ВЫБОР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ КОНТЕЙНЕРОВ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ИГР

CHOISE OF ROLLING STOCK FOR CONTAINERS TRANSPORTATION BASED ON GAME THEORY

Kochneva Daria Ivanovna,

Ph.D., Associate Professor, Ural state university of railway transport,

Russia, Ekaterinburg

АННОТАЦИЯ

В статье исследуется состояние проблемы вывоза крупнотоннажных контейнеров из портов Приморского края. Анализируются преимущества и недостатки перевозки контейнеров в полувагонах. Предложен метод обоснования выбора подвижного состава для железнодорожной перевозки контейнеров на основе теории игр.

ABSTRACT

The article examines the state of the problem of removing large-capacity containers from the ports of Primorsky Krai. The advantages and disadvantages of transporting containers in gondola cars are analyzed. A method for justifying the choice of rolling stock for rail transportation of containers based on game theory is proposed.

Ключевые слова: контейнерные перевозки; полувагоны; фитинговые платформы; железнодорожный транспорт; теория игр.

Keywords: container transportation; gondola cars; flatcars; railway transport; game theory.

В настоящее время контейнерные перевозки – самый динамично развивающийся сегмент железнодорожных перевозок. Их росту способствует интенсификация торговых связей со странами Азиатско-Тихоокеанского региона, прежде всего с Китаем, изменение международных цепей поставок, переориентация российской экономики с запада на восток.

Вместе с тем, существующая железнодорожная инфраструктура оказалась не готовой к глобальным изменениям транспортных потоков. Сегодня Транссибирская магистраль на восточном направлении работает в условиях дефицита провозных способностей, порты Приморского края оказались перегружены. На фоне дисбаланса между экспортом и импортом грузов в контейнерах на восточном направлении возник локальный дефицит фитинговых платформ [1].

Нужно отметить, что превышение объемов импорта над экспортом в портах Приморья существовало и раньше. В прежних условиях проблема нехватки фитинговых платформ для вывоза контейнеров с порта решалась оперативно путем подсыла порожних платформ по железной дороге. Однако в настоящее время в связи с дефицитом пропускных способностей Транссибирской магистрали на восточном полигоне такой подсыл затруднителен.

В то же время в портах Приморья скапливается существенный объем порожних полувагонов после выгрузки угля [2]. Это обстоятельство открывает возможность использования полувагонов для вывоза избыточного контейнеропотока.

До 2014 года такие перевозки практиковались на сети железных дорог в России, однако в начале августа 2014 года Ространснадзор ввел запрет на перевозки контейнеров в  полувагонах. В августе 2022  в связи с обострившимся дефицитом железнодорожных платформ запрет был снят. По итогам 2023 года показатели вывоза контейнеров в полувагонах из дальневосточных портов достигли более 4000 тысяч ДФЭ в сутки.

Схематичное представление логистической цепи оборота полувагона при перевозке контейнеров представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Логистическая цепь оборота полувагона при перевозке контейнеров

Разрешение на погрузку контейнеров в полувагоны было принято рынком неоднозначно.

Сторонником решения является АО «ПГК» ‒ крупнейший оператор железнодорожного подвижного состава в России. Аргументы в пользу полувагонов: загрузка невостребованного подвижного состава, скапливающиеся на Дальнем Востоке после выгрузки угля; разгрузка портов Приморья в условиях дефицита платформ и сложностью их подсыла.

Против применения полувагонов для контейнерных перевозок выступили ПАО «Трансконтейнер», FESCO, ПАО «ДВМП», ЗАО «Евросиб СПб-транспортные системы» и другие контейнерные операторы [3‒4].

В качестве аргументов против использования полувагонов озвучено следующее:

1. увеличение времени грузоопереработки: для размещения контейнера в полувагоне потребуются в среднем в 5–7 раз больше времени на обработку каждого вагона;
2. повышение себестоимости перевозки: погрузка контейнеров в полувагоны требует дополнительных трудоёмких операций, в том числе очистка кузова и его оснащение средствами крепления;
3. угроза безопасности движения поездов, сохранности вагонного и контейнерного парка;
4. рост нагрузки на инфраструктуру ОАО «РЖД»: при перевозке фиксированного объёма контейнеров потребуется больше полувагонов, чем фитинговых платформ, что увеличит нагрузку на инфраструктуру общего пользования, учитывая ограниченную длину поезда;
5.  накопление невостребованных фитинговых платформ на припортовых станциях;
6. передислокация полувагона из угольного терминала  на контейнерный увеличит нагрузку на дефицитную инфраструктуру припортовых станций.

