Графо-аналітична модель обігу вагонів країн СНД та Балтії по відношенню до контейнерного терміналу Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

ОРГАН1ЗАЦ1Я ТА УПРАВЛ1ННЯ ПРОЦЕСОМ

ПЕРЕВЕЗЕНЬ

УДК 656.2.073

Данько М.1., д.т.н., професор (УкрДАЗТ) Ходамвський О.М., астрант (УкрДАЗТ)

ГРАФО-АНАЛ1ТИЧНА МОДЕЛЬ ОБ1ГУ ВАГОН1В КРА1Н СНД ТА БАЛТ11 ПО В1ДНОШЕННЮ ДО КОНТЕЙНЕРНОГО ТЕРМ1НАЛУ

Постановка наукового завдання. У сучасних умовах, що характеризуються загальною тенденщею зростання обсяпв вантажних перевезень взагалi i штермодальних, зокрема [6], при наявност !х значних коливань, змiнами структури i напрямку транспортних потокiв актуальним стае виршення завдання створення технолого-економiчноl моделi для високоефективного використання вагонних парюв приналежностi залiзниць та вагонних операторiв рiзних держав.

1нструментом для реалiзацil цього завдання е розробка математично! моделi з використанням теори ланцюпв Маркова, що дозволить сформувати ситуацшну систему пiдтримки прийняття рiшень оперативно-диспетчерського персоналу як на рiвнi контейнерного термiналу, так i на рiвнi Управлiння залiзницi (АРМ ДНЦВ (диспетчера-вагонорозпорядника)), яка дае можливiсть реалiзацil ресурсозберiгаючих заходiв, рацiонального розподiлу i використання iновагонiв та укрвагонiв i, як наслiдок, скоротити експлуатацiйнi витрати залiзниць. У свою чергу, дана модель, що адекватно вщтворюе технологш роботи залiзниць Украши у вщношенш вагонних паркiв приналежностi залiзниць та вагонних операторiв рiзних держав при здшсненш iнтермодальних перевезень, е шдставою для удосконалення органiзацiйного, iнформацiйного, програмного i технiчного забезпечення нащонально1 автоматизовано! системи керування на залiзничному транспорт! Украши, держав СНД i Балтй.

Аналiз до^джень. Одним iз сучасних дослщжень у напрямку пiдвищення ефективност використання вагонних паркiв рiзних власниюв е

дослщження технолого-економiчних особливостей, пов'язаних iз появою на транспортному ринку вагонних операторiв [5].

Мета роботи. Розробити графо-аналггичну модель обiгу вагонiв краш СНД та Балтп по вiдношенню до контейнерного термшалу, яка у комплекс з iншими складе ситуацiйну систему тдтримки прийняття рiшень АРМ вагонорозпорядника (ДНЦВ) з використанням теорп ланцюпв Маркова.

Основний матерiал. Прiоритетне завдання Украшських залiзниць -реалiзацiя свого випдного географiчного положення й транзитного потенщалу транспортно! системи як сухопутного моста мiж Свропою i Азiею. Враховуючи велике значення мiжнародних транспортних коридорiв (МТК) у розвитку вичизняно! економiки, Украша послiдовно впроваджуе транспортну полiтику, спрямовану на створення сприятливих умов для транснащональних перевезень по свош територи.

Одним iз основних напрямюв забезпечення конкурентоспроможностi залiзничного транспорту в умовах транспортного ринку та штеграцп до Свропейсько! спiвдружностi е розробка i впровадження ресурсозберiгаючих технологш в усi ланки перевiзного процесу. Виршення цих наукових завдань вщповщае Концепци та Програмi реструктуризаци на зашзничному транспортi Украши, пакету Директив СС 91/440, а також основним директивним документам Укрзашзнищ (УЗ). Пошук нових iдей, що спрямованi на створення ресурсозбер^аючих технологiй роботи техшчних i вантажних станцiй, прилеглих дшьниць та цiлих напрямкiв, рухомого складу повинен базуватися на вщповщност законам транспортного ринку, мошторингу змiни показниюв експлуатацшно1 роботи залiзниць, дослiдженнi основних чинниюв, що впливають на перевiзний процес.

Удосконалення технологи iнтермодальних перевезень на основi ресурсозбереження повинно носити комплексний характер i сприяти зменшенню витрат паливно-енергетичних ресурсiв, вагоно- (особливо шовагоно-) i локомотиво-годин простою, покращенню кiлькiсних i якiсних показникiв експлуатацшно1 роботи.

Обiг вагонiв у мiждержавному сполученнi по вiдношенню до контейнерного термшалу буде розглянуто нами, як фiзична система X, у якш вщбуваються випадковi процеси. Оскшьки стани системи X будуть описаш в термiнах операцiй iз вагонами у перевiзному процесi, де перехщ iз стану до стану можемо вважати скачкоподiбним, то система X являтиме собою систему з дискретними станами.

Для розробки агреговано1 моделi позначимо наступш стани (рисунок

Позначимо через / - кiлькiсть вагонiв у I - му сташ (г = 1,2 к 5), ваг, тодi

укр

Л = Л1Н + Л

/•¡и .

