نظام سكك حديدية لنقل المواد السائبة

التحدي

تضمن المشروع تحليل عمليات النقل لممر سكة حديدية أحادي المسار يُستخدم لنقل المواد السائبة. يعمل نظام السكة الحديدية بنظام تحكم مركزي ويتضمن عدة حلقات تجاوز للقطارات المسافرة في اتجاهين متعاكسين.

يتكون كل قطار من عدد محدد من العربات التي تحمل آلاف الأطنان من المواد. يتعامل الممر مع عدة قطارات محملة يوميًا، بدورة كاملة تتجاوز يومين. كان الهدف هو تقييم قدرة السكة الحديدية على استيعاب قطارات إضافية مع ضمان سلاسة العمليات وتجنب الاصطدامات.

كان التحدي الرئيسي هو زيادة الإنتاجية مع الحفاظ على حركات قطارات آمنة وفعالة على نظام مسار واحد مع تأخيرات في حلقات التجاوز وبيانات محدودة عن آليات التحكم الحالية.

الحل

تم تطوير نموذج محاكاة باستخدام مكتبة السكك الحديدية ومكتبة نمذجة العمليات في AnyLogic.

تخطيط السكة الحديدية والبنية التحتية للمسار

كانت المعلومات المتاحة بشأن تخطيط السكة الحديدية عبارة عن مواقع جغرافية لنقاط على طول السكة والحلقات فقط. تم استخدام نقاط GPS لإعداد ملف أشكال باستخدام Python، والذي تم استيراده بعد ذلك إلى AnyLogic وتحويله إلى ساحة سكك حديدية.

حركة القطارات وتجنب الاصطدامات

تكتشف مكتبة السكك الحديدية في AnyLogic الاصطدامات، لكن مسؤولية بناء عملية التجنب تقع على عاتق المحاكي. تسمح حلقات التجاوز للقطارات بالانتظار للقطارات القادمة في الاتجاه المعاكس. أنشأنا خوارزمية مبسطة تعمل كحل شبه مثالي.

تم مراعاة عدة عوامل: طول القطار، ومتوسط السرعة لكل اتجاه، وأوقات التحميل/التفريغ، والسعة القصوى عند نهايات السكة، وحوادث الأعطال بناءً على توزيعات مخصصة من بيانات حقيقية.

التصور

نظرًا لأن السكة طويلة جدًا ويصعب تصورها بالمقياس المناسب أثناء تشغيل النموذج، ابتكرنا مخطط تصور لتحديد حركة القطارات بسهولة على طول السكة، وهو أمر ضروري للتحقق من صحة النموذج.

النتائج

قدمت المحاكاة رؤى رئيسية حول المقايضات بين وقت الدورة والازدحام والإنتاجية.

العدد الأمثل للقطارات

يمكن للنظام دعم أعداد أعلى بكثير من القطارات يوميًا بدون اصطدامات. يزداد متوسط وقت الدورة مع استخدام المزيد من القطارات، مع انهيار عند عتبة معينة يُظهر زيادة حادة في المنحدر.

يُظهر العدد الإجمالي للقطارات المحملة التي دخلت النظام (الإنتاجية) أثناء المحاكاة نفس الاتجاه — بعد عدد معين، لا يستحق إضافة المزيد من القطارات.

تحديد الاختناقات

كان العامل المحدد الرئيسي هو المساحة المتاحة للتفريغ. عند عدد القطارات الذي يمثل العتبة، يصل جانب التفريغ إلى حده، مما يشير إلى اختناق.

حصل مشغل السكة الحديدية على توصيات مدعومة بالبيانات قيمة لتحسين تخطيط البنية التحتية وتحسين الإنتاجية.

خصائص المشروع

• الصناعة: السكك الحديدية، التعدين
• النموذج: أحداث منفصلة
• المدة: شهران