Оценка стоимости жизненного цикла верхнего строения пути

Цикл статей:

Глава 1 – Анализ методов управления техническим состоянием пути на основе оценки его надежности, рисков, наличия ресурсов

Глава 2 – Оценка и прогнозирование надежности элементов верхнего строения железнодорожного пути

Глава 3 – Ресурсное обеспечение ремонтов и текущего содержания пути в течение жизненного цикла

Глава 4 – Оценка стоимости жизненного цикла верхнего строения пути

Общие положения

Эффективность работы железнодорожного пути, как объекта железнодорожного транспорта, определяется уровнем безопасности движения, безотказности, долговечности и стоимости владения (эксплуатации). Существующие требования по безопасности влияют на стоимость жизненного цикла (СЖЦ), так как они определяют нормы и допуски параметров при проектировании и техническом обслуживании (ТО).
Жизненный цикл объекта – это деятельность, возникающая в течение периода времени, который начинается с этапа создания концепции объекта и заканчивается утилизацией объекта.

В упрощенном виде жизненный цикл может быть представлен пятью основными этапами:

  • концепция и характеристика объекта;
  • проектирование и разработка;
  • сооружение (реновация);
  • эксплуатация и ТО;
  • утилизация.

В соответствии с требованиями к анализу для конкретного применения отбираются необ-ходимые этапы жизненного цикла, или их комбинации.
Стоимость жизненного цикла (СЖЦ) – совокупная стоимость объекта за весь его жизнен-ный цикл.
Расчет стоимости жизненного цикла: процесс экономического анализа для оценки стои-мости объекта, охватывающий весь жизненный цикл, его отдельные этапы или комбина-ции различных этапов.
Главная цель расчета СЖЦ состоит в том, чтобы обеспечить входные дан¬ные для приня-тия экономически эффективных решений в области инвестиций, реновации и ТО объекта железнодорожной инфраструктуры.
Наиболее общие типы решений, для которых процесс расчета СЖЦ обеспечивает вход-ные данные, включают:

  • оценку и сравнение альтернативных подходов к проекту и вариантов тех-нологий утилизации;
  • оценку экономической жизнеспособности объекта;
  • оценку и сравнение альтернативных стратегий для использования объек¬та, его эксплуатации, мониторинга, обследования, ТО и т.д.;
  • оценку и сравнение различных подходов для замены, восстановле-ния/продления срока службы или изъятие стареющих элементов;
  • распределение доступных капиталов среди конкурирующих приоритетов для разработки/ усовершенствования объекта;
  • долгосрочное финансовое планирование.

Сроки службы элементов железнодорожного пути

Период жизни для анализа СЖЦ должен состоять из всех этапов жизненного цикла объекта. Но с точки зрения объектов железнодорожного транспорта логично рассмотреть продолжительность этапа эксплуатации и ТО в качестве срока службы для анализа СЖЦ, так как именно этот этап имеет наибольшую продолжительность.
Прогнозирование срока службы должно быть сделано с большой осторожностью, поскольку это определяет точку повторного инвестирования для объекта.
При определении срока службы объекта должны быть учтены следующие обстоятельства:

  • период времени должен быть рассмотрен таким образом, что основные компоненты объекта должны иметь, по крайней мере, один полный срок службы;
  • слишком длинные периоды времени будут причиной большой неопреде-ленности с точки зрения отказов и ТО и, таким образом, увеличивать совокупный риск использования актива;
  • решение относительно периода жизни (срока службы) должно быть при¬нято при рассмотрении руководящих указаний по сроку службы объекта и опыта эксплуатации.

В соответствии с «Положением о системе ведения путевого хозяйства в ОАО «РЖД» нормативная периодичность выполнения реконструкции или усиленного капитального ремонта (УК) с укладкой рельсов типа Р65 категории ОТ350 длиной 25 м для участков пути 1 и 2 классов составляет Тн = 750 млн т бр. При укладке в путь рельсов категории ДТ370ИК длиной 100 м заводского изготовления нормативная наработка увеличивается до Тн = 1100 млн т бр. с использованием системы корректирующих коэффициентов, учитывающих особенности эксплуатационных условий.

Взаимосвязь надежности и стоимости жизненного цикла

Показатели надежности могут оказать существенное влияние на СЖЦ. Бо¬лее высокие начальные затраты могут привести к повышенной безотказности и долговечности и, таким образом, к повышенной готовности и в результате к более низким затратам на эксплуатацию и ТО.
Анализ надежности является неотъемлемой частью процесса проектирования и оценки СЖЦ. Результаты анализа должны быть критически рассмотрены при подготовке технических требований к системе, и непрерывно оцениваться по всем этапам жизненного цикла.

Затраты, связанные с надежностью, могут включать в себя:

  • стоимость восстановления системы, включая стоимость корректирующих действий ТО;
  • стоимость профилактического ТО;
  • косвенные расходы.

Неготовность объекта может значительно повлиять на СЖЦ. Поэтому, экс-плуатационные качества готовности объекта и связанная с ней СЖЦ должны быть оптимизированы. С повышением безотказности (все другие показатели остаются постоянными), стоимость сооружения в общем случае увеличивается, но затраты на ТО, и вспомогательные расходы уменьшаются. СЖЦ оптимизирован, когда возрастающее увеличение стоимости сооружения (реновации) из-за повышенной безотказности равняется возрастающей экономии от ТО и вспомогательных рас-ходов, и косвенных затрат. В определенной точке достигается оптимальная надежность продукта, которая соответствует самой низкой СЖЦ системы.

Система управления техническим состоянием пути

Целью системы управления техническим состоянием объектов инфраструктуры является обеспечение заданного уровня их надежности и безопасности при нахождении баланса между затратами на эксплуатацию и проведение ТО и Р, рисками и требуемыми эксплуатационными показателями (например, пропускной способностью, состоянием движения поездов).
Основными функциями системы управления техническим состоянием объектов инфраструктуры являются:

  • планирование мероприятий по программам реконструкции (обновления) объектов инфраструктуры;
  • управление (планирование и принятие решений по осуществлению) про­ведением технического обслуживания, текущего, среднего и выправочного ре­монтов для обеспечения надежной работы объектов инфраструктуры, безопасно­сти движения поездов и бесперебойности перевозочного процесса;
  • управление (планирование и эффективное распределение) материально- технических и трудовых ресурсов.

Система управления техническим содержанием объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта представляет собой совокупность методов систематического управления рисками, анализа надежности, оценки остаточного ресурса (срока службы) объектов инфраструктуры, находящихся в эксплуатации и алгоритмов оптимизации их технического содержания.
Система управления техническим содержанием объектов инфраструктуры должна быть основана на назначении технического содержания по состоянию объектов, определяемому средствами технической диагностики и (или) экспертной оценкой специалистов по результатам проверок и осмотров.
Применяемые при формировании программы стоимостные модели должны позволять проводить оценку и сравнение затрат и эффектов от реализации различных стратегий и вариантов реконструкции (модернизации) основных средств.
При включении мероприятий в программу реконструкции (модернизации) должны быть достигнуты следующие эффекты:

  • снижение эксплуатационных расходов (за счет изменения периодичности и трудоемкости работ по техническому обслуживанию, снижения расхода сырья и материалов и т.д.);
  • снижение расходов на внеплановые ремонты (увеличение расходов на внеплановые ремонты является следствием снижения надежности объектов ин-фраструктуры со временем);
  • снижение возможного ущерба, вызванного опасными отказами объекта инфраструктуры (определяется как изменением вероятности возникновения опасного отказа объекта инфраструктуры; так и изменением размера возможного ущерба в случае такого отказа);
  • снижение потерь от простоя поездов.

Расчет стоимости жизненного цикла

Процесс расчета СЖЦ включает в себя определение и оценку затрат, свя¬занных с разра-боткой, приобретением (производством), владением и утилизацией объекта во время его жизненного цикла. СЖЦ вычисляется как сумма этих затрат:
С^ЖЦ Сразработки + Спроизводства +Свладения + Сутилизации.

