автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Математическое и программное обеспечение многоролевых человеко-машинных интерфейсов для ситуационного управления сложными организационно-техническими объектами

На правах рукописи

Тарасов Евгений Борисович

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МНОГОРОЛЕВЫХ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ ДЛЯ СИТУАЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМИ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ (НА ПРИМЕРЕ ГРУЗОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ СТАНЦИИ)

Специальность 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О июн 2№

Новосибирск - 2010

004604028

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Хабаров Валерий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Цой Евгений Борисович

кандидат технических наук, Абрамов Михаил Владимирович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения», г. Москва.

Защита состоится «17» июня 2010 года в 12-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.06 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет» по адресу 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»

Автореферат разослан мая 2010 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Чубич В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В системах на транспорте, в. промышленном производстве, в энергетике, в других отраслях в силу сложности объектов возникают взаимосвязанные аспекты управления, например, управление бизнес-процессами, управление технологическими процессами. В связи с этим становятся первостепенными проблемы разработки эффективного взаимодействия человека или коллектива с объектом управления. Человеко-машинный интерфейс как средство такого взаимодействия выполняет функции органичного соединения сильных сторон интуиции человека и вычислительной мощности компьютера. Проблема становится сложнее, когда речь идет о многоролевом человеко-машинном интерфейсе (МЧМИ), поскольку возникают новые аспекты взаимодействия участников в процессе управления.

Использование современных вычислительных систем, сетевых архитектур, достижений в области компьютерной графики, искусственного интеллекта, открывает широкие возможности для решения задач построения эффективного многоролевого интерфейса в системах ситуационного управления.

Задачами оптимального проектирования человеко-машинных систем занимались А.И. Губинский, Е.Б. Цой, О.С. Логунова, И.М. Ячиков, Е.А. Ильина, Э.А. Акчурин, Д. Раскин, В.П. Гладун, В.А. Рыжов, Г. Олссон, Д. Пиани, В.Д. Магазанник и др.

Однако вопросы создания многоролевых человеко-машинных интерфейсов для ситуационного управления остаются недостаточно изученными.

Конкретная реализация МЧМИ существенно зависит от специфики объекта управления, поэтому данная работа посвящена классу объектов управления на транспорте, более конкретно - типовой грузовой железнодорожной станции.

Различные аспекты автоматизированных систем управления для железнодорожного транспорта, в том числе человеко-машинное взаимодействие, находят отражение в конкретных системах, разработанных в организациях ВНИАС, ТРАНССИСТЕМОТЕХНИКА, ВНИИЖТ, ЦТРАНС и др., а также в работах Ю.П. Тютюнова, В.Л. Понасова, И.П. Новиковой, В.Ю. Горелика, A.C. Гершвальд, Г.Ф. Лекута, A.A. Мишура, A.B. Кузнецова, Д.В. Цуцкова, В.И. Зорина, Е.Е. Шухиной, П.В. Титов, С.Ю. Головченко, A.A. Москаленко и др.

Грузовая железнодорожная станция - это сложный организационно-технический объект (СОТО). С точки зрения разработки МЧМИ данный объект характерен тем, что управление осуществляется коллективом оперативных работников с регламентированной моделью взаимодействия, зафиксированной в нормативных документах. Это дает хорошую основу для построения моделей многоролевого взаимодействия и соответствующих

моделей бизнес-процессов с перспективой создания базы знаний и привлечения соответствующих технологий работы со знаниями.

На примере грузовой железнодорожной станции будут показаны возможные подходы и программно-технические решения для создания МЧМИ на основе нормативных знаний.

Говоря о железнодорожном транспорте в целом, можно сказать, что в современных условиях развития экономики возрастают требования к качеству транспортной работы, ее безопасности, что в свою очередь, требует повышения научно-методического уровня разработки технологических процессов, организационного обеспечения и управления перевозочным процессом в целом, а также подготовки высококвалифицированных специалистов. Возникают и углубляются проблемы, связанные с дальнейшим совершенствованием эксплуатационной работы на объектах железнодорожного транспорта. Решение последних невозможно без создания эффективных систем управления производством и систем обучения (тренажеров) для персонала

В рамках данной работы в качестве такой системы предлагается МЧМИ, основанный на метафоре интеллектуального агента, который выступает в роли посредника между человеком (коллективом) и объектом управления.

Не смотря на то, что основные результаты в данной работе получены для конкретного объекта типа «железнодорожная станция», можно утверждать, что применяемые подходы и принципы носят достаточно общий характер и относятся к классу СОТО в целом, следовательно, могут быть применены в других отраслях.

Из сказанного выше следует, что в теоретическом и прикладном аспекте поставленная в работе проблема создания многоролевого человеко-машинного интерфейса является актуальной с точки зрения специальности 05.13.11.

Объект исследования - сложный организационно-технический объект на примере грузовой железнодорожной станции.

Предмет исследования - многоролевой человеко-машинный интерфейс для СОТО.

Цель диссертационной работы - создание МЧМИ для ситуационного управления СОТО на примере грузовой железнодорожной станции.

В соответствии с указанной целью в диссертационной работе ставятся следующие задачи:

■ разработать концепцию МЧМИ на основе агентного подхода;

■ разработать методологию построения многоаспектной модели на примере грузовой железнодорожной станции, включающей:

- ролевую модель для персонала СОТО;

- модели бизнес-процессов;

- модели технологических процессов;

— модель инфраструктуры;

■ разработать типовую архитектуру агента для МЧМИ;

■ разработать структуры и механизмы управления базами знаний СОТО на основе многоаспектной транспортной модели;

■ разработать программное обеспечение МЧМИ;

■ разработать многоролевой тренажерный комплекс;

■ разработать инструментарий для создания МЧМИ.

Научная новизна

1. Предложен новый подход к созданию многоролевого человеко-машинного интерфейса для ситуационного управления СОТО, применительно к объектам железнодорожного транспорта, основанный на модели нормативного поведения. В отличие от существующих подходов, данный вид интерфейса проявляет свойства искусственного интеллекта, выраженные в способности к рассуждениям на основе знаний, адаптивном поведении, выраженном в сглаживании человеческого фактора, способности к обучению персонала в процессе работы, способности поддерживать нормативное состояние.

2. Впервые для реализации человеко-машинного интерфейса предложена агентная архитектура специального вида, которая, в отличие от известных агентных архитектур, включает дополнительные механизмы персистенции, усиления и аггенюации информации, визуализируемую модель объекта управления (виртуальный объект) и ролевую модель коллектива персонала.

3. Разработана многоаспектная модель СОТО, как база знаний для МЧМИ, на основе отраслевой нормативной документации применительно к предметной области «Грузовая железнодорожная станция», включающая в себя:

- модели бизнес-процессов;

- модели технологических процессов;

- ролевые модели;

- модель инфраструктуры и подвижного состава.

Предлагаемая многоаспектная модель в формате логических правил поддерживается механизмом прямого и обратного логического вывода. Специфичность вывода выражается в метаправилах для данной предметной области.

4. Разработано программное обеспечение для МЧМИ «Грузовая железнодорожная станция» и создан не имеющий аналогов комплекс для обучения многоролевому взаимодействию работников станции.

