概要
Port Botanyは、年間 280 万 TEU (20 フィート換算単位) を取り扱うオーストラリアで 2 番目に大きなコンテナ港です。
ニューサウスウェールズ州 (NSW) の家庭用品の 40% 以上が Port Botany を通じて輸入されています。Port Botany は NSW 州の州総生産 (GDP) に 136 億ドルの貢献を果たし、シドニー地域で約 5 万 2000 人の雇用を支えています。
GHD は、エンジニアリング、環境、設計、および建設の専門知識を活かし、顧客に統合ソリューションを提供するグローバルなプロフェッショナルサービス企業です。GHD は、NSW Ports のインフラと運用方法の変更評価を支援しました。
問題点
Port Botany の輸送能力を最適化し、シドニーの道路渋滞を緩和するには、鉄道輸送のシェア拡大が不可欠でした。このモデル開発の目的は、2045 年までに鉄道輸送のシェアを 15% から 40% に引き上げ、港湾鉄道輸送能力を大幅に向上させることでした。
さらに、Port Botany は、柔軟性に欠ける鉄道の運行スケジュールと非効率的な鉄道運行といった課題を解決する必要がありました。インフラにもいくつかの制約がありました。
Port Botany には、さまざまなシナリオをテストし、いくつかのパラメータを変更して、その影響を確認するためのモデルがすでにありました。
Port Botany のサプライチェーンは複雑でした。その主な理由は次のとおりです：
- Port Botany は、さまざまなコンポーネントで構成された、緊密に統合されたサプライ チェーンでした。
- 関係者は多数おり、港湾荷役業者 3 社、船会社 20 社、および州政府の代表者などです。
- スケジュールや運行の改善など、鉄道のスループットに影響を与える方法は数多くありました。
解決策
GHD は、NSW Ports の既存モデルを活用し、インフラと運用方法の変更を評価できるよう拡張しました。また、鉄道の運行状況をよりリアルに再現するため、様々なコンポーネントを組み込みました。
まず、GHD の開発者は代替列車スケジュールと再予約ルールをシミュレーションしました。
この視覚的な例では、鉄道スケジュールの上部に入力があり、異なる時刻に到着するように割り当てられた異なる鉄道の線路と列車が表示されています。下部には、1 週間のシミュレーションからの出力が表示されています。空きスロット、列車スロットの再予約、キャンセルが発生する可能性があります。
GHD がシミュレーションする必要があった追加要素は、列車の入替と貨物の積載プロセス、たとえば港に出入りできる列車の制限などでした。
鉄道の容量制限
シミュレーションモデルでテストされたシナリオ (クリックして拡大)
右の図では、鉄道の輸送能力の限界もシミュレーションモデルでテストされています。GHD はシナリオを設定し、テストスケジュール、運用変更、インフラを考慮しながら1年間実行しました。
すべてが順調に進んでいた場合、鉄道貨物は貨物が追加されるにつれて直線的に増加し、最終的には一定の容量制限に達しました。その後、モデル開発者がシステムに入る貨物量を縮小し続けると、鉄道貨物のスループットは増加しなくなりました。
システム容量の限界を示す他の指標としては、貨物の滞留時間の長さや、輸入と輸出の増加などが挙げられます。
シミュレーションモデルは、港湾計画の課題解決に役立ちました。運用上の変更により、鉄道輸送能力が20%増加する可能性があることが判明しました。AnyLogic シミュレーションソフトウェアにより、GHD は今後10年間の鉄道輸送能力増加における重要なインフラのボトルネックを特定することができました。将来的には、総貨物コストと排出量への影響を追加することで、このモデルを拡張することが可能です。
さらに、このアプローチを用いて、段階的なインフラアップグレードの道筋が特定されました。下の左の図では、GHDがインフラと運用に関する異なる種類のルールを適用した複数のシナリオを設定し、鉄道の容量を算出しています。
彼らは現在の鉄道利用量から着手しました。赤い線は、現状維持の場合の将来の鉄道輸送能力を示しています。青い線は、鉄道ダイヤの変更によって潜在的な輸送能力が 20% 増加する可能性があることを示しています。そして黄色の線は、列車入替に関する重大なボトルネックが特定され、鉄道輸送能力がさらに 120% 向上する可能性があることを示しています。
結果
AnyLogic モデルは、NSW Ports が鉄道運用を最適化し、鉄道輸送能力を最大化するための鉄道戦略を策定する上で基盤となりました。NSW Ports はこのモデルを用いて様々なシナリオをテストし、運用上の変更や鉄道インフラへの投資によってもたらされる潜在的なビジネスメリットを把握しました。
さらに、彼らはモデルの出力結果を利用して、鉄道の利用増加を支援するための政府の政策変更を主張しています。
このモデルにより、鉄道の環境効果を評価することが可能になりました。これは持続可能性にとって重要であり、特に大量の排出物を排出する重工業であるサプライチェーンにおいては重要です。NSW Ports は、環境への影響を検証し、より有益なシナリオを選択することができます。
そして最後に、NSW Ports は AnyLogic モデルを鉄道インフラへの投資に関するビジネスケースの作成に活用しています。モデルの出力は、新しいインフラの開発や特定されたボトルネックの解消に役立ちます。NSW Portsは、自動レール荷降ろしクレーンなど、他の鉄道インフラへの投資に関するビジネスケースの作成にもこのモデルを活用しています。
このケーススタディは、AnyLogic Conference 2022 で NSW Ports の Jarrad Cayzer 氏と GHD の Rhet Magaraggia 氏によって発表されました。
スライドは PDF として入手できます。
