Удосконалення методів визначення схем обігу локомотивів з урахуванням технологічних особливостей вагонопотоків

This paper focuses on new analytical solutions in the area of building locomotives’ circulation plans to handle individual applications for route transportation of freight. Such a domain has been little researched for the railway network of Ukraine, whereas the present study provides a basis for automating the planning process. The main aim is to improve the methods of determining the schemes of locomotives’ turnover in the railway network of Ukraine under the condition of an accelerated handling of individual railcar traffic and with regard to technological peculiarities. The developed mathematical model simultaneously makes it possible to determine the weight of trains on the routes they follow, to outline the circuity of locomotives with regard to deploying various series of locomotives within the network, and to regulate the system of locomotive crews’ operations in view of the existing technical and technological features of locomotive facilities and the railway infrastructure. The suggested mathematical model is processed in the study through the use of an integer genetic algorithm with its own system of coding the solution. The results have confirmed the adequacy of the developed mathematical model. The use of the suggested mathematical model on the basis of the genetic algorithm can help automate the complex process of determining the schemes of locomotives’ circulation with regard to the technological peculiarities of railcar traffic and, consequently, improve the accuracy and speed of decision-making for servicing individual applications for route transportation of freight.Предложено совершенствование методов определения схем обращения локомотивов с учетом технологических особенностей вагонопотоков. Разработана математическая модель, которая позволяет найти массу поездов на маршрутах их следования, схемы обращения локомотивов и работы бригад с учетом дислокации парка с различными сериями на полигоне сети. Для решения данной математической модели применен целочисленный генетический алгоритм с собственной схемой кодирования решенияЗапропоновано удосконалення методів визначення схем обігу локомотивів з урахуванням технологічних особливостей вагонопотоків. Розроблено математичну модель, яка дозволяє знайти масу поїздів на маршрутах їх слідування, схеми обігу локомотивів та роботи бригад з врахуванням дислокації парку з різними серіями на полігоні мережі. Для рішення даної математичної моделі застосовано цілочисельний генетичний алгоритм з власною схемою кодування рішенн

Розробка методу моделювання розповсюдження затримки у нециклічному графіку руху поїздів на залізницях змішаного руху

The main goal of present study is to develop a method for modeling delay propagation in non-cyclic train scheduling on a railroad network with mixed traffic. This will make it possible to explore the dynamics of delay transfer between trains and to identify the most vulnerable points in the timetable of trains. We have devised a method for modeling delay propagation in non-cyclic train scheduling for the rail networks with mixed traffic. It is proposed to apply as a basis of the developed method a mathematical model for the construction of a non-cyclic train timetable. A distinctive feature of the objective function of the mathematical model is taking into consideration the patterns of building a non-cyclic train timetable under conditions of mixed traffic of passenger and heavy-weight or multi-car freight trains, for which it is important to minimize the cost of stopping during motion. The proposed mathematical model was solved based on the multiagent optimization. To account for delay propagation on the railroad network of great dimensionality, we devised a procedure for connecting interdependent sections, which makes it possible to decompose the general problem based on the construction of schedule of trains for separate estimated sections taking into consideration the network effect. We performed an analysis of the dynamics of propagation of secondary delays in non-cyclic train scheduling with detailed patterns of changes in all parameters in time and space. We obtained dependences of the number and duration of delayed trains on the point of occurrence in the timetable of trains along the estimated line of the Ukrainian railroad network. The approach proposed allows the automatization of determining a time reserve in the standard non-cyclic train scheduling based on forecasting the consequences of train delays.Предложен метод моделирования распространения задержки в нециклическом графике движения поездов с учетом технических и технологических особеностей железнодорожной сети смешанного пассажирского и грузового движения. Разработана процедура исследования влияния задержки поездов в нормативном графике движения поездов на основе оптимизационной математической модели построения графика движения поездов с учетом заданой первичной задержки. Проведенные экспериментальные исследования моделирования распространения задержки в нормативном графике движения поездов на железнодорожной линии значительной протяженностиЗапропоновано метод моделювання розповсюдження затримки у нециклічному графіку руху поїздів з урахуванням технічних та технологічних особливостей залізничної мережі змішаного руху пасажирських і вантажних поїздів. Розроблено процедуру дослідження впливу затримки поїздів у нормативному графіку руху поїздів на основі оптимізаційної математичної моделі побудови графіку руху поїздів з урахування заданої первинної затримки. Проведені експериментальні дослідження моделювання поширення затримки поїздів у нормативному графіку руху поїздів з урахуванням взаємоув’язки залізничних дільниц