Так как анализ СЖЦ представляется как помощь при принятии решения по проекту, техническому обслуживанию и т.д., его использование должно быть ограничено затратами, которые возможно контролировать.

Для того, чтобы оценить СЖЦ объекта железнодорожного транспорта, должны быть идентифицированы факторы, влияющие на его работу и их взаимоотношения.

Модель стоимости жизненного цикла

Модель СЖЦ, как любая другая модель, является упрощенным представле¬нием реального мира. Она извлекает существенные особенности и аспекты объекта и переводит их на взаимосвязи, оценивающие стоимость. Для того, чтобы модель была реалистичной, она должна:

  • представлять характеристики анализируемого объекта, включая окружа-ющую среду его использования, концепцию ТО, сценарии эксплуатации и ТО, а также любые ограничения или, пределы;
  • быть всеобъемлющей, чтобы охватить все факторы, которые относятся к
    СЖЦ;
  • быть достаточной простой, понятной и учитывать ее современное исполь-зование при принятии решений и последующей модификации;
  • быть разработана таким образом, чтобы учитывать оценку определенных элементов СЖЦ независимо от других элементов.
    Моделирование СЖЦ включает в себя:
  • определение структуры распределения затрат;
  • определение структуры объекта по его элементам (декомпозиция кон-струкции/ работ);
  • выбор категорий затрат;
  • выбор элементов затрат;
  • оценка затрат;
  • представление результатов.

Когда применимо, это моделирование может также включать себя:

  • экологические аспекты и аспекты безопасности;
  • неопределенность и риски;

Структура распределения затрат показывает распределение расходов по основным (или интересующим) этапам жизненного цикла объекта.
Структура объекта по его элементам состоит из детального разбиения аппаратных средств, услуг и данных, определяющих все главные задачи и пакеты поддержки работы. Подробные выражения для затрат для различных этапов могут быть разработаны отдельно. Элементы затрат, факторы, и т.д. должны иметь уникальные идентификаторы.
Жизненный цикл конструкции верхнего строения железнодорожного пути начинается с реконструкции (или усиленного капитального ремонта), в последствии выполняются промежуточные ремонты: средний, сплошная смена рельсов с работами в объеме среднего ремонта, подъемочный, планово-предупредительный. Также с определенной периодичностью проводится шлифовка и в зависимости от состояния рельсов их сплошная смена (рисунок 4.1). По окончанию жизненного цикла выполняется утилизация железнодорожного пути, имеющая возвратную стоимость. А затем проводится вторая реконструкция (или усиленный капитальный ремонт), что является началом жизненного цикла вновь уложенной конструкции пути.

Рисунок 4.1- Модель стоимости жизненного цикла ВСП (восстановительные ра­боты, выполняемые за период жизненного цикла железнодорожного пути): Р – реконструкция пути; УК – усиленный капитальный ремонт; С – средний ремонт; В – планово- предупредительный ремонт; П – подъемочный ремонт; У – утилизация ВСП

Элементы затрат стоимости жизненного цикла

Чтобы оценить полную СЖЦ, необходимо разбить ее на составляющие эле¬менты затрат. Эти элементы затрат должны быть индивидуально идентифициро¬ваны так, чтобы они могли быть четко определены и оценены.
Один из наиболее часто используемых подходов заключается в составлении трехмерной матрицы. Эта матрица связана с определением следующих аспектов объекта:

  • разбиение объекта на элементы;
  • этапы жизненного цикла;
  • категории затрат.

Этот подход имеет преимущество, которое проявляется в системном и точном методе, таким образом, предоставляя высокий уровень уверенности в том, что все элементы затрат были учтены.

где СЖЦ – среднегодовая стоимость жизненного цикла 1 км железнодорожного пути;

SpeK – стоимость реконструкции (УК);

STC(i) – стоимость текущего содержания в год i;

Бр(1) – стоимость промежуточных ремонтов в год i;

S^i) – стоимость отказов в год i;

Syx (n) – стоимость утилизации объекта (в конце срока службы);

n -продолжительность жизненного цикла в годах;

П – функция отказов (показатель надежности);

Р – требуемый уровень надежности.

При формировании программ реконструкции объектов следует применять стоимостную модель, включающую:

  • расчет среднегодовой стоимости жизненного цикла объекта инфраструктуры;
  • оценку экономического эффекта от реализации мероприятия программы иннова-ций.
    При принятии решений о включении инновационных мероприятий в предварительный перечень программы расчет стоимости жизненного цикла объекта инфраструктуры проводят для двух вариантов – для случая реализации мероприятия и для случая отказа от реализации мероприятия (альтернативный вариант).
    При наличии альтернатив по каждому мероприятию выбирают вариант с наименьшей среднегодовой стоимостью жизненного цикла (СЖЦ).
    Экономический эффект каждого мероприятия, включенного в программу, определяется разницей среднегодовой СЖЦ объекта при реализации альтернативного варианта и сред-негодовой СЖЦ объекта инфраструктуры в случае реализации мероприятия, включенного в программу, и рассчитывается по формуле:

где ЭЭ ^ – экономический эффект 1-го мероприятия программы реконструкции основных средств;
СЖЦ – среднегодовая стоимость жизненного цикла при реализации альтернативного варианта;
СЖЦМ – среднегодовая стоимость жизненного цикла при реализации мероприятия, включенного в программу реконструкции основных средств.

В программу включают мероприятие обеспечивающее достижение максимального экономического эффекта от его реализации.

Сумму первоначальных затрат и приведенных эксплуатационных расходов (при учете отдаления последних во времени по сравниваемым вариантам можно представить выражением:

где СЖЦ – стоимость жизненного цикла 1 км железнодорожного пути за весь срок службы;

Стоимость элементов затрат

Расчет СЖЦ вариантов конструкций ВСП и продолжительности жизненного цикла вы-полнен для грузонапряженного участка З. – А. Среднесибирской магистрали с тяжело-весным движением и повышенными нагрузками [136]. Первый путь этого участка имеет классификацию 1А4 (класс, группа и подгруппа), установленные скорости движения грузовых поездов 60/70 км/ч, среднюю осевую нагрузку Рср = 216 кН, средневзвешен-ный радиус кривых Яср = 541 м.
Второй путь имеет классификацию 2В3, установленную скорость движения грузовых поездов 70 км/ч, среднюю осевую нагрузку Pсp = 76 кН, средневзвешенный радиус кривых Яср = 556 м.
На обоих путях предполагается укладка бесстыкового пути с рельсовыми плетями не-ограниченной длины, железобетонными шпалами и щебеночным балластом. Качественная характеристика рельсов и промежуточных скреплений приведена в таблице 4.1.

Вари­антПутьКласс участ­ка пу­тиКачественная характери­стика элементов ВСПМежре­монтный тоннаж, млн т бр.Ремонтная схемаСтоимость рекон­струкции пути, тыс. руб.
111А4Бесстыковой путь из рель­сов типа Р65, длиной 25 м, категории Т1, скрепления КБ-65700Р В С В Р25 000
211А4Бесстыковой путь из рель­сов типа Р65, длиной 25 м, категории Т1, скрепление КБ-651400Р В С В (РС) В С В Р25 000
311А4Бесстыковой путь из рель­сов типа Р65, длиной 100 м, категории ДТ370ИК, скрепление ЖБР-65ПШМ880Р В С В Р26 750
422В3Бесстыковой путь из рель­сов типа Р65, длиной 25 м, категории Т1, скрепление КБ-65700Р В В С В В Р25 000
Таблица 4.1 – Варианты конструкций ВСП для расчета СЖЦ

Для линий класса 1А4 (1 путь) согласно [10] нормативный ресурс составля­ет Тн = 700 млн т бр. при ремонтной схеме Р В С В Р и Тн = 1400 млн т бр. при ре­монтной схеме Р В С В (РС) В С В Р.

