Constructing a model for the automated operative planning of local operations at railroad technical stations

Abstract

EN: This paper has investigated the technology of forwarding local wagons at railroad technical stations and established the need to improve it given the extra downtime of local wagons. The main issue relates to the considerable combinatorial complexity of the tasks of operational planning. Another problem is that as part of the conventional approach, planning a station operation and planning a local operation at it is considered separately. Another planning issue is the lack of high-quality models for the preparation of initial data, in particular, data on the duration of technological operations, such as, for example, shunting operations involving local wagons forwarding. To resolve these issues, a new approach has been proposed, under which the tasks of operative planning of a technical station’s operation and its subsystem of local operations are tackled simultaneously, based on a single model. To this end, a mathematical model of vector combinatoric optimization has been built, which uses the criteria of total operating costs and wagon-hours spent at a station when forwarding local wagon flows, in the form of separate objective functions. Within this model, a predictive model was constructed in the form of a fuzzy inference system.

UA: Досліджено технологію обробки місцевих вагонів на залізничних технічних станціях та встановлено необхідність її удосконалення з причини перепростою місцевих вагонів. Основна проблема полягає у значній комбінаторній складності задач оперативного планування. Іншою проблемою є те, що у рамках традиційного підходу планування роботи станції і планування місцевої роботи на ній розглядаються окремо. Ще однією проблемою планування є відсутність якісних моделей підготовки вихідних даних, зокрема даних про тривалість технологічних операцій, таких як, наприклад, маневрові переміщення при обробці місцевих вагонів. Для вирішення цих проблем було запропоновано новий підхід, в рамках якого задачі оперативного планування роботи технічної станції і її підсистеми місцевої роботи вирішуються одночасно на основі єдиної моделі. З цією метою було розроблено математичну модель векторної комбінаторної оптимізації, яка використовує критерії сумарних експлуатаційних витрат та вагоно-години, що витрачаються на станції в процесі обробки місцевих вагонопотоків, у вигляді окремих цільових функцій. В рамках цієї моделі було розроблено прогнозну модель у вигляді системи нечіткого виводу. Дана модель призначена для визначення тривалості маневрових напіврейсів при здійсненні операцій подавання-прибирання місцевих вагонів на вантажні фронти підприємств. Модель забезпечує достатній для здійснення планування рівень точності, на відміну від класичних методів.