г - кiлькiсть iновагонiв у г - му сташ, ваг,

/■ укр . .

г - кiлькiсть укрвагонiв у I - му станi, ваг.

(1)

1з 1

5 СМ

1 О!

5 О

До 1

О 5

^ 5

—- товягони V зявянтяженому стан

------ шовагони у пооожньому сташ

--- укрвагони у завантаженому сташ

--------------------- укрвагони у порожньому сташ

Рисунок 1 - Граф об^у вагошв вщносно контейнерного термiналу а) - зовшшнього, б) - внутрiшнього (1Д - iншi держави, КТ - контейнерний

термшал, У - Украша)

Функщя /г залежить вiд часу, тобто /] = Л ^).

Через ^)- кiлькiсть вагонiв у г - му сташ (г = 1,2к 5) у момент часу t, при чому /(^) i /1укр (^) - вщповщно iновагонiв та укрвагонiв, тодi

1

1

1

)- кiлькiсть вагонiв дислокованих у момент часу t на територи шшо1 держави;

/2 (t) - кшьюсть вагонiв дислокованих у момент часу t на територи КТ пiд операцiею - навантаження;

)- кiлькiсть вагонiв дислокованих у момент часу t на територи КТ пiд операцiею - розвантаження;

/4^)- кiлькiсть вагошв дислокованих у момент часу t на територи КТ у стат резерву;

/5(1)- кiлькiсть вагошв дислокованих у момент часу t на територи Укра1ни.

1

Рисунок 2 - Об'еднаний граф обшу вагошв, вщносно КТ

Як видно з рисунку 2, об'еднаний граф мютить два види вершин: 1) стани вагону (дислокащя на територи шшо1 держави, на територи КТ пiд операцiею - навантаження, на територи КТ шд операщею -розвантаження, на територи КТ у сташ резерву та на територи Украши); 2) входи та виходи iз КТ, якi не несуть шформащю про змiну стану i до того ж мають ступiнь пiвзаходу та пiввиходу в кожнш iз них - 1, таким чином, на даному еташ дослщження маемо можливiсть !х не враховувати, але зауважимо на необхщносл видiлення даних вершин при застосуванш до означеного об'екту моделювання теорп систем та системного аналiзу. Отже отримуемо граф без вхщних та вихщних вершин КТ (рисунок 3).

Зауваження: отримано граф фазових сташв вагону.

1

5

Рисунок 3 - Граф фазових сташв вагону

Вагонооб^ через укра1нський термiнал являе собою об'еднання 2-х вагонообiгiв: 1) вагонооб^ iновагонiв через украшський термiнал при обмш 1Д - У i навпаки; 2) вагонооб^ укрвагонiв через украшський термiнал при обмш 1Д - У i навпаки. У зв'язку з чим граф (рисунок 3) е об'еднанням 2-х шд графiв, один з яких зображено на рисунку 4.

Проштерпретуемо об^ вагону за приналежшстю, при чому Л (М) -кшьюсть вагонiв, що перемщено iз стану г до стану ] за час М .

У випадку iз iновагонами Л '" - кiлькiсть iновагонiв у г - му станi

(/ = 1,к3) у момент часу ^ , де Л н = Л" () , тодi

Л'" - кiлькiсть iновагонiв дислокованих на територй шшо! держави;

Л2" - кшьюсть шовагошв дислокованих на територй КТ шд операцiею - навантаження;

Л3" - кiлькiсть вагошв дислокованих на територй' КТ шд операцiею -розвантаження.

Рисунок 4 - Граф об^у вагонiв за приналежшстю (шовагони) Запишемо матрицю сумiжностi графу (рисунок 4).

Таблиця 1 - Матриця сумiжностi графу обшу вагошв за приналежшстю (шовагони)____

До

1з 1 2 3 4 5

1 0 1 0 0

2 1 0 0 0

3 1 1 0 0

4 0 0 0 0

5 0 0 0 0

З матриц табл.1 випливае - приймаемо неможливими переходи ), /¿(/), №), /¿С), /Д('), /¿С), О), /¿(') i /д(2,3,5)(*), /5д(2,3,4)(*)- тому що, сучаснi технiко-технологiчнi особливостi роботи КТ iз iновагонами, переважною мiрою, виключають можливiсть [13]: подачi пiд навантаження порожтх iновагонiв iз територп шшо! держави (/1,2(*));

постановки шовагошв у резерв навантаження (/4(1), /2,4(*), /3а(*) i

/м (*)) i навпаки /4д(2,3,5) (*); вiдправлення призначенням на станци Укра!ни

(/1,5(*),/2,5(*),/з,5(*) i /41Л*)) та навпаки (/^з^О1)); перестановки з-тд

навантаження пiд розвантаження (/2г3(*)) (особливостi пов'язанi з

вщмовою вагона пiд час навантаження вважаемо атиповою ситуацiею i в математичнш моделi даного дослiдження не враховуемо).

