Какой метод имитационного моделирования использовать в вашем проекте?

Если система, которую вы хотите промоделировать, имеет ярко выраженные характеристики, то можно использовать один из методов:

📍 Агентное моделирование – если в системе много отдельных объектов, которые могут взаимодействовать между собой и преследовать свои цели;

📍 Системная динамика – если о системе есть только информация об общих взаимосвязях ;

📍 Дискретно-событийное моделирование (М) – если систему можно описать как процесс. При этом метод можно разбить на:
🤔 Событийно-ориентированное М;
🤔 Процессо-ориентированное М;
🤔 Объектно-ориентированное М;
Если интересно узнать характеристики методов и в каких программных продуктах они используются ставьте 🤔.

В реальности конечно же сложные системы – комплексные, поэтому необходимо использовать различные методы. Например, при моделировании ж.-д. инфраструктуры мы используем в базе дискретно-событийный подход, добавляем щепотку агентного моделирования для работы локомотивов и можем интегрировать системно-динамическую модель для решения бизнес задач.
Если интересно узнать про комплексные модели ставьте ✍️.

Если было просто интересно, но в следующий раз хотите что-нибудь другое ставьте 👍.

Продолжение: Виды и особенности дискретно-событийного моделирования
Продолжение: Когда пригодиться комплексная модель?

Дайджест новостей 29.06.2024-05.07.2024

👀 Погрузка на сети ОАО «РЖД» составила 98,3 млн тонн в июне
«-3%» – погрузка за июнь, год к году;
«-4,1%» – грузооборот за июнь, год к году;
«-5,7%» – грузооборот с начала 2024 года, год к году.
Но есть и прирост, больше всего погружено промышленного сырья и формовочных материалов – 16,8 млн тонн («+16,2%» с начала 2024 года, год к году).

👀 Перевозки пассажиров на сети ОАО «РЖД» в июне выросли на 5,7%
«+4,6%» – пассажирооборот за июнь, год к году;
«+8,2%» – пассажирооборот с начала 2024 года, год к году.

👀 РЖД и Роспатент договорились о сотрудничестве по развитию системы управления интеллектуальной собственностью
Взаимодействие между сторонами предполагает экспертную поддержку и обмен опытом по вопросам правовой охраны и регистрации результатов интеллектуальной деятельности, а также сотрудничество по коммерциализации технологических разработок, полученных в рамках реализации крупных наукоемких проектов.

👀 Стартует эксперимент по созданию национальной цифровой транспортно-логистической платформы с 1 августа 2024 года по 1 июня 2025
Что тестируется?
– Внедрение электронного документооборота на всех этапах грузоперевозок всеми видами транспорта (в т.ч. интеграция АС «ЭТРАН» с ГИС ЭПД).
– Проверка технологии выдачи разрешительных и товаросопроводительных документов через механизм «одного окна.
– Формирование электронного рейтинга грузоперевозчиков.
– Взаимодействие новой цифровой платформы с действующими информационными системами крупных перевозчиков.

👀 РЖД планируют внедрить поезда на водородном топливе и газе в период с 2027 по 2028 год
В РЖД ожидают первый маневровый локомотив на водороде к 2026 году, его испытания планируется провести на полигоне в Сахалинской области.

👀 «Фининвест» инвестирует более 120 млрд руб. в строительство 11 терминалов
4 транспортно-логистических центра уже работают (Москва – 2 центра, Новосибирск – 1, Урал – 1), планируется построить еще не менее 7, суммарная мощность всей сети после ее завершения составит 5,65 млн TEU.

👀 БАМ. Открыли движение по вторым путям на перегонах
Имангракан – Тас-Юрях, Дайчи — Хуту, Амган — Туюн, Сети – Федосеев, Силинка – Комсомольск-на-Амуре-2.

👀 РЖД выполняют соглашения с регионами о вывозе угольной продукции
Экспортные перевозки угля в восточном направлении в I полугодии выросли из всех регионов (Кузбасс – на 2,6%, до 27,6 млн тонн;Тыва – на 13%, до 0,4 млн тонн; Бурятия – на 0,6%, до 4,5 млн тонн; Якутия – на 2,4%, до 13 млн тонн; Хакасия – на 5,8%, до 3,34 млн тонн; Иркутская область – на 37,5%, до 1,7 млн тонн).
Согласно заключенному в конце 2023 года соглашению РЖД в этом году перевезет по Восточному полигону в экспортном направлении около 100 млн тонн угля.