Розробка методу моделювання розповсюдження затримки у нециклічному графіку руху поїздів на залізницях змішаного руху

The main goal of present study is to develop a method for modeling delay propagation in non-cyclic train scheduling on a railroad network with mixed traffic. This will make it possible to explore the dynamics of delay transfer between trains and to identify the most vulnerable points in the timetable of trains. We have devised a method for modeling delay propagation in non-cyclic train scheduling for the rail networks with mixed traffic. It is proposed to apply as a basis of the developed method a mathematical model for the construction of a non-cyclic train timetable. A distinctive feature of the objective function of the mathematical model is taking into consideration the patterns of building a non-cyclic train timetable under conditions of mixed traffic of passenger and heavy-weight or multi-car freight trains, for which it is important to minimize the cost of stopping during motion. The proposed mathematical model was solved based on the multiagent optimization. To account for delay propagation on the railroad network of great dimensionality, we devised a procedure for connecting interdependent sections, which makes it possible to decompose the general problem based on the construction of schedule of trains for separate estimated sections taking into consideration the network effect. We performed an analysis of the dynamics of propagation of secondary delays in non-cyclic train scheduling with detailed patterns of changes in all parameters in time and space. We obtained dependences of the number and duration of delayed trains on the point of occurrence in the timetable of trains along the estimated line of the Ukrainian railroad network. The approach proposed allows the automatization of determining a time reserve in the standard non-cyclic train scheduling based on forecasting the consequences of train delays.Предложен метод моделирования распространения задержки в нециклическом графике движения поездов с учетом технических и технологических особеностей железнодорожной сети смешанного пассажирского и грузового движения. Разработана процедура исследования влияния задержки поездов в нормативном графике движения поездов на основе оптимизационной математической модели построения графика движения поездов с учетом заданой первичной задержки. Проведенные экспериментальные исследования моделирования распространения задержки в нормативном графике движения поездов на железнодорожной линии значительной протяженностиЗапропоновано метод моделювання розповсюдження затримки у нециклічному графіку руху поїздів з урахуванням технічних та технологічних особливостей залізничної мережі змішаного руху пасажирських і вантажних поїздів. Розроблено процедуру дослідження впливу затримки поїздів у нормативному графіку руху поїздів на основі оптимізаційної математичної моделі побудови графіку руху поїздів з урахування заданої первинної затримки. Проведені експериментальні дослідження моделювання поширення затримки поїздів у нормативному графіку руху поїздів з урахуванням взаємоув’язки залізничних дільниц

An Improved Method of Determining the Schemes of Locomotive Circulation with Regard to the Technological Peculiarities of Railcar Traffic

This paper focuses on new analytical solutions in the area of building locomotives' circulation plans to handle individual applications for route transportation of freight. Such a domain has been little researched for the railway network of Ukraine, whereas the present study provides a basis for automating the planning process. The main aim is to improve the methods of determining the schemes of locomotives' turnover in the railway network of Ukraine under the condition of an accelerated handling of individual railcar traffic and with regard to technological peculiarities. The developed mathematical model simultaneously makes it possible to determine the weight of trains on the routes they follow, to outline the circuity of locomotives with regard to deploying various series of locomotives within the network, and to regulate the system of locomotive crews' operations in view of the existing technical and technological features of locomotive facilities and the railway infrastructure. The suggested mathematical model is processed in the study through the use of an integer genetic algorithm with its own system of coding the solution. The results have confirmed the adequacy of the developed mathematical model. The use of the suggested mathematical model on the basis of the genetic algorithm can help automate the complex process of determining the schemes of locomotives' circulation with regard to the technological peculiarities of railcar traffic and, consequently, improve the accuracy and speed of decision-making for servicing individual applications for route transportation of freight