автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Методологические основы и принципы построения систем поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности управления движением на железнодорожном транспорте

На правах рукописи

ГОДЯЕВ Александр Иванович

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ЗАДАЧАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Специальность: 05.22.08 - «Управление процессами перевозок»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре «Управление и информатика в технических системах» Московского государственного университета путей сообщения.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Баранов Леонид Аврамович

Сапожников Владимир Владимирович Кравцов Юрий Александрович Абрамов Валерий Михайлович

Ведущая организация: Российский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт автоматизации, информатизации и связи МПС России (ВНИИАС МПС России).

Защита состоится « 20 » декабря 2006 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 218,005.07 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу 127994, Москва, ул. Образцова, д. 15, ауд. 1504.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу совета университета.

\

Автореферат разослан «/¡3?» кЯ-е&Зр^ 2006 г.

Учёный секретарь

Диссертационного совета,

доктор технических наук, ^-¡^¡р

профессор В.И. Шелухин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На железных дорогах всего мира ежегодно совершаются тысячи аварий, в которых погибают или получают травмы несколько тысяч человек.' Аварии также причиняют значительный материальный ущерб железной дороге, несущей убытки в результате повреждения железнодорожного полотна, контактной сети, подвижного состава, нарушения графика движения поездов. С целью повышения безопасности на железных дорогах РФ и за рубежом разрабатываются и применяются различные организационные, профилактические и технические мероприятия, реализация которых требует огромных капиталовложений и не всегда приводит к желаемым результатам.

Задача поиска решений по обеспечению безопасности при управлении технологическими процессами на железнодорожном транспорте относится к классу многокритериальных, слабоструктурированных задач. Поэтому, обоснованное решение в задачах данного класса может быть найдено только при сочетании опыта, знаний и интуиции принимающего решение человека с возможностями математических методов и имитационного моделирования. Реализация предлагаемого подхода возможна только с использованием построенной на основе современных компьютерных технологий специальной системы поддержки принятия решений (СППР), проблема создания которой является весьма актуальной и имеет важное народно-хозяйственное и социальное значение.

Актуальность и государственная значимость данной проблемы обусловлена: значительными человеческими жертвами и материальными потерями от происходящих аварий, огромными расходами государства на реализацию мероприятий по снижению аварийности и повышением требований к обоснованности каждого принимаемого решения и ответственности за его реализацию. Работа соответствует тематике «Повышение безопасности движения», указанной в пункте 7 перечня актуальных проблем научно-технического развития железнодорожного транспорта (Приложения к указанию МПС России от 17.11.2000 г., № М-2775у).

Цель исследований. Целью работы является разработка методологии и принципов построения систем поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности управления движением на железнодорожном транспорте.

Методы исследования. В работе использованы методы: имитационного моделирования, теории автоматического управления, теории вероятностей и математической статистики, теории множеств, нечеткой и математической логики, теории графов, принятия решений, многокритериальной оптимизации, решения экстремальных задач с различными видами неопределённости.

Научная новизна. Новизна исследований подтверждается следующими, полученными автором результатами:

- разработана методология, принципы построения и архитектура СППР в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте;

- произведена адоптация разработанной СППР к решению задач по обеспечению безопасности на железнодорожных переездах при разработке, проектировании и эксплуатации систем интервального регулирования движения поездов, работе с системами и локомотивными устройствами безопасности;

- предложены критерии, оценки уровня безопасности железнодорожного переезда, отличающиеся вероятностным подходом к определению влияния на безопасность различных факторов, а также возможностью нормирования и расчета уровня безопасности с учётом индивидуальных особенностей переезда;

- разработана методика расчёта критериев безопасности переезда, отличающаяся учётом случайного характера изменения транспортных потоков, случайных величин скорости подхода к переезду и его проследования, поведения водителей, данных об авариях и большинства особенностей переезда;

- разработана модель, позволяющая имитировать функционирование переезда при различных условиях и размерах движения, отличающаяся учётом большинства параметров переезда, случайного характера изменения различных факторов и базирующейся на нечёткой логике, имитацией процесса управления транспортным средством при наличии человеческого фактора;

4

- предложен основанный на нечетной логике способ классификации переездов, позволяющий, по сравнению с существующим, более точно учитывать влияние размеров движения и ряда других факторов на категорию переезда;

- предложен способ сертификации переездов по уровню безопасности с нормированием данного показателя по сети железных дорог РФ;

- предложена методика расчёта потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка при различных способах построения и параметрах систем обеспечения безопасности движения поездов, а также различных значениях параметров обращающихся на участке составов.

