателям. Наблюдается также потребность в реализации полного комплекса транспортно-логистических услуг «от одного ли¬ца». функционирование сети логистических накопительно-распределительных центров (далее - ЛНРЦ) для организации перевозок грузов создаст в регионе ус¬ловия единого транспортно-экспедиционного пространства.
В диссертационной работе автором исследуется траектория грузодвижения от последней точки производства до конечного потребителя. Рассматриваются не¬транзитные потоки массовых и мелкопартионных грузов, требующие промежу¬точной переработки/ переформирования и идущие по неустановившимся транс¬портно-хозяйственным связям при политранспортном обслуживании многочис¬ленных мелких потребителей.
Для аккумуляции и управляемого централизованного распределения гру¬зопотоков предлагается концепция политранспортного обслуживания региона по
терминальной технологии через сеть ЛНРЦ.
Терминальная сеть региона - совокупность взаимодействующих и центра¬лизованно управляемых узлов - терминалов (логистических накопительно- рапсределительных центров, или ЛНРЦ), обеспечивающая межрегиональную ин¬теграцию и выходы на транспортные коридоры страны. Формирование терми¬нальной сети как системы распределения, адекватной мощностям и потребностям клиентуры в перевозках, должно создать условия единого транспортно¬экспедиционное пространства (ЕТЭП).
Единое транспортно-экспедиционное пространство региона (ЕТЭП) - ком¬плекс, включающий в себя-терминальную сеть и транспортно-дорожную инфра¬структуру, обеспечивающий логистическим сопровождением региональное гру¬зодвижение на основе единства товаропроводящего, правового, информационного полей при управлении процессами перевозок и взаимодействии видов транспорта. Пропуск через терминальную сеть грузопотоков высвободит складские площади промышленных предприятий, передаст распределительные, логистические и мар¬кетинговые функции грузоперерабатывающим терминалам. Создание ЕТЭП предполагает рациональное распределение грузовой работы между видами транс¬порта по терминальной мультимодальной схеме.
Логистический накопительно-распределительный центр, ЛНРЦ - система территориально разобщенных объектов, технологически связанных между собой выполняемыми, функциями по сбору груза, формированию и расформированию партий, перегрузке на другие виды транспорта, доставке груза конечным потреби¬телям. ЛНРЦ предназначен для работы с грузами, требующими перегрузки, пере¬валки, обогащения, очистки, сложной дистрибуции, формирования, изменения параметров партий. ЛНРЦ способен управлять качеством и добавленной стоимо¬стью груза, улучшать потребительские свойства.
В литературе по логистике под грузовым терминалом понимается (физиче- • ски, материально) мультимодальный самостоятельный транспортно-грузовой специализированный комплекс сооружений и технических устройств, организа¬ционно и технологически взаимоувязанных и предназначенных для выполнения логистических операций по приему, погрузке-разгрузке, хранению, сортировке,
грузопереработке, коммерческому и информационному обслуживанию перево¬зочного процесса на основе единого экономического, финансового, информаци¬онного, кадрового и нормативно-правового обеспечения [11,12,66].
Работа терминальной сети обеспечит управляемость системы накопления и распределения грузопотоков, что повысит эффективность транспортно¬логистического сервиса, перейти от фрагментарного управления к логистическо¬му пространству, объединяющему все аспекты (транспортные, экономические, информационные, правовые и др.) грузодвиженческой деятельности региона, где ЛНРЦ будет главным элементом.
В стране реализуются крупные проекты отраслевых грузовых комплексов' для угольной, нефтяной отрасли, а в регионах нет мелких, распределенных по территории центров по обслуживанию многономенклатурной доставки и дистри¬буции с условиями их политранспортного сервиса, способных стать каркасом для этой макрологистической системы.
Рост грузообращения в стране сдерживается ограниченными, возможностя¬ми мощностей железнодорожных станций, которые не в состоянии переработать все объемы отгруженных массовых сыпучих грузов. Работа ЛНРЦ в местах изло¬ма объема перевозок позволит выровнять грузопотоки и сбалансировать нагрузку на сеть опорных станций. ЛНРЦ аккумулирует грузовую работу по обслужива¬нию короткопробежных грузопотоков и мелких отправок, сокращая загрузку станционного хозяйства.
В -условиях увеличения транспортно-хозяйственных связей, быстро меняю¬щихся-требований рынка и малопартионного распределения для грузовладельцев работа с терминальной сетью сокращает трудовые ресурсы, затраты на перевозку груза и на транспортную составляющую в себестоимости продукции, избавляет от содержания, ёмких складов и грузового оборудования. Передача непрофильного бизнеса ЛНРЦ даст возможность производственным компаниям сосредоточиться на основной деятельности. От терминальной сети требуется обеспечить: для кли¬ентуры - снижение транспортной составляющей в себестоимости производства и дистрибуции готовой продукции; для перевозчиков — рациональное распределе¬ние грузопотоков между видами транспорта и содействие политранспортному об¬служиванию грузодвижения; для региона - инфраструктурную подготовленность межрегиональной интеграции и. выхода на транспортные коридоры страны, мира.