5. Разработан инструментарий для создания МЧМИ СОТО.

Методы исследования. В ходе диссертационного исследования были использованы методы ситуационного управления, системного анализа, объектно-ориентированное проектирование и программирование, технологии

5

искусственного интеллекта и логического программирования, технологии программирования в ограничениях, ЗО-моделирование.

Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием методов ситуационного управления, реализованных в программно-аппаратном комплексе многоролевого тренажера для персонала грузовой железнодорожной станции.

Практическая значимость

- разработан МЧМИ для ситуационного управления СОТО с использованием виртуального объекта на примере грузовой ж.д. станции, а также тренажер горочного комплекса для сортировочных станций;

- создан репозиторий типовых бизнес-процессов (на языке 11МЬ) для лабораторного комплекса «Грузовая станция и местная работа», описывающих объект управления и его функционирование;

- создана база знаний для ситуационного управления объектом и механизмы работы со знаниями;

- внедрен лабораторный комплекс «Грузовая станция и местная работа» в Институте перспективных транспортных технологий и переподготовки кадров СГУПС, а также в Институте управления и информационных технологий МИИТ;

- созданы и внедрены в производство тренажерные комплексы оперативного персонала сортировочной горки на станциях Орехово-Зуево (Московская железная дорога - филиал ОАО «РЖД») и Новокузнецк-Восточный (Западно-Сибирская железная дорога - филиал ОАО «РЖД»).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- международная научно-практическая конференция «Современные техника и технологии» (Томский политехнический университет, г.Томск, 2006 г.);

- международная научно-практическая интернет-конференция «Информационные технологии в науке и образовании» (г. Шахты, 2006 г.);

- международная научная конференция «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирский государственный университет, г.Новосибирск, 2007 г.);

- международная научно-практическая конференция «Наука и молодежь 21 века» (Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск, 2007 г.);

- международная научно-практическая конференция «Инфотранс 2008» (г. Санкт-Петербург, 2008г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе: 1 - в изданиях, входящих в перечень рекомендованный ВАК РФ, 8 - в сборниках трудов международных конференций.

Личный вклад. Все разработки и научные результаты, выносимые на защиту и изложенные в тексте диссертации, получены либо самим автором лично, либо при его непосредственном участии.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников и приложений. Полный объем составляет 168 страниц, включая 87 рисунков и 16 таблиц. Список используемых источников содержит 75 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, определена цель исследования, очерчен, круг задач, решаемых в рамках научного исследования, отмечена научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В главе 1 проведен аналитический обзор подходов построения многоролевых человеко-машинных интерфейсов в системах управления СОТО.

Анализ литературных источников показал, что проблема многоролевых интерфейсов в методологическом плане слабо изучена. Можно констатировать, что на сегодняшний день отсутствует общая методология разработки таких систем. Поэтому в данном исследовании для класса сложных организационно-технических систем с иллюстрацией на примере грузовой железнодорожной станции ставится задача поиска структурных и функциональных закономерностей для многоролевого человеко-машинного взаимодействия.

Далее по тексту главы вводится понятие сложной организационно-технической системы с двумя главными относительно независимыми подсистемами - Управляющий орган (УО) и объект управления (ОУ), со свойственной для каждой из них структурой и поведением. УО - это коллектив персонала. Каждый участник этого коллектива выполняет одну или несколько ролей. Каждая роль имеет свою зону ответственности и участвует в бизнес-процессах, связанных с управлением объектом. ОУ - это технический объект.

Как правило, для СОТО ситуационное управление является основной моделью управления. Все штатные и большинство нештатных ситуаций предполагают регламентированные действия, описанные в инструкциях для персонала.

На примере грузовой станции (Рисунок 1) это выглядит следующим образом: выделяются роли, основные из которых ДСП (дежурный по станции), ДСГТП (дежурный по парку), ДСД (составитель), ДСПЦ (оператор при дежурном по станции), которые взаимодействуют в рамках определенного регламента (нормы, правила) на ограниченном оперативном пространстве, определяемом набором технических объектов: инфраструктура ж.д. станции (путь и путевое хозяйство) и подвижной состав (вагоны и локомотивы). Выполняемые бизнес-процессы связаны с цепочками передачи ответственности в ходе выполнения технологического процесса.

Оперативный персонал

Рисунок 1. МЧМИ для СОТО Варианты использования МЧМИ представлены на диаграмме (Рисунок 2), из которой следует, что МЧМИ имеет целый спектр функций, главная из I которых заключается в гармонизации взаимодействия двух гетерогенных систем УО и ОУ.

Дальнейшая концептуализация МЧМИ позволяет выделить его основные ^ качества, которые заключаются в том, что, обладая моделью объекта, МЧМИ I способен интерполировать и экстраполировать его поведение. Применительно ,' к железнодорожной станции это выражается в способности предсказывать положение подвижного состава, состояние рельсовых цепей, светофоров, : стрелочных переводов и т.д. Ограничения, которые определяют поведение " объекта, задаются физическими закономерностями в виде уравнений движения распределенных масс по железнодорожной колее, а также логическими | правилами, которые вытекают из нормативных документов (технологические ограничения в виде правил работы светофорных объектов, стрелочных Г переводов и т.д.).

■_<<include» Защита от "дурака"

Ограждение объекта от «include» ^евеРных Действий оператора

"Сглаживание" воздействия оператора на объект

V Многоролевой человеко-машинный интерфейс

-ч

«include» \

Предсказание поведения, объекта

Восстановление истории состояний объекта

Вывод целей

Предоставление средств для задания цели управления

Генерирование цели (подцели)

Разбиение цели на подцели

Рисунок 2. Диаграмма вариантов использования МЧМИ

Объектная модель, описывающая структуру и поведение реального объекта с необходимой степенью точности, рассматривается как основа для создания, так называемого виртуального объекта (ВО). Под виртуальным объектом понимается созданный техническими средствами мир, воспринимаемый оператором визуальными средствами МЧМИ и дающий всю необходимую информацию о реальном объекте. Для этого ВО должен быть полностью синхронизирован с реальным объектом через систему датчиков и исполнительных механизмов. Объекты виртуальной среды должны вести себя аналогично объектам реальной среды. Пользователь может иметь возможность воздействовать на объекты виртуальной среды посредством МЧМИ.

Дальнейшая концептуализация МЧМИ логически приводит к необходимости введения понятия ролевой модели (РМ).

РМ концентрирует в себе регламенты взаимодействия персонала, разграничение зон ответственности, точное описание бизнес-процессов. РМ реализует ситуационную модель управления. Ситуационная модель управления есть регламент, который определяет правила поведения, как в штатной, так и в нештатной ситуации. РМ есть модель поведения для второй подсистемы СОТО - органа коллективного управления.

РМ в рамках МЧМИ позволяет: » определить протокол взаимодействия конкретной роли с ВО;

■ определить нужный ракурс отображения ВО для конкретной роли;

■ генерировать и оценивать варианты управляющих воздействий в

соответствии с ситуационной моделью управления.

