Проблема
Порт Лонг-Бич, Калифорния — второй по загруженности контейнерный порт в США — планировал инвестировать около миллиарда долларов в модернизацию железнодорожного узла у пирса Б. Порт обратился к консалтинговой компании TranSystems, которая обладает более чем 25-летним опытом в области перевозок и цепочек поставок, чтобы получить количественную оценку вместимости железнодорожной сети и достичь консенсуса заинтересованных сторон.
Порт предлагал перестроить, расширить и усовершенствовать существующий железнодорожный узел, чтобы повысить эффективность железнодорожных путей, связывающих терминалы. Кроме того, использование припортовой железной дороги является наиболее эффективным способом перемещения контейнеров, которые отправляются на дальние расстояния. Чтобы обеспечить запланированные объемы перевозок, важно было рационализировать использование припортовой железнодорожной сети. Это также позволило бы уменьшить пробки на дорогах и повысить качество воздуха в припортовых районах.
Имитационная модель железнодорожной сети порта должна была продемонстрировать заинтересованным сторонам необходимость изменений. Однако предыдущие попытки создать такую модель потерпели неудачу, поскольку инструменты не позволяли смоделировать систему надлежащим образом. Требовалось отразить значимые аспекты функционирования железнодорожной сети и продемонстрировать, как модернизация железнодорожного узла улучшит операционную деятельность и обеспечит необходимую пропускную способность.
Помимо требования отразить текущую динамику системы, нужно было значительно сократить количество конфигураций железнодорожного узла, разработанных инженерами.
Чтобы удовлетворить эти требования, TranSystems выбрала AnyLogic благодаря его возможностям:
- Учесть реальные операционные ограничения и расположение поездов в порту.
- Визуализировать движение поездов в связке с операционной деятельностью железнодорожной сети.
Решение
Прежде чем приступить к моделированию, TranSystems несколько раз посетили порт и опросили всех операторов терминалов и поездов. Кроме этого, они ознакомились с процессами в порту, и его деятельностью на региональном уровне.
В результате они получили понимание, какие виды деятельности и особенности необходимо учесть в имитационной модели. Этот список включает следующие пункты:
Визуализация системного уровня модели
- обеспечение баланса количества вагонов для импорта и экспорта;
- работа с несколькими железнодорожными перевозчиками и терминалами;
- процессы, связанные с хранением и перемещением контейнеров;
- нормы работы профсоюзных организаций;
- другие процессы: проверка и ремонт, оборудования, пробы сжатого воздуха, сжигание топлива, пересменки экипажей.
Процесс создания модели был разделен на три этапа:
Этап 1: сравнительный анализ альтернативных конфигураций, определение основных параметров железнодорожного узла (размер, тип) исходя из целей проекта.
Этап 2: создание концептуального плана, который учитывает ограничения, правила функционирования и компромиссы, необходимые для достижения требуемой пропускной способности.
Этап 3: анимация модели для презентации заинтересованным сторонам.
Наконец, чтобы достоверно отразить картину реального мира, был проведен системный анализ взаимодействия нескольких терминалов и операторов.
Возможности AnyLogic позволили соединить большое количество параметров и процессов в одной модели. Для каждого отдельного элемента системы был использован соответствующий подход к моделированию (агентный, дискретно-событийный, системная динамика).
Показатель успеха: операционная устойчивость
Для моделирования процессов, характерных для порта, использовались Железнодорожная библиотека и Библиотека моделирования потоков. За счёт гибкости программного обеспечения TranSystems создала собственные библиотеки, что ускорит выполнение подобных проектов по моделированию портов.
Результат
Показателем успеха была операционная устойчивость железнодорожной сети. Для этого потребовалось проверить способна ли сеть доставлять разное количество контейнеров, избегая при этом накладок.
Результаты позволили проекту продвинуться дальше. После демонстрации нескольких успешных вариантов, заинтересованные стороны одобрили одну из конфигураций железнодорожного узла.
Кроме того, когда проект вошел в стадию экологической экспертизы, имитационная модель была успешно применена для создания отчетов по качеству воздуха.
Вы можете посмотреть выступление на конференции AnyLogic 2016, либо скачать презентацию.
