Влияние на эксплуатационные расходы и себестоимость перевозок внедрения новых типов подвижного состава и инновационных технологий перевозочного процесса

Инновационные технические средства и технологии должны не просто качественно отличаться от существующих с точки зрения своих физических параметров и принципов работы, но, самое главное, обеспечивать возможность для кардинального роста эффективности. Исходя из такого понимания, профессор Б.М. Лапидус дал следующее определение понятия инноваций в холдинге «РЖД»: «система прорывных улучшений в создании новых транспортных продуктов, железнодорожной техники и технологий, совершенствовании процессов управления, направленных на открытие новых возможностей для роста эффективности российских железных дорог» [23].

Исходя из этого, инновационные решения на железнодорожном транспорте должны быть направлены и на снижение себестоимости перевозок.

В рамках развития данного подхода применительно к подвижному составу, доктор технических наук А.М. Соколов определил грузовой вагон нового поколения как грузовой вагон, реализующий при массовом внедрении значимый экономический эффект для всех участников перевозочного процесса по сравнению с вагоном-аналогом. (Вагон-аналог – грузовой вагон, имеющий тип и назначение, соответствующие рассматриваемому грузовому вагону нового поколения, а также занимающий наибольшую долю в эксплуатируемом парке).

При этом в качестве минимального количественного критерия отнесения грузового вагона к новому поколению (т.е. признания его инновационным подвижным составом) определено снижение затрат владельца инфраструктуры на осуществление перевозочного процесса не менее чем на 5% при прочих равных условиях по сравнению с вагоном-аналогом.

Снижение затрат владельца инфраструктуры достигается за счет:

- уменьшения удельного (на тонну перевозимого груза) повреждающего воздействия на путь;

- уменьшения удельного (на тонну перевозимого груза) сопротивления движению вагона;

- уменьшения затрат времени и производственных ресурсов на техническое обслуживание вагона в пути следования за счет повышения безотказности работы вагона в период между плановыми видами ремонта.

Что касается нового тягового подвижного состава, ключевым фактором его влияния на себестоимость перевозок, помимо уменьшения затрат на техническое обслуживание и ремонты, должно быть повышение энергоэффективности.

Например, новый энергосберегающий электровоз ЭД4Э за счет уменьшения реостатных потерь при пуске, расширения диапазона скоростей рекуперативного торможения, улучшения динамических свойств поезда обеспечивает снижение расхода электроэнергии на тягу в среднеэксплуатационном режиме на 16-24% (в зависимости от графика движения). Годовая экономия электроэнергии на один электропоезд может превышать 580 тыс. кВт.ч., а эксплуатационных расходов – 1,4 млн. рублей.

Электропоезд нового поколения ЭД6 с унифицированным асинхронным тяговым приводом и микропроцессорной системой автоматического управления обеспечивает:

- снижение потребления электроэнергии на 25-35%;

- снижение расходов на плановые и внеплановые ремонты на 30-40% на основе повышения качества эксплуатационной надежности и межремонтных пробегов.

Кроме того, за счет уменьшения количества моторных вагонов в составе электропоезда в зависимости от заданных параметров движения может достигаться экономия эксплуатационных расходов 10-15%.

Конструкция данного электропоезда допускает возможность изменять его составность в зависимости от изменения пассажиропотока в течение суток, дней недели и периодов времени года, за счет чего снижение себестоимости перевозок может достигать 20-30% [33].

Расчетные характеристики влияния новых моделей отечественных локомотивов на эксплуатационные затраты (по данным источника [38]) приведены в табл. 16.1.

В качестве оценочного показателя принята стоимость жизненного цикла, т.е. совокупные затраты на эксплуатацию и ремонт локомотива от момента ввода в эксплуатацию до момента исключения из нее. У новых локомотивов снижение стоимости жизненного цикла достигается прежде всего благодаря увеличению срока службы и межремонтных интервалов (за счет повышения ресурса узлов и деталей).