Для линий класса 2В3 (2 путь) нормативный ресурс Тн = 700 млн т бр. при ремонтной схеме Р В В С В В Р.

В трудных эксплуатационных условиях, что имеет место на участке З – А, нормативный тоннаж снижается при помощи корректирующих коэффициентов в зависимости от величин средних осевых нагрузок и средневзвешенных радиусов кривых (таблица 4.1).

Стоимость реконструкции пути

По данным службы пути ЗСДИ на 2017 г. стоимость проведения реконструкции железнодорожного пути (с учетом стоимости проекта) на 1 км составляет 5рек = 23 000.26 000 тыс. руб. в зависимости от конструкции и эксплуатацион¬ных параметров участка пути. Принято по 1, 2 и 4 вариантам £рек = 25 000 тыс. руб., по 3 варианту £рек = 26 750 тыс. руб.

Стоимость текущего содержания пути

Определяется по формуле:

где £оп(0 – оплата труда, отчислений и спецодежды работников, занятых на теку¬щем со-держании пути;
5рм(0 – расходы на смену материалов верхнего строения пути;
»5мех(0 – расходы, связанные с эксплуатацией машин и механизмов.

Расходы £оп(0 на оплату труда, отчислений и спецодежды работников, заня¬тых текущим содержанием пути определяется по формуле

где Т – годовой тариф на оплату труда монтеров пути 3-го разряда;
П – премия к окладу;
Кр – районный коэффициент;
ОСН – отчисления на социальные нужды;
Н – накладные расходы;
С – стоимость спецодежды.

Расчет составляющих формулы (4.6) производится по следующему алгоритму:
1) Годовой тариф на оплату труда монтеров пути 3-го разряда:

Тариф = (трудозатраты) х (часовая тарифная ставка).

Согласно Методике расчета трудозатрат при участковой системе текущего содержания пути производится расчет трудозатрат на З. дистанции пути, приняв 2017 г. за начало жизнен-ного цикла после проведения реконструкции. Трудозатраты в последующие годы запланируем исходя из роста пропущенного тоннажа на величину грузонапряженности. Усло-вия эксплуатации и конструкция железнодорожного пути постоянные и приняты на мо-мент 01.01.2017 г.
Считая, что пропущенный тоннаж после выполненной в летний период реконструкции равен нулю, а грузонапряженность по 1 пути составляет 115 млн ткм бр./км в год, по 2 пути – 37 млн ткм бр./км в год, то с учетом конструкционных и эксплуатационных условий трудозатраты на 1 км бесстыкового пути З. дистанции в первые полгода жизненного цикла (июль – декабрь) согласно формуле (3.1) составят соответственно 0,262 и 0,090 чел./год.
При норме рабочего времени 40 часов в неделю количество рабочих часов в год в сред-нем составляет 1970. Следовательно, трудозатраты в чел.-ч/год будут равны 516,1 и 177,3.
Величина часовой тарифной ставки, за среднюю величину которой принимается ставка монтера пути 3-го разряда, на 01.01.2017 составляет 73,79 руб./час.
Тогда, величина тарифа на оплату труда работников, занятых текущим содержанием 1 км бесстыкового пути в 2017 г., составит:

Тариф(1 путь) = 516,1 х 73,79 = 38 083 руб./год; Та-риф(2 путь) = 177,3 х 73,79 = 13 083 руб./год.
2) Средняя величина премии к окладу в 2017 г. составляет 65%, тогда
Премия(1 путь) = 38 083 х 0,65 = 24 754 руб./год;
Премия(2 путь) = 13 083 х 0,65 = 8 504 руб./год.
3) Районный коэффициент Кр, учитывающий климатические условия района вы-полнения работ, для З. дистанции пути составляет 20%, отсюда
Кр = (тариф + премия) х 0,2;
Кр (1 путь) = (38 083 + 24 754) х 0,2 = 12 567 руб./год;
Кр (2 путь) = (13 083 + 8 504) х 0,2 = 4 317 руб./год.
4) Сложив вышеприведенные величины, получим фонд оплаты труда (ФОТ):
ФОТ = (тариф + премия + районный коэффициент);
ФОТ(1 путь) = 38 083 + 24 754 + 12 567 = 75 404 руб.;
ФОТ(2 путь) = 13 083 + 8 504 + 4 317 = 25 904 руб.
5) Далее необходимо учесть отчисления на социальные нужды (ОСН), величина которых на сети ОАО «РЖД» 30,4% от ФОТ. Тогда:
ОСН(1 путь) = 75 404 х 0,304 = 22 923 руб;
ОСН(2 путь) = 25 904 х 0,304 = 7 875 руб.
6) Также нужно учесть накладные расходы, размер которых 128,1% от ФОТ на ЗСДИ:
Накладные расходы(1 путь) = 75 404 х 1,281 = 96 593 руб.;
Накладные расходы(2 путь) = 25 904 х 1,281 = 33 183 руб.;
7) Для определения расходов на приобретение спецодежды для работников теку-щего содержания принимается средняя величина затрат на 1 чел. – 9752 руб. (средняя по ЗСДИ):
Спецодежда(1 путь) = 0,262 х 9752 = 2 555 руб.;
Спецодежда(2 путь) = 0,090 х 9752 = 878 руб.
8) Полная величина затрат на оплату труда, отчисления и спецодежду работников, занятых текущим содержанием 1 км железнодорожного пути в год, составит:
Итого (1 путь) = 75 404 + 22 923 + 96 593 + 2 555 = 197 475 руб.;
Итого (2 путь) = 25 904 + 7 875 + 33 183 + 878 = 67 840 руб.
Результаты расчета затрат на оплату труда работников, занятых текущим содержанием пути, за период жизненного цикла представлены в таблице 4.2.

Расходы на одиночную смену материалов 1 км верхнего строения пути

Данные расходы определяются по методике, представленной в работе [135].
В таблице 4.3 приведена сводная информация о расходе материалов на 1 км бесстыкового пути. Кроме того, в таблице даны параметры регрессионной зависимости расхода материалов.

где а, Ь и с – параметры;
Г и Т – соответственно грузонапряженность и пропущенный тоннаж.

Согласно этим параметрам для каждого материала ВСП выполняется расчет расхода по годам жизненного цикла. Умножая его на стоимость единицы матери¬ала (принимается согласно плану 2017 г.) и суммируя, получим годовые расходы на смену материалов ВСП на 1 км. Кроме того, влияние сложного плана, продольного профиля пути и повышенной осевой нагрузки подвижного состава выражается корректирующим коэффициентом, повышающим расход МВСП. Пример такого расчета представлен в таблице 4.4. Суммарная стоимость затрат на текущее содержание 1 км бесстыкового пути в год пред-ставлена в таблице 4.5.

