Удосконалення процесу перерозподілу обмежених ресурсів в умовах коливання обсягів перевезень на залізницях Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 656.13:656.212

Ломотько Д.В., д.т.н. (УкрДАЗТ) Болоболш С.П. (Донецька залiзниця)

УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОЦЕСУ ПЕРЕРОЗПОД1ЛУ

ОБМЕЖЕНИХ РЕСУРС1В В УМОВАХ КОЛИВАННЯ ОБСЯГ1В ПЕРЕВЕЗЕНЬ НА ЗАЛ1ЗНИЦЯХ

Вступ. Транспортний процес заизниць повинен базуватися на ресурсозбер^аючих принципах оргашзаци роботи з оптимiзащею перерозподшу мiж пiдроздiлами обсягiв перевезень, рухомого складу, фшансових та iнших ресур^в. Це вимагае розв'язання наукових задач, як пов'язанi з розробкою критерив ефективного перерозподiлу обмеженого ресурсу в умовах невизначеност в процесi формування вщповщних iнформацiйних систем. В зв'язку з цим слщ розглядати проблему формування транспортних технологи залiзниць з урахуванням особливосп перерозподiлу обмеженого ресурсу за критерiем отримання максимального загальносистемного ефекту на залiзничному полiгонi.

Постановка задачи Як показано у [1], в оргашзаци системи розподшу обмеженого ресурсу з елементами логютичних технологш беруть участь наступш елементи: логютичний центр управлiння, виконавчi транспортнi шдроздши та навколишне середовище. Згiдно до [2] логютичний центр управлшня здшснюе основний вплив на транспортний ринок i на суб'ектiв цього ринку шляхом розподiлу ресурсу, якого у нього у розпорядженш е у кшькост R. Виконавчi пiдроздiли е суб'ектами технолопчного процесу транспортування - залiзничнi станци, дирекцп перевезень, експедиторськ оргашзаци, пiдприемства промислового залiзничного транспорту в кшькост N на пол^ош. Всi вони е рiвноправними учасниками розподiлу обмеженого ресурсу, у той же час вони формують попит на ресурс з метою здшснення транспортного процесу. Навколишне середовище - велика група шших суб'еклв транспортного процесу залiзниць та транспортного ринку у цшому, що пасивно використовують ресурс для реалiзацil сво1х штере^в.

Удосконалення процесу перерозподшу обмежених ресурав в умовах коливання обсягiв перевезень на залiзницях. Формалiзуемо процес

розподшу обмеженого ресурсу на транспортному пол^ош у виглядi описово! моделi. Оскшьки загальнi обсяги перевезень Q ютотно впливають на потрiбну кiлькiсть ресурсу г для кожного пiдроздiлу, а обсяги для кожного тдроздшу qi мають значнi коливання, запропоновано невизначетсть обсягiв перевезень врахувати з використанням апарату нечггко! логiки. Удосконалення процесу перерозподшу здiйснимо з урахуванням функци ефекту при використаннi ресурсу г-м виконавчим пiдроздiлом

де Ю! - коефщент ефективностi перерозподiлу ресурсу для г-го виконавчого тдроздшу, е [0; 1].

Будемо вважати, що у випадку вичерпання можливостей самосттного перерозподiлу ресурсу виконавчими пiдроздiлами, в цьому процес починае брати участь логютичний центр. Основною причиною цього втручання е корегування сформованого тдроздшами розподшу в першу чергу рухомого складу на полнот взагалi, оскшьки центр здшснюе управлiння ситуацiею на полнот у цшому з метою отримання загальносистемного ефекту. Логютичний центр використовуе наявш у нього ресурсш можливост на протяз! часу, що фактично означае змту ефективностi розподшу Ю! в тому числ! - в залежност вщ обсяпв перевезення

Зробимо припущення, що функцiональнi залежностi ефекту вщ кшькост отриманого ресурсу е! е опуклими безперервними функщями. Введемо до моделi згщно [3] вщсоток стимулювання виконавчого тдроздшу р!, пропорцшно до якого розподiляеться отриманий загальносистемний ефект, наприклад, у вигляд! прибутку. Таким чином, для виконавчого тдроздшу величина стимулювання складае

Якщо функщя ефекту е! ! стимулювання Sti е спшьним знанням лопстичного центру ! виконавчих тдроздшв [4], то умовно оптимальним перерозподшом ресурс!в буде

ег = ю/(г;, я; ),

(1)

(2)

