Разработка технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по единому перевозочному документу

На правах рукописи

КВИТКО Владимир Викторович

Разработка технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по единому перевозочному документу

05.22.08 – Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009

-2-

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) на кафедре «Логистические транспортные системы и технологии».

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

ЛЫСЕНКО Николай Евгеньевич (МИИТ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

БОРОДИН Андрей Федорович (НИИАС)

кандидат технических наук, доцент

КОТЛЯРЕНКО Андрей Федорович

(ООО «Делрост»)

Ведущая организация: Самарский государственный университет путей

сообщения (СамГУПС)

Защита состоится «10» марта 2010 г. в 13:15 часов на заседании диссертационного совета Д218.005.07 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994 Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9, ауд. 1504.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу диссертационного Совета университета.

Автореферат разослан: «9» февраля 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета,

доктор технических наук, профессор В.И. Шелухин

-3-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В настоящее время в России существуют инфраструктурные и технологические предпосылки для привлечения международных транспортных потоков на российские железные дороги (далее – РЖД) с альтернативных маршрутов перевозок, однако, отсутствие на российском рынке транспортных услуг качественного контейнерного сервиса на всей логистической цепи, включая морскую и железнодорожную перевозку, не позволяет реализовать в полной мере преимущества российской транспортной системы.

Одной из основных задач Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002–2010 годы)» является развитие международных транспортных коридоров и привлечение грузов, в том числе крупнотоннажных контейнеров для перевозок грузов, с использованием российских транспортных коммуникаций. В целевой программе выделены моменты, характеризующие наиболее актуальные проблемы транспортного комплекса, замедляющие развитие российской экономики:

• слабо реализуются выгоды географического положения Российской Федерации при транспортировке грузов;
• недостаточен уровень взаимодействия железнодорожного транспорта с другими видами транспорта, и, прежде всего, с морским транспортом;
• не находят должного развития мультимодальные перевозки.

Имеющиеся в транспортных уставах и кодексах нормы, регламентирующие вопросы организации перевозок в прямом смешанном (комбинированном) сообщении не носят системного характера и регулируют отдельные элементы перевозок в данном виде сообщения, зачастую слишком мало уделяя внимания вопросам взаимодействия различных видов транспорта. Данные положения во многом не отвечают современным условиям функционирования транспортного комплекса. Отсутствие технологии перевозок грузов в данном виде сообщения, а также норм содержащих принципы взаимодействия различных видов транспорта не дает возможности полноценно развиваться такому перспективному виду сообщения как мультимодальные перевозки.

-4-

В связи с этим, целью диссертации является разработка технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении пo единому перевозочному документу (далее – ЕПД) для обеспечения повышения конкурентоспособности российской транспортной системы в целом и усиления позиций железнодорожного транспорта на российском рынке транспортных услуг.

Поставленная цель диссертационной работы предопределила необходимость решения следующих задач:

• анализ текущей ситуации на международном и российском рынках контейнерных перевозок;
• исследование существующей технологии, информационного обеспечения, нормативно-правовой базы и форм перевозочных документов, применяемых при перевозках грузов в контейнерах в железнодорожно-водном сообщении;
• разработка технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД;
• разработка нормативно-правового и информационного обеспечения перевозок грузов по предлагаемой единой технологии;
• определение оптимальных затрат на внедрение предлагаемой технологии.

Объектом исследования является система взаимодействия железнодорожного и морского видов транспорта при организации перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении.

Предметом исследования является технология перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД.

Методологические и теоретические основы исследования. При разработке диссертации использовались работы ведущих ученых и специалистов по вопросам логистики и организации перевозок грузов в железнодорожно-водном сообщении. Среди них отечественные авторы: Анненков А.В., Бородин А.Ф., Гагарский Э.А., Галахов В.И., Звонков В.В., Зубков В.М., Клепиков В.П., Котляренко А.Ф., Крохин Л.С., Куренков П.В., Лёвин Б.А., Николашин В.М., Новиков В.М., Образцов В.Н., Паршина Р.Н., Резер С.М., Тулупов Л.П., Холопов К.В., а также

-5-

зарубежные авторы: Ансофф И., Бенсон Д., Портер М., Робинсон Д., Хоанг Ван Тьау

и другие. Однако вопросы организации перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД исследованы еще недостаточно.