Стоимость промежуточных ремонтов пути

Стоимость выполнения ремонтов на 1 км по калькуляции ДРП, ДПМ, П, ЦВ на 2017 г. ЗСДИ составляет:

  • реконструкция (код – Р), стоимость 25 000.26 750 тыс. руб.;
  • сплошная замена рельсов, сопровождаемая работами в объемах среднего ремонта пути (код – РС) – 9 400 тыс. руб.
  • средний ремонт (код – С) – 5 376 тыс. руб.;
  • планово-предупредительный (код – В) или подъемочный (код – П) ремонты – 745 … 755 тыс. руб;
  • утилизация рельсошпальной решетки (У) – 910 тыс. руб. (возвратная стоимость). 
    Периодичность выполнения восстановительных работ зависит от конструкции пути, ремонтных схем и эксплуатационных условий (таблица 4.1).
Количество лет ЖЦ0123456
Год2017201820192020202120222023
Тоннаж, млн т бр.58173288403518633691
Затраты труда, чел.-год0,2620,5400,5420,5430,5720,5990,307
Затраты труда, чел.-час516,11063,81068,61069,11125,91180,8604,6
Годовой тариф, тыс. руб.38,178,578,978,983,187,144,6
Премия к окладу, тыс. руб.24,851,051,351,354,056,629,0
Районный коэф., тыс. руб.12,625,926,026,027,428,814,7
Фонд оплаты труда, тыс. руб.75,4155,4156,1156,2164,5172,588,3
Отчис. соц. нужды, тыс. руб.22,947,347,547,550,052,426,9
Наклад. расходы, тыс. руб.96,6199,1200,0200,1210,7221,0113,2
Спецодежда, тыс. руб.2,65,35,35,35,65,83,0
Всего, тыс. руб.197,5407,0408,9409,1430,8451,8231,3
Таблица 4.2 – Расчет затрат на оплату труда работников, занятых текущим содержанием бесстыкового пути
№ п/пНаименование материа­лов и изделийЕдини­ца из­мере­нияСогласно указа­нию МПС России от 29.11.1997 № С-1386у для клас­сов путейОсреднен- ные дан­ные по Западно­Сибирской дирекции инфра­структурыБазовые значения для эта­лонных километ­ровПараметры регресси­онной зависимости Нб=а+ЬГ+сТ
1,234,5аЬс
1Балласт щебеночныймЗ17171715226,520,250,02
2Болты закладные с гай­камишт.40282020205,930,230,018
3Болты клеммные с гайка­мишт.473223353510,370,4020,031
4Болты стыковые с гайка­мишт.32110102,960,110,009
5Втулка изолирующаяшт.1137957661,780,0690,005
6Клеммы жесткиешт.43222164,740,1840,014
7Накладки двухголовыешт.111210,30,0110,001
8Подкладки КБшт.965992,670,1030,008
9Прокладки под рельс из резины для скрепления КБшт.26018213086135401,550,12
10Прокладки резиновые под подкладкишт.1299065226017,780,6890,053
11Рельсышт.110,30,0340,005
12Шайбы пружинные двух- витковые для клеммных и закладных болтовшт.23216211738381 1,260,4360,034
13Шайбы пружинные для стыковых болтовшт.42216164,740,1840,014
14Шпалы железобетонныешт.322220,590,0230,002
Таблица 4.3 – Данные о расходе материалов на текущее содержание 1 км бесстыкового пути
№ п/пНаименование материалов и изделийЕдиница измеренияРасход при за­данных Г и ТСтоимость единицы, тыс. руб.Стоимость на 1 км, тыс. руб.
1Балласт щебеночныймЗ23,61,087325,654
2Болты закладные с гайкамишт.21,60,03550,767
3Болты клеммные с гайкамишт.37,80,02300,867
4Болты стыковые с гайкамишт.10,50,04930,516
5Втулка изолирующаяшт.6,50,00570,037
6Клеммы жесткиешт.17,30,04120,712
7Накладки двухголовыешт.1,11,67631,769
8Подкладки КБшт.9,70,38093,692
9Прокладки под рельс из резины для скрепле­ния КБшт.145,70,05117,442
10Прокладки резиновые под подкладкишт.64,80,12618,165
11Рельсышт.3,025,939877,949
12Шайбы пружинные двухвитковые для клем- мных и закладных болтовшт.41,00,00800,326
13Шайбы пружинные для стыковых болтовшт.17,30,00480,082
14Шпалы железобетонныешт.2,22,46805,370
Итого133,349
Таблица 4.4 – Пример расчета стоимости материалов на текущее содержание 1 км
Количество лет ЖЦ0123456
Год2017201820192020202120222023
Тоннаж, млн т бр.58173288403518633691
Оплата труда, отчисления и спецодежда, тыс. руб.197,5407,0408,9409,1430,8451,8231,3
Стоимость материалов, тыс. руб.133,3279,6305,1330,6356,1381,6197,2
Всего, тыс. руб.330,8686,6714,0739,7786,9833,4428,5
Таблица 4.5 – Общая стоимость затрат на текущее содержание 1 км бесстыкового пути

В таблице 4.6 приведены схемы выполнения реконструкции и промежуточ¬ных ремонтов пути в зависимости от роста тоннажа для 1 и 2 путей. Согласно этой таблице суммарная стоимость выполнения ремонтов и утилизации за период жизненного цикла составит:

  • на 1 пути с ресурсом 700 млн т бр. – 30 966 тыс. руб. (5 161 тыс. руб. в год);
  • на 1 пути с ресурсом 1400 млн т бр. – 47 242 тыс. руб. (3 634 тыс. руб. в год);
  • на 1 пути с ресурсом 880 млн т бр. – 32 716 тыс. руб. ( 4 090 тыс. руб. в год);
  • на 2 пути с ресурсом 700 млн т бр. – 32 466 тыс. руб. (1 709 тыс. руб. в год).

На основе данных за 2014-2017 гг. определяется приведенный на 1 км в год объем сплошной смены рельсов на участке и его стоимость (таблица 4.7).

Количество лет01234567891011121314151617181920
Годы201720182019202020212022202320242025202620272028202920302031203220332034203520362037
1 вариантРост тоннажа, млн т бр.58173288403518633691              
РемонтыР ВС ВУ              
Стоимость, млн руб.25 0,7505,376 0,750-0,91              
2 вариантРост тоннажа, млн т бр.581732884035186337488639781093120813231381        
РемонтыР ВС ВРС ВС ВУ        
Стоимость, млн руб.25 0,755,376 0,759,400 0,755,376 0,75-0,91        
3 вариантРост тоннажа, млн т бр.58173288403518633748863920            
РемонтыР В С В У            
Стоимость, млн руб.26,75 0,750 5,376 0,750 -0,91            
4 вариантРост тоннажа, млн т бр.195693130167204241278315352389426463500537574611648685722759
РемонтыР  В   В  С  В   В  У
Стоимость, млн руб.25  0,75   0,75  5,376  0,75   0,75  -0,91
Таблица 4.6 – Планирование ремонтов
ПутьВид сменыПротяженность в год, кмПриведен­ный объем в годСред. стоим. 1 км, тыс. руб.Итоговая сто­имость работ на 1 км, тыс. руб.
2014201520162017
1 путьсмена новыми9,59615,07320,35019,030  
на 1 км0,0860,1350,1820,1700,1432300,8329,0
смена старо­годными14,84218,81911,731  
на 1 км0,1330,1680,1050,10174,67,5
Всего336,5
2 путьсмена новыми0,9105,1902,9451,250  
на 1 км0,0080,0460,0260,0110,0232300,852,9
смена старо­годными0,2261,000  
на 1 км0,0020,0090,00374,60,2
Всего53,1
Таблица 4.7 – Приведенная стоимость сплошной смены рельсов в кривых

Аналогичным образом определим объем и стоимость шлифовки рельсов (таблица 4.8).

ПутьОбъем шлифов­киПротяженность в год, кмПриведен­ный объем в годСред. стоим. 1 км, тыс. руб.Итоговая стоимость работ на 1 км, тыс. руб.
20132014201520162017
1 путьполный объем48,40019,000
на 1 км0,4320,1700,12070,78,5
2 путьполный объем14,00011,60019,500
на 1 км0,1250,1040,1740,08070,75,7
Таблица 4.8 – Приведенная стоимость выполнения шлифовки рельсов

Стоимость отказов пути

Пример расчета расходов, вызванных снижением скоростей движения поездов из-за предупреждений, приведен в таблице 4.9.

Пример расчета расходов, простоем поездов в «окна», приведен в таблице 4.10.

