В 2022 году общий грузооборот и пассажирооборот по сети ОАО «РЖД» достиг абсолютного рекорда, превысив показатели 2021 года на 0,8% и прежнего рекорда 1988 года почти на 25%. Этот факт не просто констатирует рост, но и указывает на колоссальное давление на инфраструктуру и эксплуатационные возможности железных дорог, делая тему разработки технических норм работы отделения не просто актуальной, а жизненно важной для поддержания стабильности и повышения эффективности всей транспортной системы, ведь именно от адекватности этих норм зависит бесперебойность и безопасность перевозок.
Современный железнодорожный транспорт сталкивается с беспрецедентными вызовами: от переориентации глобальных грузопотоков, где, например, в 2022 году объем перевозок в восточном направлении впервые в истории превысил западное (80 млн тонн против 76 млн тонн), до необходимости постоянного выявления и устранения «узких мест» инфраструктуры. В то же время отрасль переживает цифровую революцию, требующую учета новых технологических решений, таких как автоматизированные системы управления, большие данные и искусственный интеллект. Без научно обоснованных и адаптированных к этим реалиям технических норм невозможно обеспечить надежное, безопасное и экономически эффективное функционирование железнодорожной сети.
Целью настоящей работы является создание исчерпывающего методологического плана для академического исследования, посвященного разработке технических норм работы отделения железной дороги. Этот план призван стать подробным руководством для студентов и аспирантов, позволяющим глубоко и всесторонне проанализировать аспекты вагонопотоков, организации движения поездов, местной работы и расчета ключевых показателей, интегрируя как классические инженерные подходы, так и передовые цифровые технологии.
Структура документа логически выстроена для последовательного погружения в тему: от теоретических основ и анализа вагонопотоков до формирования поездов, организации местной работы, разработки графика движения и комплексной оценки эффективности, завершая рассмотрением влияния цифровизации. Практическая ценность работы заключается в возможности её адаптации в качестве курсовой работы, дипломного проекта или методического пособия, предоставляющего студентам не только теоретические знания, но и инструментарий для прикладных расчетов и анализа.
Теоретические основы и анализ вагонопотоков
Прежде чем приступить к глубокому анализу, необходимо четко определить ключевые понятия, лежащие в основе железнодорожной эксплуатационной работы. Вагонопоток — это не просто движение вагонов, а установление наиболее рационального порядка их следования по направлениям железнодорожной сети. Он подразделяется на гружёный вагонопоток, формирующийся между станциями погрузки и выгрузки для целей отправительской маршрутизации, и порожний вагонопоток, который представляет собой разность между выгрузкой и погрузкой на конкретном подразделении. Если эта разность положительна, наблюдается избыток порожних вагонов; если отрицательна — их недостаток. Направление движения порожних вагонопотоков всегда определяется с целью минимизации их пробега и исключения встречного движения однотипного подвижного состава, что является прямым путём к снижению эксплуатационных издержек.
Ключевым инструментом управления и планирования являются технические нормы эксплуатационной работы (ТНЭР). Это не просто набор цифр, а важнейшее средство для освоения растущего объема перевозок, улучшения организации и повышения уровня всей эксплуатационной работы железных дорог, отделений, станций и других линейных предприятий. ТНЭР определяют задачи всех звеньев железнодорожного транспорта по обеспечению выполнения плана перевозок. Наконец, пропускная способность — это наибольшее число поездов или пар поездов установленной массы, которое может быть пропущено по данной линии (участку) в течение суток при существующей технической оснащённости и принятой системе организации движения.
Методология сбора и анализа исходных данных для разработки ТНЭР
Разработка ТНЭР — это многоэтапный процесс, начинающийся с тщательного сбора и анализа исходных данных. Основой информационного обеспечения служит постанционная «шахматка» вагонопотоков, которая представляет собой матрицу корреспонденций между всеми станциями, показывая объемы гружёных и порожних вагонов, движущихся по каждому направлению. Эта «шахматка» является своего рода картой, по которой «прокладываются» будущие маршруты.
Для формирования ТНЭР используются как фактически выполненные вагонопотоки из оперативных баз данных и информационных хранилищ, так и плановые вагонопотоки, полученные на основе прогнозов изменения объемов перевозок. На сетевом уровне в разработке ТНЭР участвует целый комплекс подразделений ОАО «РЖД», таких как ЦФТО (Центр фирменного транспортного обслуживания), ЦСЖТ (Центр связи железных дорог), «Трансконтейнер», ЦД (Центральная дирекция управления движением), ЦУП (Центр управления перевозками) и ГВЦ (Главный вычислительный центр). ЦФТО, например, отвечает за формирование сводного заказа на перевозки грузов в виде прогнозной «шахматки», которая становится отправной точкой для всего процесса планирования, определяя стратегические направления развития.
Особое внимание уделяется анализу корреспонденций гружёных и порожних вагонопотоков:
- Между сортировочными, участковыми и выделенными грузовыми станциями — для расчёта плана формирования одногруппных поездов на полигоне сети.
- Между станциями погрузки и выгрузки — для расчёта планов отправительской маршрутизации.
- Между стыковыми станциями дорог (и отделений) — для расчёта норм передачи вагонов по стыковым пунктам и оценки работы дорог и отделений в целом.
Влияние динамики вагонопотоков на ТНЭР
Динамика вагонопотоков — это живой пульс железнодорожной отрасли, который постоянно требует адаптации технических норм. В 2022 году общий грузооборот и пассажирооборот по сети ОАО «РЖД» достиг абсолютного рекорда, превысив показатели 2021 года на 0,8% и прежнего рекорда 1988 года почти на 25%. В тот же период произошло историческое событие: объём перевозок в восточном направлении впервые превысил западное, составив 80 млн тонн против 76 млн тонн соответственно. Это свидетельствует о глубоких структурных изменениях в логистике и геополитическом положении страны, требующих пересмотра приоритетов развития инфраструктуры и перераспределения ресурсов.