Таблица 16.1

Расчетное снижение стоимости жизненного цикла новых отечественных магистральных локомотивов по сравнению с эксплуатируемыми аналогами

Например, у нового тепловоза 2ТЭ25А по сравнению с эксплуатируемым 2ТЭ116У срок службы увеличивается практически вдвое, пробег между тяжелыми видами ремонтов – почти в полтора раза, между текущими ремонтами – в 4 раза, что и позволяет столь существенно снизить затраты за жизненный цикл.

Среди инновационных технологий, внедряемых на российских железных дорогах, следует выделить систему «Эльбрус», которая выполняет автоматизированное построение суточного энергосберегающего графика движения поездов и оценку его выполнения. Благодаря внедрению этой системы достигается как снижение энергозатрат на тягу, так и улучшение качественных показателей использования подвижного состава.

Экономическая оценка экспериментального использования этой системы показала, что только в течение одного месяца на одном направлении сети (Челябинск-Входная) была получена экономия эксплуатационных расходов 37,6 млн. руб., в т.ч. за счет снижения затрат электроэнергии – 22,8 млн.руб. [9].

Развитие энергосберегающих технологий перевозок позволит обеспечить экономию топливно-энергетических ресурсов железнодорожного транспортадо 10%. Соответственно, общее снижение себестоимости перевозок (с учетом улучшения использования подвижного состава) может составить порядка 2-3%.

Характеристика влияния некоторых других инновационных технологий, внедряемых на российских железных дорогах (по данным источника [38]) на эксплуатационные расходы приведена в табл.16.2.

Таблица 16.2

Характеристика влияния некоторых инновационных технологий и технических средств, внедряемых на российских железных дорогах, на эксплуатационные расходы

Из зарубежныхинновационных технических средств и технологий перевозочного процесса можно выделить следующие[27]:

1. Разработанный компанией Siemens TS самоходный грузовой вагон CargoMover,предназначенный для эксплуатации в условиях обычной железнодорожной сети. Он рассчитан на движение в автономном режиме от одного ответвления к другому по линиям общего пользования, на которых предусмотрены окна в движении графиковых поездов. CargoMover хорошо интегрируется в перевозки по внутризаводским путям, эффективно выполняет маневровые работы, его можно также использовать для доставки контейнеров на терминалы. Таким образом, CargoMover является универсальным рельсовым транспортным средством для быстрой перевозки грузов на короткие расстояния.

Благодаря автоматизированной работе вагона обеспечиваются снижение эксплуатационных затрат и высокая экономическая эффективность перевозок.

2. Высокоскоростные грузовые поезда. Они позволят не только сократить время транспортировки грузов, но и повысить эффективность использования вагонов, а также снизить себестоимость перевозок. Кроме того, грузовые перевозки смогут осуществляться на линиях, предназначенных для высокоскоростных пассажирских поездов.

Для такого рода перевозок сконструирован новый подвижной состав с высоким техническим потенциалом, который по ходовым и тормозным характеристикам рассчитан на максимальную скорость 160 км/ч.

Реализация такой технологии была бы особенно важна на Российских железных дорогах, где пассажирское движение совмещено с грузовым, и при этом требуется решение задач развития скоростных и высокоскоростных пассажирских перевозок.

3. Модульная система грузовых перевозок (MTS)

Перспективными для MTS рынками являются перевозки промышленных грузов, продуктов питания и химических грузов на расстояния более 50 км. Характерным для этих грузов является то, что их перевозки больше лимитируются объемом, чем массой, т.е. допустимая грузоподъемность вагонов при их полной загрузке чаще всего полностью не используется.

Основой системы MTS является процесс регулирования вагонного парка, базирующийся на аппаратной базе, которая в любой момент времени может информировать пользователя о местонахождении и состоянии поездов.

Концепция MTS предусматривает отказ от необходимости перемещения транспортных единиц из пункта А в пункт В всегда одним и тем же маршрутом.

