Информационные технологии на транспорте

22 Российский государственный открытый Технический университет путей сообщения На кафедру: " Управление эксплуатационной работой " Информационные технологии на транспорте Контрольная работа №1 специальность: 240100 Организация перевозок и управление на транспорте (Железнодорожный транспорт) (Д) Саратов 200 2 Задача№1 Обеспечение погрузки порожними вагонами на основе данных пономерной в агонной модели. Пономерные вагонные модели, которые накапливаются в составе автоматиз ированной системы ДИСПАРК, содержат широкий круг информации о дислокац ии и состоянии каждого вагона грузового пака, а также об истории техноло гических операций с вагоном. Это позволяет на уровне линейных подразделений распред елять порожние вагоны по д погру зку, выбирая наиболее обоснованные и экономи ческие решения. Пономерное прикрепление годных под погрузку вагоно в к заявкам грузоотправителей на станции отправления должно быть напра влено на достижение максимальных доходов от перевозок при минимуме зат рат, связанных с использованием вагонного парка. Ука занное условие выражается целевой функцией (1) где - пров озная плата, взимаемая за 1 вагон в межстанционной корреспонденции i, руб.; - числ о погруженных вагонов в межстанционной корреспонденции i; - рас ходы, связанные с использованием вагонного парка во времени, руб.; - расходы, связанные с подводом порожних вагонов к станции погрузки, руб.; - пот ери доходов из-за недостатка вагонов и необеспечения погрузки по вине же лезной дороги, руб.; (2) здесь - техн ологическое время доставки груза в межстанционной корреспонденции I, с ут; - рас ходы, приходящиеся на одни сутки использования в межстанционной коррес понденции i вагона j, руб. Набор характеристик вагона j , от которого зависит величина , вкл ючает род подвижного состава, государственную принадлежность вагона, а для вагонов государств СНГ и Балтии – время их нахождения на сети желез ных дорог России; (3) где - числ о вагонов, подводимых под погрузку со станции превоначальной дислокаци и k; - ра сходы, связанные с передислокацией одного вагона со станции k, руб.; (4) где - чис ло вагонов, не поданных под погруз ку п о вине железной дороги; - штраф, уплачиваемый ж елезной дор огой грузоотправителю за каждый вагон, не поданный согласно ранее приня той заявке, руб. Согласно ст. 105 Транспортного Устава железных дорог Р оссийской Федерации величина r для грузов, перевозка которых планируетс я в вагонах, составляет пять размеров минимальной оплаты труда независи мо от рода вагона и количества осей . Условия задачи. Рассчитать вариант прикрепления вагонов к заявкам н а погрузку в планируемые сутки, обеспечивающий максимальное значение ц елевой функции (1). При нев озможности полного обеспече ния з аявок определить число вагонов, которое следуе т подослать по регулировке с сортировочной станции, с указанием их харак теристик (род вагона, допустимые государства-собственники). Исходные данные. На станции погрузки А, принадлежащей Горьковской железной дороге, в соот ветствии с поданными грузоотправите лями и принятым и железной дорогой заявками на планируемые сутки назначена погрузка 9 по лувагонов. Объемы погрузки по станциям назначения указаны в табл. 2. Таблица 1 Объемы погрузки по принятым заявкам. Станции