автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизированная система управления перевозочным процессом железнодорожного транспорта в оперативном режиме

На правах рукописи

ПОПЛЛВСКШ'КАш гй Адольфович

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА В ОПЕРАТИВНОМ РЕЖИМЕ (сетевой и региональный уровни)

05.13.06 - Автоматизация й управление технологическими процессами и

производствами (транспорт) 05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

о 9 АПР 2030

Москва - 2009

003466363

Работа выполнена в ОАО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» ОАО «НИИАС».

доктор технических наук, профессор Сотников Евгений Александрович

доктор технических наук, профессор Доении Виктор Васильевич

доктор технических наук, профессор Абрамов Валерий Михайлович

доктор технических наук, профессор Шмулевич Михаил Израильевич

ОАО «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (ОАО «ВПИИЖТ»)

Защита состоится 8 апреля 2009 г. в 13 час. 30 мин, на заседании диссертационного совета Д218.005.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский Государственный университет путей сообщения» (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д.9, стр. 9, аудитория 4518.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации (в двух экземплярах), просим направлять по адресу Университета.

Автореферат разослан ¿/икуьГг- 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Железнодорожный транспорт является основным звеном транспортного комплекса России при годовом отправлении -более 1,3 млрд. тонн грузов и перевозке более 1,3 млрд. пассажиров.

В современных рыночных условиях общая структура «железнодорожный транспорт» организационно разделена на множество самостоятельно управляемых компаний-собственников подвижного состава и инфраструктурных объектов, основной и крупнейшей из которых является ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), выступающее в .роли общенациональной транспортной компании. Поэтому так важно достижение высокого уровня управления ее работой.

Перевозочный процесс - это основной вид деятельности ОАО «РЖД». График движения и план формирования поездов, месячные технические нормы, технологические процессы работы объектов инфраструктуры определяют технологию перевозок. При оперативном управлении, являющемся одной из наиболее сложных функций перевозочного процесса, требуется в режиме реального времени (при суточном планировании) обеспечивать выполнение заданий по управляемым параметрам - объемам погрузки и выгрузки, передаче вагонов по стыковым пунктам и другим. В диссертации рассматривается система оперативного управления перевозками на сетевом и дорожном (региональном) уровнях.

Отметим, что перевозочный процесс организуется на сети протяженностью 85,5 тыс. км, на которой одновременно в движении находится множество управляемых объектов - более 3 тыс. грузовых поездов, сотни тысяч вагонов, тысячи локомотивов и локомотивных бригад. Их функционирование обеспечивают: 4,7 тыс. станций (в том числе около 1 тыс. крупных), взаимодействующих с 20-ю тысячами подъездных путей; сотни локомотивных и вагонных депо, дистанций пути, сигнализации и связи и другие структуры. Необходимо в условиях ограниченных ресурсов и значительных возмущающих

воздействий обеспечить единое управление перевозочным процессом, поскольку сбой в одном месте сети может негативно влиять на работу участков, направлений и целых регионов.

Создание и организация работы автоматизированной системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО) основываются на использовании в качестве управляющих устройств иерархически структурированных диспетчерских центров управления. Эти взаимоувязанные центры имеют мощное техническое, информационное и программное обеспечение, крупнейшие базы и системы передачи данных, сотни автоматизированных рабочих мест диспетчеров (АРМ)..

Обеспечение эффективного функционирования и развития таких диспетчерских центров в качестве управляющих устройств системы АИСО является одной из важнейших и актуальных задач ОАО «РЖД».

Объектом исследования являются информационные системы диспетчерских центров управления, где организуется выполнение перевозочного процесса в оперативном режиме работы ОАО «РЖД».

Целыо исследования является - теоретическое обоснование принципов построения, функционирования и развития автоматизированной системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО) с разработкой практических решений по обеспечению эффективной работы ее управляющих устройств - диспетчерских центров ОАО «РЖД» на сетевом и дорожном (региональном) уровнях.

Методика исследования основана на положениях теории управления большими производственными системами, методах исследования операций, теории множеств, теории графов, теории надежности и математической статистики. Использованы достижения информатики с учетом экономических принципов организации производства.

Научная новизна основных положений диссертации, выносимых на защиту, заключается в том, что:

- впервые в теории и практике организации оперативного управления перевозочным процессом железнодорожного транспорта использованы принципы, характерные для систем ЛСУ ТП отраслевого уровня, что позволило установить логически четкие взаимосвязи в сложной иерархической управляющей структуре ОАО «РЖД» и построить эффективную автоматизированную систему управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО);

- разработаны: структура АИСО (включающая управляемые объекты, управляющие устройства, исполнительные органы и систему обратной связи), основные положения функционирования и развития системы;

- в условиях структурной реформы ОАО «РЖД» для иерархии диспетчерских центров сетевого и дорожного уровней, на основе нового технологического критерия и методики привязки полигонов сети к регионам разработаны варианты перехода к региональной структуре управления;

определены дополнительные, соответствующие современным требованиям, положения обеспечения эффективной и устойчивой работы АИСО на основе: включения в контур диспетчерского управления подмножества новых функций - по выполнению договорных требований клиентуры на перевозки грузов, контролю состояния инфраструктуры и подвижного состава, взаимодействию с внешними системами; определения предельных размеров вагонного парка на полигонах управления, при которых могут устойчиво выполняться плановые нормативы; минимизации используемых ресурсов применительно к выполняемым функциям с учетом отношений предшествования;

- разработано формализованное описание взаимосвязей и возможных переходов состояний системы во времени; сформулирована целевая функция оперативного управления;

разработана • новая постановка задачи обеспечения заявок грузоотправителей погрузочными ресурсами с учетом динамики поступления и потребления ресурсов, отвечающая требованиям рыночной экономики;

- обоснована интегрированная диспетчерская структура для выполнения традиционных и новых функций с делением диспетчеров на две группы - первая, когда необходим коллективный мониторинг перевозочного процесса и вторая -при выполнении локальных функций; предложена методика резервирования в работе диспетчеров с учетом их пиковой загрузки в отдельные периоды;

- впервые разработана подсистема автоматизации процесса слелсения за текущим состоянием контролируемых параметров и их1 соответствия нормативам на основе использования: принципа активного пользовательского интерфейса, обоснованных времени реакции подсистемы и периода обновления информации, установленных видов статистических зависимостей изменения параметров в течение оперативного планового периода, организации взаимоувязанного функционирования табло коллективного пользования и АРМ с единым циклом принятия решений;

- определены направления дальнейшего совершенствования АИСО на основе существенного развития математического и программного обеспечения системы; предложена матрица выбора целей для разработки математических моделей работы управляемых объектов и классификация таких моделей, позволяющая организовать их скоординированную разработку с выделением первоочередных работ;

разработаны теоретические основы определения характеристик диспетчерских центров, устанавливающих степень их приспособленности к выполнению функций оперативного управления.

Практическая значимость выполненных исследований:

- разработанная методологическая база позволила на принципах АСУ ТП отраслевого уровня создать автоматизированную систему управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО) с использованием в качестве управляющих устройств иерархически структурированных диспетчерских центров ОАО «РЖД»;

- на сетевом и дорожном уровнях практически осуществлен переход к интегрированному диспетчерскому оперативному управлению с учетом новых

направлений деятельности - оперативного обеспечения функционирования элементов инфраструктуры, взаимодействия с внешней средой, решения специфических задач оперативного управления перевозочным процессом в условиях рыночной экономик»;

- на основе разработанных положений внедрена подсистема слежения за текущим состоянием управляемых параметров (ОСКЛР-М) с использованием распределенных программно-технических комплексов в ЦУП и ДЦУП и реализацией функции активного пользовательского интерфейса;

- предложенный комплекс математических моделей элементов перевозочного процесса и порядок их разработки обеспечивают переход к наиболее эффективному решению имеющихся оптимизационных задач;

- предложенная методика позволила начать реализацию в опытном режиме информационной системы оперативного управления для одного из сетевых направлений.

Достоверность и обоснованность научных положений подтверждаются тем, что полученные на базе проведенных исследований выводы стали основой построения системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме, причем фактические показатели ее работы соответствуют полученным теоретическим результатам.

Реализация полученных результатов. Разработанные предложения но системе АИСО нашли практическое внедрение в департаменте управления перевозками ОАО «РЖД» и соответствующих службах железных дорог, в сетевом и дорожных диспетчерских центрах управления - ЦУП ОАО «РЖД» (до 2004 г. - ЦУП МПС), ДЦУП Северо-Кавказской, Северной, Куйбышевской, Октябрьской, Юго-Восточной, Южно-Уральской, Приволжской, Дальневосточной и Московской железных дорог. Элементы системы внедряются и на остальных железных дорогах. Сдача в эксплуатацию конкретных систем подтверждена актами, утвержденными в 2000-2007 гг. руководителями ОАО «РЖД» (до 2004 г. - МПС) и железных дорог.

Апробация работы. Полученные результаты рассматривались на:

международной конференции «Совершенствование транспортного обслуживания перевозок грузов на основе внедрения информационных систем», перевозки-Инфо-2001, Москва, 2001 год;

- международной конференции Транстэк -2005, Санкт-Петербург, 2005 г;

- международной конференции «Современные тенденции развития средств управления на железнодорожном транспорте», Москва, 2006 г.;

- межведомственных конференциях «ТелекомТранс», Сочи, 20032005 гг., 2008 г.;

- международных конференциях «Инфотранс», Санкт-Петербург 20022006 г., 2008 г.;

- технических советах департаментов перевозок и информатизации и связи ОАО «РЖД» (до 2004 г. - МПС России) в 2000-2008 годах;

- технических советах Северо-Кавказской, Северной, Куйбышевской, Южно-Уральской, Юго-Восточной, Дальневосточной, Октябрьской и Московской железных дорог в 2000-2008 годах.

Публикации. Список из 30 основных работ приведен в конце автореферата в том числе 8 работ в изданиях, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения; 12-ти глав (4 раздела), заключения, списка использованных источников. Общий текст включает 334 стр., 61 рис., 9 табл.

Содержание работы

В первом разделе диссертации выполнен анализ условий организации оперативного управления перевозочным процессом, определен объект исследования, рассмотрен отечественный и зарубежный опыт в рассматриваемой области, сформулирована цель исследования.

К концу 1990-х годов уровень информатизации железнодорожной отрасли создал условия для организации оперативного управления перевозочным процессом на принципах АСУ ТП отраслевого уровня. Создаваемая система

АИСО включила в себя управляемый объект управляющее и исполнительное устройства, подсистему обратной связи.

Управляемым объектом является совокупность поездов, вагонов и грузов, продвижение потоков которых осуществляется на основе исполнения комплексной технологии перевозочного процесса.

Выработка управляющих решений по множеству реализуемых в системе АИСО традиционных (Р| - обеспечение заявок погрузочными ресурсами, 172 -продвижение поездо- и вагонопотоков, Рз - доставка груженых вагонов к пунктам выгрузки, Р4 - организация перевозок специальных грузов) и новых функций осуществляется управляющим устройством - иерархической структурой автоматизированных диспетчерских центров сетевого (ЦУП) и дорожного (регионального) уровней (ДЦУП, РЦУП), включающих в себя программно-технические ■ комплексы (ПТК) и штат диспетчеров и руководителей, ответственных за выполнение оперативной работы ОАО «РЖД».

В управляющие устройства на основе принципа обратной связи поступает текущая информация Х(0 о контролируемых нормативах, которые сравниваются с плановыми Х0(1). Управляющие решения должны приниматься с учетом различных видов внутренних и внешних возмущающих воздействий (\У), а также на основе целевой функции оперативного управления.

Использование принципов АСУ ТП дало возможность логически правильно установить взаимосвязи в сложной иерархической структуре железнодорожного транспорта выстроить четкую схему оперативного управления перевозками. В диссертации представлена разработанная на этой основе автоматизированная система управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте в оперативном режиме (АИСО), которая к настоящему времени в значительной степени реализована.

В системе АИСО учтен' опыт создания зарубежных диспетчерских центров и их иерархическое структурирование, набор контролируемых параметров для оперативного управления, опыт комплексного использования АРМ и табло коллективного пользования (ТКП).

Развитие системы оперативного управления перевозками основывается как на общетеоретических работах, так и на исследованиях в этой области на железнодорожном транспорте.

В выполненном исследовании автор опирался на известные положения науки об оптимальном управлении, разработанные в трудах Н. Винера, В.М. Глушкова, JI.B. Канторовича, Н.П. Бусленко, А.Я. Лернера, Я.З. Цыпкина и других ученых, а также на работы в области автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом. Здесь широко известны труды ученых ВНИИЖТ (ныне ОАО «ВНИИЖТ»), ВНИИАС (ныне ОАО «НИИАС»), Московского, Петербургского, Ростовского, Сибирского, Уральского, Иркутского, Дальневосточного, Самарского, Омского Государственных университетов путей сообщения, РГОТУПС, Института проблем транспорта им. U.C. Соломенко РАН, Института системного анализа РАН, Государственного университета управления (Москва), ЗАО «Промтрансниипроект», специалистов МПС СССР, МПС РФ (ныне ОАО «РЖД»), Минтранса РФ и других организаций.

Эти исследования дают определенный задел для построения системы оперативного управления. В то же время требуется ее существенное развитие на основе использования принципов АСУ ТП отраслевого уровня с выработкой новых решений по созданию автоматизированной системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО).

В настоящее время на оперативное управление перевозочным процессом существенно влияют - работа в рыночной среде с усилением роли экономических факторов, проведение структурной реформы железнодорожного транспорта, высокий уровень использовании пропускной и перерабатывающей способности объектов инфраструктуры, существенное влияние внутренних и внешних возмущающих воздействий.

В этих условиях построение системы АИСО (рис. 1) и организация ее эффективного функционирования представляет собой комплексную проблему, включающую в себя целый ряд взаимоувязанных вопросов, основными из которых являются:

- построение структуры управляющего устройства системы ЛИСО в виде иерархически увязанных диспетчерских центров сетевого и дорожного (регионального) уровней в условиях структурной реформы ОАО «РЖД»;

- определение расширенного комплекса функций и интегрированного состава функциональных диспетчеров в центрах управления; обеспечение условий- для устойчивого и качественного выполнения контролируемых нормативов;

- обоснование и выбор эффективной организации подсистемы обратной связи с определением и компенсацией отклонений текущих значений учитываемых показателей Х(0 от их плановых значений Х0;

- разработка основных требований к ПТК системы - архитектура, основные принципы устройства и функционирования;

- выработка требований и решение конкретных задач в АИСО;

- определение путей дальнейшего развития системы с повышением уровня эффективности диспетчерских решений на основе математического моделирования составляющих перевозочного процесса.