Необходимо технологически и экономически связать имеющиеся объекты, что позволит перейти от фрагментарного управления, грузодвижением к логисти¬ческому пространству, объединяющему все аспекты грузодвиженческой деятель¬ности региона, где терминал будет системообразующим элементом. В результате развертывания терминальной сети именно внутри региона возможен мультипли¬кативный эффект: развитие городов, транспортно-дорожной инфраструктуры и рациональных транспортных связей.
Системы доставки грузов рассматривали в различных аспектах многие уче¬ные: отечественные - Б.А.,Аникин, Т.П. Воскресенская, В.Г. Галабурда, В.А. Гуд¬ков, В.С. Лукинский, Л.Б. Миротин, Ю.М. Неруш (логистические системы в управлении грузодвижением); В.М.Николашин, Г.М. Третьяков (транспортно¬грузовые системы); Н.Е.Лысенко, А.А. Смехов (системный подход в логистике);
А.Э.Александров, П.А.Козлов (математическое моделирование); А.М. Гаджин¬ский, В'.В.Дыбская (организация работы терминалов); К.Л. Комаров, Б.М. Лапи¬дус, В.М. Самуйлов, Т.А.Прокофьева (регионально-экономический аспект фор¬мирования логистических систем); зарубежные - Д. Бауэрсокс, Д. Клосс, Д. Лам¬берт, М. Линдере, Д. Сток, Д. Шехтер, Р. Шредер (управление цепями поставок) и другие. ' #
Однако вопросы создания единой системы доставки грузов через терми¬нальную сеть не изучались. Комплексная задача расчета.параметров терминаль¬ной сети (включающая параллельный выбор количества и дислокации ЛНРЦ, ви¬да транспорта; определение экономического эффекта при использовании прямой и терминальной перевозки, монотранспортной и политранспортной доставки па¬раллельно для автомобильного и железнодорожного транспорта) прежде не ста¬вилась. Методика формирования терминальной сети и выбора транспортного об¬служивания отсутствует. Формирование таких логистических систем на мезо- уровне региона изучено недостаточно. Этот факт обусловил выбор темы и поста¬новку цели исследования.
Рассматривались вопросы организации транспортного обслуживания грузо-
Образующих пунктов, прикрепления поставщиков к потребителям в условиях сложившейся системы дистрибуции и транспортных связей. Существующие ме¬тоды обслуживания грузопотоков (метод пробной точки, центра тяжести) имеют ряд недостатков и ограничений и потому не могут быть универсальными и объек¬тивными а рациональное число терминалов определяется только графическим методом.’ Эти методы могут быть сгруппированы следующим образом: 1) метод определения центра тяжести (полученные координаты склада (Хск>„,1'«^) не оп¬тимальны; расстояния учитываются по прямой, что требует развитой сети дорог на полигоне; данным методом определяется дислокация одного терминала, что сужает границы его практического применения); 2) метод пробной точки (основ¬ной недостаток данного метода заключается в существенном ограничении: сеть дорог на местности должна иметь прямоугольную конфигурацию); 3) метод пол¬ного перебора (не всегда практически применим, т.к. число возможных вариантов по мере увеличения масштабов, сети значительно возрастают); 4) метод сетки
(имеется погрешность при нанесении координат распределительного центра на карту местности); 5) эвристический метод (решение является субоптимальным; отсутствует чёткая методология отбора неприемлемых альтернатив).
Известные методы, таким образом, не позволяют комплексно определять ко¬личество и размещение ЛНРЦ, имеют ряд недостатков, ограничений и потому не
могут быть универсальными.
Цель работы. Формирование терминальной сети региона для организации перевозок грузов на основе расчета параметров сети и выбора вида транспорта.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи: ! Сформулировать концепцию политранспортного обслуживания региона
по терминальной технологии.
2. Разработать, графические интерпретации сущности, модульно - интегри¬рованной структуры и технологии работы ЛНРЦ.
3 .Разработать методику формирования и комплексного расчета пространст-венно-количественных параметров терминальной сети.
4-Разработать методику выбора системы доставки грузов.
5 Разработать программное обеспечение принятия решений по формирова-

нию терминальной сети.
б.Обосновать целесообразность организации терминальной сети региона.
Объект исследования: транспортно-экспедиционное пространство региона. Предмет исследования: организация перевозок грузов,через терминальную сеть.
