Информационные технологии на транспорте (работа 3)
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
НА ТРАНСПОРТЕ
Контрольная работа №1
специальность:
240100 ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОК
И УПРАВЛЕНИЕ НА ТРАНСПОРТЕ
(ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ) (Д)
Задача№1
Обеспечение погрузки порожними вагонами на основе данных пономерной вагонной модели.
Пономерные вагонные модели, которые накапливаются в составе автоматизированной системы ДИСПАРК, содержат широкий круг информации о дислокации и состоянии каждого вагона грузового пака, а также об истории технологических операций с вагоном. Это позволяет на уровне линейных подразделений распределять порожние вагоны под погру0зку, выбирая наиболее обоснованные и экономические решения.
Пономерное прикрепление годных под погрузку вагонов к заявкам грузоотправителей на станции отправления должно быть направлено на достижение максимальных доходов от перевозок при минимуме затрат, связанных с использованием вагонного парка. Указанное условие выражается целевой функцией
>
> (1)
где >
>
- провозная плата, взимаемая за 1 вагон
в межстанционной корреспонденции i,
руб.;
>
>
- число погруженных
вагонов в межстанционной корреспонденции
i;
>
>
- расходы,
связанные с использованием вагонного
парка во времени, руб.;
>
>
- расходы,
связанные с подводом порожних вагонов
к станции погрузки, руб.;
>
>
- потери доходов
из-за недостатка вагонов и необеспечения
погрузки по вине железной дороги, руб.;
>
> (2)
здесь >
>
- технологическое время доставки груза
в межстанционной корреспонденции
I,
сут;
>
>
- расходы,
приходящиеся на одни сутки использования
в межстанционной корреспонденции i
вагона j, руб.
Набор характеристик
вагона j
, от
которого зависит величина >
>,
включает род
подвижного состава, государственную
принадлежность вагона, а для вагонов
государств СНГ и Балтии – время их
нахождения на сети железных дорог
России;
>
> (3)
где >
>
- число вагонов, подводимых под погрузку
со станции превоначальной дислокации
k;
>
>
- расходы,
связанные с передислокацией одного
вагона со станции k,
руб.;
>
> (4)
где >
>
- число вагонов, не поданных под погруз0ку
по вине железной дороги;
>
>-
штраф, уплачиваемый железной дорогой
грузоотправителю за каждый вагон, не
поданный согласно ранее принятой заявке,
руб.
Согласно ст. 105 Транспортного Устава железных дорог Российской Федерации величина r для грузов, перевозка которых планируется в вагонах, составляет пять размеров минимальной оплаты труда независимо от рода вагона и количества осей.
Условия задачи.
Рассчитать вариант прикрепления вагонов к заявкам на погрузку в планируемые сутки, обеспечивающий максимальное значение целевой функции (1). При невозможности полного обеспечения заявок определить число вагонов, которое следует подослать по регулировке с сортировочной станции, с указанием их характеристик (род вагона, допустимые государства-собственники).
Исходные данные.
На станции погрузки А, принадлежащей Горьковской железной дороге, в соответствии с поданными грузоотправителями и принятыми железной дорогой заявками на планируемые сутки назначена погрузка 9 полувагонов. 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 U>i> |
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 назначения |
- |
- |
1 ОКТ |
17 МСК |
51 СКВ |
80 ЮУР |
83 ЗСБ |
88 КРС |
|
Провозная плата за вагон |
Руб. |
Р>i> |
32568 |
15240 |
28536 |
20140 |
41959 |
60742 |
|
Технологическое время доставки груза |
Сут. |
Р>i> |
6 |
3 |
5 |
4 |
5 |
9 |
По данным вагонной модели в районе ст. А находятся 10 полувагонов, пригодных под погрузку. Сведения о них приведены в табл. 3, где приняты обозначения:
k - станция дислокации;
f - код государства (железнодорожной администрации) – собственника вагона;
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
>
>,
связанные с
использованием полувагонов во времени,
принимаются по нормативам:
расходная ставка на полувагон,
принадлежащий РЖД 41,6 руб./вагоно-сут;
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 нахождении на сети РЖД более 30 суток 240,3 руб./вагоно-сут;
Расходы
>
>,
при передислокации
порожнего полувагона 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 порожних вагонов, возвращающихся
в государство-собственник в составе грузовых поездов
(дорога дислокации – Горьковская)
|
Железнодорожные администрации-собственники 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 ОКТ 13 БЕЛ 17 МСК |
1 ОКТ 17 МСК |
|
Железнодорожные администрации-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 администрации-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 использованием вагонного
парка во времени и их подводом на станцию
погрузки (табл. 6), для всех допустимых
вариантов (по условным номерам) к заявкам.
Например, прикрепление вагона 7 к заявке 6 даст следующие расходы.
По таблице 2 определяем: станция назначения b принадлежит Московской железной дороге (код 17). Вагон 5 принадлежит железной дороге Молдовы (код 23. см.таблицу 5), и его занятие под погрузку на дорогу 17 допустимо (см. табл. 4). Технологическое время доставки D>i>=3 суток (см. табл.2). Вагон находится на сети РЖД Т=32 суток (см. табл. 5). Поэтому из указанных D>i>=3 суток плата за пользование иновагона будет составлять (более тридцати) 240,3 руб./вагоно-сут. Вагон дислоцирован на станции А. Таким образом, для рассматриваемого вагона 7 к заявке 6.
