The usage of genetic algorithms when planning railway transportation in international connection

Simple item page
dc.citation.epage71
dc.citation.issue1
dc.citation.spage64
dc.contributor.affiliationUkrainian State University of Railway Transport
dc.contributor.authorLomotko, Denis
dc.contributor.authorKovalov, Denis
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2024-06-27T09:07:55Z
dc.date.available2024-06-27T09:07:55Z
dc.date.created2024-02-28
dc.date.issued2024-02-28
dc.description.abstractЗалізничний транспорт України є провідною галуззю у дорожньо-транспортному комплексі країни, який забезпечує найбільшу частку вантажних та пасажирських перевезень серед здійснюваних усіма видами транспорту на території України. Зазначимо, що українські залізниці безпосередньо межують і співпрацюють із залізницями Молдови, Польщі, Румунії, Словаччини, Угорщини й забезпечують роботу із сорока міжнародними залізничними переходами. Інтерес до перевезень у напрямку західних прикордонних регіонів посилюється тим, що політичне становище країни спонукає переорієнтовуватись саме на експорт до країн ЄС. У статті досліджено виклики та можливості, пов’язані зі зростанням кількості українських прикордонних терміналів із країнами ЄС як у воєнний, так і у післявоєнний періоди. Проаналізовано поточний стан вантажних перевезень до Європи, розглянуто нагальні проблеми, а також коротко- та довгострокові перспективи розвитку залізниці. Підкреслено ключову роль залізничного транспорту в сприянні інтеграції України в європейську транспортну мережу, висвітлено можливості для реалізації планів щодо реконструкції та розвитку залізниці. Встановлено, що контейнерні перевезення вже займають значну частку ринку і тенденція до їх використання тільки зростає. Україна, як транзитна держава (через територію України проходять чотири з десяти загальноєвропейських транспортних коридорів), має великий потенціал для розвитку власної залізничної транспортної системи. На практиці контейнерні перевезення дають змогу більш ніж удвічі здешевити операції пакування, збільшити продуктивність праці в 4–5 разів, створити умови для комплексної механізації та автоматизації перевантажувальних операцій. Україна посідає третє місце в Європі (19 787 км залізниць, з яких 9 319 км електрифіковано) за довжиною мережі залізниць, а залізничному транспорту належить провідна роль у транспортній системі країни. Незважаючи на це, транспортно-логістична система України на доволі низькому рівні порівняно з іншими країнами світу. Модернізація шляхів та рухомого складу потребують значних капіталовкладень та часових витрат; отже, на проміжковому етапі загострюється питання пошуку способів покращення якості надання логістичних послуг. Тому в статті досліджено способи оптимізації контейнерного руху з України до країн ЄС за допомогою певних математичних алгоритмів і методів. Одним із описаних методів є генетичний алгоритм, який вважають одним із найкращих математичних алгоритмів для описаного вище завдання. Це може відіграти вирішальну роль у створенні гідної матеріально-технічної системи залізниці на західному кордоні України. Також це могло б сприяти оптимізації пропуску через кордони для реалізації та розширення транспортних можливостей української залізниці. Це не лише допоможе знайти найшвидший чи найдешевший маршрут, але й виявити слабкі місця українських прикордонних терміналів. На основі цієї інформації можна запропонувати більше способів удосконалення для модернізації та розширення прикордонних терміналів і станцій з подальшою інтеграцією в європейську транспортну систему.