👀 Ильхам Алиев: Азербайджан решительно настроен на расширении инфраструктуры МТК «Север ‒ Юг» на своей территории

Международный транспортный коридор «Север – Юг» — мультимодальный маршрут протяженностью 7,2 тыс. км, который свяжет Санкт-Петербург с портами Ирана и Индии. Он является альтернативой морскому пути, соединяющему Европу, страны Персидского залива и Индийского океана через Суэцкий канал. Западные и восточные ветки МТК проходят через Иран: западная ветка предусматривает перевозку по Ирану автомобильным транспортом через Решт, восточная — железнодорожным. Конечной точкой в Иране является порт Бендер-Аббас, из которого грузы могут доставляться в Индию морем. Западная ветка также проходит через Азербайджан, восточная — через Казахстан и Туркменистан. Кроме того, возможны прямые морские перевозки из России по Каспию в Иран. Ожидается, что к 2030 году перевозки российских грузов по МТК «Север — Юг» возрастут почти в два раза: с текущих 17 млн до 32 млн тонн.

#Цифровые_решения #Инфраструктурные_проекты #Объемы_перевозок

Какой метод имитационного моделирования использовать в вашем проекте?

1 Часть тут.
2 Часть. Виды и особенности дискретно-событийного моделирования.

Событийно-ориентированное моделирование используется в системах SIMSCRIPT, SMPL. Ключевые особенности:
📍 Модель продвигается во времени от события к событию, которые изменяют состояние модели;
📍Логика наступления событий определяет последовательность смены состояний модели, которые связаны с наступлением этих событий.

Процессо-ориентированное моделирование используется в системах GPSS, АSPOL. Ключевые особенности:
📍Модель представляет собой поток заявок на обработку, который продвигают их от одного шага процесса к другому, шаги повторяются в течение всего времени моделирования;
📍Состояние модели изменяется в дискретные моменты времени, каждый шаг процесса связан с запуском последовательности событий.

Примером объектно-ориентированного моделирования (ООМ) является система SIMULA. Ключевые особенности:
📍Модель представляет собой совокупность объектов. Объекты включают данные и операции над ними, могут выполнить работу, изменить своё состояние и взаимодействовать с другими объектами;
📍Здесь очень часто возникает вопрос: «А в чем отличие от агентного моделирования?»

⚡ООМ статично (в отличие от агентного). Объекты созданы классом, они не могут изменить свой класс (агент изменяет свое поведение в соответствии с ситуацией для достижения своей цели).
⚡ Уникальные свойства для ООМ: наследование, инкапсуляция, полиморфизм. Уникальные свойства для агентного моделирования: реактивность, проактивность, мобильность.
Таким, образом агентное моделирование – это расширение ООМ.

Что еще можно сказать? Лучшего подхода - нет. Есть подход отвечающий вашим задачам.

Когда пригодиться комплексная модель?

Меньше всего хотите узнать про комплексные модели. Ну да ладно, тогда тезисно и по делу.

Рассмотрим пример, где общая задача: Выявление лимитирующих факторов перерабатывающей способности пути необщего пользования (пнп) захотели остаться инкогнито.

В рамках поставленной задачи:
✍Дискретно-событийный подход позволяет создать имитационную модель эксплуатационной работы пнп в условиях «как есть» и по вариантам проектных решений «как будет» с целью определить максимальный объем переработки для оптимальных показателей окупаемости инвестпроекта. Для системно-динамической модели передаются данные: простои вагонов, оборот вагона, объем переработки. При этом помечаются важные характеристики: арендованный вагон, маршрутная отправка и др.

✍Агентное моделирование позволяет задавать цели маневровым локомотивам (Зачем? - это своеобразный способ учета различных специфик работы маневрового диспетчера) и прослеживать влияние на показатели эксплуатационной работы. Также можно учитывать особую приоритезацию в модели эксплуатационной работы пнп. Распределение заявок на маневровую работу между производственными площадками может идти в соответствии с целями инвестпроекта. А можно каждой площадке поставить цель по оптимизации данных, которые передаются в системно-динамическую модель.

