Технико-экономическое обоснование нормирования скорости движения на автомобильных дорогах горнодобывающих предприятий
А.С. Афанасьев1 , А.М. Егошин2, С.В. Алексеев3
1 Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2 Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
3 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Russian Mining Industry №1 / 2025 p. 82-87
Резюме: Предлагается методика технико-экономического обоснования нормирования скорости движения на автомобильных дорогах горнодобывающих предприятий. Эта методика дает возможность оценки экономии и затрат при введении ограничений скорости движения транспортного средства. Обоснование проводится благодаря расчету составляющих затрат и экономии денежных средств, которые впоследствии сравниваются друг с другом. Положительное решение о введении нормирования скорости принимается при положительной разнице между экономией и затратами. Использование методики позволяет не только улучшить уровень безопасности на дорогах и снизить риски аварийных ситуаций, но и рассчитать экономию денежных средств. Были проведены исследования нормирования скоростей движения на Зашуланском угольном месторождении. При этом протяженность дорог предприятия составляла 24,3 км. Для обоснования нормирования скоростей были проведены их замеры. Проведенный эксперимент показал, что нормирование скорости позволило: 1 – повысить безопасность дорожного движения практически на 15% и 2 – получить значительную абсолютную нормированную экономию денежных средств при введении данных мероприятий на дорогах горнодобывающего предприятия в размере 5,2 млн руб.
Ключевые слова: технико-экономическое обоснование, нормирование скорости, повышение безопасности дорожного движения, дороги горнодобывающих предприятий
Для цитирования: Афанасьев А.С., Егошин А.М., Алексеев С.В. Технико-экономическое обоснование нормирования скорости движения на автомобильных дорогах горнодобывающих предприятий. Горная промышленность. 2025;(1):82–87. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1-82-87
Информация о статье
Поступила в редакцию: 08.11.2024
Поступила после рецензирования: 09.01.2025
Принята к публикации: 10.01.2025
Информация об авторах
Афанасьев Александр Сергеевич – кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой транспортно-технологических процессов и машин, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: a.s.afanasev@mail.ru
Егошин Алексей Михайлович – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры управления и экономики, Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: al-ego@yandex.ru
Алексеев Сергей Викторович – кандидат военных наук, доцент высшей школы промышленно-гражданского и дорожного строительства, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: sergeyaleks1966@gmail.com
Введение
Крупные горнодобывающие предприятия обладают достаточно протяженными разветвленными сетями технологических дорог. Эти дороги предназначены для обеспечения транспортно-логистических функций в ходе организации технологического процесса доставки добытых полезных ископаемых от разработанных месторождений и карьеров до мест погрузки на другие виды транспорта или дальнейшей переработки [1–3]. Организация движения на дорогах внутри крупных горнодобывающих предприятий связана не только с потребностью избежать дорожно-транспортных происшествий (ДТП), но и с возможностью получения экономии от рационального расходования топлива, увеличения сроков обслуживания и ремонта самих дорог и др. [4–6].
Превышение скорости движения является одним из ключевых факторов риска смертности и травматизма на дорогах Российской Федерации. Согласно данным Главного управления по обеспечению безопасности дорожного движения МВД России ежегодно в стране происходит около 4,5 тыс. ДТП по причине превышения установленной скорости движения, в которых погибает более тысячи человек и около 6 тыс. получают ранения различной степени тяжести1.
Проблема соблюдения скоростного режима актуальна и для горнодобывающих предприятий, где каждый год происходят происшествия по причине превышения скорости. Экономический ущерб от инцидентов на подземном транспорте на шахтах и технологическом транспорте на разрезах стоит на 2-м и 3-м месте (11,7% и 39,5% от общего количества инцидентов на шахтах и на разрезах) соответственно и составляет 584,1 млн руб. и 268,9 млн руб. [7].
Ограничение скорости движения всегда вызывает много дискуссий, поскольку для некоторых водителей ограничение скорости может показаться необоснованным или неудобным. Тем не менее экономические показатели свидетельствуют о том, что ограничение скорости движения является экономически обоснованной мерой. Для обоснования необходимости введения мероприятий по ограничению скорости на дорогах горнодобывающих предприятий предлагается методика технико-экономического обоснования нормирования скорости движения. Она позволяет оценить потенциальные затраты и выгоды от введения ограничений скорости для конкретного участка дороги [8–11]. Методика технико-экономического обоснования нормирования скорости состоит из пяти этапов, представленных на рис. 1.