Перегон/СтанцияНачалоКонецПротя жениеПричинаСкорость ограниченСкорость установлеНачало действияКонец действияПродолж., часпассгруз
кмпккмпкпассгрузпассгрузДатаВремяДатаВремяЧисло поездов ппр, шт.Энерг. потери d1, руб.Задерж. поезда d2, руб.Расходы от снижения скор. Sсс, руб.Число поездов ппр, шт.Энерг. потери d1, руб.Задерж. поезда d2, руб.Расходы от снижения скор. Sсс, руб.
Заринская – Артышта II, 19739730,1СМЕНА РЕЛЬСА2525807004.03.201611:0504.03.201611:300,420,05730,3231,050,11,24218,5169,35180,1
Заринская – Артышта II, 19789780,1СМЕНА РЕЛЬСА2525807004.03.20169:2504.03.20169:500,420,05730,3231,050,11,24218,5169,35180,1
Заринская – Артышта II, 19859860,2РАБОТА ЭШП4040807027.05.20165:0027.05.20167:002,000,25607,0142,4187,35,73256,489,318958,8
Заринская – Артышта II, 1100810080,1СМЕНА РЕЛЬСА2525807005.02.201613:2005.02.201613:300,170,02730,3231,020,00,54218,5169,32072,0
Заринская – Артышта II, 1100810080,1СМЕНА РЕЛЬСА2525807012.04.20169:5012.04.201610:100,330,04730,3231,040,10,94218,5169,34144,1
Заринская – Артышта II, 1100910090,1СМЕНА РЕЛЬСА2525807004.03.201613:5004.03.201614:180,470,06730,3231,056,11,34218,5169,35801,7
Заринская – Артышта II, 1101710170,1РАБОТА ЭШП4040807008.06.20162:0008.06.20168:006,000,75607,0139,3559,717,03256,487,556845,5
Заринская – Артышта II, 11011010210,2РАБОТА ЭШП6060807024.05.20164:0024.05.20167:003,000,38354,189,4166,38,51282,842,411264,3
Заринская – Артышта II, 1105210520,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806005.12.201612:1505.12.201612:340,320,04730,3231,038,10,92935,7156,32774,2
Заринская – Артышта II, 1105810580,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806007.04.201613:0007.04.201613:210,350,04730,3231,042,11,02935,7156,33066,2
Заринская – Артышта II, 1107710770,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806020.09.201613:5020.09.201614:000,170,02730,3231,020,00,52935,7156,31460,1
Заринская – Артышта II, 1112111210,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806019.08.201610:3019.08.201610:500,330,04730,3231,040,10,92935,7156,32920,2
Заринская – Артышта II, 1113811380,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806019.05.201614:2819.05.201614:480,330,04730,3231,040,10,92935,7156,32920,2
Заринская – Артышта II, 1119711970,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806002.02.201613:0002.02.201613:200,330,04730,3231,040,10,92935,7156,32920,2
Заринская – Артышта II, 1121812180,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806009.06.20168:3009.06.20168:520,370,05730,3231,044,11,02935,7156,33212,3
Заринская – Артышта II, 1124712470,1СМЕНА РЕЛЬСА2525806020.04.201615:3020.04.201615:340,070,01730,3231,08,00,22935,7156,3584,0
Заринская – Артышта II, 1125312530,1СМЕНА ОСТРОДЕФЕКТ НОГО РЕЛЬСА2525806029.02.201612:2529.02.201612:550,500,06730,3231,060,11,42935,7156,34380,3
Заринская – Артышта II, 1127412790,6РАБОТА ЭШП4040706012.04.20165:0012.04.201612:007,000,87417,3141,6489,119,81973,681,640760,3
Заринская – Артышта II, 1127512750,1СМЕНА РЕЛЬСА4040706021.09.201621:0021.09.201621:250,420,05417,3128,428,41,21973,674,52417,8
Таблица 4.9 – Определение расходов от снижения скоростей движения поездов по предупреждениям на участке З – А
№ п/пДатаМесто работРаботыПрод.Прод., ч.пасспэуз
Число задерж. поездовСтоимость простоя в “окно”, руб.Число задерж. поездовСтоимость простоя в “окно”, руб.
33407.03.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 85пк6-108пк8Текущее содержание пути:Работа СТРУ Г(2000м/7700м)01:511,850,231058,75,2416537,5
33515.06.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 85пк6-108пк8Текущее содержание пути:Работа гайковерта(2000м/2000м)01:521,870,231077,95,2916836,8
33629.01.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 87пк9-10пк, ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 88пк1-6пк, ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 108пк1-5пкТекущее содержание пути:Выгрузка плетей(1200м/820м); 3 плети ( 250м, 500м, 550 м)01:351,580,20775,54,4912113,5
33717.02.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 88пк1-10пк, ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 104пк1-10пкТекущее содержание пути:Работа дрезины(3ч/3ч); АРРУ01:501,830,231039,75,1916240,9
33803.02.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 88пк1-6пк, ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 104пк4-10пкТекущее содержание пути:Выгрузка плетей(800м/1200м)02:302,500,311933,47,0830200,0
33901.06.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 90пк1-106пк10Текущее содержание пути:Работа гайковерта(2000м/2000м)02:192,320,291660,26,5625933,0
34009.06.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 90пк1-93пк10Текущее содержание пути:Работа гайковерта(2000м/2000м)02:032,050,261300,05,8120306,5
34114.03.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 94пк1-100пк10Текущее содержание пути:Работа СТРУ Г(6000м/500м); ошибочно поставлен план выполнения работ.01:531,880,241097,25,3417138,8
34228.11.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 95пк1-97пк10Текущее содержание пути:Сбор инвентарных рельсов(10шт/0шт)01:401,670,21859,34,7213422,2
34314.11.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 95пк7-96пк4Текущее содержание пути:Смена плети(550м/550м)02:102,170,271452,26,1422683,5
34402.11.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 96пк1-97пк10Текущее содержание пути:Выгрузка плетей(350м/350м)00:450,750,09174,02,132718,0
34522.10.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 97пк1-98пк10Текущее содержание пути:Выгрузка плетей(1000м/1000м); прибытие плетевоза №4 17.10.2016г ВЛ-80 2 шт01:121,200,15445,53,406958,1
31526.08.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 100пк1-101пк10Текущее содержание пути:Выгрузка плетей(300м/300м)01:161,270,16496,33,597752,7
31617.06.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 100пк1-105пк10Текущее содержание пути:Работа гайковерта(2000м/2000м)01:501,830,231039,75,1916240,9
31704.10.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 100пк7-101пк4Текущее содержание пути:Смена плети(700м/700м)01:401,670,21859,34,7213422,2
31804.06.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 102пк1-104пк10Текущее содержание пути:Работа гайковерта(2000м/2000м)01:421,700,21894,04,8213964,5
31911.06.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 104пк1-105пк10Текущее содержание пути:Работа гайковерта(2000м/2000м)01:431,720,21911,64,8614239,6
32023.03.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 104пк5-10пкТекущее содержание пути:Перешивка пути(70Концы01:401,670,21859,34,7213422,2
32110.09.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 105пк1-106пк10Текущее содержание пути:Выгрузка плетей(800м/800м); Для отмены ограничения скорости и смены01:121,200,15445,53,406958,1
32219.09.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 105пк5-106пк1Текущее содержание пути:Смена плети(500м/500м)02:192,320,291660,26,5625933,0
32318.04.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 105пк7-106пк1Текущее содержание пути:Разрядка темп. напряж. в плети(400м/400м); 25 м/п 4сигн натурный осмотр ПЧ 4 КШГ 2 ГНУ02:002,000,251237,45,6719328,0
32403.09.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 105пк8-106пк1Текущее содержание пути:Выгрузка плетей(600м/600м); Для отмены ограничения скорости.01:001,000,13309,32,834832,0
32526.07.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 105пк8-10пк, ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 106пк1Текущее содержание пути:Перешивка пути(75Концы шп./75Концы шп.); ПС-002 от 23.07.2016 срок устранения01:001,000,13309,32,834832,0
32619.05.2016ЗАРИНСКАЯ-СМАЗНЕВО п.1 106пк1-108пк8Текущее содержание пути:Работа дрезины(2ч/2ч); работа АРРУ01:211,350,17563,83,838806,3
Таблица 4.10 – Пример расчета стоимости простоя поездов из-за «окна» в графике движе-ния

Результат расчета СЖЦ

Произведем расчет СЖЦ в соответствии с принятой методикой. В таблице 4.11 приведены итоговые результаты расчета элементов СЖЦ. Подробный расчет стоимости жизненного цикла железнодорожного пути показан в таблице 4.12.

