Компания BNSF Railway управляет одной из крупнейших трансконтинентальных железных дорог США. Эта железнодорожная сеть общей протяжённостью 52,3 тыс. км проходит по 28 штатам США и трём провинциям Канады. В настоящее время транспортный парк компании насчитывает более 8000 локомотивов.
Компания соединяет грузоотправителей и потребителей на мировом рынке, доставляя, в том числе, сельскохозяйственную продукцию, уголь и промышленные товары. Интермодальные грузовые перевозки занимают половину объёма работ компании, при этом доля перевозок продолжает увеличиваться. Транспортная сеть включает 26 терминалов в США. Крупнейшие из них — Corwith в Чикаго, Hobart в Южной Калифорнии и Alliance в Техасе.
Увеличение пропускной способности текущих терминалов и проектирование новых требуют значительных инвестиций. Чтобы оценить различные варианты масштабирования крупнейших транспортных узлов для принятия взвешенных стратегических решений, компания создала имитационную модель в AnyLogic для терминалов Corwith и Hobart.
Компания выбрала AnyLogic в качестве инструмента для имитационного моделирования из-за его гибкости, а также Java-архитектуры. Так сотрудники, не знакомые с имитационным моделированием, но знающие Java, могли научиться работать с программой.
Моделирование Терминала Corwith в Чикаго
Задача
Из-за возросшего грузопотока в терминале Corwith компания решила увеличить количество грузоподъёмных кранов. Инженеры компании понимали, что необходимо добавить новые рельсовые краны, но не были уверены, нужно ли открывать дополнительные хранилища. Так как терминал был уже окружён зданиями, возведение новых сильно осложнялось. Компания могла воспользоваться одним из решений:
- Добавить дополнительные пути между существующими и затем установить высокие краны над низкими.
- Проложить ж/д пути вместо некоторых объектов терминала.
Решение и результат
Дополнительным решением для увеличения пропускной способности в терминале являлась установка стандартного козлового крана на резиновых шинах. Преимущество таких кранов — лёгкость и возможность перемещаться по контейнерному складу. Однако их применение не позволяет устанавливать дополнительные ж/д пути. В то же время, если использовать широкопролётные краны, процесс транспортировки не будет таким быстрым и эффективным.
Ещё один тип крана, который рассматривало руководство — консольный козловой кран (CRTG). Это гибрид двух предыдущих типов — он не такой крупный, как широкопролётный кран, может охватить несколько путей и оснащён резиновыми шинами, благодаря чему может перемещаться между рядами грузового транспорта. Чтобы спрогнозировать, как использование такого крана повлияет на деятельность терминала, разработчики BNSF смоделировали его работу в границах контейнерного пункта.
В модели разработчики отразили операционные процессы терминала Corwith. Поезд прибывает и переводится на ж/д пути под краном. Кран снимает контейнер с вагона и помещает его на грузовик, который перевозит контейнер к другому поезду. После этого кран перемещается и погружает контейнер на грузовой вагон.
На базе модели разработчики смогли протестировать работу крана CRTG. Чтобы проанализировать его производительность, они оценивали в модели различные показатели, в том числе процент использования грузовиков, текущий объем грузов в терминале, объем входящего и исходящего потока грузов, а также время задержки.
Результаты анализа показали, что использование крана CRTG в работе терминала обеспечит наиболее эффективное сочетание дополнительных путей, скорости операций и манёвренности.
Моделирование Сортировочной Станции Hobart в Южной Калифорнии
Задача
Hobart — самый крупный терминал компании, в котором ежегодно обрабатывается более 1 млн единиц груза. Инженеры хотели увеличить его пропускную способность с помощью дополнительной инфраструктуры, однако столкнулись с рядом проблем:
- Терминал был окружён действующими зданиями;
- В терминал ежедневно прибывало большое количество поездов. Это могло осложнить ремонтные работы;
- Высокая плотность грузового трафика, из-за чего использование дополнительных грузовиков может ещё больше усложнить ситуацию.
Чтобы найти решение, компания использовала имитационную модель терминала.
Решение и результат
Чтобы найти наилучший способ увеличения пропускной способности терминала, разработчики смоделировали работу широкопролётного крана и новый тип диагональной парковки для грузовиков под краном. Имитационная модель позволила определить, что для терминала Hobart хорошо подходит именно такой вариант парковки с точки зрения свободного пространства и большей манёвренности, которую может обеспечить диагональная парковка.
Чтобы смоделировать загруженность ж/д путей на объекте, разработчики использовали карту плотности AnyLogic. С её помощью они смогли обнаружить наиболее проблемные области терминала и найти решения, как предотвратить заторы в этих местах.
Анализ модели позволил понять, как значительно увеличить существующие мощности терминала Hobart, избежав потенциальных трудностей. Для этого был необходим комплексный подход:
- Увеличение ресурсов. Компании нужно было добавить дополнительные пути и краны нескольких типов.
- Оптимизация работы терминала. Необходимо было повысить эффективность работы терминала с помощью различных методов оптимизации. Например, изменять маршрут грузового транспорта в терминале в режиме реального времени с учётом условий загрузки дорог.
- Изменение поведения клиентов. Компания приняла решение распределить объем прибывающих/убывающих поездов в терминале в течение дня, чтобы улучшить пропускную способность без дополнительных финансовых затрат.
Сейчас компания планирует увеличить мощности терминала Alliance в Техасе, объемы которого растут на 20% ежегодно. Используя имитационное моделирование AnyLogic, сейчас команда аналитиков BNSF тестирует схему маршрутов и определяет возможные проблемы, а позже смоделирует работу всего терминала.
Посмотрите выступление Майка Принса из BNSF или скачайте презентацию проекта.
