Имитационная модель погрузочно-разгрузочных работ тыловой зоны контейнерного терминала на основе технологического автомата

Рассмотрены перспективы применения цифровых технологий в планировании и управлении локальными операционными процессами морского контейнерного терминала. В качестве объекта исследования выбран технологический процесс перегрузки контейнеров в складской и тыловой зонах терминала с формированием штабеля отправки с целью дальнейшей передачи груза на железнодорожный транспорт. Отмечается, что с операционной точки зрения формирование штабеля отправки является трудоемкой технологической операцией, так как она связана с селективным поиском и выемкой из операционного штабеля некоторого числа контейнеров, составляющих перемещаемый в тыловую операционную зону логистический поток груза. Методом исследования является автоматное программирование последовательности локальных операций моделируемого технологического процесса загрузки железнодорожного состава. При этом объект моделирования описывается конечным автоматом, который затем преобразуется в цифровой код каждой из локальных операций, составляющих в совокупности технологический процесс погрузочно-разгрузочных работ. Поскольку основным предназначением автомата является реализация функции управления, в контексте данного исследования управляющие воздействия направлены на перегружатель и программируют последовательность его действий по выемке целевых контейнеров из операционного штабеля, формирование из них (контейнеров) штабеля отправки в тыловой зоне терминала, погрузку грузовой партии на железнодорожные платформы по прибытии в порт железнодорожного состава. Результатом исследования являются имитационная модель погрузочно-разгрузочных работ тыловой зоны контейнерного терминала, а также диаграммы переходов локальных операций для конечного автомата с правилами управления (кодами). Применение указанного математического аппарата применительно к моделированию технологических процессов позволяет представить единую логику управления процессом перевалки грузов в операционных зонах терминала. 

1. Москвичев О. В. Внедрение интеллектуальных технологий в производственную деятельность терминально-логистических объектов / О. В. Москвичев, Г. М. Третьяков, Е. Е. Москвичева, Д. В. Васильев // Вестник транспорта Поволжья. — 2020. — № 3(81). — С. 61–68. — EDN QQIGHX.

2. Соловьева Е. Е. Оптимизация работы тыловых грузовых фронтов морских контейнерных терминалов: технологический аспект / Е. Е. Соловьева // Актуальные проблемы развития судоходства и транспорта: Материалы Национальной научно-технической конференции с международным участием, Владивосток, 16–17 ноября 2022 года. — Владивосток: Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, 2022. — С. 146–153. — EDN GAUYKI.

3. Маликова Т. Е. Использование теории графов при разработке математических моделей систем «смещающийся груз — спецустройство» / Т. Е. Маликова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2012. — № 2. — С. 39–42. — EDN PVOIFB.

4. Шаповалова, М. А. Имитационное моделирование системы взаимоотношений участников транспортно-логистического процесса на морском грузовом терминале / М. А. Шаповалова, А. Д. Семенов // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. № 3. — С. 336–345. — DOI 10.21821/2309–5180–2022–14–3–336–345. — EDN NILVAS.

5. Тимошек Е. С. Аналитический обзор моделей и методов в управлении работой флота / Е. С. Тимошек, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2021. — № 4(101). — С. 38–51. DOI: 10.34046/ aumsuomtl01/7. — EDN GJAWXI.

6. Хасанов Д. С. Распределение ресурсов для контейнерных терминалов в реальном времени / Д. С. Хасанов // Информатизация и связь. — 2024. — № 4. — С. 70–77. DOI: 10.34219/2078-8320-2024-15-70-77. — EDN ERIGZN.

7. Свистунова А. С. Возможности автоматических транспортеров-погрузчиков и их использование при создании имитационной модели развития контейнерного терминала / А. С. Свистунова, Д. С. Хасанов // Морские интеллектуальные технологии. — 2020. — № 4–1(50). — С. 169–174. DOI: 10.37220/ MIT.2020.50.4.023. — EDN RRNBYR.

8. Ганнесен В. В. Обоснование схемы технологической операции расформирования контейнерного штабеля при автоматизации рабочего цикла автопогрузчика / В. В. Ганнесен, Т. Е. Маликова, Е. Е. Петрова // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 4. — С. 603–616. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-4-603-616. — EDN XGBBXM.