Один из важных признаков системы - использование подвижного состава со съемным кузовом[1].В зависимости от потребности кузова могут быть обменными. Для их перестановки не требуются специальные устройства, так как можно использовать стандартные контейнерные терминалы во время пауз в их работе. Тем самым обеспечивается лучшая загрузка оборудования.

В тех случаях, когда кузов должен на определенное время оставаться у клиента, у которого к тому же не всегда есть в наличии грузоподъемная техника, может быть использован метод WAS, разработанный компанией Thyssen. На автомобильном транспорте эту систему перевозки обменных кузовов применяют уже давно. Организация перевозок по этой технологии возможна и в том случае, когда у клиента нет подъездных путей.

Чем специализированее кузова подвижного состава, тем в большей мере он может соответствовать требованиям клиентуры, с одной стороны; с другой стороны, конечно, ограничиваются возможности перевозки грузов других видов. К этому добавляются также трудности технического обслуживания.

Для рынков, на которые ориентируется MTS, предлагается подвижной состав со стандартными тележками и обменными кузовами. При этом вполне достаточно вагонов пяти основных типов:

· с половинной высотой стенки и защитным брезентом наверху – для твердых грузов всех видов;

· с раздвижными боковыми стенками и крышей;

· с откидывающимися вниз стойками и брезентом;

· для перевозки контейнеров-цистерн с газообразными грузами;

· для перевозки контейнеров-цистерн с жидкими грузами.

Возможны два варианта организации перевозок грузов в вагонах со сменными кузовами.

В первом варианте, при котором кузова после выгрузки возвращаются в порожнем состоянии к месту погрузки, эффективность будет достигаться за счет сокращения простоя вагонов под грузовыми операциями (которые будут сводиться к замене одного кузова на другой) и, тем самым, ускорения оборота вагона и выполнения того же объема перевозок меньшим парком. При этом ускорение оборота вагона (ΔОв) будет определяться как разница времени грузовых операций, выполняемых со стандартными вагонами (t⁰гр), и с использованием съемных кузовов (t¹гр):

ΔОв = 2 (t⁰гр - t¹гр).

При этом рабочий парк вагонов (без учета кузовов) будет снижен на величину

Δn раб. = ΔОв * Uпогр.,

где Uпогр. – среднесуточная погрузка в вагонах.

Экономический эффект (экономия капиталовложений) на закупку необходимого парка вагонов ΔКв составит:

ΔКв = Δn раб. * Ц'ваг,

где Ц' ваг – цена вагона без учета кузова.

Экономический эффект в части эксплуатации парка (экономия эксплуатационных расходов)

ΔС = Δn раб. * Св-ч * 24 * 365,

где Св-ч – укрупненная расходная ставка на 1 вагоно-час, учитывающая расходы на амортизацию, капитальный ремонт грузовых вагонов и налог на имущество, соответствующий их стоимости.

В случае, если уровень заполнения пропускной способности участков и перерабатывающей способности станций на направлении, где организуются перевозки по указанной технологии, превышает экономически оптимальный (экономически оптимальный уровень использования производственных мощностей инфраструктуры железнодорожного транспорта оценивается примерно в 70 - 80%), в состав расходов, относимых на укрупненную расходную ставку на вагоно-час, следует включать затраты на амортизацию и содержание путей и инфраструктуры вагонного хозяйства, связанные с количеством рабочего парка вагонов.

Совокупный экономический эффект ∑Э от внедрения данной технологии за жизненный цикл Т может быть определен по формуле:

     Т                        1

∑Э = ∑ (ΔКв_t + ΔC_t) * ─── ,

t=0                  (1 + Е)^t

где Е – норма дисконта, принимаемая в интервале 0,1 ÷ 0,2.

