Формування моделі планування швидкої доставки контейнерів залізницею в умовах інтермодальних перевезень на основі робастної оптимізації

Автор(и)

  • Лариса Олексіївна Пархоменко Український державний університет залізничного транспорту , Україна https://orcid.org/0000-0003-1647-7746
  • Тетяна Василівна Бутько Український державний університет залізничного транспорту , Україна https://orcid.org/0000-0003-1082-599X
  • Віктор Миколайович Прохоров Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0001-8963-6467
  • Тетяна Юріївна Калашнікова Український державний університет залізничного транспорту , Україна https://orcid.org/0000-0001-6563-5945
  • Тетяна Владиславна Головко Український державний університет залізничного транспорту , Україна https://orcid.org/0000-0002-7977-9664

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265668

Ключові слова:

інтермодальні контейнерні перевезення, модульні контейнерні поїзди, робастна оптимізація, двоконтурний генетичний алгоритм

Анотація

Досліджено можливість створення технології швидкого залізничного сполучення для транспортування контейнерів між портом та підприємствами-клієнтами в ході здійснення інтермодальних перевезень. Метою розробки технології є зменшення частки використання автотранспорту на інтермодальних маршрутах та вирішення таким чином цілої низки пов'язаних з ним екологічних, транспортних, муніципальних та економічних проблем. Сформована технологія базується на принципах максимального наближення залізниці до кінцевих пунктів маршруту, мінімізації кількості проміжних видів транспорту та забезпечення максимальної швидкості просування контейнерів залізницею. З цією метою запропоноване застосування вантажних терміналів MetroCargo™ та модульних поїздів CargoSprinter. В ході дослідження була поставлена і вирішена задача надійного оперативного планування роботи парку таких поїздів для здійснення доставки контейнерів між портом і підприємствами в умовах "забруднених" вихідних даних. З цією метою задача формалізована у вигляді моделі змішаного програмування, що базується на принципах робастної оптимізації. Для здійснення оптимізації моделі із урахуванням принципів робастності була запропонована процедура, яка використовує двоконтурний генетичний алгоритм. В результаті моделювання було встановлено, що отриманий план лише на 6,5 % поступається за цільовим критерієм плану, який було отримано без урахування робастності. Було доведено, що розроблена модель дозволяє отримувати оперативний план доставки контейнерів залізницею, який є близьким до оптимального. В той же час, план є реалізованим навіть у випадку найбільш несприятливого збігу обставин у вигляді затримок, зсуву часових вікон роботи вантажних фронтів тощо, тобто в реальних умовах транспортного процесу

Біографії авторів

Лариса Олексіївна Пархоменко, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра управління експлуатаційною роботою

Тетяна Василівна Бутько, Український державний університет залізничного транспорту

Доктор технічних наук, професор, завідувачка кафедри

Кафедра управління експлуатаційною роботою

Віктор Миколайович Прохоров, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра управління експлуатаційною роботою

Тетяна Юріївна Калашнікова, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра управління експлуатаційною роботою

Тетяна Владиславна Головко, Український державний університет залізничного транспорту

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра управління експлуатаційною роботою

