УДОСКОНАЛЕННЯ УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСОМ ПРОСУВАННЯ ВАГОНІВ З НЕБЕЗПЕЧНИМИ ВАНТАЖАМИ НА ЗАЛІЗНИЧНІЙ МЕРЕЖІ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовані мета та задачі дослідження, відображені наукова новизна та практична цінність, подано загальну характеристику роботи.

У першому розділі, виходячи із мети дисертаційної роботи, проведено аналіз існуючої системи організації перевезень небезпечних вантажів на залізницях України, зокрема досліджено існуючі технології планування перевезень небезпечних вантажів, причини виникнення транспортних подій, інформаційне забезпечення на тактичному та оперативному рівнях планування.

Аналіз перевезень небезпечних вантажів різними видами транспорту по місяцях року свідчить про загострення конкуренції на ринку перевезень небезпечних вантажів. До 15 % від загального обсягу вантажів на залізничному транспорті складають вибухонебезпечні, хімічні, радіоактивні, легкозаймисті речовини. Загроза виникнення аварій за участю вагонів з такими речовинами зростає у зв’язку зі збільшенням кількості операцій з ними на станції, вибором слідування їх по дільницях з інтенсивним рухом у складі поїздів, графік яких передбачає значну кількість зупинок на дільниці для здійснення обгонів, схрещень тощо. Існуюча технологія планування та управління перевезеннями небезпечних вантажів на залізницях України не передбачає застосування автоматизованих систем для рішення оптимізаційних задач щодо вибору маршрутів перевезення таких вагонів та задач підтримки прийняття рішень при оперативному управління їх просування в підсистемі “технічна станція – прилегла дільниця”. Це вказує, що діюча система організації перевезень небезпечних вантажів на залізничному транспорті не є достатньо ефективною, так як не дозволяє знаходити раціональні рішення щодо організації перевезень небезпечних вантажів з урахуванням мінімізації ризиків та експлуатаційних витрат залізниць.

У розвиток досліджень щодо розробки систем планування та оперативного управління на залізничному транспорті, технології організації перевезень небезпечних вантажів, визначення оптимальних схем направлення вагонопотоків, застосування інформаційних технологій в управлінні експлуатаційною роботою, внесли великий вклад такі вчені та практики: H.C. Green, A.J. Bou e, R.E Barlow, H. Kumamoto, F.N. Proschan, E.J. Henly, E. Apl, E. Erkut, C. ReVelle, R. Batta, В.М. Акулінічєв, В.Н. Андросюк, А.Г. Базазьян, А.Л. Кармолін, А.В. Костров, П.С. Грунтов, В.М. Самсонкін, А.М. Островський, В.І. Мєдвєдєв, Л.Е. Шейнкман та ін.

На основі аналізу попередніх досліджень, присвячених розробці наукових підходів до теоретичного обґрунтування процесу управління просуванням вагонів із небезпечними вантажами, виявлено, що не в повній мірі враховується облік ризиків за маршрутом слідування таких вагонів.  Крім того, задача оптимізації плану перевезень таких вантажів вивчена недостатньо: відсутні математичні  моделі для автоматизації інтегрованого процесу планування та управління просуванням небезпечних вантажів на тактичному та оперативному рівнях, не використовуються системи управління ризиками при здійсненні поїзної та маневрової роботи з такими вагонами тощо.

Вітчизняний досвід експлуатації та удосконалення технології роботи залізничних станцій та дільниць, пов'язаний із дослідженнями технічних причин виникнення транспортних подій з небезпечними вантажами. Достатньої уваги усуненню причин організаційного характеру не приділялось.

Таким чином, набуває актуальності вирішення задачі удосконалення технології організації й управління процесом перевезення небезпечних вантажів на мережі залізниць шляхом інтелектуальної підтримки планування на тактичному та оперативному рівнях, що забезпечує зменшення можливих ризиків.

У другому розділі для реалізації системи планування на тактичному рівні сформовано двоетапну математичну модель вибору найменш безаварійного маршруту прямування вагонів із небезпечними вантажами, ідея якої полягає у послідовному використанні процедури Йєна-Флойда, для вибору множини можливих маршрутів прямування вагонів із небезпечними вантажами, потужність якої обмежено встановленими критичними експлуатаційними витратами та пошуку оптимального маршруту на основі мінімізації ризиків шляхом використання теорії ігор.

Процес просування вагонів із небезпечними вантажами представлено у вигляді графової структури , в якій вершини , слід розглядати як технічні станції залізничної мережі ( номер станції), а кожна дуга ,  описує категорію і напрямок слідування вантажного поїзду (), до складу якого можливо включити вагони з небезпечними вантажами (дільничний, наскрізний тощо). По суті дуги графу визначають діючий план формування вантажних поїздів на полігоні залізничної мережі. Для обліку в запропонованій графовій структурі технологічних операцій, які проводяться на  технічній станції, в роботі запропоновано розбити вершини графу на декілька псевдовершин, які з’єднані дугами, що відповідають технологічним ланцюгам обробки вагонів на -тій технічній станції. Даний підхід дозволив перейти від графу  до псевдографу , розширення множини вершин, що визначає початок та кінець операцій з вагонами на технічній станції, а множина це розширена множина дуг, яка крім напрямків прямування поїздів відповідних категорій включає дуги, що відповідають технологічному ланцюгу обробки вагонів (рис. 1).

На першому етапі рішення задачі пошуку оптимального маршруту слідування вагонів із небезпечними вантажами на графі  запропоновано визначити декілька -достатньокоротких простих шляхів (ланцюгів) з вершини відправлення до вершини прибуття за умови не перевищення критичних експлуатаційних витрат. Рішення даної задачі здійснено на основі використання алгоритму Йєна, схема якого припускає застосування алгоритму Флойда-Уоршелла для пошуку одного оптимального маршруту між двома вершинами на мережі.