Адаптація організаційно-технологічних підходів до управління процесами залізничних перевезень країн ЄС в Україні

Abstract

Ефективне управління процесами залізничних перевезень на прикордонних переходах є ключовим чинником інтеграції України до європейського транспортного простору. Європейський Союз формує єдині стандарти управління пропускною спроможністю, цифрових процедур, інтероперабельності та застосування сучасних технологій, таких як ERTMS/ETCS, Digital Automatic Coupler (DAC), RFID-ідентифікація та телематичні додатки TAF/TAP TSI [1–4]. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю модернізації технології роботи прикордонних станцій України відповідно до вимог ЄС, скорочення часу обробки поїздів і підвищення пропускної спроможності. Особливе значення мають станції зі змішаною шириною колії, зокрема станція Ч, яка виконує функції міжнародного стику та здійснює передачу поїздів у напрямках Словаччини та Угорщини. Технологічні процеси прикордонних станцій характеризуються значною кількістю взаємодіючих служб, різними технічними операціями, високою часткою ручних процедур, залежністю від документальних формальностей та значною тривалістю обробки поїздів, що створює ризики виникнення черг і затримок [5–7]. Об’єкт дослідження – організаційно-технологічний процес обробки поїздів на прикордонній станції Ч. Предмет дослідження – методи та моделі управління перевізним процесом і технологією роботи станції в умовах змішаної ширини колії та змінного попиту. Мета роботи – обґрунтування та розроблення технологічних рішень щодо адаптації європейських підходів до управління процесом перевезень для прикордонної станції Ч на основі математичного аналізу, імітаційного моделювання та оцінки ефектів від впровадження цифрових технологій. Методи дослідження – математична статистика; аналіз розподілів випадкових величин; теорія масового обслуговування; метод дискретно-подійного моделювання; імітаційне моделювання в середовищі AnyLogic; порівняльний аналіз організаційних моделей ЄС; елементи економічної оцінки (cost–benefit analysis). У роботі здійснено комплексний аналіз технології роботи станції Ч за кожним напрямком прийому та передачі поїздів колій 1520 мм та 1435 мм. На основі статистичного аналізу визначено параметри розподілу тривалості технологічних операцій: списування составів, технічного та комерційного оглядів, роботи пункту перестановки візків, оформлення документів і взаємодії з митними та прикордонними службами. Встановлено, що головними факторами збільшення часу обробки поїздів є тривалість документальних процедур та перевантаженість пункту перестановки візків, який працює на межі пропускної спроможності [6–8]. Для оцінювання можливостей оптимізації побудовано імітаційну модель роботи станції Ч у середовищі AnyLogic. Модель відтворює рух вагонопотоків, формування черг, операції маневрових локомотивів, технологічні затримки та взаємодію служб. Результати моделювання показали, що середній час обробки поїзда становить 5,1–5,4 год, що відповідає реальним даним, а пункт перестановки візків є критичним «вузьким місцем» системи, формуючи чергу до 5 поїздів у пікові періоди [7–8]. Проаналізовано ефекти від впровадження європейських технологій. Цифрове автоматичне зчеплення дозволяє скоротити маневрові операції на 35–40 %, RFID - зменшити час документальних процедур, TMS - знизити простої поїздів та оптимізувати розклад у реальному часі [2–4]. Імітаційні експерименти підтвердили, що модернізована технологія здатна скоротити середню тривалість обробки поїзда на 28%, збільшити пропускну спроможність станції на 14–28 %, а також зменшити довжину черги на пункті перестановки на 62 %. Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості використання моделі для планування модернізації прикордонних переходів, 6 прийняття інвестиційних рішень, оптимізації технологічних графіків, підвищення ефективності міжнародних залізничних перевезень і адаптації роботи АТ «Укрзалізниця» до стандартів ЄС.

Effective management of railway transport processes at border crossing points is a key factor for Ukraine’s integration into the European transport area. The European Union introduces unified standards for capacity management, digital procedures, interoperability, and the application of modern technologies such as ERTMS/ETCS, the Digital Automatic Coupler (DAC), RFID-identification, and telematics applications TAF/TAP TSI [1–4]. The relevance of the research is driven by the need to modernize the operational technology of Ukrainian border stations in accordance with EU requirements, reduce train processing times, and increase throughput capacity. Of particular importance are stations with mixed-gauge infrastructure, including Chop station, which functions as an international junction and ensures the transfer of trains toward Slovakia and Hungary. The technological processes of border stations are characterized by a large number of interacting services, multiple technical operations, a high share of manual procedures, strong dependence on documentary formalities, and significant duration of train handling, which creates risks of queues and delays [5–7]. Object of the study – the organizational and technological process of train handling at Chop border station. Subject of the study – methods and models of transport process management and station operation in conditions of mixed-gauge infrastructure and variable demand. Purpose of the thesis – to substantiate and develop technological solutions for adapting European approaches to train operation management for Chop border station based on mathematical analysis, simulation modelling, and evaluation of the effects of implementing digital technologies. Research methods – mathematical statistics; analysis of probability distribution parameters; queuing theory; discrete-event modelling; simulation in AnyLogic; comparative analysis of EU organizational models; elements of economic assessment (cost–benefit analysis). The thesis presents a comprehensive analysis of Chop station operations for each direction of receiving and dispatching 1520 mm and 1435 mm trains. Based on statistical analysis, parameters of the distribution of technological operation durations were determined: train listing, technical and commercial inspections, bogie exchange operations, handling of transport documents, interaction with customs and border control services. It was identified that the main factors increasing train processing time are the duration of documentary procedures and the overload of the bogie exchange point, which operates at the limit of its capacity [6–8]. To evaluate optimization opportunities, a simulation model of Chop station was developed in AnyLogic. The model reproduces wagon flows, queue formation, shunting locomotive operations, technological delays, and service interactions. Modelling results demonstrated that the average train processing time is 5.1–5.4 hours, which corresponds to real operational data, while the bogie exchange point is the critical bottleneck, forming queues of up to five trains during peak periods [7–8]. queues of up to five trains during peak periods [7–8]. Effects of integrating European technologies were analysed. The Digital Automatic Coupler reduces shunting operations by 35–40%, RFID solutions shorten documentary procedures, and TMS decreases train idle times and enables real-time schedule optimization [2–4]. Simulation experiments confirmed that the modernized process can reduce average train handling time by 28%, increase station throughput by 14–28%, and reduce queue length at the bogie exchange point by 62%. Practical significance of the obtained results lies in the possibility of using the developed model for planning the modernization of border crossing points, supporting 9 investment decision-making, optimizing technological schedules, improving the efficiency of international railway transportation, and adapting the operational processes of Ukrainian Railways to EU standards.