Виперайленко С.О.

Східноукраїнський національний університет імені В.Даля

ОПТИМІЗАЦІЯ ВИКОРИСТАННЯ ВАГОННОГО ПАРКУ НА МЕРЕЖІ ЗАЛІЗНИЦЬ УКРАЇНИ

Розподіл порожніх вагонів під навантаження здійснюється на мережі кожної залізниці і на лінійно­му рівні (вирішальних станціях, сортувальних, дільничних і вантажних станціях). У су­часних умовах все гостріше стає проблема підвищення ефективності використання рухомого складу, в тому числі і за рахунок оптимізації забезпечення планового навантаження вантажними ресурсами.  Важливість цієї проблеми полягає у тому, що кількісні показники мережі за           1991 - 2009 роки лишаються на низькому рівні. Так за цей час вантажообіг скоротився, зменьшились робочий парк і оборот вагону, а статичне навантаження вагонного парку зростає та збільшуються простої вагонів. Все це свідчить про наявність суттєвих недоліків   в експлуатаційній роботі залізниць,    що потребує раціональних дій по використанню вагонного парку, таких як  впровадження  інформаційних технологій і системи автоматичної інденсифікації рухомого складу,  прикріплення станцій зародження  порожніх вагонопотоків до станцій навантаження, тобто  вибір найдешевших маршрутів прямування порожніх вагонів до станцій навантаження при безумовному виконанні.

 Динамічна оптимізація прикріплення пунктів утворення вантажних ресурсів  до станцій навантаження  з урахуванням досвіду зарубіжних залізниць має проводитись з метою досягнення економічного результату від впровадження передових інформаційних технологій з урахуванням наступного:

¾          місць дислокації станцій вивантаження вагонів певного роду, станцій їх наступного навантаження, кількості вивантажених вагонів і їх потреби для наступного навантаження; а також термінів, коли утворюються вантажні ресурси, коли потрібно здійснити навантаження конкретного вантажу в певного роду порожні вагони;

¾          направлення необхідної кількості порожніх вагонів у конкретні пункти навантаження, яке має здійснюватися на підставі діючого плана формування та графіка руху поїздів за умовою мінімізації цільової функції данної задачі;

¾          діючих обмежень на завантаження конкретних вантажів у відповідні вагони.

Динамічна оптимізація  задачі прикріплення пунктів утворення вантажних  ресурсів до пунктів  навантаження  в автоматизованій системі  моделювання  та аналізу експлуатаційної роботи залізниць має основуватися на функціюванні наступних підсистем:

¾          розрахунок технологічних параметрів перевезень;

¾          декадне прогнозування потреби вантажних ресурсів у реальному масштабі часу з формуванням для кожної відправки в інфомаційній базі автоматизованної системи залізниці наступних данних: станція навантаження, рід вантажу, тип і кількість необхідного для на­вантаження  рухомого складу, заявлений час подачі, в необхідних випадках додаткові вимоги  до вагонів (зав­дяки чому встановлюється місце, час і кількість по­трібних вантажних ресурсів);

¾          місячне пргнозування потреби вантажних ресурсів конкретного роду для станції навантаження на кожній залізниці і мережі в цілому з подобовим їх  прогнозуванням на підставі використання всіх вихідних данних для кожної відправки, а також технологічних параметрів перевезень;

¾          вагонна модель у рамках автоматизованої системи ке­рування вантажними перевезеннями на залізничному транспорті України, яка акумулює опера­тивні дані про переміщення рухомого складу (вагони належності УЗ та держав СНД і Балтії);

¾          динамічна повагонна модель придатності порожніх вагонів під навантаження конкретних вантажів, дані якої дають можливість прогнозувати місця, час і кількість утворених вантажних ресурсів та їх при­датність до навантаження певних вантажів;

¾          прогнозування кількості створених вантажних ре­сурсів на станціях і складання плану регулювання по­рожніх вагонів  кожного роду; визначення загальних розмірів здачі порожніх вагонів із-під вивантаження або надходження під навантаження;

¾          здійснення контролю за дотриманням в оперативних умовах оптимальної схеми переміщення вагонів з надан­ням грошових заохочень, або накладанням штрафних санкцій щодо виконавців конкретних операцій;