Практическая ценность. Разработанная СППР обеспечивает рациональный по экономическим соображениям выбор мероприятий по снижению аварийности на переездах. Минимизация риска возникновения аварий и объёма капиталовложений достигается за счёт рационального выбора типа устанавливаемых на переезде ограждающих устройств, вида и очерёдности проведения мероприятий по повышению безопасности. Расч&гы показывают, что внедрение СППР на дорогах РФ, обеспечит ежегодную экономию около 30 млн. рублей.

Система, разработанная для задач обеспечения безопасности при интервальном ре1улировании движения поездов (ИРДП), позволяет принимать обоснованные решения на этапе проектирования и эксплуатации различных систем. Результаты выполненных исследований использованы при разработке систем автоматической локомотивной сигнализации АЛСЕ, АЛСЕ-САУТ.

Разработанная СППР в задачах осигнализования железнодорожного участка обеспечивает проведение проектирования с учётом реально существующих параметров движения поездов и позволяет оценить влияние принимаемых решений на уровень безопасности и показатели эксплуатационной работы.

Использование СППР в составе программно-аппаратного" обучающего комплекса позволяет существенно снизить затраты времени и средств на обучение машинистов, уменьшить число браков, сократить финансовые потери от простоя и задержки составо'в и повысить безопасность движения поездов.

Разработанное и зарегистрированное в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам программное обеспечение может использоваться при создании СППР и нечётких регуляторов.

На защиту выносятся:

— концепция обеспечения требуемого уровня безопасности на железнодорожном транспорте при минимуме капиталовложений, основанная на применении СППР для выбора мероприятий по повышению безопасности, осуществляемого с учётом эффективности и стоимости принимаемого решения;

— методология построения, архитектура и алгоритмы функционирования СППР, адаптированных для различных задач обеспечения безопасности;

— методика расчёта уровня безопасности железнодорожного переезда, учитывающая большинство его индивидуальных особенностей, случайный характер изменения рада факторов и данные о произошедших авариях;

— базирующийся на нечёткой логике и разработанной методологии способ классификации переездов и их сертификации по уровню безопасности;

— методика расчёта потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка при различных способах построения систем обеспечения безопасности движения.

Реализация работы. Выполненные в диссертационной работе исследования проводились в соответствии с федеральными, отраслевыми, региональными научно-техническими программами и заказами Дальневосточной и Забайкальской железных дорог. Результаты исследований использованы при выполнении ряда фундаментальных, хоздоговорных и госбюджетных научно-исследовательских работ и отражены в 12 отчётах, в том числе:

— Исследование качества автоматического управления в системе АЛСЕ. Отчет по НИР/ХабИИЖТ; Рук. Годяев А.И. - №ГР01850063750, № ГР01860098824, Инв. № 02860017728, №02860017728. - 1985, 1986, 1987 гг.;

— Разработка принципов построения, алгоритма функционирования и программных средств системы автоматизированного технического проектирования

6

AJICE на участках железных дорог. Отчет по НИР / ХабИИЖТ; Рук. Годя-ев А.И.- Г? №02900043314.- 1988, 1989 гг.;

- Разработка математических методов, моделей и программ для анализа эффективности мероприятий по повышению безопасности движения на железнодорожных переездах. Отчет по НИР/ ХабИИЖТ; Рук. Годяев А.И. -ГР № 01960005051. Инв. № 02960004756. - 1995 г.;

- Разработка учебно-методического комплекса для подготовки машинистов к вождению поездов по участкам, оборудованным системой автоматического управления торможения САУТ-Ц. Отчет по НИР / ХабИИЖТ; Рук. Кириленко А.Г. - ГР № 01.99.0009031, Инв. № 02.99.0005260. - 1999 г.;

Результаты работы внедрены в структурных подразделениях Дальневосточной и Забайкальской железных дорог, в проектно-изыскательском институте транспортного строительства ОАО Дальгипротранс и использованы при создании автоматической локомотивной сигнализации АЛСЕ, АЛСЕ-САУТ.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 14 международных, 12 всероссийских и 8 региональных научных конференциях, наиболее значимыми из которых являются: одиннадцатая международная научно техническая конференция «Актуальные проблемы развития ж. д. тр-та». - М.: 1996; вторая международная конференция «Проблемы транспорта Дальнего Востока», SAS Institute. - Владивосток, 1997 г.; Международная научно-практическая конференция «Информационные технологии на железнодорожном транспорте». - Хабаровск, 1998 г.; III-я международная научно-практическая конференция «Проблемы транспорта Дальнего Востока». -Владивосток 1999 г.; П международная конференция «Проблемы регионального и муниципального управления». - М.: РГГУ, 2000 г.; The 7th INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE of REALWAY EXPERTS, Yugoslavia, 2000; Международная научно-практическая конференция «Перспективные технологии и технические средства управления перевозками на железнодорожном транспорте». Ростов-на-Дону, 2001 г.; дванадесета научна конференция с международно