назначения a b c d e g итого Объем погрузки Ui 4 1 1 1 1 1 9 Таблица 2 Параметры межстанционных корреспонденций Наименование параметра Ед. изм обозначения Значение параметра для станций a b c d e g Дорога назначен ия - - 1 ОКТ 17 МСК 51 СКВ 80 ЮУР 83 ЗСБ 88 КРС Провозная плата за вагон Руб. Рi 32568 15240 28536 20140 41959 60742 Технологическо е время доставки груза Сут. Рi 6 3 5 4 5 9 По данным вагонной модели в районе ст. А находятся 10 по лувагонов, пригодных под погрузку. Сведения о них приведены в табл. 3, где п риняты обозначения: k - станция дислокации; f - код государства (железнодорожной администрации) – собственника ваго на; T - время нахождения вагона на сети РЖД, сут. Таблица 3 Параметры Условный номер вагона k А А А А А А В В С С f 20 20 20 20 22 24 23 20 27 20 T 32 4 15 15 Расходы , свя занные с использованием полувагонов во времени, принимаются по нормати вам: расходная ставка на полувагон, принадлежащий Р ЖД 41,6 руб./вагоно-су т; плата за использование иностранного вагона при нахождении на сети РЖД до15 суток 80,1 руб./вагоно-сут; плата за использование иностранного вагона при нахождении на сети РЖД более 15 до 30 суток 104,13 руб./вагоно-сут; плата за использование иностранного вагона при нахо ждении на сети РЖД более 30 суток 240,3 руб./вагоно-сут; Расходы , пр и передислокации порожнего полу вагона со ст. В на ст. А равны 80 руб./вагон, со ст. С – на ст. А – 110 руб./вагон. Штраф r составляет 500 руб./ вагон. Попутная погрузка на станциях Горьковской железной дороги выполняется по правилам, указанным в табл. 4. Перечень железных дорог, на которые разрешается попутная погрузка поро жних вагонов, возвращающихся в государство-собственник в составе грузо вых поездов (дорога дислокации – Гор ьковская) Железнодорожные администрации-собс твенники вагонов 20 РЖД 26 ЭВР 25 ЛДЗ 24 ЛГ 21 БЧ Дороги попутной погрузки Все дороги 1 ОКТ 17 МСК 28 СЕВ 1 ОКТ 17 МСК 28 СЕВ 1 ОК Т 13 БЕЛ 17 МСК 1 ОКТ 17 МСК Железнодорожные админис трации-собственники вагонов 22 УЗ 23 ЧФМ 57 АЗ 58 АРМ 28 ГР Дороги попутной погрузки 17 МСК 58 ЮВС 63 КБШ 17 МСК 32 ЮЗП 40 ОДС 43 ЮЖН 58 ЮВС 63 КБШ 51 СКВ 58 ЮВС 63 КБШ 51 СКВ 55 АЗБ 58 ЮВС 63 КБШ 51 СКВ 55 АЗБ 58 ЮВС 63 КБШ Железнодорожные админис трации-собственники вагонов 27 КЗХ 59 КРГ 29 УЗБ 66 ТДЖ 67 ТРК Дороги попутной погрузки 63 КБШ 80 ЮУР 76 СВР 63 КБШ 80 ЮУР 63 КБШ 80 ЮУР 63 КБШ 73 УЗБ 80 ЮУР 63 КБШ 73 УЗБ 80 ЮУР Объемы погрузки по назначениям: На станцию а – 4 вагона; На станцию b – 1 вагон; На станцию с – 1 вагон; На станцию d – 1 вагон; На станцию е – 1 вагон; На станцию g – 1 вагон. Решение. Составляется матрица расходов , связанных с исп ользованием вагонного парка во времени и их подводом на станцию погрузк и (табл. 6), для всех допустимых вариантов (по условным номерам) к заявкам. Например, прикрепление вагона 7 к заявке 6 даст следую щие расходы. По таблице 2 определяем: станц ия назначения b принадл ежит Московской железной дороге (код 17). Вагон 5 принадл ежит железной дороге Молдовы (код 23. см .