Однако динамика не всегда бывает исключительно положительной. Так, в январе-июле 2025 года общий объём грузоперевозок по сети ОАО «РЖД» сократился на 6,2% по сравнению с аналогичным периодом 2024 года, составив 739,3 млн тонн, с уменьшением внутренних перевозок на 8,9% и международных на 2,1%. Эти колебания требуют от разработчиков ТНЭР гибкости и умения прогнозировать изменения, чтобы не допустить профицита или дефицита провозных мощностей. Ведь необоснованные инвестиции могут привести к замораживанию капитала, а недостаточные — к коллапсу перевозок.
Отдельного внимания заслуживает рост контейнерных перевозок. В январе-апреле 2024 года их объём (гружёных и порожних ДФЭ) увеличился на 9,4% по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года, достигнув около 2,6 млн ДФЭ, при этом общий объём перевезенных товаров в контейнерах составил 26,8 млн тонн (+8,9%). Контейнеризация перевозок предъявляет особые требования к организации работы станций, наличию соответствующего оборудования и оптимизации процессов формирования контейнерных поездов.
Проблематика «узких мест» инфраструктуры
Одним из ключевых аспектов, на который влияют изменения вагонопотоков, является возникновение и обострение «узких мест» инфраструктуры. Среди типичных «узких мест» на сети РЖД выделяют:
- Нехватка пропускной способности на подходах к морским портам, особенно в условиях переориентации грузопотоков. Порты Дальнего Востока, например, испытывают колоссальную нагрузку, требующую синхронного развития как железнодорожной, так и портовой инфраструктуры.
- Дефицит провозной способности на Восточном полигоне, который включает Байкало-Амурскую и Транссибирскую магистрали. Эта проблема стала особенно острой на фоне роста восточного грузопотока.
Для устранения этих проблем активно реализуются масштабные инвестиционные программы, такие как развитие Восточного полигона. Эти программы включают строительство вторых путей, электрификацию участков, усиление тягового электроснабжения и модернизацию станций, что позволяет значительно повысить провозную способность и ликвидировать инфраструктурные ограничения.
Моделирование плановых вагонопотоков играет здесь решающую роль, позволяя на ранних этапах определять потенциальные «узкие места» инфраструктуры сети и проводить оценку эффективности методов их устранения ещё до начала дорогостоящих строительных работ. Это позволяет принимать обоснованные управленческие решения и оптимизировать инвестиционные затраты.
Оптимальная организация вагонопотоков, выраженная в плане формирования грузовых поездов, должна обеспечивать продвижение вагонопотоков на основе экономических критериев и логистических принципов. Это включает учёт допустимого времени доставки грузов, принадлежности вагонного парка (особенно актуально в условиях частной собственности на вагоны) и динамичности спроса на перевозки. На основании баланса порожних вагонов (разности между выгрузкой и погрузкой) строится диаграмма порожних вагонопотоков, которая помогает определить наиболее рациональное направление их следования для минимизации пробега, что является важным экономическим показателем. В конечном итоге, именно снижение порожнего пробега и сокращение простоев формируют экономический эффект для перевозчика.
Принципы формирования поездов и отправительская маршрутизация
Организация эффективного движения на железной дороге во многом зависит от того, как формируются поезда. В основе этого процесса лежит План формирования поездов (ПФП) — это не просто расписание, а сложная система организации вагонопотоков в поезда, классифицированные по категориям и направлениям их маршрутов. Грамотно разработанный ПФП является краеугольным камнем эффективности, влияя на использование транспортной инфраструктуры, подвижного состава, трудовых и финансовых ресурсов.
Методы разработки ПФП
Для разработки ПФП применяются различные методики, каждая из которых имеет свою специфику и область применения:
- Метод абсолютного расчёта, предложенный А. П. Петровым, является одним из наиболее фундаментальных. Он заключается в тщательном подсчёте и сравнении показателей всех возможных вариантов плана формирования или в последовательном отборе лучшего варианта. Этот метод позволяет определить суммарные затраты вагоно-часов на накопление составов и на их переработку на попутных технических станциях. Его трудоёмкость компенсируется высокой точностью и возможностью выявления наиболее оптимальных решений.
- Метод совмещённых аналитических сопоставлений выполняется графоаналитическим способом. Он позволяет визуализировать потоки вагонов и оценивать различные варианты формирования поездов с учётом их взаимосвязей.
- Существуют также методы непосредственного расчёта и аналитических сопоставлений, которые дополняют картину, предлагая различные подходы к оптимизации процесса.
Отправительская маршрутизация как средство ускорения доставки и повышения эффективности
Особое место в организации вагонопотоков занимает отправительская маршрутизация. Отправительский маршрут — это состав поезда установленного веса или длины, который формируется грузоотправителем либо на железнодорожном подъездном пути, либо на станции по договору с железной дорогой. Ключевое условие и преимущество такого маршрута — обязательное освобождение не менее одной технической станции от переработки, что значительно ускоряет доставку грузов. На сети РЖД средняя масса грузового поезда, определённая по показателю «брутто», составляет более 4500 тонн, а длина может достигать 1050, 1500 или даже 1700 метров на ключевых участках, с допуском 10 м на установку поезда, что подчёркивает масштабы и возможности таких маршрутов.
Цели организации отправительских маршрутов многообразны:
- Ускорение доставки грузов: Минимизация времени простоя на технических станциях.
- Качественное использование подвижного состава: Снижение порожнего пробега и увеличение производительности вагонов.
- Сокращение эксплуатационных расходов: Уменьшение маневровой работы, затрат на топливо и локомотиво-часы.
Отправительские маршруты могут быть прямыми (на одну станцию назначения) или в распыление (на станции расформирования или объявленные пункты распыления, где груз распределяется по нескольким адресатам). Условия организации прямого отправительского маршрута включают экономическую и техническую эффективность для ОАО «РЖД», техническую возможность приёма вагонов от грузоотправителя и их выгрузки грузополучателем, а также наличие соответствующего договора.
Детальная экономическая оценка отправительской маршрутизации
Определение экономической и технической эффективности отправительской маршрутизации для ОАО «РЖД» — это комплексный процесс, включающий оценку нескольких ключевых показателей:
- Экономия вагоно-часов: Сокращение времени простоя вагонов на промежуточных технических станциях, что приводит к ускорению оборота вагона.
- Экономия локомотиво-часов: Уменьшение работы маневровых и поездных локомотивов, необходимой для переформирования поездов.
- Снижение эксплуатационных расходов: Сокращение затрат на топливо, электроэнергию, амортизацию подвижного состава и оплату труда.