участие България, София, 2002; четвёртая международная научно-техническая конференция «Компьютерное моделирование». - Санкт-Петербург, 2003 г.; Всероссийская, с международным участием, научно-практическая конференция «Информационные технологии в системах управления на железнодорожном транспорте». - Хабаровск, ДВГУПС, 2004 г.; 44-я Всероссийская научно-практическая конференция «Современные технологии железнодорожному транспорту и промышленности». - Хабаровск, ДВГУПС, 2006 г.;

Основные положения диссертации также доложены и одобрены:

- на заседаниях кафедры «Управление и информатика в технических системах» Московского государственного университета путей сообщения в 2001, 2002, 2003, 2006 гг.;

- на заседаниях кафедры «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» Дальневосточного государственного университета путей сообщения в 2001, 2002, 2003, 2005, 2006 гг.;

- на Совете института «Управление, автоматизация и телекоммуникации» ДВГУПС в 2002, 2006 гг.

Публикации. Основные вынесенные на защиту, научные результаты представлены в 50 печатных работах и в полной мере отражены в 2 монографиях и 7 публикациях в изданиях, рекомендованных для публикации положений диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка и 13 приложений. Диссертация включает: 280 страниц основного текста, 153 рисунка, 9 таблиц. Список литературы содержит 182 наименования на 20 страницах. Приложения, отражающие внедрение, экономическую эффективность и реализацию результатов работы включают 28 страниц. Ещё 10 приложений, содержащих листинги основных модулей программной реализации СППР, выполнены в виде отдельного тома приложений к диссертации, включающего 312 страниц.

Краткое содержание диссертации

Введение. Во введении обосновывается актуальность и государственная значимость решаемой в диссертации проблемы повышения безопасности движения, входящей в перечень актуальных проблем научно-технического развития железнодорожного транспорта. На основе анализа проблемы делается вывод, что всесторонне обоснованное решение в задачах данного класса может быть найдено только с использованием специально разработанной СППР.

Наибольшее распространение на железнодорожном транспорте получили СППР, используемые при построении графика движения поездов, организации управления движением, функционировании различных АРМов и т. д. Принципы построения таких систем и используемых в них математических методов заложены в работах Баранова Л. А., Лисенкова В.М., Сапожникова В.В., Сапож-никова Вл. В., Кравцова Ю.А., Никифорова Б.Д., Ерофеева Е.В., Максимова В.М., Казимова Г.А., Степенского Б.М., Быкова В.П., Василенко М.И., Лисицына В.М., Тишкина Е.М., Абрамова В.М., Астрахана В.И., Моисеева A.A., Го-ловичера Я.М., Фаминского Г.В. и ряда других учёных, занимающихся задачами повышения эффективности работы железнодорожного транспорта. Особенностью современных СППР является непосредственное использование системы на всех стадиях процесса принятия решений. Поэтому задача разрабатываемой системы заключается не только в выборе, систематизации и отборе, необходимой для формирования решения информации, но и в предоставлении конкретных, непосредственно используемых при принятии решения рекомендаций.

На основе обоснования темы диссертации формулируется цель исследований и определяются решаемые задачи, основными из которых являются:

1. Разработка методологии построения и алгоритма функционирования СППР в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте.

2. Адаптация системы к задачам обеспечения безопасности, таким как:

- рациональный выбор мероприятий по обеспечению безопасности движения на железнодорожный переездах;

- принятие решений по обеспечению безопасности на стадии проектирования и эксплуатации систем интервального регулирования движения поездов;

- обеспечение безопасности и требуемых эксплуатационных показателей при осигаализовании железнодорожного участка;

- обучение рациональному по ряду критериев управлению ведением поезда и работе с локомотивными системами и устройствами безопасности.

3. Разработка методологии и моделей, используемых СППР при формировании вывода, формализации знаний, имитационном моделировании и взаимодействии с пользователем в каждой из поставленных в работе задач.

4. Анализ обоснованности формируемых СППР рекомендаций, полноты предоставляемой информации и апробация результатов путём опытной эксплуатации и внедрения СППР на предприятиях железнодорожного транспорта. •

Глава 1. Методология построения и адаптации СППР к задачам обеспечения безопасности

Анализируется обоснованность появления, эволюция и проникновение СППР в различные сферы человеческой деятельности. Показываются особенности, отличающие СППР от других интеллектуальных систем и их ориентация на слабоструктурированные или не поддающиеся структуризации задачи.

