Модель оперативного планирования регулировки порожних вагонов с учетом степени их годности под погрузку

Введение

Современные условия использования грузовых вагонов требуют учета на этапе планирования их неоднородности в техническом и коммерческом отношении, повышения требований грузоотправителей к подаваемым под погрузку вагонам в отношении их годности для перевозок различных грузов.

Актуальность оптимизации обеспечения планируемой погрузки погрузочными ресурсами обосновывается. Здесь же используется модель динамической транспортной задачи для решения задачи оптимального планирования регулировки порожних вагонов. В постановке задачи предполагается однородность подвижного состава, одновременно учитываемого при планировании.

В настоящей работе описывается развитие идеи построения модели оперативного регулирования порожних вагонов на базе динамической транспортной задачи, но уже с учетом степени годности их под погрузку.

Постановка задачи планирования оперативной регулировки порожних вагонов представляет самостоятельный интерес, тем более что она сводится к широко известной модели транспортной задачи, методы которой хорошо изучены и весьма эффективны. Дальнейшее развитие идеи применения предлагаемой модели в оперативном планировании регулировки и проблемы ее программной реализации являются материалом для будущих публикаций.

Степень годности вагона под погрузку — это характеристика вагона, определяющая его годность для перевозок различных грузов и запреты погрузки в отдельные назначения. Эта характеристика—величина, состоящая из набора показателей. Каждый показатель определяет некоторое свойство вагона, имеющее значение при подборе его для обеспечения определенной заявки.

Степень годности вагона под погрузку зависит:

1) от его коммерческого состояния;

2) от его технического состояния;

3) от его конструктивных особенностей;

4) от его принадлежности определенному собственнику.

Коммерческое состояние зависит от ранее перевозимых грузов и проводимых очисток и промывок вагона и определяется согласно специально разработанной классификации. Техническое состояние вагона, не удовлетворяющее техническим условиям погрузки и крепления всех грузов или требованиям к подвижному составу, используемому в межгосударственном сообщении, определяет условную его годность для перевозок.

Для определения технического состояния вагона предлагается использовать номенклатуру грузов, введенную при описании технических условий погрузки и крепления грузов. Ограниченную годность вагона определяет наличие неисправностей кузова вагона, приводящих к невозможности перевозки некоторых грузов.

Каждый класс вагона, определяющий его техническое состояние, может быть определен одним или несколькими кодами контрольных классов грузов.

Конструктивные особенности вагона определяются либо его типом, либо более точно — его моделью.

Собственники вагонов — это МПС, железнодорожные администрации стран СНГ, Балтии, предприятия и организации.

Математическая постановка задачи оперативного регулирования должна учитывать следующие технологические требования и ограничения в течение периода прогнозирования ситуации:

1. Модель должна учитывать нестационарность процесса пересылки порожних вагонов во времени.

2. Географическая железнодорожная сеть должна строиться в соответствии с планом формирования грузовых поездов.

3. Расстояния между станциями формирования поездов и их рас формирования определяются по Тарифному руководству №4.

4. Стоимость пересылки и переработки на сортировочной станции порожнего вагона должна определяться соответствующими ставками эксплуатационных расходов, зависящих от размеров движения.

5. Скорость пересылки вагона определяется следующими величинами: маршрутной скоростью поездов, в которые он включается, и временем простоя с переработкой на сортировочных станциях.

6. Ограничения пропускных способностей отдельных участков учитываются при определении маршрута следования поезда за данного назначения в соответствии с планом формирования.

7. При решении задачи регулировки порожних вагонов должно учитываться наличие «окон» на отдельных участках.

8. Математическая модель оперативного регулирования порожних вагонов должна учитывать возможность переноса времени по грузки из-за дефицита погрузочных ресурсов.

9. Математическая модель оперативного регулирования должна учитывать возможность использования вагонов резерва МПС, для обеспечения заявок при наличии дефицита подвижного состава.

