К вопросу расчета эффективности инвестиций в развитие транспортных узлов

1. Особенности объекта

Анализ исследований в области обоснования инвестиционных проектов показывает, что в качестве объекта, как правило, подразумевается промышленное предприятие с выпуском определенного товара. Этим и определяется набор рассматриваемых вопросов - как рассчитать стоимость зданий и сооружений, как оценить затраты на оборудование и рабочую силу, как провести маркетинг и идентифицировать возможную нишу на рынке и как наилучшим образом обеспечить финансирование проекта. Явно или неявно предполагается, что рассчитать будущие параметры работы объекта не представляет особого труда. По-видимому, для промышленного предприятия это верно. Но транспортные узлы - это объекты весьма специфичные. Их особенности:

• сложная внутренняя структура;

• сложный технологический процесс, динамичный и существенно управляемый;

• тесная структурная и технологическая связность.

Последний фактор имеет особое значение. Если строится дополнительная железнодорожная станция в узле, то нельзя рассматривать новый объект как старый узел плюс еще одна станция. Вследствие тесной структурной и технологической связности - это новый узел со своей единой структурой и со своей целостной технологией.

Взаимозависимости настолько сильны, что предсказать будущие параметры работы нового узла без специальных методов расчета практически невозможно. И зависимости эти, как правило, нелинейны и трудно прогнозируемы.

2. Исследование зависимостей на мини-модели узла

Рассмотрим упрощенный пример для наглядного показа нелинейности взаимозависимостей (рис.1).

Рис. 1. Схема упрощенной модели транспортно-производственного узла.

Условные обозначения:

Лог - логический элемент;

БУ - бункерный элемент.

Пусть некоторая станция обслуживает два однородных грузовых фронта. Однако маршрут подачи вагонов пересекает маршрут движения передаточных поездов. Все временные параметры работы имеют случайный разброс. Неравномерно прибывают вагоны на станцию, колеблется интервал движения передаточных поездов, продолжительность подачи вагонов на фронт и их выгрузки. Суть экспериментов состоит в следующем.

К существующему одному грузовому фронту планируется построить второй. Необходимо рассчитать их суммарную производительность и другие параметры работы при влиянии разного рода факторов.

Основными влияющими факторами являются:

• величина и характер потока по пересечению;

• степень неравномерности входного потока;

• ограничивающее действие числа путей на станции.

Возрастание потока по пересечению приводит к увеличению задержек по другим операциям, в частности, по операциям подачи вагонов на фронты (рис.2 и 3).

Рис 2. Влияние потока по пересечению на задержки (2 фронта 1 локомотив)

Рис 3. Влияние потока по пересечению на задержки (2 фронта 2 локомотива)

Графики задержек показывают, что задержки возрастают нелинейно, и трудно увидеть какую-то аналитически описываемую зависимость.

Задержки в подаче не дают возможности грузовым фронтам работать в полную силу (рис.4).

Рис 4. Влияние потока по пересечению на производительность фронтов

Как можно видеть, для разных условий зависимости различные. Поток по пересечению влияет и на простои вагонов в системе, что влияет на эксплуатационные затраты (рис.5).

Рис 5. Зависимость простоя вагонов от потока по пересечению

Из рис.4 и рис.5 видно, что при определенной величине потока по пересечению эффект от введения второго грузового фронта сводится к нулю. И общая переработка, и общее время нахождения вагона в системе в обоих случаях одни и те же.

Существенно влияет на работу грузовых фронтов и всей системы и неравномерность прибытия вагонов (рис.6).

Рис 6. Влияние неравномерности входного потока

Возрастают простои вагонов, а с ними и затраты. При очень больших всплесках ограничением может выступать и число путей на станции. Часть вагонов не может быть принята, и фронты потом будут простаивать.

Таким образом, даже на весьма упрощенной модели видно, что тесная структурная и технологическая связь не позволяет развиваемый объект (грузовые фронты) рассчитывать отдельно. Необходимо рассматривать целостную систему (узел), куда этот объект входит как часть.

3. Принципы расчета параметров работы развиваемого транспортного узла

Многолетний опыт исследований показывает, что достаточно точно рассчитать будущие показатели работы транспортного узла можно только воспроизведением его функционирования на полной имитационной модели. Например, с помощью имитационной системы ИСТРА оценивался проект реконструкции транспортной системы Магнитогорского металлургического комбината (а это несколько десятков станций, свыше 900 км развернутой длины путевого развития) при переходе от мартеновского производства к конвертерному. Эксперименты на подробной модели убедительно показали, что стандартные аналитические расчеты будущей пропускной способности районов узла приводили к ошибкам в 1,5 и более раза.

Но при создании подробной модели сложного транспортного узла возникает ряд трудностей. Во-первых, требуется высокая квалификация технологов, во-вторых, это высокая трудоемкость создания моделей. Поэтому назрела необходимость создания автоматизированной системы построения моделей (АСПМ).

Для широкого применения АСПМ должна отвечать ряду требований.

• Максимальная информированность.

Все, что можно взять автоматически из баз данных, из информационного хранилища и других источников, не нужно заставлять пользователя вводить вручную. АСПМ должна «знать» время выполнения тех или иных операций и закономерности их случайного разброса, ритмы прибытия поездов и др.

• Технологическая грамотность.

АСПМ должна знать последовательности выполнения операций в тех или иных технологических процессах, принципы диспетчерского управления и т.п.

• От пользователя требуется уровень знания -«на узнавание», а не -«на воспроизведение».

То есть, в большинстве случаев АСПМ на вопрос формирует варианты ответов, и пользователю нужно только ответить «да» или «нет».

• Технологическая направленность диалога. Используемые термины, вид «окон», цвета, вид результатов и пр. должны быть максимально привычными для технолога.

Кроме того, последовательность экспериментов и характер предварительного анализа должны задаваться автоматически.

Таким образом, оценка эффективности инвестиций в развитие транспортного узла должна осуществляться в следующей последовательности:

- автоматизировано строятся имитационные модели узла - существующего и будущего;

- проводятся эксперименты и определяются параметры работы будущего узла - производительность, использование путей, локомотивов, грузовых фронтов и т.п., простои вагонов, судов, автомобилей и др.;

- на основе полученных натуральных показателей производится экономическая оценка проекта. Последнюю стадию также можно выполнять автоматизировано.

Выводы:

1. Существующие методы оценки эффективности инвестиций недостаточно соответствуют особенностям развития транспортных узлов.

2. Система автоматизированной оценки эффективности инвестиций в развитие транспортных узлов может быть построена только на базе имитационной модели.