Оптимизация планирования погрузки, выгрузки, сортировки контейнеров в АСУ контейнерным пунктом

Введение и постановка задачи

Оперативное планирование погрузки, выгрузки и сортировки контейнеров, называемое также решением задачи комплектообразования контейнеров, имеет существенное значение для эффективной работы контейнерного пункта и организации контейнерных перевозок в целом.

Правильное решение данной задачи позволяет достичь следующих результатов:

• соблюдение плана формирования вагонов с контейнерами;

• сокращение времени обработки подачи вагонов с контейнерами;

• повышение производительности работы подъемно-транспортных машин;

• соблюдение сроков доставки грузов в контейнерах.

План комплектообразования составляется зав. контейнерной площадкой или приемосдатчиком-планером контейнерной площадки и дается для исполнения всем приемосдатчикам и машинистам подъемно-транспортных машин.

При расчете плана комплектообразования используются следующие исходные данные:

• вагонные листы на прибывшие вагоны с контейнерами, поданными на контейнерную площадку;

• перевозочные документы на транзитные контейнеры, находящиеся на контейнерной площадке;

• перевозочные документы на контейнеры «своей» погрузки, готовые к отправлению (на площадке);

• копии нарядов КЭУ-16 на планируемые к завозу контейнеры;

• выписка из плана формирования вагонов с контейнерами для дан ной станции;

• типовые схемы размещения контейнеров на различных типах вагонов;

• правила возврата порожних контейнеров в государства-собственники согласно «Правилам эксплуатации, пономерного учета и расчетов за пользование универсальными контейнерами принадлежности железнодорожных администраций».

При разработке плана комлектообразования контейнеров необходимо выполнить следующие условия:

• среднетоннажные контейнеры должны перевозиться только полными комплектами;

• погрузка крупнотоннажных контейнеров неполными комплекта ми допускается только с разрешения службы грузовой и коммерческой работы (в случаях нарушений сроков доставки грузов, особых условий пере возки и ее оплаты).

Размещение контейнеров на вагонах должно выполняться в соответствии с правилами, изложенными в главе 9 «Технических условий размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах».

При разработке плана комплектообразования необходимо обеспечить:

• выполнение плана формирования вагонов с контейнерами (меж государственного и внутридорожного);

• максимальное формирование «прямых» вагонов (контейнеры на вагоне имеют одну и ту же станцию назначения);

• максимальное количество комплектов груженых контейнеров;

• сохранение «ядра» транзитных контейнеров на сортируемых вагонах;

• выбор приоритетности включения в комплект контейнеров в зависимости от следующих факторов: срока доставки груза, времени нахождения на контейнерном пункте (контейнеры с более длительным временем простоя включаются в план погрузки в первую очередь), рода груза (домашние вещи, опасные грузы, ценные грузы);

• возврат порожних контейнеров и вагонов в государства-собственники либо их погрузку в попутном направлении в соответствии с «Перечнем железных дорог, на которые разрешена попутная погрузка контейнеров , возвращающихся в государство-собственник»;

• возврат приписных контейнеров на дороги приписки;

• сокращение пробега подъемно-транспортных машин при реализации плана.

При недостатке груженых контейнеров на определенное назначение допускается пополнение комплекта порожними контейнерами (не более 2-3 единиц).

Проблема автоматизации решения задачи комплектообразования в силу ее актуальности всегда находилась в центре внимания специалистов ВНИИЖТ, ВНИИАС, занимающихся разработкой АСУ контейнерным пунктом (АСУ КП).