Рис. 1 Алгоритм выполнения методики технико-экономического обоснования нормирования скорости на дорогах горнодобывающих предприятий
Fig. 1 An algorithm for implementation of the methodology for the feasibility study of speed regulation on the roads of mining operations
Оценка экономических показателей
На этапе 1 происходит изучение данных о происшествиях на дорогах горнодобывающих предприятий, что позволяет определить участки, на которых наиболее часто происходят ДТП по причине превышения скорости [12].
Статистика о нарушениях скоростного режима на дорогах горнодобывающих предприятий показывает, что наиболее распространённое нарушение – превышение максимально разрешённой скорости движения водителями технологического транспорта.
На этапе 2 снижение затрат можно выразить суммой снижения затрат в год на эксплуатацию транспортных средств (ТС), на проведение ремонтов и капитальных ремонтов автомобильных дорог в результате снижения количества происшествий при нормировании скорости движения и в результате снижения выбросов отработавших газов. Снижение расхода топлива позволит снизить годовые затраты на эксплуатацию ТС на величину экономии топлива и моторного масла (в расчет не приняты износ деталей и расход других эксплуатационных материалов) [13]:
(1)
Высокие эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание дорог приводят к дефициту бюджета, потерям при доставке полезных ископаемых. Нормирование скорости движения позволит замедлить разрушение дорожного покрытия и сократить годовые затраты на проведение ремонтов и капитальных ремонтов автомобильных дорог горнодобывающего предприятия [14–17]:
(2)
Статистика гласит, что за год количество аварий на территории Российской Федерации составило около 132 000 2. На сегодняшний день согласно законодательству страховые компании производят выплаты компенсаций в следующих размерах: вред, причиненный жизни и здоровью, – до 500 тыс. руб.; ущерб имуществу – до 450 тыс. руб.
Не привязываясь к конкретным цифрам, рассчитать снижение затрат в результате снижения количества ДТП при нормировании средней скорости движения можно по формуле
(3)
где ЭСЭУ – снижение затрат в результате снижения количества дорожно-транспортных происшествий при нормировании средней скорости движения, руб.; УГ – ущерб от гибели человека в результате ДТП, руб.; АФГ и АНГ – количество погибших в результате ДТП в год при фактической и нормированной скоростях соответственно, чел.; УР – ущерб от ранения человека в результате ДТП, руб.; АФР и АНР– количество раненых в результате ДТП в год при фактической и нормированной скоростях соответственно, чел.; УФПГ и УНПГ – ущерб автомобилю и грузу в результате ДТП при фактической и нормированной скоростях соответственно, руб. УФПД и УНПД – ущерб дороге и дорожной инфраструктуре в результате ДТП при фактической и нормированной скоростях соответственно, руб.
Экономия затрат на проведение экологических мероприятий в результате снижения выбросов отработавших газов складывается из разности экологических ущербов от выбросов отработавших газов при фактической скорости движения и при нормированной скорости движения.
Оценка расходов и затрат На этапе 3 выделяются затраты на организацию движения и эксплуатацию дорожных устройств; затраты на проведение исследования в ходе научно-исследовательских работ; экономические потери, связанные с увеличением времени доставки полезных ископаемых. Организация дорожного движения на дорогах внутри горнодобывающих предприятий является важным аспектом функционирования транспортной инфраструктуры. Она обеспечивает безопасность, эффективность и комфорт передвижения ТС и пешеходов. Однако организация дорожного движения требует определённых экономических затрат, связанных с проектированием, строительством, эксплуатацией и обслуживанием дорожных устройств [18]. Затраты на организацию движения и эксплуатацию дорожных устройств равны сумме экономических затрат, связанных с проектированием и строительством дорожных устройств организации движения и связанных с эксплуатацией и обслуживанием дорожных устройств организации движения.
Данный вид затрат полностью зависит от уровня, содержания и глубины проводимых исследований. Как правило, организация и проведение данных работ ограничиваются статистическим исследованием интенсивности движения транспорта по дням недели и часам рабочего дня, а также выявления пиковых нагрузок интенсивности.
Время доставки полезных ископаемых играет ключевую роль в современной экономике, так как влияет на конкурентоспособность компаний и уровень удовлетворённости клиентов. Основными видами экономических потерь, связанных с увеличением времени доставки, являются упущенная прибыль, рост издержек, ухудшение репутации.
