The Efficiency Increase of the Transportation Process of the Railway Directions by Improving the Operational Management of the Locomotive Park Operation

Єльнікова, Л. О. Підвищення ефективності перевізного процесу на залізничних напрямках за рахунок удосконалення оперативного керування експлуатацією локомотивного парку : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.20 / Л. О. Єльнікова ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2016. — 21 с. ГРНТИ 73.29.61 УДК 656.212.6(043.3) Захист — 27 травня 2016 р.UK: Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукового завдання підвищення ефективності перевізного процесу на залізничних напрямках за рахунок удосконалення оперативного керування експлуатацією локомотивного парку. Для розрахунку оперативного плану роботи локомотивів та локомотивних бригад розроблена адаптивна математична модель оперативного керування роботою локомотивного парку, складовими якої є прогнозна модель поїзної роботи напрямку та розрахунковий модуль. Для розрахунку тривалості руху вантажних поїздів між технічними станціями напрямку використана нейронна мережа типу персептрон. Для розрахунку прогнозних моментів готовності составів, локомотивів та бригад до відправлення імітаційна модель сортувальної станції була удосконалена за рахунок доповнення моделлю локомотивного депо. Розроблення оперативних планів роботи локомотивного парку зведено до багатокритеріальної задачі про призначення, що дає можливість врахувати характеристики составів, локомотивів та бригад. Запропонована процедура дає можливість відкоригувати час явки бригад з метою зменшення їх непродуктивного простою в очікуванні відправлення зі станції. Результати роботи впроваджені в навчальному процесі Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна при підготовці спеціалістів і магістрів за спеціальністю «Організація перевезень і управління на залізничному транспорті».RU: В диссертации выполнен анализ научных работ, посвященных проблеме оперативного управления эксплуатацией локомотивного парка, который показал, что существующие методы не в полной мере учитывают современные условия функционирования железнодорожного транспорта: изменившуюся модель управления железными дорогами, внедрение современных устройств глобального позиционирования GPS и т.д. Анализ современных условий работы локомотивного парка выявил уменьшение парка локомотивов на протяжении последних лет и значительный износ тягового подвижного состава. Для расчета оперативного плана работы локомотивов и бригад предложена адаптивная математическая модель оперативного управления работой локомотивного парка на железнодорожном направлении, составляющими которой являются прогнозная модель поездной работы направления и расчетный модуль. При разработке модуля прогнозирования прибытия поездов на технические станции, как составляющей прогнозной модели поездной работы направления, использована нейронная сеть типа персептрон, что дает возможность учесть момент отправления поезда, его массу и тип локомотива для определения прогнозной продолжительности движения поезда между техническими станциями. В диссертационной работе усовершенствована имитационная модель сортировочной станции за счет дополнения моделью локомотивного депо, что позволяет определить прогнозные моменты готовности составов, локомотивов и бригад к отправлению со станции. Расчет оперативных планов работы локомотивного парка может быть сведен к многокритериальной задачи о назначениях, что дает возможность учесть соответствие направления отправления составов плечам обслуживания локомотивных бригад; наличие приоритетов отправления составов; соответствие тяговых характеристик локомотивов массе составов; продолжительности простоев локомотивов, бригад и составов; суммарную стоимость простоя подвижного состава и локомотивных бригад. Использование предложенной процедуры расчета оперативного плана работы локомотивного парка позволяет сократить продолжительность непроизводительных простоев подвижного состава и локомотивных бригад и эксплуатационные расходы, связанные с данным простоем, а также откорректировать время явки бригад с целью уменьшения их простоя в ожидании отправления со станции. Результаты работы внедрены в научной работе и учебном процессе Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна при подготовке специалистов и магистров по специальности «Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте»

Research of the Duration of the Fright Trains Movement between the Technical Stations of Railway Direction