Методологической основой диссертации является системный анализ при рассмотрении объекта исследования, методы логического и логистического анализов, сравнительно-аналитические и экономико-статистические методы. В работе использованы статистические данные об объемах и структуре международных перевозок грузов в контейнерах по территории России агентства Морского и речного флота РФ, Министерства транспорта РФ, ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), а также материалы научных конференций.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

• разработана технология перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД, а также принципы ее нормативно-правового и информационного обеспечения;
• в качестве инструмента выполнения данной технологии перевозок грузов, разработан и предложен проект ЕПД и его электронная версия;
• предложен алгоритм работы программного обеспечения для определения оптимального маршрута перевозки, автоматического расчета сквозной ставки, общего времени перевозки, а также заполнения электронной версии ЕПД;
• разработана методика и алгоритм определения оптимальных затрат на внедрение предлагаемой технологии перевозок. Алгоритм основывается на методах численной оптимизации – методе мультистарта и методе последовательного квадратичного программирования (SQP) для задачи со смешанными ограничениями, функционирование которых показано в диссертации на демонстрационном примере.

Положения, выносимые на защиту:

• результаты анализа текущей ситуации на российском рынке контейнерных перевозок;
• технология перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД;
• основные принципы нормативно-правового и информационного обеспечения

-6-

перевозок грузов по предлагаемой технологии;

• проект ЕПД;
• алгоритм работы программного обеспечения для определения оптимального маршрута перевозки, автоматического расчета сквозной ставки, общего времени перевозки, а также заполнения электронной версии ЕПД;
• методика и алгоритм определения оптимальных затрат на внедрение предлагаемой технологии перевозок.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в научном обосновании новой технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД, а также в использовании авторских разработок при организации таких перевозок.

В результате вычислений по разработанной автором методике и алгоритму определения оптимальных затрат на внедрение данной технологии перевозок – установлено, что за счет ликвидации операций по переоформлению перевозочных документов в портах перевалки и стоимости услуг экспедитора, формирующего в настоящее время сквозную ставку, экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии может составить, в среднем, 165,34 млн. руб. в год.

Апробация и внедрение результатов диссертационной работы. Результаты исследования рассматривались на семинарах, одобрены на научно-технических конференциях в МИИТе в 2007, 2008 гг., на кафедре «Логистические транспортные системы и технологии» МИИТа и частично учтены при разработке проекта Федерального закона «О прямых смешанных (комбинированных) перевозках». Основные теоретические и практические положения диссертации были изучены экспертным советом ОАО «РЖД», доложены автором президенту данной компании и получили его одобрение. С учетом предложений автора, руководством ОАО «РЖД» принято решение о создании в своей структуре специального отдела с целью организации перевозок грузов в прямом международном железнодорожно-водном сообщении (Отдел документационного обеспечения Департамента управления делами ОАО «РЖД» Вх. № 999 от 17.01.2007 г.). Идеи и разработки автора в части организации перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД имеют

-7-

практическое значение (Акт внедрения ЗАО «Русская тройка» от 23.03.2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано пять научных работ, в том числе одна – в издании, включенном Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации в перечень ведущих рецензируемых научных изданий России. Общий объем публикаций составил 18 печатных страниц.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 200 страниц, включая 30 таблиц и 38 рисунков. Приложения приведены на 41 странице. Список использованных источников представлен 72 наименованиями. Анализ объемных показателей, а также расчет экономической эффективности разработанных предложений – выполнены по данным 2006 года.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы задачи и цели исследования, определены методы и необходимый инструментарий для их выполнения.

В первой главе на основе сравнительно-аналитического, логического и логистического анализов выполнено исследование текущей ситуации на российском рынке контейнерных перевозок. Установлено, что рост экономики России и бурное развитие стран азиатско-тихоокеанского региона обеспечили устойчивую тенденцию роста российского рынка контейнерных перевозок: установлено, что прогнозируемый темп роста составляет около 20% ежегодно вплоть до 2010 года. Основной потенциал роста связан с привлечением на российский транспортный рынок международных контейнерных грузопотоков, которые в настоящее время идут в обход России морем через Суэцкий канал.