таблицу 5), и его занятие под погрузку на дорогу 17 допустимо (см. табл. 4). Те хнологическое время доставки Di=3 суток (см. табл.2). Вагон находится на сети Р ЖД Т=32 суток (см. табл. 5). Поэтому из указанных Di=3 суток плата за пользование ин овагона будет составлять (более тридцати) 240,3 руб./вагоно-сут. Вагон дислоци рован на станции А. Таким образом, для рассматриваемого вагона 7 к заявке 6. Варианты прикрепления, которые недопустимы по услов иям таблицы 4, в таблице 6 затемнены, и для них расходы не рассчитываются. Далее рассчитываются матрица доходов (табл. 7), каждый элемент которой получают вычитанием расход ов (см. таблицу 2). Пономерное прикрепление ваг онов к заявкам – задача целочисленного программирования. Для решения таких задач применяют ра зличные вычислительные процедуры. Одна из них - пошаговое прикрепление в порядке убывания доходов от перевозки с соблюдением ограничений на доп устимость вариантов прикрепления. На первом шаге (таблица 8) вагоны с условными номерами 1 и 2 прикрепляются к з аявкам 8 и 9, дающим наибольший доход. Величина дохода для прикрепления заявок показана в таблице 8 полужирным к урсивом. Номера вагонов и заявок, для которых выполнено прикрепление, за темнены. На втором шаге (табл. 9) вагон 3 прикрепляется к заявке 1, на третьем шаге (табл . 10) – вагон 4 к заявке 2, на четвертом шаге (табл. 11) – вагон 8 к заявке 3; на пятом шаге (табл. 12) – вагон 10 к заявке 4; на шестом шаге (табл. 13) – вагон 6 к заявке 5; на седьмом шаге (табл. 14) – вагон 9 к заявке 7. Матриц а расходов по вариантам пр икрепления вагонов к заявкам Таблица 6 Ста ция дис-ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 249,6 249,6 249,6 249,6 124,8 208 166,4 208 374,4 А 20 2 249,6 249,6 249,6 249,6 124,8 208 166,4 208 374,4 А 20 3 249,6 249,6 249,6 249,6 124,8 208 166,4 208 374,4 А 0 4 249,6 249,6 249,6 249,6 124,8 208 166,4 208 374,4 А 32 22 5 720,9 А 4 4 6 480,6 480,6 480,6 480,6 240,3 В 15 23 7 392,9 В 0 8 329,6 329,6 329,6 329,6 204,8 288 246,4 288 454,4 С 15 27 9 526,52 С 0 10 359,6 359,6 359,6 359,6 234,8 318 276,4 318 484,4 t доставки 6 6 6 6 3 5 4 5 9 Матрица доходов по вариантам прикрепления вагонов к заявкам Таблица 7 Ст-ия дис-ции t к од нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g № ва г. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 32318,4 32318,4 32318,4 32318,4 15115,2 28328 19973,6 41751 60367,6 А 2 2 32318,4 32318,4 32318,4 32318,4 15115,2 28328 19973,6 41751 60367,6 А 2 3 32318,4 32318,4 32318,4 32318,4 15115,2 28328 19973,6 41751 60367,6 А 2 4 32318,4 32318,4 32318,4 32318,4 15115,2 28328 19973,6 41751 60367,6 А 32 22 5 14519,1 А 4 24 6 32087,4 32087,4 32087,4 32087,4 14999,7 В 15 23 7 14847,1 В 0 8 32238,4 32238,4 32238,4 32238,4 15035,2 28248 19893,6 41671 60287,6 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 32208,4 322 08,4 32 208,4 322 08,4 15005,2 28218 19863,6 41641 60257,6 плата 32568 32568 32568 32568 15240 28536 20140 41959 60257,6 Пономерное прикрепление в агонов к заявкам (шаг 1) Таблица 8 Ст- ция дис- ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 60367,6 А 20 2 41751 А 20 3 32318,4 32318,4 32318,4 32318,4 15115,2 28328 19973,6 А 20 4 32318,4 32318,4 32318,4 32318,4 15115,2 28328 19973,6 А 32 22 5 14519,1 А 4 24 6 32087,4 32087,4 32087,4 32087,4 14999,7 В 15 23 7 14847,1 В 20 8 32238,4 32238,4 32238,4 32238,4 15035,2 28248 19893,6 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 322208,4 322208,4 322208,4 32 208,4 15005,2 28218 19863,6 Пономерное прикрепление вагонов к заявкам (шаг 2) Таблица 9 Ст- ция дис- ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 60367,6 А 20 2 41751 А 20 3 32318,4 А 20 4 32318,4 32318,4 32318,4 15115,2 28328 19973,6 А 32 22 5 14519,1 А 4 24 6 32087,4 32087,4 32087,4 14999,7 В 15 23 7 14847,1 В 20 8 32238,4 32238,4 32238,4 15035,2 28248 19893,6 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 322208,4 322208,4 32 208,4 15005,2 28218 19863,6 Пономерное прикрепление вагонов к заявкам (шаг 3) Таблица 10 Ст- ция дис- ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 60367,6 А 20 2 41751 А 20 3 32318,4 А 20 4 32318,4 А 32 22 5 14519,1 А 4 24 6 32087,4 32087,4 14999,7 В 15 23 7 14847,1 В 20 8 32238,4 32238,4 15035,2 28248 19893,6 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 322208,4 32 208,4 15005,2 28218 19863,6 Пономерное прикрепление вагонов к заявкам (шаг 4) Таблица 11 Ст- ция дис- ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 60367,6 А 20 2 41751 А 20 3 32318,4 А 20 4 32318,4 А 32 22 5 14519,1 А 4 24 6 32087,4 14999,7 В 15 23 7 14847,1 В 20 8 32238,4 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 32 208,4 15005,2 28218 19863,6 Пономерное прикрепление вагонов к заявкам (шаг 5) Таблица 12 Ст-ция дис-ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 60367,6 А 20 2 41751 А 20 3 32318,4 А 20 4 32318,4 А 32 22 5 14519,1 А 4 24 6 14999,7 В 15 23 7 14847,1 В 20 8 32238,4 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 32208,4 Пономерное прикрепление вагонов к заявкам (шаг 6) Таблица 13 Ст-ция дис-ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 60367,6 А 20 2 41751 А 20 3 32318,4 А 20 4 32318,4 А 32 22 5 14519,1 А 4 24 6 14999,7 В 15 23 7 14847,1 В 20 8 32238,4 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 32 208,4 Пономерное прикрепление вагонов к заявкам (шаг 7) Таблица 14 Ст- ция дис- ции t код нз 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ст а а а а b c d e g №ваг. ОКТ ОКТ ОКТ ОКТ МСВ СКВ ЮУР ЗПБ КРС А 20 1 60367,6 А 20 2 41751 А 20 3 32318,4 А 20 4 32318,4 А 32 22 5 А 4 24 6 14999,7 В 15 23 7 В 20 8 32238,4 С 15 27 9 19613,48 С 20 10 32208,4 Вывод: Седьмой шаг оказался завершающим: заявка № 6 осталась необеспеченной, а вагоны с условными номерами 7 и 5 ос тались невостребованными. Эти вагоны принадлежат другим государствам и могут быть поданы под погрузку только в попутном направлении. Z= ( 60367,6+41751+32318,4+32318,4+32318,4+14999,7+32238,4+19613,48+32208,4 )-500=265315,38 руб. Для обеспечения заявки № 6 назначением на Северо-Кавказскую дорогу с сортировочной ст анции необходимо подвести по регулировке один полувагон, принадлежащи й одному из следующих государств (см. табл. 4): Азерба йд жан ( 57), Армения (58), Грузия (28). Задача № 2 Обеспечение поездов локомотивами на основе данных пономерной локомоти вной модели Комплекс задач «Оперативный контроль дислокации ло комотивов (ОКДЛ)» в составе автоматизированной системы управления тяго выми ресурсами (ДИСТПС) предусматривает функционирование пономерной л окомотивной модели, позволяю щей решать широкий круг зад ач и , в частности, автоматизировать выдачу оперативн о-дисп е тчерскому персоналу рекоменд аций по своевременной постановке локомотивов на все виды технического обслуживания и ремонта. Условия задачи. На рис. 1 показана схема участка обращения локомотивов грузового движени