Голева М.А.
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИЕМА ВАГОНОВ СРЕДСТВАМИ GPSS *
Аннотация:
в работе проводится имитационное моделирование технологического процесса приема пассажирских вагонов на обслуживающем предприятии. С помощью языка GPSS исследуется производственный конвейер, состоящий из последовательных этапов проверки, ремонта и документального оформления.
Ключевые слова:
имитационное моделирование, технологический процесс, прием вагонов, пассажирские вагоны, время обработки, загрузка ресурсов, массовое обслуживание
Технологический процесс приема и подготовки пассажирских вагонов к отправлению представляет собой сложную производственную систему с вероятностными характеристиками. Эффективность этого процесса напрямую влияет на соблюдение графика движения поездов и качество обслуживания пассажиров [1]. Имитационное моделирование позволяет проанализировать «узкие места» системы и оценить влияние различных факторов на общую производительность. В статье представлена упрощенная модель процесса приема вагонов, реализованная в среде GPSS World [2]. Моделируется упрощенная производственная система приема вагонов, состоящая из следующих этапов: Подготовительный этап - вагон ожидает начала обработки 180–240 минут. Техническая проверка - диагностическое обследование продолжительностью 30-40 минут. Корректирующие действия (модель использует последовательное выполнение с вероятностным отсечением): 75% вагонов переходят сразу к оформлению документов, 25% вагонов проходят через последовательность дополнительных операций: восполнение материальных ресурсов (20-30 мин), ремонтные работы (60-120 мин), документальное оформление мелких замечаний (5±2 мин). Оформление приёмно-сдаточной документации - 5±2 мин. Ремонтные работы выполняет бригада из 2 человек. Система обрабатывает 20 вагонов в сутки. Период моделирования: 30 рабочих дней. Данное моделирование необходимо для того, чтобы определить среднее время обработки вагона, оценить загрузку ресурсов, проанализировать формирование очередей. Модель реализует производственный конвейер со следующими компонентами: транзакты - пассажирские вагоны (20 единиц в сутки), устройства: TEAM - ремонтная бригада (2 человека, STORAGE 2), OFFICER - приемщик документов (1 человек, STORAGE 1), очереди: REPAIRQ - очередь к ремонтной бригаде, DOCQ - очередь к приемщику документов, таблица статистики - MYTAB для сбора данных о времени пребывания в системе. Ниже мы можем увидеть часть нашего кода с комментариями (рисунок 1): . Рисунок 1. Фрагмент кода модели. Вагон генерируется, проходит этапы подготовки и проверки. С вероятностью 75% он направляется сразу на оформление (DOCREADY). С вероятностью 25% проходит все корректирующие действия последовательно, после чего также переходит к оформлению. Прогон модели на периоде 30 рабочих дней (600 вагонов) в среде GPSS World позволил получить количественные характеристики технологического процесса. Согласно данным отчета, среднее время обработки одного вагона составило 249.5 минуты при стандартном отклонении 17.6 минуты, что соответствует ожидаемому диапазону, определенному суммой длительности технологических этапов (подготовка 180-240 минут и время дополнительных операций). Анализ распределения времени в таблице MYTAB показал, что 52.85% вагонов обрабатываются за интервал от 200 до 250 минут, а остальные 47.15% — от 250 до 300 минут (рисунок 2), что свидетельствует о заметной вариативности процесса, обусловленной вероятностным характером корректирующих действий [3]. . Рисунок 2. Таблица распределения времени. Исследование загрузки ресурсов выявило значительный дисбаланс в использовании персонала. Устройство OFFICER, моделирующее приемщика документов, имело коэффициент загрузки всего 0.069 (6.9%), указывая на существенный неиспользуемый резерв рабочего времени. В то же время устройство TEAM, представляющее ремонтную бригаду из двух человек, показало нулевую загрузку. Анализ динамики очередей подтвердил отсутствие перегрузок на этапе оформления документации. Очередь DOCQ к приемщику имела максимальную длину всего 1 вагон, при этом средняя длина очереди и среднее время ожидания были равны нулю. Модель продемонстрировала свою работоспособность в части генерации потока вагонов, моделирования временных задержек и сбора агрегированной статистики по времени пребывания в системе, что подтверждает принципиальную применимость GPSS для задач данного класса. Гистограмма распределения времени обработки (рисунок 3) демонстрирует близкое к нормальному распределение с центром в районе 250 минут. Анализ диаграммы показывает, что основная масса значений сосредоточена между 200 и 300 минутами, что коррелирует с заданными в модели временными параметрами технологических этапов. Относительно компактная форма распределения (стандартное отклонение 17.6 минут) указывает на стабильность процесса, а симметричность гистограммы — на отсутствие систематических перекосов в сторону задержек или ускорений. . Рисунок 3. Гистограмма распределения времени обработки вагонов. В рамках исследования была успешно разработана и реализована упрощенная имитационная модель технологического процесса приема пассажирских вагонов в среде GPSS World. Моделирование, проведенное на периоде 30 рабочих дней при производительности 20 вагонов в сутки, позволило получить количественные оценки ключевых параметров системы. Установлено, что среднее время обработки одного вагона составляет 249.5 минут при стандартном отклонении 17.6 минут. Анализ гистограммы распределения времени показал симметричное, близкое к нормальному распределение с основным диапазоном значений от 200 до 300 минут и концентрацией в районе 250 минут. Это свидетельствует о стабильности и предсказуемости технологического процесса в рамках заданных параметров. Таким образом, имитационное моделирование в GPSS World подтвердило свою эффективность как инструмент для анализа и предварительной оптимизации сложных технологических процессов на железнодорожном транспорте, позволяя перейти от качественных оценок к количественным и обоснованным решениям.
Номер журнала Вестник науки №12 (93) том 4 ч. 1
Ссылка для цитирования:
Голева М.А. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИЕМА ВАГОНОВ СРЕДСТВАМИ GPSS // Вестник науки №12 (93) том 4 ч. 1. С. 703 - 708. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/27852 (дата обращения: 09.02.2026 г.)
Вестник науки © 2025. 16+