- Увеличение пропускной способности участков: За счёт уменьшения времени занятости путей на технических станциях.
Методика определения эффективности отправительской маршрутизации для ОАО «РЖД» включает оценку экономии вагоно-часов, локомотиво-часов, снижения эксплуатационных расходов и увеличения пропускной способности участков. Ключевыми показателями являются сокращение простоя вагонов на промежуточных технических станциях и уменьшение пробега вагонов, что способствует ускорению доставки грузов и оптимизации использования ресурсов.
Расчёт массы и длины состава поезда
Масса состава и скорость движения — это основополагающие показатели, определяющие эффективность работы железнодорожного транспорта. Вес грузового состава определяется исходя из условий полного использования мощности и тяговых качеств локомотива, а также кинетической энергии поезда при движении по конкретному профилю пути. При расчёте массы состава используются Правила тяговых расчётов (ПТР). Согласно этим правилам, масса состава, как правило, определяется из условия равномерного движения поезда с расчётной скоростью на руководящем подъёме. В этом случае сила тяги локомотива должна быть равна суммарному сопротивлению движению поезда. Важно отметить, что при проектировании новых железных дорог и электрификации действующих линий силу тяги электровозов следует принимать на 5%, а тепловозов на 7% меньше расчётной, что создаёт запас прочности и надёжности.
Длины грузовых поездов должны строго соответствовать полезной длине приёмоотправочных путей на станциях, с допуском 10 м на установку поезда. Это требование обеспечивает безопасность и технологичность работы станций, исключая выход состава за пределы пути или создание помех для других операций.
Формализация условий для выделения струи вагонопотока
Для обоснованного выделения струи вагонопотока в самостоятельное назначение (то есть формирование отправительского маршрута), существует общее достаточное условие. Оно формулируется как сравнение затрат на накопление вагонов в составе маршрута с экономией вагоно-часов, достигаемой за счёт исключения переработки на одной технической станции. Если суммарные вагоно-часы простоя на станции формирования для накопления вагонов в маршрут (Tнакопл) меньше или равны экономии вагоно-часов (Tэкон), получаемой от безостановочного следования маршрута через попутную техническую станцию, то струя вагонопотока выделяется в самостоятельное назначение.
Формально это условие выражается так:
Tнакопл ≤ Tэкон
Где:
Tнакопл— суммарное время простоя вагонов на станции формирования для накопления достаточного количества вагонов в самостоятельный маршрут.Tэкон— экономия вагоно-часов, получаемая за счёт безостановочного следования маршрута через техническую станцию, где в противном случае потребовалась бы переработка.
Это условие является критически важным для принятия решений о целесообразности формирования отправительских маршрутов, так как оно позволяет количественно оценить их экономическую эффективность и предотвратить необоснованные затраты.
Организация местной работы на участках отделения дороги и оценка её эффективности
Железнодорожный транспорт — это не только магистральные перевозки на дальние расстояния, но и сложный механизм местной работы, который обеспечивает связь между промышленными предприятиями, складами и основной сетью. Местная работа представляет собой комплекс мероприятий по организации перевозочного процесса, связанных с выполнением грузовых операций на станциях. Она включает в себя:
- Маневровую работу с вагонами, поступающими под выгрузку и предназначенными под погрузку.
- Выполнение непосредственно грузовых операций на путях общего и необщего пользования (подача, уборка вагонов, погрузка, выгрузка).
- Развоз местных вагонов от станции формирования до промежуточных станций и сбор их после окончания грузовых операций.
- Передачу угловых потоков вагонов между различными направлениями внутри станции или узла.
Классификация местных вагонов и их особенности
Местные вагоны — это вагоны, с которыми на станции производятся грузовые операции. Они делятся на четыре основных вида:
- Прибывшие гружёными и отправляемые порожними: Классический вариант выгрузки.
- Поступившие порожними под погрузку и отправляемые гружёными: Обратный процесс.
- Прибывшие гружёными под выгрузку и отправляемые после выгрузки и погрузки гружёными (сдвоенные операции): Наиболее эффективный вариант, позволяющий максимально использовать вагон.
- Сборные вагоны и вагоны с контейнерами, проходящие грузосортировку: Вагоны, требующие дополнительных операций на промежуточных станциях.
Особенности организации местной работы
Местная работа осуществляется с использованием специализированных поездов и локомотивов:
- Участковые, сборные, вывозные и передаточные поезда обеспечивают движение местных вагонов между станциями.
- Локомотивы (поездные, диспетчерские, маневровые) промежуточных станций выполняют маневровую работу.
Текущее планирование местной работы включает в себя:
- Планирование составообразования и отправления грузовых поездов местных назначений.
- Планирование работы вывозных, передаточных, диспетчерских и маневровых локомотивов.
- Планирование развоза и сбора местных вагонов с учётом грузовых операций.
- Увязку суточных и текущих планов поездной и грузовой работы станций.
Основными задачами дирекции управления движением при организации местной работы являются выполнение плана погрузки грузов, оперативное руководство и контроль передачи местных вагонов, развоза местного груза и выгрузки, а также обеспечение сроков доставки. Технологический процесс работы станции устанавливает четкую последовательность и продолжительность всех операций, включая местную работу.
Технология работы сборных поездов
Сборный поезд — это артерия местной работы. Он обращается в пределах одного тягового участка и обслуживает промежуточные станции, занимаясь уборкой и подачей вагонов, которые не формируют самостоятельно прямых поездов. Сборные поезда формируются на сортировочных или участковых станциях, причём вагоны располагаются группами в последовательности расположения промежуточных станций, что значительно упрощает маневровую работу.
Сборные поезда обращаются по установленному графику, синхронизированному таким образом, чтобы завершение грузовых операций на промежуточной станции заканчивалось к их прибытию. На промежуточной станции со сборными поездами выполняют следующие операции:
- Приём поезда на путь.
- Отцепка вагонов и их подача к месту выгрузки/погрузки.
- Прицепка отправляемой группы вагонов.
- Обмен грузовыми документами.
- Опробование тормозов.
- Отправление поезда.