dc.description.abstractThe railway transport system in Ukraine stands as a pivotal sector within the nation's transportation infrastructure, accounting for a substantial portion of freight and passenger movement compared to domestic alternative modes of transportation. With direct border connections and collaboration with railways in Moldova, Poland, Romania, Slovakia, and Hungary, Ukrzaliznytsia JSC facilitate operations through forty international railway crossings. The political climate in Ukraine, particularly the focus on export to EU countries, has sparked increased interest in transportation towards western border regions [1, 2]. This article delves into the challenges and opportunities surrounding the enhanced cooperation of Ukrainian border terminals with EU countries during wartime and post-war periods. It analyzes the current state of freight transportation to Europe, addressing existing challenges and outlining short- and long-term development prospects for railways. Emphasis is made on the vital role of railway transport in Ukraine's integration into the European transport network, presenting avenues for implementing plans connected with railway reconstruction and development. Container transportation commands a significant market share, with a growing trend towards its adoption. Container transport facilitates a substantial reduction in loading operations, a notable increase in labor productivity, and enables comprehensive mechanization and automation of cross-docking operations. As a transit country—four out of ten existing pan-European transport corridors traverse Ukraine— the nation possesses considerable potential for developing its railway transport system. With the third-largest railway network in Europe (19,787 km, including 9,319 km of electrified tracks), railway transport assumes a leading role in Ukraine's transportation landscape. However, despite its advantages, Ukraine's transportation and logistics system lags behind those of other countries worldwide. Modernization of tracks and rolling stock necessitates significant capital investment and time, underscoring the immediate need to enhance the quality of logistics services [3]. Therefore, this article explores optimization methods for container traffic from Ukraine to EU countries with the use of mathematical methods and algorithms. The genetic algorithm among the discussed methods is recognized as one of the premier mathematical algorithms for the specified task. This approach could play a pivotal role in establishing a robust technical system for railways along Ukraine's western border, optimizing border crossing operations, and enhancing Ukrainian railway transportation capabilities. It not only aids in identifying the fastest or most economical routes but reveals weaknesses in Ukrainian border terminals. Additional strategies can be devised for modernizing and expanding border terminals and stations by leveraging this insight, facilitating the integration of Ukrainian railways into the European transport system.
dc.format.extent64-71
dc.format.pages8
dc.identifier.citationLomotko D. The usage of genetic algorithms when planning railway transportation in international connection / Denis Lomotko, Denis Kovalov // Transport Technologies. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2024. — Vol 5. — No 1. — P. 64–71.
dc.identifier.citationenLomotko D. The usage of genetic algorithms when planning railway transportation in international connection / Denis Lomotko, Denis Kovalov // Transport Technologies. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2024. — Vol 5. — No 1. — P. 64–71.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/tt2024.01.064
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/62295
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofTransport Technologies, 1 (5), 2024
dc.relation.references1. URC 2024 Goal. (2022) The National Council for the Recovery of Ukraine from the Consequences of the War. Draft Ukraine. Retrieved from: https://uploads-ssl.webflow.com/621f88db25fbf24758792dd8/62d815739a363800fd1cda5c_Recovery%20and%20development%20of%20infrastructure.pdf (in English).
dc.relation.references2. URC 2024 Goal. (2022) National Recovery Council. Ukraine's National Recovery Plan. Retrieved from: https://uploads-ssl.webflow.com/621f88db25fbf24758792dd8/62c166751fcf411... 20Recovery%20Plan%20blueprint_ENG.pdf (in English).
dc.relation.references3. Alho, T., Hickson, M., Kokko, T., & Pettersson, T. (2019). Converting a manual straddle carrier terminal to automation. Conversion to automated straddle carrier terminal. Retrieved from: https://www.kalmar.fi/ globalassets/equipment/pdfs/whitepaper_conversion-to-automated-straddle-carrier-terminal.pdf (in English).
dc.relation.references4. Konteineryzatsiia vantazhopotokiv: Yakym buv 2023 rik dlia rynku ta yak osnovni hravtsi otsiniuiut perspektyvy rostu [Containerization of cargo flows: What was 2023 like for the market and how do the main players assess growth prospects?]. Retrieved from: https://cfts.org.ua/articles/konteynerizatsiya_vantazhopotokiv_yakim_buv_2023_rik_dlya_rinku_ta_yak_osnovni_gravtsi_otsinyuyut_perspektivi_rostu_2018/140140 (in Ukrainian).
dc.relation.references5. Tsiotas, D., & Ducruet, C. (2021). Measuring the effect of distance on the network topology of the Global Container Shipping Network. Scientific Reports, 11(1), 21250. doi: 10.1038/s41598-021-00387-3 (in English). https://doi.org/10.1038/s41598-021-00387-3
dc.relation.references6. Lambora, A., Gupta, K., & Chopra, K. (2019). Genetic algorithm-A literature review. In 2019 international conference on machine learning, big data, cloud and parallel computing (COMITCon) (pp. 380-384). IEEE. doi: 10.1109/COMITCon.2019.8862255 (in English). https://doi.org/10.1109/COMITCon.2019.8862255
dc.relation.references7. Liu, H., Zhan, P., & Zhou, M. (2022). Optimization of a logistics transportation network based on a genetic algorithm. Mobile Information Systems, 2022. 1-8. doi: 10.1155/2022/1271488 (in English). https://doi.org/10.1155/2022/1271488
dc.relation.references8. Fesovets, O., Strelko, O., Berdnychenko, Y., Isaienko, S., & Pylypchuk, O. (2019). Container transportation by rail transport within the context of Ukraine's European integration. In Proceedings of 23rd International Scientific Conference. Transport Means.-2019.-Part I (pp. 381-386). (in English).