На основе результатов проведённого автором сравнительного анализа показывается, что СППР существенно отличаются друг от друга по ряду характеристик. Данные характеристики положены в основу, предлагаемой в диссертации систематизации СППР по ряду классификационных признаков. В качестве базовых классификаторов использованы следующие, подробно рассмотренные в работе отличительные признаки: проблемная область, па которую ориентирована система; функциональная принадлежность; уровень иерархии пользователя и решаемых системой задач; характер использования; область применения; концептуальные модели; временной горизонт; способ представления и обработки данных; вид неопределённости используемой информации; программные средства; количество лиц, участвующих в принятии решения; способ формали-

10

зации и представления знаний; механизм логического вывода; используемые математические методы; технология разработки и т. д. Предлагаемый способ классификации позволяет систематизировать основные методологические особенности построения систем данного вида и на основе анализа тенденций их развития выбрать направление исследования, разработать и обосновать методологию создания СППР, адаптируемой к решению требуемого класса задач.

Чем ответственнее решение, тем актуальнее правильный выбор применяемого при его формировании математического аппарата. Использование математических методов позволяет не только обосновать целесообразность принимаемого решения, но и оценить последствия его выбора. Поэтому в работе проводится анализ используемых при принятии решения математических методов и оценка возможности и целесообразности их применения в СППР и задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. С этой целью анализируется большое количество различных математических методов, таких как: методы линейного и нелинейного программирования, многокритериальной оптимизации, решения экстремальных задач с различными видами неопределённости, статистического моделирования случайных процессов, теории игр и статистических решений, решения дискретных экстремальных проблем, а также методы, основанные на использовании нечёткой логики, различных мета-эвристических алгоритмов и специализированных эвристик, таких как: алгоритм Greedy, метод поиска с запретами (Tabu Search), моделирование отжига (simulated annealing), метод кластеризации, генетические алгоритмы и т. д.

Проведённый анализ позволил: оценить особенности использования каждого метода, выявить свойственные ему достоинства и недостатки, выбрать представляющие интерес для использования в СППР математические методы и определить класс решаемых с использованием каждого из методов задач.

Изучение большого количества литературных источников позволило автору > сформулировать ряд принципов, которые с методологической точки зрения не*' обходимо реализовывать при построении любой системы, и определить обяза-

тельные для СППР функциональные элементы. Результаты проведённого анализа легли в основу разработанной в диссертации методологии построения, алгоритма функционирования и архитектуры СППР, адаптированной к широкому классу задач по обеспечению безопасности. В работе подробно рассматриваются принципы построения и задачи каждого из включённых в СППР модулей (рис. 1). Особое внимание уделяется вопросам приобретения и формализации знаний. Анализируется целесообразность использования в СППР различных моделей представления знаний: логической, основанной на применении правил продукционного типа; сетевой, базирующейся на построении семантических сетей и объектной, основанной на теории фреймов.

Вывод на знаниях предусматривает отбор, фильтрацию и разъединение хранящейся в базе знаний информации с целью формирования основывающегося на фактах решения. Учитывая, что разрабатываемая СППР ориентирована на работу с нечёткими знаниями, для формирования вывода и представления знаний предлагается использовать математический аппарат нечёткой логики, дающий хорошие результаты при решении плохоформализуемых задач. В работе также анализируется возможность использования коэффициентов уверенности, метода Бейеса и вывода на основе теории Демпстера - Шеффера при принятии решений при неопределённости получаемой СППР информации.

Целый раздел главы посвящён обоснованию основных положений предлагаемой концепции обеспечения требуемого уровня безопасности на железнодорожном транспорте при минимуме капиталовложений, главной отличительной особенностью которой является базирующийся на использовании СППР выбор мероприятий по управлению безопасностью. В соответствии с данным подходом, планирование и проведение мероприятий по снижению аварийности на объектах железнодорожного транспорта предлагается осуществлять с учётом оцениваемой с использованием СППР эффективности данных мероприятий, определяемой соотношением их функциональной полезности по обеспечению требуемого уровня безопасности и затрат на реализацию мероприятия.

Лицо, принимающее решение

Специалисты по знаниям

Возмуцающив воздействия

Модуль ввода в систему и анализа информации

31

Вводимая информация

системный интерфейс

--

Модуль управления заданиями

Ж

Система управления . базой моделей

Система управления базой данных

Система управления базой знаний

База моделей

База данных

Модуль приобретения и формализации знаний

База знаний

Модуль вывода решений

Модуль обе реше - зенования ний ч. ......-.....

Рис. 1. Архитектура системы поддержки принятия решений

Выводы по главе 1.

- предложена классификация СППР, которая совместно с провёдённым в

работе анализом, позволяет: выделить и систематизировать основные научные достижения и методологические особенности создания систем данного вида, проследить определяющие тенденции их развития, выбрать перспективные направления исследования, а также разработать и обосновать методологию построения СППР, адаптированной к решению требуемого класса задач;

- разработана методология построения и алгоритм функционирования СППР в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте;

- сформулированы основные положения концепции обеспечения требуемого уровня безопасности при минимуме капиталовложений, отличающейся от известных, базирующимся на использовании специально разработанных СППР, обоснованным выбором мероприятий по управлению безопасностью.