Можно констатировать, что ВО является формой представления знаний для технической подсистемы СОТО, а РМ - формой представления знаний для организационной подсистемы СОТО.

Поскольку эти знания со временем эволюционируют, то целесообразно выделить их в отдельные компоненты в виде соответствующих баз знаний. Это заставляет обратиться к технологиям работы со знаниями. Такой подход соответствует принципам ситуационного управления, которые неформально используются на практике, в частности на железнодорожных станциях. Задача заключается в формализации такого подхода. Это требует выбора формы представления знаний для РМ.

Таким образом, МЧМИ, обладающий вышеперечисленными свойствами, позволяет получить новое качество:

■ корректировать ошибочные действия оператора в процессе коллективного управления;

■ повысить качество управления за счет информационной поддержки деятельности оператора (предоставление релевантной информации для каждой роли);

■ повысить качество управления за счет интеллектуальной поддержки со стороны МЧМИ (генерирование и оценка вариантов управляющих воздействий);

■ осуществлять в режиме отложенного времени анализ сеансов работы с целью обучения персонала и реинжиниринга бизнес-процессов;

■ осуществлять обучение в режиме тренажера.

В процессе взаимодействия УО с ОУ у каждого участника процесса формируется своя ментальная модель объекта, зависящая, в том числе, от опыта работы.

Одной из основных функцией МЧМИ является унификация ментальной модели оператора и модели, заложенной в систему управления, в процессе деятельности оператора. Вариант решения состоит в том, чтобы согласовать онтологии оператора и системы (Рисунок 3).

В работе используется агентный подход, который в настоящее время активно разрабатывается в рамках технологий искусственного интеллекта. МЧМИ можно интерпретировать как интеллектуального агента - посредника между объектом управления и управляющим органом (Рисунок 4).

Ментальная модель объекта

(Компьютерная модель объекта )'

Традиционный интерфейс

Объект

Ментальная иодель объект!

Компьютерная Л модель объекта

У

Унификация

т

Многоролевой человеко-машинный интерфейс

Рисунок 3. Процесс унификации

Объект

о Виртуальный объект

Среда (оператор) Агент (МЧМИ) —► •4— Среда (Объект управления)

Рисунок 4. МЧМИ на основе агента

Представленная выше схема рассуждений относительно структуры МЧМИ хорошо укладывается в известный шаблон проектирования MVC (Model-ViewController), который разделяет модель предметной области, пользовательский

интерфейс и управляющую логику на три отдельных компонента. Отделение View дает возможность для ролевой настройки системы.

Итогом первой главы диссертации является концептуализация понятия многоролевого человеко-машинного интерфейса как системы, основанной на знаниях, построенной на принципах ситуационного управления и имеющей архитектуру интеллектуального агента, использующую шаблон проектирования MVC.

Определена область исследования и актуальные задачи.

Глава 2. Намеченная в общих чертах в предыдущей главе архитектура МЧМИ требует уточнения и детализирования. В данной главе с помощью аппарата ультрасетей Чечкина A.B. строится модель МЧМИ и на ее основе -архитектура. Выбор формализма ультрасетей (расширение сетей Петри) связан с тем, что они в наибольшей степени приспособлены для описания архитектур интеллектуальных систем.

На рисунке 5 приведена модель МЧМИ. В таблицах 1, 2, 3, 4 и 5 дается интерпретация компонент модели.

Таблица 1

Концепты_____

Концепт Описание Пример

X Множество состояний системы. Вагон с некоторым грузом стоит на некотором пути. Этот вагон может быть переведен в другое состояние, бьггь разгружен и переставлен на другой путь.

У Пространство наблюдений системы. Показатели, характеризующие качество работы ж.д. станции.

я Множество ролей. Оперативный персонал ж.д. станции.

V Множество всех возможных способов визуализации. Возможные способы представления информации о состоянии ж.д. станции для конкретных ролей.

в Множество целей для данной роли гсЯ. Цель рассматривается как желаемое состояние с точки зрения конкретного оператора.

Таблица 2

Ультрамножества

Ультрамиожество

Описание

Пример

X'

Объектная модель для X в информационной области.

Путь

Атрибут Значение

Номер 5

Длина 800

Состояние занят

Вагон

Атрибут Значение

Номер 58007105

Тип Полувагон

Груз Груз

Место Путь

Груз

Атрибут Значение

Код 23239

Наименование щебень

Простой под грузовой опе рацией

Атрибут Значение

Кол-во вагонов на станции 70

Время нахождения на станции 8

Кол-во погруженных вагонов 19

Кол-во выгруженных вагонов 25

Объектная модель для У в информационной области.

Вагонооборот

Атрибут Значение

Кол-во прибывших вагонов 150

Кол-во отправленных вагонов 170

Продолжение таблицы 2

Ультрамножество

Описание

Пример

й'

Объектная модель для И в информационной области. Представление множества ролей в информационной области.

Дежурный по станции (ДСП)

Атрибут Значение

ФИО Иванов И-И.

Возраст 26

Должностная инструкция Должностная инструкция ДСП

Составитель (ДСД)

Атрибут Значение

ФИО Петров И.И.

Возраст 22

Должностная инструкция Должностная инструкция ДСД

Объектная модель V в информационной области для визуализации.

ЗГ> модель для вагона

Атрибут Значение

Номер 58007105

Тип Полувагон

Скорость Груз

Координаты 1200; 300; 250

ЗО модель для стрелочного перевода

Атрибут Значение

Номер 23

Марка крестовины 1/11

Положение «+»

Координата центра 1200;335;250

С

Объектная модель для Св информационной области.

Желаемое состояние

Путь

Атрибзт Значение

Номер 5

Длина 800

Состояние свободен

Вагон

Атрибут Значение

Номер 58007105

Тиц Полувагон

Груз Груз 23239

Место Путь 5

Груз

Атрибут Значенне

Код 23239

Наименование щебекь

Операторы Таблица 3

Оператор Описание Пример

Отображает состояние системы х«Х в некоторый наблюдаемый показатель у (У, характеризующий качество системы. Прибыл поезд —► количество прибывших вагонов; Отправлен поезд —► количество отправленных вагонов;

Ментальная модель оператора. Генерирует цели управления с учетом способов визуализации для каждой роли. Для составителя: на пути №5 стоит 1 вагон груженый щебнем, закрепленный 1 тормозным башмаком; цель: снять закрепление. Для приемосдатчика: на 1 пути стоит 1 вагон груженый щебнем, закрепленный 1 тормозным башмаком; цель: провести коммерческий осмотр вагона.

Таблица 4 Операторы (семантические датчики и исполнители)

Оператор Описание

Лх: Х->Х' Семантический датчик. Отображает состояние системы хеХ в X'.

гх: Х'->Х Семантический исполнитель. Воздействует на предметную область, изменяя состояние.

с1у: Семантический датчик. Отображает наблюдаемый показатель усУ в V.

(1г: Я-»!*' Семантический датчик. Дает информацию из предметной области «Роль» (для кого формируется визуальное представление).

¿у: Семантический исполнитель. Является устройством, физически реализующим отображение для данной роли.

в—С Семантический датчик. Отображает цель дсС в структуру данных С.