№ п/ пВид затратСуммарная стоимость
1 вариант2 вариант3 вариант4 вариант
тыс. руб.проц.тыс. руб.проц.тыс. руб.проц.тыс. руб.проц.
1Реконструкция25 00065,925 00040,226 75064,525 00063,1
2Промежуточные ремонты и утили­зация5 96615,722 24235,75 96614,47 46618,8
3Текущее содержа­ние4 52011,910 00416,15 49413,25 35613,5
4Сплошная смена и шлифовка рель­сов2 0695,54 1396,72 7596,61 1763,0
5Отказы пути3921,07841,35231,36521,6
 Всего37 94710062 16910041 49210039 650100
Таблица 4.11 – Суммарные затраты на обслуживание и ремонт 1 км участка по вариантам за период жизненного цикла
Количество лет012345678910111213141516171819Итого
Годы2017201820192020202120222023ИтогоИтого2026202720282029Итого203120322033203420352036
1 вариантВосстановительные работы25000 7505376 750-91030966             
Текущее содержание3316877147407878334294 520             
Сплошная смена и шлифовка рельсов1723453453453453451722069             
Отказы33656565656533392             
Всего25 5361 0971 8746 5261 1971 994-27637 947             
Коэффициент дисконтирования ^ = 10 %)1,000,910,830,750,680,620,56              
Итого25 5369971 5494 9038181 238-15634 884             
2 вариантВосстановительные работы25000 7505376 7509400 7505376 750-91047242       
Текущее содержание3316877147407878338418158629099561 00352510004       
Сплошная смена и шлифовка рельсов1723453453453453453453453453453453451724139       
Отказы33656565656565656565656533784       
Всего25 5361 0971 8746 5261 1971 99410 6511 2262 0226 6951 3672 163-18062 168       
Коэффициент дисконтирования ^ = 10 %)1,000,910,830,750,680,620,560,510,470,420,390,350,32        
Итого25 5369971 5494 9038181 2386 0136299432 840527758-5746 693       
3 вариантВосстановительные работы26750 750 5376 750 -91032716           
Текущее содержание2825856136376797227628044125494           
Сплошная смена и шлифовка рельсов1723453453453453453453451722759           
Отказы336565656565656533521           
Всего27237995177210476465113219221214-29341492           
Коэффициент дисконтирования ^ = 10 %)1,000,910,830,750,680,620,560,510,47            
Итого27237905146578744167021085623-13737082           
4 вариантВосстановительные работы25000  750  750  5376  750   750  -91032466
Текущее содержание992032122142142232402392482562652732812902983063263233311685008
Сплошная смена и шлифовка рельсов29595959595959595959595959595959595959291117
Отказы1633333333333333333333333333333333333316619
Всего25 1432953041 0553063141 0813313395 7243563641 1233813893981 168414423-69639211
Коэффициент дисконтирования ^ = 10 %)1,000,910,830,750,680,620,560,510,470,420,390,350,320,290,260,240,220,200,180,16 
Итого25 1432682517932091956101701582 427137128358110103952548276-11431453
Таблица 4.12 – Расчет стоимости жизненного цикла

По формулам (4.2), (4.4) определяется среднегодовая стоимость жизненного цикла и его стоимость за весь срок службы с учетом ставки дисконтирования ё = 10 %. Ниже приведен пример расчета для 1 пути с нормативным ресурсом 700 млн т бр. (1 вариант).

Результаты расчета СЖЦ и СЖЦ для остальных вариантов приведены в таблице 4.13

Вари­антПродол­житель­ность ЖЦ, летПланируе- мый/ф актическ ий тоннаж пе­ред ремонтом, млн т бр.Без учета дисконтированияС учетом дисконтирования
Суммарная СЖЦ, тыс. руб.Среднегодо­Суммарная СЖЦ, тыс. руб.Среднегодо-
вая СЖЦ ,тыс. руб.вая СЖЦ ,тыс. руб.
16700/69137 9476 32534 8845 814
2121400/138162 1695 18146 6933 891
38880/92141 4925 18737 0824 635
419700/70439 2112 06431 4531 655
Таблица 4.13 – Результаты расчета СЖЦ по вариантам

Выполненные расчеты для конкретного участка пути показали, что наибольшая среднего-довая стоимость жизненного цикла верхнего строения наблюдается на 1 пути (1 вар) при ремонтной схеме УК В С В УК. (продолжи¬тельность цикла 6 лет) составляет 5 814 тыс. руб. с учетом ставки дисконтирова-ния. Повышение жизненного цикла (до 12 лет) и уменьшение его среднегодовой стоимости удалось достичь проведением в середине цикла сплошной смены рель¬сов, сопровождаемой работами в объеме среднего ремонта пути (РИС), в резуль¬тате чего СЖЦ на 1 пути (2 вар) снизилась до 3 891 тыс. руб. Экономический эффект от использования такой ремонтной схемы с учетом дисконтирования составит
ЭЭ = 5 814 – 3 891 = 1923 тыс. руб. в год.

Экономическая эффективность 3 варианта относительно базового 1 вариан­та составила 1179 тыс. руб. в год, достигнута за счет применения более совершен­ной конструкции ВСП – бесстыкового пути из рельсов типа Р65, длиной 100 м ка­тегории ДТ370ИК, скрепления ЖБР-65ПШМ, и увеличения срока службы на 2 года.

Наименьшая стоимость жизненного цикла наблюдается на 2 пути участка в связи с низкой осевой нагрузкой и небольшой грузонапряженностью, где приме­нена ремонтная схема УК В В С В П УК, и составляет 1 563 тыс. руб. (продолжи­тельность жизненного цикла 20 лет).

По элементам затрат наибольшую долю имеет реконструкция: 65,9 % по 1 пути (1 вар), 40,2 % по 1 пути (2 вар) и 63,1 % по 2 пути. Второе место занимают затраты на промежуточные ремонты и утилизацию: 1 путь (1 вар) – 15,7 %, 1 путь (2 вар) – 35,7 %, 2 путь – 18,8 %. Следующая доля расходов по убыва­нию относится к текущему содержанию: 1 путь (1 вар) – 11,9 %, 1 путь (2 вар) – 16,1 %, 2 путь – 13,5 %.

Анализ СЖЦ на дистанциях Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры

По приведенной в данном разделе методике был выполнен расчет СЖЦ еще на трех дистанциях Западно-Сибирской железной дороги: К. дистанции, Ч. ди­станции и Б. дистанции. Результаты расчета сведены в таблицу 4.14. В этой таб­лице темным цветом выделены показатели, имеющие наибольшее значение.

По результатам расчета следует, что суммарная стоимость жизненного цик­ла 1 км пути на все дистанциях достаточно близкая, однако из четырех дистанций наибольшая СЖЦ без и с учетом дисконтирования наблюдается по 1 пути направ­ления З. – А. Но для сравнения нужен анализ не полной стоимости, а среднегодо­вого значения СЖЦ. Результаты расчета СЖЦ 1 км пути приведены в таблице 4.15 и на рисунке 4.6. Согласно данной таблице наибольшая СЖЦ наблюдается на 1 пути З. дистанции и на 1 пути Ч. дистанции направления К. – Н., имеющей также высокую грузонапряженность.

В то же время следует обратить внимание на существенную разницу СЖЦ между 1 и 2 путями в К. и З. дистанций из-за большой разницы в грузонапряжен­ности путей. Стоит отметить также, что наибольшие затраты на шлифовку рель­сов наблюдаются на К. дистанции по 1 пути, а затраты по отказам пути – на 1 пу­ти Ч. дистанции. Это связано с планом выполнения восстановительных работ на дороге.