Глава 2. Методологические основы принятия решений по обеспечению безопасности движения на железнодорожных переездах

Одной из целей диссертационной работы является адаптация разработанной СППР к решению класса задач по обеспечению безопасности. Важной задачей данного класса является рациональный выбор мероприятий по обеспечению безопасности движения на железнодорожных переездах, аварии на которых уносят множество жизней, наносят огромный материальный ущерб.

Анализ опубликованных материалов показывает, что для повышения безопасности движения на переездах РФ и других стран, используется большое количество разнообразных мероприятий. Мероприятия и методы обеспечения безопасности движения на переездах предлагается классифицировать по следующим четырём базовым направлениям, таким как: законодательно-правовые, организационные, технические, аналитические. Каждое из выделенных направлений также обеспечивает систематизацию большого класса анализируемых в работе мероприятий по снижению аварийности. Предложенная классификация позволяет проследить основные подходы к проблеме обеспечения безопасности

на переездах, систематизировать используемые методы и технические решения, определить направления работ по снижению аварийности.

С целью выявления наиболее неблагоприятных факторов риска возникновения аварий в работе проведён статистический анализ ДТП, произошедших за последние 10 лет на выборке из 600 переездов Дальневосточной и 360 переездов Забайкальской железных дорог. Проведённые исследования позволили:

— оценить распределение переездов рассматриваемого полигона, частоты ■ происходящих на них аварий и количества аварий, приходящихся на один переезд, по группам переездов с различными классификационными признаками;

— определить законы и параметры полученных распределений с учётом каждого из исследуемых факторов;

— проанализировать влияние на безопасность различных факторов;

— выделить группы переездов с неблагоприятным сочетанием факторов;

— наметить направления проведения работ по снижению аварийности. *

Результаты статистического анализа представлены в диссертации болыийм

количеством диаграмм, гистограмм относительных частот и полученных на их основе законов распределения рассматриваемых параметров.

Большой объем, случайный характер используемой выборки переездов, а ' также одинаковые на всех дорогах мероприятия по повышению безопасности, позволяют распространить полученные результаты на переезды, расположенные в других регионах РФ. Однако, основываясь только на данных статистического анализа, невозможно количественно оценить уровень безопасности переезда и степень влияния на него различных факторов, что обусловлено большим ■ числом коррелированных между собой параметров. Для решения данной задачи ' необходимы специальные математические методь'ь ' ■ ч

' В работе проведен сравнительный анализ используемых'для определения •' уровня безопасности переезда математических методов. 'Апробация Методов"'1' проводилась на выборке переездов, расположенных в пределах нескольких от-111' делений Дальневосточной и Забайкальской железных дорог. Для сравнения мё-' '

15

тодов применялись следующие критерии: используемая информационная база; критерий X2'> показатель мощности метода, оцениваемый процентом аварий, приходящихся на к процентов наиболее опасных переездов.

Результаты проведённых исследований позволили оценить точность каждого метода и выявить свойственные рассматриваемым методам недостатки, наиболее существенными из которых являются: оценка уровня безопасности без учёта влияния на аварийность большинства индивидуальных особенностей переезда; невозможность количественной оценки влияния на безопасность отдельно взятой характеристики переезда; оценка эффективности проводимых мероприятий только после получения информации об имевших место после этих мероприятий аварийных ситуациях. Для устранения указанных недостатков и повышения достоверности получаемых результатов необходимо дальнейшее совершенствование используемых математических методов.

Проведённый в работе анализ обоснованности выбора и эффективности различных критериев оценки безопасности движения и последствий аварий на железнодорожных переездах показал, что использование существующих критериев затрудняет определение уровня безопасности отдельно взятого переезда. Наличие же подобной оценки позволило бы не только численно охарактеризовать степень опасности, но и сертифицировать переезды по данному показателю. Поэтому, для оценки безопасности переезда предлагается еще два критерия, отличающиеся от используемых ранее. Такими критериями являются: вероятность аварии в среднестатистическом часовом интервале; вероятность аварии в среднестатистическом часовом интервале при проследовании переезда одним поездом и автомобилем. Первый из критериев позволяет количественно оценить степень риска возникновения ДТП на каждом переезде при существующих условиях и размерах движения, второй обеспечит анализ влияния на безопасность непосредственно характеристик самого переезда. Данные критерии позволяют оценить риск возникновения ДТП на каждом переезде и рассматриваемой выборке. Поэтому, рассчитанные значения предлагаемых крите-

16

риев являются лучшими оценками безопасности, чем все имеющиеся статистические данные об уже совершенных авариях.