dc.relation.references9. Chi, M., Zhu, X., Wang, L., Zhang, Q., & Liu, W. (2024). Multi-period empty container repositioning approach for multimodal transportation. Measurement and Control, 57(4), 361-377. doi: 10.1177/00202940231198133 (in English). https://doi.org/10.1177/00202940231198133
dc.relation.references10. Zhang, Q., Kwabla, A. C., Zhuang, Y., Ling, M., Wei, Y., & Yang, H. (2020). Research on Loading and Unloading Resource Scheduling and Optimization of Rail-Road Transportation in Container Terminal Based on "Internet+"-for Ghana Container Port Development Planning. Journal of Advanced Transportation, 2020. 1-13. doi: 10.1155/2020/6972123 (in English). https://doi.org/10.1155/2020/6972123
dc.relation.references11. Kurtuluş, E., & Çetin, İ. B. (2020). Analysis of modal shift potential towards intermodal transportation in short-distance inland container transport. Transport Policy, 89, 24-37. doi: 10.1016/j.tranpol.2020.01.017 (in English). https://doi.org/10.1016/j.tranpol.2020.01.017
dc.relation.references12. Kuzmicz, K. A., & Pesch, E. (2019). Approaches to empty container repositioning problems in the context of Eurasian intermodal transportation. Omega, 85, 194-213. doi: 10.1016/j.omega.2018.06.004 (in English). https://doi.org/10.1016/j.omega.2018.06.004
dc.relation.references13. Zhao, J., Zhu, X., & Wang, L. (2020). Study on scheme of outbound railway container organization in rail-water intermodal transportation. Sustainability, 12(4), 1519. doi: 10.3390/su12041519 (in English). https://doi.org/10.3390/su12041519
dc.relation.references14. Lysyi, V., & Steblak, D. (2022). Vplyv viiny na rozvytok transportnoho perevezennia v Ukraini [Impact of the war on transport development in Ukraine]. Naukovyi visnyk Uzhhorodskoho natsionalnoho universytetu [Scientific Bulletin of Uzhhorod National University], 43, 92-96. doi: 10.32782/2413-9971/2022-43-16 (in Ukrainian). https://doi.org/10.32782/2413-9971/2022-43-16
dc.relation.references15. Rose, A., Chen, Z., & Wei, D. (2023). The economic impacts of russia-Ukraine War export disruptions of grain commodities. Applied Economic Perspectives and Policy, 45(2), 645-665. doi: 10.1002/aepp.13351 (in English). https://doi.org/10.1002/aepp.13351
dc.relation.references16. Interfax Ukraine. (2023) Skupchennia vahoniv sposterihaietsia na trokh zakhidnykh zaliznychnykh perekhodakh cherez aktyvizatsiiu perevezen rudy [Congestion of wagons is observed at three western railway crossings due to the intensification of ore transportation]. Retrieved from: https://interfax.com.ua/news/economic/893521.html
dc.relation.references17. Lomotko, D., & Kovalov, D. (2021). Zastosuvannia henetychnykh alhorytmiv na stadii planuvannia zmishanykh perevezen u mizhnarodnomu spoluchenni [Application of genetic algorithms at the planning stage of international intermodal transportations]. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoho derzhavnoho universytetu zaliznychnoho transportu [Collection of Scientific Works of the Ukrainian State University of Railway Transport], 193, 53-61. doi: 10.18664/1994-7852.193.2020.229820 (in Ukrainian). https://doi.org/10.18664/1994-7852.193.2020.229820
dc.relation.referencesen1. URC 2024 Goal. (2022) The National Council for the Recovery of Ukraine from the Consequences of the War. Draft Ukraine. Retrieved from: https://uploads-ssl.webflow.com/621f88db25fbf24758792dd8/62d815739a363800fd1cda5c_Recovery%20and%20development%20of%20infrastructure.pdf (in English).