Во втором разделе рассмотрены технологические и экономические условия построения системы АИСО с учетом проводимой структурной реформы на железнодорожном транспорте.

Образование в конце 1990-х . - начале 2000-х годов двух уровней диспетчерских центров ЦУП и ДЦУП, которые в целом представляют собой управляющее устройство системы АИСО, в значительной степени определялось административной структурой железнодорожного транспорта. Проводимая структурная перестройка определяет разделение функций содержания инфраструктуры и организации перевозочного процесса. В этом случае функцию управления перевозочным процессом следует рассматривать применительно к некоторым регионам управления, протяженность которых должна определяться исключительно с точки зрения эффективности выполнения перевозочного процесса. Cлeдoвaтeльнoi при проведении структурной реформы должен быть осуществлен переход от схемы:

ЦУП

I—г1—I ■

ДЦУП, ДЦУП2 ... ДЦУПМ

где N - число железных дорог, к схеме:

ЦУП

Г Г1-1

РЦУП, РЦУП2 ... РЦУПм

где РЦУП - центры управления регионального уровня (1,2.. ,М).

Региональный уровень в части оперативного управления перевозочным процессом тождественен дорожному уровню. Взаимосвязи при оперативном управлении на уровнях ЦУП - ДЦУП и ЦУП - РЦУП аналогичны. Это же относится и к взаимосвязям между ДЦУПами смежных железных дорог и РЦУЦами смежных регионов. Вопрос заключается в определении количества регионов и соответственно управляющих устройств в новой структуре.

Для определения значения М необходим выбор критериев, непосредственно определяющих условия организации оперативного управления перевозочным процессом. Предложен двухэтапный способ решения данной задачи, на первом из которых используются методы экономической оценки организации укрупненных регионов. С уменьшением значения М (а значит и расширением полигонов оперативного

W (возмущающие воздействия)

Исполнительный орган

Технические и программные средства, а также оперативные

руководители линейного : (участкового) уровня

сигналы управления (управляющие II „ =р(Х> Х(0,

решения) ||

□

X © множество текущих (выходных) контролируемых параметров перевозочного процесса

Система обратной связи (ОСКАР-М)

Рис. 1. Развитие системы управления перевозочным процессомв оперативном режиме работы железнодорожного транспорта (сетевой и

региональный уровни)

1 - построение структуры АИСО, определение числа агрегатов регионального уровня в условиях структурной реформы, функциональное взаимодействие а центрах управления; 2 - расширенный комплекс функций по управлению оперативной работой; 3 - устойчивое и качественное выполнение диспетчерских функции; 4 - реализация функций обратной связи, управление по отклонениям (подсистема ОСКАР-М); 5 - НТК подсистемы ОСКАР-М; 6 - принципы использования метода математического моделирования перевозочного процесса; 7 - решение конкретных задач оперативного управления;

Y — управляющие воздействия

Управляемый объект

Совокупность поездов, вагонов и грузов, продвижение потоков которых

осуществляется с использованием комплекса технологий перевозочного процесса, обеспеченных ресурсам! а-}

и

Управляющее устройство

Иерархическая структура диспетщэских центров (сетевой н региональный уровни) с расширенными функциями

информация

возмущающих

воздействиях

гт

Хо

множество

плановых

параметров

±

управления) производственные затраты снижаются, . т.к. возрастает вариантность формируемых решений. Экономические расчеты позволяют получить примерную количественную оценку получаемого эффекта. Однако дать им привязку к конкретным регионам затруднительно. Задача объединения железных дорог в регионы решается на втором этапе на основе технологического критерия управления перевозочным процессом.

Прогнозируемая экономия затрат по перевозкам X (или максимизация прибыли) при создании регионов определяется функционалом:

F(X) = min (max), X е D(Y), (1)

где F(X) - критерий оптимальности прогноза;

D(Y) - множество допустимых прогнозов;

Y - факторы, определяющие допустимые прогнозы.

В качестве ограничений выступает ресурсное обеспечение. Основным следует признать число поездных диспетчерских участков nd в одном агрегате (диспетчерском центре). Опираясь на известный опыт, принимаем nd < 80-И 00. Тогда протяженность сети, обслуживаемой одним агрегатом, составит La ~ 15-17 тыс. км с количеством станций, выполняющих грузовую работу, псг = 600-800 станций.

Установлены факторы снижения производственных затрат при создании регионов - сокращение задержек поездов на стыках; улучшение условий оборота локомотивов, регулирования поездопотоков, расчета внутрирегионального плана формирования; снижение порожнего пробега вагонов; экономия энергоресурсов. Расчеты выполнены на основе использования укрупненных расходных ставок на единицу работы подвижного состава. Суммарная экономия издержек при формировании 5-7 регионов составляет более 900 млн.руб. Достигается также экономия инвестиционных расходов на подвижной состав.

На втором этапе прикрепление железных дорог к регионам основывается на использовании критерия оперативной самоуправляемости регионов (р),

который определяется как доля обеспечения заявок на погрузку собственными ресурсами и избытка порожних вагонов.

Наличие многих собственников вагонов, казалось бы, снижает роль ОАО «РЖД» в вопросе регулирования вагонных парков для обеспечения заявок на погрузку. Однако, как показал уже первый опыт использования приватного и инвентарного (принадлежащего ОАО «РЖД») вагонных парков вне рамок общей потребности в отправлении грузов на сети железных дорог, в этом случае возрастает порожний пробег вагонов и потребность в общем их количестве. Но это недопустимо, т.к. неизбежно увеличивается дефицит пропускных и перерабатывающих способностей объектов инфраструктуры, потребуются ничем не обоснованные капиталовложения в развитие участков и станций, возрастут транспортные расходы. Разрешение этого противоречия возможно на основе предложенного ОАО «РЖД» укрупнения функций оперирования подвижным составом с созданием отдельной категории пулов, объединяющих операторов и собственников подвижного состава, с учетом как финансовой взаимовыгоды, так и потребностей транспортной системы страны. В результате управление парком приватных и инвентарных вагонов становится более эффективным. Поэтому поставленная в диссертации задача актуальна и для условий наличия различных собственников вагонов.

Необходим выбор такого варианта объединения железных дорог в

регионы, когда р _>лпах . В качестве ограничения также выступает ресурсное

обеспечение, т.е. г^ < 80-г100 поездных диспетчерских участков.

Постановка и решение данной задачи заключается в следующем.

Пусть - имеющиеся железные дороги, 1=1,2,. ...И, { в;} -

объединенные в регионы группы железных дорог, ] = 1,2,...,М.

Вводим {а^ - матрицу размером (И х М), 1, если б Gj

о и - { (2)

О, если Ц й в;.

Тогда Л а у = 1, т.е. Б! принадлежит ровно одной группе.

Каждая i-я железная дорога характеризуется величинами: V* V* V* V*

v , v 2i, ... Y *■• ... v : размеры погрузки за

период tc (удобно принять величину tc равной суткам) по 1 (эль' лат.) учитываемым родам вагонов;

, ... К*-' ... ^- то же по величине выгрузки.

t V* + i v~xi

jr-t

SI cvL- v;,)i= i-i (4)

a z

Тогда, величина nij - ^

Pi- --(5)

ltlj

определяет значение оперативной самоуправляемости i-ой железной дороги.

Средневзвешенный показатель оперативной самоуправляемости для сети железных дорог рср j составляет (до образования групп железных дорог):

N N

£ Щ £ fi

. . „j + ¡-f r x.i - m (3)

Обозначим

i

Pcp.i "

Ещ (б)

¡»I

Эти показатели аналогичны для группы железных дорог Ог Тогда

N

величина Е = п, определяет собой число железных дорог, входящих в группу , п] > 0 - условие того, что группа содержит по крайней мере одну железную дорогу.

■ Имеем для группы Gj однозначно определяющие ее показатели:

N

пт^ = £ (Хц т, (7)

rj= §1(1«« Vb-ia^Vl)], (8)

mj- ri Pi ~ -

Средневзвешенный показатель для сети из групп железных дорог рср| представляет собой целевую функцию, которая должна стремиться к

и м

I 1П, - I Г

максимуму: м ' м

Pcp.j= - -тах (10)

А/

Хпг

м 1

Ограничения на возможность включения железных дорог в группы:

- определяем матрицу связности (Р^} размером N х N. При этом

1, если между железными дорогами О,- и Рк Р|к = { может быть прямой обмен вагонопотоками, (11)

0, в противном случае;

- определяем матрицу связности { } размером М х М.

1,если между группами в] и

Уде = { может быть обмен вагонопотоками (12)

0, в противном случае;

- наличие в любой группе по крайней мере одной железной дороги.

Для решения целевой функции (10) предложен эвристический алгоритм

оптимизации с использованием методов, апробированных ранее во ВНИИЖТе

(2001 г.). Выполнены расчеты по прикреплению железных дорог к регионам. В

оценку вариантов для лиц, принимающих решение (ЛПР), дополнительно

включен показатель снижения размеров передачи вагонов по стыкам - Дп„.

В целом, в перспективе при завершении реформирования ОАО «РЖД»

1 рекомендуется в иерархической структуре управляющего устройства системы

АИСО использование 5-7 регионов оперативного управления (табл. 1).

Функциональное обеспечение системы АИСО с учетом расширения

функций представим в виде:

Р = Р,и Р2иР3и р4ир5ир6ир7,.... (13)

где: Р), Р2, Рз , ?4 - подмножества традиционных функций;

Р5, Р6, Р7 - подмножества функций соответственно: по выполнению

требований рыночной экономики (Р5), оперативного контроля за состоянием

технических устройств (Р6), взаимодействия с внешними системами (Р7).

18

Таблица 1

Результаты расчетов выбора регионов управления перевозочным процессом

Показатели Результаты расчетов выбора регионов управления перевозочным процессом (по вариантам)

Варианты объединения А (5 регионов) Б (6 регионов) В (7 регионов)

групп дорог

Рсрз рА =0,82 РБ . = 0,76 1 ср.] р» =0,74

Ап„, тыс.ваг. в 4 м.^ =-86.9

сутки

Р^РлиРииРяиР«,

где Р5| , Р52 , Р53 , Р54 - подмножества функций соответственно: по контролю за договорными • перевозками с. особыми и оплаченными требованиями (Р51); определяющих воздействия экономического регулятора (диспетчеры структуры ОАО «РЖД» - ЦФТО) на очередность подачи вагонов под погрузку и очередность подачи вагонов под выгрузку (Р52); связанных с минимизацией штрафов на несоблюдение сроков доставки грузов (Р5з); связанных с использованием вагонов других собственников (Р54, «чужих»).

При этом

=р51|1) р5П и ?513 и Р514.

где: Р5ц , Р5|2 , 1з, Р5|4 - подмножества функций соответственно; по организации подачи вагонов точно в срок (Изц) или по определенным периодам следования грузовых поездов по заданным ниткам графика

(Р513 ); с повышенной скоростью (Р514).

Рз2 = ?521 и ?522 .

где: Р5?| , Р522 - подмножества функций соответственно связанных с: наложением ограничений на подачу или оптимизацией очередности подачи порожних вагонов (^¡21); очередностью подачи груженых вагонов (Р522).

Р54 = Р541 и Р542

где: Р541, Р542 — подмножества функций: по сокращению сроков возврата

«чужих» вагонов (F541), организации их попутной загрузки (F^)-F6 = F6) U F« U F63 U FM U F65 U F66 , где Fei, F62 , F63 , F54 , F^5 , F66 - подмножества функций по контролю за работой хозяйств: пути, локомотивного, вагонного, электроснабжения, автоматики и телемеханики, по контролю за безопасностью движения. F7 = F7i U F72 U F73 U F74 , где: F71 , F72, F73, F74 - соответственно подмножества функций взаимодействия: с морскими и речными портами (F7(), с крупными предприятиями (F72), с зарубежными железнодорожными администрациями (F73), с собственниками вагонов (F74).

Выполнение функций F7| и F72 учитывается при организации логистических центров (ЛЦ), обеспечивающих взаимодействие ЦУП и ДЦУП с информационными системами морских портов и крупных предприятий.

Установлены пересечения некоторых множеств и подмножеств функций:

F, nF51*0, F, П F52*0, F,D FM * 0, F, Л F7 * 0,

F2 П Fj, * 0 , F2 П F6 * 0, F2 П F7* 0, F3 П F5* 0,

F3n F7 0 ... (14)

Носителями традиционных и новых функций выступают диспетчеры

ЦУП и ДЦУП, а при переходе к региональной структуре - ЦУП и РЦУГ1.

Пересечения множеств и подмножеств функций должны учитываться при:

организации взаимодействия диспетчеров за счет идентичного

информационного обеспечения их АРМов, выдаче информации на ТКП, при

размещении рабочих мест диспетчеров.

При выполнении функций F¡ - F7 должны обеспечиваться

минимальные задержки в движении поездо- и вагонопотоков. Назовем это

{

устойчивым функционированием системы.

Современные условия организации перевозочного процесса характеризуются высоким уровнем использования ресурсов - пропускной способности участков (Nnp), перерабатывающей (Nncp) и выгрузочной (NBb,rp) способности станций. Под влиянием возмущающих воздействий (W)

фактические значения этих величин могут быть ниже нормативных, иногда существенно (при крушениях, сильных метелях и т.п.). На использование ресурсов значительное влияние оказывают нарушения при взаимодействии с внешними системами, особенно с морскими портами, пограничными переходами. Выполнение функций Рб и Р7 направлено на своевременное выявление возмущений и быстрейшее устранение возникающих последствий. Но исключить их технически и технологически невозможно.

С другой стороны, нормальное распределение колебаний посуточных вагонопотоков п, указывает на возможность поступления вагонопотоков существенно (на 20-25%) выше среднесуточных значений (псу[).

В результате при повышенных значениях 111 и пониженных Н11р> Нпср, Мвшр возникает избыточное, по сравнению с нормативным, число вагонов

г- / факт _ пари \

рабочего парка на участках и станциях (ц^ > ), что снижает их

маневренность и ухудшает условия выполнения контролируемых параметров Х0. Например, на основе посуточных данных за январь-март 2008 года значений величины участковой скорости Ууч и рабочего парка ^Г Лля Куйбышевской железной дороги получена зависимость

у«^ = 49,335 - 0,2948 пЦ

_ Куиб факт

То есть в данном случае ' >» линейно снижается по мере роста П!™й .