Таблица 5

Ультраоп ераторы_

Ультраоператор Описание Пример

F'-.Х'—>У Описание оператора Г в виде совокупности правил Правило расчета вагонооборота: вагонооборот^ количество_прибывших_вагонов(У1)& количество отправленны вагонов(У2)& Y=Y1+Y2.

P':G'—»X' Набор правил, которые преобразуют цели в конкретные состояния системы. Правило приготовления не враждебного маршрута: маршрут(Х, Y, [X,Y]) <— блок_уг1асток(Х,У)& пе_занят(Х,У). маршрут(Х,Y,T) <— блок_участок(Х,2)& не занят(Х,2)& маршрут(2,У,ГХ|Т)).

A'-.X'xY'xR'^V' Набор правил для формирования релевантного для роли представления объекта управления. Правило предоставления информации о закреплении вагонов на путях станции: отобразить_закрепление(К, List) *— составитель(11)& закрепленные Baroiibi(List).

D':Y'—>G' Отображает значения показателя работы объекта на С. Правило формирования цели на основании низкого показателя качества работы станции: цель(С) *— вагонооборот(У)& вагонооборот план(У1)& Y < Y1& максимизнровать(У, G).

На основании материалов, изложенных выше, предложена архитектура интеллектуального агента МЧМИ, основанная на шаблоне проектирования МУС (Рисунок 6):

•МЧМИ взаимодействует как со средой (реальным объектом), так и с человеком или целым коллективом.

•Наличие модуля «Управление системным временем», который позволяет осуществлять возможность воспроизведения ситуаций, произошедших на объекте, в отложенном времени, а также возможность прогнозирования развития ситуаций.

•Возможность подключения имитатора. Это позволит использовать МЧМИ не только для управления объектом, но и для организации различного рода опытов (в том числе и с нештатными ситуациями), а также использовать в качестве тренажера.

•Использование современных технологий визуализации на основе ЗЭ моделирования и виртуальной реальности. Выводы по главе:

1) Для МЧМИ построена математическая модель в виде ультрасети.

2) На основании модели разработана архитектура МЧМИ на базе агентных технологий.

В главе 3 в качестве типового СОТО исследован сложный организационно-технический объект - типовая грузовая железнодорожная станция. Изучены технологические процессы и нормативные документы. На их основе построена модель типовой грузовой станции в нотации иМЬ.

Приведена характеристика типовой грузовой станции. В качестве прототипа в диссертационной работе использовалась одна из грузовых станций Западно-Сибирской железной дороги филиала ОАО РЖД.

Далее представлено моделирование действий оперативных работников грузовой станции на основе должностных инструкций. Каждый работник станции (роль) имеет свои должностные обязанности и полномочия (бизнес-ограничения), которые описывают область его деятельности. В качестве примера модели должностных обязанностей приведен фрагмент модели дежурного по станции. Также разработана модель ролевого взаимодействия оперативных работников станции.

На основе моделей должностных обязанностей реализованы модели бизнес-процессов типовой грузовой станции. Основные из них:

- планирование работы грузовой станции;

- прием, отправление грузовых поездов;

- организация маневровой работы на станции и подъездных путях;

- расформирование / формирование составов;

- оформление перевозочных документов;

- обработка заявок на перевозку груза.

Рисунок 6. Архитектура агента МЧМИ

При моделировании бизнес-процессы были разделены по зонам ответственности оперативных работников.

Пример модели бизнес-процесса оператора СТЦ, связанного с прибытием поезда на станцию, приведен на рисунке 7.

Модель станции в нотации 1ШЬ дает возможность формализовать бизнес-процессы.

Выводы по главе:

1. Создана модель должностных инструкций.

2. Создана модель основных бизнес-процессов типовой грузовой станции.

3. Разработана база знаний о СОТО.

4. Получена основа для создания МЧМИ.

5. Получена основа для совершенствования технологических процессов и бизнес-процессов грузовой станции.

*

: Оператор СТЦ

ЦУМР

я я

: Маневровый диспетчер

1: Анализ подхода поездов к станциц

: Поездная бригада

! 2: Номер парка и пути для приема дазборочного поезда

Г

! 3: Встреча поезда на пути парка |

[Г

4: Пакет перевозочных документов

(Г

| 5: Сверка ТГНЛ с документами на вагонь/

Рисунок 7. Модель бизнес-процесса оператора СТЦ при прибытии поезда

на станцию

В главе 4 рассматривается разработка программного обеспечения МЧМИ. Приводится описание архитектуры, прикладного программного обеспечения.

Рассматривается общая структура системы, а также формулируется ряд требований к ней, а именно:

- моделирование объектов инфраструктуры станции;

- выделение ролей и моделирование зон ответственности;

- моделирование нештатных ситуаций;

- моделирование потоков работ;

- моделирование потоков документов;

- моделирование потоков передачи ответственности;

- решение эргономических проблем.

В модели бизнес-процессов (Глава 3) сформулирован облик объекта и выделены составляющие, которые являются основными объектами (в терминах объектно-ориентированного программирования) для реализации МЧМИ. Выделены основные блоки:

- ЗВ модель станции;

- 20 модель станции;

- модель рабочих мест оперативных работников станции;

- модель бизнес-процессов;

- модель СЦБ;

- модель динамических процессов;

- модель логики;

- модели информационных систем используемых на грузовых станциях. На основе описанных блоков создана архитектура программного

обеспечения МЧМИ, которая представляет собой сложную структуру взаимосвязанных компонентов (рисунок 8).

Рисунок 8. Архитектура программного обеспечения МЧМИ.

Далее приводится описание компонентов, а именно:

1) «Сервер приложений» (СП) — реализует основные функции модели станции и управляет процессом синхронизации отображения состояния объектов на мнемосхемах рабочих мест. В соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе, включает в себя машину вывода, БЗ и модуль идентификации ситуаций.

Входящей информацией для СП являются события, инициированные «Рабочими местами» и «Сервером динамики».

Выходящей информацией «Сервера приложений» является информация о конкретном объекте управления (занятости участка, светофоры, положения стрелочных переводов, тормозных башмаков, упоров УТС и т.д.) на текущий момент.

2) «Сервер динамики» (СД) - осуществляет расчет положения подвижного состава на станции, расчет ускорения и скорости движения подвижного состава в соответствии с физическими закономерностями, заложенными в динамической модели, что позволяет наиболее реалистично отображать объекты на метрической схеме рабочих мест и визуализировать их в «Системе компьютерной генерации изображения». В соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе, включает в себя имитатор и модуль управления системным временем.

Первоначально входящей информацией для СД является положение подвижного состава на путях станции в соответствии со сценарием. В процессе работы СД получает информацию от различных компонентов модели:

- от «Сервера приложений» - трехмерные координаты путевого развития, состояние стрелочных переводов, светофоров, наличие тормозных башмаков под вагонами и на рельсах, состояние упоров УТС-380;

- от «Рабочих мест» - расцепка автосцепки, сцепка и расцепка тормозных рукавов;

- от рабочего места «Машинист» - сила тяги, команда расцепки автосцепки и запрос о расположении камеры.

