автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Комплексная система оперативного управления работой грузовой станции

ь 9'Ч ^ * 41

ШНЯЗШ) ПШЯ ССО&'тгЯ Р»

г'ссковох::Й ор.?,еи1 Лонзтиз п ордкмг. Трудового Красного Зкагэга институт тста'зров колезнодсрогного транспорта

На праь'ог. рут:огшеп 1СР0ХШ Лоогмд Сэргесвич

КОМПЛЕКСНАЯ скста.^ ОПЕРЛШЯОГО УПРАВЛЕНИЯ РАВОТОЛ ГРУЗОВОЙ СТАНЦИИ

05.22.СЗ - Эксплуатация келоэисдорояного транспорта (вклвчал систснм сигналлэагая, Поптрл^изт-Цил и блокировки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степэга доктора технических неук

Ы о о к зз а - 1592

Работа выполнена в Московском ордена Ленина « ердуна Труд с по Г'о Красного Знзме.т,: ииепстугв шслепоров келейкодороа-

ного транспорта км. &.З.Дзсрюшско1ч> :

?

С$ишалып:с civr.or.f.uzu - до* юр ïcoEivsiKs: наук,

аксдошз; Киягахчги А.Т., доктор техническое згэул, прс&зссор Остроиснкй АЛ,!. ДОГ.тор ТЕХНИЧЕСКИХ наук, иро£«осор Нстаксь О „Б.

Ведуцоэ предарилтае - .Укравлеше иосхоьокгЯ жвдззд&Я

дорога «

пвя «46.« UûtêtftiPv&z ьЛч^0х:.-х.

Защита coctos:'

на заседаши спсцкш1:;с1фови.:;о1Х'.суей'-Т» Д 114.05.04 щй Москоьском ииотигута виизнароь эдхозгодор&здзк) трсиспорчгк по здр^зу: I0I475, ГСП, г. Моек.зь» А-55, ул. OCpasixsi!. Ï5,

ауд. 15{Ц

С да'ссортшней манко огиакоыотьзд fi бябдпоэдкв ииотд»

TyV-'i.

Авторэфораг раоосл&н ОfcTfl^j 2йгй

Отк.ш.иа йвторьЛ-ар:»т, оасеримий почй*1>»5 пршм игьрашють со ьдрксу сойота тютю?».

Учений секретарь

ÛX^SiipOESIIÎDfO

д.г.н.» нрс^ссоо? Еьдуглн И„И»

•тлея /

го с>4*

. ••''./Л

ОЕЦАЯ ИРЖГтСТИКА РАБСТВ

Актуальность пробде-уы. ЕелезнодсрояшЯ транспорт. - одна из важнейших, ключевьгх отраслей народного хозяйства - это объединяющее, спязуицее звено экономики.

В условиях перевода экономики страны на рыночные отнесения и внедрения на железнодорожном транспорте принципов хозрасчета, самоокупаемости и самофинансирования необходимо по новому взглянуть на основную задачу транспорта, выявлять и учитывать все затраты в процессе перевозок гру.зсв. Повышенно экономической эффективности работы транспорта в настоящее время подкрепляется материальной за'-'.нторессва^оетыс всех сторон и становится определяхц)м для финансового благополучия общества.

Еакноо место в ресенин у1:ззагл*о?Т задачи отводятся грузо-еъэ.: станциям. Именно здесь зарог-'даптсн и погашается потоки транспортируемых грузов, ('ормгруегся ин^ор-мшкя о перевозках, осуществляется взаимодействие с друп:ми ста'тг/.чми я подразделениями у.елеснодоровного транспорта, а также с предприятиями - отправителям« к получателями грузов. Крене того, грузовая станггня является стыковым пунктом железподореккого, автомобильного, речного, морского и премтгленного видов транспорта.

В слсжнеинхся условиях работы яелезнодорокнего транспорта для организации всеП зксплуатзцнснкоЛ работы, оперативного планирования требуется наличие легко доступной и ■гочноЯ 1!Н^ор*аш!и о разме^естги и состоянии вагонов, локомо-•тивов, состоянии объектов и тех!глческнх средств, сведений о ходе погрузки и выгрузки и т.д. с целью своевременного

рсущоствлеиих; управлллпцк воздействий. Исходя иа sïwc, оо-авревнстзоЕйкио системы уьравлоиил работой грузовой стадш Kiîôôi иереостеяоннсе оначанио дяж успешного осзозки* крэдьль-явеаого ойъьма перевозок. Улучшение кьчостса аршяш&одк управленческих решений работниками 2'руаоы;: етгкций на сскоиэ прадоненкл ¡иыжслителмюй техники исзлоляет погасить конкурс^" неспособность данного кел-гэнодорокного лрадпрл-геия иа раде транепортких услуг.

Особу» актуальность приобретают лооросз спткуизсшш оперативного управления работой груоовой стгищяи hû оокого сосдо« ' шк единой научной методологии, в рамках которой срмлгйьаютс.л рр.аЛ1гскые подхода к ропению технологических и ингкораедлошгьс зйдлч и гкбправтсл иаилучшго с точх/. spar.m принтах крлторлог. отчшалыюсм.

Поэгсыу цель дисосртгишонной работы состоит » разработке TéopoTHUGCWix основ юзтоматкзароваянсго уяравленля работой' грусозой 'станина |фй системной подходе si решгяя» кслн^гкса задач: • *

гсслсдовдоля особенностей йуккц!!01г.;роваккл груаоиой с«»«» иш как сложной дина.-.шчбеко:; система ;

яоетачозглт и г»ооуросн;ш екопэшко • г-гатеастичесин,-: моделей решения тгоснологаческах егдач ;

разработки обгух - пригасят построения чсгазеко-гздсшшсЯ ди. .оговой система оперативного упркздегш m осноьо шиегри-роаапной обработки ин^ермащш н со в1)сдро;шя на rp^eocofi стси-1до:.

1Гатодкка иссжодоцзнчй осво8ыйс.отся на ионсспгаа! системного подхода к дегасакю, ruiâxisj' л синтезу ' гр^гочой егг.нл;;;т гак

сложной системы при помоги методов, многоуровневой и много-, критериальной оптимизации.

При рассмотрении локальных подсистем управления, выделенных в результате агрегирования и дексмпозипи.и, использу-этск методы комбинаторного анализа, математического моделирования, теории 1трафов и другие методы исследования операций, позволяющие оптимизировать работу основных технологических зон грузоьой станции, обеспечивающих переработку поездов, вагонов, автомобилей, грузов и документов.

Разработка верхнего уровня управления основана на теории принятия реиенмЯ в.условиях функционирования человеко-мапкиюй системы.

Научная новизна. В диссертации разработав теоретически а основы оптимального оперативного управления работой грузозоЛ станции, которое реализованы в условиях создания АСУ.

Математический анализ совместного функционирования локальных подсистем.выполнен в рамках «одели двухуровневой иерархической системы. Разработаны обтис принципы оперативного руководства работой грузовой станин/, при работе созданной человеко-машинной диалоговой системы оперативного управления на основе интегрированной и:к[ор.'аши в динамическом банке данных. Созданы принципиально новые методы реэезгня задач оптимизации управления локальными подсистемами и координации их взаимодействия с использованием комбинаторного анализа, математического программирования, теории очередей, теории графов и другие.

Разработанные принципы оперативного управления позво-

ляют повысить качество и надежность функционирования АСУ грузовой станцией на основе ускорения обработки больших потоков информации. Предложенный подход к оперативному планированию и управлений работой • технически:: средств поовол&е? поэтапно развивать автоматизированную систему принятия оптимальных управленческих решений, автоматизировать составление дскунсктаиии по учету и отчетности, хрснзн'лю и пспску архиг,-ньк да'пшх для ведения актово-прзтензпонных дел. Бедегся строгий учет наличия вагонов к грузов на станции.

Создаш'е комплексной системы оперативного упргшлсжя работой грузовой станции и решение информационных к технологически х задасг управления по., ^олит сократить: прелл достав:с: грузов получателя;!, простой вагонов на станпии, затрате трудовых, материальных и денекгелс ресурсов, спкзоннпо с локомо-тиво-часами на маневрэвуз работу, переработкой гагоиоь м ' грузов, расходами на топливо и электроенэргию.

Резлиааиия работы. Результеаы разработок кэдтхсьсмой системы оперативного управления' работой грузовой станции внедреш на деенадца-ги груоошх станциях Московского узла на'базе двухмашинного ьомплскса, оснащенного ЭВМ т»,па СМ.

Эксплуатация систему показала ее работоспособность, воомоуность тиражирования на другие грузошс станции сети железных дорог страны.

Основные положения систем воили и ТЗ реоработанпэго во ШИШСТе АСУ узла на базо отделения дороги.

Информационно-справочная подсистема и ра«ках АСУ грузовой станцией является парным отапон процесса создашя 1 автоматизированной технологии швоса груза,, которая обсспб-

чквает взаимодействие келезнодорктюго V! автомобильного ¿идов транспорта по принципу единого транспортного конвейера.