Маневровая работа на промежуточной станции может выполняться поездным локомотивом сборного поезда, маневровым локомотивом, прикреплённым к данной станции или нескольким соседним, или вывозным локомотивом. Для каждой зоны работы сборных поездов устанавливается схема размещения вагонов в поезде; обычно вагоны отцепляют с головной части поезда, а прицепляют в хвост.
Показатели для оценки эффективности погрузочно-выгрузочных операций и работы сборных поездов
Для оценки эффективности местной работы используется целый комплекс показателей:
- Затраты вагоно-часов на станциях и в пути следования.
- Затрата локомотиво-часов.
- Необходимый парк локомотивов.
- Продолжительность непрерывной работы локомотивных и поездных бригад.
- Эксплуатационные расходы.
- Оборот вагона: Один из ключевых показателей, характеризующий время от начала погрузки вагона до начала следующей его погрузки. Целевой показатель оборота вагона в 2024 году для РЖД установлен на уровне 14,26 суток. При этом средний оборот грузового вагона в 2023 году составил 16,04 суток, что на 2,3% дольше, чем в 2022 году. Эти цифры демонстрируют необходимость постоянной оптимизации процессов.
- Нормы времени нахождения вагонов на технических и грузовых станциях.
- Скорости движения поездов.
- Среднесуточные пробеги вагонов и локомотивов: Среднесуточный пробег грузового вагона в 2023 году снизился на 1,7% по сравнению с 2022 годом и составил 170,2 км/сутки.
- Среднее время простоя вагона под одной грузовой операцией.
- Коэффициент местной работы, учитывающий сдвоенные операции погрузки и выгрузки вагона без дополнительной его подачи.
- Количество транзитных вагонов с переработкой и без переработки, отправленных станцией.
- Количество отправляемых местных вагонов.
- Вагонооборот станции.
- Количество поездов своего формирования.
- Локомотиво-часы маневровой работы.
Эти показатели в совокупности дают полную картину эффективности местной работы и являются основой для принятия управленческих решений по её оптимизации.
Разработка графика движения поездов и расчёт пропускной способности
В самом сердце эксплуатационной работы железных дорог лежит График движения поездов (ГДП) — фундаментальный документ, который выражает план всей эксплуатационной работы и является основой для организации движения. ГДП разрабатывается не в вакууме, а с учётом прогрессивной технологии работы станций, участков, локомотивных и вагонных депо, что делает его динамичным и адаптивным инструментом управления.
График движения поездов (ГДП): Роль и задачи
Основные задачи при построении графика движения поездов многогранны и охватывают все аспекты железнодорожного перевозочного процесса:
- Обеспечение безопасности движения: Главный приоритет, на который не могут влиять никакие другие факторы.
- Достижение высоких технических, участковых и маршрутных скоростей: Для сокращения времени доставки грузов и пассажиров. Здесь стоит отметить, что целевые показатели скорости движения грузовых поездов на сети РЖД предусматривают достижение участковой скорости не менее 40-42 км/ч и маршрутной скорости около 35-37 км/ч для ускоренных грузовых поездов. Средняя участковая скорость грузовых поездов в 2023 году составила 39,4 км/ч.
- Наилучшее использование пропускной и провозной способности: Оптимизация загрузки инфраструктуры.
- Высокопроизводительное использование подвижного состава: Максимальное задействование локомотивов и вагонов.
- Соблюдение норм продолжительности работы локомотивных бригад: Обеспечение безопасности и социальных гарантий.
- Возможность производства работ по содержанию пути и устройств: Включение «технологических окон» для обслуживания и ремонта инфраструктуры.
ГДП разрабатывается на наибольшие размеры движения, предусмотренные на период его действия. В условиях значительных колебаний размеров перевозок или для плановых работ могут составляться вариантные графики, что обеспечивает гибкость в управлении движением. ГДП утверждается Министром путей сообщения или его первым заместителем, подчёркивая его высокую значимость.
Последовательность построения графика
Процесс построения графика движения поездов — это сложная итеративная процедура, которая выполняется в строгой последовательности:
- Начинают с наиболее сложного участка, который обычно является ограничивающим по пропускной способности.
- Прокладывают линии хода пассажирских и пригородных поездов, стремясь максимально сохранить действующее расписание и обеспечить удобство для пассажиров.
- Затем наносится план-график местной работы с показом сборных, сборно-участковых и вывозных поездов.
- Прокладывают линии хода ускоренных грузовых, отправительских и ступенчатых маршрутов постоянного обращения, которые имеют приоритет.
- В последнюю очередь прокладываются все остальные грузовые поезда, заполняя оставшиеся «окна».
- На графиках двухпутных линий прокладку поездов начинают с перегона, примыкающего к узловой станции или станции оборота локомотивов, для увязки оборота локомотивов и оптимизации их использования.
График движения поездов строится на стандартной сетке, где по горизонтали откладывается время, а по вертикали — расстояние. Ход поезда изображается в виде движения точки, а след движения условно принимается за прямую. Для составления графика необходимы данные о размерах движения пассажирских и грузовых поездов, нормах их массы и длины, времени хода по перегонам (определяется тяговыми расчётами и уточняется опытными поездками), продолжительности стоянки поездов на станциях, станционных и межпоездных интервалах.
Пропускная способность железнодорожной линии (участка)
Как уже упоминалось, пропускная способность железнодорожной линии (участка) — это наибольшее число поездов или пар поездов установленной массы, которое может быть пропущено по данной линии (участку) в течение суток при определённой её технической оснащённости и принятой системе организации движения. Различают:
- Наличную пропускную способность: Ту, которой линия обладает в настоящее время без капитальных работ.
- Проектную пропускную способность: Определяется на стадии проектирования с учётом перспективного развития.
- Потребную пропускную способность: Требуемая пропускная способность для выполнения заданного объёма перевозок.
Пропускная способность расчётного участка определяется по следующим элементам железнодорожной инфраструктуры: перегонам; станциям (приёмоотправочные пути и их стрелочные горловины); устройствам электроснабжения; деповским и экипировочным устройствам локомотивного хозяйства. Результирующая пропускная способность на расчётном участке устанавливается по тому элементу, который имеет наименьшую пропускную способность, так как именно он является «узким местом».