При определении эффективности данной технологии рассчитанный таким образом эффект должен быть сопоставлен с дополнительными затратами (капитальными и эксплуатационными) на внедрение и реализацию данной технологии, а также определены критерии эффективности по принятым методикам (срок окупаемости, чистый дисконтированный доход, внутренняя норма доходности), на основании которых должно приниматься решение о целесообразности внедрения этой технологии.

Во втором варианте организуется комплексная регулировка оборота вагонов и кузовов, при которой минимизируется (вплоть до исключения) порожний пробег вагонов. При реализации этого варианта порожний кузов не возвращается к месту первоначальной погрузки, а остается в пункте выгрузки до момента, когда он может быть загружен соответствующим его типу грузом. При этом оборот кузова существенно замедлится, что потребует увеличения их количества, а также сооружения дополнительных площадок для отстоя кузовов в течение времени, необходимого для их загрузки.

Критерием эффективности внедрения указанной технологии должна быть окупаемость дополнительных капитальных вложений в приобретение съемных кузовов и строительство площадок для них за счет сокращения порожнего пробега вагонов.

То есть для того, чтобы внедрение данной технологии было эффективным, должно выполняться условие:

,

где ΔnSпор – сокращение порожнего пробега вагонов за год, тыс. ваг.- км;

Спор – укрупненная расходная ставка на 1000 порожних вагоно-километров;

ΔКп.с. – дополнительные капитальные вложения в подвижной состав;

ΔКинфр. – дополнительные капитальные вложения в инфраструктуру;

Е – норма дисконта;

Тнорм – нормативный срок окупаемости капитальных вложений.

Выполнение данного условия означает, что чистый дисконтированный эффект от внедрения технологии в течение нормативного срока окупаемости станет положительным, т.е. капитальные вложения, необходимые для реализации технологии, окупятся в пределах нормативного срока.

Очевидно, что на практике невозможно будет полностью исключить возврат порожних вагонов (с кузовами или без них), или их подсылку к другому месту погрузки. В случае, если для загрузки кузова подходящим грузом в пункте выгрузки потребуется его очень длительный простой, это попросту окажется экономически неэффективным, так как не будет выполняться вышеуказанный критерий эффективности.

Поэтому в конкретных условиях потребуется обеспечить оптимальное сочетание двух указанных технологий использования съемных кузовов, дающее максимальную эффективность. Дополнительный эффект от использования съемных кузовов может быть получен за счет снижения потребности в специализированных вагонах под «пиковые» перевозки сезонных грузов, например, зерна, по которому отношение среднесуточной погрузки «пикового» месяца к месяцу минимальной погрузки доходит до 2,3 раза, цемента, где оно составляет около 2,8 раза, лесных грузов (1,4 раза).

При этом, например, летние месяцы характеризуются минимальной погрузкой зерна, а осень и зима наоборот, максимальной погрузкой зерна и снижающейся до минимальной – цемента. В существующих условиях бόльшая часть зерновозов и цементовозов простаивает в период спада объемов перевозок. Использование съемных кузовов позволит заменить простой вагона простоем одного кузова, тем самым сократив капитальные вложения в вагонный парк (стоимость кузова на 30-60% меньше стоимости всего вагона), а также затраты в сооружение и содержание станционных путей для отстоя неиспользуемых порожних вагонов.

Таким образом, использование грузовых вагонов со сменными кузовами позволяет смягчить для грузового железнодорожного транспорта две фундаментальные производственно-экономические проблемы [28]:

неадекватной спросу структуры производственных ресурсов,

и их неравномерного использования по времени и мощности, которые проявляютсяв неполном обеспечении клиентов погрузочными ресурсами наиболее подходящего типа, порожнем пробеге и простоях неиспользуемых вагонов, необходимости содержания соответствующего резерва подвижного состава и инфраструктурных мощностей.

[1] Железнодорожные компании Швейцарии также активно продвигают систему перевозок CargoDomino с использованием обменных кузовов, загружаемых на вагоны-платформы.