Положения диссертации по оперативному управлении работе!? грузовой станции вкляченч в учебное пособие для студентов, научных г. нга-енорцо-тенничееких работников, связанных с вопросами оптимизации технологии работы грузовой станции.

Апробация работы. Теоретические и практические пояснения диссертации Скли обсуяд'снм на научно-техническом совете ШС ( комиссия грузовой и коммерческой работы ) в декабре 1982 года и на выездной сессии технического совета 1.ШС на станции Москвя-П-Митьково в 1904 году. Результаты работы одобрены и рекомендован.' для практического внедрения на грузовых станциях сети.

Разрабсташ под руководство» и при участии автора: Техническое задание на кн^ормаииошо-спрачочнув систему грузовой станции, утвержденное Гласим грузовым управлением МПС ; Техко-рзбсчнй проект на спето;.-;/, котсргЛ сдан б про;1Гллен-нутз эксплуатация в аячислителькхй центр !.!сс;:ог-скоГ: и

утвержден глазным инженером Московской дороги а 1984 год;/.

Результата исследований докладывались автором и обседались на : Всесоюзной конференции по проблемам применения математических методов и 03'.! в эксплуатации у.елезньце дерог ( 1973 г.); Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам создания автоматизированной систем» планирования и управления транспортом СССР (1974 г.); Сбгдзсетевой научно-технической конференции по прогрессивной технологии грузовых станлий ( 1975 г. ); Всесоюзной научно-технической конференции по спкту создания и внедрения ОАСУ, АСУП и АСУТП на видах

транспорта и перспективы развития АСУ для обеспечения координированной работы транспорта { 1976 г.. ); Общесотевой научно-технической конференции по применению математических методов и ЭВМ в проектировании и технологии железнодорожных л г«ро— ьишленных узлов ( 1979 г. ); Обцесетевой научно-техшчсвяой конференции "Научно-технический прогресс в развитии станций и узловое 1935 г. ); Нсучко-техинчзской конференции "Современные транспортно-ыаницудшивншо технологии и систсг.гы" в Болх'а-рии ; Всесоюзной каучно-тсхниччской конференции при академии . наук по проблема.1.! развития иелеэнодорояного транспорта (1991г.

Публикации и объем работы. Основное содержание.диссертации опубликовано в 32 работа;., в том числе в I монографии. Две статьи опубликованы в ГДР и ЧССР .

Структура и объем.гпботи. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения.

Она содержиг 231 страницу основного уетинсииснсго текста, 46 иллюстраций, 127 наименований библиографии, 7 приложен..?* на 33 страницах. ' '

СОДЕЕШИЕ РЕ2ЕРЛРУЕ!.'0Й PAE0TU

В первой главе дается анализ состояния разработки автоматизированных систем управления на железнодорожном триколор-то в СССР и за рубоком.

Отечественный и зарубежный опыт разработки систем управления подразделениями келезыодородаи'о транспорта ¡.оказывает, что успех их внедрения -в полнои объема определяйся всесторонней, взаимосвязанной подготовкой, объекта: техноло- .' гической, технической, математической, информационной, орга- •

'низашонноЯ и психологической. С актуальностью этих проблем приходилось сталкиваться при внедрении отдельна типовых задач : планирования работы кснтеЯнернкх пунктов,- грузовых фронтов тяжеловесных и тарно-штучных грузов, мелких отправок и организации работа маневровых локомотивов.

Вопроса:.: разработки комплексной автоматизирование" систем управления хелезнодорем-км транспортом и различя-гх её подсистем гюезяшены труды академика Глугкова 3.'!., членов-корреспондентов АН СССР Петрова А.Г., Седоренко Н.Г., докторов технических наук: Акулинич^пл В.М., Буянова З.А., Лазарева Х.М., Смехсва A.A., Сологуба Н.К., Типкина Е.М., Тулупова Л.П., кандидатов технических наук: Андрианова З.Л., Завьялова Б.А., Католичекко З.А., Козлова Ю.Т., и др. Проблемам информационного обеспечения АСУ посвящены труды зарубежных ученых: Мартина, Г. Саакманя и др2«тих.

Важным условие:.: развития аЕТсматизнроЕа!п:ых систем управления является организация сбора исходной информации и учета наличия транспортных единиц ( поездов, загонов, ксн-теЛнероз ) на различных фазах их обработки и полигонах сети .у слезных дорог.

Вместе с тем, существующая практика репения зтего вопроса не предусматривает детализации информации по характеристикам груза, снижая тем самым возможности элективного и надежного управления технологическим процессом на грузовых станциях, ПГТКТ, подъездных путях промышленных предприятий. и т.д. Поотсму основе;! информационного обеспечения АСУХТ должны явиться автоматизированные системы управления нижнего уровня, которое создадут предпосылку для сокращения

и, в дальнейаем, полной ликвидации рутинных операций, по составлению основных перевозочных документов ( накладной, дорожной ведомости и вагонного листа ) , а также большого количества учетнс-отчетной доггумонгапии.

В создании автоматизированных систем оперативного планирования работой грузовых станций сделаны лкпь первые пата, в основном, по решению отдельных локальных задач. Однако опыт подтверждает реальность и перспективность создания единой автоматизированной систеьы, поскольку в сложшх условиях, при непрерывно изменяющейся обстановке V. отсутствии точного учета вагонов и грузов на складах станции трудно рассчитать лучшие варианты ое.анизапин работы, а значит осуществить переработку вагонов и грузов в оптимальном режиме.

Создание комплексной системы представляет собой иного-отапный процесс, основанный на рациональном распределении ' фунгашй человека ¡: ЗВМ' ь процесса выработки управленческих воздействий. Первая очередь системьт должна ориентироваться на слошвшуюся структуру управления, так как лишь по мере получения надежной, полной к своевременной информации можно будет перестраивать сложившуюся структуру управления грузовой станцией.

Вычислительные маемны в системе управления работой гр2"овой станиик на первом стапе будут помощниками ояара~ тивным и шшенерно-гехничеокшл работникам. Значительно повысится надежность планирования, улучаатея прогноз поступ- ■ лення и вывоза груза, буду? точ?:еь- и быстрее рассчитываться оптимальные планы работа: станции к е^ -подсистем. Реализация отих решений ( советов ) будет осуществляться человеком ,

а не машиной, Руководство выполнением оперативных планов, непрерывный контроль за шми по-прежнему будут осуществлять грузовой и маневровый диспетчера станции. Ресенке ряда оптимизационных задач, аэтоматизацкя рабочих мест, ввод новых устройств автоматики, телемеханики и сеязи ео взаимодействии с ЗВ.Ч позволят постепенно перейти к непрерывному плакированию, регулировать и контролю, то есть управлению. Система будет требовать вмешательства человека лкаъ при отклонении показателей ( пара'меров. ) от установленных границ, их контрольных значений. На первом ">тапе внедрения оконсми-'часккП гсТс^кт следует о,т.идать, в порэуэ очередь, от улучшения качественных измерителей использования подвижного состава. Ка втором этапе наряду с этим доляно быть'обеспечено значительное улучшение основ!!ых показателей работы станции.

Как показал анализ научных трудов, требуется существенное развитие методологических основ решения информационных проблем г: управло:.".::; г. разработке с;:стг::ы комплексной сцегак факторов, влияюдих на взаимодействие элементов грузовой станции. Поп тему целью дальнейшего исследования в области АСУГ является разработка теоретических основ взаимодействия и косрдиннруемсстп подсистем таравленпя работой грузовой станции, решение комплекса задач оперативного управления на основе создания единой информационной базы и возможности поэтапного насаливания снстеми.

Во второй главе дается теоретическое списание работы грузовой станции как иерархической многоуровневой системы, выявлен перечень локальных задач оперативного управления, определены взаимосвязи этих задач, разработан алгоритм рас-

чета оптимального плана оперативной работы станции в целен.

Иерархическая структура управления работой грузовой стакиии представляет собой многоуровневую систему управления. Ока построена, исходя ив установленной последовательности обработки вагонов, контейнеров, грузов, автомобилей, документов, а такие функций, выполняемых ее отдельными подсистемами: погрузочкс-разгрузочнымк машинам',;, маневровыми локомотивами, технической и тозарной конторами, гоузоыгми складами, участком механизированной дистанции ногрузсчно-разгрусочкш: работ автокомбинатом и подъездной путями.

В работе рассматривается следующий набор взакмооБяэак-них задач по оптимизации процессов оперативного планирования и управления работой подсистем грузовой станции, разработанных в различных транспортных институтах:

1. Планирование работа маневрового, локомотива по подачэ и уборке вагоноь на грузовые фронты станции и подъездное пути.

2. Распределение груг.еиых вагонов по грузовым фронтам ' станции.