Факторы, влияющие на пропускную способность перегонов
На пропускную способность перегонов влияет множество факторов, которые можно разделить на несколько групп:
- Инфраструктурные факторы:
- Количество главных путей на перегонах: Однопутные, двухпутные, многопутные линии имеют существенно разную пропускную способность.
- Мощность верхнего строения пути: Оценивается по классам пути (например, 1-й и 2-й классы для высоконагруженных линий), которые определяют максимально допустимую осевую нагрузку (до 27-30 тс) и скорость движения, напрямую влияя на возможность пропуска тяжеловесных поездов и общую провозную способность.
- Система средств связи и сигнализации (например, автоблокировка): Внедрение автоблокировки позволяет сократить межпоездные интервалы до 3-5 минут, существенно повышая пропускную способность по сравнению с полуавтоматической блокировкой или электрожезловой системой.
- Количество приёмоотправочных путей и их длины на станциях.
- Длина блок-участков на перегоне, длина горловин станций, план и профиль подходов.
- Тяговые и эксплуатационные факторы:
- Род тяги, серия локомотивов и их тяговые характеристики.
- Масса и длина составов, скорость движения поездов, допустимые скорости движения поездов.
- Порядок пропуска поездов через раздельный пункт.
- Организационные и технические факторы:
- Способ управления стрелками и сигналами.
- Мощность устройств энергоснабжения и экипировочных/ремонтных деповских устройств.
- Время на технологические окна (для работ по текущему содержанию и плановых ремонтов), которое «съедает» часть пропускной способности.
- Коэффициент надёжности работы технических устройств железнодорожной инфраструктуры и подвижного состава.
- Тип графика движения поездов.
- Времена хода поездов различных категорий по перегонам, продолжительность стоянки поездов на станциях, станционные и межпоездные интервалы.
Детализированный расчёт наличной пропускной способности
Расчёт наличной пропускной способности является ключевым этапом в оценке возможностей железнодорожной линии. Пропускная способность однопутных перегонов измеряется в парах поездов, двухпутных — в поездах по каждому главному пути.
Суточная наличная пропускная способность Nсут для однопутных линий с парным параллельным графиком определяется по формуле:
Nсут = (1440 - tтехн) / Tпер
Где:
1440— количество минут в сутках.tтехн— время, выделяемое на технологические окна. Для однопутных линий обычно принимается 60 минут. На двухпутных линияхtтехнпринимается 120 минут по каждому пути.Tпер— период графика движения поездов, представляющий собой время занятия перегона группой поездов, характерной для принятого типа графика.Tперявляется суммой следующих компонентов:
Tпер = tнч + tч + ΣTст.инт + ΣTразг.зам
Где:
tнч,tч— времена хода грузовых поездов по ограничивающему перегону в нечётном и чётном направлениях соответственно, выраженные в минутах.ΣTст.инт— суммарное время станционных интервалов (скрещения и неодновременного прибытия) для рассматриваемой схемы пропуска поездов. Эти интервалы учитывают технологически необходимое время между прибытием и отправлением поездов на станциях.ΣTразг.зам— суммарное время на разгоны и замедления поездов при прибытии на станции и отправлении с них.
При определении планируемой и расчётной пропускной способности также учитывается коэффициент надёжности αн:
- Для однопутных электрифицированных линий
αнсоставляет 0,93. - Для однопутных неэлектрифицированных линий — 0,92.
- Для двухпутных электрифицированных линий — 0,96.
- Для двухпутных неэлектрифицированных линий — 0,95.
Этот коэффициент отражает вероятность возникновения задержек и сбоев в работе инфраструктуры и подвижного состава, корректируя расчётную пропускную способность до более реалистичных значений.
Комплексная оценка эффективности и экономическая целесообразность разработанных норм
Разработка технических норм и графика движения поездов не имеет смысла без последующей комплексной оценки их эффективности и экономической целесообразности. Эта оценка производится на основе анализа двух больших групп показателей: количественных и качественных.
Количественные показатели работы железнодорожного транспорта
Эти показатели характеризуют объём выполненной работы и её интенсивность. К ним относятся:
- Объём перевозок (по отправлению) грузов, выраженный в тоннах.
- Грузооборот (в тонно-километрах) и пассажирооборот (в пассажиро-километрах).
- Грузонапряжённость — грузооборот, отнесённый к одному километру эксплуатационной длины участка, что позволяет оценить интенсивность использования инфраструктуры.
- Размеры движения пассажирских и грузовых поездов (число проложенных «ниток» с учётом резерва).
- Размеры погрузки и выгрузки на отделении дороги.
- Передача поездов и вагонов по стыкам (гружёных и порожних) между отделениями и дорогами.
- Вагонообороты технических станций. В 2023 году на сети РЖД среднесуточный оборот вагона составил 16,04 суток, что является важной метрикой для сравнения с нормативами.
- Пробеги поездов, вагонов и грузов (поездо-км, вагоно-км, т-км).
- Рабочий парк вагонов (в целом и по категориям) и эксплуатируемый парк локомотивов по видам тяги.
- Лимиты топлива и электроэнергии, отражающие расход ресурсов.
Качественные показатели работы железнодорожного транспорта
Качественные показатели характеризуют эффективность использования подвижного состава, себестоимость перевозок и производительность труда. Среди них:
- Оборот ваго��а: Время от начала погрузки вагона до начала следующей его погрузки или время от момента приёма в гружёном состоянии до следующей погрузки/сдачи в гружёном состоянии. Это интегральный показатель, отражающий скорость продвижения груза.
- Оборот локомотива: Продолжительность обслуживания одной пары поездов на участке обращения.
- Среднесуточный пробег вагона: Расстояние, которое вагон рабочего парка проходит в гружёном и порожнем состоянии в среднем за сутки. В 2023 году этот показатель для грузового вагона составил 170,2 км/сутки.
- Среднесуточный пробег локомотива.
- Скорости движения поездов:
- Ходовая скорость (Vх) — без учёта остановок и времени на разгон/замедление.
- Техническая скорость (Vт) — по перегону с учётом чистого времени хода и времени на разгон/замедление.
- Участковая скорость (Vу) — по участку с учётом чистого времени хода, разгонов/замедлений и стоянок на промежуточных станциях. Средняя участковая скорость грузовых поездов на сети РЖД в 2023 году составила 39,4 км/ч.