Проблеме и опыту автоматизации решения задачи в составе АСУ КП посвящены статьи. Предыдущие алгоритмы решения задачи комплектообразования содержали различные упрощения, связанные с ограниченными вычислительными ресурсами компьютеров, а также с недостаточной изученностью всего многообразия критериев, ограничений и параметров настройки задачи. По мере появления более мощных компьютеров, накопления опыта внедрения задачи на различных станциях, усложнения технологии решения задачи разработчиками АСУ КП из ВНИИАС разрабатывались более совершенные алгоритмы ее решения. О предыдущем опыте внедрения задачи комплектобразования в составе действующей АСУ КП разработки ВНИИ АС рассказывалось. В настоящей статье рассматривается последний, усовершенствованный вариант задачи, включенный в АСУ КП в составе «Автоматизированной системы контроля за использованием и продвижением контейнеров» (ДИСКОН).

АСУ КП внедряется на сети железных дорог с середины 80-х годов. Однако массовое внедрение системы стало возможным только после разработки специалистами ВНИИАС типовой АСУ КП с использованием современных программных и аппаратных средств.

АСУ КП обладает гибкой системой настройки и адаптации к особенностям технологии различных контейнерных пунктов. Широкому внедрению системы во многом способствовало внедрение с 1999 г. на сети железных дорог системы ДИСКОН, т. к. АСУ КП служит основой системы ДИСКОН на линейном уровне.

В настоящее время АСУ контейнерным пунктом или отдельные комплексы АРМ приемосдатчика контейнерной площадки (АРМ ПСК) во взаимодействии с системой ЭТРАН или с АРМ товарного кассира (АРМ ТВК) внедрены почти на 500 станциях сети железных дорог. Внедрение АСУ КП на большом количестве объектов потребовало иного подхода и к решению задачи комплектообразования. В предыдущих версиях алгоритма программа рассчитывалась, исходя из строго заданного количества критериев и ограничений, причем каждый критерий имел свой приоритет по отношению к другим, например, комплект на «прямое»- назначение был более приоритетен, чем сборный перегрузочный недокомплект на входную станцию дороги назначения.

В усовершенствованном алгоритме важность критериев относительна и может меняться в зависимости от условий работы контейнерного пункта.

С помощью специальных настроек можно описать, при каких условиях относительная важность критериев изменяется. Например, сборный перегрузочный недокомплект становится более приоритетным, чем «прямой комплект», если в сборный перегрузочный недокомплект входят контейнеры с нарушением срока доставки, а в «прямом» комплекте таких контейнеров нет. Кроме системы гибкой настройки критериев и приоритетов решения задачи, усовершенствованный алгоритм имеет ряд преимуществ по сравнению с предыдущим, например:

• обеспечивается контроль срока доставки (в предыдущем алгоритме обеспечивалось первоочередное включение в комплект долго простаивающих контейнеров на контейнерном пункте без контроля сроков доставки);

• обеспечивается возврат вагонов и контейнеров в государства- собственники на основе данных о принадлежности вагонов и контейнеров;

• обеспечивается расчет плана комплектообразования, общий для нескольких контейнерных площадок с возможностью передачи контейнеров с одной площадки на другую.

Остановимся подробнее на технологии решения задачи комплекто-образования в АСУ КП. В АРМ ПСК задача решается на основе нахождения оптимального значения комплексного критерия, в состав которого входят частные критерии: время нахождения контейнера на контейнерном пункте, приоритетность погрузки контейнеров, сохранение «ядра» на вагонах, минимизация пробега кранов при перемещении контейнеров с учетом наличия на контейнерной площадке нескольких подкрановых путей и нескольких одновременно работающих кранов.

При этом выполняются следующие условия (ограничения): выполнение плана формирования вагонов с контейнерами, соблюдение типовых схем погрузки контейнеров по различным типам вагонов, обеспечение возврата вагонов и контейнеров в государства - собственники. Кроме того, при расчете выделяются «особые» контейнеры, которые необходимо включить в план погрузки в первую очередь (с «угрозой» нарушения срока доставки, домашние вещи, опасные грузы).

Решение задачи

Для решения задачи используется эвристический алгоритм, в отдельных частях которого используются идеи метода «ветвей и границ».