3. Распределен5:е порожних вагонов по грузох.ым фронтам станции-к подъездным путям,

4. Оптимальнее расформирование состава с одновременной подборкой групп вагонов для подячл на грузовые фронты.

5. Планирование оптимальной работы грузовых фронтов по переработке различных видов груза.

6. Распределение погруоочно-разгрусочких маюин между грузовыми фронтами станции.

7. Расчет комплектообразования грузов для погрузки кх в автомобили.

В, Расчет потребного количества автомобилей и полуприцепов для вывоза грузов со станции.

9. Планирование завоза груза на станция автокомбинатом.

10. Плакирование загрузки и рейсов автомобилей.

11. Плакирование загрузки полуприцепов.

12. Выбор приоритетов при обработке грузевьтх фронтов.

13. Определение оптимального числа подач вагонов (вагонов в подаче) на грузовые фронт:-.' станпии.

14. Определение минимально целесообразного количества вогонов в подаче на грузовой фронт.

15. Выбор оптимального режима работа грузовых фронтов.

16. Оптимальное распределение типа подвижного состава для загрузки его грузами с различном объемным весом.

17. Выбор приоритетов б обслуживании входящих (подача вагонов на грузовые фронты и выходятдт: (уборка вагонов) потоков заявок.

Рсцсннс пор-.:: число:-::задач сснсгано на иерархическом принципе подчиненности и взеугмодействия управляюптх параметров задач при принятии работниками станции решения. Такой подход к понятия системы позволил гьщелить наиболее ваяние структурные особенности грузовой станции как реальной системы .

При анализе иерархической структура грузовой станции взделен ряд задач (12-17), решение которых, хотя ¡г влияет на оперативную работу, однако может осуществляться периодически при изменении технологии работа станции или её технического оснащения. Результаты реления этих задач оказывают

влияние ка ограничения и управляйте параметры зазач (1-5).

После выявления взаимосвязи меэду. задачами (12-17) и (1-5) у. установления их значений для работы станши проведено агрегирование системы, после чего обс;ая иерархическая • структура приняла более упрощенный вид.

Однако и вновь полученная агрегированием иерархическая система управления работой грузовой станции являете;: сложной многоуровневой структурой, регэнче которой в одетом еидс представляет собой с точки зрения математики значительные трудности.

Поскольку перечисленные задачи оперативного управления работой грузовой станции пме_. разнообразные критерии, реие-кке проблем сводится к правильной постановке цели для координатора и подчиненных.

Списание, анализ I! методика решения системы управления работой грузоЕой станции осуществляется не.основе теории "иерархических многоуровневых систем", разработанной М.Мэсаровкчем, Д.Макс к Такахар'а, которая предназначена для построения автоматизированных систем управления производством.

Процесс'выполнения работы на станции рассмотрен как. некая управляемая система, к которой поступают управляющие воздействия от систем управления нижнего уровня ,..., О. На него воздействуют сигналы двух видов: планы работы под-сиг -ем (управляющие воздействия) Я-, , где

А/ - множество планов работы подсистемы и информация, поступающая на грузовоз ста;ши;о с вэамюдсйствугацкх с ней подразделений железнодорожного транспорта и предприятий, ета информация характеризует изменение входящего потока вагонов.

трузов к автомобилей или другие внешние воздействия на работу станции «У , •

Процесс выполнения работы " Р " на грузовой с та таг/ может быть представлен в виде отображения Р — У-

Дня управле!-:кя работой грузовой станции имеется одиннадцать оставшихся после агрегирования системы локальных задач второго уроаня иерархии С1 ,..., Сц .

Множество планов работа подсистем т. для процесса выполнения работы Р представлено в виде декартова произведения множеств М - Мл " М2 * .. . * Ми

Каждой решаемой задаче СI ' соответствует свой план работы подсистемы множества управляет« сигналов М .

Выработка решений каждой подсистемы управле!г/.я С[ представляет собой решение локальной оптимизационной задачи, которая, как правило, использует оконсмико-математнче-скио методы и ЭВМ.

Разработанный подход позволяет использовать в рамках системы оперативного управления работой грузовой станции существующие и предложенные автором математические модели для решения локальных 'задач. При этсм в каждой задаче должен быть определен состав координирующих сигналов к управляющих воздействий, значение которых сохраняется при изменении математических моделей и расширении круга задач.

Исходные данные для решения задач в системах СС поступают из управляющей системы Се в виде координирующих сигналов и затем в виде управляюсюс воздействий СО даются команды процессу Р

Сигналы обратной связи , отображащмв выполнение

той или иной операции, происходящей на станции по перестановке вагонов, погрузке, выгрузке, приему, выдаче груза к т.д.* являются отображением процесса выполнения работы Р

Выходом реыаьмей задач;! С i .является оперативный план выполнения работы в подсистеме !Tl¿ .

Таким образом, задача C¡ является отображением

Г; Г * Z ■ —— М (

< I ¡I у

гДе Ж. i - информационные сигналы обратной связи л/ £ .

Решение любой на одиннадцати задач L, Lj.j осно-

вано на координирующих сигналах ¡f~ и информации о■состоянии станции на текущий моменч времени, поступающих от управляющей системы Со •

Для решения задачи '•Планирование работы маневрового локомотива" координирующими сигнала;.!» является заявка на обслуживание работы грузовых фронтов с указанием приоритетов: для 'подсистемы C¿ - требования к очиреднооти подачи прибывших вагонов под выгрузку; для подспетсчы Сл - заявки, плащ.' и распоряжения на погрузку иагонос.

К управляющей системе £ относятся: ЛИР - грузог-ой и маневровый диспетчер станции, старьие приенседагчпки, планирующие работу на грузовых фронтах станции и др.

ЛПР на основании указаний, получаемых от работников от; ления дороги, руководства станции, руководящих документов и пользуясь информационно-справочной системой, принимают решения по присвоению классов приоритетов на выполнение тех или иних операций на станции, активно вмешиваясь, в процесс решений задач на ЭВМ.

Для каждой '/з (3 + {) подсистем двухуровневой систем, произведена дальнейшая декомпозиция.

3 связи с ?нн, что ресекие одновременно одиннадцати задач, СЕЯза:;;гых с планированием работы различ-одс подсистем станции представляет собой значительнее трудности, произведена декомпозиция производственного процесса ра£от:: станции. Для этого работа ста'шии представлена как система, состоящая из ^ процессов,для каждого из которое имеется своя, репаемая на вторе:,: уровне иерархической систему уп-рпвле!Г.:я, задача С/ •

Таким образом, плакирование каждого ¿ -го педсаздо-ления ста!шии является отображение:,!

а • ^ * "г - о — Ус , •

где ¿¿с - мнс.тество сигналов, посредством кс?огь~: осуществляется взаимодействие подпрспсссоз Р^' ме?ду собсй.

После выполнения работ на подразделениях стачкк! осуществляется ввод в ЭВМ информации о проделанной работе (псда«а, уборка или перестановка рагенев, погрузпчне-разгру-зо'пке операции, прием к вндача грузов и др. }. Ввод информации мо.у.ет осуществляться в виде подтверждения выполнения плана работ ГГЦ , рассчитанного э результате решения задач С, , • • •. С,, и.ли ввода полной информации о проделанной работе. Эта информация, стобра^лагая изменение состояния станции, обозначена СхТ и. названа сигналами обратной связи. \>/ - представляет множество сигналов обратной связи. 1(У~С , аТб. ¡'/ , псстулахсих с разных объектов грузовой ста'шии. В этом случае система .управления Со осуществляет отображение Со • ^ Г*.

Таким образом, для грузовой станции можно считать, что вся выполненная работа определяете»; работой каждого ко сё элементов и мекет Сить ькрегона через <|ункц-,5огаровацие 01— дсльньвс ее подсистем сяедуюцки выражением

Р(га,и>) -- р(т,К(П1,м)уси) ;

3 диссертации представлена схема передачи сигналов и взаимодействие процессов подсистем станции Р1-_ с ео работой в целом.

Согласованное действие локальных задач управления С± , ..., С5 достигается координацией погдеЯсткш на них управляющей систем С0 , коте пая оСоспочнгает достогешо оптимального значения глобальной пели, поставленной перед всей грузовой станцией.

Реиенке локальной задачи С$ организуется таким образом, что на уровне нижестоящих элементов она параметризуется только координирующими сигналами, и что каждый раз рассматривается только одна задача, решаемая ыглсстссце" управляющей системой. Итак, пусть - конкретная задача, ре-саемая вышестоящей управляющей системой, и каждый координирующий сигнал У из Г конкретизирует задачу ^¿.(¡¡'7, которую будет решать I -Я решащий элемент; пусть далее

№>••• ~ совокупноегь таких задач. Сле-

дует заметить, что совокупность ^((¡Г) сама по себе тйКлЮ яв. .зтея подлег/.ащей решении задачей, состоящей из б независимых задач $61 (¡Г/ 5 решениями задачи 5$ (¡Г) будут как раз те 5 ~ мерные векторы ( X^,...t ), в которых каждая компонента Х^ 1 — ¿~"5 является решением соответствующей еад&чя •

Предложенное описание сигналов управления и обратной

связи, 1 тагам методов выработки оптимальных решений каждой '.'з локальных подсистем, является основой для взаимоувязки конкретных з?дач комплексной системы оперативного управления работой грузовой стп.ш,г.'.и.