Методы исследования. В работе использованы методы теории систем и ком¬промиссов. целочисленного, линейного и динамического программирования, комбина¬торики, а также стандартные и разработанные лично автором программные продукты.
В первой главе рассмотрены предпосылки формирования в регионе терми¬нальной сети для организации перевозок грузов; проанализировано научное и прак¬тическое состояние организации перевозок грузов по терминальной политранспорт¬ной схеме; представлена структура и технология' работы ЛНРЦ; сформулирована концепция политранспортного обслуживания региона по терминальной технологии.
Во второй главе разработана целевая функция; приведено параметрическое описание проектируемой терминальной сети и алгоритм расчета ее параметров; разработаны методика формирования и комплексного расчета пространственно¬количественных параметров терминальной сети и методика выбора системы дос¬тавки грузов; приведена блок-схема комплексного расчета на основе разработан¬ного единого математического представления определяемых параметров.
В третьей главе разработано «Программное обеспечение принятия решения по формированию транспортной терминальной сети региона», реализующее ал¬горитм и блок-схему расчета пространственно-количественных параметров тер¬минальной сети и определения экономической целесообразности организации по¬литранспортных перевозок груза через ЛНРЦ; обоснован выбор среды и языка программирования; проведена проверка адекватности разработанного программ¬ного обеспечения.
в четвертой главе проверена реализация разработанной концепции иссле¬дования и программы для ЭВМ на примере Кемеровской области при различных вариантах числа и дислокации ЛНРЦ и при освоении объема грузовых перевозок автомобильным и железнодорожным транспортом; обоснована целесообразность ■ формирования терминальной сети и ее политранспортного обслуживания; по раз¬работанным методикам найден наилучший вариант терминальной сети и вид ее
транспортного обслуживания в расчетном регионе.
Научная новизна заключается в том, что создана концептуальная, методическая и программная основа формирования и транспортного обслуживания терминальной сети:
1 .Сформулирована концепция политранспортного обслуживания региона по терминальной технологии, позволяющая обеспечить централизованный сбор, ак¬кумуляцию и распределение грузов с минимальными затратами на перевозку. Концепция отличается комплексным подходом к организации системы доставки груза и реализацией сквозной транспортно-логистической услуги.
2. Разработаны ' и графически представлены сущность, модульно-интегрированная структура и технология работы ЛНРЦ.
3. Разработана методика формирования и расчета параметров терминальной сети региона, отличающаяся комплексностью определения пространственно¬количественных параметров по количеству и дислокации в ней ЛНРЦ и выбора
рационального вида/сочетания видов транспорта.
4. Разработана методика выбора системы доставки грузов. Методика отличает¬ся тем, что позволяет на основе разработанного в диссертации алгоритма для расчета затрат на перевозку грузов одновременно для железнодорожного и автомобильного транспорта выбирать наилучший вид транспорта по каждой транспортной связи.
5. Разработано программное обеспечение принятия решений, реализующее методику формирования терминальной сети и выбора системы доставки грузов по единому математическому представлению, отличающееся универсальностью применения в различных условиях проектирования; возможностью варьирования расчетными схемами, исходными и получаемыми параметрами при выборе наи¬лучшего варианта организации системы доставки груза.
6 Обоснована экономическая целесообразность организации терминальной сети
региона.
Основные положения, выносимые на защиту:
1 Концепция политранспортного обслуживания региона по терминальной технологии.
• 2.Модульно-интегрированная структура и технология работы ЛНРЦ (гра¬фическая интерпретация). •
3. Методика формирования и комплексного расчета пространственно-количественных параметров терминальной сети;
4. Мето дика выбора системы доставки грузов-; '
б.Программное обеспечение принятия решений при формировании терми-нальной сети- региона и выборе вида ее транспортного:обслуживания;
Результаты исследования направлены на повышение эффективности грузо-проводящих систем региона и снижение затрат на перевозку груза. Результаты могут быть использованы в. практике формирования терминальных' сетей регио¬нов; в эксплуатационной работе операторских и логистических компаний; в учеб¬- ном процессе системы высшего образования; в исследовательских целях.. Иссле¬дование. соответствует федеральным целевым программам «Модернизация- транс¬портной системы России на 2006-2010 годы» и «Развитие транспортной системы России на- 2010-2015 годы», программе «Развитие сети терминально-складских комплексов ОАО «РЖД»» и основным направлениям развития ОАО «РЖД», а также программе.экономического исоциального развития Кемеровской области на 2007-2012гг. и стратегии развитияЖемеровской области до 2025г. .
Результаты исследования; нашли: применение в производственной деятельно¬сти ХК «Сибирский деловой союз» ТК «Новотранс», ООО «КРУ-СИБРІРИТ»,. ТК ООО «ТранСиб», группы предприятий: ООО «SGMK-group» в части рационализа¬ции эксплуатационной работы- транспорта и логистики распределения грузов, а также в проектно-изыскательскош деятельности «ПРОМТРАНСНИИГТРОЕКТ».