dc.relation.referencesen2. URC 2024 Goal. (2022) National Recovery Council. Ukraine's National Recovery Plan. Retrieved from: https://uploads-ssl.webflow.com/621f88db25fbf24758792dd8/62c166751fcf411... 20Recovery%20Plan%20blueprint_ENG.pdf (in English).
dc.relation.referencesen3. Alho, T., Hickson, M., Kokko, T., & Pettersson, T. (2019). Converting a manual straddle carrier terminal to automation. Conversion to automated straddle carrier terminal. Retrieved from: https://www.kalmar.fi/ globalassets/equipment/pdfs/whitepaper_conversion-to-automated-straddle-carrier-terminal.pdf (in English).
dc.relation.referencesen4. Konteineryzatsiia vantazhopotokiv: Yakym buv 2023 rik dlia rynku ta yak osnovni hravtsi otsiniuiut perspektyvy rostu [Containerization of cargo flows: What was 2023 like for the market and how do the main players assess growth prospects?]. Retrieved from: https://cfts.org.ua/articles/konteynerizatsiya_vantazhopotokiv_yakim_buv_2023_rik_dlya_rinku_ta_yak_osnovni_gravtsi_otsinyuyut_perspektivi_rostu_2018/140140 (in Ukrainian).
dc.relation.referencesen5. Tsiotas, D., & Ducruet, C. (2021). Measuring the effect of distance on the network topology of the Global Container Shipping Network. Scientific Reports, 11(1), 21250. doi: 10.1038/s41598-021-00387-3 (in English). https://doi.org/10.1038/s41598-021-00387-3
dc.relation.referencesen6. Lambora, A., Gupta, K., & Chopra, K. (2019). Genetic algorithm-A literature review. In 2019 international conference on machine learning, big data, cloud and parallel computing (COMITCon) (pp. 380-384). IEEE. doi: 10.1109/COMITCon.2019.8862255 (in English). https://doi.org/10.1109/COMITCon.2019.8862255
dc.relation.referencesen7. Liu, H., Zhan, P., & Zhou, M. (2022). Optimization of a logistics transportation network based on a genetic algorithm. Mobile Information Systems, 2022. 1-8. doi: 10.1155/2022/1271488 (in English). https://doi.org/10.1155/2022/1271488
dc.relation.referencesen8. Fesovets, O., Strelko, O., Berdnychenko, Y., Isaienko, S., & Pylypchuk, O. (2019). Container transportation by rail transport within the context of Ukraine's European integration. In Proceedings of 23rd International Scientific Conference. Transport Means.-2019.-Part I (pp. 381-386). (in English).
dc.relation.referencesen9. Chi, M., Zhu, X., Wang, L., Zhang, Q., & Liu, W. (2024). Multi-period empty container repositioning approach for multimodal transportation. Measurement and Control, 57(4), 361-377. doi: 10.1177/00202940231198133 (in English). https://doi.org/10.1177/00202940231198133
dc.relation.referencesen10. Zhang, Q., Kwabla, A. C., Zhuang, Y., Ling, M., Wei, Y., & Yang, H. (2020). Research on Loading and Unloading Resource Scheduling and Optimization of Rail-Road Transportation in Container Terminal Based on "Internet+"-for Ghana Container Port Development Planning. Journal of Advanced Transportation, 2020. 1-13. doi: 10.1155/2020/6972123 (in English). https://doi.org/10.1155/2020/6972123
dc.relation.referencesen11. Kurtuluş, E., & Çetin, İ. B. (2020). Analysis of modal shift potential towards intermodal transportation in short-distance inland container transport. Transport Policy, 89, 24-37. doi: 10.1016/j.tranpol.2020.01.017 (in English). https://doi.org/10.1016/j.tranpol.2020.01.017
dc.relation.referencesen12. Kuzmicz, K. A., & Pesch, E. (2019). Approaches to empty container repositioning problems in the context of Eurasian intermodal transportation. Omega, 85, 194-213. doi: 10.1016/j.omega.2018.06.004 (in English). https://doi.org/10.1016/j.omega.2018.06.004
dc.relation.referencesen13. Zhao, J., Zhu, X., & Wang, L. (2020). Study on scheme of outbound railway container organization in rail-water intermodal transportation. Sustainability, 12(4), 1519. doi: 10.3390/su12041519 (in English). https://doi.org/10.3390/su12041519
dc.relation.referencesen14. Lysyi, V., & Steblak, D. (2022). Vplyv viiny na rozvytok transportnoho perevezennia v Ukraini [Impact of the war on transport development in Ukraine]. Naukovyi visnyk Uzhhorodskoho natsionalnoho universytetu [Scientific Bulletin of Uzhhorod National University], 43, 92-96. doi: 10.32782/2413-9971/2022-43-16 (in Ukrainian). https://doi.org/10.32782/2413-9971/2022-43-16
