Formation of an adaptive model of the container terminal functioning technology

Abstract

EN: Container terminals play a crucial role in organizing rail container transportation, as they contribute to the rapid and safe handling of cargo, while also optimizing logistics processes. However, in today’s environment, the existing technology for handling containers at terminals does not ensure uninterrupted operation, which worsens the quality of transportation services and does not meet all the needs of transportation stakeholders. Due to the downtime of containers and loading and unloading equipment, railways and other participants in the transportation process suffer losses. Therefore, instead of stationary cranes, the use of reach stackers is proposed in the work, and the relevance of their application is justified. The article formalizes the technology of container terminal operation in the form of a stochastic adaptive model. The criterion for the optimality of the objective function is the minimum operating costs when processing containers. The model takes into account the risk of possible financial losses associated with the failure of loading and unloading machines during container processing. Risk events are considered, which are proposed to include organizational and technical delays and force majeure circumstances in the operation of reach stackers. The risk of financial losses is represented by a polynomial distribution law and a second-order Erlang distribution density function. The proposed model of the container terminal operation technology adapts the existing technology to the unstable conditions of its operation, which allows to ensure safe working conditions and reduce the risks of railway transport workers. The study takes into account the risks of potential losses associated with the failure of loading and unloading machines during container handling. The proposed adaptive model can be used in the future when designing new container terminals, as well as for modernizing and restoring existing ones.

UA: Контейнерні термінали відіграють важливу роль в організації контейнерних перевезень залізницею, оскільки вони сприяють швидкій та безпечній обробці вантажів, а також оптимізують логістичні процеси. Однак в сучасних умовах існуюча технологія обробки контейнерів на терміналах не забезпечує безперебійну роботу, що погіршує якість транспортних послуг і не задовольняє усіх потреб учасників перевізного процесу. Через простої контейнерів та навантажувально-розвантажувальної техніки залізниці та інші учасники транспортного процесу зазнають збитків. Тому в роботі замість стаціонарних кранів запропоновано використання ричстакерів та обґрунтовано актуальність їх застосування. У статті формалізовано технологію функціонування контейнерного терміналу у вигляді стохастичної адаптивної моделі. Критерієм оптимальності цільової функції є мінімум експлуатаційних витрат при переробці контейнерів. У моделі враховано ризик можливих фінансових втрат, пов’язаних з відмовами навантажувально-розвантажувальних машин при переробці контейнерів. Розглянуто ризикові події, до яких запропоновано віднести організаційні та технічні затримки і форс мажорні обставини у процесі роботи ричстакерів. Врахування таких параметрів в математичній моделі дає можливість оцінити втрати та збитки, що можуть виникнути при виконанні технологічних операцій з контейнерами, а також в процесі їх зберігання. Ризик фінансових втрат представлено за допомогою поліноміального закону розподілу та функції щільності розподілу Ерланга 2-го порядку. Застосування запропонованої моделі дозволить визначити оптимальні параметри роботи контейнерного терміналу, а саме кількість навантажувально-розвантажувальних машин (ричстакерів) та час їх роботи. Запропонована модель технології роботи контейнерного терміналу адаптує існуючу технологію під нестабільні умови його функціонування, що дозволяє забезпечити безпечні умови роботи та зменшити ризики робітників залізничного транспорту. Запропонована адаптивна модель може бути використана у подальшому при проектуванні нових контейнерних терміналів, модернізації та відновленні існуючих.