>
>
Варианты прикрепления, которые недопустимы по условиям таблицы 4, в таблице 6 затемнены, и для них расходы не рассчитываются.
Далее
рассчитываются матрица доходов >
>
(табл. 7), каждый элемент которой получают
вычитанием расходов >
>
(см. таблицу 2).
Пономерное прикрепление вагонов к заявкам – задача целочисленного программирования. Для решения таких задач применяют различные вычислительные процедуры. Одна из них - пошаговое прикрепление в порядке убывания доходов от перевозки с соблюдением ограничений на допустимость вариантов прикрепления.
На первом шаге
(таблица 8) вагоны с условными номерами
1 и 2 прикрепляются к заявкам 8 и 9, дающим
наибольший доход. Величина дохода >
>
для прикрепления заявок показана в
таблице 8 полужирным курсивом. Номера
вагонов и заявок, для которых выполнено
прикрепление, затемнены.
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.
Матрица
расходов >
>
по вариантам прикрепления вагонов к
заявкам
Таблица 6
-
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
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
20
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
24
6
480,6
480,6
480,6
480,6
240,3
В
15
23
7
392,9
В
20
8
329,6
329,6
329,6
329,6
204,8
288
246,4
288
454,4
С
15
27
9
526,52
С
20
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-
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
32318,4
32318,4
32318,4
32318,4
15115,2
28328
19973,6
41751
60367,6
А
20
2
32318,4
32318,4
32318,4
32318,4
15115,2
28328
19973,6
41751
60367,6
А
20
3
32318,4
32318,4
32318,4
32318,4
15115,2
28328
19973,6
41751
60367,6
А
20
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
20
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
32208,4
32208,4
32208,4
15005,2
28218
19863,6
41641
60257,6
плата
32568
32568
32568
32568
15240
28536
20140
41959
60257,6
Пономерное прикрепление вагонов 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
32208,4
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
32208,4
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
32208,4
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
32208,4
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
32208,4
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 остались 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 станции необходимо подвести по регулировке один полувагон, принадлежащий одному из следующих государств (см. табл. 4): Азербайджан (57), Армения (58), Грузия (28).
Задача №2
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЕЗДОВ ЛОКОМОТИВАМИ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ПОНОМЕРНОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ МОДЕЛИ
Комплекс задач «Оперативный контроль дислокации локомотивов (ОКДЛ)» в составе автоматизированной системы управления тяговыми ресурсами (ДИСТПС) предусматривает функционирование пономерной локомотивной модели, позволяющей решать широкий круг задач и , в частности, автоматизировать выдачу оперативно-дисптчерскому персоналу рекомендаций по своевременной постановке локомотивов на все виды технического обслуживания и ремонта.
Условия задачи.
На рис. 1 показана схема участка обращения локомотивов грузового движения.
0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b0200000000050000000c020005720d040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc02000000cc0102022253797374656d0005720d0000e4c7110072edc630780222000c020000720d0000040000002d01000004000000020101001c000000fb029cff0000000000009001000000cc0440001254696d6573204e657720526f6d616e0000000000000000000000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a5a00000001000400000000007a0d010520002d00040000002d010000030000000000
Расположение пункта технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ) и расчетные времена следования между техническими станциями указаны в таблице 1.
Текущим планом отправления поездов для станции А установлено время отправления поездов по назначениям (табл. 2). По данным локомотивной модели на станции имеется 6 локомотивов, дата и время завершения технического обслуживания ТО-2 по которым указаны в табл. 3.
Технологические характеристики участка обращения локомотивов
Таблица 1
|
Станция дислокации ПТОЛ |
Г |
|
Технологическое время следования 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 |
Дата 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 невозможности обеспечения всех поездов определить недостающее число локомотивов и допустимое время завершения последнего ТО-2 для них.
Решение. Для каждого назначения поездов подсчитывается время следования от станции А до станции назначения и затем – от станции Г, где расположен ПТОЛ (табл. 4).
Расчет минимального времени следования до ПТОЛ
по назначениям поездов
таблица 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 постановки на ТО-2: для каждого локомотива прибавляется 72 часа ко времени, указанному в табл. 3. Для каждого отправляемого поезда определяются дата и время возможной постановки локомотива на ТО-2: прибавляется время, рассчитанное в табл. 4, ко времени отправления (см. табл. 2). Результаты заносятся в табл. 5. Здесь выявляются недопустимые варианты прикрепления локомотивов к поездам (возможное время постановки на ТО-2 меньше необходимого) и помечаются затемненными клетками.
Таблица 5
Прикрепление локомотивов к поездам
|
Номер локомотива |
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 на станцию назначения поезда до истечения времени необходимой постановки на ТО-2.
Локомотив, у которого раньше истекает время постановки на ТО-2, должен быть отправлен с поездом, для которого раньше наступает время возможной постановки локомотива на ТО-2.
Список использованной литературы:
Тишкин Е.М. Автоматизация управления вагонным парком. – М.: Интекст, 2000.
Гершвальд А.С. Оптимизация оперативного управления процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте. – М.: Интекст, 2001.
методическое пособие «Информационные технологии на транспорте», Москва – 2004.
Лекции.