Розроблення методу інтеграції операційних даних залізничної мережі з графовою структурою плану формування поїздів

Abstract

UA: У статті розроблено метод інтеграції операційних даних функціонування залізничної мережі з графовою структурою плану формування поїздів. Метод спрямований на формування інформаційної основи для аналізу та прогнозування затримок поїздопотоків з урахуванням просторової структури транспортної системи. Для дослідження використано операційні дані АТ «Укрзалізниця» про навантаження вагонів різних номенклатур вантажів та інформацію про простої кинутих поїздів на станціях полігона мережі регіональної філії «Одеська залізниця». Розроблено процедуру агрегування даних за групами вантажів і видами вагонопотоків і перетворено їх у показники поїздо-годин затримок. Запропоновано алгоритм прив’язки станцій навантаження і станцій затримки до опорних станцій плану формування поїздів із використанням графової моделі залізничної мережі. У результаті сформовано інтегрований набір даних, що поєднує параметри навантаження, маршрути руху вагонопотоків і показники затримок поїздів. Отриманий набір даних може бути використаний як навчальна вибірка для побудови математичних моделей аналізу і прогнозування затримок поїздопотоків у залізничній мережі.

EN: The paper proposes a method for integrating operational railway network data with the graph structure of the train formation plan. The method is aimed at creating an information basis for the analysis and forecasting of train flow delays while taking into account the spatial structure of the railway transport system. The study uses operational data of JSC «Ukrzaliznytsia» related to wagon loading of different freight categories as well as information on idle «abandoned» trains at stations within the operational area of the Odesa Railway regional branch. A data preprocessing procedure is developed that aggregates operational records according to freight groups and wagon flow types. The obtained data are further transformed into indicators of train-hours of delay, which characterize disruptions in the technological process of railway transportation. To incorporate the spatial structure of the railway network, a method is proposed for integrating loading data and delay information with the graph representation of the train formation plan. The proposed approach includes an algorithm for assigning loading stations and delay stations to the main stations of the train formation network using geographical coordinates and graph-based routing procedures. This makes it possible to reconstruct wagon flow routes within the network and to represent the interaction between freight flows and railway infrastructure nodes. As a result, an integrated dataset was generated that combines operational indicators of wagon loading, spatial routes of freight flows, and delay indicators expressed in train-hours. The resulting data structure forms a consistent input and output dataset that can be used as a training sample for the development of mathematical models for the analysis and prediction of train delays in railway networks. The proposed method enables the integration of operational transportation data with the spatial topology of the railway network and can serve as a basis for further research on delay propagation and predictive modeling of railway transport processes.