Посилання

  1. Yan, B., Jin, J. G., Zhu, X., Lee, D.-H., Wang, L., Wang, H. (2020). Integrated planning of train schedule template and container transshipment operation in seaport railway terminals. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 142, 102061. doi: https://doi.org/10.1016/j.tre.2020.102061
  2. Liu, D., Yang, H. (2012). Dynamic Pricing Model of Container Sea-Rail Intermodal Transport on Single OD Line. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 12 (4), 122–127. doi: https://doi.org/10.1016/s1570-6672(11)60216-x
  3. Liu, D., Yang, H. (2013). Optimal Slot Control Model of Container Sea-Rail Intermodal Transport based on Revenue Management. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 96, 1250–1259. doi: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.08.142
  4. Fan, Q., Jin, Y., Wang, W., Yan, X. (2019). A performance-driven multi-algorithm selection strategy for energy consumption optimization of sea-rail intermodal transportation. Swarm and Evolutionary Computation, 44, 1–17. doi: https://doi.org/10.1016/j.swevo.2018.11.007
  5. Muravev, D., Hu, H., Rakhmangulov, A., Mishkurov, P. (2021). Multi-agent optimization of the intermodal terminal main parameters by using AnyLogic simulation platform: Case study on the Ningbo-Zhoushan Port. International Journal of Information Management, 57, 102133. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijinfomgt.2020.102133
  6. Ambrosino, D., Asta, V., Crainic, T. G. (2021). Optimization challenges and literature overview in the intermodal rail-sea terminal. Transportation Research Procedia, 52, 163–170. doi: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2021.01.089
  7. Yan, B., Zhu, X., Lee, D.-H., Jin, J. G., Wang, L. (2020). Transshipment operations optimization of sea-rail intermodal container in seaport rail terminals. Computers & Industrial Engineering, 141, 106296. doi: https://doi.org/10.1016/j.cie.2020.106296
  8. Morganti, G., Crainic, T. G., Frejinger, E., Ricciardi, N. (2020). Block planning for intermodal rail: Methodology and case study. Transportation Research Procedia, 47, 19–26. doi: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2020.03.068
  9. Nair, R., Miller-Hooks, E. D., Mahmassani, H. S., Arcot, V. C., Kuo, A., Zhang, K. et. al. (2008). Market Potential for International Rail-Based Intermodal Services in Europe. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2066 (1), 21–30. doi: https://doi.org/10.3141/2066-03
  10. Ben-Tal, A., Nemirovski, A. (2002). Robust optimization – methodology and applications. Mathematical Programming, 92 (3), 453–480. doi: https://doi.org/10.1007/s101070100286
  11. Kozan, E. (2000). Optimising container transfers at multimodal terminals. Mathematical and Computer Modelling, 31 (10-12), 235–243. doi: https://doi.org/10.1016/s0895-7177(00)00092-3
  12. Metrocargo and MetrocargoCity innovative solution for intermodal shipment. Available at: http://www.bestufs.net/download/Workshops/BESTUFS_II/Vilnius_Sep07/BESTUFS_Vilinius_Sep07_Ferraris_I-Log.pdf
  13. Parkhomenko, L. O., Kalashnikova, T. Yu., Prokhorov, V. M. (2021). Pidvyshchennia interoperabelnosti zaliznychnoi transportnoi systemy Ukrainy pry zdiysnenni intermodalnykh konteinernykh perevezen na osnovi tekhnolohiyi MetroCargo™. Innovations and prospects of world science – Proceedings of IV International Scientific and Practical Conference. Vancouver, 312–317.
  14. Prokopov, A., Prokhorov, V., Kalashnikova, T., Golovko, T., Bohomazova, H. (2021). Constructing a model for the automated operative planning of local operations at railroad technical stations. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (3 (111)), 32–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233673
  15. Ben-Tal, A., Goryashko, A., Guslitzer, E., Nemirovski, A. (2004). Adjustable robust solutions of uncertain linear programs. Mathematical Programming, 99 (2), 351–376. doi: https://doi.org/10.1007/s10107-003-0454-y
  16. Ben-Tal, A., Nemirovski, A., Roos, C. (2003). Extended Matrix Cube Theorems with Applications to μ-Theory in Control. Mathematics of Operations Research, 28 (3), 497–523. doi: https://doi.org/10.1287/moor.28.3.497.16392
  17. Shor, N. Z. (1985). Minimization Methods for Non-Differentiable Functions. Springer, 164. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-82118-9
  18. Yang, T., Kuo, Y., Cho, C. (2007). A genetic algorithms simulation approach for the multi-attribute combinatorial dispatching decision problem. European Journal of Operational Research, 176 (3), 1859–1873. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejor.2005.10.048
Формування моделі планування швидкої доставки контейнерів залізницею в умовах інтермодальних перевезень на основі робастної оптимізації

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-30

Як цитувати

Пархоменко, Л. О., Бутько, Т. В., Прохоров, В. М., Калашнікова, Т. Ю., & Головко, Т. В. (2022). Формування моделі планування швидкої доставки контейнерів залізницею в умовах інтермодальних перевезень на основі робастної оптимізації. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(3(119), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265668

Номер

Том 5 № 3(119) (2022): Процеси управління

Розділ

Процеси управління

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Larysa Parkhomenko, Tetiana Butko, Viktor Prokhorov, Tetiana Kalashnikova, Tetiana Golovko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.