Задача комплектообразования решается на основе информации о вагонах и контейнерах, содержащихся в оперативной базе данных АСУ КП, в которой отражены все операции, выполняемые с контейнерами. Таким образом, в БД в реальном времени отражается полная ситуация на контейнерном пункте.

По запросу приемосдатчика (или другого работника контейнерного пункта) с дорожного уровня ДИСКОН в АСУ КП поступает информация в объеме вагонного листа о подходе контейнеров на данную станцию (сообщение 1690), которая автоматически записывается в базу данных АСУ КП. В базу данных также автоматически записывается информация о принадлежности вагонов и контейнеров государствам-собственникам на основе копий Автоматизированного банка данных парка контейнеров (АБД ПК) и Автоматизированного банка данных парка вагонов (АБД ПВ), хранимых на дорожном уровне ДИСКОН.

После подачи вагонов с контейнерами на контейнерную площадку приемосдатчик списывает номера вагонов и вводит их в компьютер АРМа ПСК. В случае необходимости приемосдатчик, используя перевозочные документы, вводит дополнительные данные (отсутствующие в справке 1691).

При помощи специального режима АРМ ПСК приемосдатчик оформляет и распечатывает памятку ГУ-45ВЦ. При этом АРМ ПСК автоматически формирует и передает в дорожный уровень ДИСКОН сообщение 1397, соответствующее памятке ГУ-45ВЦ.

Затем приемосдатчик «запускает» на АРМ ПСК задачу «Комлектообразование». Время решения задачи - несколько секунд, после чего на экране и на печать выводится закрепление комплектов контейнеров на вагоны подачи (рисунок 1).

Рис. 1. Результат расчета плана комплектообразования

Приемосдатчик должен проверить рекомендацию комплектообразования для каждого вагона подачи. При согласии с рекомендацией он должен ее принять, нажав на кнопку «Принять рекомендацию». Если приемосдатчик не согласен с рекомендацией, он должен войти в режим «Корректировка», откорректировать рекомендацию и затем ее принять (рисунок 2)

Рис. 2. Экран корректировки результатов комплектообразования

После того, как приняты рекомендации на все вагоны подачи, на которые рекомендуется погрузить комплекты контейнеров, приемосдатчик, нажав на кнопку «Сортировочный лист», выдает на печать наряды на погрузку, выгрузку и сортировку (сортировочные листы) для каждого вагона подачи, на которые имеются принятые рекомендации.

В сортировочных листах для каждого вагона указываются:

• станция назначения плана формирования, на которую рекомендуется погрузить вагон;

• тип вагона;

• рекомендуемая схема погрузки с указанием количества контейнеров каждого типа;

• вид операций с контейнерами (оставить на данном вагоне в качестве «ядра», снять с вагона на площадку, перегрузить на другой вагон, по грузить на данный вагон с площадки, погрузить на данный вагон с других вагонов).

Напротив каждого контейнера в сортировочном листе проставляется станция назначения и координата на площадке или на вагоне. Если контейнер относится к выделенным категориям (долго простаивающий, с домашними вещами, с опасным грузом), в сортировочном листе делается соответствующая пометка.

Координата для контейнеров, находящихся на площадке (земле), может не проставляться, если на площадке по каким-либо причинам не ведется система идентификации контейнеро-мест.

Один экземпляр нарядов передается крановщику, другой - остается у приемосдатчика.

Реализация плана может осуществляться по нескольким вариантам:

а) приемосдатчик, пользуясь нарядами, делает меловую разметку контейнеров, после чего крановщик работает самостоятельно;

б) приемосдатчик готовит графические шаблоны на каждый вагон и передает их крановщику для реализации;

в) приемосдатчик, присутствуя на площадке, оперативно руководит действиями крановщика, для чего может использоваться радиосвязь между приемосдатчиком и крановщиком;

г) при соответствующем оснащении контейнерной площадки средства ми автоматического позиционирования крана крановщику на специальный монитор из ПЭВМ последовательно выдаются команды на выполнение операций с указанием точных координат контейнера на площадке и вагоне.