Поэтому условием обеспечения состояния устойчивого функционирования системы АИСО является сохранение величины рабочего парка вагонов в некоторых пределах:

факт

п,, < + б„ , (15)

где - нормативная величина рабочего парка вагонов в комплексе плановых параметров Х0; б„-допустимое ее увеличение. Величина И/»« , в этом случае служит важнейшим индикатором устойчивого функционирования системы АИСО.

Значение б„ может определяться исходя из возможностей диспетчерского аппарата удерживать значения контролируемых параметров перевозочного процесса Х„ в нормативных пределах при увеличении фактической величины рабочего парка вагонов в пределах 'I/»« + 5„ за счет комплекса управляющих

воздействий. Применительно к основному показателю качества продвижения поездопотоков - величине участковой скорости значение 5П может быть установлено из графика, представленного на рис. 2:

норм

где Д Уу, - величина изменения Уг„ при которой за счет диспетчерских управляющих воздействий может быть сохранено ее нормативное значение при увеличении рабочего парка вагонов.

Тогда

(Ууч - Д Уг,) + (а - Ь Пр,« )

б„ =

(16)

V

V уч

км/ч

1/

Рис. 2. Зависимость величины 5л от изменения величины участковой скорости

Исходя из экспертной оценки возможностей влияния диспетчерского аппарата на величину участковой скорости за счет использования оперативных регулировочных мер, принимаем Д Ууч = 0,2-г 0,3 км/ч.

В этом случае, например, для Куйбышевской дороги критическим значением прироста среднесуточной величины рабочего парка вагонов при

- иирм ■

выполнении контролируемого параметра Ууч является (при У >•< = 40

норм фиш

км/ч, Я/»'6 =31,7 тыс. ваг.): б„ = 0,8 тыс. вагонов. Тогда, при > 32,5 тыс.

вагонов следует принимать управляющие решения по уменьшению рабочего парка вагонов, находящегося на железной дороге.

фиш

В формуле (15) величину пр«« следует принимать за некоторый период,

определяемый в качестве периода устойчивого поступления вагонопотоков, устанавливаемого на основе известной в математической статистике зависимости, вытекающей из неравенства Чебышева:

Осут

Р(|п,-лсу1| <1-)>ф(0,

т/и сут

где 1 - параметр репрезентативности выборки,

псут - число опытов (расчетное число суток, определяющее устойчивое

поступления вагонопотоков),

Осут - среднеквадратическое отклонение п,,

Ф (0 - табулированная нормированная функция Лапласа.

В выполняемых расчетах вместо значения Стсут удобно использовать

коэффициент вариации усут. Тогда

2

сут .

Л 2

I У

Псутй

е2

где е-точность измерении, определяющая допустимое отклонение п, от математического ожидания за псут.

Задаваясь надежностью г|, определяем обратным табличным поиском

значение I при т| = Ф (0. В эксплуатационных расчетах значение г| =0,95

( е = 0,05). Тогда I = 1,96.

Для суммарного поступающего на железную дорогу вагопопотока справедливо выражение

°cyTq=jx Огсут1 .

где ocyTq - среднеквадратическое отклонение суммарного вагопопотока, поступающего на железную дорогу по q стыкам (для современных условий: 4 < q < 11);

Осут I - то же по i-му стыку.

В этом случае yq - усут - 0,05. Соответственно, расчетный период поступления вагонопотоков, определяемый как устойчивый, псут = 4 суток.

Таким образом, устойчивое функционирование АИСО требует соблюдения условия (15), обеспечиваемого,в первую очередь, непревышением предъявляемых поездопотоков и вагонопотоков пропускной способности участков, перерабатывающей способности технических и выгрузочной способности грузовых станций (включая подъездные пути):

пер , яыгр

П ni — N„p , п, < Nnep, Л| < NBblrp , ... (17)

где nni - поездопоток, следующий по участкам;

П< - вагонопоток с переработкой для технических станций;

выгр

- вагонопоток, поступающий под выгрузку.

Работа в условиях рыночной экономики накладывает жесткие требования по минимизации используемых ресурсов т.к. только в этом случае ОАО «РЖД» может обеспечить конкурентоспособность, достигнуть максимизации прибыли. Поэтому в контур управления выполнением комплекса функций (13) необходимо вводить условие минимизации используемых ресурсов

Apec —>• min. (18)

В системе АИСО осуществляются взаимодействия по горизонтальным и вертикальным связям, которые могут быть формализованы.

Имеются характерные моменты текущего, времени: начало плановых суток -10 и корректировки оперативных планов -1], t2 ... tx, (где х - число

корректировок) для учета возмущающих воздействий V/ (обычно х=3).

Переход системы из состояния в момент времени 10 к состоянию в момент времени 11 можно описать определенными соотношениями. Например, для железной дороги Б) состояние управляемых объектов У с в момент времени С) можно представить в виде следующего функционала:

( У1.1, У2.1 .....) (1,)=Р01[?В1 ( У 1,0. У2,о •••■•) Со),

Аш((а1,оь а2,01......'Л',,01 , \у2,0ь......У1,оь У2.01 ••••)) (МО.

Яш (( а, 1,01, аГ2,01......wrl,ol. ............Г (уг|>0ь уй,01 ■■••)) (to.li)]... (19)

здесь у|,ь у2,1 ■•• - соответственно состояние управляемых объектов

железной дороги 01 в момент времени 1)', У|.о, Уг.о • • • - соответственно состояние управляемых объектов

железной дороги О) в момент времени 1:0; а|.оь 32,01-■• - соответственно параметры, характеризующие техническое и технологическое состояние объектов железной дороги Б) (ресурсов), определяющих выполнение планов в период времени (Г0, ^); w,.ol , W2,ol, - соответственно неучтенные при планировании в момент времени 10 возмущающие воздействия на оперативный ход перевозочного процесса; эти возмущения возникают в период времени (1:0.11 У1.01, Уг.о: ••• - соответственно состояние управляемых объектов (уI. У2 • • •) в период времени (10, ^ ). Составляющая П[и (...) характеризует воздействие агрегата сетевого уровня на ход выполнения плановых заданий в период времени (1:ц Д|). Аналогично строятся функционалы для У 02 , Ут и другие. Общая схема и установленные соотношения при раскрытии значений а, V/, у могут служить основанием для построения операторов в виде моделей

выработки управляющих решений.

Определена целевая функция решения задачи выбора варианта управления из множества возможных . вариантов на основе сравнения отклонений фактических показателей от плановых с учетом их весовых коэффициентов по стоимости затрат единицы изменения показателей:

М K"0"p .

Сопс= min { Е £ АХк * Ск }} , (20)

„ ie NT ¡=1 к=1

где: J

Cone

- стоимость сетевых затрат, возникающих из-за отклонении фактических значений показателей от плановых; М"п — множество рассматриваемых вариантов управления (планов); i - номер текущего варианта плана;

jj-notp _ количесхво показателей при выполнении функций оперативного

управления; к - номер текущего показателя; М - количество регионов; J - номер текущего региона; ДХк- отклонение значения k-го показателя; С\ - стоимость затрат единицы измерения показателя. В качестве ограничений принимаются: - допустимые значения отклонений параметров, например,

лхк>дхкнес,

где: AXkHCC- отклонение, априорно оцениваемое, как несущественное, например одна минута в графике движения;

допустимые изменения состояния управляемых объектов, с

использованием ресурсов которых оказывается воздействие на выполнение

управляемых параметров, например:

^пдл j^-ДПДЛ

где: Кдпдл - допустимое по работоспособности региона-донора количество передислоцируемых локомотивов ( Кпдл).

Ограничения определяются для конкретных железных дорог (регионов) и составляют часть нормативно-справочной информации.

Решение целевой функции (20) осуществляется методами оптимизации с использованием, как правило, эвристических методов, например, метода ситуационно-эвристического программирования (автор Л.П. Тулупов).

В третьем разделе разработаны основные вопросы диспетчерского управления в системе АИСО, включая: принципы организации диспетчерской структуры, условия построения и функционирования подсистемы обратной связи (ОСКАР-М), методы оценки и компенсации текущих значений контролируемых параметров системы при их отклонении от нормативных.

Интегрированная диспетчерская структура в ЦУП И ДЦУП основывается на диспетчерском обеспечении полного комплекса функций управления перевозочным процессом с установлением диспетчерской иерархии на основе функциональных отношений предшествования и приоритетов.

Функция Р| определяется выполнением подусловий А, В и С. Здесь:

А - подусловие выполнения Новых функций: рыночных требований по функции Р| - Р5ц, Р512, р5421 взаимодействия с внешними

системами (Р7), контроля инфраструктуры (Р6);

В - подусловие обеспечения всех принятых заявок на погрузку порожними вагонами;

С - подусловие минимизации затрат; для функции ?! - минимизация порожнего пробега вагонов при подаче под погрузку.

При этом имеются отношения предшествования:

А (Р31| , РМ2 , Р521 , 'ад -В, С (21)

Выполнение рыночных требований по функции Р| должны обеспечивать диспетчеры ЦФТО (сетевой уровень) и ДЦФТО (дорожный уровень); соответствующие их условные обозначения: ЦЦГФТО и ДГФТО.

Для выполнения функции Р7 в диспетчерских центрах выделяются:

- по Р7| - диспетчеры по морским и речным портам - ЦЦГМР (сетевой уровень), ДГМР (дорожный уровень при наличии крупных портов);

- по F72 - диспетчеры блока погрузки массовых грузов (уголь, нефтяные и др.) - ЦЦГр (сетевой уровень); ДГр, ДВ3 (дорожный уровень: по грузам или по крупным предприятиям);

- по F73 - диспетчеры по регулированию вагонных парков - ЦДГВ и ДГВ, а также по взаимодействию, с сопредельными железными дорогами -Ц ДГВ СНГ;

- по F74 - диспетчеры по использованию собственных вагонов - ДГСВ. Для выполнения функции Рб выделяются специализированные по

хозяйствам диспетчеры сетевого и дорожного уровней: пути (Fei) - ЦПГ и ПГ; локомотивного хозяйства (F62) - ЦТГ и ТГ; вагонного хозяйства (F63) -ЦВГ и ВГ; хозяйства энергоснабжения (F64) - ЦЭГ и ЭГ; хозяйства автоматики и телемеханики (F65) -ЦШГ и ШГ; по безопасности движения (F66) - ЦРБГ и РБГ.' Эта группа диспетчеров образует блок диспетчеров инфраструктуры, соответственно ЦДГИ и ДГИ.

Выполнение цодусловия В обеспечивают диспетчеры по регулированию вагонных парков и диспетчеры блока массовых грузов. В выполнении подусловия С основную роль выполняют ЦДГВ (сетевой уровень) и ДГВ. Выполнение этого подусловия при реализации функции F5 (F5u, F5,2, Fyil) требует постановки задачи оптимального распределения порожних вагонов с учетом динамики их поступления и потребления.

Необходимо найти минимум суммарного пробега порожних вагонов

», „ А _

X „'",, 0 * м[1, „--о Е £ £ W4'") • . при ограничениях V/ -.«/.....я-г-и....."i.y-i.....»■ (, 1 ¿4 /«о /1=о

D I i ¡ = 1.....т,

м i>.\

2) 1 i WW>)*by\0*p£dJt j = 1.....в,

ы ы

где X^J^)- количество порожних вагонов, которые надо отправить из / -ого района избытка порожних вагонов с количеством моментов поступления ()</<£, при времени их поступления г"' в j - ый район недостатка порожних вагонов с количеством моментов потребления 0< р <dj ко времени Т-е\

Сч - расстояние в километрах между I - ым и - ым районами; а;, - соответственно избыток и недостаток вагонов.

Решение данной задачи можно произвести на основе метода, предложенного докт. техн. наук( проф. Ивницким В.А., основанном на расширении пространства состояний с последующим решением стандартной транспортной задачи.

Функция Г2 определяется выполнением подусловий Б, Е, О и Н. Здесь: Б - подусловие выполнения новых функций Р5| , Р53, Р6; Е - подусловие обеспечения минимума отклонений от плановых заданий по передаче поездов по стыкам,

в, Н - подусловия минимизации затрат соответственно вагоно-часов и локомотиво-часов. Подобно (21):

О (Р5Ь Р53) - Е, в, Н ... (22)

Подусловие Е является приоритетным по отношению к подусловию В:

Е - В, ... (23)

Практически.это означает, что в случае задержек в продвижений поездов (нарушение подусловия Е) может ограничиваться или даже прекращаться погрузка в адрес затрудненного полигона сети и другие меры.'

Для управления передачей поездов на сетевом уровне выделяются укрупненные регионы, возглавляемые диспетчерами ЦЦГП, которые взаимодействуют со всеми другими диспетчерами по кругу выполняемых ими функций. На дорожном уровне выделяются районы управления во главе с диспетчером по району управления - ДТП.

Выполнение подусловия Е осуществляют также локомотивные диспетчеры сетевого - ЦДГЛ и дорожного - ДГЛ уровней, диспетчеры по плану формирования сетевого (ЦДГПФ) и дорожного (ДГПФ) уровней.

Диспетчеры ЦЦГП, ДГП, ЦДГЛ и ДГЛ определяют выполнение подусловий О и Н.

Функция Р3 определяется выполнением подусловий I, Т и К. Диспетчерское обеспечение подусловия I аналогично диспетчерскому обеспечению подусловия А функции Р, с учетом корректировки функций диспетчеров ЦЦГФТО и ДГФТО и исключения подмножества функций Р73.

Соответственно (22)

I (Рм , Р522 . Ря ) - Т, К (24)

Выполнение подусловия Т требует диспетчерского руководства развозом местного груза с обеспечением минимального отклонения от плановых заданий по количеству вагонов, доставляемых к местам выгрузки. Это в свою очередь должно обеспечить соблюдение заданных сроков доставки грузов, если они были нарушены при выполнении функции ?2. Если это имело место, то требуется выполнение заданий экономического регулятора по функции Р53.

Выполнение подусловий Т и К (минимизация вагоно- и локомотиво-часов) обеспечивают диспетчеры по выгрузке сетевого - ЦЦГВГ и дорожного -ДГВГ уровней.

Что касается функции Р4 (специальные перевозки), то ее реализация определяется соответствующими инструкциями, правилами и регламентами, контроль за выполнением которых осуществляют специальные диспетчеры -ЦДСпец, ДСпец.

Структура диспетчерского руководства включает в себя также диспетчеров верхнего иерархического уровня, которые координирует работу всех диспетчеров соответственно в ЦУП и ДЦУП в круглосуточном режиме.

