Оценка задержек поездов на железнодорожной сети методом моделирования в условиях случайного образования заявок на перевозку

Предметом исследования является процесс продвижения транспортных единиц на сети железных дорог и возникающие при этом задержки. Существующие решения подобной задачи для железнодорожных перевозок основаны, как правило, на составлении расписаний и построении вариантных графиков движения поездов. Это весьма трудоемкий метод, требующий использования большого объема дополнительных данных, что снижает его эффективность при исследовании вариантов технологии пропуска поездопотоков и развития транспортной инфраструктуры. Цель работы состоит в разработке метода определения величины задержек пропуска поездопотоков при различной величине загрузки инфраструктуры и соотношении различных категорий поездов в потоке. В предлагаемом методе заявки на перевозку формируются на основе моделирования пропуска случайного потока требований. Исследуется влияние пропорции поездов разных скоростных категорий (грузовых и пассажирских) в потоке и уровня загрузки инфраструктуры на задержки поездов. Для расчетов используется метод имитационного моделирования спроса на перевозки и продвижения транспортных единиц по сети. Подтверждается целесообразность разделения (при необходимости обеспечения высокой пропускной способности) потоков с различной скоростью движения за счет специализации отдельных линий сети. Результатом работы являются полученные зависимости величины задержек поездов на транспортной сети от загрузки и соотношения поездов различной скорости (грузовых и пассажирских). Предлагаемый метод направлен на формирование аналитических обобщений для дальнейшей оценки задержек в пропуске поездов по сети. Модели позволят упростить процедуру расчета и могут использоваться при принятии управленческих решений по совершенствованию инфраструктуры, а также системы организации пропуска поездопотоков.

железнодорожная сеть, пропускная способность, задержки, смешанный поток транспорта, имитационное моделирование, railway network, capacity, delays, mixed traffic flow, simulation

1. О научной платформе стратегии развития железнодорожного транспорта в России до 2050 года / Б. М. Лапидус, А. С. Мишарин, Н. А. Махутов и др. // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». 2017. № 2. С. 1-20.

2. Козлов П. А., Колокольников В. С., Сорокин В. И. Совместное использование аналитических методов и имитационных моделей // Транспорт Урала. 2016. № 3 (50). С. 3-8.

3. Теория расписаний. Задачи железнодорожного планирования / А. А. Лазарев, Е. Г. Мусатова, Е. Р. Гафаров, А. Г. Кварацхелия. M. : ИПУ РАН, 2012. 92 с.

4. Kerner B. S. Introduction to Modern Traffic Flow Theory and Control: The Long Road to Three-Phase Traffic Theory. Berlin ; N. Y. : Springer, 2009. 265 p.

5. GreenshieldsB. D. A Study of Traffic Capacity // Highway Research Board Proceedings. 1935. Vol. 14. P. 448477.

6. Measuring the Impact of Additional Rail Traffic Using Highway & Railroad Metrics / S. L. Sogin, C. P. L. Barkan, Y. C. Lai, M. R. Saat // Proceedings of the 2012 Joint Rail Conference. Philadelphia, 2012. P. 475-484.

7. Левин Д. Ю. Очереди на железной дороге // Мир транспорта. 2014. № 2. С. 132-141.

8. Дмитренко А. В. Принципы развития сети железных дорог на перспективу // Вестник транспорта. 2010. № 10. С. 27-32.

9. An assessment of railway capacity / M. Abril, F. Barber, L. Ingolotti, M. A. Salido, P. Tormos, M. H. Dingler, Y. C. Lai, C. P. L. Barkan, A. Lova // Transportation Research. Part E. Logistics and Transportation Review. 2008. Vol. 44 (5). P. 774-806.

10. Sogin S., Barkan C. P. L., SaatM. R. Simulating the effects of higher speed passenger trains in single track freight networks // Proceedings of the Winter Simulation Conference. Arizona, 2011. Vol. 16. P. 3684-3692. . Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог. М., 2011. 290 с. 2. Левин Д. Ю., Павлов В. Л. Расчет и использование пропускной способности железных дорог. М., 20 . 364 с. 3. Dingier M. H., Lai Y. C., Barkan C. P. L. Effect of train type heterogeneity on single-track heavy haul railway line capacity // Journal of Rail and Rapid Transit. 2014. Vol. 228 (8). P. 845-856.

11. DingierM. H., Lai Y. C., Barkan C. P. L. Impact of Train Type Heterogeneity on Single-Track Railway Capacity // Transportation Research Record. 2009. № 2117. P. 41-49.