DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2024.9(40).2.174-181

Analysis of problems and mathematical methods for their solution in transport logistics

Kateryna Berezka, Oksana Shevchuk, Natalia Falovych, Yuriy Bubnyak

About the Authors

Kateryna Berezka, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), West Ukrainian National University, Ternopil, Ukraine, е-mail: k.berezka@wunu.edu.ua, ORCID ID: 0000-0002-9632-4004

Oksana Shevchuk, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), West Ukrainian National University, Ternopil, Ukraine, е-mail: oksana_shevchuk84@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-8283-4620

Natalia Falovych, Associate Professor, PhD in Economics (Candidate of Economics Sciences), West Ukrainian National University, Ternopil, Ukraine, е-mail: n.falovych@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-1651-3022

Yuriy Bubnyak, post-graduate, Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University, Ternopil, Ukraine, е-mail: Yra6511@gmail.com

Abstract

The article examines the importance of transportation for a country's economic development in a globalized world. Transportation is the foundation of supply chains, ensuring the efficient movement of goods, materials, and people, which contributes to global trade, economic growth, cultural exchange, and social integration. The efficiency of transportation technologies is a key factor in successful logistics, where mathematical methods play an important role. The aim of the article is to analyze contemporary issues in transportation logistics and the application of mathematical methods to solve them. The paper addresses issues such as route optimization, supply chain modeling, demand forecasting, the implementation of innovations in transportation technologies, efficient warehousing, and inventory management. Route optimization is critically important for reducing transportation costs and increasing transportation efficiency, which directly impacts economic indicators. Supply chain modeling helps to understand and improve the interaction between different participants in the logistics process, contributing to the creation of more resilient and adaptive supply systems. Demand forecasting is necessary for resource planning and avoiding shortages or surpluses of goods. The implementation of innovations in transportation technologies, such as automation and the use of drones, opens new opportunities for enhancing the efficiency of logistics processes. The application of linear and dynamic programming methods allows for finding optimal solutions under complex conditions of uncertainty. Simulation modeling helps study various scenarios and their impact on logistics processes. Heuristic methods and genetic algorithms are powerful tools for finding approximate solutions in cases where exact methods are inefficient. Machine learning methods enable the processing of large volumes of data and making predictions based on historical data, significantly improving the accuracy of managerial decisions. The article's conclusions emphasize the need for a comprehensive approach to solving transportation logistics problems, which includes the integration of the latest mathematical methods and innovative technologies to achieve high efficiency and competitiveness in the modern conditions of globalization.

Keywords

mathematical methods, transport logistics, transport technologies, demand forecasting, supply chain, route optimization, innovations in transport technologies

Full Text:

PDF

References

1. Національна транспортна стратегія України на період до 2030 року: веб-сайт. URL: https://publications.chamber.ua/2017/Infrastructure/UDD/National_Transport_Strategy_2030.pdf (дата звернення 05.06.2024).

2. Транспорт та логістика: сучасні виклики та перспективи розвитку (Transport & Logistics: Current Challenges and Prospects): матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції, м. Одеса, 18 листопада 2021 р. / [під наук ред. Ільченко С. В.]; НАНУ, МОНУ та ін. – Одеса: ДУ ІРЕЕД НАН України, 2021. 166 с.

3. Оптимізація мережі транспорту загального користування на прикладі м. Черкаси / Біліченко В.В. та ін. Вісник машинобудування та транспорту. 2021. №1(13). С. 13-22 DOI: https://doi.org/10.31649/2413-4503-2021-13-1-13-22

4. Порівняння методів розв’язання задачі оптимального завантаження транспортного засобу / Андрейцев А.Ю. та ін. Водний транспорт. 2020. Вип. 2(30). С. 59-70. doi.org/10.33298/2226-8553/2020.2.30.07

5. Концептуальні основи модернизації транспортної інфраструктури середніх міст в Україні / Шевчук О.С. та ін. Сучасні технології в машинобудуванні та транспорті. 2024. № 1 (22). С. 369-377. https://doi.org/10.36910/automash.v1i22.1380

6. Визначення рівня завантаження зупинок громадського транспорту на основі кластерного аналізу / Шевчук О.С. та ін. Сучасні технології в машинобудуванні та транспорті. 2024. № 1(22). С. 357-367. https://doi.org/10.36910/automash.v1i22.1379.