Для научного обоснования этого спорного решения предлагаем использовать инструменты теории игр.

Пусть имеется две конфликтные стратегии – перевозка контейнеров на фитинговых платформах и в полувагонах, обозначим их A₁ и A₂ соответственно.  Так как решение в первую очередь зависит от наличия или отсутствия дефицита фитинговых платформ определим два состояния «природы»: В₁ – отсутствие дефицита; В₂ ‒ наличие дефицита.

Введем обозначения.

Пусть В_фп – доход (выигрыш), получаемый при перевозке контейнера на фитинговой платформе; В_пв – доход (выигрыш), получаемый при перевозке контейнера в полувагоне.

В условиях отсутствия дефицита (состоянии В₁) и выборе стратегии A₁ возникают дополнительные издержки, связанные с профицитом невостребованных полувагонов, обозначим их П_пв. При наличии дефицита (состоянии В₂) и стратегии A₁ дополнительно возникнут издержки подсыла порожних платформ к местам погрузки ‒ Д_фп. При выборе стратегии A₂ и состоянии В₁ возникнет ситуация избытка фитинговых платформ, что приведет их простою и порожнему пробегу на запад страны. Обозначим издержки профицита платформ – П_фп.

Запишем платежную матрицу в формализованном представлении (табл. 1).

Таблица 1

Платежная матрица игрока А

Итак, мы имеем антагонистическую игру с природой в условиях неопределенности. Решения такой игры можно производить на основе критериев Лапласа, Вальда, Сэвиджа, Гурвица, а также, при отсутствии седловой точки, на основе смешанных стратегий.

Для апробации модели зададимся условными исходными параметрами, заданными на основе экспертной оценки состояния рынка.

Пусть выигрыш, получаемый при перевозке контейнера на фитинговой платформе (В_фп) равен 1. Пропорционально зададим значение выигрыша, получаемого при перевозке контейнера в полувагоне (В_пв) на уровне 0,5 в связи с большей себестоимостью данного варианта, меньшей вместимостью полувагона и наличием рисков.

Издержки дефицита/профицита подвижного состава зададим из разумных предположений на уровне: П_пв = 0,2, Д_фп = 0,3, П_фп = 0,7.

Наиболее интересно решение данной игры выглядит в смешанных стратегиях. То есть поставим задачу: с какой частотой или вероятностью необходимо выбирать стратегии погрузки контейнеров на платформы и полувагоны, чтобы средний выигрыш железной дороги был максимален.

Пусть p₁, p₂ – вероятности выбора стратегий A₁, A₂, v – цена игры (выигрыш игрока от применения оптимальной стратегии). Игра задана платежной матрицей:

 ,                                                                                     (1)

Учитывая, что p₁ + p₂ = 1 получаем систему уравнений для определения оптимальной стратегии:

                                                                            (2)

Отсюда вероятности p₁, p₂ находим на основе решения системы уравнений:

                                                               (3)

Подставив значения платежной матрицы (см. табл. 1) в систему уравнений получим: p₁ = 0,7, p₂ = 0,3, v = 0,53.

Это означает, что в условиях неопределенности оптимальным вариантом является погрузка контейнеров на фитинговые платформы в 70 % случаев, погрузка в полувагоны – в 30 % случаев. В этом случае будет получен максимальный средний выигрыш – 0,53 условных единиц.

Нужно отметить, что данное решение справедливо только при заданных нами исходных параметрах и не является руководством к действию для транспортного рынка. Однако при наличии обоснованных исходных данных (в том числе с учетом ранее не учтенных параметров) данная методика может стать удобным инструментом для планирования потребности в том или ином виде подвижного состава и выборе оптимальной логистической стратегии работы с контейнерами.

Список литературы:

1. Покровская О. Д. Развитие логистической транспортной системы России в условиях санкций //Бюллетень результатов научных исследований. – 2023. – №. 3. – С. 58-72.
2. Коробков И. А., Пересыпкин П. В. Влияние перевозки контейнеров в полувагонах на логистику //Теория и практика современной науки. – 2023. – №. 2 (92). – С. 83-85.
3. Контейнеры в полувагонах: за и против // Информационное агентство «РЖД-Партнер.РУ» от 08.07.2020 г. [Электронный ресурс]. – URL: https://www.rzd-partner.ru/zhd-transport/comments/konteynery-v-poluvagonakh-za-i-protiv/ (дата обращения 20.08.2024)
4. Контейнеры расставят по полувагонам // Газета «Коммерсантъ» №152/П  от 22.08.2022 [Электронный ресурс]. – URL: https://www.kommersant.ru/doc/5524114 (дата обращения 20.08.2024)