На сетевом уровне это главный диспетчер ЦУП - ЦДГПС, а на дорожном - старший дорожный диспетчер ДЦУП - ДГПС. Эти диспетчеры участвуют в контроле выполнения всех функций Р|, Р2,.. .р7.

При распределении диспетчерских, функций требуется минимизировать время ожидания решения всех К, задач, поступающих в систему:

Тож (К3) —*■ пип

В качестве ограничений выступают: допустимые сроки решения задач в интервале (О, Т), где Т - сменный период; а также предельное значение

информационной загрузки каждого диспетчера в соответствии с

установленными нормативами. Последнее положение требует развития.

В известных работах загрузка диспетчеров определяется отношением времени непосредственного управления процессами к длительности смены.

Установлено, например (Г.М. Грошев), что для поездных диспетчеров допустимый уровень загрузки составляет 75% днем и 70% - ночью. Этот уровень может быть принят и для всех диспетчеров ЦУП и ДЦУП, т.к. для них характерно поступление большого числа запросов, требующих срочного решения, напряженный темп работы. В то же время в работе диспетчеров можно выделить интервалы пиковых загрузок, когда им приходится одновременно заниматься несколькими задачами. Для снижения влияния таких ситуаций на качество принимаемых решений в диспетчерской структуре целесообразно использовать принцип резервирования диспетчерских функций. Задача рассмотрена на примере диспетчеров укрупненных регионов ЦУП по направлениям Север, Юг, Восток.

Работу Каждого такого диспетчера можно формализовать как систему массового обслуживания. Обозначим через ^ случайную величину- время решения задачи, а интервал между поступлением задач через Максимальное количество задач, которое диспетчер должен решать одновременно - к. Требуется найти периоды времени, когда он должен решать одновременно более к9 задач, кТ;<к, где к0-допустимое число одновременно решаемых задач.

На основании натурных наблюдений для рассматриваемых диспетчеров время обслуживания имеет экспоненциальное распределение; Р{£ < г} = 1 — е-'"',

где ^ = 2,8 мин. (р- интенсивность обслуживания), а средняя длительность

интервала между последовательными моментами поступления задач имеет

экспоненциальное распределение: Р[£<1) = 1-е_д\ где — = 4 мин. (к -

X

интенсивность входящего потока).

Математическая постановка задачи заключается в следующем:

Имеем к - линейную систему массового обслуживания (СМО), в которую поступает пуассоновский поток требований с параметром Л. Время обслуживания имеет экспоненциальное распределение с параметром //. Требуется найти нестационарное распределение вероятностей ее состояний при произвольных начальных условиях.

Введем случайный процесс у(/) - число требований в СМО в момент времени <. Этот процесс является марковским. Обозначим

Р[у(1) = 1} = Р1(0, < = 0,1.....к.

Система дифференциальных уравнений для вероятностей состояний этой СМО />(0,1 = 0,1.....А:, имеет вид

+ + + + / = 1.....к-1. }

к

с произвольными начальными условиями Р:(0) = Р'°\1 = 0,\,...,к, ^Г р'°' = 1.

/=о

Решение этой системы линейных дифференциальных уравнений первого порядка возможно с использованием преобразования Лапласа.

Данная методика является универсальной для расчета пиковых нагрузок диспетчеров. В практических условиях важно определить значение к0. Изучение условий работы диспетчеров укрупненных регионов показало, что ка = 2. Точность определения вероятности состояний для практических целей может быть порядка 10-15%. С учетом этого расчеты для рассматриваемого случая показали, что эта вероятность высока Р<к>2) = 0,2 -г 0,23, что говорит о необходимости резервирования работы диспетчеров укрупненных регионов.

Практически было предложено ввести четвертого диспетчера (ЦДМС), который выполняет мониторинг ситуации и взаимодействует с главным диспетчером (ЦДГПС). При возникновении пиковых нагрузок он включается в решение поступающих задач. Функции резервирования при необходимости

выполняет и главный диспетчер. Схема резервирования с учетом принципов формализации, принятых в теории надежности, представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема резервирования работы диспетчеров: ЦЦГПСев, ЦЦГПСЮ, ЦДГПВ - диспетчеры регионов Север, Юг, Восток; ЦДМС - диспетчер по мониторингу, ЦДГПС - главный диспетчер.

В соответствии с установленными зависимостями (21)-(24) можно выделить три уровня в иерархической диспетчерской структуре центров управления. Верхний (первый) уровень определяет приоритетное руководство выполнением всех функций Р| - F^ на всем управляемом пространстве, а также управляющие воздействия экономического регулятора. Второй уровень определяет реализацию приоритетного подусловия Е на выделенной части управляемого пространства: укрупненные регионы в ЦУП и районы управлении в ДЦУП.

Третий (локальный) уровень определяется выполнением функций на ограниченной части сети, где расположены управляемые объекты, или локальных функций на сетевых или дорожных управляемых объектах.

Прикрепляя каждого функционального диспетчера к своему уровню, получаем иерархическую диспетчерскую структуру интегрированного управления функционированием системы АИСО.

Структурно диспетчерский аппарат необходимо также разделить на две группы в зависимости от использования для информационного обеспечения средств программно-технического комплекса центров управления:

А(К) - диспетчеры, для которых необходим коллективный мониторинг перевозочного процесса с использованием табло коллективного пользования -ТКП (диспетчеры, обеспечивающие выполнение подусловий В и Е);

Б(Л) - когда коллективный мониторинг процессов не требуется.

В целом, разработанная диспетчерская структура определяет интегрированную среду оперативного управления перевозочным процессом на сетевом и дорожном (региональном) уровнях.

Для организации обратной связи в АИСО требуется, прежде всего, получение плановых и текущих данных о контролируемых параметрах. Для функций АИСО такие параметры определяются пространством: дислокация по уровням управления - время - количественная оценка. Их информационное обеспечение достигается при использовании действующих информационных систем, в основном АСОУП-2. Поэтому ПТК АИСО встраивается в ПТК общей автоматизированной системы управления перевозочным процессом ОАО «РЖД» при максимально возможном использовании имеющихся БД, СУБД, СПД и вычислительных комплексов ГВЦ и ИВЦ.

Однако, при прямом подключении пользователей АИСО к действующим БД имеются трудности с достижением необходимого времени реакции системы (1рц) на запросы диспетчеров. Кроме того в действующих системах в должной степени не учитывается специфика организации обратной связи для АРМ диспетчеров ЦУП и ДЦУП.

Поэтому под руководством и при участии автора была разработана и реализована концепция формирования новой специальной структуры ПТК АИСО, обеспечивающей сравнение показателей Х0 и Х(1). При недопустимых отклонениях значений Х(0 от Х0 такая структура должна обеспечивать выдачу рекомендаций по устранению отклонений (если задача устранения рассогласований Х([) и Х0 решается в автоматизированном режиме) или выдачу по запросу диспетчера необходимых данных для ее решения в неавтоматизированном , режиме (с использованием или без использования вспомогательных программ). В настоящее время в основном

используется неавтоматизированный режим. Концепция предусматривает включение в ПТК АИСО специальной подсистемы контроля и анализа работы -ОСКАР-М.

Подсистема ОСКАР-М имеет; трехуровневую схему клиент-сервер, включающую: серверы базы данных (БД АСОУП-2, mainframe), серверы приложений (Web-серверы), где проводится специализированная обработка информации, и клиентские рабочие места (ПЭВМ).

Программное обеспечение клиентских рабочих мест строится по модульному принципу для обеспечения любых функций с минимальной загрузкой клиентского компьютера и пользовательского интерфейса.

Разработаны принципы построения и работы подсистемы ОСКАР-М:

1) максимальное использование информационного потенциала действующих систем управления перевозочным процессом;

2) обеспечение требуемого времени реакции подсистемы tpu;

3) использование принципа активного пользовательского интерфейса (АПИ) в работе ТКП и АРМ диспетчеров по всем выполняемым функциям;

4) единый цикл принятия решений при использовании ТКП и АРМ;

5) использование статистических зависимостей при сравнении значений X(t) и Х0.

При определении tpu следует исходить из условия обработки системой запроса за такое время tpu, в течение которого к диспетчеру с заданной степенью вероятности может поступить не более одной очередной (новой) задачи. Тогда будет соблюдено условие одновременного решения не более к0 =2 задач.

Вероятность поступления за время (0,1) не более одной новой задачи:

(U)° (А. I)1

Ро.|(0,0 = Ро(0,0 + Pi(0,t)= — eu + _— e"Xl

О ! 1 !

Принимая P0,i (0,t) = 0,95 и X = 0,25 требований/мин (для диспетчеров укрупненных регионов ЦУП, обеспечивающих выполнение приоритетного

подусловия Е), получим t = 1,38 ~ 1,4 мин, т.е. tpu<l,4 мин. Выполнение этого условия требует специальных решений по подсистеме ОСКАР-М. Время реакции при трехуровневой схеме подсистемы:

tpu - ЬС ^OJBC ^шсбд ^дрп ^итп, • • ' (25)

где tÄ3llc - время доставки запроса на Web-cepBep от ПЭВМ пользователя; toaiic - время обработки запроса на Web-cepBepe; Was - время обработки запроса на сервере базы данных; £дрп - время доставки результата из вэб-сервера на ПЭВМ пользователя; tum - время отображения результатов Web-браузером на ПЭВМ.

В современных системах пропускная способность СГ1Д достаточно высока. Поэтому tÄ3BC < 1 сек и tApn < 1 сек. Время tuw зависит от характеристик ПЭВМ. Разработаны требования, при которых tUIT, < 2 сек. В целом + (:дрП + t0TO < 4 сек. Основные затраты времени в выражении (25) связаны с обработкой запросов.

Сокращение этого времени достигается за счет заблаговременной подготовки информации со строгой ее ориентацией на пользователей АИСО. Это, в свою очередь, требует определения допустимого периода обновления информации to6H, а также разработки процедур обработки запросов.

Чем больше to6„ = (t¡+1 -1¡), тем больше отставание данных, поступающих в ПЭВМ в момент времени t¡ от реального оперативного состояния системы АИСО, фиксируемого системами АСОУП-2 и другими. Величину (t¡+1 - t¡) можно определить исходя из интервала корректировки нормируемых показателей, равного 4-гб ч. В этом случае надежности 0,95, характерной для расчетов в системах управления перевозочным процессом, соответствует интервал времени 0,2ч-0,3 ч. Соответственно в подсистеме ОСКАР-М типовой период ¿¿ь =0,25 ч (15 мин). В конце суток (15 ч -г 18 ч), интервал планирования для показателей «прием и сдача поездов (вагонов) по стыкам»,

«погрузка» и «выгрузка» может сокращаться до 2 ч, соответственно [об„ в конце

' к

суток Í«*» =5-10 мин.

Таким образом, появляется возможность заблаговременной подготовю данных для запросов на основе использования двух процедур: формирования АУеЬ-сервере специальных «расчетных» таблиц, ориентированных н возможные запросы пользователей, и непрерывного ведени «репликационных» таблиц (для запросов с неопределенным наборо параметров). Тогда, 1тпс + (озс6д < 30 сек, что обеспечивает выполнени требований к 1рц.

Значительное влияние возмущающих воздействий \У] (задержки поездо при следовании по участкам и на станциях), \У2 (необеспечение сроко погрузки, выгрузки, «брошенные» поезда на подходах к морским портам и др.) ~\У3 (снижение уровня выполнения всех показателей при сильных метелях др.) на оперативную работу требуют непрерывного контроля перевозочног процесса с целью обнаружения сбойных ситуаций (СС). Хронометраж времени затрачиваемого диспетчерами на восприятие и изучение СС - 1ЯИ , показал, чт (вн = 4-~7 мин. Существенное его снижение обеспечивается на основ разработанных положений по использованию в подсистеме ОСКАР-М функций АПИ, которые предусматривают:

a) непрерывное получение информации из АСОУП-2;

b) обработку в подсистеме ОСКАР-М массива входной информации с выявлением сбойных ситуаций (СС), их оценкой и автоматизированной специальной информацией (цветовой, звуковой) об этом диспетчеров;

c) выработку вариантов решения СС и предложения их диспетчеру;

А) мониторинг выполнения управляющих воздействий;

е) оценку действий диспетчера;

О формирование оперативных и отчетных форм в электронном виде для диспетчера, руководителей и исполнителей.

Разработан и реализован алгоритм работы подсистемы с функциями АПИ по устранению СС. В настоящее время на ТКП ЦУП ОАО «РЖД» в автоматизированном режиме более чем для 100 нормируемых показателей определяются отклонения с их оценкой (функции АПИ - а, Ь) при частичной

реализации функций с, с! и £ Оценка отклонений, а также их прогнозирование выполняются на основе следующих установленных видов статистических зависимостей изменения Х0 = в планируемый период:

- равномерный характер в течение суток, например, для величины Уу.,;

- равномерно - нарастающий, например, для передачи поездов по стыкам при равномерном распределении ниток грузовых поездов;

- равномерно-нарастающий с изменяющейся интенсивностью, например, для объемов погрузки в 1-го и 2-ю половины суток (рис. 4);

- нарастающий с перерывами, например, при предоставлении «окон»;

- нарастающий с переменной интенсивностью.

В момент времени ^ прогнозируемое значение нормируемого показателя Х^) определяется так, как показано на рис. 4.

Рис. 4. Равномерно-нарастающий вид изменения, нормируемого показателя с двумя периодами в течение суток (Т|, ТУ

Сокращение времени Сви достигается также за счет образования иерархической структуры построения выходных форм для показателей по принципу от общего (сеть) к частному (железная дорога) и еще к более частному (отделение, станция). Это позволяет быстро устанавливать дислокацию и причины СС.

Разработан и реализован замкнутый цикл использования ТКП и АРМ для устранения СС. Для этого на ТКП определяются технологические зоны обгцег внимания (ТЗОВ) - объекты управления или события, информация о работ которых является основой принятия управленческих решений. Бло информации строится из элементов, часть из которых являются активными ( комплексе АПИ). Сигналы от активных элементов ТЗОВ поступаю диспетчеру, который в своем АРМ раскрывает СС с использование\ иерархической структуры выходных форм для принятия решения.

На основе данных положений разработаны решения по устройству ТКП ЦУП и ДЦУП, обеспечивающие выработку управляющих решений в замкнутом контуре: объект управления - ТКП (АПИ) - АРМ (диспетчер) управляющее решение по устранению СС - объект управления.