Расчет вероятности возникновения аварии предлагается осуществлять с использованием специально разработанной методики. На основании этой методики искомая вероятность определяется как вероятность события, появление которого обусловлено влиянием на безопасность человеческого фактора и отказом в работе технических средств.

Вероятность аварии, вызванной человеческим фактором, находится как вероятность совместного появления в I -ом интервале, сопоставимом с временем проследования переезда автомобилем, ряда событий, предусматривающих: А - наличие поезда на участке приближения к переезду; В - наличие перед переездом автотранспортных средств; С - выезд автомобиля по причине несвоевременного торможения или неправильной оценки водителем сложившейся ситуации на железнодорожные пути в опасной близости от подвижного состава; Д - невозможность освобождения переезда автотранспортом до вступления поезда. Вероятность появления каждого последующего события определяется при условии наступления предшествующего.

Движение поездов и автотранспорта описывается регулярными потоками с постоянной интенсивностью, сохраняющейся в течение часа, при случайном изменении интенсивности по часовым интервалам. Изменение интенсивности движения поездов определяется организацией движения на участке расположения переезда. Изменение интенсивности движения автотранспорта задается на основе распределений транспортных потоков по часовым интервалам, полученных в ходе натурных наблюдений для различных групп переездов и категорий транспортных средств.

Вероятность Рв/А(1) нахождения в 1-ом интервале автотранспортного средства перед переездом, при условии нахождения поезда на участке приближения рассчитывается, исходя из интенсивности потока автомобилей на участке расположения переезда Вероятности нахождения перед переездом к и к+1-го автомобиля определяются по формулам, полученным путем решения задачи о

попадании случайно бросаемой на временную ось точки в интервал Тд^ опасного взаимодействия с подвижным составом, определяемый временем занятия поездом участка приближения к переезду. Появление автомобиля перед переездом в выбранном часовом интервале рассматривается как некоторое случайное событие, повторяющееся с периодом 7].

Случайный характер поведенческой деятельности водителей учитывается при нахождении вероятности неправильного принятия решения в сложившейся ситуации или несвоевременного торможения перед переездом. Величина данной вероятности в каждом 1-ом временном интервале определяется в зависимости от времени, оставшегося до занятия поездом переезда, условий видимости, оснащенности переезда ограждающими устройствами и распределения случайной величины скорости автотранспорта на подходе к переезду.

Исследования показали, что для переездов, не оборудованных ограждающими устройствами с обеспечением видимости поезда с автомобиля на протяжении всего интервала Трп, вероятность РС/ав(1) выезда автотранспортного средства на переезд в опасной близости от подвижного состава является только функцией времени, оставшегося до занятия поездом переезда. В случае необеспечения условий видимости и отсутствии ограждающих устройств, водитель принимает решение о выезде на переезд с вероятностью, равной единице. При наличии ограждающих устройств значение вероятности неправильного принятия решения корректируется в каждом / -ом временном интервале с учетом типа данного устройства Зависимость РС/ЛВ(1) от перечисленных величин получена путем обработки большого объема данных натурных наблюдений, литературных источников и имеющегося статистического материала.

Значение Рс/Ав(1) рассчитывается с учётом всех возможных случаев расположения поезда и автотранспорта относительно переезда. Полученное для каждого .1-го интервала значение вероятности корректируется по формуле определения вероятности появления одного из к независимых событий, с учётом равновероятного выезда на переезд любого из автотранспортных средств.

Рс/ав(1) = Р(1)-{1 + Е[1-Р(1)]Ь"1}. (1)

Случайные величины скорости автотранспорта на подходе к переезду и при его проследовании описываются усеченным гауссовским распределением, числовые характеристики которого зависят от индивидуальных особенностей переезда, его расположения и ряда других факторов. Вероятность того, что транспортное средство, выехавшее на переезд в I -ом временном интервале, не успеет освободить переезд до вступления поезда, определяется вероятностью попадания случайной величины скорости проследования переезда в интервал [О, Ут;„(/ )], где Утт(/) - минимальное значение скорости, при которой время проследования переезда меньше времени, оставшегося до занятия его поездом.

Наряду с неправильной оценкой сложившейся ситуации, к аварии может привести и несвоевременное торможение на подходе к переезду. Авария в данном случае возникает так же при условии нахождения поезда на участке приближения или самом переезде, наличия перед переездом транспортных средств, выезде автомобиля по причине несвоевременного торможения на железнодорожные пути, невозможности освобождения переезда до вступления поезда.