Для транспортной отрасли в работе предложено комплексное решение зада¬чи снижения затрат на перевозку за счет рационального выбора вида транспорта и управления. грузопотоками с использованием терминальной технологии, реали-зующей сквозной транспортно-логистический сервис. Обладая модульно-интегрированной структурой, ЛНРЦ обеспечит оказание принципиально нового вида консолидированной услуги по перегрузке, дистрибуции и перевозке грузов; создаст конкурентные условия для перевозчиков и логистических компаний.

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО ПРОВЕДЕННОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ
1. Сформулирована концепция политранспортного обслуживания региона по терминальной технологии. Концепцией предусмотрена передача логистиче¬ских функций от потребителей транспортно-экспедиционных услуг к узлам тер-минальной сети - ЛНРЦ (терминалам) — системообразующей основе единого транспортно-экспедиционного пространства региона, то есть передачу терми-нальной сети неосновных функций производителей и потребителей транспортно-логистических услуг. Основой концепции является то, что грузовые терминалы рассматриваются в их единстве как узлы терминальной сети,, параметры которой комплексно рассчитываются по числу и дислокации узлов в ней и рациональному виду транспорта. Терминальная-сеть региона, отличается переходом от фрагмен-тарной организации работы отдельных грузовых терминалов к ЕТЭП, интегри-рующему интересы участников процессов грузодвижения и обеспечивающему реализацию непрерывного процесса грузодвижения между корреспондирующими пунктами. Введены понятия логистический накопительно-распределительный центр (ЛНРЦ, или грузовой терминал), терминальной сети и единого транспортно-экспедиционного пространства региона. Впервые дано содержательное и парамет-рическое описание этих понятий. -
2. Представлены графические интерпретации сущности; структуры и техно¬
логии работы ЛНРЦ. Впервые рассмотрена модульно-интегрированная структура и работа ЛНРЦ как системы доставки, освещается его техническая и функцио-нальная оснащенность. •
3. Разработана методика формирования и комплексного расчета параметров терминальной сети региона по числу и дислокации в ней терминалов; и выбора вида транспорта для. рациональной организации перевозок грузов.
4. Разработана методика выбора системы доставки грузов. Методика по-зволяет на основе предложенного в диссертации единого математического пред-ставления определять величину затрат на перевозку груза параллельно для же-лезнодорожного и автомобильного транспорта, и выбирать рациональный вид транспорта по'каждой транспортной связи. Адекватность методики апррбирована
с применением реальных данных на реальном объекте.
5. Предложен алгоритм определения пространственно-количественных и транспортных параметров терминальной сети на основе единого математического представления для параллельной проверки показателей по автомобильному и же-лезнодорожному транспорту. Даны подробные блок-схемы комплексного расчета параметров терминальной сети. С применением данного алгоритма установлено количественное влияние числа и взаимной дислокации узлов терминальной сети на величину затрат по обслуживанию перевозки грузов. Задача в соответствии с целе-вой функцией F дополнена комбинаторной и усложнена дополнительно вложен¬ным расчетным циклом — выбором вида/сочетания видов транспорта. Доказано на¬личие минимума целевой функции. Графически минимум целевой функции прихо¬дится на наилучший вариант терминальной сети, полученный математически.
6. Разработано программное обеспечение принятия решений по формиро-ванию терминальной сети, отличающееся удобством и простотой работы, выбо-рочной выгрузкой результатов, редактированием переменных, универсальностью применения. Методика пошагового принятия решения реализована в программ¬ной среде MS Visual Studio С#. Программа для ЭВМ позволяет решать задачу комплексного выбора числа и дислокации узлов терминальной сети и вида транс-порта для ее обслуживания в различных условиях проектирования.
7. Сформирована терминальная сеть для организации перевозок грузов в расчетном регионе; оценены возможные варианты и обоснована целесообразность ее формирования. Наилучший вариант терминальной сети представлен тремя опорны¬ми узлами в г. Ленинск-Кузнецкий (ЛНРЦ 1), Белово (ЛНРЦ 2), Междуреченск (ЛНРЦ 7) с политранспортным обслуживанием. Расчетная экономия затрат на пере¬возку груза подтверждает необходимость формирования терминальной сети в ус¬ловиях расчетного региона. Эффективность работы терминальной сети будет зави¬сеть от рациональности выбора стадийного развития ЛНРЦ.
8. Результаты диссертационной работы могут быть использованы в практике формирования терминальных сетей регионов, учебном процессе системы ВПО, при эксплуатации ЛНРЦ для повышения эффективности их функционирования; в иссле-довательских целях, в операторских и логистических компаниях.