ПараметрыК.дистанцияЗ. дистанцияЧ. ДистанцияБ. дистанция
И. – С., 1И. – С., 2З. – А., 1З. – А., 2К. – Н., 1К. – Н., 2Н. – К., 1Н. – К., 2
Границы участка, км428 – 619428 – 61984 – 19684 – 1963162 – 33063162 – 33063367 – 34643367 – 3464
Протяженность бесст. пути, км189189110701411419594
Грузонапряженность, млн т км бр./км в год        
1014311537113768084
        
Осевая нагрузка, т21,87,920718,412,82020
Нормативный ресурс рельсов с учетом осевой нагрузки, млн т бр.675750675750675750675675
Объем смены нов. рельсов, км/км0,0100,1430,0230,00400,0280,022
Объем смены с/г рельсов, км/км0,01400,1010,0030,00200,0020,009
Объем шлифовки, км/км0,360,0620,120,0810,1070,0570,2360,183
Сред. продолжительность предупржде- ний по ограничению скорости, ч.        
12,98,31,122,953,7437,9413,6437,43
        
Кол-во предупреждений, шт./км0,960,150,790,230,460,210,621,16
Сред. продолжительность “окон”, ч.1,01,31,861,572,41,991,791,34
Кол-во “окон”, шт./км2,70,983,012,010,610,51,61,4
Продолжительность ЖЦ, лет71762061098
Тоннаж в конце ЖЦ, млн т бр.708732691759679760720672
Стоимость затрат, тыс. руб./км:
Реконструкция2500025000250002500025000250002500025000
Промежуточные ремонты68768376687683766876687668766876
Текущее содержание3519,34488,34519,95353,62831,33517,12978,93331,8
Сплошная смена рельсов168,402018,91062,556,10581410,2
Шлифовка рельсов176,473,850,4113,444,939,9148,7102,5
Отказы пути839,9300,4391,9652,11230,2831784,21295,2
Утилизация рельсошпальной решетки-910-910-910-910-910-910-910-910
Всего3567037329379473964835129353543545936106
Всего с учетом дисконтирования3301731038348843125232757317243230932848
Таблица 4.14 – Результаты расчета стоимости жизненного цикла на дистанциях Западно-Сибирской железной дороги
Виды затрат, тыс. руб./кмК. дистанцияЗ. дистанцияЧ. дистанцияБ. дистанция
И. – С., 1И. – С., 2З. – А., 1З. – А., 2К. – Н., 1К. – Н., 2Н. – К., 1Н. – К., 2
Реконструкция3571,431470,594166,671250,004166,672500,002777,783125,00
Промежуточные ремонты982,29492,711146,00418,801146,00687,60764,00859,50
Текущее содержание502,76264,02753,3267,68471,88351,71330,99416,48
Сплошная смена рельсов24,060,00336,4853,139,350,0064,5651,28
Шлифовка рельсов25,204,348,405,677,483,9916,5212,81
Отказы пути, руб.119,9917,6765,3232,61205,0383,1087,13161,90
Утилизация рельсошпальной решетки-130,00-53,53-151,67-45,50-151,67-91,00-101,11-113,75
Всего50962196632519825855353539404513
Всего с учетом дисконтирования47171826581415635460317235904106
Место по величине стоимости37182654
Таблица 4.15 – Результаты расчета средней стоимости жизненного цикла

Выводы

Эффективность работы железнодорожного пути, как объекта инфра­структуры железнодорожного транспорта, определяется уровнем безопасности движения, безотказности, долговечности и стоимости жизненного цикла кон­струкции. Главная цель расчета СЖЦ состоит в том, чтобы обеспечить входные данные для принятия эффективных решений в области инвестиций, реновации и технического обслуживания пути, как объекта инфраструктуры.

    Выполненные исследования по инженерно-экономической оценке эффек­тивности конструкции верхнего строения железнодорожного пути позволили раз­работать методику оценки стоимости его жизненного цикла, включающую стои­мостную модель, частные методики определения элементов затрат и алгоритм их расчета.

    Для оценки СЖЦ принята стоимостная модель, включающая затраты на реконструкцию, текущее содержание, промежуточные ремонты, отказы в виде за­держек поездов и снижения скорости их движения, утилизацию элементов рель- сошпальной решетки в виде возвратной стоимости старогодных элементов в кон­це срока службы, что вполне соответствует сформулированной проблеме и цели исследования.

      Расчеты по разработанной методике показали ее полную адекватность ре­альным условиям эксплуатации ВСП. Наибольший эффект по снижению средне­годовой стоимости жизненного цикла ВСП дает применение ремонтной схемы с проведением сплошной смены рельсов и выполнением выправки пути в объеме среднего ремонта (в середине жизненного цикла). При этом продолжительность жизненного цикла ВСП увеличивается практически вдвое. Значительный эконо­мический эффект дает применение конструкции бесстыкового пути из рельсов длиной 100 м, категории качества ДТ370ИК и подкладочных скреплений ЖБР- 65ПШМ.

      По элементам затрат наибольшую долю имеет реконструкция – 40-60 %, второе место занимают затраты на промежуточные ремонты и утилизацию – 16-36 %, следующая доля расходов относится к текущему содержанию пути – 12-16 %. Наименьшую долю затрат в жизненном цикле составляют расходы, свя­занные с отказами пути – 1,0-1,6 %.

      Наибольшее влияние на СЖЦ оказывает конструкция ВСП, ремонтные схемы и эксплуатационные условия: грузонапряженность, осевые нагрузки по­движного состава. Так среднегодовая дисконтированная СЖЦ ВСП первого пу­ти (1 вариант расчета), где осевые нагрузки и грузонапряженность была в 3 раза выше, оказалась в 3,7 раза выше, чем по второму пути.