- Маршрутная скорость (Vм) — по направлению с учётом всех стоянок на промежуточных и технических станциях.
- Нормы времени нахождения вагонов на технических и грузовых станциях.
- Средний простой транзитных поездов на технических станциях и средний простой локомотивов в пунктах оборота.
- Производительность вагона и локомотива.
- Коэффициент порожнего пробега, отражающий неэффективное использование подвижного состава.
- Средний вес поезда. Средняя масса грузового поезда брутто на сети РЖД превышает 4500 тонн, что указывает на тенденцию к увеличению весовой нормы.
- Процент поездов, отправленных и проследовавших по расписанию.
Проблема частной собственности на вагоны
В условиях современной рыночной экономики железнодорожный транспорт столкнулся с новой реальностью — развитием частной собственности на вагоны. Сегодня более 1,4 млн вагонов находятся в частной собственности, и значительная часть из них может простаивать в отстое. Это создаёт серьёзные проблемы для эффективного использования инфраструктуры общего пользования. Большое количество невостребованного подвижного состава, находящегося на путях общего пользования, препятствует своевременному продвижению гружёной части вагонопотоков. Это приводит к задержкам, увеличению эксплуатационных расходов и снижению общей эффективности перевозочного процесса.
Система распределения вагонопотоков требует пересмотра с учётом этого фактора. Для решения проблемы целесообразна разработка критериев взаимодействия между участниками перевозочного процесса: ОАО «РЖД», грузоотправителями и операторскими компаниями. Эти критерии должны позволить оценивать процесс взаимодействия и обосновывать управляющие решения при распределении вагонного парка, а также требовать ужесточения правил эксплуатации подвижного состава и доработки нормативно-правового поля.
Корреляция с общими экономическими показателями работы отделения
Эффективность разработанных технических норм и графика движения поездов в целом напрямую коррелирует с общими экономическими показателями работы отделения. Главная цель — обеспечить ускоренное продвижение вагонопотоков с минимальными эксплуатационными затратами.
К обобщающим экономическим показателям работы железнодорожного транспорта относятся:
- Производительность труда: Определяется объёмом выполненной продукции (тонно-километрах, пассажиро-километрах или приведённых тонно-километрах), приходящимся на одного работника.
- Себестоимость перевозок: Представляет собой отношение суммы эксплуатационных расходов по перевозке к объёму выполненной продукции.
- Прибыль: Определяется как разность между суммарными доходами и суммой эксплуатационных расходов.
Рост производственных показателей (погрузка грузов, грузооборот, пассажирооборот) коррелирует с ростом доходов и прибыли компании. Например, в 2021 году рост погрузки грузов на 3,2% и грузооборота на 3,1% привёл к положительной динамике доходов и чистой прибыли ОАО «РЖД». Это подтверждает прямую зависимость между операционной эффективностью и финансовыми результатами.
Экономическая оценка графика делается на основе анализа качественных показателей и потребности в локомотивном и вагонном парках, бригадах, электроэнергии и топливе. Оптимизация этих параметров позволяет снизить затраты и повысить рентабельность перевозок.
Цифровизация и автоматизация в разработке и оптимизации технических норм
Современный железнодорожный транспорт немыслим без высокотехнологичных решений. Цифровизация является одним из ключевых приоритетов развития отрасли в России, направленным на укрепление технологического суверенитета и значительное улучшение экономической эффективности. Она позволяет повышать уровень сервиса, снижать издержки и способствовать устойчивому развитию.
Глубокий анализ современных АСУ
Автоматизированные системы управления (АСУ) на железнодорожном транспорте — это сложный комплекс программно-аппаратных средств, призванных оптимизировать эксплуатационную работу:
- АСУ ЖТ (Комплексная автоматизированная система управления железнодорожным транспортом): Её цель — совершенствование управления эксплуатационной работой, контроль, учёт, планирование, регулирование и анализ деятельности всех предприятий железнодорожного транспорта. Внедрение АСУ ЖТ и её модулей, таких как АСОУП, позволило сократить время на обработку поездной информации на 20-30%, уменьшить ошибки в планировании на 10-15% и повысить точность прогнозирования грузопотоков до 85-90%.
- АСОУП (Автоматизированная система оперативного управления перевозками): Предназначена для создания и поддержания в реальном времени информационной модели перевозочного процесса, а также для прогнозирования и текущего планирования эксплуатационной работы. АСОУП-2, её современная итерация, основана на принципах единого геоинтегрированного информационного пространства и сети цифровой зашифрованной связи. Единое геоинтегрированное информационное пространство АСОУП-2 обеспечивает визуализацию движения поездов и расположения вагонов в реальном времени на интерактивных картах, что позволяет диспетчерам оперативно принимать решения по управлению движением и перераспределению ресурсов. Цифровая зашифрованная связь, в свою очередь, гарантирует конфиденциальность и целостность передаваемых данных, критически важных для безопасности перевозочного процесса.
- АСУ СС (Автоматизированная система управления сортировочной станцией), АСУ ГС (Автоматизированная система управления грузовой станцией), АСУ КП (Автоматизированная система управления контейнерного пункта): Эти системы предназначены для автоматизации обработки технологических и поездных документов, планирования ввода поездов, подготовки к расформированию, формированию и отправлению.
- АРМ (Автоматизированные рабочие места): Все АСУ основаны на использовании АРМ работников станций, оснащённых мониторами, связанными с вычислительным комплексом. Например, АРМ оператора станционного технологического центра (СТЦ) оперативно обеспечивает АСУ достоверными сведениями о составе прибывающих поездов, вводом корректировок. Также активно внедряются мобильные терминалы (планшеты) с отечественной ОС «Аврора» для персонала, позволяющие выполнять работы по графику технологических процессов и транслировать данные в единую систему мониторинга.
Влияние автоматизации на разработку и оптимизацию ТНЭР
Влияние автоматизации на процессы разработки и оптимизации технических норм колоссально:
- Единые диспетчерские центры управления (ЕДЦУ): Эти центры, оснащённые современными АСУ, решают плановые и нормативные задачи в области управления перевозочными процессами, включая организацию вагонопотоков, составление графика движения поездов, месячного плана перевозок и технических норм эксплуатационной работы, а также анализ их выполнения.
