Удосконалення функціонування прикордонного залізничного вузла через стохастичне моделювання на основі мереж Петрі
DOI:
https://doi.org/10.18664/ikszt.v31i2.362277Ключові слова:
залізничний прикордонний вузол, ієрархічні мережі Петрі, стохастична оптимізація, сукупна вартість володіння (TCO), перевалка вантажів, заміна залізничних візків, мультимодальні перевезення, логістичний ланцюг, залізничний транспортАнотація
Стаття присвячена дослідженню технологічних процесів прикордонних залізничних вузлів в умовах передавання вантажів між коліями 1520 і 1435 мм. Метою роботи є розроблення комплексної стохастичної моделі оптимізації роботи прикордонної станції для скорочення сукупних витрат (TCO) і тривалості технологічного циклу за умов нерівномірного надходження поїздів.
Завдання вирішено із застосуванням апарату ієрархічних мереж Петрі (HPN), що дало змогу декомпозувати систему на три рівні: вузла, деталізації технологічних підмереж (заміна ходових візків L1, перевантаження вантажів L2) та управління ресурсами. Стохастична складова процесів урахована через затримки за законами Ерланга та нормального розподілу. Економічна компонента ґрунтована на критерії TCO з урахуванням капітальних і операційних витрат.
Побудовано комплексну ієрархічну модель, верифіковану на даних станції Мостиська-ІІ із похибкою до 4,2 %. Проведено порівняльний аналіз трьох прикордонних напрямків: польського (Медика/Мостиська), угорського (Захонь/Чоп) і словацького (Цієрна/Чіерна-над-Тисоу). Встановлено, що критичне «вузьке місце» для польського переходу — митні пости (чутливість 0,68); для угорського — одночасно митниця та домкратні стійла (0,61/0,52); для словацького — виключно домкратне господарство (0,57). Застосування методу ідеальної точки дало змогу знизити TCO на 16–19 %. Наукова новизна полягає у вдосконаленні математичного опису взаємодії технічних засобів вузла через інтеграцію економічних показників безпосередньо у структуру мережі Петрі.
Посилання
Ломотько Д. В. Формування транспортного процесу залізниць України на базі логістичних принципів : дис. ...д-ра техн. наук : 05.22.01 – транспортні системи. Харків: УкрДАЗТ, 2008. 384 с. URL: http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/6787
Ломотько Д. В., Ільчишин В. М., Арсененко Д. В., Ломотько М. Д., Афанасова О. Ф. Стохастичне моделювання залізнично-водних виробничо-транспортних логістичних ланцюгів. Залізничний транспорт України. 2025. № 4. С. 4–13. DOI: https://doi.org/10.34029/2311-4061-2025-157-4-04-13
Бутько Т. В., Ломотько Д. В., Головко Т. В. Удосконалення сумісної роботи портів та залізничних вузлів на основі логістичних методів. Східно-Європейський журнал передових технологій. 2007. № 3/6 (27). С. 10–16.
Бауліна Г. С. Удосконалення інформаційно-керуючої системи прикордонної передавальної станції на основі застосування інтелектуальних технологій. Зб. наук. Праць ДонІЗТ. Донецьк, 2011. Вип. 25. С. 39-44.
Нестеренко Г. І., Кузьменко А. І. Удосконалення технології пропуску вантажопотоків через прикордонні передавальні станції. Вісник Академії митної служби України. Серія «Технічні науки». 2011. № 2 (46). С.23-29.
Козаченко Д. М., Вернигора Р. В., Коробйова Р. Г. Програмний комплекс для імітаційного моделювання роботи залізничних станцій на основі добового плану-графіка. Залізничний транспорт України. 2008. № 4 (70). С. 18–20.
Удосконалення технології роботи прикордонної передавальної станції. Зб. наук. праць Укр. держ. ун-ту залізнич. трансп. 2015. Вип. 156. С. 106-109. DOI: 10.18664/1994-7852.156.2015.66473
Butko T., Parkhomenko L., Prokhorov V., Kalashnikova T., Golovko T. Building a model for planning rapid delivery of containers by rail under the conditions of intermodal transportation based on robust optimization. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. 5 (3 (119)). 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265668
Aleshinskiy E., Naumov V., Prymachenko G. Using the Petri nets for forming the technological lines of the passenger trains processing in Ukraine. Archives of Transport. 2016. Vol. 38, No. 2. P. 7–15. DOI: https://doi.org/10.5604/08669546.1218789
Jensen K., Kristensen L.M. Coloured Petri Nets: Modelling and Validation of Concurrent Systems. Berlin, Heidelberg: Springer, 2009. DOI: 10.1007/b95112
Ricci S., Tieri A. A Petri nets based decision support tool for railway traffic conflicts forecasting and resolution. 2008. P. 483–492. DOI: 10.2495/CR080471
Jensen K., Kristensen L. Colored Petri Nets: A Graphical Language for Formal Modeling and Validation of Concurrent Systems. Communications of the ACM. 2015. 58. 61–70. DOI: 10.1145/2663340
Kluge O. Modelling a Railway Crossing with Message Sequence Charts and Petri Nets. LNCS. Springer. 2003. Vol. 2472. P. 197–218. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-40022-6_10
Dalapati P., Singh J. A., Dutta A., Bhattacharya S. Multi-agent-based dynamic railway scheduling and optimization: a coloured petri-net model. Advances in Computational Intelligence. 2022. Vol. 2, Article 26. DOI: https://doi.org/10.1007/s43674-022-00039-7
Song H., Schnieder E. Modeling of railway system maintenance and availability by means of Colored Petri nets. Eksploatacja i Niezawodnosc. 2018. 20. 236–243. DOI: 10.17531/ein.2018.2.08
Державна служба статистики України. Статистична інформація «Транспорт». URL: https://www.ukrstat.gov.ua/
Genrich H. J., Lautenbach K. System modelling with high-level Petri nets. Theoretical Computer Science. 1981. Vol. 13, Iss. 1. P. 109-135. ISSN 0304-3975. https://doi.org/10.1016/0304-3975(81)90113-4
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