      Список литературы

      • Петров, А. В. Анализ требований российских и европейских стандартов к рельсовым скреплениям / А. В. Петров, А. В. Савин, А. В. Лебедев // Путь и пу­тевое хозяйство. – 2016. – № 9. – С. 22-27.
      • БК 13481-2012. Железнодорожный транспорт. Железнодорожные пути. Требования к рабочим характеристикам крепежных систем.
      • ЕК 13146-2012. Железнодорожный транспорт. Железнодорожный путь. Методы испытаний рельсовых скреплений.
      • Труханов, П. С. Оценка надежности рельсовых скреплений и рацио­нальные сферы их применения при реконструкции пути / П. С. Труханов // Вест­ник Сибирского государственного университета путей сообщения. – 2018. – № 3 (46). – С. 41-46.
      • Методика сравнительных эксплуатационных испытаний конструкций промежуточных рельсовых скреплений № 219 от 01.04.15.
      • Карпущенко, Н. И. Совершенствование рельсовых скреплений: моно­графия / Н. И. Карпущенко, Н. И. Антонов. – Новосибирск: изд-во СГУПСа, 2003. – 300 с.
      • Кузнецов, В. В. Испытания скреплений продолжаются / В. В. Кузнецов, А. А. Еремушкин // Путь и путевое хозяйство. – 2006. – № 5. – С. 14-18.
      • ГОСТ 33320-2015. Шпалы железобетонные для железных дорог. Об­щие технические требования. – М.: Стандартинформ, 2015. – 28 с.
      • Каменский, В. Б. Оптимизация жесткости пути на железобетонных шпалах / В. Б. Каменский // Путь и путевое хозяйство. – 2007. – № 3. – С. 10-15.
      • Muller, H. A. Structure-born sound transmission from the tubes of subway into a building for a concert hall / H. A. Muller, U. Opitz, G. Volberg. – Proceedings Internoise 80, Miami, 1980. – Vol. II. – P. 715-718.
      • Kurze, U. J. Ground vibrations in the vicinity of shallow railroad tunnels and open tracks / U. J. Kurze, R. Wettschureck // Acustica 58. – 1985. – P. 170-176.
      • Золотарский, А. Ф. Железобетонные шпалы для рельсового пути / А. Ф. Золотарский, Б. А. Евдокимов, Н. М. Исаев и др. – М.: Транспорт, 1980. – 270 с.
      • Ильин, П. П. Эффективнее использовать железобетонные шпалы / П. П. Ильин, В. В. Серебренников // Путь и путевое хозяйство. – 1974. – №7. – С. 17-18.
      • Лысюк В. С. Повышение эффективности использования железобетон­ных шпал / В. С. Лысюк // Железнодорожный транспорт. – 1971. – № 9. – С. 62-65.
      • Евдокимов, Б. А. Накопление неравномерных остаточных деформаций пути с железобетонными шпалами / Б. А. Евдокимов // Вестник Всесоюзного ин­ститута железнодорожного транспорта. – № 6. – М.: Трансжелдориздат, 1969. – С. 1-5.
      • Fiedler, J. Bahnwesen: Planung, Bau und Betrieb von Eisenbahnen, S-, U-, Stadt- und Strassenbahnen / J. Fiedler, W. Scherz – Werner: Neuwied, 2005. – 560 p.
      • Lübke, D. Handbuch das System Bahn / D. Lübke. – Hamburg: DVV Media Group GmbH Eurailpress, 2008. – 670 p.
      • Lachmayer, H. Über die Schwelle / H. Lachmayer, P. Plica. – Wien: Böhlau, 2003. – 333 p.
      • Esmaeili, M. Experimental assessment of dynamic lateral resistance of rail­way concrete sleeper / M. Esmaeili, S. A. S. Hosseini, M. Sharavi // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. – 2016. – No 82. – P. 40-54.
      • JokGbaitis, A. Influence of technological and environmental factors on the behaviour of the reinforcement anchorage zone of prestressed concrete sleepers / A. JokGbaitis, G. Marciukaitis, J. Valivonis // Construction and Building Materials. – 2016. – No 121. – P. 507-518.
      • Rezaie, F. Sensitivity analysis of pre-stressed concrete sleepers for longitu­dinal crack prorogation effective factors / F. Rezaie, A. M. Bayat, S. M. Farnam // En­gineering Failure Analysis. – 2016. – No 66. – P. 385-397.
      • Rezaie, F. Fracture mechanics analysis of pre-stressed concrete sleepers via investigating crack initiation length / F. Rezaie, S. M. Farnam // Engineering Failure Analysis. – 2015. – No 58. – Part.1. – P. 267-280.
      • Hasheminezhad, A. RETRACTED: Analytical study on longitudinal crack control for B70 mono-block pre-stressed concrete sleepers / A. Hasheminezhad // Engi­neering Failure Analysis. – 2015. – No 49. – P. 1-10.
      • ГОСТ Р 54747-2011. Шпалы железобетонные для железных дорог ко­леи 1520 мм. Общие технические условия. – М.: Стандартинформ, 2011. – 29 с.
      • ГОСТ Р 33320-2015. Шпалы железобетонные для железных дорог. Общие технические условия. – М.: Стандартинформ, 2015. – 50 с.
      • Инструкция по ведению шпального хозяйства с железобетонными шпалами. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» 12.02.2014. – М.: ОАО «РЖД», 2014. – 30 с.
      • Василевич, Ю. В. Экспериментальные исследования вибрации в Мин­ском метрополитене / Ю. В. Василевич, П. М. Вилюха, Е. Ю. Нумержицкая // Путь и путевое хозяйство. – 2017. – № 6. – С. 37-39.
      • Müller, G. Erschütterungen und sekundärer Luftschall aus dem Schienen­verkehr / G. Müller, M. Möser. – Springer Vieweg: Berlin, 2017. – 49 p.
      • Иванов, Н. И. Технология шумо- и виброзащиты для ВСМ Москва – Казань / Н. И. Иванов, А. Е. Шашурин, Ю. С. Бойко // Путь и путевое хозяйство. – 2016. – № 10. – С. 25-26.
      • Кузнецов, С. П. Реализация программы увеличения ресурсов элементов верхнего строения пути / С. П. Кузнецов // Путь и путевое хозяйство. – 2017. – № 3. – С. 19-22.
      • Величко, Д. В. Эффективность модернизации технологических линий по изготовлению шпал / Д. В. Величко, Н. Н. Горбунов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2014. -№ 4. -С. 45-48.
      • ГОСТ 13015-2012. Изделия бетонные и железобетонные для строи­тельства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировка, транс­портирования и хранения. – М.: Стандартинформ, 2012. – 48 с.
      • Карпущенко, Н. И. Анализ объемов выполнения ремонтов железнодо­рожного пути на участках Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры / Н. И. Карпущенко, Р. В. Шаньгин, П. С. Труханов // Вестник Сибирского государ­ственного университета путей сообщения. – 2017. – № 3 (42). – С. 35-42.
      • Карпущенко, Н. И. Фактические объемы и сроки проведения рекон­струкции и ремонтов пути в зависимости от эксплуатационных условий / Н. И. Карпущенко, П. С. Труханов // Политранспортные системы: материалы IX Международной научно-технической конференции. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2017. – С. 145-150.
      • ГОСТ Р 54748-2011. Щебень из плотных горных пород для балластно­го слоя железнодорожного пути. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2012. – 24 с.
      • Расчет и конструирование балластной призмы железнодорожного пути / под ред. В. С. Варьезгина. – М.: Транспорт, 1970. – 190 с.
      • Лысюк, В. С. Методика расчета несущей способности основной пло­щадки эксплуатируемого земляного полотна / В. С. Лысюк, Б. И. Подняков, В. П. Титов // Тр. ЦНИИ МПС. – Вып. 451. – М.: Транспорт, 1971. – 110 с.
      • Троицкий, М. Н. Экспериментальные исследования накопления дефор­маций в однородных средах и двухслойных системах при различном режиме при­ложений повторных нагрузок / М. Н. Троицкий, В. Е. Дермелев // Обоснование расчетных параметров для нежестких дорожных покрытий. Сб. тр. – М.: Дориз- дат, 1952. – С. 61-68.
      • Технические указания по шлифовке рельсов. Утверждены распоряже­нием ОАО «РЖД» от 22.02.2011 г. № 388р.
      • Карпущенко, Н. И. Затраты труда и расчет численности монтеров пути при участковой системе / Н. И. Карпущенко, А. В. Быстров, П. С. Труханов // Путь и путевое хозяйство. – 2016. – № 1 . – С. 2-7.
      • Карпущенко, Н. И. Концепция методики определения затрат труда на текущее содержание пути / Н. И. Карпущенко, А. В. Быстров, П. С. Труханов // Безопасность регионов – основа устойчивого развития: материалы четвертой международной научно-практической конференции. – Иркутск: издательство ИрГУПС, 2014. – С. 389-394.
      • Положение о входном контроле материалов верхнего строения пути на производственных базах рельсосварочных поездов, путевых машинных станций и дистанций пути. Утверждено ОАО «РЖД» 20.12.2010 г. № ЦПТ-11/101.
      • Карпущенко, Н. И. Определение норм расхода материалов на текущее содержание пути / Н. И. Карпущенко, А. В. Быстров, П. С. Труханов // Известия Транссиба. – 2015. – № 4 (24). – С. 81-89.
      • Karpuschenko, N. and Trukhanov, P. Estimation of the life cycle cost of the upper railway track structure / MATEC Web of Conferences 216, 01008 (2018), pub­lished by EPD Science. https://doi.org/10.1051/matecconf/ 201821601008.
      • Труханов, П. С. Расчет стоимости жизненного цикла железнодорожно­го пути / П. С. Труханов // Инновационные факторы развития транспорта. Тео­рия и практика: материалы международной научно-практической конференции. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2018. – С. 59-70.