Алгоритм расчета оптимального плана работы грузозсй станции заключается з следующем: оптимальные значения управляемых параметров ка.тч:;ой подсистемы выдается после очередной итерации на первый уровень и внлвчаатся в состав пелене.'! функции., характеризующей деятельность грузовой станции в целом. Значения входных .ираыетрс-з первого уровня после каждой итерации корректируется, оптимизируя ыелевуд функция С вырахоащуз, например, время простоя вагонов на стан-ц:п! }. Количество итераций монет быть принято- равным числу вариантов оперативного плана работы станции. Ка первой итерации з качестве управляемых параметров принимаются их минимально допустимые значе:в:я. Данная схема координации допускает различные сочетания критериев оптимальности и управляемых параметров на первом и втором уровнях.

Значение критерия, оптимизирующего работу станции на итерация *0 а момент времен;'. "Ь , будет определяться ура-

где , Хс«,т ~ об-ьеьъ! переработки конкретного вида

грузоз и вагонов бригадой С , для задачи 5 в пункт*/?? после итерации (э в момент времек:: £

в момент

В третьей главе рассмотрены подели работы грузовой станции.

Для того, чтобы дать рекомендации по рациональной организации системы, выяснить ее'пролускнуи способность, опреде-• лить вероятностное время пребывания в ней заявок (вагонов) и предъявить к ней требования с точки зрения бесперебойного функционирования, автором изучена специфика случайного' процесса, протекающего в системе, представлена модель системы б виде схемы с разделением по фазам ее функционирования и затем дано математическое описание процесса работ грузовой станции как системы массового обслуживания.

Входч^ий поток вагонов (заявок} поступает в парк приема з при бывающих поездах, и на первой уазо обслуживания с помодью'обслуживающего аппарата (бригады тэжического и коммерческого осмотра вагонов) производится технический и коммерческий осмотр вагонов.

Учитывая то, что во многих случаях вр^мя обслуживания имеет неболь^.е колебания от своего средного значения, а собственно ото время незначительно по сразношш с продолзм-тельностью пребывания заявки в системе в целом, его можно принять постоянным и равным "математическому опжданиа или технологической норме .

На второй фазе происходит расформирование состава, . прг '.оляительность которого определяется корреляционной зависимостью от длины состава и количества отцепов.

Послз расформирования входящий поток вагонов обслуживается- маневровым локомотивом - вагоны должны быть поданы на грузовые пункты. Причем обслуяивааций аппарат - ыанввро-

ыЛ локомотив - выполняет такте операции по уборке вагонов с грузовых фронтов и формирование состава.

Таким образом, маневровый локомотив кале обслуггиза;:-грй аппарат может быть ис.пользозан на одной из четырех фаз обслугзгаания: расформирование, подача вагонов на гру-зезые фронты, уборка загонов а парк отправления и форьс:ро-ванне поезда. Следовательно, з этой ситуации может Сыть псстазлека задача о предоставлении приоритетов' прм оболу-¡зшанни заявок на какой -либо фазе обработки вагонов.

Так как очередность обработки грузовых фронтов на станции оказызае-т значительное влияние на сб^ее время простоя вагонов, то различные классы приоритетов присвоены но только операциям ¡¡а отдельных фазах обслуживания, но и грузовым фронтам.

3 диссертации рассмотрены варианта; модели грузовой станции для разлэткых способов организации работы маневровых локомотизоз и присвоения приоритетов на различных фазах обслуживания поступающих заявок.

M о.д е л ь I - операциям форжрозания поезда и уборки вагонов с грузовых фронтов присватается более высокий класс приоритета по сравнения с расформированием поезда и подачей вагонов на грузовые Фронты. Го есть вагоны У и У1 фаз обслуживания имеют болеа.' высокий класс приоритета по сравнения со П-ой и К-ей фазами.

M о д о л ь П - отличается от первой тем, что более высокий класс приоритета присваивается операциям расформирования поезда и подачи вагонов на грузовые фронты, т.е. П-я и Ы-я фазы грузовой станции имеют более высокий класс при-

оритета го сравнения с У и Л фазами.

. М о д е л ь Ш имеет ту особенность, что при уборке вагонов с грузоЕых фронтов более высокий приоритет присваивается некоторым грузовым фронтам и операциям формирования поезда ( в том случае, когда отправление поезда осуществляется п0 расписанию ), и уборка вагонов имеет белее,высокий класс приоритета, чем подача.

М оде л ь 1У отличается от модели Ш тем, что Солее высокий класс приоритета имеет подача вагонов на грузовые фронты, которые в свой очередь также делятся на два класса приоритета.

М о д е л ь У предусматривает обработку входядего потока заявок (вагонов) двумя .аппаратами обслуживания (локомотивами). В одном маневровом районе первый локомотив производит расформирование состава, подает и убирает вагоны на первую группу фронтов., В другом'маневровом районе второй локомотив только подает и убирает вагоны на вторую группу грузовых фронтов.

Выходящие заявки на обслуживание (уборка вагонов) имеют более высокий класс приоритета по отношению к входящим (подача вагонов на грузовой фронт) и, кроме того, имеется приоритет в обслуживании грузовых фронтов.

М о д е л ь У1 - обработка выходядего и входящего пс^ка заявок (вагонов) осуществляется двумя аппаратами обслуживания, причем во входных заявках приоритеты обслуживания грузовых фронтов разные.

М о д о л > УП - в отличие от модели У1 приоритеты обслуживания грузовых фронтов имеются в выходных заявках.

Предлагаемые модели дают возможность оценить влияние очередности обработки тех или иных фронтов и фаз обслуживания на величину простоя вагонов на грузовой станции.

Использование абсолютных приоритетов не всегда может дать оптимальны?, вариант» поэтому сокращение простоя вагонов на грузовой станции, как систе>:ы массового сбслгтч:-вакия достигается за счет использования относительных и динажчееккх приоритетов.

Исследование значения "относительного приоритета в. сб-слуя'лвании грузозых фронтов осуществлялось для системы с несколькими входящими потоками вагонов и неограниченно? счоредь» .

Общее выражение функционала имеет вид

С = á. a¿ -?и -toH — mía , - . - i

гдо d¿ - стоимость простоя одной заявки L -го рода в очереди в единицу времен.:: ; - интенсивность входящего потока вагоноз.

и

фундаментальные результаты в области приоритетного обслуживания дает следузощее соотнесение:

> S¿.

Zn i

при выполнении которого необходимо предоставить приоритет требования;.! Л -го рода перед требованиями £ -го рода.

определяется как произведение стоимости простоя одного вагонс-часа на оптимальное количество вагонов в подаче, которое рассчитывается для каждого грузового фронта:

Q-Í =Сбч ' Kcpt

Предыдущее условие обеспечивает оптимальное распределение относительных приоритетов при произволыалс законах распределения времени обслуживания Z til » использует-

ся на случай относительных динамических приоритетов, при 'которых ресение об очередности обслуживания прикк.'.ается всякий раз па основании информации о том, какие требовгпгия представлены в очереди и в каком количестве. .

Условия распределения приоритета очень чувствительны к изменениям параметров, особенно в распространенных для грузовик станций случаях их близости ме^ду собой.

'Чтобы обойти эти трудности, испольсоваш метода векторной оптимизации. В этом случае цель оптимизации -. достюг.екио минимальных значений среднего времени простоя вагонов и ожиданта обслуживания ка С -м грузовом фронте.

Рассматриваемые модели приоритетного обслуживания входящих потоков на грузовых станциях дают возможность при наличии статистических дать« произвести моделирование работы грузовой станции с тс чу. и зрения выявления г.оличины непроизводительного простоя в ожидании выполнения операций. В частности, с помощь» математической модели можно расс'^-татъ расчлененный простой вагонов ка станции по елемситам, время нахождения вагонов в системе (простой местного ваго~ на) и общие суммарные вагоно-часы простоя.

Определение приоритетов обслуживания входящих потоков мгоноа дает возможность выработать рекомендации по очередности обработки грузовых фронтов с учетом изменения ситуации на .таннии.

В четвертой главе решается задача оптимизации процесса управления подсистемами грузовой станции.