я. Расположение пункта технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ) и рас четные времена следования между техническими станциями указаны в табл ице 1. Текущим планом отправления поездов для станции А установлено время отп равления поездов по назначениям (табл. 2). По данным локомотивной модели на станции имеется 6 локомотивов, дата и время завершения технического обс луживания ТО-2 по которым указаны в табл. 3. Технологические характеристики участка обращения локомотивов Таблица 1 Станция дислокации ПТОЛ Г Технологическое время сл едования локомотивов между станциями, ч: А-Б 6 Б-В 8 Б-Г 9 Г-Д 8 Д-Е 6 Г-Е 10 План отправления поездов со ст. А Таблица 2 Номер поезда Д ата и время отправления Назначения 2201 20.04 00:50 Е 3301 20.04 01:20 Б 2501 20.04 01:35 В 2203 20.04 02:50 Г 2205 20.04 03:20 Д 2503 20.04 04:10 В Дислокация локомотивов на ст. А Таблица3 Номер локомотива Дата и время завершения последнего ТО-2 1710 19.04 14:00 1425 18.04 10:00 1133 17.04 22:00 1182 18.03 15:00 1022 19.04 02:00 980 18.04 06:00 Норма времени работы локомотива между ТО-2 равна 72 часам. Требуется рассчитать вариант прикрепления локомотивов к отправляемым поездам, обеспечивающий их своевременный подвод на ТО-2. При невозможнос ти обеспечения всех поездов определить недостающее число локомотивов и допустимое время завершения последнего ТО-2 для них. Решение. Для каждого назначения поездов подсчитывается время следован ия от станции А до станции назначения и затем – от станции Г, где располож ен ПТОЛ (табл. 4). Расчет минимального времени следования до ПТОЛ по н азначениям поездов . Т аблица 4 назначение Расчет времени А-Б 6+9=15 ч А-В 6+8+8+9=31 ч А-Г 6+9=15 ч А-Д 6+9+8+8=31 ч А-Е 6+9+10+10=35 ч Далее определяются дата и время необходимой постано вки на ТО-2: для каждого локомотива прибавляется 72 часа ко времени, указанн ому в табл. 3. Для каждого отправляемого поезда опреде ляются дата и время возможной постановки локомотива на ТО-2: прибавляетс я время, рассчитанное в табл. 4, ко времени отправления (см. табл. 2). Результат ы заносятся в табл. 5. Здесь выявляются недопустимые варианты прикреплен ия локомотивов к поездам (возможное время постановки на ТО-2 меньше необх одимого) и помечаются затемненными клетками. Таблица 5 Прикрепление локомотивов к поездам Номер локомотив а Необходимая постановка на ТО-2 Номера и назначения поездов 2201 Е 3301 Б 2501 В 2203 Г 2205 Д 2503 В Возможная постановка на ТО-2 21.04 00:50 21.04 02:20 21.04 20:35 21.04 03:50 21.04 10:20 21.04 23:10 1710 22.04 14:00 1425 21.04 10:00 1133 20.04 22:00 1182 21.04 15:00 1022 22.04 02:00 980 21.04 06:00 Необходимым требованием является безусловное прибытие н а станцию назначения поезда до истечения времени необходимой постанов ки на ТО-2. Локомотив, у которого раньше истекает время постано вки на ТО-2, должен быть отправлен с поездом, для которого раньше наступает время возможной постановки локомотива на ТО-2. С писок использованной литер атуры Тишкин Е.М. Авто матизация управления вагонным парком. – М.: Интекст, 2000. Гершвальд А.С. Оптимизация оперативного управления процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте. – М.: Интекст, 2001. М етодическое пособие «Информационн ые технологии на транспорте», Москва – 2004. Лекции Сундукова А.Г. 2006.