Объем перевозок экспортно-импортных грузов в контейнерах через российские морские порты за 2006 год вырос по сравнению с 2005 годом в среднем на 30%

(на 497 тыс. контейнеров в двадцатифутовом эквиваленте (ДФЭ)) и составил 2,18 млн. ДФЭ. В то же время, объем перевозок транзитных грузов в контейнерах снизился на 83% (на 85,3 тыс. ДФЭ) и составил 17 тыс. ДФЭ. При этом за 2006 год

-8-

по сети РЖД было перевезено только 17,5% – 353 тыс. ДФЭ (19,9% экспортных и 15,4% импортных грузов) с внешнеторговыми грузами от их общего объема перевозимого через крупнейшие порты России. Наиболее крупными российскими морскими портами, с точки зрения перевезенных через них экспортных, импортных и транзитных грузов в контейнерах по РЖД в 2006 году являются порты: Владивосток, Восточный, Новороссийск, Санкт-Петербург.

Рис. 1. Динамика изменения объемов перевозок экспортных, импортных и транзитных грузов в контейнерах через российские морские порты по РЖД в 1996-2006 гг.

В диссертации произведен логистический анализ динамики изменения объемов перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах по РЖД через крупнейшие российские морские порты, с точки зрения перевозок через них внешнеторговых грузов в контейнерах.

В основе логистической функции лежит закономерность, выраженная уравнением Ферхюльста: Y = (A / 1+10a+bx) + C, (1)

-9-

где Y – значение функции; x – время; A – расстояние между верхней и нижней асимптотами; C – нижняя асимптота, т.е. предел, с которого начинается рост функции; a, b – параметры, определяющие наклон, изгиб и точки перегиба графика логистической функции.

Для оценки параметров модели, логистическая функция выражена в следующей логарифмической форме: lg((A/Y-C)-1)=a+bx. (2)

Обозначив левую часть этого уравнения через lgZ, получена парабола первого порядка: lgZ = a+bx. (3)

Параметры этого уравнения определены путем решения системы нормальных уравнений методом наименьших квадратов.

Полученная логистическая функция, а также построенный на ее базе график (рис. 2) позволяют проанализировать реальные процессы функционирования российского рынка контейнерных перевозок.

Рис. 2. Графики изменения вычисленных (ух) и эмпирических (Y) значений

-10-

Приведенный логистический анализ показал, что, начиная с 2004 года, при абсолютном увеличении объемов перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах

по РЖД через крупнейшие российские морские порты, наблюдается снижение темпов их роста. Это указывает на целесообразность совершенствования и обеспечения клиентоориентированности технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении. Данный вывод необходимо учитывать при расчете прогнозных значений объемов вышеназванных перевозок.

Вышеизложенное указывает на целесообразность рассмотрения путей совершенствования существующей технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в непрямом международном железнодорожно-водном сообщении, с точки зрения их организации по единой технологии по ЕПД, так как экспортно-импортные перевозки в данном виде сообщения являются наиболее простыми, с точки зрения их организации, нормативно-правового обеспечения и таможенного оформления и составляют 97,6% от общего объема международных перевозок грузов в контейнерах в железнодорожно-водном сообщении по РЖД. На основе полученного опыта при организации вышеназванных перевозок, представляется возможным, на следующем этапе, рассмотреть пути совершенствования технологии перевозок транзитных грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении.

Во второй главе проанализирована существующая технология, нормативно-правовая база, формы перевозочных документов и информационные технологии, применяемые при перевозках грузов в контейнерах в железнодорожно-водном сообщении. Установлено, что в настоящее время нет единой технологии, достаточной нормативно-правовой базы и информационного обеспечения для организации перевозок грузов в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД, в том числе, при перевозке грузов в контейнерах.

Для осуществления перевозок грузов в прямом международном железнодорожно-водном сообщении правительствам стран-участниц данных перевозок, либо Министерству транспорта РФ по поручению правительства, совместно с министерствами транспорта стран-участниц данных перевозок,

-11-

необходимо разработать нормативно-правовую базу (правила перевозок грузов, правила эксплуатации контейнеров, форму договора между железнодорожными и морскими перевозчиками и др.). Однако, как показывает практика, например, разработанная железными дорогами Германии, Польши, Белоруссии, России и вступившая в действие с 1 сентября 1998 года нормативно-правовая база и накладная прямого международного железнодорожного сообщения в соответствии с Международным железнодорожным тарифом Россия – Беларусь – Германия (ГБРТ), при перевозках в данном виде сообщении, так и не использовалась. За время разработки и согласования со всеми странами-участницами нормативно-правового обеспечения данных перевозок грузов оно потеряло легитимность и устарело относительно правил перевозок стран-участниц.