Для компенсации недопустимых отклонений Х(0 от Х0 предложен мето ситуационного управления, в соответствие с которым составляется матрица Мврм выбора типа (г) и количественного значения (гг) регулировочных мероприятий в зависимости от ситуации по отклонениям:

р^рм5 ^пок ^-рв т^осд

мври = { г,, { гг, { г3, г4, (г5, О, {г, гг }е }а=, }ы }ы )<ы , (26)

Где г| 7,2 Ъ] - реквизиты наименований: железной дороги (1), станции (2), рода груза (3), рода вагона (4);

г5 - планируемый параметр;

О - взвешенное отклонение;

Количество:

КГ5 - регулировочных мероприятий, которые можно

применить для компенсации отклонений параметра г5

К"0" - планируемых показателей (для одного диспетчера - до 7);

Крв - учётных родов вагонов или грузов (вагонов -до 10 или основных грузов - до 15);

Гсд - отчётных станций на железной дороге (до 600);

Кл - железных дорог в ОАО «РЖД» (= 17);

Перечень возможных регулировочных мероприятий индивидуален для управляемых параметров и условий работы.

В диссертации рассмотрен конкретный пример построения матрицы Мврм выбора мероприятий при наличии недопустимых отклонений для управления технологическим процессом обращения маршрутов с лесными грузами на направлении Буй-Светогорск (Северная и Октябрьская железные дороги).

Исследования, изложенные в разделах 1-Ш диссертации, явились в последнее десятилетие основой разработки, построения и функционирования системы АИСО на сетевом и дорожном уровнях.

В четвертом разделе рассмотрены пути дальнейшего развития АИСО, которое связано с усилением математического и программного обеспечения на основе математического моделирования элементов перевозочного процесса, включая линейный уровень. Это обеспечит переход АИСО к программному уровню системы - АИСО-П. Основу этой системы составит созданная техническая и технологическая база ЦУП и ДЦУП.

Для задач АИСО-П характерно, что с течением времени увеличивается их количество и усложняются методы решения при использовании больших объемов информации. Эти задачи делятся на три типа: с четкой формализацией управляемых процессов, формализуемые при агрегированном отображении структуры управляемого объекта и задачи, которые не могут быть в достаточной степени адекватно формализованы. Установлены основные закономерности и пути решения управляющих задач различных типов.

Важнейшей частью АИСО-П являются математические модели элементов перевозочЕюго процесса. Разработка единой модели наталкивается на огромные трудности, определяемые: множеством влияющих параметров, многообразием характеристик, большой размерностью системы и др. Необходима декомпозиция общего процесса с разработкой интегрированного комплекса моделей (ИКМ). Набор конкретных моделей определяется на основе матрицы целей Мху, где х - функциональное направление диспетчерской деятельности, у - уровни управления. Элементы

матрицы в этом случае являются возможными целями оперативног управления в комплексе целей (КЦ). Тогда:

КЦ -► ИКМ-► ЛИСО

Предложена классификация моделей - типовые; базовые и модели разрабатываемые на их основе; специальные. Установлен первоочередно' состав ИКМ при разработке конкретных моделей. В диссертации рассмотре! пример построения матрицы целей и ИКМ для автоматизированной системь оперативного управления работой одного из сетевых направлений.

Требуется развитие информационной базы системы на основ использования БД комплекса примерно десяти информационных систем ОА «РЖД» (ДИСПАРК, ГИД «УРАЛ-ВНИИЖТ», АСУСС, АСУГС и др.) построенных с использованием различных программных продуктов Разработана схема , поступления таких данных в унифицированну1 информационную платформу подсистемы ОСКАР-М с последующей и обработкой на '\¥еЬ-сервере и передачей полученных результате пользователям.

Внедрение АИСО-П выдвигает задачу разработки таких характеристи для ЦУП и ДЦУП (РЦУП), которые дают оценку способности таких центров решению функциональных задач.

Каждый центр управления представляет собой совокупност функциональных рабочих мест г = 1,..., /V, поэтому характеристики должны быт

ориентированы на их использование для решения у задач ] = 1.....п, накаждо

Ьом рабочем месте. Для каждой у -ой задачи устанавливаются исходны данные: потребная и имеющаяся переменная (текущая) информация (в ЦУП ДЦУП); потребная и имеющаяся нормативно-справочная информация потребное и действительное время решения задачи; потребное I действительное время передачи выработанных решений исполнительны!, органам. Степень приспособленности центров управления к выполненш функций на / - ом рабочем месте определяется характеристиками отображаемости объекта, достоверности информации, своевременност!

получения информации, своевременности решения задач и управляемости по отношению к задачам. Предложены методики их расчета.

Экономическая эффективность от внедрения централизованной диспетчерской системы обеспечивается за счет улучшения технических показателей оперативной работы. Сокращается продолжительность каждого этапа процесса управления (сбор, передача, обработка, выработка решений и команд управления), следовательно, повышается ценность информации. Оперативное воздействие на процесс дает меньше потерь при отклонениях от технологических нормативов, а обоснованные решения оптимизируют затраты на достижение цели. Наряду с повышением эффективности отдельных АСУ достигается и синергетический эффект, обеспечивающий превышение эффекта совместного функционирования всех систем АСУ над суммой эффектов их автономной деятельности.

Величина годового эффекта от использования централизованной диспетчерской системы по результатам расчетов, проведенных в рамках выполненного исследования, оценивается в размере 360-440 млн. руб. с учетом налоговых платежей (в ценах 2007 г.).

Заключение

1. На основании исследований решена крупная, имеющая важное хозяйственное значение, научная проблема построения АСУ ТП отраслевого уровня - автоматизированной системы управления перевозочным процессом (АИСО) в Компании ОАО «РЖД», обеспечивающей выполнение основных перевозок на железнодорожном транспорте общего пользования страны.

Системное использование, впервые в оперативном управлении, принципов АСУ ТП отраслевого уровня, позволило установить логически четкие взаимосвязи в иерархической управляющей структуре железнодорожного транспорта, построить эффективную систему управления перевозочным процессом.

2. Разработана структура АИСО, как замкнутая система с обратно связью, включающая: управляемые объекты - совокупность потоков поездо вагонов и грузов; управляющие устройства - иерархию диспетчерских центро сетевого (ЦУП) и дорожного (ДЦУП) уровней; исполнительные устройств Управляющие решения принимаются на основе предложенной целево функции оперативного управления, сравнения текущих значени контролируемых показателей Х(Ч) с плановыми Х0(Ч), учета внутренних внешних возмущающих воздействий (\У). 1

3. Выполнена математическая постановка задачи укрупнения полигоно оперативного управления в условиях структурной реформы ОАО «РЖД> Определены: целевая функция, технологический критерий, ограничения факторы изменения производственных затрат при переходе к регионально структуре. Для перспективных условий предложены варианты управлени перевозочным процессом на основе укрупненных регионов.

4. Определены дополнительные требования к системе управления:

- выполнение подмножеств новых функций: по обеспечению рыночны требований, оперативному контролю состояния технических средст взаимодействию с внешними системами. Установленные пересечения множест и подмножеств функций должны учитываться в диспетчерской структуре;

- обеспечение условия устойчивого функционирования АИСО на основ непревышения установленного в диссертации предельного уровня размеро вагонного парка, находящегося на полигонах управления;

- минимизация используемых ресурсов применительно к функциям учетом отношений предшествования;

- построение операторов в виде моделей выработки управляющи решений на основе функционалов формализации взаимосвязей в системе.

5. Обоснована интегрированная структура диспетчерского управления п выполнению традиционных и новых функций. Определен функциональны' состав диспетчеров, их иерархия и взаимодействие с учетом предшествовани функций при делении диспетчеров на две группы: первая, когда необходи

коллективный мониторинг перевозок и вторая - при управлении локальными объектами или процессами.

6. Разработана методика резервирования в работе диспетчеров с учетом периодов их пиковых загрузок. Практически решен вопрос резервирования работы диспетчеров укрупненных регионов ЦУП ОАО «РЖД».

7. Разработана подсистема контроля и анализа выполнения оперативных планов (ОСКАР-М), обеспечивающая: реализацию функции обратной связи в АИСО; использование информационного потенциала действующих АСУ в ОАО «РЖД»; преодоление сбойных ситуаций с использованием принципа активного пользовательского интерфейса (АПИ); взаимоувязанное функционирование ТКП и АРМ с единым циклом принятия решений; построение иерархической структуры выходных документов подсистемы ОСКАР-М; использование установленных статистических зависимостей изменения значений нормируемых показателей в течение планового периода; реализацию обоснованного времени реакции подсистемы (1рц < 1,4 мин) за счет заблаговременной и направленной подготовки информации при установленном

м

типовом периоде ее обновления = 15 мин.

Разработана логическая организация базы данных при управлении «по отклонениям», предложены методы оценки и компенсации отклонений.

8. Разработаны требования к ТКП, включающие: условия отражения контролируемых параметров; формирование топологии полигона управления и отражения событий на основе технологических зон общего внимания (ТЗОВ), включающих группы информационных элементов, в том числе активные.

9. На основе разработанных положений для ЦУП ОАО «РЖД» разработан автоматизированный режим определения отклонений более чем для 100 показателей. Эти положения реализованы и в ДЦУП (Октябрьская, Северная, Куйбышевская, Северо-Кавказская и др.). В диссертации рассмотрен конкретный пример организации оперативного управления технологическим процессом обращения кольцевых маршрутов с лесными грузами на полигонах Северной и Октябрьской железных дорог.

10. Развитие АИСО связано с разработкой программного обеспечени на основе математического моделирования составляющих перевозочног процесса с переходом к программному уровню системы - АИСО-П, На основе разработанной матрицы целей определен интегрированный комплек моделей (ИКМ) для АИСО-П. Предложенная классификация математически моделей определяет порядок их разработки с выделением работ первого этапа.

11. Установлены теоретические положения расчета характеристи приспособленности диспетчерских центров К выполнению функци оперативного управления, в том числе характеристики: отображаемост] объекта, достоверности информации, своевременности получения информаци своевременности решения задач, управляемости по отношению к задачам.

I

12. Разработанные в диссертации теоретические положения практические предложения нашли внедрение в ЦУП ОАО «РЖД» и ДЦУГ Северо-Кавказской, Северной, Куйбышевской, Октябрьской, Приволжско" Дальневосточной, Южно-Уральской, Юго-Восточной и Московской железны дорог. Элементы системы внедряются и на других железных дорога Выполненные расчеты по технико-экономической оценке результате внедрения подтверждают их эффективность.

Основные положения диссертации опубликованы в . следующп работах:

Перечень работ, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций (1-8).

1. Поплавский A.A., Лизунов А.И. Сквозное оперативное управлени поездной работой на направлениях// «Железнодорожный транспорт». - М. 2007. -№ 1.. С. 16-24.

2. Поплавский A.A. Новое в оперативном управлении перевозочны процессом// «Железнодорожный транспорт». - М.: 2007. - № 5. - С. 57-61.

3. Поплавский A.A. Автоматизированная система оперативног руководства перевозками ОАО «РЖД, моделирование эксплуатационно работы»// «Железнодорожный транспорт». - М.:- 2007. - № 1- С. 37-39.

4. Сотников Е.А., Поплавский A.A. Общие принципы построения системы оперативного управления перевозочным процессом// Наука и техника транспорта. - М.: 2007. - № 2. - С. 81-85.

5. Поплавский A.A. Горизонты информационных связей// «Мир транспорта». - М.: 2007. -№ 03. - С. 108-112

6. ' Поплавский A.A. Организация диспетчерского руководства в автоматизированных центрах управления// «Железнодорожный транспорт». -М.: 2007. - № 10. - С. 20-23.

7. Гапанович В.А., Поплавский A.A. Управление линией Москва-Санкт-Петербург при организации высокоскоростного движения// «Железнодорожный транспорт». - М.: 2008. -№ 2. - С. 11-13.

8. Поплавский A.A. Оперативное управление перевозками: новый этап автоматизации// Железнодорожный транспорт - М.: 2008. - № 11. - С. 40-42.

9. Поплавский A.A. Создание эффективной управляющей системы для оперативного руководства перевозочным процессом на железнодорожном транспорте (монография)// Интекст. - М.: 2007. - С. 184.

10. Поплавский A.A. Анализ потоков информации при автоматизации функций поездного диспетчера// Вестник ВНИИЖТ. - М.: 1986. - № 3. - С. 4-8.

11. Поплавский A.A. Математическая модель' автоматизированной системы обработки информации на рабочем месте поездного диспетчера// Вестник ВНИИЖТ. - М.: 1988. - № 6. - С. 8-11.

12. Поплавский A.A. Создание сети центров управления перевозками МПС // Сборник докладов международной конференции «Совершенствование транспортного обслуживания перевозок грузов на основе внедрения информационных систем» - М.: 2001. - С. 199-201.

13. Поплавский A.A. Новые информационные технологии в автоматизированной системе управления перевозочным процессом. // Сборник докладов 8-й Международной практической конференции «Инфотранс-2003» -Санкт-Петербург: 2003, октябрь. - С. 28-37.

14. Поплавский A.A., Барановский JI.B. Основные принципы создаии информационной среды сети региональных центров управления перевозкам МПС// Сборник докладов Международной конференции ТРАНСТЭК-2005. Санкт-Петербург: - 2005. - С. 23-29.

15. Шаров В.А., Поплавский A.A. Интеграция систем управлени перевозками и инфраструктурой железных дорог// Сборник трудов научи практической конференции «Инновационные проекты, новые технологии изобретения» ОАО «РЖД», «Интекст». - М.: 2005. - С. 58-59.

16. Поплавский A.A. Принципы выбора исходных данных дл организации оперативного управления перевозочным процессом ОАО «РЖД» Вестник ВНИИЖТ. - М.: 2006.-№ 5. - С. 41-43.

17. Поплавский A.A., Иванов М.Т., Ефремов Д.И. Система центро управления перевозками на железных дорогах России (История создания задачи развития)// Евразия-Вести. - М.: 2006. - №5. - С. 20-21.

18. Поплавский A.A. Автоматизация оперативного управлени перевозочным процессом в ЦУП ОАО «РЖД» // «Железные дороги мира». - М

2006. - № 12. - С. 59-62.

19. Поплавский A.A. Новые информационные технологии и систем центров управления перевозочным процессом на , железнодорожно транспорте// Сборник докладов Международной научно-практическо конференции «Современные тенденции развития средств управления н железнодорожном транспорте» - М.: 2006. - С. 22-33.