- Автоматизированные информационные технологии организации вагонопотоков (АСОВ) и автоматизированная система расчёта плана формирования поездов (АС РПФП): Эти системы повышают обоснованность решений по продвижению вагонопотоков, снижая трудо- и энергозатраты.
- Автоматизированные технологии разработки ГДП на ПЭВМ: Позволяют осуществлять контроль всех поездов на соответствие нормативам (времена хода, интервалы, количество занятых путей) в режиме реального времени.
- Применение программных роботов (RPA): Для автоматизации корректировки нормативных графиков движения поездов существенно сокращает трудозатраты и повышает производительность. Конкретные данные показывают уменьшение времени корректировки в 10 раз и снижение ошибок в 3 раза.
Цифровизация железнодорожного транспорта как стратегический приоритет
«Стратегия цифровой трансформации» ОАО «РЖД» включает в себя развитие инфо-безопасности, применение цифровых двойников станций и развитие сетей доступа (оптоволоконные кабели, IP-телефония). Основой цифровизации является построение высокопроизводительной, надёжной сети связи. Экономический эффект от цифровизации ощутим: она способствовала снижению эксплуатационных расходов ОАО «РЖД» на 3-5% за счёт оптимизации логистических процессов и сокращения простоев, а также повышению производительности труда на 7-10% в отдельных подразделениях благодаря автоматизации рутинных операций.
Применение технологий Интернета вещей (IoT) для мониторинга инфраструктуры (например, видеокамеры, датчики, анализ потребления электроэнергии) позволяет получать данные в реальном времени, повышая оперативность и точность принимаемых решений.
Большие данные и искусственный интеллект в железнодорожной логистике
Большие данные (Big Data) и искусственный интеллект (ИИ) становятся неотъемлемой частью управления железнодорожным транспортом:
- Оптимизация маршрутов и расписаний поездов, а также технического обслуживания подвижных составов и инфраструктуры: Применение технологий Big Data и ИИ позволяет сократить время задержек поездов на 5-7% за счёт прогнозирования и предотвращения неисправностей инфраструктуры и подвижного состава, а также оптимизировать использование локомотивов и бригад, что приводит к снижению операционных расходов до 2-4%.
- Снижение финансовых затрат на поддержание ИТ-инфраструктуры: За счёт использования облачных вычислений. Использование облачных вычислений в ОАО «РЖД» позволило сократить капитальные и операционные затраты на развитие и поддержание ИТ-инфраструктуры на 10-15%.
- Внедряются новые системы диспетчерского управления, использующие ИИ, для повышения эффективности и оперативности принятия решений.
- Применение цифровых двойников станций (динамических моделей процессов) стало одной из основных тенденций, позволяя моделировать и оптимизировать работу станций в виртуальной среде перед внедрением реальных изменений.
Заключение
Разработка методологического плана исследования технических норм работы отделения железной дороги в условиях цифровизации и рыночной экономики является многогранной и стратегически важной задачей. Проведённое исследование подтверждает комплексный характер разработанного плана, который интегрирует традиционные инженерные подходы с актуальными экономическими реалиями и передовыми цифровыми технологиями. Насколько полно мы используем этот потенциал сегодня?
Мы обобщили ключевые аспекты, начиная с определения и анализа вагонопотоков, их влияния на технические нормы с учётом динамики объёмов перевозок и вызовов, связанных с «узкими местами» инфраструктуры. Детально рассмотрены принципы формирования поездов и отправительской маршрутизации, включая экономическую оценку и формализацию условий для принятия решений. Глубоко проанализирована организация местной работы, её планирование и показатели эффективности, а также ключевые аспекты разработки графика движения поездов и расчёта пропускной способности с учётом множества влияющих факторов и детализированных формул. Особое внимание уделено комплексной оценке эффективности разработанных норм, их корреляции с экономическими показателями и влиянию частной собственности на вагоны.
Ключевым выводом является подчёркивание неизбежной и критически важной интеграции традиционных методов нормирования с современными данными, экономическими критериями и передовыми цифровыми технологиями. Автоматизированные системы управления, большие данные, искусственный интеллект, программные роботы и цифровые двойники станций уже сегодня оказывают значительное влияние на оптимизацию и повышение эффективности перевозочного процесса, сокращая затраты и повышая производительность.
Перспективы дальнейшего развития данной методологии включают её адаптацию к постоянно меняющимся условиям железнодорожной отрасли, дальнейшее углубление в вопросы кибербезопасности цифровых систем, разработку новых алгоритмов ИИ для прогнозирования сбоев и оптимизации движения в реальном времени, а также исследование социально-экономических аспектов внедрения новых технологий. Только через непрерывное совершенствование и адаптацию к новым вызовам железнодорожный транспорт сможет сохранить свою роль одной из важнейших опор экономики страны, обеспечивая её устойчивое развитие и технологический суверенитет.
Список использованной литературы
- Архангельский, Е. В., Лукьянов, Ю. Е. Железнодорожные станции. Москва: Транспорт, 1996. 351 с.
- Гоманков, Ф. П. Технология и организация перевозок на железнодорожном транспорте. Москва: Транспорт, 1994. С. 5-79.
- Корешков, А. Н. Выбор оптимальных параметров технологии работы и технического оснащения сортировочных станций: учебное пособие. Москва: МИИТ, 1997.
- Кочнев, Ф. П., Сотников, И. Б. Управление эксплуатационной работой железных дорог. Москва: Транспорт, 1990. С. 15-143.
- Методические указания по расчету норм времени на маневровые работы, выполняемые на железнодорожном транспорте. Москва: МПС РФ, ПВЦОТ, 1998. 83 с.
- Сотников, Е. А. Интенсификация работы сортировочных станций. Москва: Транспорт, 1979. С. 65-120.
- Сотников, Е. А. Пособие составителю поездов. Москва: Транспорт, 1990. 221 с.
- Сотников, И. Б. Взаимодействие станций и участков железных дорог. Москва: Транспорт, 1976. 271 с.
- Сотников, И. Б. Эксплуатация железных дорог (в примерах и задачах). Москва: Транспорт, 1990. С. 3-73.
- Типовой технологический процесс работы сортировочной станции. Москва: Транспорт, 2003. 239 с.