Необходимость решения задачи расчета текущего плана . маневровой,работа обусловлена тем, что при больном коли-

■ честно грузовых фронтов маневровый диспетчер не может дать , однозначный ответ на вопрос о том, а какой последовательности необходимо выполнять технологические операции с вагонами. В отих условиях на основании точной информации о состоянии грузовой станции з текущий момент времени, прогноза прибытия передаточных поездов, времени возможного отправления передаточного поезда со станции моиет быть построен план работы, направленный на максимальное использование перерабатывающей способности грузовых фронтов и маневровых средств, а также на очищение простоя вагонов за счет согласования очередности выполнения технологических операций с графиком движения поездов.

lia основан;«! данных информационно-спрлвочноП системы маневровому диспетчеру достаточно полно иззест'О состояние грузовой 'станции. Исходя из ситуации, слогхивыейся на станции, он выявляет грузовые фронты, m которых необходимо гчнолнчть операции го подаче или уборке загонов на- дат.кы.. момент времени или на бликайсий период планирования и вводу их в ЭВМ.

На основе данных информационно-справочной системы маневровому диспетчеру достаточно полно ¡известно состояние грузовой стайя'.и.

Ка основании анализа ситуации, и учитывая, что формализованные методы планирования ко всегда могут отражать особенности обстановки, сломивпейся на станции к моменту начала пла::нрогания, а такнз из оказаний КОД, диспетч р мог.ет выделить грузовой фронт или группу вагонов, требующих особой срочности обработки, и присвоить им приоритет

срочности. При отом к одному приоритетному классу может бить оть-сено несколько грузовых фронтов,

Ка следующем отапе присвоение приоритетов срочности обработки грузовых фронтов осуществляется кЬ основании математического моделирования работы грузовой станции. В этом случае садачу построения оптимального плана целесообразно рассматривать как многокритериальную с упорядоченными критериями, К= (KifK2r...,K^F).

План будем считать оптимальным по критерию Ki(¿-1,2) , если ни одна операция С -го приоритетного класса но может быть начата раньше без задерхки выполнения операций болео высоких приоритетных классов и, если он оптимален по критериям и дает минимальное значение вагоночасов ме,..операц;.онного простоя С критерий F ) .

„ля оставшихся грузовых фронтов, которым не присвоены приоритеты, производится расчет очередности обслуживания их маневровым локомотивом.

F- ,чет очередности обработки грузовых фронтов с одинаковым классом приоритетов осуществлен методом "Циклического программирования" и методом "Ветвей и границ" .

Задача по планирования работа маневроаых локомотивов внедрена автором на станции Москва-П-Митьково.

Выбор приоритетов в обслуживании грузовых фронтов, проведенный на основе математического моделирования работы станции, позволил сократить время расчета плана работы маневрового локомотива на ЭВМ до 1+3 минут. Производственный опыт использования задачи подтвердил работоспособность пред-Лишенного алгоритма и дал возможность качественно и быстро

составлять план работа станции.по подача и уборке вагонов

{

на грузовые фронты станции. Простой вагонов в ь^лсм по станции сократился на 2,9 часа.

Задача распределения груженых вагонов по грузовым фрснтам станции и подъездным путям является составным звеном .диспетчерского руководства по планированию маневровой работы.

При распределении груженых вагонов с сортировочных путей г.о грузовым фронтам возникает задача выбора вагонов для подачи. Выбор вагонов осуществляется в соответствии с планом работы станции или заявкой приемосдат'мка на гсдачу вагонет, н которых указываются грузовой фронт и количество пробуемых вагонов, при этом учитывается длина фронта, а таете наличке вагонов данного назначения на сортировочных путях.

Критерием оптимальности для описанной зад~чи является минимизация числа полурейсов локомотива. Зсли часть загонов выбирается по приоритетам, то эти группы фиксируют переменны в целевой функции и в ограничениях, то есть ползлятзтея дополнительные константа, которые не меняют порядка расчетоз. В общем, виде задача имеет вид

% % +1- ^ + + I ,

где • /¿у - величины групп вагонов, стоящих на ¿' -х сортировочных путях первыми и в серр-кнз • под -м порядковым номером ;

£ • Р - параметры, принимающие значение I или О, если У[ i и Хц > { . . Задача распределения порожн : вагонов с точки зрения увеличения статической нагрузки вагонов при минимизации рейсов локомотивов на подборку вагонов, учитывает использсга-

ше груженых вагонов псле их выгрузки и значение приоритетов на обслуживание грузовых фронтов вагонами С -го типа.

Целевая функция имеет вид:

- при деф'"-чтс порожних вагонов

. ' ZZPdXnmax i j «

- при отсутствии дефицита вагонов

X Xlj —- min

где, 7-Xii - количество вагонов типа L , необходимое для погрузки груза J ;

P-Lj - норма загрузки вагона типа L грузом ^ »

Рассматриваемые задачи по распределении груженых и порожних вагонов являются задачами целочисленного программировании. Для ^сесния их был использован метод разрешающих мнО" жителей.

В пятой главе рассматриваются вопросы, связанные с организацией верхнего уровня управления работой rpyoosofl станции.

Верхний уровень иерархической системы управления работой грузовой станции, как указано васе, представляет собой человеко-машинную систему" управления. Реально складывающиеся на станции ситуации часто требуют принятия трудно формализуемых решений, вызваньих необходимостью срочного выполнения некоторых операций вследствие особых требований или указаний ДС и НОДа. Естественно, что математические модели не всегда могут дать желаемое решение при наличии приоритетов, важность которых оценивается по критериям другой природы. В этих случаях наибольшая эффективность управления достигаемся при сочетании опыта лица, принимающего решение, и

возможности ЭВМ, т.е. при создании челзвеко-мапингах (интерактивных) систем планирования.

Создание интерактивной системы, функционирующей в реальном масштабе времени, требует разработки информзиионно-спрпвочной системы (ИСС) и средств общения человека с мани-ной .

Наличие ИСС позволило автоматизировать выдачу информации о ходе технологического процесса, необходимой для обоснования принятия рекений при расчете плана. Такой ре^лнл позволяет пользователю управлять работой алгоритма планировали с помощью систем приоритетов, расширяя возможности применения КСС с учетом нефор/слизуемых процедур принятия диспетчерских ре-лел'ий. Функция диспетчера и других руководящих работникоп ? полуавтоматическом репкге прг-'ятия решений заключается в разработке плана, включающего перечень и приоритетность важнейших операций, которые,должны быть выполнены за период планирования.

Повышение оперативности в ревенни задач особенно важно в условиях стохастического характера работы станции, когда необходимость перерасчета плана монет возникнуть до истечения установленного периода планирования. Основные причины, порождающие необходимость перерасчета плана, вызываются неизбежно возникающими отклонениями хода технологического процесса о? предусмотренного планом,-'а именно, возможен незапланированный приход поездов, сбои в работе грузовых фронтов, и, как следствие, задер' :и в освобождении гза:ч.-:оп. не исключены и отклонения от нор-1 времени выполнения грузо-вкх и маневрошх операций.

ЖС выполняет обработку запресоа, обеспечивая автомати-сир ванный доступ к банку данных различных кэчьзоватсдай скстпмы,

Программное обеспечение КСС конструируется как система открытого типа, допускающая поэтапное включение новых задач и развитие технических средств. '

Планируется обработка запросов на информации, необходимую начальнику станции, грузовому и маневровому диспетчером, товарному кассиру, диспетчеру предприятия автотранспорта, приемосдатчпкам.

Структура программного обеспечения АСУ грузовой станции включает следующие подсистемы:

-- систему сбора и накопления информации;

- икГ зрмационно-справочную систему ; ■ систему ьедения архива ;

- справочно-обучакщум систему;

- средства генерации и восстановления системы.

К'Л работает в двух ремизах: справочном и подготовки отчета.

В справочном режиме по заданным параметрам осуществляется поиск информации в банке данных и выдача справки на терминал.

В режиме подготовки отчета по выбору пользователя производится обобщение большого количества данных за опре- ■ деленный период, составление отчета по состоянию на текущий момзн!, за прошедшие сутки и в течение месяпа. Форш составленных отчетов соответствуют утвержденным ШС формам до-к,.лента::™ по грузовой и коммерческой работе.

Основой для ИСС является банк данн.гх, рсоработанкый с '.учетом информационных запросов и ограничений г.и объему и времени П01!скп записей.

Логические связи между данными обосяечипоэт многоцелевой использование информационной базы.

Ка грузовой станции более целесообразны.! оказалось организовать СГ-'-БД с помощь,э иерархически структур. Этап логического проектирования СМ-БД состоял в определении набора басовых массивов ,, задающих основные характеристики объектов рассматриваемой систему, а таххе в определении пе-о&юдютзе собственных или взаимных связе*!.

Структура басы данилс разработки исходя из характера И1-*срмацко5;кых запросов и восмглностой системы управления бянка данных Д1?(№С, обеспечивающей иерр.рхичзег'й структуры данных, а также сбор, хранение я обработку информация в режиме коллективного доступа.к базам данных многих пользе» латэтей с различных, з том чглслс удлленкж, терминалов.

