РОЗРОБКА ТА ПРОГРАМНА ІМПЛЕМЕНТАЦІЯ МОДЕЛІ МАРШРУТИЗАЦІЇ НА ЗАЛІЗНИЦІ

Анотація

У сучасних умовах функціонування АТ «Укрзалізниця» ключову роль у забезпеченні економічної ефективності вантажних перевезень відіграє стратегія маршрутизації та вибір маршруту відправлення. Наразі маршрут здебільшого обирається за принципом найкоротшого шляху, що забезпечує мінімальні витрати палива на перевезення, а також зменшує амортизацію тягових потужностей та іншого рухомого складу підприємства. Відповідно, замовник перевезення сплачує мінімально можливу вартість доставки вантажу. Однак такі маршрути формуються на визначений період і не передбачають динамічної зміни, що спричиняє низку проблем, зокрема неврахування під час перевезення поточного технічного стану рухомого складу на окремих дільницях та рівня їх завантаженості. Особливо гостро ці проблеми проявилися внаслідок повномасштабного вторгнення Російської Федерації в Україну, яке призвело до руйнування частини залізничної інфраструктури, зокрема колій і мостів, а також до пошкодження або повного виведення з експлуатації частини тягового рухомого складу АТ «Укрзалізниця» та інших операторів залізничних перевезень. Водночас альтернативні підходи до маршрутизації наразі розглядаються обмежено через недостатню кількість досліджень, присвячених стратегічному управлінню процесами перевезень. У роботі описано процес розроблення та імплементації програмної моделі функціонування залізничної системи, основною метою якої є забезпечення можливості проведення експериментальних досліджень різних гіпотез щодо альтернативних підходів до маршрутизації. Це дозволяє розв’язати науково-прикладну задачу оптимізації вантажних залізничних перевезень шляхом формування гнучких стратегій управління. Дослідження базується на синтезі теорії графів (представлення мережі у вигляді зваженого мультиорієнтованого графа), дискретно-подієвого моделювання (DES) для аналізу динаміки процесів та змішаного цілочислового лінійного програмування (MILP) для формування еталонних показників (бенчмаркінгу). Імплементовано гібридну політику готовності (Threshold Policy), що базується на параметрах мінімального наповнення поїзда та граничного часу очікування і забезпечує баланс між пропускною здатністю вузлів та термінами доставки. Розроблено спеціалізований програмний полігон мовою Python, який інтегрує життєвий цикл подій (Spawn, Form, Depart, Arrive) та дає змогу тестувати інтелектуальні стратегії управління в імітаційному середовищі. Практичне значення дослідження полягає у можливості використання розробленого інструментарію для кількісної оцінки ефективності різних стратегій маршрутизації та формування поїздів на сортувальних станціях. Створений програмний комплекс є фундаментальною основою для подальших досліджень авторів, спрямованих на мінімізацію середнього часу обороту рухомого складу та вузлових простоїв відправлень у реальних логістичних системах, що сприятиме підвищенню економічної ефективності вантажних перевезень.