10. Алгоритм решения задачи оперативного регулирования должен предусматривать возможность дефицита, а в отдельных случаях избытка вагонов определенной степени годности под погрузку.

Математическая постановка задачи оперативного планирования регулировки порожних вагонов с учетом их степени годности под погрузку можно сформулировать так.

Критерий эффективности определяет (минимум затрат на обеспечение заявок вагонами):

где N — количество узлов графа, задающего железнодорожную сеть;

М — количество временных интервалов длительностью ∆T, на которые разбит весь период планирования — T;

Ai,m— множество узлов, являющихся оконечными для дуг, исходящих из узла i с привязкой к временному интервалу т (обязательно введение дуги (i, m, i, т+1);

К — количество степеней годности вагонов под погрузку;

L — количество типов заявок;

С1 — множество степеней годности вагонов для обеспечения 1-го типа заявок;

xijmk — количество вагонов k-й степени годности, пересылаемых из i-го узла в течение m-го временного интервала в узел j;

С1ijmk(xijmk) — стоимость пересылки xijmk вагонов k-й степени годности, отправляемых из i-го узла в течение т-го временного интервала в узел j.

В общем случае С2ijmk(xijmk) — кусочно-линейная функция от xijmk (кусочно-линейная задача сводится к линейной известным способом — путем введения дополнительных дуг с соответствующими ограничениями на их пропускные способности).

yjnki — количество вагонов k-й степени годности, прикрепляемых в j-м узле в течение n-го временного интервала к заявкам типа l;

С2jnki(yjnkl) — стоимость прикрепления yjnkl вагонов k-й степени годности в узле j в течение n-го временного интервала к заявкам типа l.

В общем случае С2jnki(yjnkl) — кусочно-линейная функция от yjnkl. Ограничения в узлах имеют вид:

Это ограничение интерпретируется так.

Количество убывших порожних вагонов со станции «минус» количество прибывших порожних вагонов на станцию «плюс» количество прикрепленных вагонов равно заданному количеству освободившихся на станции вагонов, т.е. является условием непрерывности потока в узле расчетной сети, описывающим прием/отправление вагонов k-й степени годности в j-м узле географической сети в течение временного интервала m.

Это уравнение определяет условие, что количество прикрепляемых вагонов должно соответствовать потребностям вагонов, определенных в заявках для j [1,J]; п [1,N]; к [1,К]; l [1,L].

Вj,n — множество узлов, являющихся начальными для дуг, входящих в узел j с привязкой к временному интервалу n;

m — номер временного интервала, на котором должны быть отправлены вагоны из i-го узла, чтобы прибыть в j-й Y узел в течение n-го временного интервала;

Σxijmk — суммарный выходящий из узла j поток вагонов k степени годности в течение n-го временного интервала; Σxjimk — суммарный входящий в узел j поток вагонов k степени годности в течение n-го временного интервала (вы ходящий из всех узлов i в течение временных интервалов m(i));

Σ yjnkl — суммарное количество вагонов к степени годности, прикрепленных к заявкам в j-м узле в течение временного интервала n;

Qзjnl — заданное количество вагонов, необходимое для обеспечения заявок типа l на станции j в течение временного интервала n;

Qвjnk — заданное количество вагонов k-й степени годности, освободившихся (выгруженных) на j-й станции в течение временного интервала n.

Граничные условия определяют задание значений потоков, выходящих до начала периода планирования и входящих в пределах периода планирования, а также значений выходящих потоков в период планирования и входящих после окончания периода планирования, или:

при всех т≤0, для которых отправленные вагоны со станции i на шаге т (до начала периода планирования) прибудут на станцию j в пределах периода планирования и при 1<т< М, для которых вагоны, отправленные со станции i на шаге т, прибудут на станцию j после окончания периода планирования.

qijmk — заданное количество вагонов степени годности k, которые отправлены со станции i на шаге т на станцию j — для т<0, или должно быть отправлено — для т > 1.