База данных включает кость основных иерархических структур. Для поиска информации используются ключи, позволяющие считывать необходимый перечень информации. Содержание ключей идентификации информации: - структура "Поезд", Ключ формируется следующим обра-признак прибытия или отправления, число месгпев, номер поезда, номер вагона по порядку;

•- структура "Вагон". Ключ: род вагона, номер вагона, .номер накладной по порядку ;

« структура "Накладная". Хлзч: последние две цифры натишдной, номер накладно" ;

- структура "Путь". Ключ: номер пути, номер вагона по зрядку на пути ;

- структура "Получатель". Ключ: шифр получателя, помер отправки по порядку;

- структура "Склад". Ключ: номер склада, номер отправки по порядку.

Структура программ обработки входных сообщений одинакова для всех программ и представляет последователь*-

9

ность действий - диалог, запись в.банк данных.

3 первой чпсти программы, в процессе диалога магжы с оператором, осуществляется накопление порции информация, содержащейся в конкретном входном сообщении. Во второй части программы осуществляется запись накопленной порции ик.^рмаци: в банк данных к модификация информации, содср-. каг;ей.я в банке дашкх»

К вводимой информации предъявляется требования четкого разграничения функциональной роля элементов информационных со. лцений и введения строгих правил записи этих элементов.

Программные модули входных сообщений осуцествляэт форматный и логический контроль, обеспечивавший повышение достоверности информации.

Программа реагирует на неправильный о^вет оператора новым запросам сообщения.

Задачи, решаемые в справочном режиме, позволял? формировать следующие сообщения:

- по заданному номеру вагона выдается дата и время прибытия его на станцию, местоположение, путь, на который

33'' он догаен быть подан, деталыые сведения об отправках, находящихся в ваго!!Э ;

- по номеру пути - номера вагонов, находящихся на дан-нем пут:!, с указанием их состояния и времени подачи, а такало номера и местоположения загонов, которые долккы быть поданы па у;сазсш!:кЯ путь ;

- по номеру накладной - деталь;."ые сведения об отправке с уиг.эавнег,! местоположения ее на стащии ( номер загона или еэетии склада ) ;

- по пкфру получателя - список отправок, прнбнящих в его адрес, с указанием местоположения их на складах или в вагонах;

- по номеру поезда - рассчитанный натурный лист,

В реж.'ме подготовки отчетов репвются задг -и по составлению сяздукщчх документов:

- рюработашоЛ ведомое ги отчета о .грузовоз работе (г, •¿у.п.к&.хке вагонах) ;

- разработанной ведомости отчета о иородсвоИ погрузке (я физических вагонах и тоннах) ;

~ отчета о вагонном парке ( вагонооборот, общее наличие вагонов, работай парк ) ;

-- тзработочноЛ ведомости отчего о погрузке по ~еро-ган назначения (общая и по родчм вагонов) ;

- ведомости подата и уборки вагонов ;

- расчета среднего простоя местного вагона на станин:; (по бспнсмерному способу).;

- расчета среднего простоя отдельных родов пагонев ■ (по непарному способу) ;

- расчета среднего простоя, приходящегося на одну грузов., .о операцию ;

- определения среднего простоя вагонов на подъездных путях (по номерному способу) ;

- расчета средней статической нагрузки вагона.

1'СС допускает расширение набора справок и выходных, документов путем включения дополнительных программных модулей.

В гестой главе дается оценка загрузки персонала в оперативной работе станции.

Система оптимального управления технологическими процессами на грузовой станции характеризуется тем, что ЭВМ выполняет шз'Торкационно-советующув роль. Машина обрабатывает большие объемы информации, характеризующей состояние объекта упгавлен'л. и изменение режимов его работы, производит вариантные расчеты и выдает оператору через устройства отображения информации рекомендации, о возможных способах оптимизации режимов работы объекта и устранения их нарулений.

^.■кции человека-оператора суцественно меняются в зависимости от особенностей объекта управления, применяемых средств автоматизации, уровня иерархии-в системе управления, условий деятельности и т.д.

В оперативном управлении работой грузовой станции, характеризующейся непрерывным процессом, деятельность оператора заключается в периодическом решении ряда задач, непрерывно следующих друг за другом. В промежутках между решениями задач у оператора наступает оперативная пауза.

В работе исследована оценка загруженности работников грузовой станции, непосредственно связанных с выполнением грузовых операций и обработкой перевозочных документов, спе-

ратора технической конторы и приемосдатчпков грузов на грузовом пункта общего пользования. Для анализа загруженнсст: этих работников использован метод построения профессиограмм. В ведомость записываются все основные технологические (сенсо-рномоторные, логические, контрольные) операции, выполняемые работником, а на часовой сетке откладывается в минутах время выполнения этих операций. Кромо основных операций, учити-заатся также технологические паузы, обед, дополнительные телефонные переговоры (т.е. переговоры, ведущиеся помимо выполнения основных технологических операций).

Профессиог-раммы велись ежечасно в течение всей смены шм дежурства обследуемого работника.

Матричная форма структурно-алгоритмической модели индивидуальной деятельности оператора имеет вид

I* 1 / • •

где Д7ц - матрица смежности в реализации С -й задачи, в 2 -м режиме и у -Л реализации';

- частота появления /. -й задачи в 1 -м режше ;

- матрица переходов от .задачи к задаче внутри

1 -го режима.

Приведенная зависимость, позволяет различать мат-мати-чь-скиз модели на рдзшх структурно-алгоритмических урегнях: реализация алгоритма задачи, рэмзш работы и кндивидуаль-ной деятельности.

Степень занятости работника выполнением основных технологических операций определена величиной кооффипкента загруженности.

Результаты исследования показывают, что в реальных ус-.лов' тх работы приемосдатчики загружены в отдельные сиены оформление.., документов таким образом, что коэффициент их загрузки достигает величины 0,96 . Это свидетельствует о целесообразности автоматизации рутинных операций.

3 седьмой главе, рассмотрены вопросы о роли, месте ЛСУГС в совершенствовании работы транспорта в целом к разработана методика расчета поэтапного внедрения ЛСУГ на полигоне »с-лезных дорог.

Грузовая станция расположена на никнем уровне иерархической системы управления, поэтому разработанная в диссертации комплексная система управления с применением ЭВМ призвана обеспечить сбор, обработку и передачу в АСОУП информации о принятых к перевозке грузах.

''^формации, передаваемую в АСОУП можно подразделить на два класса:

1. Оперативная информация, передающая сведения о сформирован их поездах, вагонах, грузах и контейнерах на основе данных, содержащихся в основных перевозочных документах (натурный лист поезда, вагонный лист, накладная и комплект дорожных документов, относящихся к дорожной ведомости) ;

2. Учетнс-отчетная документация, передаваемая об объемах выполненной работы на конец отчетных суток (наименование форм учета и отчетности приведено в главе 5) .

Первый класс задач обеспечивает оперативное управление на уровнях сортировочной станции, диспетчерских аппаратов отдела движения отделения дороги м слукб дороги.

Организация обмена информацией между грузовой и сорти-

рсвочной станциями, включеткий в состав ЛСОУП, основанная

на межмашинном обмене, апробирована ка станциях Московского узла.

Таким образом, разработка АСУ на гузовых станция:': даст возможность в последующем формировать информации на всех уровнях управления АСУЕГ, являясь оснозой зарождения автоматизированного сбора л обработки первнчной инфорчапил, от достоверности которой зависит качество оперативного руководства пзреяосочнкм процессом на всех уровнях иерархической системы АСЕТ.

Теоретические основы и практическое внедрение информационно- справочной системы грузовой стпнцни на базе динамического банка данных позволило разработать и внедрить на станциях Московского узла автоматизирование р-бочио места (АИ1) для основных категорий (профессии) работников станции: оператора технической конторы, товарных. кассиров по прибытию и отправлен;«: грузов, приеме сдатчиков, работника актсво-розыскной группы, грузового диспетчера и ряда работников авто-экспедиционной станции.

Особое а [та: а низ заслуживает вссмокнссть использования зарождающейся на грузовых ста;:цчях информации для разрабатываемой з настоящее время безбумажной технологии но кафедре УЭР ИШТа под руководством профессоров Тулупоза Л.П. и Лазарева Х.М. Технология безбрежного перевозочного процесса предусматривает набор специально разработанных фор. и ::зко-то)1 передачи информации со ста-зг ". погрузим ^ерез систолу технических станций до итанций выгрузки.

Разработаете форму безбумажного перевозочного процесса

содержат набор реквизитов, который формирует динамический бан.. данных грузовой станции.

3 транспортных узлах грузовые станции при обработке грузопотоков взаимодействуют с автомобильным транспортом, подъездными путями, речными и морскими порта»® и другими подразделениями. В результате в процессе эксплуатации в узле формируются сложные материальные отношения и возникает необходимость координации всей эксплуатационной работы, в том числе, грузовой, коммерческой, технической.

