Взаимосвязи режимов управления вагонопотоками

Введение. Задачи организации вагонопотоков в условиях возможных изменений эксплуатационной обстановки имеют три режима решения (нормативный план формирования поездов, его периодические изменения и оперативные приказы), каждому из которых присущи своя структура целевых функций, настроечные характеристики управляемых переменных и ограничений, что является предметом данной статьи.

Целью статьи является формализованная постановка задачи и поиск принципиальных методов ее решения в указанных режимах.

Материалы и методы. Использованы методы и положения теории организации вагонопотоков, теории взаимодействия станционных процессов, теории множеств, теории графов, нелинейного математического программирования. Исходные данные для решения задач организации вагонопотоков представлены в виде структурированного набора взаимосвязанных сетевых моделей среднесуточных вагонопотоков и динамических данных о дислокации вагонов. Управляемыми переменными являются множества назначений грузовых поездов и путей следования, а также признаки прикрепления вагонопотоков к назначениям поездов и назначений к путям следования. На целевую функцию налагаются инфраструктурные, логистические и ресурсные ограничения, обладающие взаимозависимостью. Целевая функция расчета плана формирования, предусматривающая минимизацию среднесуточных затрат на продвижение вагонопотока, в парадигме жизненного цикла плана формирования дополнена компонентой, учитывающей затраты на переходы между периодами действия и режимами работы системы организации вагонопотоков.

Результаты. Необходимость корректировок плана формирования оценивается на основе сопоставления балансового и нормативного наличия вагонов рабочего парка на подразделении железнодорожной сети. В зависимости от этого соотношения, с учетом возможных структуры вагонопотока и ресурсного обеспечения, принципиально определен набор стратегий поиска решений по приведению системы организации вагонопотоков к нормативному состоянию.

Обсуждение и заключение. Представленные в работе положения являются основой для дальнейшей содержательной настройки используемой экономико-математической модели расчета плана формирования методом пошагового распределения вагонопотоков по сети допустимых назначений поездов для эффективного решения рассматриваемых задач.

1. Бородин А. Ф., Николаев К. Ю., Прозоров В. В., Шиндеров Р. В. Логистические, инфраструктурные и ресурсные ограничения в управлении вагонопотоками // Политранспортные системы: материалы XIII Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием, 24–25 октября 2024 г. Новосибирск: СГУПС, 2024. С. 80–84. EDN: https://elibrary.ru/lzkmro.

2. Батурин А. П., Бородин А. Ф., Панин В. В., Шумская О. А., Пояркова М. А. Организация сетевых вагонопотоков в одногруппные поезда // Железнодорожный транспорт. 2005. № 6. С. 17–24.

3. Бородин А. Ф., Вербов Д. М., Рубцов Д. В., Новиков П. О. Автоматизированная система организации вагонопотоков: современные теория и практика // Железнодорожный транспорт. 2021. № 11. С. 4–17. EDN: https://elibrary.ru/ndafsl.

4. Новиков П. О., Шиндеров Р. В., Щепанов А. Л., Сухов А. А., Дмитриев Е. О. Решение задач автоматизированного расчета нормативной технологии организации вагонопотоков, оперативного управления и логического контроля // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD’2021): труды XIV междунар. конф., 27–29 сентября 2021 г. М.: ИПУ им. В. А. Трапезникова РАН, 2021. С. 1020–1027. EDN: https://elibrary.ru/lipnhi.

5. Кутыркин А. В. Комплексная модель планирования и оперативного управления вагонопотоками // Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог: сб. научн. тр. (Труды ВНИИЖТ). М.: Транспорт, 1985. С. 68–77.

6. Кутыркин А. В. Алгоритмы оперативной корректировки плана формирования // Вестник Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 1983. № 8. С. 1–6.

7. Кутыркин А. В., Павловский А. А. Оптимальное управление вагонопотоками в условиях нечетких исходных данных // Наука и техника транспорта. 2003. № 3. С. 40–53. EDN: https://elibrary.ru/hvyuwz.

8. Осьминин А. Т. Интеллектуальная система управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО ≪РЖД≫. 2021. № 1. С. 1–17.

9. Осьминин А. Т., Шапкин И. Н. Оптимизация системы организации вагонопотоков на основе цифровых технологий на железнодорожном транспорте и принципах клиентоориентированности // Ф. П. Кочнев — выдающийся организатор транспортного образования и науки в России: труды междунар. науч.-практич. конф., 22–23 апреля 2021 г. М.: РУТ (МИИТ), 2021. С. 231–239. EDN: https://elibrary.ru/bpabwp.

10. Осьминин А. Т., Бадецкий А. П. Многоагентная система расчета адаптивного плана формирования поездов // Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. Компьютерное и математическое моделирование (ИСУЖТ-2015): труды IV науч.-техн. конф. с междунар. участием, 18 ноября 2015 г. М.: НИИАС, 2015. С. 61–65. EDN: https://elibrary.ru/bfbknk.

11. Негрей В. Я., Шкурин К. М. Синергетический подход к расчету плана формирования одногруппных поездов // Наука та прогрес транспорту. 2018. № 5 (77). С. 53–64. https://doi.org/10.15802/stp2018/147718. EDN: https://elibrary.ru/ytfxbb.

12. Литвинова И. М., Козлов В. Г. Информационно-аналитическая модель распределения сортировочной работы на станциях Белорусской железной дороги // Тихомировские чтения. Инновационные технологии перевозочного процесса: материалы Междунар. науч.-практ. конф., 30 ноября 2018 г. Гомель: БелГУТ, 2019. С. 99–102. EDN: https://elibrary.ru/tequmn.

13. Ерофеев А. А., Козлов В. Г., Терещенко О. А., Литвинова И. М., Сладкевич А. Н. Ускорение продвижения вагонопотоков: опыт Белорусской железной дороги // Железнодорожный транспорт. 2025. № 8. С. 34–39. EDN: https://elibrary.ru/ukdafa.

14. Козлов В. Г. Повышение эффективности технической маршрутизации на основе динамической модели расчета и оценки параметров корреспонденций вагонопотока // Управление эксплуатационной работой на транспорте (УЭРТ-2022): сб. тр. Междунар.науч.-практ. конф., 15–16 марта 2022 г. СПб.: ПГУПС, 2022. С. 364–368. EDN: https://elibrary.ru/mlzniu.

15. Кекиш Н. А. Повышение эффективности организации маломощных вагонопотоков при использовании системы взаимоувязанных групповых поездов // Зб. наук. праць УкрДУЗТ. Харкiв: УкрДУЗТ, 2017. № 167. С. 42–54.

16. Xiao J., Lin B. Comprehensive optimisation of the one-block and two-block train formation plan. Journal of Rail Transportation Planning & Management. 2016;6(3):218–236. https://doi.org/10.1016/j.jrtpm.2016.09.002.

17. Poliński J., Ochociński K. Cyfryzacja w transporcie kolejowym. Problemy Kolejnictwa. 2020. Zeszyt 188. S. 53–65. https://doi.org/10.36137/1885P.

18. Бородин А. Ф., Сотников Е. А. Рациональное соотношение вместимости путей станций и вагонных парков с учетом увеличения доли приватных вагонов // Железнодорожный транспорт. 2011. № 3. С. 8–19. EDN: https://elibrary.ru/nxlpnj.