Определение значений xijmk, yjnkl сводится к решению транспортной задачи путем построения специальной (достаточно сложной) расчетной сети. На рисунке представлен элемент (а) географической сети и преобразование его в часть расчетной сети (б).

Здесь введены следующие обозначения:

B(i, m, к) — узел расчетной сети, описывающий прием/отправление вагонов k-й степени годности в i-м узле географической сети в течение n-го временного интервала;

З(i,m,k) — узел расчетной сети, описывающий потребность в вагонах для обеспечения заявок типа l в i-м узле географической сети в течение m-го временного интервала;

дуги В) — определяют возможность пересылки вагонов;

дуги 3) — определяют возможность прикрепления вагонов к заявкам.

Ограничения на пропускные способности участков учитываются на этапе задания кусочно-линейной функции расходов по участкам. При превышении пропускной способности стоимость пересылки вагона по участку принимается равной очень большому числу.

В основу критериев эффективности заложены затраты на доставку порожнего вагона со станции выгрузки до станции погрузки и затраты на подготовку вагона к перевозке конкретного груза, а для вагонов собственности других администраций — еще и посуточная оплата за его использование на РЖД.

Задача регулировки порожних вагонов других администраций после выгрузки является двухкритериальной: первый критерий — минимум порожнего пробега, второй — минимум времени нахождения их на РЖД. Действительно минимальный срок нахождения вагона на РЖД обеспечивается срочным возвратом. Но при этом получается максимальный порожний пробег. Сокращение порожнего пробега за счет попутной погрузки приводит к увеличению срока нахождения вагона на РЖД. Способ сведения задачи к однокритериальной — переход от натуральных показателей к стоимостным. В качестве критерия эффективности выбора варианта возврата «чужого» вагона предлагается использовать следующее выражение:

Фрагмент расчетной сети

Фрагмент расчетной сети

где Э — величина эффективности;

Пинв (Твозв) — плата за использование иностранного вагона за период Т;

Твозв — время, необходимое на срочный возврат иностранного вагона;

Спорвозв — стоимость порожнего пробега при срочном возврате;

Спорпогр — стоимость порожнего пробега при попутной погрузке;

Св(Тпер) — расходы за использование вагона МПС за пери од Т, зависящие от размеров движения; Тпорпогр — время порожнего пробега при попутной погрузке.

Численно величина Э определяет разность затрат при двух вариантах возврата («срочный возврат» минус «погрузка в порожнем направлении»).

Значение Э>0, определенное по формуле (1), соответствует ответу «погрузка в попутном направлении эффективнее срочного возврата». При наличии нескольких вариантов погрузки «чужого» вагона выбирается тот, которому соответствует максимальное значение Э (наименьшим затратам, требуемым на его возврат с попутной погрузкой).

Выводы

1. Предложенный подход решения задачи оперативного планирования регулировки порожних вагонов позволяет учесть степень их годности под погрузку.

2. Для расчета плановых вагонопотоков на железнодорожной сети предлагается использовать разработанную динамическую модель оперативного регулирования порожних вагонов с учетом степени их годности под погрузку.

3. Использование рассмотренной модели может позволить разработать эффективную технологию согласованного подвода порожних вагонов к местам массовой погрузки с учетом их степе ни годности под погрузку.

4. Для оценки эффективности выбора варианта возврата порожнего вагона собственнику предлагается использовать специально разработанный экономический критерий.










Системы передачи данных

 


Комплексные проектные решения

 


Управление распределенными системами

 


Автоматизированные рабочие места

 


Системы и средства обеспечения безопасности движения

 


Цифровые сети технологической связи

 


Информационные системы управления движением

 


Автоматизированное управление разработками проектов

 




Декоративная косметика L`OREAL. Наличие косметики и заказ косметики смотрите в разделе ПРАЙСЫ. Указывайте код, наименование товара, цена в графе кометарии при заказе.

 


Спецодежда для охоты, рыбалки и любой специальности

 



Copyright (c) 2008, Infotest, Inc.