' Поэтому при построении АСУ грузовой станции были учтены не только внутрзннне структурно-технологические особенности грузовой станции, как объекта управления, но к внешние связи и факторы взаимодействия с другими видами транспорта.

Коронное совершенствование управления грузовой работой в узл- может быть разработано только на основе внедрения АСУ грузовыми станциями. Этр позволит обеспечить узел полной и точней информацией в реальном масштабе времени и на ее основе соз;, .ть комплексную автоматизированную систему управления в узле с возможной перестройкой организационной структуры управления эксплуатационной работой.

Е настоящее время под руководством автора разрабатывается система оперативного управления грузовой и коммерческой работой Московского транспортного узла. Основой для разработки АСУ узла послужил весьма полезный опыт, накопленный при внедрении АСУ грузовыми станциями с передачей полней информации о вагонах, грузах и контейнерах авто-экспедиционными станциям ( Москва-П-Митьково, Москва-тов. Курская, Кунцево-П, 1.,осква-тов .Ярославская и др. ).

Формирование :и внедрение АСУГ на полигоне сети железных

•дорог страна требует рационального использования материальных, трудовых и финансовых ресурсов, выбора очс^здности ввода в эксплуатацию автоматизировашкх управленческих систем на станциях, обеспечивающих быстрейшую отдачу от вложенных средств на вычислительную технику.

Трудность реаения поставленной задачи обусловлена тем, что обеспечение всех грузовых станций вычислительной технп-кой невозможно осуществить в короткие сроки, то есть необходимо учитывать з полной мере влияние фактора зременк. Учет фактора времени и ограниченности ресурсов при рассмотрении! сложных систем реализуется в их этапном построении.

Под отапнсстыэ формирования АСУГ понимается разр<^5отха такого плана тиражирования системы, который определял бы оптимальную, с точки зрения приведенных кароднохсэяйствен-.глх затрат очередность оснедония АСУ конкретных груоевых станций за определенный плановый период, с учетом ограничений на объемы поставки ч типы электронно-вычислительной тех:-:- ни. С отой целью разработана методика выбора оптимального варианта поэталного внедрения АСУ на грузовых сташкях. В соответствии с прнказом ШС )£ ЗОЦ методика расчета оптимальней стратегии развития и внедре.'мя АСУ разработана применл'.^льно для ста важнейших грузовых, станций сети.

Для оценки влияния этих станций на организацию перевозочного процесса и возможный зксномический эффект от внедре:г.:я АСУГ были исследованы основные показатели их работы: вагонооборот, оСьеиы погрузки и выгрузи, простой вагонов по; одной грузовой спзрзцией

'Гак как ресурсы, выделяемые для внедрения АСУГ, ограки-чгга, то данная задача езедена к выбору наивыгоднейшего на-

i рианта распределения ресурсов, как по отдельным грузовым станция , так и этапам планируемого периода.

Оптимизация многоэтапного процесса оснащения грузозых станций 2Б',1 осудесталека методами динамического программирования, при этом учитываются к выбор политики оснащения грузовых станций к замены устаревших марок ЭВМ.

Поскольку рассматриваемые оптимизационные процессы по

своей физической природе являются дискретными, в работе ис-#

пользуется метод динамического программирования в дискретном варианте.

Результаты расчета экономической эффективности для двух станций первого класса показали, что годовой экономический эффект составит 296,5 тыс.р./год, а срок окупаемости 1,53

года.

'.'.а полигоне сети железных дорог бывшего СССР имеется более 200 станций с грузооборотом, равны.! или более грузооборота приаодиъю: в примере станций. При тиражировании системы ¡.а лодоСкыа грузовые станции экономический офф^ек? в целом по стране составит более 50 млн.р.

оаюшыг Ш30,$

I. Выполненная работа посвящена решению проблемы разработки комплексной системы оперативного управления работой грузовой станции, представляющей собой сложный процесс, связанный с взаимодействием разнообразных локальных подсистем самой станции с другими подсистемами железнодорожного узла и других отраслей народного хозяйства. Анализ отечественного и зарубежного опыта построения систем управления на трон-

слорто определяет необходимость комплексного подхода к решению г опросов фунгогоснирования системы з целом.

В настоящее гремя не?1 единого методологического годхода к решению проблема управления работой грузовой станции.

Испольяусгсыо методы обладают рядом недостаткоя, в тем число, отсутствием комплексной оценки факторов, зля'асщих на взаимодействие элементов грузовой ста;::,;га.

2. Построение АСУ на транспорте сложнее пострсгкип аналогичных систем других отраслей народного хозяйства ОГАС, что сбуславлигсат необходимость особенно тцйтзпьного их формирования. При формировании АСУДТ разработки общий план р^згн-Л'.ч системы, которой, одн?-но, не определяет развития составляющих ее подсистем. В опязи с этим, в кготояцео арэмя особую актуальность, приобретают вопросы эффективного формировании одной из г-дгл;ейг!*с: подсистем ДСУХТ "Упраг.лончо грузовыми i: коммерческими операциями нп грузог;к станциях". Система ЛСУГ пгед-стг.вляст собой слс^нун -jtpyks/ny, Которой позволит пошеитъ кг:сст1-о правления технологическим процессом га всех подразделениях станции.

3. Грузоззя станция, как объект упрэрлегая, предеэгляет собой сложну:? динамич.есхую систему со многими степенями свобода, подвер-енну)- действие многих внешних л паранет ричтекнх возмущений. Особенностями ее работы является больаос разнообразие вчполняогж сперший гдаглггнкги Зункппот'ругкяяп! под-оистеманк, раэлк'вшм тохпшееккм оснащена м, объемен и характером се рзботч.

4. Оасраглзиое yjTposxsreie работой грузовой сталп'и рассмотрено как многсуротшевая иерархическая система, в пуспессе фгнжтиониро.-зиния которой происходит сзаимсдейст/ие отдехыд

'еэ элементов, расположенных на разных уроэнях. Это взакыо-дой гвио или зависимость находи? свое выражение в передаче команд управления по вертикали от вышележащего к'нижележа-ЩО-'У урозпю к в налк'-сте обратных информационных связей, направлеиних от элементов нижнего уровня к элементам верхнего уровня.

5. В результате агрегирования и декомпозиции системы

оперативного управления грузовой станцией выделен ряд лов

калылтх подсистем, для каждой иэ которых определена целован функция.

Математический анализ совместного функционирование локальных подсистем выполнен на недели двухуровневой иерархической системы, верхним уровнем которой является человеко-машинная система принятия решений.

„пя обеспечения вффоко-ивности оператльчого управления проведено агрегирование, системы, в результате которого выделен рад задач оптимизации параметров технологического процесса, решение которых может осуществляться периодически прп изменен;;;; технологии работы станции пли ее технического оснащения.

6. В результате исследования функционирования оперативной системы разработаны принципиально новые ресения задач оптимизации управления локальными подсистсг1ми и принципы координации их взаимодействия.

К числу основных задач отнесены:

- выбор приоритетов в обслуживании .входящего потока вагонов на основе математического моделирования работы грузовой станции;

» планирование работы маневровых локомотивов по подачз и уборке вагонов ка грузовые фронты станции ;

- распределение груиешх и порожних вагонов по грузовик фронтам сташ.;-;м.

"7. Б целях принятия опттаолмгого решения, объединя^до-го в одно целсо решении лояалыых задач подсистем, разработан алгоритм расчета оптимального плана работы гругевей станвви, основан! па методе итеративного агрегирования. ÏVhoeoactbo оперативной работой, грузовой стлгаип осус;вст-гляотсл на основе диалоговой мфэрмппиогто-слрдсочиоЯ скотэ-îsi, отрекеяцей состояние стаизди s реальном масштабе гремени.

■ 3. РазраСотанц ойциз прпкемга чэловеко-маиикней , .иолого-гоЛ систе;.ы сп.зр?тив::ого ¡агамровшт но основе игтлгрлро^ан-ксЯ сбрсбстз! ш?ортцяи в банке данных. Определен л реал:-'--зоэен пйречанх» »ифородисиниг задач п.грой очереди АГОР.

9, Спр^делт'.ш функции, зтоодняеныэ чздоазкох-оперзторен я систсмз управления грузоьоЧ ств.шл'^.й г.о работе, кот-£р;:'Дгт;>"п::о евяз&ш..»! с пла,.п;рсв;г:глем, орг^кчгт-тлеЧ и га-лолнэписм технологических операций. Приведены оскозше расчетные выражения, с помощыэ котогкх определены допустимые величины показателей загдавешозти человека-опоратг ра, обеспячньаицяэ нормальный условия работы.

Описание деягольности человека-сператсра (технического soiîïoprçnrca, приеме здатчзптов) па уровне технологических оно-рсц-'Л, осуцомя.'.донс"* с лрючгчекябм суруктурко-злгориткячсс-коз'о Nôï'in/t à wcnosbcoBaînif/-t прсФессио-трафического пег/золило определить допуглгиглз объемы ютояненчл работ в виде обрабатдоаняк i:''здов и отправок в течение cms«î.