Выходящей информацией «Сервера динамики» является информация о положении подвижного состава на путях станции, представленная в виде специального протокола обмена данными.

3) Компонент прикладного программного обеспечения «Рабочие места» включает в себя несколько модулей. В соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе, включает в себя модуль представления и цель.

Часть мест, у которых рабочей областью является метрическая схема модели станции, реализуются модулем «Универсального клиента» по средствам индивидуальной настройки конфигурационных файлов. Рабочие места ДСПЦ, ТЧМ реализуются индивидуальными модулями.

4) Система компьютерной генерации изображения (СКГИ) производит трехмерную визуализацию модели станции и управляемых объектов. В соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе, включает в себя модуль представления.

По каналу связи в рамках протокола обмена данными СКГИ получает информацию от «Сервера динамики» о состоянии объектов отображения в текущее время. Объектами отображения являются, например, стрелочные переводы, светофоры, подвижной состав и так далее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы был исследован сложный организационно-технический объект - грузовая железнодорожная станция. Изучены бизнес-процессы и технологические процессы, разработано математическое и программное обеспечение МЧМИ с использованием современных технологий визуализации и возможностью подключения имитатора объекта.

В ходе диссертационного исследования были использованы методы ситуационного управления, системного анализа, объектно-ориентированное проектирование и программирование, технологии искусственного интеллекта, ЗБ-моделирование.

Результаты выполненной работы:

■ разработана концепция МЧМИ;

■ разработана типовая архитектура агента для МЧМИ;

■ разработана многоаспектная транспортная модель, включающая:

- ролевую модель для персонала СОТО;

- модели технологических процессов;

- модели бизнес-процессов;

- графические модели (2Б, ЗБ);

■ разработаны структуры и механизмы управления базами знаний СОТО на основе.многоаспектной модели;

« разработано математическое и программное обеспечение МЧМИ;

*' разработан инструментарий для создания МЧМИ;

* внедрен учебный лабораторный комплекс «Грузовая станция и местная работа» в Институте перспективных транспортных технологий и переподготовки кадров СГУПС, а также в Институте управления и информационных технологий МИИТ;

■ внедрены тренажерные комплексы оперативного персонала сортировочной горки на станциях Орехово-Зуево (Московская железная дорога - филиал ОАО «РЖД») и Новокузнецк-Восточный (Западно-Сибирская железная дорога - филиал ОАО «РЖД»).

На основании этого можно сделать вывод, что поставленная цель в работе достигнута.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тарасов Е.Б. Комплексное моделирование организационно-технических систем как способ представления корпоративных знаний / Тарасов Е.Б., Хабаров В.И. // Научный вестник НГТУ. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. -№ 4(29). -С. 191-196.

2. Тарасов Е.Б. Подходы к созданию корпоративных информационных систем, основанных на архитектурах, управляемых нормами // Современные техника и технологии: труды международной научно-практической конференции. -Томск: Изд-во ТПУ, 2006. -С. 174-176.

3. Тарасов Е.Б. Анализ использования стандарта RDF / Тарасов Е.Б., Ефремов С.Н. // Материалы научно-технической конференции. -Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2006, -С. 107-108.

4. Тарасов Е.Б. Подходы к созданию корпоративных информационных систем, основанных на архитектурах, управляемых нормами // Информационные технологии в науке и образовании: материалы международной научно-практической интернет-конференции. -Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006, -С. 35-37.

5. Тарасов Е.Б. Новые технологии представления знаний в Web / Тарасов Е.Б., Платонов М.Е. //Наука и молодежь XXI века: материалы научно-технической конференции. -Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2006, -С. 112-113.

6. Тарасов Е.Б. Моделирование бизнес-процессов железнодорожной станции / Тарасов Е.Б., Комаров A.C. // Материалы научной конференции. -Новосибирск: Изд-во НГУ, 2007, -С. 78-79.

7. Тарасов Е.Б. Интеллектуальная модель грузовой станции // Информационные технологии: материалы научной конференции. -Новосибирск: Изд-во НГУ, 2007, -С. 205-206.

8. Тарасов Е.Б. Многоаспектное моделирование организационно-технических систем как способ представления корпоративных знаний на примере грузовых железнодорожных станций / Хабаров В.И., Тарасов Е.Б. // Аннотации докладов тринадцатой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2008». -Санкт-Петербург: Изд-во ПГУПС, 2008, -С. 42-44

9. Тарасов Е.Б. Моделирование организационно-технических систем // Материалы XLVII международной научной конференции. -Новосибирск: Изд-во НГУ, 2009,-С. 174-175.

Подписано в печать 11.05.2010 1,5 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 2212 Отпечатано с готового оригинал-макета в издательстве СГУПСа 630049, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191

Введение.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПОДХОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ.

1.1 Понятие интерфейс.

1.2 Анализ человеко-машинных интерфейсов.

1.3 Виртуальный объект в МЧМИ.

1.4 Ролевая модель для МЧМИ.

1.5 Интеллектуальные агенты как средства создания МЧМИ.

1.6 Перспективы применения МЧМИ на железнодорожном транспорте.

1.7 Выводы по главе.

ГЛАВА 2. АРХИТЕКТУРА МНОГОРОЛЕВОГО ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОГО ИНТЕРФЕЙСА.

2.1 Модель МЧМИ.

2.2 МЧМИ на базе интеллектуального агента.

2.3 Модель агента МЧМИ.

2.3.1 Объект управления и его имитатор.

2.3.2 Датчики и исполнительные механизмы.

2.3.3 Идентификация ситуаций

2.3.4 Машина вывода.

2.3.5 Модуль представления.

2.4 Критерии функционирования объекта.

2.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МНОГОАСПЕКТНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ МЧМИ ГРУЗОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ СТАНЦИИ.

3.1 Ролевая модель для персонала СОТО

3.2 Модель технологических процессов и бизнес-процессов.

3.3 Графические модели (3D модель).

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЧМИ.

4.1 Архитектура программно обеспечения МЧМИ.

4.2 Разработка базы знаний СОТО

4.3 Описание прикладного программного обеспечения.

4.3.1 Структура данных.

4.3.2 Сервер приложений.

4.3.3 Сервер динамики.

4.3.4 Рабочие места.

4.4 Выводы по главе.

В системах на транспорте, в промышленном производстве, в энергетике, в других отраслях в силу сложности объектов возникают взаимосвязанные аспекты управления, например, управление бизнес-процессами, управление технологическими процессами. В связи с этим становятся первостепенными проблемы разработки эффективного взаимодействия человека или коллектива с объектом управления. Человеко-машинный интерфейс как средство такого взаимодействия выполняет функции органичного соединения сильных сторон интуиции человека и вычислительной мощности компьютера. Проблема становится сложнее, когда речь идет о многоролевом человеко-машинном интерфейсе (МЧМИ), поскольку возникают новые аспекты взаимодействия участников в процессе управления.

Использование современных вычислительных систем, сетевых архитектур, достижений в области компьютерной графики, искусственного интеллекта, открывает широкие возможности для решения задач построения эффективного многоролевого интерфейса в системах ситуационного управления.