E = arg max Y {pcJ (г1 , q г )]

r г=1

N

Y г- * R;

i=1

N

Y * Q;

(3)

=1

V i e [1, N]; Vœt e [0; 1]; д = const

Умови у цшьовш функцiï (3) хapaктepизують пpоцeс peсуpсозбepeжeння• Ha тpaнспоpтний пpоцeс зaлiзниць дiють внутpiшнi тa зовнiшнi фaктоpи, що хapaктepизуються вщповщними тeхнологiчними покaзникaми у пpоцeсi пepepозподiлу peсуpсiв• В той же 4ac, нaслiдком усiх змiн, як пpaвило, e вiдсутнiсть достовipноï iнфоpмaцiï ^о змiну ефекту в peзультaтi пepepозподiлу peсуpсу тa внaслiдок коливaнь обсяпв пepeвeзeнь• Це пpизводить до необхщност фоpмувaння вiдповiдних АРМ опepaтивних пpaцiвникiв• Тому логiстичний цeнтp здiйснюe пepepозподiл peсуpсу в умовaх iнфоpмaцiï ^о зменшення чи збiльшeння piвня ефективност функцiонувaння виконaвчих пiдpоздiлiв e¿, який мae хapaктep нeвизнaчeностi •

Тод! логютичний цeнтp мae iнфоpмaцiю ^о ефект вщ пepepозподiлу

у вигляд! знaчeнь функци пpинaлeжностi знaчeнь мноЖИШ

E

нeчiткого ефекту E • Heчiткi оцшки функци пpинaлeжностi можуть бути отpимaнi шляхом обpобки бaзи дaних пpо pоботу викошвчих пiдpоздiлiв aбо методом eкспepтних оцшок Вщповщно до пpинципу узaгaльнeння Бeллмaнa-Зaдe, знaчeння функци пpинaлeжностi нeчiткоï iнфоpмaцiï пpо ефект, отpимaний логютичним цешром упpaвлiння в зaлeжностi вщ вeктоpу r pозподiлу peсуpсу тa обсяпв пepeвeзeнь q , склaдe

l ~(r, E) = sup min i ~(r, e) = sup min l - (r, cf (r, q г));

E E eN E

N

e = Y

г =1

(4)

r = (rl,•••,rN);q = (q1v-qN);V г : r ^0,qt >0

Таким чином, синтез ресурсозбер^аючо! системи розподшу обмеженого ресурсу (одного типу) на зашзничному полiгонi в умовах нечггко! шформаци полягае у виборi центром управлшня вектора г ресурсу, який буде максимiзувати функцiю

г = argmax

е)

Е

N

Е = 1 е,;

i=1

г = (г1,...5^= ЧN);'

V,: г > 0, дг > 0

(5)

У бшьш загальному випадку припустимо у рiзних виконавчих пiдроздiлах виникае потреба у рiзних з т видiв ресурсiв. Тодi логiстичний центр може брати участь у процес перерозподшу цих ресурсiв. З позицп ресурсозбер^аючого пiдходу рiшення задачi перерозподiлу може бути отримано у виглядi

У агё]

г = || а^ тах

/^т L ~/

т N

Е = Х Я,;

/=1 ,=1

Г/ = (Г/1,..., rmN ); е/ = (е/1,.", emN );

г, > ° е, > 0

(5)

*

У реальнш ситуаци виконавчi транспортнi тдроздши можуть подавати замовлення на ресурс з прюритетами. Для врахування цього факту до моделi можливо ввести моделi ваговий вектор Л = {Л1, Л2,...,Л}

N

прiоритету кожного з пiдроздiлiв, ^ =1. Тодi для кожного тдроздшу

i=1

можливо визначити вщносну важливiсть у виглядi Л У Л2 У... У Л i виконати 1х розподiл на прюритетш i непрiоритетнi вiдносно заданого рiвня значимостi Х0. У цьому випадку перерозподш ресурсу можливо

вважати ггеративним процесом: спочатку задовольняються потреби у ресурсу для тдроздшв Л у Л0, V, е [1, N]. Пiсля цього процес розподшу продовжуеться для iнших тдроздшв зпдно з (5) та з можливютю перерозподiлу можливого надлишку ресурсу.