10 . Определена и раскрыта роль АСУ ГС в системе АСУЖТ и крупных транспортных узлах. Разработана методика расчета перспективного внедрения АСУ на грузовых станциях сети железных дорог СССР на основе мотсда динамического программирования.

П. Теоретические к практические положения диссертации

были обсувдань: на научке-тсхнических советах ШС (комиссия

грузовой и коммерческой работы) 6 декабря 1983 года и КТС 0

ШС ( комиссия контейнерных перевозок и коммерческой работы ) £7'марта IÇS5 года. Результата работы одобрены и рекомендо-ваш для практического внедрения на грузовых станциях.

Разработаны под руководством к при участии автора: Техническое задание на информационно-спралочнуя систему гру-зо. jS ctci лии, утвержденное Глаапз/ грузовым правлением , ШС; \'ехно~раСо^1й'проект на' систему сдан в промышленную эксплуатацию в вычислительный- центр Московской к .д. и утвер-аден главка.! инженером Московской дороги на заседании приемной ко:,- :сспи при участии начальника ЦУВТ Хандкарссд Ю.С. и главного инженера Главного грузового управления Шрам оса А.Л. Решения KÏC ЫС, приемной комиссии и титульиыо ли. с ты Технического задания и Техно-рабочего проекта приоедеш в Приложении 7.

В кастояцео время на восьми грузовых станциях Московского транспортного узла на базе двухмашинного комплекса серии СМ-4 внедрена АСУ работы грузовой станции и задача по планирование, работы маневровых локомотивов.

Результаты эксплуатации системы показали ее работоспособность, а проведенные расчеты экономической эффективности

гижезштат, '«о арок окупаемости состп£ит 1,52 года. При спр&к'роа&зя! а'лтегпх па сто реяажц:« грузовых ста-пдаЗ сети яек? г-пвс дорог сиснегпгс'скпй составит более 50 мпл-

лисмеп -^ублг:?? з год.

ПУБЛИКАЦ!П1 ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦЖ

1. Крохин Т!.С. Оптимальная технология переработки тяжеловесных грузов. Железнодорожный транспорт, 1974 г., !(■ 7, с. 28-31 .

2. Крохин Л.С., Николаева Т.Д. Вопросы информационного обеспечения 'оптимизации процессов оперативного планирования на грузовых станциях: Материалы Всесоюзной конференции. Киоп, 1974 г., с. 260-265.

3. Крохин Л.С., Николаева Т.Л. Информационное обеспечение задач оперативного планирования работы грузовых станций на ЭВМ, МШТ, 1975 г., вып. 481, с. 55-61.

4.'Крохин Л.С., Седых Л.Г., Голубев Б.Л. Задача выбора очередности формирования вагонов я последовательности перегрузки тяжеловесных мелких отправок (выбор очередности рейсов крана), МИИТ, 1975 г., вып. 482, с. 79-01 .

5. Крохин Л.С., Голубев Б.Л., Николаева Т.А. Оперативное планирование работы грузосортировочкьк площадок по переработке тяже овесных грузов с применением ЭВМ: Материалы Всесоюзной конференции. Ленинград, 1976 г., с. 221-224.

6. Крохин Л.С., Голубев. Б.Л'. Опыт проведения в производственных условиях экспериментов по оперативному планированию работы грузосортировочной площадки по переработке тяжеловесных грузов с применением ЭВМ, МНИТ, 1975 г., вып. 533, с. 115-120.

7. Крохин Л.и., Николашш В.М. Оперативное планирование переработки транзитных контейнеров с применением ЭВМ. 1ШТ, 1977 г., вып. 565, с. 117-123 .

0. Крохин Л.С., Рудых С.С. Экономический эффект примензкия ЭВМ в планировании работы грузовых станций, !.2Г,1Т, 1977г., вып. 565, с. 131-135 .

9. Ратин А.С., Крохин Л.С. Об одном подходе к определению очередности обслуживания грузовых пунктов станции с помощью ЭВМ, ШИТ, 1977 г., вып. 655, с. 118-124.

10. Крохин Л.С., Г^дых С.С. Расчет оптимального числа погру-зочно-транспортных маикн для внутризаводских перевозок, ГДР, Дрезден, 1977 г., с. 41-48 .

11. Седых Л.Г., Ратин Л.С., Крохин Д.С. Оптимизация станин-OBiîux процессов с использованием аппарата '/..ииташонно: о моделирования. Труды институтов инженеров я.д.транспорта, 1KÎT, 1970 г., вып. 570, с. I04-II3.

12. Paiïîh .А.С., Крохин Д.С., Седых Л.Г. Исследование параметров технологического процесса грузовой станции па имитационной модели с использованием универсальной системы моделирования. Груды институтов инженеров ж.д. транспорта, ИКГ, IS78 г., вып. 587, с. 104-113.

12. Крохин д.С., Чернов З.Н. Организация информации в АСУ гпузовоЗ станции, Келезнодоро;«™ транспорт, 1978 г., .V- 7, с. 37-39.

14. Козлов Й.Т., Лазарев Х.М., Крохин Л.С. Автоматизация управления технологическими процессами, Мелезнодорсшгь'й

* трг-нспсрт, 1979 Г., }.'• 4.

J5. Крохин Л.С., Хоркков Е.П., Седых А.Г. Перевозка минерал::.-ио-сгрсителыягрузов з узле. Труда инс.атутов инженеров *.д. транспорта, 1979 г., г-ып. 537.

16. Крохин Л.С., Хорикоз Б.П., Содах Л.Г. Плльирсзание распределения перевозки грузов меггду епс<дггмн базами выгрузки. Трудч институтов к.д. транспорта, ?.5!ИГ, вып. Ь29, о. I07-IC8.

1?, Крохин Л.С., Седых А.Г., Ееесдин U.C. Рлспределс-'ис гру-»ек.к езгонов по грусовш! фронтам. Труды институтов ин~ ненеров к.д. транспорта, МИТ, вкл. 670, 1980 г., с.164

. 178 .

1С. Крохин Л.С., Николаева Т.А., Сепых А.Г. Оргашаи: л оперативного управления по подаче и уборке вагонов на предприятиях, ¡¿нт?риалы Зоесопзной конференции, Алыа-Ага, I98I г., с. 2о?~?3о.

19. Крохнн Л.С.. Хер; 5 к о в Б.П., '(свален К., Опггоалыпе рас-

• вредепанко перс~езоч;т1тх потоков минеральных строитель-îï ¡X материалов з «Золызих жстлезнодорогнвх транспортных .узлах: 'if-CP. Альфа, Грлтгс-лз' \ 1982 г., с. 69-75.

Я0. Крохин Л.С., Холопов -К. В. Оргснизаппя работа грузезой чг&нтт,, v.tr. зоыкопсто пункта взаимодействия з.д, и 82-тсмобильного транспорта, ИйИТ, 1902 р.,гып.631» c.IQ-24.

21. Крохин Л.С., КучогскиМ A.M., Балонтова К.В, Програшнзо обсспочс!we АСУ грузовой станции, Труда институтов нн~ " женс^ов транспорты, ШИТ, IS8I г., вып. 676, с.17-20.

£2. Крохин Л.С., Холопов К.В. Пути ускорения обработки местных вагонов на грузовой станции в условиях функикониро-вания ACi: Материалы Всесоюзной конфорзнции, Ворогаилово-град, 1983 г., с. 83-85. .

23. Крохин Л.С. Организация ИСС работы грузовой станции в "словиях АСУ - Механизация и автоматизация производства, 1203 г., I." 9 .

2*4. Крохин Л.С. Комплексная система оперативного управление работой грузовой станции, Межвузовский сборгаш научных трудов, ШТ, 1983 г., с. 72.

25. Крохин Л.С. Внедрение первой очереди АСУ грузовой станции (на примере станции 1'осква-П-Миты:овс), выпуск ЩШТ&И, 1904 г., Г 3, с. 9-16.

26. Крохин Л.С. АСУ грузовой станции: трудности и проблема, Жол -знодорожный транспорт, 1986, К- 9 .

27. Крохин Л. . Алгоритм расчета оптимального плана работы грузовой станции, Указатель ВИНИТИ "Депонированные научные работы", 1L, 1990 г., с. 21 .

крохш леонид сергеевич

комплексная система оператиеного управления работой грузовой станции

( 05.22.С8 - Эксплуатация железнодорожного транспорта )

{ включая системы.сигнализации, централизации и блокировки )

Сдано п набор 2М, ¿¿}>отй^1992 г.

Подписано к печати "¿У" ¿5^,1992 г. Объем 3fO печ.л. Сормат бумаги 60x90 1/16 Заказ К /S/V. Tv.pa^ -fQO. экз.

Типография МКИТ, Москва, ул. Образцова, 15