7. Дослідження стану транспортної інфраструктури міста Тернополя / Попович П.В. та ін. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Вип. 7(38), Ч. ІІ. 2023. С. 243-249. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.243-249

8. Дослідження безпеки дорожнього руху у м. Тернополі / Попович П.В. та ін. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Вип. 7(38), Ч. ІІ. 2023. С. 250-256. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.250-256

9. Куруджи Ю. В., Ромах В. Л. Моделювання ланцюгів поставок портовим оператором в умовах мультимодальності. Вісник ХНТУ. 2022. № 3(82). С.103-111 https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2022.3.14

10. Біліченко В. В., Котенко В. І. Підходи до моделювання попиту на вантажні перевезення у зерновій логістиці. Вісник машинобудування та транспорту. 2019. №2(10). С. 4-9. https://doi.org/10.31649/2413-4503-2019-10-2-4-9

11. Методи прогнозування вантажних перевезень в логістиці / Шапенко Є. М. та ін. International Science Journal of Engineering & Agriculture. 2023. Vol. 2, No. 4. Рp. 79-86. doi: 10.46299/j.isjea.20230204.09

12. Кушнір Л. В., Яковлева О. Б. Основні тенденції розвитку інноваційних технологій у транспортно-логістичній сфері. Економіка та суспільство. 2022. Вип. 42. С. 42-73. https://doi.org/10.32782/2524-0072/2022-42-73

13. Марченко В.М., Шутюк В.В. Логістика: підручник. К.: Видавничий дім «Артек», 2018. 312 с.

14. П’ять ключових технологій для цифрової трансформації в логістиці: веб-сайт. URL: https://www.everest.ua/pyat-klyuchovyh-tehnologij-dlyaczyfrovoyi-transformacziyi-v-logistyczi/ (дата звернення 04.06.2024).

15. Електротранспорт: веб-сайт. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/Електротранспорт (дата звернення 04.06.2024).

16. Автомобільна автоматизація: веб-сайт. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/Автомобільна_ автоматизація (дата звернення 05.06.2024).

17. У США презентували гіперзвуковий літак, здатний перетнути Тихий океан за годину: веб-сайт. URL: https://cfts.org.ua/news/2022/06/14/u_ssha_prezentuvali_giperzvukoviy_litak_zdatniy_peretnuli_tikhiy_okean_za_godinu_70609 (дата звернення 06.06.2024).

18. Швидкісна_залізниця: веб-сайт. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/Швидкісна_залізниця (дата звернення 06.06.2024).

19. Використання дронів під час воєнного часу: поради для цивільних: веб-сайт. URL: https://cedem.org.ua/consultations/vykorystannya-droniv/ (дата звернення 07.06.2024).

20. Використання технологій Інтернету речей (IoT) для оптимізації логістичних процесів: веб-сайт. URL: https://cargofy.ua/uk/blog/vikoristannya-tehnologii-internetu-rechei-iot-dlya-optimizaciji-logistichnih-procesiv (дата звернення 08.06.2024).

21. Альтернативні палива для транспорту: веб-сайт. URL: https://dieret.rea.org.ua/uk/alternative-fuel.html (дата звернення 08.06.2024).

22. Технологія блокчейн в логістиці: веб-сайт. URL: https://dolphincargo.com.ua/ua/texnologiya-blokchejn-v-logistici/ (дата звернення 08.06.2024).

23. Hamdy A. Taha. Operations Research: An Introduction, 10thEdition, Boston: Pearson,2017, 848 pages.

24. Економіко-математичне моделювання: навч. посіб. / за ред.. О. Т. Іващука. Тернопіль: ТНЕУ «Економічна думка», 2008. 704 с.