Кроме того, по экспертным оценкам, разработка новой нормативно-правовой базы для осуществления перевозок грузов в прямом международном железнодорожно-водном сообщении, и её согласование со странами-участницами, исходя из опыта, займет примерно 6-8 лет. В случае изменения конъюнктуры перевозок и необходимости включения в список стран-участниц данных перевозок новых государств понадобится дополнительное время.

Перевозки внешнеторговых грузов в контейнерах в прямом международном железнодорожно-водном сообщении могут осуществляться по средствам «Мест переотправок» (на базе опыта нормативно-правового обеспечения применения унифицированной накладной ЦИМ/СМГС), а также договора между железнодорожным и морским перевозчиками. «Местом переотправки» будет место изменения режима правового регулирования перевозок по Уставу железнодорожного транспорта Российской Федерации (УЖТ РФ) в случае железнодорожной перевозки по территории России и по Кодексу торгового мореплавания Российской Федерации (КТМ РФ) в случае морской перевозки.

В третьей главе разработана технология перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД, которая включает:

• технологическое обеспечение и принципы формирования сквозной ставки при организации данных перевозок грузов;

-12-

• соглашение между железнодорожным перевозчиком и судоходной компанией «об организации перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в прямом международном железнодорожно-водном сообщении, эксплуатации крупнотоннажных контейнеров, ответственности и взаиморасчетах»;
• проект ЕПД, как инструмент обеспечения данных перевозок;
• схему документооборота при перевозках внешнеторговых грузов в контейнерах по предлагаемой технологии (рис. 3).

Рис. 3. Схема документооборота при перевозках внешнеторговых грузов в контейнерах в прямом международном железнодорожно-водном сообщении

В основе нормативно-правового обеспечения ЕПД предусматривается применение «Мест переотправок». «Место переотправки» – место изменения режима правового регулирования перевозок по УЖТ РФ и по КТМ РФ. Данное место переотправки, одновременно, будет являться:

• в сообщении российская железнодорожная станция отправления – иностранный порт назначения: местом доставки (припортовая железнодорожная станция), согласно предлагаемым изменениям в УЖТ РФ, и местом отправления (российский порт отправления), согласно предлагаемым изменениям в КТМ РФ;

-13-

• в сообщении иностранный порт отправления – российская железнодорожная станция назначения: местом назначения (российский порт назначения), согласно предлагаемым изменениям в КТМ РФ и местом приема груза к перевозке (припортовая железнодорожная станция), согласно предлагаемым изменениям в УЖТ РФ.

При этом, ЕПД, в сфере действия УЖТ РФ, будет применяться как железнодорожная накладная внутреннего сообщения, а в сфере действия КТМ РФ – как коносамент. Это будет действовать и для применения ЕПД в качестве таможенного документа. Отправитель, указанный в ЕПД, будет являться отправителем по договору перевозки по КТМ РФ и одновременно получателем по договору перевозки по КТМ РФ, а также отправителем по договору перевозки по УЖТ РФ и наоборот. Временем переотправки будет считаться момент приема груза и ЕПД последующим перевозчиком на месте переотправки, что будет подтверждаться календарным штемпелем, проставленным в соответствующей графе ЕПД. После сдачи груза одним перевозчиком и приема груза к перевозке другим перевозчиком, отправка считается завершенной по первому договору перевозки и начатой по второму договору перевозки.

ЕПД будет совмещать в себе морской коносамент и железнодорожную перевозочную накладную и выполнять две основные функции: служить распиской перевозчика о приеме груза к перевозке, являться доказательством наличия и носителем содержания договора перевозки в прямом международном железнодорожно-водном сообщении.