Задачами оптимального проектирования человеко-машинных систем занимались А.И. Губинский, Е.Б. Цой, О. С. Логунова, И. М. Ячиков, Е. А. Ильина, Э.А. Акчурин, Д. Раскин, В.П. Гладун, В.А. Рыжов, Г. Олссон, Д. Пиани, В.Д. Магазанник и др.

Однако, вопросы создания многоролевых человеко-машинных интерфейсов для ситуационного управления остаются недостаточно изученными.

Конкретная реализация МЧМИ существенно зависит от специфики объекта управления, поэтому данная работа посвящена классу объектов управления на транспорте, более конкретно - типовой грузовой железнодорожной станции.

Различные аспекты автоматизированных систем управления, для железнодорожного транспорта, в том числе человеко-машинное взаимодействие, находят отражение в конкретных системах, разработанных в организациях ВНИАС, ТРАНССИСТЕМОТЕХНИКА, ВНИИЖТ, ЦТРАНС и др., а также в работах Ю.П. Тютюнова, B.JI. Понасова, И.П. Новиковой, В.Ю. Горелика, А.С. Гершвальд, Г.Ф. Лекута, А.А. Мишура, А.В. Кузнецова, Д.В. Цуцкова, В.И. Зорина, Е.Е. Шухиной, П.В. Титов, Головченко С.Ю., Москаленко А.А. и др.

Грузовая железнодорожная станция - это сложный организационно-технический объект (СОТО). С точки зрения разработки МЧМИ данный объект характерен тем, что управление осуществляется коллективом оперативных работников с регламентированной моделью взаимодействия, зафиксированной в нормативных документах. Это дает хорошую основу для построения моделей многоролевого взаимодействия и соответствующих моделей бизнес-процессов с перспективой создания базы знаний и привлечения соответствующих технологий работы со знаниями.

На примере грузовой железнодорожной станции будут показаны возможные подходы и программно-технические решения для создания МЧМИ на основе нормативных знаний.

Говоря о железнодорожном транспорте в целом, можно сказать, что в современных условиях развития экономики возрастают требования к качеству транспортной работы, ее безопасности, что в свою очередь требует повышение научно-методического уровня разработки технологических процессов, организационного обеспечения и управления перевозочным процессом в целом, а также подготовки высококвалифицированных специалистов. Возникают и углубляются проблемы, связанные с дальнейшим совершенствованием эксплуатационной работы на объектах железнодорожного транспорта. Решение последних невозможно без создания эффективных систем управления производством, систем обучения (тренажеров) для персонала

В рамках данной работы в качестве такой системы предлагается МЧМИ, основанный на метафоре интеллектуального агента, который выступает в роли посредника между человеком (коллективом) и объектом управления.

Несмотря на то, что основные результаты в данной работе получены для конкретного объекта типа «железнодорожная станция», можно утверждать, что применяемые подходы и принципы носят достаточно общий характер и относятся к классу СОТО в целом, а следовательно могут быть применены в других отраслях.

Из сказанного выше следует, что в теоретическом и прикладном аспекте поставленная в работе проблема создания многоролевого человеко-машинного интерфейса является актуальной с точки зрения специальности 05.13.11.

Объект исследования - сложный организационно-технический объект на примере грузовой железнодорожной станции.

Предмет исследования - многоролевой человеко-машинный интерфейс для СОТО.

Цель диссертационной работы - создание МЧМИ для ситуационного управления СОТО на примере грузовой железнодорожной станции.

В соответствии с указанной целью в диссертационной работе ставятся следующие задачи: разработать концепцию МЧМИ на основе агентного подхода; разработать методологию построения многоаспектной модели, на примере грузовой железнодорожной станции, включающей: ролевую модель для персонала СОТО; модели бизнес-процессов; модели технологических процессов; модель инфраструктуры; разработать типовую архитектуру агента для МЧМИ; разработать структуры и механизмы управления базами знаний СОТО на основе многоаспектной транспортной модели; разработать программное обеспечение МЧМИ; разработать многоролевой тренажерный комплекс; разработать инструментарий для создания МЧМИ.

Научная новизна.

1. Предложен новый подход к созданию многоролевого человеко-машинного интерфейса для ситуационного управления СОТО, применительно к объектам железнодорожного транспорта, основанный на модели нормативного поведения. В отличие от существующих подходов, данный вид интерфейса проявляет свойства искусственного интеллекта, выраженные в способности к рассуждениям на основе знаний, адаптивном поведении, выраженном в сглаживании человеческого фактора, способности к обучению персонала в процессе работы, способности поддерживать нормативное состояние.

2. Впервые для реализации человеко-машинного интерфейса предложена агентная архитектура специального вида, которая, в отличие от известных агентных архитектур, включает дополнительные механизмы персистенции, усиления и аттенюации информации, визуализируемую модель объекта управления (виртуальный объект) и ролевую модель коллектива персонала.

3. Разработана многоаспектная модель СОТО как база знаний для МЧМИ на основе отраслевой нормативной документации применительно к предметной области «Грузовая железнодорожная станция», включающая в себя: модели бизнес-процессов;

- модели технологических процессов;

- ролевые модели; модель инфраструктуры и подвижного состава.

Предлагаемая многоаспектная модель в формате логических правил поддерживается механизмом прямого и обратного логического вывода.

Специфичность вывода выражается в метаправилах для данной предметной области.

4. Разработано программное обеспечение для МЧМИ «Грузовая железнодорожная станция» и создан не имеющий аналогов комплекс для обучения многоролевому взаимодействию работников станции.

5. Разработан инструментарий для создания МЧМИ СОТО. Методы исследования. В ходе диссертационного исследования были использованы методы ситуационного управления, системного анализа, объектно-ориентированное проектирование и программирование, технологии искусственного интеллекта и логического программирования, технологии программирования в ограничениях, ЗБ-моделирование. Практическая значимость. разработан МЧМИ для ситуационного управления СОТО с использованием виртуального объекта на примере грузовой ж.д. станции, а также тренажер горочного комплекса для сортировочных станций; создан репозиторий типовых бизнес-процессов (на языке UML) для лабораторного комплекса «Грузовая станция и местная работа», описывающих объект управления и его функционирование; создана база знаний для ситуационного управления объектом и механизмы работы со знаниями; внедрен лабораторный комплекс «Грузовая станция и местная работа» в Институте перспективных транспортных технологий и переподготовки кадров СГУПС, а также в Институте управления и информационных технологий МИИТ; созданы и внедрены в производство тренажерные комплексы оперативного персонала сортировочной горки на станциях Орехово-Зуево и Новокузнецк-Восточный.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: международная научно-практическая конференция «Современные техника и технологии» (Томский политехнический университет, г.Томск, 2006 г.); международная научно-практическая интернет-конференция «Информационные технологии в науке и образовании» (г. Шахты, 2006 г.); международная научная конференция «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирский государственный университет, г.Новосибирск, 2007 г.); международная научно-практическая конференция «Наука и молодежь 21 века» (Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск, 2007 г.); международная научно-практическая конференция «Инфортранс 2008» (г. Санкт-Петербург, 2008г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе: 1 - в изданиях, входящих в перечень рекомендованный ВАК РФ, 8 — в сборниках трудов международных конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников и приложений. Полный объем составляет 168 страниц, включая 87 рисунков и 16 таблиц. Список используемых источников содержит 75 наименований.