9. Кузнецов А. Л. Дискретно-событийное моделирование грузовых фронтов контейнерного терминала / А. Л. Кузнецов, А. В. Галин, Г. Б. Попов // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 4. — С. 589–602. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-4-589602. — EDN TRJAZE.

10. Акельев А. С. Оптимизация параметров функционирования терминально-логистической инфраструктуры железнодорожной транспортной системы / А. С. Акельев, Р. Г. Король // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. — 2024. — № 3(95). — С. 79–89. DOI: 10.46973/0201-727X_ 2024_3_79. — EDN PXKQUX.

11. Янченко А. А. Дискретно — событийная модель в задачах эксплуатации контейнерных терминалов / А. А. Янченко, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2017. — № 4(85). — С. 25–31. — EDN YRPIID.

12. Кекиш Н. А. Влияние перспективной контейнеризации перевозок на проектирование инфраструктуры железнодорожных станций / Н. А. Кекиш // Проблемы перспективного развития железнодорожных станций и узлов. — 2020. — № 1(2). — С. 77–85. — EDN EOOOIT.

13. Соловьева Е. Е. Выбор оптимальной последовательности сигналов блока управления при обработке штабеля контейнеров на морском терминале / Е. Е. Соловьева, Т. Е. Маликова // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 3. — С. 426–436. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-3-426-436. — EDN JTWBZS.

14. Янченко А. А. Методика анализа технологического процесса обработки груза на контейнерном терминале / А. А. Янченко, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2020. — № 2(95). — С. 20–26. DOI: 10.34046/aumsuomt95/3. — EDN OTCLEF.

15. Радочинская А. Ж. Модель формирования для таможенных целей вспомогательного штабеля контейнеров на языке конечных автоматов / А. Ж. Радочинская, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2021. — № 2(99). — С. 59–66. DOI: 10.34046/aumsuomt99/10. — EDN TVKABH.

16. Маликова Т. Е. Детерминированный конечный автомат поиска контейнеров в штабеле / Т. Е. Маликова, Е. Е. Соловьева, А. Ж. Радочинская // Эксплуатация морского транспорта. — 2022. — № 4(105). — С. 91–100. DOI: 10.34046/aumsuomt105/11. — EDN YTYFIS.

17. Магергут В. З. Подходы к построению дискретных моделей непрерывных технологических процессов для синтеза управляющих автоматов / В. З. Магергут, В. А. Игнатенко, А. Г. Бажанов, В. Г. Шаптала // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2013. — № 2. — С. 100–102. — EDN PVMBVT.

18. Юнда А. И. Система управления роботизированным комплексом для процесса паллетизации / А. И. Юнда // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова: Материалы конференции, Белгород, 30 апреля — 202021 года. — Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, 2021. — С. 3903–3908. — EDN KYOUAS.

19. Дубинин А. В. Моделирование и тестирование недетерминированных автоматов с использованием языка Moscow ML в системе HOL / А. В. Дубинин, К. В. Печаткин, В. Н. Дубинин // Современные информационные технологии. — 2021. — № 33(33). — С. 5–16. DOI: 10.46548/21vek-2021-1054-0048. — EDN HBYBRJ.

20. Карпунин А. А. Моделирование конечного автомата в MATLAB средствами Stateflow и Simulink / А. А. Карпунин // Технологии разработки и отладки сложных технических систем: VII Всероссийская научно-практическая конференция: сборник трудов, Москва, 01–02 апреля 2020 года. — Москва: Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2020. — С. 188–195. — EDN KLZSGM.

21. Кузнецов А. Л. Метод формирования плана контейнерной площадки портового терминала / А. Л. Кузнецов, А. В. Кириченко, Р. В. Кузнецов, А. Д. Семенов // Речной транспорт (XXI век). — 2024. — № 3(111). — С. 44–47. — EDN ESWTBW.

22. Савушкин С. А. Математические задачи контейнерной площадки / С. А. Савушкин // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD’2024): Труды Семнадцатой международной конференции, Москва, 24–26 сентября 2024 года. — Москва: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук, 2024. — С. 755–764. — EDN SNROSP.

23. Кочнева Д. И. Методика оптимального размещения контейнеров в поездах при наличии грузовых операций в пути следования / Д. И. Кочнева, С. В. Сизый, Х. Чан // Мир транспорта. — 2021. — Т. 19. — № 1(92). — С. 174–193. DOI: 10.30932/1992-3252-2021-19-1-174-193. — EDN BUFODW.