Єльнікова, Л. О. Дослідження тривалості руху вантажних поїздів між технічними станціями залізничного напрямку / Л. О. Єльнікова // Транспортні системи та технології перевезень : зб. наук. пр. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2014. — Вип. 8. — С. 44—44. — doi: 10.15802/tstt2014/38082.UK: Однією з ключових задач функціонування залізничного транспорту є вчасна доставка вантажів замовникам транспортних послуг при забезпеченні ефективного використання рухомого складу. Однією з важливих складових, необхідних для вирішення цієї задачі, є отримання якісного прогнозу щодо руху вантажних поїздів між технічними станціями, оскільки це дозволяє чітко планувати як експлуатаційну роботу залізниці по переробці вагонопотоків, так і ефективно організувати її взаємодію з вантажовласниками. Для точного прогнозу прибуття поїздів необхідно визначити основні фактори, що впливають на величину тривалості руху поїздів між технічними станціями залізничного напрямку, та характер цього впливу. Для проведення досліджень з банку даних АСК ВП УЗ-Є були отримані дані про тривалість руху вантажних поїздів на залізничному напрямку Синельниково - І – Нижньодніпровськ - Вузол – П’ятихатки. В результаті статистичної обробки даних було визначено, що випадкова величина тривалості руху поїзда підпорядковується логарифмічно-нормальному закону розподілу; цю гіпотезу була перевірено та підтверджено за допомогою критерію Пірсона. Було висунуте припущення, що на тривалість руху поїзда впливають такі фактори: момент відправлення поїзда з сусідньої технічної станції протягом доби, день тижня, місяць, а також маса поїзда та тип локомотива. Кількісну оцінку ступеню зв’язку між тривалістю руху поїзда та кожним вказаним фактором було виконано за допомогою кореляційного аналізу. Виявлено, що на тривалість руху значний вплив має сезонність, тобто місяць відправлення поїзда, помірний вплив мають день тижня та період відправлення поїзда протягом доби, а маса поїзда та тип локомотива мають слабкий вплив.RU: Одной из ключевых задач функционирования железнодорожного транспорта является своевременная доставка грузов заказчикам транспортных услуг при обеспечении эффективного использования подвижного состава. Одной из важных составляющих, необходимых для решения этой задачи, является получение качественного прогноза движения грузовых поездов между техническими станциями, так как это позволяет четко планировать как эксплуатационную работу железной дороги по переработке вагонопотоков, так и эффективно организовывать ее взаимодействие с грузовладельцами. Для точного прогноза прибытия поездов необходимо определить основные факторы, влияющие на величину продолжительности движения поездов между техническими станциями железнодорожного направления, и характер этого влияния. Для проведения исследований из банка данных АСУ ГП УЗ-Е были получены данные о продолжительности движения грузовых поездов на железнодорожном направлении Синельниково - I - Нижнеднепровск - Узел - Пятихатки. В результате статистической обработки данных было определено, что случайная величина продолжительности движения поезда подчинена логарифмически-нормальному закону распределения; эта гипотеза была проверена и подтверждена с помощью критерия Пирсона. Было выдвинуто предположение, что на продолжительность движения поезда влияют следующие факторы: время отправления поезда из соседней технической станции в течении суток, день недели, месяц, а также масса поезда и тип локомотива. Количественная оценка степени связи между продолжительностью движения поезда и каждым указанным фактором была выполнена с помощью корреляционного анализа. Выявлено, что на продолжительность движения поезда значительное влияние имеет сезонность, то есть месяц отравления поезда, умеренное влияние имеют день недели и период оправления поезда в течении суток, а масса поезда и тип локомотива имеют слабое влияние.EN: One of the key problems of railway transport functioning is timely delivery of goods to the customers of transport services while ensuring efficient use of the rolling stock. One of the important components required to solve this problem is to obtain qualitative forecast about the freight trains movement between the technical stations, as it allows to plan as railways’ operational work on processing wagons flow as well as organize effectively its interaction with cargo owners. For exact forecast of the trains’ arrival is necessary to define the main factors that affect the value of the duration of train movement between the technical stations of railway direction, nature of this influence. For conducting research were obtained data of the duration of freight trains movement from ACS FT UZ-U database on the railway direction Sinelnikovo-I - Nizhnedneprovsk node - Pyatikhatki. As a result of statistical data processing, it was determined that the random variable of the duration of the train movement obeys the logarithmically-normal distribution law; this hypothesis was tested and confirmed using Pearson criterion. It has been suggested that the duration of train movement is influenced by such factors: the time departure of the train from the neighboring technical station throughout the day, day, month, the train’s mass and the locomotive type. Quantitative assessment of the degree of connection between the duration of the train movement and each indicated factor was made using correlation analysis. It was found that seasonality has a significant effect on the movement duration, ie departure month, day of week and time of departure of the train throughout the day have moderate effect, and the train’s mass and the locomotive type have weak influence