Водитель теряет возможность остановиться у переезда, если расстояние от места получения информации о поезде меньше тормозного пути автомобиля. Тормозной путь определяется скоростью следования, категорией транспортного средства, типом и состоянием покрытия автодороги на подходе к переезду, временем восприятия информации и приведения в действие тормозных средств. Следовательно, задача о нахождении вероятности выезда на переезд вследствие несвоевременного торможения сводится к определению вероятности превышения автомобилем в точке восприятия информации о поезде, значения скорости Утах, при торможении с которой невозможна остановка у переезда.

Вероятность аварии по причине отказа технических средств определяется вероятностью опасного отказа устройств переездной автоматики, вычисленной с учетом вероятности опасного взаимодействия в 1-ом интервале автотранс-

19

порта и подвижного состава. Вероятность опасного отказа рассчитывается путем обработки информации об отказах аналогичных устройств за используемый для сбора данных временной интервал. К числу опасных отказов переездной автоматики относятся все повреждения, при которых водитель не получает информации о нахождении поезда на участке приближения к переезду.

Рассматривая неправильную оценку сложившейся ситуации, несвоевременное торможение и отказ устройств переездной автоматики, как характеризуемые соответствующими вероятностями Рно(1), Рт{1), РОПА(1), независимые друг от друга события, можно рассчитать вероятность Р( /) возникновения аварии I -ом интервале по причине появления хотя бы одного из этих событий.

Р(1)=1-(1-Рно(1))-(1-Рнг(1)Х1-РОПа(1)). (2)

Рассматривая возникновение аварийной ситуации на каждом I -ом временном интервале как некоторое случайное событие, можно определить вероятность ДТП в течение часа

P„(j) = />(/,)+[ 1- Р(/,)] ■ />(/,)+[1 - P(/J] • [1~Р{12)] • Р(13) + - + +[1 - P(it)] [1 - Iih)] • • ■ [1 - P{IN-1)] • P{1N). (3)

где n - число / -ых интервалов, содержащихся в Топ.

Переход от Топ к часовому интервалу позволяет осуществить включаемая

в расчёт каждого значения P(j) вероятность Рл(1), зависящая от времени занятия поездом участка приближения к переезду в течение часа.

При известных значениях вероятности P4(j) возникновения аварийной ситуации в каждом У-ом часовом интервале можно вычислить предлагаемые критерии оценки уровня безопасности переезда, характеризующие вероятность аварии в среднестатистическом часовом интервале. Значение данной вероятности определяется усреднением P4(J) по времени суток, дням недели и времени года. Предлагаемый подход обеспечивает учет случайного характера изменения транспортных потоков, продолжительности светового дня, погодных условий, возможности сезонного обслуживания переезда и других факторов.

20

Значение Рч (J)позволяет оценить вероятность аварийной ситуации, которая хотя и является предпосылкой аварии, однако может и не привести к ее возникновению. Последнее обусловлено наличием человеческого фактора, предполагающего использование всеми участниками движения имеющихся возможностей для предотвращения аварии. Поэтому, риск возникновения аварии предлагается рассчитывать путем умножения Рч (У) на некоторый весовой коэффициент, вычисленный на основании сопоставления прогнозируемого с использованием рассматриваемой методики и фактического количества аварий, совершенных на выборке из 800 переездов за длительный временной интервал.

Достоинством разработанной методики является учет большинства индивидуальных особенностей переезда и возможность количественной оценки влияния на безопасность отдельных факторов. Однако, в ряде случаев причиной аварии является сочетание несущественных по одиночке, но опасных при совместном проявлении, факторов. С целью учета указанных особенностей, для расчета уровня безопасности переезда также предлагается использовать методику, базирующуюся на обработке данных об уже совершенных авариях.

В соответствии с данной методикой риск аварии оценивается по средней частоте ДТП, рассчитанной на основании обработки статистических данных об авариях на рассматриваемом и в группах, близких к нему по характеристикам, переездов, за некоторый, достаточно длительный временной интервал.

Г = - ±{F(I) ■ £{1) + [1 - е{1) ■ F(/)]}, (4)

«¡=1

где F(I), F{J)- частота возникновения аварий в среднестатистическом часовом интервале, вычисленная для 1 - ой группы и J-oro переезда; £(/)- коэффициент, определяемый для каждой образованной I -ой группы железнодорожных переездов в соответствии с выражением

e(I) = H,(J)I[\-D(I)IMV)\ где J) - определяемая по методу Fuzzy Logic степень принадлежности J-oro переезда /-ой группе; D(/),M(/) - дисперсия и среднее ожидаемое

значение количества аварий в I -ой группе переездов за рассматриваемый временной интервал.

Формирование близких по характеристикам групп переездов выполняется с использованием нечеткой логики, обеспечивающей включение с различной степенью принадлежности одних и тех же переездов сразу в несколько групп.