Для расчета экономических потерь, связанных с увеличением времени доставки полезных ископаемых, используется формула
(4)
Нормирование скорости движения на дорогах внутри горнодобывающих предприятий слабо влияет на увеличение времени доставки, особенно если правильно рассчитать время выхода груженого транспортного средства с учетом снижения скорости движения. К тому же, чтобы избежать экономических потерь, связанных с увеличением времени доставки, компаниям следует оптимизировать свои производственные процессы и улучшить логистику [19]. Это может включать в себя использование современных технологий, таких как автоматизация процессов, расчет времени доставки и внедрение систем управления движением транспорта и работой погрузочно-разгрузочных постов и пунктов. Такие решения имеются и предложены на рынке, например, автоматизированная система управления горнотранспортным комплексом «Карьер», предлагающая систему диспетчеризации парка горнотранспортного предприятия [20]. В этапе 4 определяется итоговая разность доходов и расходов [21], а на этапе 5 полученная положительная итоговая разность говорит о целесообразности введения нормирования скоростей движения ТС на дорогах горнодобывающего предприятия. Отрицательная разность говорит о невыгодности введения ограничения скоростей. В данном случае еще играет роль срок окупаемости вложенных средств. Поэтому нужно производить перспективный расчет на срок окупаемости, чтобы просчитать все затраты и экономию. Были проведены исследования нормирования скоростей движения на Зашуланском угольном месторождении3. При этом протяженность дорог предприятия составляла 24,3 км. Для обоснования нормирования скоростей были проведены их замеры.
Результаты замеров скоростей движения приведены в табл. 1.
Таблица 1 Распределение скоростей движения транспортных средств на автомобильных дорогах горнодобывающего предприятия до и после введения нормирования скорости
Table 1 Distribution of the vehicle speeds on the roads of the mining company before and after the introduction of speed regulation
Таблица 2 Распределение затрат и экономии средств при нормировании скорости в 2018–2023 гг.
Table 2 Distribution of costs and savings in speed regulation from 2018- 2023
Данные позволяют сделать вывод, что нормирование дало положительный результат. Цели его достигнуты, при этом удалось повысить количество ТС, двигающихся с нормированной или чуть выше скоростью движения, практически на 15%.
Рис. 2 Распределение автомобилей по скоростям движения на автомобильных дорогах угольного разреза до и после введения ограничения скорости движения
Fig. 2 Distribution of the vehicles by speed on the roads of a coal strip mine before and after the introduction of speed limits
Рис. 3 Итоговая разность затрат и экономии средств Эсум, абсолютный Эабс и накопленный Эабн доход по отношению к 2018 г. при нормировании скорости движения с 2018 по 2023 г.
Fig. 3 The total difference of costs and cost savings Эсум, absolute Эабс and accumulated Эабн revenue in relation to 2018 with the speed regulation from 2018 to 2023
Экономическая оценка нормирования скорости на автомобильных дорогах горнодобывающего предприятия (табл. 2, рис. 3) показала, что срок 1 год является недостаточным для оценки окупаемости затрат на нормирование скорости движения.
Однако при оценке доходов и расходов на более длительный срок (начиная с трех лет) можно получить значительную экономию при введении мероприятий нормирования скорости на дорогах горнодобывающих предприятий.
Заключение
Методика технико-экономического обоснования нормирования скорости является важным инструментом планирования безопасности движения технологического транспорта, который помогает принимать обоснованные решения на основе расчетных данных. Ее использование позволяет не только улучшить уровень безопасности на дорогах, в шахтах, на горных разрезах и снизить риски аварийных ситуаций, но и рассчитать экономию денежных средств, обосновав комплекс мероприятий по нормированию скорости движения с экономической точки зрения.
Положительный экономический эффект, полученный в ходе расчетов по данной методике, доказывает необходимость ее применения. Соблюдение скоростного режима призвано в том числе обеспечить безопасность на дорогах горнодобывающих предприятий, сократить расходы на их обслуживание и ремонт, а также сохранить жизни и здоровье шахтеров.