20. Поплавский A.A.., Основные направления деятельности и целева задача управления оперативной работой в узлах иерархической структуры Труды ВНИИАС, вып. 7. - М.: 2007. - С.166-183.

21. Поплавский A.A. Оперативная система контроля и анализа работ1 железных дорог ОСКАР-М// «Автоматика, связь, информатика. АСЙ». - М

2007.-№ 1,-С. 37-39.

22. Поплавский A.A. Экономические принципы совершенствования оперативного управления перевозочным процессом// «Экономика железных дорог»,- М.: 2007. - № 3. - С. 58-64.

23. Ивницкий В.А , Поплавский A.A. Теоретические основы разработки характеристик центров управления перевозочным процессом// Вестник ВНИИЖТ, - М.: 2007. - № 6. - С. 42-45.

24. Поплавский A.A. Специализированные центры диспетчерского управления движением поездов на высокоскоростных магистралях. Сборник научных трудов научно-практической информации. «Научные проблемы технического развития железнодорожного транспорта»// ОАО «РЖД» -ВНИИЖТ. - М.: 2008. - С. 126-128.

25. Поплавский A.A. Развитие системы управления перевозочным процессом при реформировании железнодорожного транспорта // Бюллетень транспортной информации. - М: 2008. - № 8. - С. 33-35.

26. Поплавский A.A. Контроль состояния пути и подвижного состава -важный элемент системы оперативного управления перевозочным процессом // Сборник трудов научно-практической конференции «Устройство и содержанке пути и подвижного состава при тяжеловесном и грузовом движении». ОАО «РЖД», ВНИИЖТ. - М.: 2008. - С. 228.

27. Поплавский A.A. Автоматизированное управление доставкой лесных грузов кольцевыми маршрутами/У М.: Инфотранс. - 2008. - С. 51-58.

28. Ададуров С.Е., Поплавский A.A. Рычаг управления -информационные технологии// РЖД «Партнер». - М.: 2008. - № 22. - С. 24-25.

29. Поплавский A.A. Программа контроля обеспечения своевременной доставки грузов//Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008615155 от 24 октября 2008 г.

30. Поплавский A.A. Программа активного контроля выполнения темпов погрузки на сети железных дорог// Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ№ 2008615168 от 27 октября 2008 г.

ПОПЛЛВСКИИ Андрей Адольфович

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА В ОПЕРАТИВНОМ РЕЖИМЕ (сетевой и региональный уровни)

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и

производствами (транспорт) 05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени, доктора технических наук

Подписано в печать 20. 02. 09! Усд^-печ.л. -3,О.

Печать офсетная. Бумага для множит.апп. Формат 60x84 1/16

Тираж 100 экз. Заказ № 1/.2,______

Типография МНИТ, 127994, Москва, ул. Образцова, д.9,стр.9.

%

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ В ОПЕРАТИВНОМ РЕЖИМЕ. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ.

Глава 1. Предмет исследования.

1.1. Состав информационной системы.б

1.2. Возмущающие воздействия.

1.3. Схема взаимодействий в системе оперативного управления перевозочным прогрессом.

Глава 2. Отечественный и зарубежный опыт разработки управляющих систем для оперативного руководства перевозочным процессом на железнодорожном транспорте.:.

2.1. Организация оперативного управления перевозочным процессом в период до внедрения вычислительной техники, новых средств информационного обеспечения и автоматизированных комплексов.:.:.

2.2. Переход к новым технологиям управления на отечественных железных дорогах. Развитие информационных технологий.

2.3. Центры управления перевозками и информационные технологии за рубежом

Глава 3. Теоретические исследования в области создания управляющих систем оперативного управления перевозочным процессом.

3.1. Общетеоретические предпосылки.

3.2. Исследования для железнодорожного транспорта.

Глава 4. Постановка проблемы.

РАЗДЕЛ II. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ.

ПОСТРОЕНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ АИСО.

Глава 5. Выбор иерархической структуры построения. управляющего устройства системы АИСО.

5.1. Переход от дорожных к региональным центрам управления при структурной реформе железнодорожного транспорта.

5.2. Экономическая оценка укрупнения регионов оперативного управления при создании регионов.

5.3. Выбор регионов оперативного управления на основе технологического критерия

Глава 6. Развитие фу1 жцио! 1алы юго состава и введение дополнителы 1ых требований к устойчивому и эффективному функционированию системы АИСО

6.1. Определение и классификация новых функций оперативного управления.

6.2. Дополнительные требования к устойчивому и эффективному функционированию системы АИСО в современных условиях.

Глава 7. Формализация взаимосвязей, определяющих выработку операторов в управляющем устройстве.

7.1. Взаимосвязи в структуре оперативного. управления.I.

7.2. Целевая функция оперативного управления.ПО

РАЗДЕЛ III. ИНТЕГРИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕМ СИСТЕМЫ АИСО.

Глава 8. Интегрированная структура диспетчерского управления.

8.1. Диспетчерское обеспечение комплексного выполнения функций оперативного управления.

8.2. Принцип резервирования в работе диспетчеров.

8.3. Иерархические диспетчерские структуры сетевого и доролсного (регионального) центров управления.

Глава 9. Подсистема контроля и анализа выполнения оперативных планов (ОСКАР-М).

9.1. Технологическое содержание подсистемы ОСКАР-М, информационное обеспечение.

9.2. Основные принципы структурных, технологически и программных решений при построении подсистемы ОСКАР-М.

9.3. Управление по отклонениям.

9.4. Автоматизированное управление технологическими процессами доставки грузов на примерах обращения замкнутых кольцевых маршрутов с лесными грузами и маршрутов по доставке сырья в адрес металлургического комбината.

РАЗДЕЛ IV ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АИСО.

Глава 10. Проблема развития АИСО.

10.1. Общая постановка проблемы.

10.2. Некоторые общие закономерности управляющих задач перевозочного прогресса на лселезнодороэюном транспорте.

10.3. Особенности разработки управляющих задач первой и второй групп.

10.4. Интегрированный комплекс математических моделей АИСО-П.

10.5. Классификация АРМ в диспетчерских центрах управления.

10.6. Выбор интеграционного комплекса моделей на примере решения задачи оперативного управления поездной работой сетевого направления.

Глава 11. Теоретические основы разработки характеристик центров управления перевозочным процессом.

11.1. Постановка вопроса. Виды характеристик.

11.2. Определение значений характеристик функционирования диспетчерских центров управления.

Глава 12. Внедрение результатов исследований и их технико-экономическая эффективность.

12.1. Внедрение результатов исследований.

12.2. Технико-экономическая эффективность внедрения результатов исследования

12.3. Оценка влияния изменения комплексных качественных показателей использования подвижного состава на расходы.

12.4. Результаты расчетов по оценке эффекта.

Железнодорожный транспорт является основным звеном транспортного комплекса России, выполняя около 40% объема перевозок грузов и пассажиров в стране. При этом годовое отправление грузов превышает 1,3 млрд. тонн, перевозится более 1,3 млрд. пассажиров.

В современных рыночных условиях общая структура «железнодорожный транспорт» организационно разделяется на множество самостоятельно управляемых компаний-собственников подвижного состава и инфраструктурных объектов, основной и крупнейшей из которых является ~ Открытое акционерное общество «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), выступающее в роли общенациональной транспортной компании. Именно работа компании ОАО «РЖД» оказывает превалирующее влияние на организацию процесса железнодорожных перевозок в стране. Поэтому так важно достижение высокого уровня управления ее работой.

Перевозочный процесс является основным видом деятельности ОАО «РЖД». Оперативное управление этим процессом представляет из себя одну из наиболее сложных функций в работе железнодорожного транспорта, поскольку необходимо обеспечивать выполнение комплекса задаваемых выходных значений параметров при ограниченных ресурсах многомерного управляемого объекта и значительных возмущениях.

Отметим, что перевозочный процесс организуется на сети протяженностью 85,5 тыс. км, на которой одновременно в движении находятся тысячи грузовых поездов, обращаются сотни тысяч вагонов, тысячи локомотивов и локомотивных бригад. Их технологическое функционирование обеспечивают: тысячи станций (в том числе около 1 тыс. крупных); сотни локомотивных и вагонных депо, дистанций пути, сигнализации и связи; и другие структуры. Необходимо на всей сети обеспечить единое управление перевозочным процессом, поскольку сбой в поездной или грузовой работе в одном месте может негативно влиять на работу участков, направлений и целых регионов сети.

Повышение качества оперативного управления перевозочным процессом требует создания и развития соответствующей автоматизированной системы АСУ ТП. Она, подобно другим аналогичным системам, должна включать в себя управляемые объекты, управляющие и исполнительные устройства. При этом следует в полной мере использовать возможности уже созданных информационных систем, таких как АСОУП, ДИСПАРК и других.

Построение и организация работы АСУ ТП для оперативного управления перевозочным процессом железных дорог основываются на~ использовании в качестве управляющих устройств на сетевом и региональном уровнях иерархически структурированных автоматизированных диспетчерских центров управления, имеющих сложный программно-технический комплекс.

Обеспечение эффективного функционирования и развития таких диспетчерских центров представляет собой одну из важнейших задач ОАО «РЖД».

Целью исследования является обоснование и выбор принципов построения АСУ ТП отраслевого уровня - автоматизированной системы управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте в оперативном режиме (АИСО), технологии ее функционирования с разработкой конкретных решений по обеспечению эффективной работы основного звена этой системы — сетевого и дорожных (региональных) автоматизированных диспетчерских центров ОАО «РЖД».

Все это определяет актуальность, а также научное и практическое значение выполненного исследования.

Основные задачи, требующие решения для выполнения поставленной цели, рассмотрены в первом разделе диссертации.

Выводы по четвертому разделу

1. Внедрение иерархической структуры автоматизированных диспетчерских центров сетевого и дорожного уровней с использованием в оперативном управлении принципов АСУ ТП (управление по отклонениям) позволило на современном этапе на основе создания системы АИСО повысить эффективность оперативного управления перевозочным процессом. Однако, этим возможности созданной системы далеко не исчерпываются. Дальнейшее ее совершенствование с существенным развитием математического и программного обеспечения на основе математического моделирования составляющих перевозочного процесса по всем уровням управления: сетевой - дорожный (региональный) - местной работы - структурных подразделений линейного уровня, с тем, чтобы в режиме реального времени диспетчерам предлагались конкретные решения с учетом влияния возмущающих воздействий по вводу перевозочного процесса в нормативные рамки (переход от АИСО к программному уровню системы -АИСО-П).

2. Определено деление управляющих задач на две больших группы, характеризующихся: возможностью достижения оптимизационных решений на основе частной формализации процессов (1-я группа) решением задач при невозможности достаточно строгой формализации процессов на основе имеющегося опыта управления (2-я группа). Такое существенное различие между этими группами управляющих задач является основой различных подходов к их разработке и организации функционирования.

Установлены основные закономерности управляющих задач оперативного управления перевозочным процессом и особенности разработки управляющих задач различных типов.

3. Предложено понятие интегрированного комплекса моделей (ИКМ), разработка которых требуется в АИСО-П. Установлен комплекс целей (матрица целей) на основе которых должны разрабатываться модели работы управляемых объектов в соответствии с функциями диспетчерского аппарата.

Предложена классификация моделей, порядок организации работ по моделированию перевозочного процесса в оперативном режиме и перечень первоочередных моделей для внедрения в АИСО-П.

4. Разработаны теоретические основы характеристики диспетчерских центров управления. При этом степень их приспособленности к выполнению функций оперативного управления перевозочным процессом определяются характеристиками: отображаемости объекта, достоверности информации, своевременности информации, своевременности решения задач и управляемости по отношению к задачам.

5. Выполнены расчеты по определению технико-экономических результатов внедрения разработок, которые показали их высокую эффективность.

Заключение. Общие выводы

1. На основании выполненных исследований решена крупная, имеющая важное хозяйственное значение, научная проблема построения АСУ ТП отраслевого уровня - автоматизированной системы управления перевозочным процессом железнодорожного транспорта в оперативном режиме (АИСО), обеспечивающей реализацию основных функций по управлению грузовыми перевозками в сетевом и дорожных автоматизированных диспетчерских центрах - основных управляющих устройствах перевозочным процессом в Компании ОАО «РЖД», обеспечивающие основные перевозки к стране на железнодорожном транспорте общего пользования.

Использование при построении АИСО, впервые в практике управления эксплуатационной работой, принципов, характерных для АСУ ТП отраслевого уровня, позволило установить логически четкие взаимосвязи в сложной иерархической управляющей структуре железнодорожного транспорта, построить эффективную систему управления грузовыми перевозками.

2. Установлена структура АИСО, включающая в себя: управляемые объекты (УО) - совокупность поездов, вагонов и грузов, продвижение потока которых осуществляется на основе исполнения технологий перевозочного процесса; принимающие управляющие решения (УР) управляющие устройства (УУ) - иерархическая структура автоматизированных диспетчерских центров сетевого (ЦУП) и дорожного (ДЦУП) уровней, состоящие из программно-технического комплекса (ПТК) и штата диспетчеров и руководителей, ответственных за выполнение оперативной работы ОАО «РЖД»; исполнительные устройства (ИО) совокупность технических и программных средств, а также работники уровня организации местной работы (отделений дорог) и уровня линейных предприятий (станции, депо и др.), а также руководители движения на участках, т.е. поездные диспетчеры независимо от места расположения их рабочих мест. В ИО определяются рациональные пути выполнения УР без изменения заданных параметров.

На вход УУ на основе принципа обратной связи поступает текущая информация о контролируемых показателях Х(Ч), которые сравниваются с плановыми Х0(Х). УР принимаются с учетом различных видов внутренних и внешних возмущающих воздействий (\¥), а также на основе предложенной целевой функции оперативного управления.

В целом АИСО представляет собой известную в теории автоматизированных систем управления замкнутую систему с обратной связью.

3. Образование в конце 1990-х - начале 2000-х годов двух уровней диспетчерских центров ЦУП и ДЦУП в значительной степени было определено административной структурой железнодорожного транспорта. Проводимая структурная перестройка ОАО «РЖД», сопровождающаяся разделением функций содержания инфраструктуры и организации перевозочного процесса, определяет необходимость рассматривать последнюю применительно к некоторым регионам управления, протяженность которых должна определяться исключительно исходя из эффективности выполнения перевозочного процесса.

Выполнена математическая постановка решения данной задачи, определены целевая функция, ограничения и факторы изменения производственных затрат при переходе к иерархической структуре ЦУП-РЦУП (РЦУП - диспетчерские центры регионального уровня). На основе проведенных расчетов для перспективных условий предложены варианты объединения полигонов железных дорог в 5-7 регионов.