Лицевая сторона ЕПД содержит все необходимые сведения, графы и реквизиты для осуществления железнодорожной и морской части перевозки грузов в контейнерах в данном сообщении. На оборотной стороне ЕПД приводятся условия договора перевозки между перевозчиком и грузоотправителем, а также принципы формирования сквозной ставки. Для удобства работы с ЕПД, данный перевозочный документ заполняется на английском и русском языках.

В четвертой главе разработаны основы информационного обеспечения перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах по предлагаемой единой технологии. В частности, автором разработаны и описаны: алгоритм работы

-14-

программы по определению оптимального маршрута перевозки, автоматическому расчету сквозной ставки, общего времени перевозки, а также заполнению ЕПД; приведен пример работы программы при импортной и экспортной перевозке.

Рис. 4. Алгоритм работы программы в виде укрупненной блок-схемы

Разработанное программное обеспечение предполагается разместить на интернет-сайтах железнодорожных и морских перевозчиков, что позволит грузоотправителям ознакомится с новым видом сервиса, его преимуществами и условиями договора перевозки внешнеторговых грузов в контейнерах в прямом международном железнодорожно-водном сообщении, а также заполнить электронную версию ЕПД. При заполнении ими обязательных граф: наименование грузоотправителя, грузополучателя, их реквизитов, дата предъявления груза к перевозке, вид упаковки и описание груза, количество и размеры контейнеров и т.д., – программа в автоматическом режиме, оперируя базами данных перевозчиков (что, в свою очередь, возможно по средствам заключения договора об обмене данными между перевозчиками), определит:

• оптимальный маршрут следования грузов в контейнерах (в качестве параметра оптимизации выступает время следования грузов по железной дороге и по морю, а также стоимость перевозки, при этом, базы данных и нормативно-справочные источники были сформированы с учетом маршрутов и расписаний

-15-

следования судов судоходной компании и ускоренных контейнерных поездов (УКП) железнодорожного перевозчика);

• номер рейса, номер контейнерного поезда, либо железнодорожной платформы (далее – платформа);
• сумму сквозной ставки;
• общее время перевозки и заполнит ЕПД.

Затем, в новом окне, предполагается появление заполненного бланка ЕПД, его лицевой и оборотной стороны.

При согласии грузоотправителя, ему будет предлагаться оплатить указанную перевозку. При поступлении денежных средств на счет перевозчика, данная схема перевозки, место на судне, место в контейнерном поезде, либо одиночная платформа будут автоматически бронироваться под данную перевозку. При включении в данную технологию автомобильного транспорта, с целью расширения спектра логистических услуг и повышения качества предоставляемого сервиса, предполагается увязка данной программы с базами данных автомобильного перевозчика для организации перевозок с участием трех видов транспорта (железнодорожного, морского и автомобильного).

Предложенные основы информационного обеспечения позволят значительно улучшить взаимодействие железнодорожного и морского перевозчиков, оптимизировать их перевозочные технологии, обеспечить ритмичный и скоординированный подход судов в порты перевалки, а также контейнерных поездов и одиночных платформ на припортовые станции.

В пятой главе разработана методика и алгоритм определения оптимальных затрат на внедрение предлагаемой технологии перевозок, основанный на методах численной оптимизации; построена нелинейная модель внедрения технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД. С учетом особенностей данной модели предложена математическая формулировка задачи определения оптимальных затрат на внедрение данной технологии, максимизирующих экономический эффект.

Автором сделано предположение, что максимально возможный объём затрат железнодорожного и морского перевозчиков на внедрение данной технологии

-16-

составит S млн. рублей. Основными направлениями использования данных

материальных средств являются единовременные и постоянно-необходимые затраты.

Сделано предположение, что всего есть N таких постоянно-необходимых видов затрат и затраты на каждый вид равны Si. Заметим, что есть минимальные единовременные затраты, необходимые для первоначального функционирования системы. Эти затраты не могут быть уменьшены, поэтому с точки зрения нашей задачи они являются постоянной величиной, которую мы обозначим через S0. Таким образом, поставлена задача поиска Si, i = 1,…,N, чтобы , и положительный экономический эффект был бы максимальным.