¾          оптимізаційна програма, що періодично (не менше, ніж один раз на добу) на основі постійно обновлювальної інформації про заявки відправників на навантаження, моделі розміщення навантажених і порожніх вагонів на дільницях, вантажних і технічних станціях у реально­му масштабі часу, технологічних параметрів перевезень  з прогнозуванням утворення вантажних ресурсів (порожніх вагонів) і використанням методики вибору напрямків прямування вагонопотоків і порожніх вагонів мережею залізниць, здійснює закріплення пунктів ут­ворення порожніх вагонів з урахуванням їх придатності під навантаження до станцій наступного навантаження (при цьому використовується критерій мінімуму витрат на переміщення навантажених і порожніх вагонів з максимальним задоволенням запитів вантажовласників за часом прибуття, кількості і якості подач вагонів під вивантаження), в результаті чого розробляється опти­мальна схема переміщення порожніх і навантажених ва­гонів у мережі залізниць[1].

Розробка раціональної схеми направлення порожніх вагонів полягає в визначенні оптимального варіанта при­кріплення станцій, де утворюється нестача порожніх вагонів, до станцій з їх надлишком. Дана задача нале­жить до класу транспортних задач лінійного програму­вання [2].

Вихідні дані для рішення такої транспортної задачі формулюються для   станцій первісного вивантаження (утворення вантажних ресурсів) і станцій наступного навантаження. На станціях вивантаження вантажні ресурси утворюються в момент закінчення вивантаження вагона. Протягом періоду прогнозу (місяць, декада) таких моментів для кожного вантажовласника буде певна кількість. Тому для створення моделі функціонування станцій утворення вантажних ресурсів з урахуванням [1] необхідно ввести наступні позначення :

—k-й момент часу утворення вантажних ресурсів на і-й станції вивантаження;

 — кількість порожніх вагонів, вивільнених після вантаження в момент  на і-й станції  вивантаження;

=l, 2, 3..., k — загальна кількість моментів утво­рення вантажних ресурсів (моментів закінчення виванnаження вагонів) на і-й станції вивантаження протягом планового періоду;

і=1 2,3,..., n — кількість станцій вивантаження (но­мер станції).

Для станцій майбутнього навантаження вводяться наступні позначення [1]:

— d-й момент утворення потреби в порожніх ваго-на 'на і-й станції наступного навантаження;

— кількість порожніх вагонів, які потрібні в мо­мент  на і-й станції навантаження;

d = 1, 2, 3….,d — загальна кількість моментів утворення потреби в порожніх вагонах на і-й станції наван­таження протягом планового періоду;

J = 1, 2, 3….,m — кількість станцій навантаження (но­мер станції).

Раціональний розподіл порожніх вагонів на полігоні з визначеною кількістю станцій вивантаження-навантаження і порожніх вагонів, які зароджуються і гасяться в межах регіону, здійснюється на підставі визначення мінімального значення сумарних транспортних витрат (цільова функція) від транспортування порожніх вагонів з урахуванням [1]:

,

де — кількість порожніх вагонів, утворених на і-й станції вивантаження в -й момент часу і підв'яза­них до /-Ї станції навантаження в tf -й момент часу;

— витрати на один порожній вагон під час його транспортування від і-ї станції вивантаження (мо­мент його утворення ) до j-ї станції навантаження у момент потреби в порожніх вагонах .

При мінімізації цільової функції слід враховувати наступні обмеження [1]:

   

        

де — величина надлишку порожніх вагонів в і-му пункті, ваг.;

 — величина недостачі порожніх вагонів в і-му пункті, ваг.

ЛІТЕРАТУРА

1.Ивницкий В.А., Буянов В.А., Соколов Н.Б. Динамическая оптимизация обеспечения намечаемой погрузки погрузочньїми ресурсами // Вестник ВНИИЖТ. — 2000. — № 5. — с. 28—31.

2.Нестеров Е.П. Трал спорти не задачи линейного програм-мирования. М.; Транспорт, 1971. — 261 с.

3.Тишкин Е.М. Информационно-управляющие технологии зксплуатации вагонного парка. Труди ВНИИАС, 4 выпуск. — М.: ФГУП «Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ», 2005. — 187 с.