Уточнення моделі розрахунку плану формування поїздів за рахунок урахування ефекту навантаженості сортувальних станцій

Abstract

UA: Стаття присвячена вдосконаленню математичної моделі розрахунку плану формування поїздів (ПФП) на мережі залізниць АТ «Укрзалізниця». Система організації вагонопотоків на залізничному транспорті базується на стратегічному плануванні на основі ПФП, що дозволяє підвищити ефективність використання вагонів та інфраструктури, зменшити затримки при формуванні поїздів та скоротити тривалість перевезення. Існуючі моделі не відображають певні нюанси процесу формування поїздів на сортувальних станціях в першу чергу тому, що існуючі методи розрахунку ПФП не передбачають використання таких ускладнених моделей. Таке становище фактично створює підґрунтя для наявності високого рівня епістемічної невизначеності в системі управління експлуатаційною роботою підсистеми вантажних залізничних перевезень і гальмує прогрес в цьому напрямку. Запропоноване уточнення моделі у вигляді функції змінного коефіцієнта завантаженості технічних станцій відображає реальний ефект уповільнення переробки вагонопотоків і відповідно додаткових витрат вагоно-годин у випадках, коли технічні станції працюють у навантажених режимах роботи. Для здійснення розрахунків використано автоматизований метод розрахунку ПФП, раніше розроблений одним з авторів даного дослідження, що ґрунтується на застосуванні математичного апарату генетичних алгоритмів. Порівняльний аналіз результатів розрахунків за типовою та вдосконаленою моделями показав, що врахування впливу перевантаженості станцій дозволило скоротити витрати на 405,7 вагоно-годин, або 3,5% від загальних витрат на накопичення та переформування составів. Реалізація даного підходу щодо уточнення моделі, який базується на використанні сучасного методу розрахунку ПФП, може слугувати основою для подальшого вдосконалення методів стратегічного планування перевізного процесу та мінімізації впливу факторів невизначеності. Запропоноване уточнення моделі розрахунку ПФП також представляє теоретичний інтерес як приклад застосування підходу, спрямованого на зменшення рівня невизначеності епістемічного типу в системі управління експлуатаційною роботою залізничного транспорту.

EN: The article is dedicated to improving the mathematical model for calculating the freight train formation plan (TFP) on the railway network of JSC «Ukrzaliznytsia». The system of organizing freight flows in rail transport is based on strategic planning through TFP, which allows increasing the efficiency of using cars and infrastructure, reducing delays in forming trains, and reducing their transportation time. At the same time, the existing TFP calculation models have certain shortcomings, in particular, the complexity of taking into account the numerous factors that influence the process of train formation. This study proposes a refinement of the TFP mathematical model by including the dependence of wagon-hour costs on the function of the variable utilization factor of technical stations. An automated calculation method developed by one of the authors, based on the application of the mathematical apparatus of genetic algorithms, was used for the calculations. A comparative analysis of the calculation results using the standard and improved models showed that taking into account the impact of station congestion allowed reducing costs by 405.7 wagon-hours, or 3.5% of the total costs for train accumulation and reformatting. The application of the proposed refinement of the TFP model allows the railway operator to obtain more accurate and justified planning results, which will contribute to improving the efficiency of wagon flow management. In addition, the implementation of this approach can serve as the basis for further improving the methods of strategic planning of the transportation process and minimizing the impact of uncertainty factors. The proposed refinement of the TFP calculation model has not only a practical focus, but also represents a theoretical example of the application of an approach aimed at reducing the level of epistemic uncertainty in the management system of the operational work of rail transport. The systematic development and implementation of such approaches creates the basis for mitigating the negative impact of factors that represent sources of other types of uncertainty.