Суммарный дополнительный доход железнодорожного и морского перевозчиков складывается из следующих слагаемых:

1. Экономия денежных средств за счет ликвидации операций по переоформлению перевозочных документов в порту перевалки и стоимости услуг экспедитора, формирующего в настоящее время сквозную ставку.
2. Увеличение доли железнодорожного перевозчика в перевозке грузов в контейнерах через российские морские порты и повышение за счет этого доходов, полученных от оплаты тарифа при перевозках грузов по РЖД (путем предоставления клиенту сквозного сервиса и повышения качества предоставляемых услуг).
3. Увеличение объемов перевозок грузов судоходной компании и повышение за счет этого доходов, полученных от оплаты фрахта при перевозках грузов по морю (путем предоставления клиенту сквозного сервиса и повышения качества предоставляемых услуг).

Таким образом, дополнительный доход пропорционален количеству контейнеров, которые будут перевозиться по предлагаемой технологии, а также дальности перевозки. Каждому направлению перевозки соответствует свой дополнительный доход в расчёте на перевозку одного контейнера. Чтобы это учесть, необходимо суммарный объём грузов, планируемый для перевозки по предлагаемой технологии, разбивать на группы, у каждой из которых будет свой коэффициент пропорциональности.

Будем считать, что всего имеется M групп, на которые разбит общий объём

-17-

перевозок, и что дополнительный доход от перевозки одного контейнера в группе номер j равен Cj. Таким образом, если в группе номер j за исследуемый период времени перевозится µj контейнеров, то суммарный дополнительный доход будет равен . Вычитая из полученного за исследуемый период времени дополнительного дохода суммарные затраты, имеется возможность получения экономического эффекта E, который задаётся формулой:

. (4)

Кроме того, необходимо учесть тот факт, что как коэффициент пропорциональности Cj, так и объём контейнерных перевозок µj в группе номер j являются функциями от объёмов затрат Si.

Естественно ожидать, что при увеличении затрат на внедрение предлагаемой единой технологии перевозок, величина дополнительного дохода при перевозке одного контейнера будет возрастать. Таким образом, каждый из коэффициентов Cj является функцией Cj (S1,…,SN). Однако, это не простая линейная функция. С одной стороны, некоторые виды расходов могут вовсе не влиять на Cj. Это возможно, например, если объем перевозок номер j идёт по одному направлению, а величина Cj для некоторого i описывает затраты на развитие информационно-технологического обеспечения по другому направлению перевозок. С другой стороны, Cj не является неограниченно возрастающей с ростом затрат, есть некоторый «уровень насыщения», то есть, начиная с какого-то размера затрат их эффективность падает. В качестве одной из возможных моделей можно рассматривать следующую форму функции: cj(S1,…,SN),

, (5)

где коэффициенты Aj, Bj, aj, и bij – подбираются на основе статистического анализа.

Что касается объемов перевозок по предлагаемой технологии µj в группе номер j за исследуемый период времени, то эти величины тоже зависят от величины

-18-

затрат Si, i = 1,…,N. В самом деле, с ростом затрат улучшаются качественные показатели и снижается себестоимость перевозки, что приводит к переходу клиентов от существующей технологии перевозок к предлагаемой. В качестве одной из возможных моделей рассмотрена следующая функция:

,

, (6)

где коэффициенты ij подбираются на основе статистического анализа, а именно линейной регрессии по переменным Si.

С учетом вышеизложенных предпосылок, задача оптимизации сформулирована автором следующим образом:

, (7)

, , (8)

, , (9)

,

, .

Данная задача не является ни линейной, ни квадратичной. Для ее решения предложены методы численной оптимизации – метод мультистарта и метод последовательного квадратичного программирования (SQP) как для задачи со смешанными ограничениями, которые были программно реализованы. Ниже представлен алгоритм метода последовательного квадратичного программирования (SQP) для задачи со смешанными ограничениями.

Рассмотрена задача вида , ,

, (10)

где целевая функция, а функции и задают

-19-

ограничения в виде равенств и неравенств.

Принято допущение, что обозначает k-е приближение, полученное в ходе реализации итерационного алгоритма.

Алгоритм устроен следующим образом:

Шаг 0. Выбираем тройку такую, что и полагаем: k = 0.

Шаг 1. Вычисляем как стационарную точку задачи квадратичного

программирования.

, , (11)

, (12)

где некоторая симметрическая матрица. Вычисляем и , как отвечающие стационарной точке описанной задачи квадратичного программирования множители Лагранжа.