Problems of Operational Work Planning of Locomotive Fleet Ukraine in Modern Conditions and Its Solutions

Вернигора, Р. В. Проблемы оперативного планирования работы локомотивного парка Украины в современных условиях и пути их решения: [препринт] / Р. В. Вернигора, Л. О. Ельникова // Вестник Белорусского гос. ун-та трансп. : Наука и танспорт. — 2015. — № 2 (31). — С. 120—125.RU: В статье рассмотрена разработанная прогнозная модель поездной работы железнодорожного направления, которая включает блок формирования входной информации, модуль прогноза прибытия поездов, модули прогнозирования работы локомотивов и бригад, а также имитационную модель станции и математическую модель локомотивного депо. Предложена методика расчета оперативного плана работы локомотивного парка, которая основана на решении многокритериальной задачи о назначениях, что позволяет учитывать не только количественные показатели (продолжительность и стоимость простоя подвижного состава и бригад), но и качественные показатели (соответствие направления отправления грузовых поездов плечам обслуживания локомотивных бригад; наличие приоритета отправления поездов). Данная система является динамической, так как при поступлении новых данных происходит перерасчет плана работы локомотивного парка с последующими рекомендациями об изменении подвязки локомотивов к составам грузовых поездов.UK: У статті розглянута розроблена прогнозна модель поїзної роботи залізничного напрямку, яка включає блок формування вхідної інформації, модуль прогнозу прибуття поїздів, модулі прогнозування роботи локомотивів і бригад, а також імітаційну модель станції і математичну модель локомотивного депо. Запропоновано методику розрахунку оперативного плану роботи локомотивного парку, яка заснована на розв’язку багатокритеріальної задачі про призначення, що дозволяє враховувати не тільки кількісні показники (тривалість і вартість простою рухомого складу і бригад), але і якісні показники (відповідність напрямку відправлення вантажних поїздів плечам обслуговування локомотивних бригад; наявність пріоритету відправлення поїздів). Дана система є динамічною, так як під час появи нових даних відбувається перерахунок плану роботи локомотивного парку з подальшими рекомендаціями про зміну підв'язки локомотивів до составів вантажних поїздів.EN: The paper presents the developed forecast model of the train work at the direction that includes forming block of an input information, forecast module of trains arrival, forecasting modules of locomotives and crews work, as well as a simulation model of the station and a mathematical model of the locomotive depot. Was described the method of calculation of operational work plan of the locomotive park, that is based on solving the problem of the multicriterial assignment that takes into account not only quantitative measures (duration and costs of downtime of rolling stock and teams), but also qualitative measures (conformity freight trains departure direction to service shoulders of locomotive crews, the presence of a train departure priority). Given system is dynamic, because when new data comes it occurs recalculation of the locomotive park work plan with further recommendations on changes the assignment of locomotives to freight trains

Analysis of Trains Down Time in Expectation of Train Locomotives on Railway Yards

