Цифровая ж/д станция и планирование маневровых работ

Формирование и разгрузка поездов, прицепка и отцепка вагонов, перегруппировка и подача ж/д составов на станции — всё это поддаётся оптимизации. Об IT-технологиях в этой области рассказывает руководитель направления систем бизнес-аналитики BIA Technologies Станислав Воронин.

Мы уже разбирали, как ж/д операторы (владельцы собственного парка вагонов) могут оптимизировать свою деятельность с помощью автоматизированных решений. Но в сфере железнодорожных грузоперевозок есть и другие области с большим потенциалом для автоматизации.

Большинство крупных промышленных предприятий, которые отгружают значительный объем продукции по железной дороге, имеют в своем ведении пути необщего пользования, погрузочные и сортировочные станции — это ж/д инфраструктура, которая выведена из-под управления РЖД и относится к самим предприятиям, — как раз на ней и можно решать задачи оптимизации.

Чтобы понимать масштабы, о которых мы говорим: месячный оборот вагонов одного предприятия может находиться в пределах 2 000–10 000 отправлений, в зависимости от интенсивности движения и масштабов завода. На ж/д путях ежедневно разыгрывается большое количество комбинаций: вагоны приходят с определенным сырьем, их необходимо разгрузить по цехам, выполнить погрузку готовой продукции; заполненные вагоны нужно сгруппировать в определенные составы и подать на пути РЖД, где уже будет осуществлена отправка в сторону грузополучателя. В рамках данных процессов у предприятий, которые владеют грузом, возникают логистические издержки на его прием и отправку.

Повысить операционные показатели промышленной компании с помощью математической оптимизации здесь можно по двум ключевым направлениям:

1. Составление эффективного плана маневровых работ

Расписание маневровых работ может составляться до нескольких раз в день. Короткий план заключается в формировании последовательности перемещения вагонов с тем, чтобы сгруппировать состав и обеспечить его убытие на станцию. Целевой функцией при решении такого рода задачи является суммарный пробег локомотива.

В данном случае задача может решаться комбинацией математических подходов. Сначала с помощью инструментов имитационного моделирования мы создаем цифровую копию существующей ж/д платформы и наглядно визуализируем всю физику процесса и имеющиеся ограничения (длину путей, количество и расположение стрелок). Затем с помощью методов линейной оптимизации мы задаем те или иные правила по формированию/расформированию составов и находим оптимальное решение задачи. Это напоминает детскую игру в пятнашки: у нас в распоряжении есть ограниченное количество путей, и нам нужно правильно переставить подвижной состав.

В результате оптимизации маневровых работ локомотив совершает меньше перемещений, что, в свою очередь, приводит к сокращению затрат, повышению эффективности использования ж/д инфраструктуры и локомотивного парка и минимизации времени нахождения вагона на путях необщего пользования. Поскольку существуют штрафы за превышения времени простоя вагонов на станции, то чем меньше вагон стоит под погрузкой–разгрузкой, тем меньше суммарные потери отправителя груза.

2. Организация групповых отправок по грузополучателям/станциям назначения

Если выполнить подготовительные работы по группировке вагонов и заранее отсортировать их по грузополучателям или станциям назначения, то можно получить скидку на ж/д тариф транспортировки и тем самым снизить стоимость логистической составляющей.

Эта задача также может быть решена средствами имитационного моделирования и линейной оптимизации.

Автоматизированное планирование маневровых работ помогает предприятию максимально быстро формировать и загружать поезда на локальной станции при заводе и существенно сокращать расходы. Что касается эффективного использования железнодорожных путей всеми участниками ж/д инфраструктуры, это и вовсе помогает не допустить транспортного коллапса — что особенно актуально для юго-восточных направлений России, которые испытывают повышенную нагрузку в связи с текущим перераспределением транспортных потоков.