Шаг 2. Полагаем, что , и .

Шаг 3. Увеличиваем номер шага k на 1 и переходим к шагу 1 до тех пор, пока не будет достигнута необходимая близость к решению.

Исходя из теоретических соображений, наилучшей сходимости следует ожидать в том случае, если в качестве матрицы Hk выбрать гессиан функции Лагранжа в соответствующей точке:

(13)

где функция Лагранжа , определяется формулой:

. (14)

В работе рассмотрен пример, демонстрирующий предлагаемую модель и алгоритм решения соответствующей задачи оптимизации.

Сделано предположение, что есть всего два направления движения, то есть M = 2 и

два типа затрат (то есть N = 2), отвечающих этим направлениям движения. Естественно, кроме этого, есть еще и минимальные единовременные затраты,

-20-

которые, как уже объяснялось выше, являются постоянной величиной с точки зрения нашей модели, поэтому мы рассматриваем их как константу. Принято, что суммарные затраты на внедрение технологии составляют 10 млн. рублей, то есть S = 10. Из них минимальные единовременные затраты составляют 7 млн. рублей, то есть S0 = 7. Таким образом, ограничения-неравенства в задаче принимают вид: , , 10 – 7 = 3.

В данной задаче принято, что функции описывающие зависимость величины дополнительного дохода при перевозке одного контейнера по каждому направлению зависят только от соответствующих затрат (то есть C1 является функцией только от S1, а C2 является функцией только от S2), и они описывают одну и ту же зависимость.

, (15)

где A = 0,00610, B = -0,00412, a = -0,73397, b = -2,83764.

Данные значения параметров получены путем обработки условных сведений о том, что при затратах в 0,75 млн. руб. полученный дополнительный доход составит в среднем 1500 руб. с контейнера (для упрощения учтены только дополнительные доходы, которые могут быть получены вследствие экономии денежных средств за счет ликвидации операций по переоформлению перевозочных документов в порту перевалки и стоимости услуг экспедитора), а при увеличении затрат до 1,5 млн. рублей, дополнительный доход может увеличиться на 17,5% (вследствие увеличения объемов перевозок грузов по данной технологии). По результатам выполненных расчетов принято допущение: C1 = C(S1) и C2 = C(S2).

Далее, описаны функции µj, характеризующие количество контейнеров в группе j, которые за исследуемый период были перевезены по новой технологии. Задача решена по двум направлениям движения, по которым за исследуемый период времени (год) перевозится 130000 и 165000 контейнеров, соответственно. Если, например, по результатам статистического анализа получается, такая зависимость, что при затратах 0,75 млн. руб. на первом направлении по новой технологии будет

перевозиться 35% контейнеров, а на втором 25% контейнеров, а при затратах 1,5 млн. руб. соответствующие объемы будут составлять 45% и 50%, соответственно,

-21-

то, в качестве функций µj, следует брать функции: µ1 =14250+16333,33333S1, µ1 =9519,230769+25384,61538S2.

Максимизируемая функция, равная экономическому эффекту от внедрения предлагаемой технологии:

. (16)

Рис. 5. График функции E(S1,S2), описывающий экономический эффект при затратах первого вида S1 и второго вида S2 над областью допустимых значений

В результате вычислений установлено, что оптимальные значения затрат составляют S1 = 0,73 млн.руб. и S2 = 2,27 млн.руб. Соответствующее оптимальное (максимальное) значение экономического эффекта составляет Eopt = 165,34 млн. руб.

Заключение. В ходе исследования поставлена и решена имеющая важное научно-организационное и практическое значение задача разработки технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД и эффективного привлечения

инвестиций для ее реализации. Основные результаты выполненной диссертационной

работы заключаются в следующем:

-22-

1. На основе сравнительно-аналитического, логического и логистического

анализов выполнено исследование текущей ситуации на российском рынке контейнерных перевозок. Установлено, что за 2006 год по РЖД было перевезено только 17,5% – 353 тыс. ДФЭ с внешнеторговыми грузами от их общего объема, перевозимого через крупнейшие порты России. Логистический анализ показал, что, начиная с 2004 года, при абсолютном росте объемов перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах по РЖД через крупнейшие российские морские порты, наблюдается снижение темпов их роста. Данные выводы указали на необходимость совершенствования технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении.