4.4. Выводы по главе

Разработано программное обеспечение МЧМИ в соответствии с архитектурой, предложенной во 2-й главе:

• Сервер приложений — Машина вывода, БЗ, Идентификация ситуаций (в соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе);

• Сервер динамики - Имитатор, Управление системным временем (в соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе);

• СКГИ (Система компьютерной генерации изображений) - Модуль представления (в соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе);

• Рабочее место - Модуль представления, Цель (в соответствии с архитектурой, представленной во 2-й главе);

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы был исследован сложный организационно-технический объект, грузовая железнодорожная станция. Изучены бизнес-процессы и технологические процессы, разработана архитектура и программное обеспечение МЧМИ для ситуационного управления объектом на основе агентных технологий и с использованием современных технологий визуализации и возможностью подключения имитатора объекта.

В ходе диссертационного исследования были использованы методы ситуационного управления, системного анализа, объектно-ориентированное проектирование и программирование, технологии искусственного интеллекта, ЗБ-моделирование.

Результат выполненной работы: разработана концепция МЧМИ на основе агентного подхода; разработана методология построения многоаспектной модели, на примере грузовой железнодорожной станции, включающей; разработана типовая архитектура агента для МЧМИ; разработаны структуры и механизмы управления базами знаний СОТО на основе многоаспектной транспортной модели; разработано программное обеспечение МЧМИ; разработан многоролевой тренажерный комплекс; разработать инструментарий для создания МЧМИ; внедрено программное обеспечение МЧМИ в Институте перспективных транспортных технологий и переподготовки кадров СГУПС, а также в Институте управления и информационных технологий МИИТ; внедрены тренажерные комплексы оперативного персонала сортировочной горки на станции Орехово-Зуево и на станции Новокузнецк-Восточный.

На основании этого делается вывод, что в работе достигнута поставленная цель.

1. Агафонов В.В. Интеллектуальные интерфейсы для пользователя сети // Журнал Российское предпринимательство №3, 2003г. с. 67-72.

2. Акчурин Э.А. Человеко-машинное взаимодействие // Москва: Изд-во Солон, 2008, 36 с.

3. Боровикова С.М. Организация движения на железнодорожном транспорте// Москва: Изд-во Маршрут, 2003, 368 с.

4. Братко И. Алгоритмы искусственного интеллекта на языке Prolog. 3-е издание. Пер. с англ.// Москва: Изд-во Вильяме, 2005, 637 с.

5. Буч Г. Язык UML. Руководство пользователя: Пер. с англ / Г. Буч, Д. Рамбо,

6. A. Джекобсон // Москва: ДМК, 2000. 432 с.

7. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е издание: Пер. с англ. // Москва: Изд-во Бином, СПб. «Невский диалект», 1999г., 560 с.

8. Гаврилов А.В. Системы искусственного интеллекта. Уч. пособие, ч. 1 // Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001, 67 с.

9. Гаврилова Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем / Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. // СПб.: Изд-во Питер, 2001, 384 с.

10. Ю.Гаус В.П. Моделирование маневровой работы / В.П. Гауе, Г.Ф. Пахомова,

11. B.И.Хабаров, В.М. Черненко // Железнодорожный транспорт, 2002. № 11. с. 24-27.

12. И.Гершвальд А.С. Оперативное управление процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте в условиях рыночной экономики // Автореф. дис. докт. техн. наук. Москва, 2004. с. 3-7.

13. ГОСТ Р МЭК. 60073-2000 Интерфейс человеко-машинный. Маркировка и обозначение органов управления и контрольных устройств. Правила кодирования информации.

14. ГОСТ Р МЭК 60447-2000 Интерфейс человеко-машинный. Принципы приведения в действие.

15. Гладун В.П. Целеустремленные человеко-машинные системы // Искусственный интеллект.- 1999. №2. — с. 51-59.

16. Горелик В.Ю. Теория и методы анализа нестационарных транспортных систем управления // Автореф. дис. докт. техн. наук. Москва, 2003. с. 3-6.

17. Гриф М. Г., Автоматизация проектирования процессов функционирования человеко-машинных систем на основе метода последовательной оптимизации: монография. / Гриф М. Г., Цой Е. Б. / Новосибирск: Изд-во НГТУ , 2005, 263 с.

18. Грунтов П.С. Решение практических задач с помощью моделирования работы станций / Грунтов П.С., Захаров В. А. //Железнодорожный транспорт, 1979, № 2. с. 22-25.

19. Каллан З.Р. Основные концепции нейронных сетей: Пер. с англ. // Москва: Изд-во Вильяме, 2001, 288 с.

20. Козлов П.А. Проблемы создания автоматизированных информационно-управляющих систем //Автоматика, связь, информатика, 2001, № 12. с. 5-6.

21. Козлов П.А. Информационные технологии для новой эксплуатационной модели управления перевозками //Автоматика, связь, информатика, 2001, № 4. с. 2-4.

22. Конюх В. Л., Компьютерная автоматизация производства. Ч. 2: В 2 ч.: учебное пособие // Кемерово: Изд-во ГУ КузГТУ , 2003, 104 с.

23. Красовский А.А. Математическое моделирование и компьютерные системы обучения и тренажа // Москва: Изд-во ВВИА им Жуковского, 1992 320 с.

24. Крохин J1.C. Типовой технологический процесс работы грузовой станции в условиях функционирования автоматизированной системы управления // Москва: Изд-во Глобус, 1998, 144 с.

25. Курочкин И.В. О статической оптимизации взаимодействия компонент человеко-машинных систем / Курочкин И.В., Мальцев А.А. //Автоматика и телемеханика, 1981, № 8. с. 35-45.

26. Лабор В.В. Си Шарп: Создание приложений для Windows // Минск: Харвест, 2003, 384с.

27. Логунова О. С. Человеко-машинное взаимодействие. Теория и практика / Логунова О. С., Ячиков И. М., Ильина Е. А.// Ростов-на-Дону: Изд-во Феникс, 2006, 288 с.

28. Люгер Джордж Ф. Искусственный интеллект. Стратегии и методы решения сложных проблем: Пер. с англ. // М., СПб., Киев 2005, 864 с.

29. Магазанник В.Д. Человеко-компьютерное взаимодействие // Москва: Изд-во Логос-М, 2007, 256 с.

30. Меликова М.Б. Психологические проблемы организации информационного взаимодействия "пилот-интеллектуальный интерфейс" для перспективных самолетов // Автореф. дис. канд. психол. наук. Москва 1998, с. 3-6.

31. Микулич Л.И. Интеллектуальный интерфейс: достижения и проблемы // Международная конференция по проблемам управления. Сборник трудов, < Т.2, Москва: ИПУ РАН, 1999, с. 68-74.

32. Микулич Л.И. Разработка пользовательских интеллектуальных интерфейсов для экспериментальных и производственных систем // Научная сессия МИФИ-99. Сборник научных трудов. Москва: МИФИ, 1999, с. 139-140.