Список литературы
1. Ботян Е.Ю., Лавренко С.А., Пушкарев А.Е. Методика уточненного расчета межремонтного периода элементов подвески карьерных автосамосвалов посредством учета горнотехнических условий их эксплуатации. Горная промышленность. 2024;(1):71–76. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-1-71-76 Botyan E.Y., Lavrenko S.A., Pushkarev A.E. Methodology for refined calculation of mean time to repair of mining dump truck suspension elements with account of mining and technical conditions of their operation. Russian Mining Industry. 2024;(1):71–76. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-1-71-76
2. Бабырь Н.В., Габов В.В., Носов А.А., Никифоров А.В. Особенности конструкции и технологии работы выемочного модуля для угольных месторождений Российской Арктики. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024;(6):5–16. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_6_0_5 Babyr N.V., Gabov V.V., Nosov A.A., Nikiforov A.V. Features of design and work method of mining module at coal deposits in the Russian Arctic. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(6):5–16. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_6_0_5
3. Malozyomov B.V., Martyushev N.V., Babyr N.V., Pogrebnoy A.V., Efremenkov E.A., Valuev D.V., Boltrushevich A.E. Modelling of reliability indicators of a mining plant. Mathematics. 2024;12(18):2842. https://doi.org/10.3390/math12182842
4. Botyan E.Y., Lavrenko S.A., Pushkarev A.E. Evaluation of complicated mining exploitation conditions influence on service life of open pit trucks suspensions with remote monitoring systems. International Journal of Engineering. 2024;37(11):2268– 2275. https://doi.org/10.5829/ije.2024.37.11b.12
5. Сафиуллин Р.Н., Сафиуллин Р.Р., Сорокин К.В. Метод оценки и прогнозирования технического состояния ресурсных элементов карьерных самосвалов на основе контрольных карт Шухарта. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024;(7):111–124. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_7_0_111 Safiullin R.N., Safiullin R.R., Sorokin K.V. Assessment and prediction of technical condition of dump truck life components using the Shewhart control charts. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(7):111–124. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_7_0_111
6. Махараткин П.Н., Абдулаев Э.К., Вишняков Г.Ю., Ботян Е.Ю., Пушкарев А.Е. Повышение эффективности функционирования карьерных автосамосвалов на основе обоснования их рациональной скорости с помощью имитационного моделирования. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(6-2):237–250. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_237 Makharatkin P.N., Abdulaev E.K., Vishnyakov G.Yu., Botyan E.Yu., Pushkarev A.E. Increase of efficiency of dump trucks functioning on the basis of justification of their rational speed by means of simulation modeling. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(6-2):237–250. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_237
7. Cao Y. Analysis of accident source and preventive measures in local coal mine. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019;237(3):032082. https://doi.org/10.1088/1755-1315/237/3/032082
8. Afanas’ev A.S., Egoshin A.M., Alekseev S.V. Justification of logistical approach application in road safety management. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018;194:072001. https://doi.org/10.1088/1755-1315/194/7/072001
9. Oladimeji D., Gupta K., Kose N.A., Gundogan K., Ge L., Liang F. Smart transportation: An overview of technologies and applications. Sensors. 2023;23(8):3880. https://doi.org/10.3390/s23083880
10. Keropyan A.M., Kuziev D.A., Krivenko A.E. Process research of wheel-rail mining machines traction. In: Radionov A., Kravchenko O., Guzeev V., Rozhdestvenskiy Y. (eds) Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). Springer, Cham; 2020, рр. 703–709. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22063-1_75
11. Kouziyev D., Krivenko А., Chezganova D., Blumensteiun V. Sensing of dynamic loads in the open-cast mine combine. E3S Web of Conferences. 2019;105:03014. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910503014
12. Zhao P., Li Y., Han B., Yang R., Liu Z. Integrated optimization of rolling stock scheduling and flexible train formation based on passenger demand for an intercity high-speed railway. Sustainability. 2022;14(9):5650. https://doi.org/10.3390/su14095650
13. Louadah H., Papadakis E., McCluskey T.L., Tucker G. Supporting the management of rolling stock maintenance with an ontology-based virtual depot. Applied Sciences. 2024;14(3):1220. https://doi.org/10.3390/app14031220
14. Gurmai L., Kiss P. A comparative study of destructive effects resulting from road profile acting on off-road towed vehicles. Journal of Terramechanics. 2019;81:57–65. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2018.06.002
15. Doroshin I., Jadanovskiy B., Kazaryan R. Methodology for economic substantiation of assessment of the integrated use of organizational and technological solutions for land allocation for road and bridge construction. E3S Web of Conferences. 2023;460:09011. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202346009011
16. Levkovich O., Rouwendal J., van Marwijk R. The effects of highway development on housing prices. Transportation. 2016;43(2):379–405. https://doi.org/10.1007/s11116-015-9580-7
17. Zheng S., Jiang C., Wang K. Climate change adaptation projects of transport facilities: is a demonstrator necessary? Annals of Operations Research. 2024. https://doi.org/10.1007/s10479-024-06010-8
18. Ryazanova O., Timin A. Assessment of the state, threats and risks of the economic security system of motor transport enterprises of the Kirov region. Transportation Research Procedia. 2022;63:1121–1130. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2022.06.115
19. Kholiyarov N.A. Criteria for assessing economic safety in the field of motor vehicles. European Journal of Humanities and Educational Advancements. 2022;3(3):211–215. Available at: https://www.scholarzest.com/index.php/ejhea/article/view/1974 (accessed: 19.10.2024).
20. Bakhaev P.K. Automated control of unmanned truck for transport complex of mining industry. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1333(5):052001. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1333/5/052001
21. Pawelczyk M. Contemporary challenges in military logistics support. Security and Defence Quarterly. 2018;20(3):85–98. https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.4597
