インターモーダル鉄道シミュレーションと管理システムの統合

インターモーダル鉄道シミュレーションと管理システムの統合

問題

2012年、ロシア鉄道施設の所有および運営するロシアの鉄道会社は、貨物輸送の需要増に対応する為の戦略的な鉄道ネットワークを作成することを決定しました。このネットワークは、貨物輸送の効率を高めることを目的とし、3つの鉄道港と6つの輸送および物流ターミナル(TLT)で構成されていました。立ち上げの初期段階では、年間1億から1億2000万トンの貨物輸送量が増加します。

TLT Bely Rast
TLT Bely Rast

最初のTLT Bely Rastはモスクワ地域で建設されました。Bely Rastは、180ヘクタールの面積を占める大規模な多機能ハブになりました。予想される貨物取引高は年間1150万トンに達しました。TLTの作業には、コンテナ、貨物の整理統合、輸送、保管、流通、通関、一時保管が含まれます。TLTには、コンテナターミナルとトレインターミナル、税関施設、大型貨物や重貨物を処理するためのターミナル、建築材料、車両、倉庫システム、ビジネスセンターが含まれています。そのため、TLTは多機能システムであり、近代化された鉄道ネットワークの1つでした。これは、Bely Rastが多数の内部および外部機能リンクを持つ複雑な施設であることを意味していました。

プロジェクトの成功は、現地の物流効率とすべてのTLT要素の適切な運用に大きく依存していました。基本的に、TLTの設計と分析のための普遍的な鉄道ヤードモデルはありません。そのため、TLTを作成する際に、エンジニアは既存の施設の経験を適用しました。

ロシア鉄道は、提案されたソリューションの調査とテストをSPC Infotransのエンジニアに委託しました。彼らは、鉄道インフラを診断するための技術施設を作成に従事している企業です。Infotransの専門家は、AnyLogic鉄道シミュレーションソフトウェアの適用を提案しました。シミュレーションにより、設計段階と運用段階の両方で、多くのパラメーターを変化させ、その結果を追跡することができました。

TLT機能モデルは、TLT Bely Rastの内部関係を強化するために実装されました。これは以下によって達成されました。

鉄道運行シミュレーション用のビルトインAnyLogic Rail Libraryにより、エンジニアは列車のパフォーマンスのミクロレベルをモデル化することができました。AnyLogicシミュレーションソフトウェアは、Javaプログラミング言語を使用してモデルを変更および拡張するオプションも提供し、特定のプロジェクトタスクおよび設定に合わせてTLTモデルを調整できるようにしました。

解決策

鉄道シミュレーションは、TLT内の継続的な貨物輸送の効率を高め、最適な物流ソリューションを見つけるために適用されました。これらをモデル化する為に、ディスクリート・イベントモデリングの選択が決まりました。

TLTモデルには、次の基本機能が含まれています。

  1. インターモーダルターミナル
  2. 貨物ターミナル
  3. 車両用の積み降ろしターミナル
  4. 隣接するチェックポイントとそのエントリポイントを提供する特殊な倉庫(クロスドッキング施設を含む)
  5. チェックポイントと駐車場を提供するローカル道路インフラ
鉄道シミュレーションモデルのロジックとアニメーション
鉄道シミュレーション
モデルのロジックとアニメーション
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鉄道シミュレーションモデルの様々なレベルでパラメータを設定し、実験を行えます。このモデルにより、専門家は列車の到着スケジュールを管理したり、変更したりすることもできます。

単純な数のパラメーター(毎日の列車フローの密度)だけでなく時刻表データ等をデータベース、エクセル・データシート等からインポートして、モデルへデータを入力する機能も備えています。

動的モデリングは、操作のタイプにより、ターミナル輸送(トラクターユニットの数、最大の待ち行列サイズ、チェックポイントでの遅延時間など)、倉庫およびターミナルの能力負荷、およびコンテナ作業で実行された作業内容別の操作の数を追跡することができました。

ランダムイベントアルゴリズム(機器の故障、キュー、気象条件)および「what-if」オプションは、予期しない状況の結果を予測し、TLTインジケーターの相互関係のダイナミクスを評価するのに役立ちました。

鉄道最適化のためのパラメーターを備えた鉄道シミュレーションツールインターフェイス
鉄道最適化のためのパラメーターを備えた
鉄道シミュレーションツールインターフェイス
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結果

会社のワークフローに鉄道シミュレーションと管理モデルを実装した結果、エンジニアが達成できたのは次の通り

モデルの実装では、インフラストラクチャの重大な制限も明らかにしました。チェックポイント、輸送クロスフロー、および隣接する道路網のジャンクションのポイントの不十分な交通容量が特定され、修正されました。このような制限により、特定のTLTゾーンで待ち行列と過負荷が発生する可能性があり、TLT全体の効率が大幅に低下します。

それとは別に、専門家は、鉄道計画モデルをさらなるニーズに使用する必要があるという結論に達しました。

  1. TLT Bely Rastを外部物流リンクのシステムに統合
  2. 隣接する輸送インフラストラクチャを最適化する。
  3. 計画されたネットワークのすべてのTLT間の相互作用を監視および最適化するためのマクロモデル、および鉄道ヤード管理を作成

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