33. Микулич Jl.И. Онтологии в системах с интеллектуальным интерфейсом Электронный ресурс. // Институт проблем управления РАН, Москва 2000г./ Режим доступа:http://library.mephi.rU/data/scientific-sessions/2000/3/926.html

34. Мишура А.А. Совершенствование структуры управление перевозочным процессом в современных условиях // Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 2003. с. 3-5.

35. Моргунов Е. Б. Человеческие факторы в компьютерных системах // Москва: Изд-во Тривола, 1994, 272 с.

36. Нечаев В.В. Психологический интеллектуальный интерфейс: принцип создания, функционирования и применения / Нечаев В.В., Грозное К.Ю.// Международный журнал «Программные продукты и системы» №2, 1993г.

37. Новикова И.П. Построение подсистемы автоматизированного управления в АСУ транспорта крупных предприятий // Автореф. дис. канд. техн. наук. Екатеринбург, 2001. с. 3-6.

38. Носов Н.А. Виртуальная реальность //Новая философская энциклопедия: В 4 т. / Москва: Изд-во Мысль, 2000.-Т. 1.-е. 403 404.

39. Пахомова Г.Ф. Совершенствование работы крупных сортировочных станций на основе технологий трехмерного аудио-визуального моделирования // Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск: СГУПС, 2003. с. 5-7.

40. Понасов B.JI. Разработка методов и алгоритмов построения деревьев решения для систем управления на железнодорожном транспорте // Автореф. дис. канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 2001, с. 3-5.

41. Поспелов Д.А. Интеллектуальные интерфейсы для ЭВМ новых поколений //Электронная вычислительная техника. Сборник статей. Вып.З, М.: Радио и связь, 1989, с. 4-20.

42. Поспелов Д.А. Ситуационное управление. Теория и практика//Москва: Изд-во Наука, 1986, 288 с.

43. Потапов П.Р. Нормирование маневровых работ, выполняемых на железнодорожном транспорте / Потапов П.Р., Ушаков В.М., Матвеева И.Н., БыковаЮ.В. //Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2004, 55 с.

44. Протасов В.Н. Имитационное моделирование производственных систем //Системное моделирование: Сборник научных трудов / Под ред. М.И. Нечепуренко. -Новосибирск, 1991. с. 75-94.

45. Раскин Д. Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем: Пер. с англ. // Санкт-Петербург: Изд-во Символ-Плюс, 2004, 272 с.

46. Рассел С. Искусственный интеллект: современный подход, 2-е изд.: Пер. с англ. / Рассел С., Норвиг П. // Москва, Санкт-Петербург, Киев: Изд-во Вильяме, 2006, 1408 с.

47. Россохин А.В. Виртуальное счастье или виртуальная зависимость / Россохин А.В., Измагурова B.JI. // Личность в измененных состояниях сознания / Москва: Изд-во Смысл, 2004, с. 516-523.

48. Рыжов В.А. Эволюция человеко-машинных интерфейсов. «Нейрокомпьютеры»: разработка, применение, №8-9, 2005г.

49. Сапронов П.В. Интеллектуальный интерфейс для измерителя параметров цепей переменного тока Электронный ресурс. // Режим доступа: http://labl8.ipu.rssi.ru/projects/conf2005/l/%Dl%E0%EF%F0%EE%ED%EE% E2%20%E4%EE%EA%EB%E0%E4.htm

50. Советов Б.Я. Моделирование систем // Москва: Высшая школа, 2001. 343 с.

51. Современные тренажерные технологии Электронный ресурс. / Режим доступа:http://www.traintech.ru/ru/trainers/index.php.

52. Система автоведения поездов на железных дорогах Чехии и ее взаимодействие с ETCS. // Железные дороги мира. 2000г. №2. (перевод -1. Myslivec, В. Sula, Signal und Draht, 1999, N10, S. 20- 23).

53. Тарасов Е.Б. Комплексное моделирование организационно-технических систем как способ представления корпоративных знаний / Тарасов Е.Б., Хабаров В.И. // Научный вестник НГТУ. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. -№4(29). с. 191-196.

54. Тарасов Е.Б. Подходы к созданию корпоративных информационных систем, основанных на архитектурах управляемых нормами // Современные техника и технологии: труды международной научно-практической конференции. -Томск: Изд-во ТПУ, 2006, с. 174-176.

55. Тарасов Е.Б. Анализ использования стандарта RDF / Тарасов Е.Б., Ефремов С.Н. // Материалы научно-технической конференции. -Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2006, с. 107-108.

56. Тарасов Е.Б. Новые технологии представления знаний в Web / Тарасов Е.Б., Платонов М.Е. //Наука и молодежь XXI века: материалы научно-технической конференции. -Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2006, с. 112-113.

57. Тарасов Е.Б. Моделирование бизнес-процессов железнодорожной станции / Тарасов Е.Б., Комаров А.С. // Материалы научной конференции. — Новосибирск: Изд-во НГУ, 2007, с. 78-79.

58. Тарасов Е.Б. Интеллектуальная модель грузовой станции // Информационные технологии: материалы научной конференции. -Новосибирск: Изд-во НГУ, 2007, с. 205-206.

59. Тарасов Е.Б. Моделирование организационно-технических систем // Материалы XLVII международной научной конференции. —Новосибирск: Изд-во НГУ, 2009, с. 174-175.

60. Типовой технологический процесс работы грузовой станции // Москва: Изд-во Транспорт, 1991, 218 с.

61. Управление и информационные технологии на железнодорожном транспорте.// Учебник для вузов ж.-д. транспорта. Москва: Изд-во Маршрут 2005, 467 с.

62. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте / под редакцией д.т.н., проф. П.С. Грунтова // Москва: Изд-во Транспорт, 1994, 543 с.

63. Фадеев Г.М. Информационные технологии ключ к эффективности перевозочного процесса //Автоматика, связь, информатика, 2001, № 9 с. 2-9.

64. Филлипович А. Ситуационные центры: определения, структура и классификация Электронный ресурс. / Режим доступа:http://iu5 .bmstu.ru/~philippovicha/Articles/SitCentres.htm

65. Харрингтон Джеймс. Оптимизация бизнес-процессов: Документирования, Анализ, Управление, Оптимизация / Харрингтон Джеймс, К.С. Эсселинг, Харм Ван Нимвеге // Санкт-Петербург: Изд-во Азбука БМикро, 2002, 317 с.

66. Шампандар А. Дж. Искусственный интеллект в компьютерных играх. Пер. с англ. // Москва: Изд-во Вильяме, 2007, 768 с.

67. Шаров В.А. Формирование новой вертикали управления перевозочным процессом //Автоматика, связь, информатика, 2002, № 2. с. 3-5.

68. Шеер Авгус-Вильгельм. Моделирование бизнес-процессов, 2-е изд.: Пер. с англ.// Москва: Изд-во Весть, 2000, 222 с.

69. Charles Edward Herring, Jr. Viable software the intelligent control paradigm for adaptable and adaptive architecture // Brisbane, Australia, 2002

70. Darren Neimke. ASP.NET 2.0. Web parts in Action // NewYork: Manning, 2007.