✍Системно-динамический подход позволяет определить достижение целевых показателей инвестпроекта по различным сценариям (объем переработки, оборот вагона, стоимость переработки, курс валют, уровень инфляции и др.) с учетом обмена поездов между станцией примыкания пнп и узловой станцией на участке, влияния твердых ниток графика, маршрутных отправок, арендованного парка вагонов.

Как изменилась эксплуатационная длина железнодорожных путей общего пользования за 2023 год?

В целом в России стало на 13,1 км путей больше.
🛤 на 5 км стало меньше путей в г. Москва, но в Московской области на 3,1 км больше;
🛤 в Самарской области на 10 км больше;
🛤 в Еврейской автономной области появилось 5 км пути.

Не стоит переживать о малых объемах мы продолжаем строить железную дорогу, эти цифры больше характеризуют рост сети, а не её мощность. В 2023 году только на БАМе построили порядка 80 км вторых главных путей, которые не учитываются в статистике выше.

Оптимизация логистических задач с помощью квазикристаллов

Необычный способ решения задач можно подсмотреть в природе. Квазикристалл (КК) - форма материи, встречающаяся в природе крайне редко. В КК атомы образуют неповторяющийся узор. Примером таких узоров служат плитки Пенроуза, Аммана-Бенкера (АБ).

Используя набор двумерных диаграмм АБ группа ученых S. Singh, J. Lloyd, F. Flicker создали гамильтоновы циклы, описывающие атомную структуру КК. В работе «Hamiltonian cycles on Ammann-Beenker Tilings» предложен алгоритм построения гамильтонова графа на множестве произвольно больших конечных подграфов апериодических двумерных тилингов АБ.

Созданные учеными циклы посещают каждый атом в КК только 1 раз, соединяя все атомы в единую линию, которая никогда не пересекает саму себя, но четко продолжается от начала до конца.

Используя этот результат и дискретную масштабную симметрию разбиений можно решить задачу коммивояжера с равным весом, обеспечивающую наиболее эффективный маршрут.

Рубрика вечные опросы

В канале будут появляться тематические опросы, к которым можно будет перейти в любой момент через закрепленное сообщение. Время от времени опросы будут дублироваться для сбора большего количества статистической информации.

Сегодня на повестке снова ТОП динамических параметров, изменение которых наиболее востребовано в имитационной модели.
Опрос здесь. Характеристика параметров здесь.

Дайджест новостей 06.07.2024-12.07.2024

👀 Подписано концессионное соглашение о строительстве высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург
Новая железная дорога должна быть введена в эксплуатацию в 2027 году. Поезда смогут развивать скорость до 400 км в час. С запуском ВСМ время в пути между Москвой и Санкт-Петербургом составит 2 часа 15 минут. Поезда будут ходить с частотой в 15 минут.

👀 Россия – Китай
Уголь в КНР отгрузился через КНДР
Погрузка через северокорейский порт Раджин, который не находится под санкциями ООН, позволяет обходить перегруженные пути к портам Дальнего Востока и может увеличить поставки в Китай на 2–3 млн тонн угля в год. Тут кстати, вышла аналитика Kpler, они утверждают: экспорт угля через морские порты за шесть месяцев 2024 года упал на 17% к аналогичному периоду прошлого года и составил 79,1 млн тонн.

По данным Kpler, поставки угля в Китай за шесть месяцев снизились на 26% до 30,8 млн тонн. На прошлой неделе была новость от РЖД о том, что объёмы перевозок экспортного угля были увеличены.

Информация от Российского фонда прямых инвестиций свидетельствует о том, что грузоперевозки по железной дороге между Россией и Китаем продолжают расти. За первые пять месяцев 2024 года через реку Амур было перевезено около 2,2 млн т груза, что в 2,3 раза больше, чем в прошлом году за тот же период. В скором времени рядом с мостом через Амур развернут комплекс для обработки контейнерных грузов, складов, нефтебазы и терминала для перевалки сжиженных углеводородных газов.

Выводы есть? Конъюнктура меняется, но «мы» усердно работаем, возможно, даже заработаем, но уголь со скидкой придется возить.

👀 Перевозки контейнеров выросли на 8,9% в январе-июне 2024 года
Во всех видах сообщения было перевезено 3 млн 891 тыс. груженых и порожних контейнеров ДФЭ (TEU). Наибольшее изменение г/г: контейнеры с продуктами перемола – рост в 3 раза; контейнеры с черным металлом – падение на 18,7%. Скоро сделаю отдельный пост о статистике по грузовым перевозкам. Спойлер: за 2023 г. Перевозка грузов по ж.-д. транспорту выросла на 1% г/г.