Запишемо матрицю iнтенсивностi вагонопотоку для графу (рисунок

4)

Таблиця 2 - Матриця штенсивносл вагонопотоку для графу (рисунок 4).

До 1з 1 2 3

1 ¿12 ¿13

2 ¿21 ¿23

3 ¿31 ¿32

Для кожно! вершини I (рисунок 5) .

п

Зауважимо, що ^ р> =1, що дозволяе нам Pj рахувати

j=1

вiрогiднiстю випадкового процесу переходу iз стану г в стан j .

Таким чином, дослiджуваний нами процес маемо можливiсть означити як Марювський процес з дискретним часом, де матриця Р = \рц \ являеться матрицею перехiдних вiрогiдностей за один крок.

Зб1рник наукових праць Дон1ЗТ. 2006 №5 11

_ Ац _ ¿2 _ Aj

Р1 _ n ' Р2 _ n ' K Pj _ n • (?)

L А IL А L A ()

j_i j_i j_i

Рисунок 5 - Графiчна штерпретащя iнтенсивностей вихiдного вагонопотоку по вщношенню до вершини i

Висновки. Розроблено графо-анаштичну модель обiгу вагонiв краш СНД та Балти по вщношенню до контейнерного термiналу, яка у комплекс з iншими складе ситуацшну систему пiдтримки прийняття рiшень АРМ диспетчера-вагонорозпорядника (ДНЦВ) з використанням теори ланцюпв Маркова.

Список лтератури

1. Акимов О.Е. Дискретная математика: логика, группы, графы. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. - 387 с.

2. Баруча-Рид А. Элементы теории марковских процессов и их приложения. Под ред. проф. А.Н.Ширяева, М., "Наука", 1969.

3. Бобровський В.1., Сковрон 1.Я. Удосконалення метод1в формування состав1в // 1нформацшно - керуюч1 системи на зал1зничному транспорт^ №5, 2003. - с. 3 - 5.

4. Вентцель Е.С. Исследование операций. - М.: Советское радио, 1972.

5. Данько М. I., Кулешов В. В. До питання ефективного використання парку вагошв, що знаходяться у власносп операторських компанш. // Зб. наук. праць/ УкрДАЗТ, 2004.- Вип. 62, - с. 167-173

6. Данько М.1., Поляков А.О., Ходаювський О.М. До питань шдвищення ефективност перевезення вантаж1в // Зб. наук. праць / УкрДАЗТ, 2004. - Вип. 57. - С. 72-78.

7. Дерибас А.Т., Трихунков М.Ф. Экономическая эффективность контейнерных перевозок. М.: "Транспорт", 1974.

8. Джумабаев С.М., Туйчиев Э.Т., Худайберганов К., Турдиматов О.С. Прогнозирование погрузки контейнеров на 5-7 суток для оперативного планирования работы контейнерного пункта // Сб. научных трудов / ТашИИТ, 1976. С. 3-12.

9. Исследование операций: В 2-х томах. Пер. с англ./Под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби. - М.: "Мир", 1981. Т. 1. 712 с., ил.

10. Мельник И.М. Экстремальные задачи на динамических сетях и методы их решения // Автоматизированные системы на транспорте. - К.: ИК АН УССР, 1981. - С. 44-50.

11. Потгофф Г. Учение о транспортных потоках (перевод с немецкого). - М.: Транспорт, 1979. - 324 с.

12. Правила користування вагонами та контейнерами: Наказ МТУ вщ 29.02.99 № 113. Зареестровано в Мшютерсга юстици Украши 15.03.99 за № 165/3458.

13. Правила эксплуатации, пономерного учета и расчетов за пользование грузовыми вагонами собственности других государств. Утверждены на совещании уполномоченных представителей железнодорожных администраций 24 мая 1996 г. с изменениями и дополнениями в соответствии с решениями заседания Совета по железнодорожному транспорту от 05.04.1996 г., 16.10.1996 г., 25.01.1997 г., 01.10.1997 г., 04.03.1998 г., 05.06.1998 г., 04.11.1998 г., 28.05.1999 г., 07.03.2001 г.

14. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. - К.: Техника, 1975. -

766 с.

15. Федотов Н.И., Быкадоров А.В. Применение теории вероятности в транспортных расчетах. Учебное пособие для студентов и инженеров железнодорожного транспорта. - Новосибирск: НИИЖТ, 1969. - 188 с.

УДК 656.212.5

Лаврухт О.В., к.т.н., доцент (ХарДАЗТ) Петрушов В.В., астрант (ХарДАЗТ)

ЗАСТОСУВАННЯ АПАРАТУ НЕЧ1ТКИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ УПРАВЛ1ННЯ РОБОТОЮ

ЗАЛ1ЗНИЧНОГО ВУЗЛА

Вступ. Зашзничний вузол представляе собою складний комплекс техшчно та технолопчно пов'язаних м1ж собою елеменлв (станцй, депо). ВЫ щ елементи характеризуються власними вагонопотоками, як у сукупност представляють собою загальну роботу вузла. Окр1м цього, вони виконують певну роботу, яка впливае на стан вузлових вагонопотоюв.