2. В результате анализа существующей технологии, нормативно-правового обеспечения, форм перевозочных документов и информационных технологий, применяемых при перевозках грузов в контейнерах в железнодорожно-водном сообщении – установлено, что, в настоящее время, нет единой технологии, достаточной нормативно-правовой базы и информационного обеспечения для организации перевозок грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД.
3. Разработана технология перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД, а также принципы ее нормативно-правового и информационного обеспечения. В качестве инструмента обеспечения перевозок грузов по предлагаемой технологии разработан проект ЕПД.
4. Предложен алгоритм работы программного обеспечения для определения оптимального маршрута перевозки, автоматического расчета сквозной ставки, общего времени перевозки, а также заполнения электронной версии ЕПД.
5. Разработана методика и алгоритм определения оптимальных затрат на внедрение предлагаемой технологии перевозок, основанный на методах численной оптимизации (методе мультистарта и методе последовательного квадратичного программирования (SQP) для задачи со смешанными ограничениями), функционирование которых было показано на демонстрационном примере.
6. В результате вычислений установлено, что оптимальные значения затрат

составляют S1 = 0,73 млн. руб. и S2 = 2,27 млн. руб. Соответствующее оптимальное

-23-

(максимальное) значение экономического эффекта Eopt = 165,34 млн. руб. организация перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по ЕПД по предлагаемой технологии позволит:

• улучшить систему взаимодействия железнодорожного и морского видов транспорта и оптимизировать их перевозочные технологии;
• значительно упростить порядок оформления перевозочных документов, исключив их переоформление в порту перевалки, а также сократить их количество;
• сократить сроки доставки грузов за счет предварительного планирования перевозки железнодорожным и морским перевозчиками, а также заблаговременного информирования таможенных органов, путем отправки копии ЕПД уже после погрузки контейнера с грузом на железнодорожную платформу на станции отправления или на судно в иностранном порту отправления;
• увеличить долю железнодорожных перевозчиков в перевозке грузов в контейнерах через российские морские порты и повысить за счет этого доходы, полученные от оплаты железнодорожного тарифа при перевозках грузов по РЖД;
• привлечь дополнительные объемы грузов с трансокеанских маршрутов на Транссибирскую магистраль, обеспечив дополнительные объемы перевозок российским железнодорожным перевозчикам, судоходным компаниям и морским портам.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Квитко В.В. Перспективный инструмент повышения конкурентоспособности. Журнал «РЖД-Партнер» № 6 (94). – М.: ОМ-Экспресс, 2006. – с. 48-50.
2. Квитко В.В. Единый перевозочный документ – новый инструмент повышения конкурентоспособности ОАО «РЖД» на рынке транспортных услуг. «Транспорт: наука, техника, управление» №9. – М.: ВИНИТИ, 2007. – с. 12-17.
3. Квитко В.В. Применение единого перевозочного документа – важный фактор развития мультимодальных перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах. Безопасность движения поездов. Труды 8-ой Научно-практической конференции, в

двух частях, часть 1. – М.: МИИТ, 2007. – с. 44-45.

4. Квитко В.В. Перевозка внешнеторговых грузов в контейнерах в международ-

-24-

ном железнодорожно-водном сообщении по единому перевозочному документу – прогрессивная технология оказания законченной транспортной услуги. Труды 5-ой международной научно-практической конференции «Trans-Mech-Art-Chem». – М.: МИИТ, 2008. – с. 104-105.

5. Квитко В.В. Разработка технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по единому перевозочному документу – необходимый шаг на пути к технологическому сближению железнодорожных и морских перевозчиков. Труды научной конференции «Наука МИИТа – транспорту», в двух частях, часть 1. – М.: МИИТ, 2008. – с. 25-26.

КВИТКО ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ

Разработка технологии перевозок внешнеторговых грузов в контейнерах в международном железнодорожно-водном сообщении по единому перевозочному документу

Специальность 05.22.08 – Управление процессами перевозок

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Подписано к печати 16.01.2010 Формат бумаги 60х84/16

Объем 1,5 п.л. Заказ № 35 Тираж 80 экз.

Типография МИИТ, 127994 Москва, ГСП-4, ул. Образцова, 9, стр. 9