- Тихомиров, И. Г. Технология работы железных дорог СССР / И. Г. Тихомиров [и др.]. Москва: Транспорт, 1979. С. 40-96.
- Железнодорожный транспорт: энциклопедия / гл. ред. Н. С. Конарев. Москва: Большая российская энциклопедия, 1994. С. 229. ISBN 5-85270-115-7.
- Порядок организации прямых отправительских маршрутов при их формировании на путях общего пользования. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_185489/ (дата обращения: 25.10.2025).
- Анализ и моделирование вагонопотоков для задач организации железнодорожных перевозок / Д. В. Шкурин [и др.]. 2017. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32599298 (дата обращения: 25.10.2025).
- Алгоритм агрегации вагонопотоков между выделенными станциями. 2015. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25841457 (дата обращения: 25.10.2025).
- Анализ методов управления вагонопотоками на железнодорожном транспорте. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-metodov-upravleniya-vagonopotokami-na-zheleznodorozhnom-transporte (дата обращения: 25.10.2025).
- Организация вагонопотоков. URL: https://www.irgups.ru/sites/default/files/u_fayly/upp3kurs_uer_organizatsiya_vagonopotokov_148.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
- Правила перевозок грузов отправительскими маршрутами на железнодорожном транспорте. URL: https://www.wood.ru/ru/articles/pravila-perevozok-gruzov-otpravitelskimi-marshrutami-na-zheleznodorozhnom-transporte (дата обращения: 25.10.2025).
- Инструкция по составлению месячных технических норм эксплуатационной работы. URL: https://docs.cntd.ru/document/901764614 (дата обращения: 25.10.2025).
- Правила тяговых расчетов для поездной работы. URL: https://docs.cntd.ru/document/468817658?marker (дата обращения: 25.10.2025).
- Оптимизация формирования многогруппных поездов и развоза местного груза. 2017. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32279294 (дата обращения: 25.10.2025).
- Технология технического нормирования эксплуатационной работы сети железных дорог по уровням управления (ЦУП, ДЦУ, ЦУМР, ДС). 2015. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23340538 (дата обращения: 25.10.2025).
- Развитие теории расчета плана формирования одногруппных поездов. 2017. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29388344 (дата обращения: 25.10.2025).
- Автоматизированная система расчета плана формирования поездов. 2018. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36906233 (дата обращения: 25.10.2025).
- Основные показатели грузовых «ЖД» перевозок №2663/р. URL: https://docs.cntd.ru/document/902167909?marker (дата обращения: 25.10.2025).
- Методические рекомендации для выполнения курсовой работы. URL: https://samgups.ru/sveden/education/elements/d_4492/M_2016-17_UEP.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
- Инструкция по расчету пропускной и провозной способностей железных дорог ОАО «РЖД»: утв. Распоряжением ОАО «РЖД» от 04.03.2022 N 545/р. URL: https://meganorm.ru/Data2/1/4293816/4293816155.htm (дата обращения: 25.10.2025).
- Разработка графика движения поездов. URL: https://www.irgups.ru/sites/default/files/u_fayly/uer_grafik_dvizheniya_poezdov.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
- Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог: утв. ОАО «РЖД» 10.11.2010 N 128 (ред. от 24.01.2019). URL: https://meganorm.ru/Data2/1/4293816/4293816155.htm (дата обращения: 25.10.2025).
- Факторы, влияющие на пропускную способность железнодорожной линии. 2023. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50320478 (дата обращения: 25.10.2025).
- Пропускная способность перегонов железных дорог: учебное пособие. УрГУПС, 2023. URL: https://urups.ru/catalog/izdaniya-urgups/propusknaya-sposobnost-peregonov-zheleznуkh-dorog-uchebnoe-posobie (дата обращения: 25.10.2025).
- Комплексная оценка графика движения поездов на однопутных участках. URL: https://www.dissercat.com/content/kompleksnaya-otsenka-grafika-dvizheniya-poezdov-na-odnoputnykh-uchastkakh (дата обращения: 25.10.2025).
- Техническое нормирование работы железных дорог. 2017. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_28811802_36979603.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
- Система экономических показателей работы железнодорожного транспорта. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-ekonomicheskih-pokazateley-raboty-zheleznodorozhnogo-transporta (дата обращения: 25.10.2025).
- Показатели взаимодействия ОАО «РЖД», грузоотправителей и операторских компаний. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/pokazateli-vzaimodeystviya-oao-rzhd-gruzootpraviteley-i-operatorskih-kompaniy (дата обращения: 25.10.2025).
- Преимущества цифровизации железнодорожного транспорта с экономической точки зрения. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/preimuschestva-tsifrovizatsii-zheleznodorozhnogo-transporta-s-ekonomicheskoy-tochki-zreniya (дата обращения: 25.10.2025).
- Основные направления цифровизации на железнодорожном транспорте. 2023. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=54415842 (дата обращения: 25.10.2025).
- Большие данные, искусственный интеллект и облачные технологии: цифровизация железных дорог. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/bolshie-dannye-iskusstvennyy-intellekt-i-oblachnye-tehnologii-tsifrovizatsiya-zheleznoy-dorog (дата обращения: 25.10.2025).
- НТП ЦТКС-ФЖТ-2002 Нормы технологического проектирования цифровых телекоммуникационных сетей на федеральном железнодорожном транспорте / ЦТКС ФЖТ 2002. URL: https://gostrf.com/data/documents/1/15/15726/1572635954.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
- Подходы к созданию интеллектуальных систем управления движением поездов. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/podhody-k-sozdaniyu-intellektualnyh-system-upravleniya-dvizheniem-poezdov (дата обращения: 25.10.2025).
- Технология автоматизированной корректировки нормативных графиков движения поездов с применением программных роботов. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-avtomatizirovannoy-korrektirovki-normativnyh-grafikov-dvizheniya-poezdov-s-primeneniem-programmnyh-robotov (дата обращения: 25.10.2025).
- Цифровизация железнодорожного транспорта в России. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tsifrovizatsiya-zheleznodorozhnogo-transporta-v-rossii (дата обращения: 25.10.2025).
- Реализация АСУ транспортных линий депо и вагонно-колёсных мастерских РЖД на платформах автоматизации. 2022. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=49911956 (дата обращения: 25.10.2025).