4. В целях обеспечения соответствия АИСО современным условиям функционирования ОАО «РЖД» определены следующие дополнительные требования к ее эффективной и устойчивой работе: включение в контур управления перевозочным процессом подмножества новых функций: по выполнению договорных требований клиентуры на перевозки грузов, оперативного контроля за состоянием технических средств железных дорог, взаимодействия с внешними системами; при этом установленные пересечения подмножеств функций являются основой организации взаимодействия диспетчерского аппарата;

- обеспечение установленного в диссертации предельного уровня размеров вагонного парка, находящегося на полигонах управления, при которых могут устойчиво выполняться плановые нормативы;

- минимизация используемых ресурсов применительно к выполняемым функциям с учетом отношений предшествования при первоочередном выполнении функций связанных с обеспечением грузов, следующих с особыми и оплаченными требованиями на перевозку; минимизирующих пени (штрафы) за просрочку доставки грузов; обеспечивающих устойчивую передачу поездопотоков по стыкам;

- построение операторов в виде моделей выработки УР на основе установленного функционала формализации взаимосвязей в структуре оперативного управления с учетом: многомерного состояния системы, связанного с расположением УО; параметров, характеризующих техническое и технологическое состояние ресурсов; фактического выполнения плановых параметров; возмущающих воздействий.

Для собственников вагонных парков, а также для пулов вагонных парков при оперативном руководстве ими соответствующими структурами ОАО «РЖД» разработана новая постановка задачи распределения порожних вагонов с учетом динамики поступления и потребления ресурсов (вагонов), отвечающая требованиям рыночной экономики.

5. Обоснована интегрированная структура диспетчерского управления обеспечивающая в целом выполнение традиционных и новых функций. В диссертации последовательно по функциям определен состав диспетчеров сетевого и дорожных центров управления, их иерархия и организация взаимодействия с учетом предшествования функций в процессе выполнения; при этом преимущество получают задачи, решаемые диспетчерами, выполняющими на сетевом и дорожном уровнях роль экономического регулятора.

Предложена схема деления диспетчерского аппарата центров управления на две группы: А(К) - диспетчеры, для которых необходима реализация коллективного мониторинга перевозочного процесса с устройством табло коллективного пользования (ТКП) и Б(Л) - диспетчеры, управляющие относительно локальными объектами или процессами.

6. Разработана методика решения вопроса резервирования в работе диспетчеров с учетом периодически возникающих периодов пиковых загрузок. На основе критерия максимально возможного числа одновременно решаемых диспетчером задач 1<0 ( к0 = 2) разработана общая методика определения вероятности возникновения пиковых периодов, а на примере диспетчеров укрупненных регионов ЦУП ОАО «РЖД» определено конкретное значение такой вероятности и предложено практическое решение резервирования работы этой группы диспетчеров.

7. Разработано решение задачи реализации функции обратной связи на основе создания подсистемы контроля и анализа выполнения оперативных планов (ОСКАР-М) включая:

- информационное обеспечение подсистемы за счет использования информационного потенциала действующих автоматизированных систем управления перевозочным процессом путем встраивания ПТК ОСКАР-М в ПТК общей автоматизированной системы ОАО «РЖД» (ГВЦ, ИВЦ железных дорог);

- использование принципа активного пользовательского интерфейса (АПИ) в работе ТКП и АРМ диспетчеров по всем выполняемым функциям и уровням управления на основе непрерывной обработки массивов информации с выявлением сбойных ситуаций;

- разработки логической организации базы данных при управлении по отклонениям фактических значений показателей работы управляемых объектов от плановых; предложены методы оценки и компенсации отклонений; организация взаимоувязанного использования ТКП и АРМ диспетчеров с единым циклом принятия решений;

- использование установленных основных видов статистических зависимостей изменения в течение планового периода фактических значений контролируемых показателей при сравнении текущих и нормативных значений контролируемых параметров перевозочного процесса;

- построение иерархической структуры выходных документов подсистемы ОСКАР-М;

- обоснование требуемого времени реакции подсистемы tpu <1,4 мин и его обеспечение за счет заблаговременной подготовки информации в подсистеме ОСКАР-М со строгой ее ориентацией на различных пользователей при обоснованном типовом периоде обновления информации m toc =15 мин.

8. Разработан комплекс требований к устройству и работе ТКП, включающий: формирование топологии полигона управления, укрупнено отражающей схему путевого развития на основе выделения технологических зон общего внимания (ТЗОВ);

- использование принципа выделения ТЗОВ для отражения на ТКП событий (функциональных видов деятельности диспетчерского аппарата);

- разработку выходных форм для ТЗОВ, включающих группу информационных элементов, часть из которых (или все) являются активными в соответствии с принципами АПИ;

- обеспечение комплексного использования ТКП и АРМ на основе замкнутого цикла получения информации, принятия и реализации диспетчерских решений.

Комплекс этих требований реализован при создании ЦУП и ДЦУП.

9. На основе разработанных в диссертации решений в настоящее время с использованием подсистемы ОСКАР-М в системе АИСО на ТКП ЦУП ОАО «РЖД» в автоматизированном режиме определяются отклонения с их оценкой более чем для 100 показателей оперативного плана (погрузка общая и по родам грузов, выгрузка, размеры вагонных парков, передача поездов и вагонов по междорожным стыкам и др.). Эти же показатели могут детализироваться диспетчерами ЦУП по железным дорогам, отделениям и станциям в АРМ диспетчеров ЦУП. Принцип управления по отклонениям соответствующими показателями оперативного плана с использованием подсистемы ОСКАР-М реализован и в ДЦУП (Октябрьская, Северная, Куйбышевская, Северо-Кавказская и др.).

Показана возможность использования предложенных принципов управления по отклонениям для отдельных составляющих перевозочного процесса на примерах - технологического процесса обращения замкнутых кольцевых маршрутов с лесными грузами и организации управления согласованной доставкой сырья в адрес металлургического комбината.

10. Дальнейшее развитие АИСО в направлении повышения эффективности оперативного управления перевозочным процессом связано с существенным развитием математического и программного обеспечения на основе математического моделирования составляющих перевозочного процесса по всем уровням управления: сетевой — дорожный (региональный) — местной работы - структурных подразделений линейного уровня, что позволит предлагать диспетчерам в режиме реального времени конкретные решения по вводу перевозочного процесса в нормативные рамки (переход от АИСО к программному уровню системы - АИСО-П).

Определено деление управляющих задач на две больших группы, характеризующиеся: возможностью достижения оптимизационных решений на основе частной формализации процессов (1-я группа) и решением задач при невозможности достаточно строгой формализации процессов на основе имеющегося опыта управления (2-я группа). Такое существенное различие между этими группами управляющих задач является основой выявления их закономерностей и определения различных подходов к разработке.

Предложено понятие интегрированного комплекса моделей (ИКМ), разработка которых требуется в АИСО-П для решения управляющих задач; определен комплекс целей (матрица целей), на основе которых должны определяться и разрабатываться необходимые математические модели работы управляемых объектов в соответствии с функциями диспетчерского аппарата.

Предложена классификация математических моделей, порядок организации работ по моделированию перевозочного процесса (оперативные процессы) и перечень первоочередных моделей для внедрения в АИСО-П.

11. Разработаны теоретические положения определения характеристик диспетчерских центров управления. При этом степень их приспособленности к выполнению функций оперативного управления перевозочным процессом определяются характеристиками: отображаемости объекта, достоверности информации, своевременности получения информации, своевременности решения задач и управляемости по отношению к задачам.

12. Разработанные предложения по созданию автоматизированной системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме работы железнодорожного транспорта (АИСО) с обеспечением принципа обратной связи и управления по отклонениям (подсистема ОСКАР-М), предложения по структуре диспетчерского управления с использованием ТКП и АРМ нашли практическое внедрение в ЦУП ОАО «РЖД» и ДЦУП СевероКавказской, Северной, Куйбышевской, Октябрьской, Приволжской, Дальневосточной, Южно-Уральской, Юго-Восточной и Московской железных дорог. Элементы системы внедряются и на других железных дорогах. Выполненные расчеты по технико-экономической оценке результатов внедрения подтверждают их эффективность.

1. Берг А.И. Кибернетика наука об оптимальном управлении.1. Энергия». 1964.

2. Винер Н. Кибернетика. Пер. с английского, «Сов. Радио». 1958.

3. Лернер А.Я. Начала кибернетики. «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. Москва. 1967. 400 с.

4. ГОСТ 19675-74. Автоматизированные системы управления. Термины и определения. Государственный комитет стандартов Совета министров СССР 1974 г. 8с.

5. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения. Комитет стандартизации и метрологии СССР. Москва. 1991.

6. Глушков В.М. Синтез цифровых автоматов.«Физматгиз» 1962.476 с.

7. Канторович Л.В. Математические методы организации и планирования производства. 1939.

8. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. Перевод с английского под ред. Первозванского. «Наука» 1965.458 с.

9. Понтрягин Л.С. Математическая теория оптимальных процессов. «Наука» 1976. 392 с.

10. Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования. «Наука». 1966. 452 е.1.. Фан-Лянь-Цень, Вань-Чу-сен. Дискретный принцип максимума. Оптимизация многоступенчатых процессов. Перевод с англ.под ред. Пропоя А.И. «Мир». 1967. 180 с.

11. Корбут A.A., Финкелынтейн Ю.Ю. Дискретное программирование. «Наука». 1969. 368 с.

12. Меламед И.И., Сигал И.Х. Теория и алгоритмы решения многокритериальных задач комбинаторной оптимизации. Москва. ВЦ РАН, 1996 г. 51 с

13. Альтерман С.А., Сметанин А.И. Техническое нормирование эксплуатационной работы железных дорог. Трансжелдориэдат. 1958. 348 с.

14. Тишкин Е.М. Автоматизация разработки графика движения поездов. Москва. "Транспорт". Труды ВНИИЖТ, вып. 517. 1974.

15. Дувалян Е.В. Методы и алгоритмы решения задач планирования и учёта на железнодорожном транспорте. Труды ВНИИЖТ. «Транспорт». 1969. Вып. 401.253 с.

16. Нестеров Е.П. Транспортные задачи линейного программирования «Транспорт». 1971.216.

17. Тишкин Е.М., Кулаев К.В. Информационная система в сфере управления. «Транспорт». 1978. 88 с

18. Климанов B.C. Оперативное регулирование поездопотоков на направлении // «Железнодорожный транспорт». 1984. №2, с. 21-24

19. Тулупов Л.П. Оптимизация управления перевозками на линейном уровне. // «Железнодорожный транспорт». 2002 г., № 6, с.34-36

20. Петров А.П. АСУ на транспорте. «Знание». 1973. 64 с.

21. Оперативное планирование эксплуатационной работы. (Первая очередь АСУЖТ)./ Под общей редакцией Тулупова Л.П. "Транспорт". 1977 г, 208 с.

22. Сотников Е.А. Эксплуатационная работа железных дорог (состояние, проблемы, перспективы). «Транспорт». 1986. 256 с.

23. Дел Рио Б. Автоматизация диспетчерского управления. Киев. «Наукова Думка». 1965.

24. Участковый автодиспетчер. Под ред. Завьялова Б.А., Пенкина Н.Ф. М, "Транспорт». 1967.

25. Буянов В.А. Технологические принципы системы "Станционный автодиспетчер" в кн. "Диспетчерское регулирование движения поездов с применением управляющих вычислительных машин". ЦНИИ МПС. 1967 г., вып. 350, с.66-84.

26. Тишкин Е.М., Макаров В.М., Рубинов А.Р., Кендыс Е.В. Математические основы комбинаторной сортировки вагонов // «Вестник» ВНИИЖТ, 1989, №8, с. 1-8.

27. Автоматизированные диспетчерские центры управления эксплуатационной работой железных дорог. Грунтов П.С., Бабченко С.А., Кузнецов В.Г. и др. «Транспорт». 1990. 288 с.

28. Шаров В.А. Экономическая концепция организации перевозок грузов // Технология перевозок грузов в условиях рыночной экономики. Сб. научных трудов ВНИИЖТ. Изд. «Транспорт», 1993 г, с. 5-27.

29. Кудрявцев В.А. Нужно менять систему.// «Гудок», 19 февраля2003 г

30. Кудрявцев В.А. Расчёт плана формирования одногруппных технических маршрутов методом последовательного укрупнения струй вагонопотоков. С.-Петербург. ПГУПС. 2003, 36 с.

31. Ковалёв В.И. Организация вагонопотоков на сети железных дорог России в условиях реформирования отрасли. С.-Петербург. Информационный центр «Выбор» 2002, 144 с.

32. Ковалёв В.И., Дегтярёв В.Г., Елисеев С.Ю., Осьминин А.Т. Оптимальное по стоимости управление вагонопотоками с учётом наличия в рабочем парке вагонов, принадлежащих России, странам СНГ и Балтии. // Вестник ВНИИЖТ . 2002. №3. с.7-10.

33. Организация сетевых вагонопотоков в одногруппные поезда. Батурин А.П., Бородин А.Ф., Панин В.В. и др. // Железнодорожный транспорт 2005. №6. с. 17-24.

34. Тишкин Е.М. Информационно-управляющие технологии эксплуатации вагонного парка. Труды ВНИИАС 2005. 188 с.

35. Кузнецов Г.А., Шевелёв Ф.А., Крашенинников C.B., Крайсвитний В.П., Матвееев Д.А., Овсянников В.В. Автоматизированная система управления перевозочным процессом ГИД «Урал-ВНИИЖТ». // Автоматика, связь, информатика. 2004. №3. с. 19-21.

36. Сапожников В.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Концентрация и централизация оперативного управления движением поездов. «Транспорт». 2002. 103 с.

37. Информационные технологии на железнодорожном транспорте. Под ред. Лецкого Э.К., Поддавашкина Э.С., Яковлева В.В. МПС РФ. 2001 г. 678 с.

38. Слободянюк Н.Ф., Сухарьков Ю.С., Гуков С.Э.Информационно-управляющая система «Сириус». // Автоматика, связь, информатика. 2004. №9. с.36-39

39. Величко В.И., Сотников Е.А., Голубев Б.Л. Система фирменного транспортного обслуживания при перевозках грузов по железным дорогам России. «Интекст», 2001, 184 с.

40. Шаров В.А., Гершвальд A.C., Лизунов А.И., Громова Т.А. Сетевой центр управления: планирование и организация работы. // "Железнодорожный транспорт". 2000 г., N 2, с. 65 -69.