Перевiрку якостi запропонованих пiдходiв здтснено за правилом Фiшберна. Якщо зютавити кожному показнику Ri рiвень його значимосп Л, , V, е [1, N], то для ощнки цього рiвня розташуемо вс показники за правилом убування значимост

Л > Л2 >... > ^

6)

Якщо система показниюв Ri проранжирована в порядку убування 1х значимостi, то значимють i-го показнику можливо визначити за правилом Фшберна [5]

= 2(К -1 +1)

i (К + 1)К . 7)

Превагою правила Фiшберна е той факт, що воно може бути використано у випадку, коли про рiвень значимост показникiв невiдомо тчого крiм (6). Тодi оцiнка (7) вщповщае максиму ентропи наявно! шформацшно! невизначеностi про об'ект дослiдження. Це дозволяе використовувати дат тдходи у АРМ та запропонувати оперативному персоналу найкрашд варiанти рiшень в найпршш iнформацiйнiй обстановцi [6].

Використання запропонованого тдходу до формування транспортного процесу з оптимiзацiею перерозподiлу обмеженого ресурсу на базi апарату неч^ко1 лопки запропоновано здiйснити для розподiлу ваготв на залiзничному полiгонi в складi системи пiдтримки прийняття рiшень. В той же час, одтею з найважливших задач е визначення потрiбного iнвентарного парку локомотивiв, умов його ращонального використання i перерозподiлу в тому чи^ - за територiальною ознакою.

Поряд з формальними анал^ичним визначенням iснують наступнi об'ективнi фактори, як впливають на потрiбну кшьюсть ресурсiв

- непродуктивне використання ресурсу - вщбуваеться за рахунок великого обсягу маневрових пересувань та пересилкою порожнього рухомого складу, яю пов'язат з збiркою груп ваготв для подавання-

прибирання, переформування груп вагошв згiдно оперативних вимог киенлв;

- нерацiональне територiальне розмiщення об'екпв - географiчно пункт навантаження i вивантаження можуть бути розташоваш таким чином, що додатково необхщно вирiшувати задачу про оптимальне прикрiплення одних вiд iнших;

- територiальне розмiщення шд'1'зних колiй тдприемств-киенлв -вони можуть бути розташоваш на великш вiдстанi один вщ одного. Це потребуе утримання додаткового парку локомотивiв та вагонiв з низьким коефщентом завантаження при малих обсягах роботи;

- вичерпання строку служби ресур^в - знижуеться ефективнють експлуатацшно! роботи, зменшуеться надiйнiсть роботи, що потребуе наявност постiйного „гарячого" резерву. Досвiд показуе, що значення резерву локомотивiв повинно знаходитися в iнтервалi вiд 10% до 25% вщ експлуатацiйного парку, а для вагошв - на рiвнi 5-10%.

Висновок. Таким чином, запропонований шдхщ до формування транспортного процесу залiзниць з виршенням задачi рацiонального перерозподшу обмеженого ресурсу на полiгонi базуеться на критерп максимiзацil ефекту вщ такого розподiлу для логiстичного центру. Для пошуку оптимального рiшення в моделi використано нечiткий ефект функщонування виконавчих транспортних пiдроздiлiв для ощнки загально! ефективностi управлiння процесами перерозподшу ресурсу з урахуванням ресурсозбер^аючих пiдходiв. Використання запропонованого пiдходу у складi АРМ показуе ефективнiсть транспортного процесу в умовах перерозподшу ресурсу. На базi розглянуто! моделi з единих методолопчних позицiй можливо скорегувати юнуючу систему розподiлу обмежених ресурсiв на залiзницях.

Список лтератури

1. Методолопчний пщхщ щодо створення структуры лопстичного центру зад1зниць Укра!ни / Д.В. Ломотько, В.В. Козак, Т.В. Бутько та ш. // Зад1зничний транспорт Укра!ни. - 2007. - №1.- С. 29-33.

2. Ломотько Д.В., Кузнецов М.М. До питання оптим1заци розподшу рухомого складу тд навантаження на зал1зничному пол1гош // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте № 4, 2005. - с.96-101.

3. Ломотько Д.В., Бутько Т.В. Удосконалення технологи розподшу рухомого складу при використання мехашзму стимулювання пщроздшв. // Зб. Наукових праць УкрДАЗТ. Випуск 68. Харюв, 2005, с. 40-46

4. Иващенко А.А., Колобов Д.В., Новиков Д.А. Механизмы финансирования инновационного развития фирмы. М.: ИПУ РАН, 2005. - 66 с.

5. Фишберн П. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978.

6. Трухаев Р.И. Модели принятия решений в условиях неопределенности. - М.: Наука, 1981.