25. Машинне навчання: навч. посіб / Басюк Т.М. та ін. Львів: Видавництво «Новий Світ – 2000», 2024. 330 с.

Citations

1. Natsional'na transportna stratehiia Ukrainy na period do 2030 roku [National transport strategy of Ukraine for the period until 2030: website]. Retrieved from: https://publications.chamber.ua /2017/Infrastructure/UDD/National_Transport_Strategy_2030.pdf (Last accessed: 05.06.2024) [in Ukrainian].

2. Transport ta lohistyka: suchasni vyklyky ta perspektyvy rozvytku [Transport & Logistics: Current Challenges and Prospects]: materialy Vseukrains'koi naukovo-praktychnoi konferentsii, m. Odesa, 18 lystopada 2021 r. / [pid nauk red. Il'chenko S. V]; NANU, MONU ta in. Odesa: DU IREED NAN Ukrainy, 2021. 166 p. [in Ukrainian].

3. Bilichenko, V.V. et al. (2021). Optymizatsiia merezhi transportu zahal'noho korystuvannia na prykladi m. Cherkasy [Optimization of the transport network by the case of Cherkasy city]. Visnyk mashynobuduvannia ta transportu - Journal of Mechanical Engineering and Transport, 13(1), 13–22 [in Ukrainian].

4. Andrejtsev, A.Yu. et al. (2020). Porivniannia metodiv rozv'iazannia zadachi optymal'noho zavantazhennia transportnoho zasobu [Comparison of methods of solving the problem of optimal loading of a vehicle]. Vodnyj transport - Water transport, 2(30), 59–70 [in Ukrainian].

5. Shevchuk, O.S. et al. (2024). Kontseptual'ni osnovy modernyzatsii transportnoi infrastruktury serednikh mist v Ukraini [Conceptual basis of modernization of transport infrastructure of medium cities in Ukraine]. Suchasni tekhnolohii v mashynobuduvanni ta transporti - Advances in mechanical engineering and transport, 1(22), 369-377 [in Ukrainian].

6. Shevchuk, O.S. et al. (2024). Vyznachennia rivnia zavantazhennia zupynok hromads'koho transportu na osnovi klasternoho analizu [Determining the level of loading of public transport stops based on cluster analysis]. Suchasni tekhnolohii v mashynobuduvanni ta transporti - Advances in mechanical engineering and transport, 1(22), 357-368 [in Ukrainian].

7. Popovych, P.V. et al. (2023). Doslidzhennia stanu transportnoi infrastruktury mista Ternopolia [Study of the State of Transport Infrastructure of the City of Ternopol]. Tsentral'noukrains'kyj naukovyj visnyk. Tekhnichni nauky – Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 7(38), II, 274-283 [in Ukrainian].

8. Popovych, P.V. et al. (2023). Doslidzhennia bezpeky dorozhn'oho rukhu u m. Ternopoli [Road Traffic Safety Research in Ternopol]. Tsentral'noukrains'kyj naukovyj visnyk. Tekhnichni nauky – Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 7(38), II, 250-256 [in Ukrainian].

9. Kurudzhy, Yu. V. & Romakh, V. L. (2022). Modeliuvannia lantsiuhiv postavok portovym operatorom v umovakh mul'tymodal'nosti [Modeling of supply chains by the port operator under the conditions of multimodality]. Visnyk KhNTU - Bulletin of KhNTU, 3(82), 103-111 [in Ukrainian].

10. Bilichenko, V.V. & Kotenko, V.I. (2019). Pidkhody do modeliuvannia popytu na vantazhni perevezennia u zernovij lohistytsi [Approaches to demand modeling for goods transportation in corn logistics]. Visnyk mashynobuduvannia ta transportu - Bulletin of Mechanical Engineering and Transport, 10(2), 4–9 [in Ukrainian].

11. Shapenko, Ye.M. et al. (2023). Metody prohnozuvannia vantazhnykh perevezen' v lohistytsi [Methods of forecasting freight transportation in logistics]. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 2(4), 79–86 [in Ukrainian].

