Оптимизация железнодорожных перевозок в контейнерном порту

Оптимизация железнодорожных перевозок в контейнерном порту

Обзор

Порт Ботани — второй по величине контейнерный порт в Австралии. Каждый год в нем загружается и разгружается 2,8 млн стандартных контейнеров (TEU).

Через этот порт в Новый Южный Уэльс ввозится более 40% всех бытовых товаров. Вклад Порта Ботани в валовой продукт Нового Южного Уэльса составляет 13,6 млрд долларов США. Благодаря этому порту в Сиднее трудоустроено 52 000 человек.

GHD — компания, которая предлагает интегрированные решения клиентам по всему миру на основе своего опыта проектирования, конструирования и строительства, а также охраны окружающей среды.

Проблема

Чтобы оптимизировать грузооборот Порта Ботани и снизить загруженность дорог в Сиднее, было критически важно увеличить долю железнодорожных перевозок в порту. Используя имитационную модель, компания NSW Ports хотела к 2045 году увеличить долю железнодорожных перевозок с 15% до 40% и значительно повысить пропускную способность железнодорожных линий порта.

Кроме того, в порту нужно было решить проблемы, связанные с негибким расписанием и неэффективными железнодорожными перевозками, а также устранить ряд ограничений в инфраструктуре.

Порт Ботани уже использовал ранее созданную модель, чтобы протестировать сценарии с разными параметрами и проанализировать результаты.

Цепи поставок Порта Ботани были довольно сложными по следующим причинам:

Решение

Компания GHD расширила существующую модель NSW Ports, добавив в нее возможности для анализа инфраструктурных и операционных изменений. Разработчики включили в модель разные элементы порта, чтобы реалистично воспроизвести железнодорожные перевозки.

Модель цепей поставок для порта

Модель цепей поставок для порта (нажмите, чтобы увеличить)

Сначала разработчики GHD смоделировали альтернативное расписание поездов и правила перебронирования.

В верхней части этого рисунка показаны входные данные модели — железнодорожное расписание с разными слотами для составов и поездами, прибывающими в разное время. Внизу показаны результаты, полученные с помощью моделирования. В расписании могут присутствовать свободные слоты, перебронированные слоты и отмены.

Расписание составов

Расписание составов (нажмите, чтобы увеличить)

Кроме того, специалисты GHD дополнительно смоделировали этапы процесса маневрирования составов и погрузки на них грузов, например, ограничения по прибывающим и отправляющимся составам.

Процесс маневрирования составов и погрузки товаров

Процесс маневрирования составов и погрузки товаров (нажмите, чтобы увеличить)

Предельная пропускная способность железнодорожных путей

Предельная пропускная способность железнодорожных путей

Сценарии, тестируемые с помощью имитационного моделирования

Сценарии, тестируемые с помощью имитационного моделирования (нажмите, чтобы увеличить)

Используя имитационную модель, специалисты GHD также протестировали предельные значения пропускной способности (см. рисунок справа). Они создали эксперимент с интервалом модельного времени в 1 год. В сценарии инженеры использовали тестовое расписание, операционные изменения и инфраструктуру.

Если все работало без сбоев, железнодорожный грузооборот линейно рос по мере добавления грузов, пока не достигал предельной пропускной способности. Далее рост прекращался, хотя разработчики модели продолжали увеличивать объем грузов, поступающих в систему.

Другие индикаторы достижения предельной пропускной способности в системе: длительный простой грузов, а также скопление товаров в местах погрузки и разгрузки.

С помощью имитационной модели разработчики смогли устранить проблемы порта, связанные с планированием. В результате операционных изменений потенциальный рост пропускной способности железнодорожного транспорта составил 20%.

ПО для моделирования AnyLogic позволило специалистам GHD устранить критическое узкое место в инфраструктуре и обеспечить рост пропускной способности на ближайшие десять лет. В будущем эту модель можно будет расширить, добавив в нее расходы на грузоперевозки и влияние вредных выбросов.

Помимо этого, с помощью модели был создан пошаговый план обновления инфраструктуры. На рисунке слева показано несколько разработанных GHD сценариев с различными типами правил для инфраструктуры и процессов. На основе этих правил определяется пропускная способность железнодорожного транспорта.

В начале исследования использовались данные о текущей работе железнодорожной системы. Красная линия показывает будущую пропускную способность ж/д системы, если продолжит выполняться текущий бизнес-сценарий. Синяя линия показывает изменения в расписании составов, которые привели к потенциальному росту 20%. Желтая линия показывает, что устранение критического узкого места, связанного с маневрированием составов, может дополнительно увеличить пропускную способность железнодорожных путей на 120%.

Результаты

Модель AnyLogic стала основой для разработки стратегии NSW Ports по использованию железнодорожного транспорта. Она помогла оптимизировать железнодорожные перевозки и максимально увеличить пропускную способность железнодорожной системы. С помощью имитационной модели компания NSW Ports протестировала разные сценарии, чтобы понять, какие потенциальные преимущества для бизнеса принесут операционные изменения и инвестиции в железнодорожную инфраструктуру.

Кроме того, выходные данные модели используются, чтобы поощрить изменения в государственной политике, направленные на расширение объемов железнодорожных перевозок.

Используя модель, можно оценить преимущества железнодорожного транспорта, связанные с защитой окружающей среды. Это важно для устойчивого развития, особенно в цепях поставок отраслей тяжелой промышленности с высоким уровнем вредных выбросов в атмосферу. NSW Ports может тестировать выходные данные, связанные с охраной окружающей среды, и выбирать наиболее предпочтительные сценарии.

Планирование порта

Планирование порта (нажмите, чтобы увеличить)

И наконец, модель AnyLogic помогает NSW Ports в разработке коммерческих предложений по инвестированию в железнодорожную инфраструктуру. Выходные данные модели полезны в создании новой инфраструктуры и устранении найденных узких мест. NSW Ports также использует эту модель, чтобы поддержать проекты инвестиций в новую ж/д инфраструктуру, например проект использования автоматического железнодорожного крана для разгрузки составов.

Этот проект был представлен на конференции AnyLogic 2022 Джеррадом Кейзером (Jarrad Cayzer) из NSW Ports и Ретом Магараггией (Rhet Magaraggia) из GHD.

Презентация доступна в формате PDF.


Похожие проекты

Другие истории успеха

Сборник историй успеха от пользователей AnyLogic

Скачать