Вернигора, Р. В. Анализ простоев поездов в ожидании поездных локомотивов на сортировочных станциях / Р. В. Вернигора, Л. О. Ельникова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2012. — № 5/3. — С. 16—19.RU: Выполнен анализ величины простоя составов в ожидании подачи поездных локомотивов на сортировочных станциях Украины. Приведены данные о простоях для одной из сортировочных станций. Рассмотрены причины появления простя в ожидании локомотивов на станциях и пути его сокращения.UK: Виконано аналіз величини простою составів в очікуванні подачі поїзних локомотивів на сортувальних станціях України. Наведено дані по простоям для однієї з сортувальних станцій. Розглянуто причини появи простою в очікуванні локомотивів на станціях та шляхи його скорочення.EN: The main reasons for the existence of substantial non-productive downtime of trains, waiting for locomotives in receiving-stations, are on the one hand, the shortage of operable traction rolling stock on the railways of Ukraine, on the other hand - poor management of the available engine yard. Thus, the questions of improving the efficiency of operational management technologies of available engine yard with limited traction resources gain particular currency. The solution of this problem and the implementation of the results will increase the efficiency of employment of locomotives and working hours of locomotive teams, and will reduce unproductive downtime of trains at stations, decrease operational costs of railroads

The Analysis of Non-Uniformity of Sending Cargo Trains from Technical Stations on Railway Direction

Вернигора, Р. В. Аналіз нерівномірності відправлення поїздів з технічних станцій на залізничному напрямку: [препринт] / Р. В. Вернигора, Л. О. Єльнікова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2013.—– № 3/3 (63). — С. 63—66.UK: Обґрунтовано доцільність створення адаптивної системи оперативного управління роботою локомотивного парку для залізниць України. Виконано аналіз сезонної, тижневої та внутрішньодобової нерівномірностей відправлення поїздів з технічних станцій залізничного напрямку, визначено ступінь зв’язку між кількістю відправлених поїздів та тривалістю їх руху між технічними станціями, а також виявлена залежність величини тривалості слідування поїздів по дільницях від сезону року та дня тижня.RU: Обоснована целесообразность создания адаптивной системы оперативного управления работой локомотивного парка для железных дорог Украины. Выполнен анализ сезонной, недельной, внутрисуточной неравномерностей отправления поездов с технических станций железнодорожного направления, определена степень связи между количеством отправленных поездов и продолжительностью их следования между техническими станциями, а также выявлена зависимость величины продолжительности хода поездов по участкам от сезона года и дня недели.EN: In order to improve the quality of transportation and to speed up the freight delivery it is proposed to create an adaptive system of operational management of engine yard to reduce unproductive downtime of trains while expecting locomotives and locomotive crews at technical railway stations in Ukraine. The analysis of seasonal, weekly, and daily unevenness permits to predict the number of trains that will be sent in a particular day of a week and at any time of a day

The Analysis of Intensity of Cargo They at Marshalling Yards of Ukraine

Вернигора, Р. В. Аналіз інтенсивності вантажних поїздопотоків на сортувальних станціях України / Р. В. Вернигора, Л. О. Єльникова // Транспортні системи та технології перевезень : зб. наук. пр. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, 2013. — Вип. 6. — С. 32—35. УДК 656.212. — doi: 10.15802/tstt2013/24446.UK: Наведено результати дослідження інтенсивності вантажних поїздопотоків по основним сортувальним станціям України. Встановлено залежності між обсягами поїзної роботи сортувальних станцій та періодами таижня і доби. Отримані результати можуть бути використані при розробці модулю прогонозування в адаптивній системі оперативного керування роботою локомотивного парку.RU: Приведены результаты исследований интенсивности грузовых поездопотоков по основным сортировочным станциям Украины. Установлены зависимости между объемами поездной работы сортировочных станций и периодами недели и суток. Полученные результаты могут быть использованы при разработке модуля прогонозирования в адаптивной системе оперативного управления работой локомотивного парка.EN: There are the results of studies on the intensity of freight train streams for main sorting stations in Ukraine. The dependencies between the volumes of trains in marshalling yards and periods of weeks and days were defined. The results can be used for creation of the forecasting module in the adaptive system operational management of the locomotive fleet