👀 Объем погрузки зерна за январь-июнь 2024 года вырос на 5,5%
В I полугодии по сети РЖД отправлено 15,9 млн тонн зерна.

👀 Президент Узбекистана Шавкат Мирзиёев утвердил соглашение о строительстве железной дороги Китай - Киргизия- Узбекистан
Запланированная железная дорога будет проходить по маршруту Кашгар - Торугарт - Макмал - Джалал-Абад - Андижан. Ожидается, что ее ежегодный объем грузоперевозок достигнет 15 млн тонн, а сроки доставки товаров до конечных потребителей сократятся на семь дней.
Поможет ли это МТК «Север-Юг»?

👀 Студенческая разработка может повысить точность прогнозирования доставки грузов в 8 раз
Холдинг РЖД предложил написать программу для прогнозирования сроков доставки грузов. У ребят получилось: при внедрении ИТ-решения точность прогнозов может вырасти в восемь раз.

#Цифровые_решения #Инфраструктурные_проекты #Объемы_перевозок

Общие принципы планирования создания имитационных моделей

📍Целенаправленность — планирование рассматривается, как процесс развертывания главной цели модели в совокупность подцелей, задач и работ.

📍Комплексность — означает полный охват научных, проектных, организационных, производственных и других мероприятий и работ, направленных на достижения целей модели.

📍Сбалансированность по ресурсам – планы не должны содержать элементов, не обеспеченных ресурсами.

📍Системность — рассмотрение модели, как целостной структуры с определением взаимосвязей между составляющими.

📍Гибкость — способность системы прогнозировать и учитывать изменения как во внешней, так и во внутренней среде.

📍Многофункциональность — планирование по всем функциям управления объекта имитационной модели.

📍Адаптивность — способность отвечать на изменения внешней и внутренней среды модели.

📍Непротиворечивость плана — обеспечение полной взаимосвязанности и преемственности принимаемых решений.

Дайджест новостей 13.07.2024-19.07.2024

👀 Две крупнейшие сортировки Центрального транспортного узла были переведены на цифровое управление
В рамках проекта ОАО «РЖД» «Цифровая сортировочная станция» на «цифру» были переведены две сортировочные станции – Орехово-Зуево и Бекасово.
Переход на микропроцессорную централизацию управления наряду с внедрением комплексной системы автоматизации управления сортировочным процессом позволит увеличить роспуск вагонов в автоматическом режиме до 92%, минимизировать вероятность ошибок при производстве маневровых передвижений.

👀 Отправление грузовых поездов по расписанию на Горьковской железной дороге в I полугодии 2024 года увеличилось на 50%
За 6 месяцев 2024 года на Горьковской железной дороге сформировано более 260 контейнерных поездов общим весом порядка 500 тыс. тонн и почти 100 грузовых экспрессов, которые перевезли порядка 200 тыс. тонн грузов

👀 Про и рыбку съесть, и поприятнее сесть
Новые санкции против «Трансконтейнера» от западных «партнёров» и необходимость транспортного коридора из России.
Ограничения есть и рост перевозок есть, так например, по данным компании FESCO, в январе — мае объём рынка контейнеров вырос на 10%. Добавили процентов внутренние перевозки и транзит, в целом FESCO увеличила объем перевозок между Китаем и Владивостоком на 9%.

👀 Увеличение пропускной способности БАМа и Транссиба в направлении дальневосточных портов
На Дальневосточной железной дороге открыто движение по двум новым разъездам на перегонах Апетенок — Ижак и Ижак — Ульяновский Строитель после переключения на новую цифровую систему управления.
Открыто движение поездов на новом разъезде 2947 км перегона Меун — Дрогошевск.
Проложили второй путь на западном подходе к Новому Кузнецовскому тоннелю на БАМе (участок Оунэ — Высокогорная).

За 6 месяцев 2024 года Дивизион «Железные дороги» Нацпроектстроя оснастил современной российской автоматикой 22 объекта БАМа и Транссиба в Амурской области, Хабаровском крае и Республике Бурятия.

👀 Минэнерго рассчитывает на сохранение приоритета поставок топлива по железной дороге.
РЖД повысили приоритетность поставок нефтепродуктов по железной дороге - в марте она была изменена с шестой на третью, это изменение действует до сентября.