По окончании выгрузки контейнеров с вагона по инициативе приемосдатчика на АРМе ПСК автоматически формируется и передается на дорожный уровень ДИСКОН сообщение 422 о выгрузке контейнеров.

По окончании погрузки вагона на АРМе ПСК автоматически печатается вагонный лист, который соответствует принятой рекомендации комплектообразования. Одновременно в АРМе автоматически формируется и передается на дорожный уровень ДИСКОН сообщение 421 о погрузке контейнеров на вагон.

При выполнении всех перегрузочных операций приемосдатчик обязан убедиться в исправности контейнера в техническом и коммерческом отношении, включая наличие запорно-пломбировочных устройств и соответствие их номеров номерам, указанным в вагонном листе. Данное требование относится также к контейнерам, которые остаются на вагоне в качестве «ядра».

По окончании обработки всей подачи приемосдатчик на АРМ ПСК оформляет памятку ГУ-45ВЦ на уборку вагонов. Одновременно автоматически формируется и передается на дорожный уровень ДИСКОН сообщение 1397.

При начальной установке АРМ ПСК, а также при изменении условий работы осуществляется настройка АРМа по следующим параметрам:

• номер площадки;

• количество секций, рядов, мест на площадке;

• количество кранов;

• зоны работы кранов (диапазон номеров секций);

• приоритетность различных критериев комплектообразования;

• межгосударственный и внутридорожный план формирования вагонов с контейнерами для данного контейнерного пункта;

• типовые схемы размещения контейнеров для вагонов различных типов.

На станциях, имеющих несколько площадок для среднетоннажных контейнеров или крупнотоннажных контейнеров, план комплектообразования разрабатывается по двум вариантам:

а) для каждой площадки в отдельности;

б) общий план для всех однотипных площадок.

Второй вариант обладает преимуществами, поскольку позволяет сформировать большее число «прямых» вагонов и сократить время накопления контейнеров.

Для реализации данного варианта необходимо предусмотреть и способы формирования вагона контейнерами с разных площадок:

а) путем переподачи вагонов с одной площадки на другую с соблюдением условий безопасности (т.е. среднетоннажные контейнеры должны перевозиться в вагонах полными комплектами);

б) контейнеры, включенные в план комплектообразования, перевозятся с площадки на площадку автотранспортом.

В зависимости от указанных выше вариантов осуществляется соответствующая настройка АРМ ПСК.

Заключение

Автоматизированный расчет плана комплектобразования в АСУ КП во взаимодействии с системой ДИСКОН позволяет значительно сократить время составления плана комплектообразования с 1-2 часов до нескольких секунд, причем качество автоматизированного расчета значительно выше, т.к. программа учитывает все факторы, которые приемосдатчик-планер не может учесть из-за многообразия критериев и ограничений.

Взаимодействие с системой ДИСКОН позволяет значительно сократить время на ввод информации в базу данных, т.к. информация о прибывших вагонах и контейнерах и об их принадлежности государствам-собственникам поступает в АСУ КП с дорожного уровня ДИСКОН.

К перспективам развития задачи следует отнести:

• более тесную интеграцию с ДИСКОН, в частности, получение информации о сроках доставки с дорожного уровня ДИСКОН;

• интеграцию с разрабатываемой в настоящее время системой централизованного ведения нормативно-справочной информации плана формирования вагонов с контейнерами;

• внедрение АСУ КП во взаимодействии с системой « Координата», что позволит осуществлять запись в базу данных АСУ КП в автоматическом режиме информации о координатах контейнера на площадке и передавать задания на выполнение операций с контейнерами из АСУ КП на бортовой компьютер крановщика;

• планирование завоза контейнеров автотранспортом на основе за визированных в системе ЭТРАН накладных для включения в план комплектообразования поступающих от грузоотправителей контейнеров;

• дальнейшую универсализацию алгоритма на основе опыта внедрения на сети железных дорог.