The Limitations of the Modes of Uncoupling Braking on Humps

Ограничения режимов торможения отцепов на сортировочных горках / В. И. Бобровский, Р. В. Вернигора, А. В. Кудряшов, Л. О. Ельникова // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. — Дніпропетровськ, — 2009. — № 27. — С. 30—35. УДК 656.212.5:681.3.RU: Исследованы действующие ограничения режимов торможения отцепов на горках, разработана методика построения области допустимых скоростей выхода отцепов из тормозных позиций.UK: Досліджено діючі обмеження режимів гальмування відчепів на гірках, розроблено методику побудови області допустимих швидкостей виходу відчепів з гальмівних позицій.EN: The operating limitations of braking modes for cuts on humps are explored: a procedure of construction of region of permissible speeds for exit of cuts nom the retarding positions is developed

Оцінка ефективності переходу на організацію руху вантажних поїздів за розкладом

Evaluation of the transition to the organization of freight trains traffic by the schedule / D. Kozachenko, R. Vernigora, V. Balanov, N. Berezovy, L. Yelnikova, Yu. Germanyuk // Transport problems = Problemy transportu. — 2016. — Vol. 11, Is. 1. — P. 41—48. — doi: 10.20858/tp.2016.11.1.4EN: The paper considers the issues of bulk conveyance organization between industrial enterprises on schedule. Currently the movement of the main part of freight trains is performed on preparedness and occupation processes of separate schedule train paths by some terminals are not fixed. And, due to the lack of statistical material on the punctuality of the schedule for the movement of freight trains, research of the passenger trains movement with subsequent dissemination of results on freight movement were carried out by the authors. The values of the additional time reserves that should be included in the schedule of trains, and the schedule for the turnover of freight trains to provide conditional interaction of railroads and industrial enterprises in Ukraine were proposed. The obtained results can be used for the technical-and-economic calculations of transition effectiveness of industrial enterprises for maintenance on schedule as well as in the development of schedule on the initial stages of testing technology.UK: В роботі розглянуті питання організації перевезення масових вантажів між промисловими підприємствами за розкладом. Для того, щоб забезпечити надходження поїздів на станції призначення до заданого моменту часу, графіки обороту складів повинні мати резерви часу, достатні для парирування впливу дестабілізуючих факторів. Для дослідження якості виконання графіка руху окремими поїздами використані методи математичної статистики. В теперішній час рух основної частини вантажних поїздів здійснюється по готовності і процеси заняття окремих ниток графіка певними складами не фіксуються. Тому, зважаючи на відсутність статистичного матеріалу по пунктуальності виконання графіка руху вантажними поїздами, виконані дослідження руху пасажирських поїздів з наступним поширенням результатів на вантажний рух. Запропоновано значення додаткових резервів часу, які повинні закладатися в графік руху поїздів і графік обороту вантажних складів, для забезпечення стійкої взаємодії залізниць і промислових підприємств України. Отримані результати можуть бути використані для техніко-економічних розрахунків ефективності переходу промислових підприємств на обслуговування їх за розкладом, а також при розробці графіків руху на початкових етапах випробування технології.RU: В работе рассмотрены вопросы организации перевозки массовых грузов между промышленными предприятиями по расписанию. Для того, чтобы обеспечить поступление поездов на станции назначения к заданному моменту времени графики оборота составов должны иметь резервы времени, достаточные для парирования воздействия дестабилизирующих факторов. Для исследования качества выполнения графика движения отдельными поездами использованы методы математической статистики. В настоящее время движение основной части грузовых поездов осуществляется по готовности и процессы занятия отдельных ниток графика определенными составами не фиксируются. Поэтому, ввиду отсутствия статистического материала по пунктуальности выполнения графика движения грузовыми поездами, выполнены исследования движения пассажирских поездов с последующим распространением результатов на грузовое движение. Предложены значения дополнительных резервов времени, которые должны закладываться в график движения поездов и график оборота грузовых составов, для обеспечения устойчивого взаимодействия железных дорог и промышленных предприятий Украины. Полученные результаты могут быть использованы для технико-экономических расчетов эффективности перехода промышленных предприятий на обслуживание их по расписанию, а также при разработке графиков движения на начальных этапах опробования технологии