Приоритет ж.-д. перевозок нефтепродуктов и угля снижает доступность доставки контейнеров на Дальний Восток

и тут же Банк России отметил сохраняющиеся проблемы с ж.-д. доставкой контейнеров в ДФО.

👀 Северная железная дорога реконструирует станцию Череповец-II
Новая инфраструктура даст возможность формировать поезда длиной до 74 вагонов, что снизит потребность в маневровых операциях и в целом увеличит скорость обработки составов.
Реконструкция Череповецкого узла идет с 2007 года.

В 2022 и 2023 годах мы как раз разрабатывали имитационные модели для АО «Апатит» (Азотный комплекс) с примыканием к станции Череповец-II с целью разработки технически и экономически обоснованных мероприятий развития железнодорожной транспортной инфраструктуры необходимых для обеспечения увеличения грузооборота.

#Цифровые_решения #Инфраструктурные_проекты #Объемы_перевозок

Зачем связывать данные между различными системами хранения?

Такая задача возникает при необходимости связать АСУ-АСУ (автоматизированная система управления) или интегрировать имитационную модель с информационными системами для цифрового двойника.

Инструмент: интеграционная шина данных.
Какие проблемы решает этот инструмент?

1. Осуществление обмена данными в режиме реального времени, что повышает оперативность и точность информационных потоков.

2. Создание единого канала для обмена данными между различными системами для автоматизации этого процессе.

Отсутствие централизованного механизма интеграции может приводить к сложностям в обмене и передаче данных между системами.

3. Синхронизация данных между различными системами с целью минимизации дублирования и обеспечения единообразия информации. Таким образом, создается единое хранилище данных, что позволяет улучшить отчетность и аналитику.

4. Упрощение процессов поддержки и обновления систем.

Многие компании имеют различные системы, разработанные на разных платформах и с использованием различных технологий. Поддержка и обновление таких систем может быть сложной и затратной задачей!

Мы в среднем стали жить лучше
Или что нам говорит статистика по пассажирским перевозкам

В 2000 году доля пассажирооборота, приходящаяся на воздушный транспорт, была 10,9%; по итогам 2023 года доля выросла до 46,9%, хотя в 2019 она составляла 50,8% (за 2023 год доля выросла на 2,1% по отношению к 2022 году). Пассажирооборот по всем видам транспорта за 2023 год составил 564 млрд пасс.-км (уровень 2017 года). В 2019 году был пик в 635,2 млрд пасс.-км и далее откат в 2020 году с последующим ростом.

По ж.-д. транспорту пассажирооборот увеличился за 2023 год на 14 млрд пасс.-км до 138 млрд пасс.-км, это уровень 2006 и 2011 гг.

В 2000 году перевозки пассажиров составляли 44 839 млн человек, а к 2023 году перевозки сократились до 15 179 млн человек по всем видам транспорта. Где же тут улучшение?
А вот где: люди стали богаче и перестали ездить автобусами, трамваями и троллейбусами, перевозки по этим видам транспорта сократились на 28 354 млн человек за рассматриваемый период. При этом среди всех видов транспорта доля автомобильного в целом выросла с 51,2% в 2000 году до 59,1% в 2023 году (кстати на электрички приходится треть от всех видов транспорта).
В авиаперевозках рост на 84 млн человек (2000-2023 гг.), по ж.-д. транспорту цифры в относительном масштабе повторяют данные по пассажирообороту.

Кейс: Нормы проектирования против имитационного моделирования
В ходе моделирования обосновано снижение капитальных затрат более чем на 60 млн руб.

Необходимость в этой работе возникла в связи с изменением рынка готовой продукции, и, как следствие, возросшим объёмом маневровой работы по расформированию порожних передач, с которым станция XXXXX не справлялась.
Цель работы – найти оптимальное решение для обеспечения объёма отгрузки готовой продукции в объёме 10 маршрутов в сутки с учётом необходимости производства маневровых работ по расформированию порожних составов.
В ходе предпроектной проработки вариантов реконструкции станции были рекомендованы к моделированию 2 варианта сортировочного парка:
1. С горкой малой мощности;
2. С профилированной вытяжкой.
Первый вариант появился исходя из норм проектирования, второй – как альтернативный.
Вариант для дальнейшего проектирования выбран по критерию минимума капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
2 часть.⏬