41. Мишарин A.C. Организация эффективного функционирования железнодорожного транспорта на основе современных информационных технологий. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. Екатеринбург. 2005.

42. Гершвальд A.C. Диспетчерское управление перевозками в условиях рынка. Железнодорожный транспорт. 2004. №2. с.70-72.

43. Гершвальд A.C. Оперативное управление грузовыми перевозками. Наука и техника Транспорта. 2004. №3. с. 22-31.

44. Елисеев С.Ю., Котляренко А.Ф., Куренков П.В. Логистическая концепция управления внешнеторговыми грузовыми перевозками. Самара. СамГАПС. 2004. с. 64-71.

45. Елисеев С.Ю., Котляренко А.Ф., Куренков П.В. Логистизация концепция управления внешнеторговыми грузовыми перевозками в смешанном сообщении. Транспорт: наука, техника, управление . 2003 №9. с. 2-7.

46. Елисеев С.Ю. Система логистического управления взаимодействием железных дорог с морскими и речными портами и другими видами транспорта. ВИНИТИ РАН. 2005.

47. Левин Д.Ю. Диспетчерские центры и технология управления перевозочным процессом. Учебное пособие М. Маршрут, 2005, 760 с.

48. Наговицын B.C., Поддавашкин Э.С., Харланович И.В., Хандкаров Ю.С. Информатизация на железнодорожном транспорте. История и современность. М. «Вече», 2005, 720 с.

49. Кудрявцев В.А. Управление движением на железнодорожном транспорте. М. Маршрут, 2003, 200 с.

50. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. М. изд. «Сов. радио», 1973 г.

51. Поддавашкин Э.Р., Тишкин Е.М. Автоматизация управления вагонным парком. «Железнодорожный транспорт», 1998 г., 23-26 с.

52. Поплавский A.A., Иванов М.Т., Ефремов Д.И. Система центров управления перевозками на железных дорогах России (История создания и задачи развития), М. «Евразия вести», № 5, 2006 г., с. 20-21.

53. Signal und Dracht № 6, 2003 г. 14-19 s.

54. Планы внедрения системы ERTMS/ETCS на Швейцарских Федеральных железных дорогах. // Железнодорожный транспорт за рубежом. Серия III Москва, 2005 г., 14-18 с.

55. Перспективы развития систем автоматического управления перевозочным процессом железных дорог в ФРГ и Европе. // Железнодорожный транспорт за рубежом. Серия III. Москва. 2003 г. 3-15 с.

56. Ткаченко В.Ф. Центр управления перевозками объединенной железнодорожной компании Берлингтон Нортерн-Санта-Фе (США) // Железнодорожный транспорт за рубежом. Серия III Москва. 2002 г. 37-40 с.

57. Ткаченко В.Ф. Современные средства автоматического управления движением поездов и перевозками на зарубежных железных дорогах. // Железнодорожный транспорт за рубежом. Серия III. Москва. 2003 г., 24-30 с.63. www.db.de64. www.stellwerke.de

58. Железные дороги мира. М. Интекст, 2001 г. № 10, 44-50 с; 2003, № 2, 53-57 е.; 2003, №> 1, с. 51-53; 2005 г., № 7, с. 59-64; 2006 г., № 7, с. 60-62.

59. Комплексная автоматизированная система управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ). Под ред. А.П.Петрова, М.: Транспорт, 1977, 598 с.

60. Голыитейн Е.Г., Юдин Д.Б. Задачи линейного программирования транспортного типа. М.: Наука, 1969,382 с.

61. Миловидов С.П., Козлов.П.А. Динамическая транспортная задача с задержками в сетевой постановке. Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, 3 1, 1982 г.

62. Миловидов С.П., Козлов.П.А. Метод динамического согласования производства и транспорта. Вопросы комплексного развития ПТ. Труды ИКТП, выпуск 105, М., 1984 г.

63. Блюмин C.JL, Козлов П. А., Миловидов С.П. Динамическая транспортная задача с задержками. Автоматика и телемеханика, № 5, 1984 г.

64. Ивницкий В.А., Буянов В.А., Соколов Н.Б. Динамическая оптимизация обеспечения намечаемой погрузки погрузочными ресурсами. Вестник ВНИИЖТ, № 5, 2000 г., с. 28-31.

65. Ивницкий В.А. Динамическая оптимизация прикрепления порожних нефтецистерн к станциям налива. Вестник ВНИИЖТ, № 2, 2003 г., с. 30-32.

66. Мишарин A.C. Имитационная система для построения двухуровневых АСУ железнодорожным транспортом. Автоматика и телемеханика. РАН. М., 2003 г., № 8 с. 172-184.

67. Кини PJL, Райфа X. Принятие решений при многиз критериях: предпочтения и замещения. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1981, 560 с.

68. Лифшиц В.Н. Экономико-математическое моделирование развития единой транспортной системы. В сб.: Развитие транспортного комплекса. М.: Наука, 1980, с. 71-102.

69. Бусленко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов. М., Наука, 1964.

70. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М., Наука, 1968.

71. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. -М., Сов. Радио, 1973, 439 с.

72. Кулаев К.В., Тишкин Е.М. Методы и модели автоматизированного управления перевозками на советских железных дорогах. Железные дороги мира, 1982 г., № 8, с. 2-18.

73. Ивницкий В.А., Ефремов Д.И. Математические модели функционирования в АСУЖТ. Вестник ВНИИЖТ, № 4, 1983 г., с. 7-10.

74. Левин Д.Ю. Современные принципы и технологии оперативного управления поездной работой, Ж.д. тр. № 4, 2004 г., с. 27-31.

75. Козырев C.B. Совершенствовать организацию и управление местной работой, Ж.д. тр. № 4, 2005, с. 47-51.

76. Елисеев С.Ю., Соснов Д. А., Прилепин Е.В. Единая автоматизированная система управления местной работой. Ж.д. тр. № 4, 2005, с. 53-57.

77. Елисеев С.Ю., Соснов Д-А. Концепция построения автоматизированной системы управления. Ж.д. тр. № 6, 2004, с. 32-35. Автоматизированные центры управления местной работой. Ж.д. тр., № 6,

78. Бородин А.Ф., Москалев A.A., Прилепин Е.В. Автоматизированные центры управления местной работой, Жд транспорт, № 6, 2004 г., с. 35-40.

79. Гоманков Ф.С., Шмаров С.И. Автоматизация управления перевозками с позиции современной теории. Ж.д. тр. № 2, 2004 г., с. 65-69.

80. Е.А. Козырева. Принципы построения и структура интегрированной системы экономико-математических моделей. Сборник «Моделирование и управление в сложных системах», Саратовский Государственный технических университет», Саратов, 2004 г., с. 28-31.

81. Сложные системы управления, под ред. A.A. Вавилова, Ленинградский университет, Ленинград, 1985 г., 256 с.

82. Сотников Е.А. Интенсификация работы сортировочных станций, Транспорт, 1979 г., с. 239.

83. Поплавский A.A., Лизунов А.И. Сквозное оперативное управление поездной работой на направления. «Ж.д. транспорт», № 1, 2007 г., с. 16-24.

84. Поплавский A.A. Новые информационные технологии и система центров управления перевозочным процессом на железнодорожномтранспорте. Сборник докладов Международной научно-практической конференции. ВНИИАС, Москва, 2006 г., с. 23-32.

85. Поплавский A.A. Создание сети центров управления перевозками МПС. Сборник докладов Международной конференции, Москва, 2001 г., с. 199-201.

86. Поплавский A.A. Оперативная система контроля и анализа работы железных дорог ОСКАР-М. «Автоматика, связь, информатика. АСИ»., № 1, 2007 г., с. 37-39.

87. Поплавский A.A. Автоматизация оперативного управления перевозочным процессом в ЦУП ОАО «РЖД». Железные дороги мира» № 12, 2006 г., с. 59-62.

88. Поплавский A.A. Принципы выбора исходных данных для организации оперативного управления перевозочным процессом ОАО «РЖД», «Вестник ВНИИЖТ», № 5, 2006 г., с. 41-43.

89. Шапкин И.Н., Юсипов P.A., Кожанов Е.М. Моделирование поездной работы на основе многофакторного нормирования технологических операций. Вестник ВНИИЖТ, № 4, 2006, с. 30-36.

90. Чернюгов А.Д. Организация эксплуатационной работы железнодорожных направлений. Труды ВНИИЖТ, 1975 г., вып. 547, 128 с.

91. Некрашевич В.И. Проблема адаптации графика движения грузовых поездов к колебаниям вагонопотоков. Вестник ВНИИЖТ № 4, 2006 г., с. 8-15.

92. Поплавский A.A. Экономические принципы совершенствования оперативного управления перевозочным процессом. Экономика железных дорог. № 3, 2007 г., с. 58-64.

93. Управление и информационные технологии на железнодорожном транспорте. Под редакцией Л.П. Тулупова, М., 2005 г., Маршрут., 467 с.

94. Толковый словарь по вычислительной технике и программированию под редакцией профессора М.Р. Шура-Бура. М., Русский язык, 1988 г., 221 с.

95. Соколов Н.Б. Автоматизация выбора рациональной структуры регионов управления перевозками на сети железных дорог. Автореферат диссертации М., ВНИИЖТ, 2001 г., 23 с.

96. Проект «Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 г. Информационно-аналитический сборник Железнодорожного съезда «Развитие-2030», Российские железные дороги 2425 октября 2007 г., с. 20-34.

97. Корбут A.A., Финкилыптейн Ю.Ю. Дискретное программирование. «Наука» 1969. 368 с.

98. Меламед И.И., Сигал И.Х. Теория и алгоритмы решения многокритериальных задач комбинаторнй оптимизации. Москва. ВЦ РАН. 1996. 51 с.

99. Угрюмов А.К. Неравномерность движения поездов. М, Транспорт, 1968 г., 112 с.

100. Математическая статистика. Под редакцией A.M. Длина, М., «Высшая школа», 1975 г., 388 с.

101. Ивницкий В.А., Буянов В.А., Соколов Н.Б. Динамическая оптимизация обеспечения неменяемой погрузки погрузочными ресурсами. Вестник ВНИИЖТ, М., 2000 г., №5, с. 28-31.

102. Справочник проектировщика автоматизированных систем управления технологическими процессами, под редакцией Г.Л. Смилянского. М. «Машиностроение», 1983, 527 с.

103. Поплавский A.A. Создание эффективной управляющей системы для оперативного руководства перевозочным процессом на железнодорожном транспорте (монография). М. Интекст, 2007 г., 184 с.

104. Поплавский A.A. Горизонты информационных связей. «Мир транспорта», М. № 03 2007 г., с. 108-112.

105. A.C. Гершвальд., С.А. Филипченко. Системы оперативного управления грузовыми перевозками на железнодорожном транспорте. Труды ВНИИАС (выпуск 8). 2008, 328 с.

106. И.Н. Шапкин, P.A. Юсипов, Е.М. Коженов. Нормирование и прогнозирование на железных дорогах. Под редакцией И.Н. Шапкина М. ИСПИ РАН, 2007. 255 с.

107. E.H. Розенберг. Многоуровневая система управления и обеспечения безопасности движения поездов. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М., МИИТ, 2004, 317 с.

108. А. Рубцов. Общее решение. Гудок от 11 августа 2008 г.

109. А.П. Кузнецов. Методологические основы управления грузовыми перевозками в транспортных системах. ВИНИТИ РАН. М. 2002.276 с.

110. Поплавский A.A. Новое в оперативном управлении перевозочным процессом// «Железнодорожный транспорт». М.: 2007. - № 5. - С. 57-61.

111. Поплавский A.A. Автоматизированная система оперативного руководства перевозками ОАО «РЖД, моделирование эксплуатационной работы»// «Железнодорожный транспорт». М.-2007. - № 7.- С. 37-39.

112. Сотников Е.А., Поплавский A.A. Общие принципы построения системы оперативного управления перевозочным процессом// Наука и техника транспорта. -М.: 2007. № 2. - С. 81-85.

113. Поплавский A.A. Организация диспетчерского руководства в автоматизированных центрах управления// «Железнодорожный транспорт». -М.: 2007. -№ 10. С. 20-23.

114. Поплавский A.A. Анализ потоков информации при автоматизации функций поездного диспетчера// Вестник ВНИИЖТ. -М.: 1986. № 3. - С. 48.

115. Поплавский A.A. Математическая модель автоматизированной системы обработки информации на рабочем месте поездного диспетчера// Вестник ВНИИЖТ. М.: 1988. - № 6. - С. 8-11.

116. Поплавский A.A., Барановский J1.B. Основные принципы создания информационной среды сети региональных центров управления перевозками МПС// Сборник докладов Международной конференции ТРАНСТЭК-2005. Санкт-Петербург: - 2005. - С. 23-29.

117. Шаров В.А., Поплавский A.A. Интеграция систем управления перевозками и инфраструктурой железных дорог// Сборник трудов научно-практической конференции «Инновационные проекты, новые технологии и изобретения» ОАО «РЖД», «Интекст».-М.: 2005. С. 58-59.

118. Поплавский A.A., Иванов М.Т., Ефремов Д.И. Система центров управления перевозками на железных дорогах России (история создания и задачи развития)// Евразия-Вести. М.: 2006. - №5. - С. 20-21.

119. Поплавский A.A., Основные направления деятельности и целевая задача управления оперативной работой в узлах иерархической структуры// Труды ВНИИАС, вып. 7. М.: 2007. - С. 166-183.

120. Ивницкий В.А., Поплавский A.A. Теоретические основы разработки характеристик центров управления перевозочным процессом// Вестник ВНИИЖТ. М.: 2007. - № 6. - С. 42-45.

121. Поплавский A.A. Развитие системы управления перевозочным процессом при реформировании железнодорожного транспорта // Бюллетень транспортной информации. — М.: 2008. № 8. — С. 33-35.

122. Поплавский A.A. Автоматизированное управление доставкой лесных грузов кольцевыми маршрутами// М.: Инфотранс. 2008. - С. 51-58.

123. Ададуров С.Е., Поплавский A.A. Рычаг управления -информационные технологии// РЖД «Партнер». М.: 2008. - № 22. - С. 2425.

124. Поплавский A.A. Программа контроля обеспечения своевременной доставки грузов//Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008615155 от 24 октября 2008 г.

125. Поплавский A.A. Программа активного контроля выполнения темпов погрузки на сети железных дорог// Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008615168 от 27 октября 2008 г.