dc.relation.referencesen15. Rose, A., Chen, Z., & Wei, D. (2023). The economic impacts of russia-Ukraine War export disruptions of grain commodities. Applied Economic Perspectives and Policy, 45(2), 645-665. doi: 10.1002/aepp.13351 (in English). https://doi.org/10.1002/aepp.13351
dc.relation.referencesen16. Interfax Ukraine. (2023) Skupchennia vahoniv sposterihaietsia na trokh zakhidnykh zaliznychnykh perekhodakh cherez aktyvizatsiiu perevezen rudy [Congestion of wagons is observed at three western railway crossings due to the intensification of ore transportation]. Retrieved from: https://interfax.com.ua/news/economic/893521.html
dc.relation.referencesen17. Lomotko, D., & Kovalov, D. (2021). Zastosuvannia henetychnykh alhorytmiv na stadii planuvannia zmishanykh perevezen u mizhnarodnomu spoluchenni [Application of genetic algorithms at the planning stage of international intermodal transportations]. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoho derzhavnoho universytetu zaliznychnoho transportu [Collection of Scientific Works of the Ukrainian State University of Railway Transport], 193, 53-61. doi: 10.18664/1994-7852.193.2020.229820 (in Ukrainian). https://doi.org/10.18664/1994-7852.193.2020.229820
dc.relation.urihttps://uploads-ssl.webflow.com/621f88db25fbf24758792dd8/62d815739a363800fd1cda5c_Recovery%20and%20development%20of%20infrastructure.pdf
dc.relation.urihttps://uploads-ssl.webflow.com/621f88db25fbf24758792dd8/62c166751fcf411..
dc.relation.urihttps://www.kalmar.fi/
dc.relation.urihttps://cfts.org.ua/articles/konteynerizatsiya_vantazhopotokiv_yakim_buv_2023_rik_dlya_rinku_ta_yak_osnovni_gravtsi_otsinyuyut_perspektivi_rostu_2018/140140
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1038/s41598-021-00387-3
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/COMITCon.2019.8862255
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1155/2022/1271488
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1177/00202940231198133
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1155/2020/6972123
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.tranpol.2020.01.017
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.omega.2018.06.004
dc.relation.urihttps://doi.org/10.3390/su12041519
dc.relation.urihttps://doi.org/10.32782/2413-9971/2022-43-16
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/aepp.13351
dc.relation.urihttps://interfax.com.ua/news/economic/893521.html
dc.relation.urihttps://doi.org/10.18664/1994-7852.193.2020.229820
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2024
dc.rights.holder© D. Lomotko, D. Kovalov, 2024
dc.subjectзалізнична інфраструктура
dc.subjectвантажоперевезення
dc.subjectконтейнерні перевезення
dc.subjectгенетичні алгоритми
dc.subjectоптимальний маршрут
dc.subjectекспорт
dc.subjectлогістика
dc.subjectміжнародні перевезення
dc.subjectматеріально-технічне забезпечення
dc.subjectприкордонні термінали
dc.subjectrailway infrastructure
dc.subjectfreight transportation
dc.subjectcontainer transportation
dc.subjectgenetic algorithms
dc.subjectoptimal route
dc.subjectexport
dc.subjectlogistics
dc.subjectinternational transportation
dc.subjectmaterial-technical support
dc.subjectborder terminals
dc.titleThe usage of genetic algorithms when planning railway transportation in international connection
dc.title.alternativeВикористання генетичних алгоритмів при плануванні залізничних перевезень у міжнародному сполученні
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
2024v5n1_Lomotko_D-The_usage_of_genetic_algorithms_64-71.pdf
Size:
437.95 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
2024v5n1_Lomotko_D-The_usage_of_genetic_algorithms_64-71__COVER.png
Size:
1.16 MB
Format:
Portable Network Graphics
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.76 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Transport Technologies. – 2024. – Vol. 5, No. 1