ДОСЛІДЖЕННЯ ІНТЕНСИВНОСТІ РУХУ СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ ПОЇЗДОПОТОКІВ В УМОВАХ РИЗИКІВ

Abstract

Purpose. The study aims to establish a rational variant for running of specialized train traffic volumes by managing risks and determining the dependence of the train motion interval on locomotive fleet and locomotive crews. It is possible to achieve this purpose by establishing the sequence of stages of the genetic algorithm for implementing a mathematical model for determining the movement intensity of specialized train traffic volumes. Methodology. The study examined the process of passing specialized train traffic volumes along railway corridors as part of a single logistics chain. We approached this process from the perspective of risk management when it is necessary to determine the train arrival time from different directions with the existing technological restrictions. The choice of rational interval between the trains running along the railway corridors is extremely important, since it allows the passage of specialized freight traffic volumes more efficiently in terms of delivery costs to the destination and the speed of this delivery. In order to implement an optimization mathematical model for determining the motion intensity of specialized train traffic volumes in railway directions, a real-coded genetic algorithm (RGA) was used. Findings. The analysis proved the search efficiency of the rational option for establishing the motion intensity of specialized train traffic volumes, taking into account the railway costs for traction and the costs of consignees. A graph of the best and mean values of fitness function on the number of RGA iterations in the process of finding a solution is presented. Originality. As a result of the study, a software implementation of the mathematical model for determining the intensity of specialized train traffic volumes in the railway directions was developed taking into account the balance of rail costs for traction resources and the costs of consignee. This program allows you to simulate the choice of time of trains’ arrival to the final station of from different directions in the uncertainty conditions. An expert analysis of the obtained simulation results proved the adequacy of the solution. Practical value. This study allows us to establish the dependence of train motion interval on the locomotive fleet and locomotive crews. The search for the optimal interval of train traffic volumes using the developed mathematical model makes it possible to manage the associated risks and minimize operating costs on the specialized train traffic volumes.Цель. Исследование направлено на установление рационального варианта следования специализированных поездопотоков на железнодорожных направлениях путем управления рисками и определения зависимости интервала движения поездов от парка локомотивов и локомотивных бригад. Достичь поставленной цели можно путем установления последовательности стадий генетического алгоритма для реализации математической модели определения интенсивности движения специализированных поездопотоков на железнодорожных направлениях. Методика. В исследовании рассмотрен процесс пропуска специализированных поездопотоков по железнодорожным коридорам как составляющую единой логистической цепи. К этому процессу мы подошли с позиции управления рисками, когда нужно определить время прибытия поездов с различных направлений при имеющихся технологических ограничениях. Выбор рационального интервала следования между поездами на железнодорожных коридорах крайне важен, так как позволяет осуществлять пропуск специализированных грузопотоков более эффективно с точки зрения расходов на выполнение доставки в конечный (опорный) пункт и скорости этой доставки. С целью реализации оптимизационной математической модели определения интенсивности движения специализированных поездопотоков на железнодорожных направлениях использовано генетический алгоритм с действительным кодированием (RGA). Результаты. Проведенный анализ доказал эффективность поиска рационального варианта установления интенсивности движения специализированных поездопотоков на железнодорожных направлениях с учетом расходов железной дороги на тягу и расходов грузополучателей. Представлен график зависимости лучших и средних значений фитнес-функции от количества итераций RGA в процессе нахождения решения. Научная новизна. В результате исследования разработана программная реализация математической модели определения интенсивности движения специализированных поездопотоков на железнодорожных направлениях с учетом баланса расходов железной дороги на тяговые ресурсы и расходов получателя груза. Эта программа позволяет моделировать выбор времени прибытия поездов на конечную станцию маршрутов с различных направлений в условиях неопределенности. Экспертный анализ полученных результатов моделирования доказал адекватность решения. Практическая значимость. Данное исследование позволяет установить зависимость интервала движения поездов от парка локомотивов и локомотивных бригад. Поиск оптимального интервала следования поездопотоков с помощью разработанной математической модели позволяет управлять сопутствующими рисками и минимизировать эксплуатационные расходы на продвижение специализированного поездопотока.Мета. Дослідження спрямовано на встановлення раціонального варіанта прямування спеціалізованих поїздопотоків на залізничних напрямках шляхом управління ризиками та визначення залежності інтервалу руху поїздів від парку локомотивів і локомотивних бригад. Досягнути поставленої мети можна шляхом установлення послідовності стадій генетичного алгоритму для реалізації математичної моделі визначення інтенсивності руху спеціалізованих поїздопотоків на залізничних напрямках. Методика. У дослідженні розглянуто процес пропуску спеціалізованих поїздопотоків по залізничних коридорах як складову єдиного логістичного ланцюга. До цього процесу ми підійшли з позиції управління ризиками, коли потрібно визначити час прибуття поїздів із різних напрямків за наявних технологічних обмежень. Вибір раціонального інтервалу прямування між поїздами на залізничних коридорах є вкрай важливим, тому що дозволяє здійснювати пропуск спеціалізованих вантажопотоків більш ефективно з позиції витрат на виконання доставки в кінцевий (опорний) пункт та швидкості цієї доставки. Із метою реалізації оптимізаційної математичної моделі визначення інтенсивності руху спеціалізованих поїздопотоків на залізничних напрямках використано генетичний алгоритм із дійсним кодуванням (RGA). Результати. Проведений аналіз довів ефективність пошуку раціонального варіанта встановлення інтенсивності руху спеціалізованих поїздопотоків на залізничних напрямках з урахуванням витрат залізниці на тягу та витрат вантажоотримувачів. Представлено графік залежності кращих і середніх значень фітнес-функції від кількості ітерацій RGA у процесі знаходження рішення. Наукова новизна. У результаті дослідження розроблено програмну реалізацію математичної моделі визначення інтенсивності руху спеціалізованих поїздопотоків на залізничних напрямках з урахуванням балансу витрат залізниці на тягові ресурси та витрат одержувача вантажу. Ця програма дозволяє моделювати вибір часу прибуття поїздів на кінцеву станцію маршрутів із різних напрямків в умовах невизначеності. Експертний аналіз отриманих результатів моделювання довів адекватність рішення. Практична значимість. Виконане дослідження дозволяє встановити залежність інтервалу руху поїздів від парку локомотивів та локомотивних бригад. Пошук оптимального інтервалу прямування поїздопотоків за допомогою розробленої математичної моделі дозволяє управляти супутніми ризиками та мінімізувати експлуатаційні витрати на просування спеціалізованого поїздопотоку