12. Kushnir, L. & Yakovleva, O. (2022). Osnovni tendentsii rozvytku innovatsijnykh tekhnolohij u transportno-lohistychnij sferi [The main trends in the development of innovative technologies in the transport and logistics sector]. Ekonomika ta suspil'stvo - Economy and Society, (42), 42-73 [in Ukrainian].

13. Marchenko, V.M. & Shutiuk, V.V. (2018). Lohistyka [Logistics]. K.: Vydavnychyj dim «Artek» [in Ukrainian].

14. P'iat' kliuchovykh tekhnolohij dlia tsyfrovoi transformatsii v lohistytsi: veb-sajt [Five key technologies for digital transformation in logistics: website]. Retrieved from: https://www.everest.ua/pyat-klyuchovyh-tehnologij-dlyaczyfrovoyi-transformacziyi-v-logistyczi/ (Last accessed: 04.06.2024) [in Ukrainian].

15. Elektrotransport: veb-sajt [Electric transport: website]. Retrieved from: https://uk.wikipedia.org/wiki/Електротранспорт (Last accessed: 04.06.2024) [in Ukrainian].

16. Avtomobil'na avtomatyzatsiia: veb-sajt [Automotive automation: website]. Retrieved from: https://uk.wikipedia.org/wiki/Автомобільна_автоматизація (Last accessed: 05.06.2024) [in Ukrainian].

17. U SShA prezentuvaly hiperzvukovyj litak, zdatnyj peretnuty Tykhyj okean za hodynu: veb-sajt [ A hypersonic plane capable of crossing the Pacific Ocean in an hour was presented in the USA: website]. Retrieved from: https://cfts.org.ua/news/2022/06/14/u_ssha_prezentuvali_ giperzvukoviy_ litak_zdatniy_peretnuli_tikhiy_okean_za_godinu_70609 (Last accessed: 06.06.2024) [in Ukrainian].

18. Shvydkisna_zaliznytsia: veb-sajt [High-speed railway: website]. Retrieved from: https://uk.wikipedia.org/wiki/Швидкісна_залізниця (Last accessed: 06.06.2024) [in Ukrainian].

19. Vykorystannia droniv pid chas voiennoho chasu: porady dlia tsyvil'nykh: veb-sajt [Wartime Use of Drones: Advice for Civilians: website]. Retrieved from: https://cedem.org.ua/consultations/ vykorystannya-droniv/ (Last accessed: 07.06.2024) [in Ukrainian].

20. Vykorystannia tekhnolohij Internetu rechej (IoT) dlia optymizatsii lohistychnykh protsesiv: veb-sajt [Use of Internet of Things (IoT) technologies to optimize logistics processes: website]. Retrieved from: https://cargofy.ua/uk/blog/vikoristannya-tehnologii-internetu-rechei-iot-dlya-optimizaciji-logistichnih-procesiv (Last accessed: 08.06.2024) [in Ukrainian].

21. Al'ternatyvni palyva dlia transportu: veb-sajt [Alternative fuels for transport: website]. Retrieved from: https://dieret.rea.org.ua/uk/alternative-fuel.html (Last accessed: 08.06.2024) [in Ukrainian].

22. Tekhnolohiia blokchejn v lohistytsi: veb-sajt [Blockchain technology in logistics: website]. Retrieved from: https://dolphincargo.com.ua/ua/texnologiya-blokchejn-v-logistici/ (Last accessed: 08.06.2024) [in Ukrainian].

23. Taha, Hamdy A. (2017). Operations Research: An Introduction, 10thEdition, Boston: Pearson, 848.

24. Ivashchuk, O. T. (Eds.) (2008). Ekonomiko-matematychne modeliuvannia [Economic and mathematical modeling]. Ternopil': TNEU «Ekonomichna dumka» [in Ukrainian].

25. Basiuk, T.M. et al. (2024). Mashynne navchannia [Machine learning]. L'viv: Vydavnytstvo «Novyj Svit – 2000» [in Ukrainian].

Copyright (c) 2024 Kateryna Berezka, Oksana Shevchuk, Natalia Falovych