С целью формирования групп, обозначим за Z = \Z\tZ.2,..^} - множество учитываемых характеристик переезда. Каждое значение ZI• ((е 1 = {1,2,...&}) описывается лингвистической переменной < Z(', 7}, Д >,

где 7} = {г^,Т'2 ,...7)1} - набор лингвистических значений одного из характеризующих переезд признаков .Д - базовое множество данного признака. Описание термов Т} осуществляется нечеткими переменными, < 7у, Д, ё^ > и задается нечетким множеством £у в базовом множестве Д признака Z,■

Д. (5)

Для задания описывающих количественные параметры переезда лингвистических переменных "РАЗМЕРЫ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ", "РАЗМЕРЫ ДВИЖЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТА", "УСЛОВИЯ ВИДИМОСТИ", определенных на базовых множествах (3,, (32, рз рассматриваемых признаков Z1, Z2, Zз, используем терм-множества Tj.T2.T3: Тх = {"МАЛЫЕ"," СРЕДНИЕ"," БОЛЬШИЕ"}.

Т2 - {"МАЛЫЕ" "СРЕДНИЕ","БОЛЬШИЕ" "ОЧЕНЬ БОЛЬШИЕ"}. Т3 = {"ПЛОХИЕ","УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНЫЕ" "ХОРОШИЕ"}.

Все возможные комбинации значений лингвистических переменных сводятся к 3x4x3 типовым ситуациям, каждая из которых определяет принадлежность переезда к одной из сформированных групп. Сочетание признаков Z¡ для конкретного переезда представляет собой нечеткую ситуацию

где /¿¡¡(^¡) - степень принадлежности признака Zj нечеткой ситуации.

22

Комбинации значений признаков ZJ• задаются описываемыми с помощью правил нечёткого вывода типовыми ситуациями, каждая из которых образует однородную по характеристикам группу переездов, например,

Если, <"размеры движения поездов" — Т1 - "небольшие"> И <"размеры движения автотранспорта" - Т2 - "большие"> И <"условия видимости" - Т3 -"удовлетворительные'^, то переезд относится к группе с номером 7.

Построение функций принадлежности для каждого признака 7.-1 осуществлялось прямым, основанным на экспертных оценках, методом. В качестве экспертных оценок использовались приводимые в инструкции по эксплуатации данные, применяемые при определении категории железнодорожного переезда.

Использование нечёткой логики позволяет значительно увеличить число переездов, попадающих в одну группу, обеспечивая в пределах каждой группы

размер выборки, достаточный для расчета оценок уровня безопасности.

—-#

Окончательное значение вероятности Р ч аварии на переезде в среднестатистическом часовом интервале, предлагается определять путем объединения оценок, получаемых на основе каждой из предложенных методик. Объединение оценок производится по правилам нечеткой логики с использованием, для характеристики риска возникновения аварии, лингвистической переменной «УРОВЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕЕЗДА», задаваемой терм - множеством: Т = {"ВЫСОКИЙ", "УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНЫЙ", "НИЗКИЙ"}.

Задание функций принадлежности каждому из нечетких множеств соответствующих значений вероятности возникновения аварии осуществляется на основе мнения экспертов, с учетом среднего значения и дисперсии оцениваемой случайной величины, вычисленных для группы, включающей все расположен-. ные в РФ переезды. Искомое значение уровня безопасности определяется степенью принадлежности вероятности возникновения аварии каждому из образованных нечетких множеств. Выполнение операции дефазификации, заключающейся в преобразовании нечеткого качественного значения лингвистической переменной "ур°вень безопасности переезда" в четкое количественное значение, осуществляется с использованием метода центра тяжести.

Разработанная методика апробирована на выборке переездов Дальневосточной и Забайкальской железных дорог и отмечена премией МПС по итогам конкурса 1997 года на лучшее техническое решение по повышению безопасности движения на железнодорожных переездах.

Выводы по главе 2.

— проведен анализ и систематизация используемых для снижения аварийности на переездах мероприятий, методов и технических решений, позволяющие обоснованно подойти к решению задачи по обеспечению безопасности;

— с использованием большого объема статистических данных получены законы и параметры распределения ряда случайных величин, характеризующие влияние на безопасность переезда различных факторов;

— проведен сравнительный анализ используемых математических методов и критериев оценки безопасности железнодорожного переезда;

— сформулированы критерии оценки безопасности железнодорожного переезда, отличающиеся вероятностным подходом к определению влияния на аварийность различных факторов, а также возможностью расчета и нормирования уровня безопасности переезда с учетом его индивидуальных особенностей;

— разработана методика определения уровня безопасности железнодорожного переезда, позволяющая учитывать: большинство его индивидуальных особенностей; случайный характер изменения транспортных потоков; случайные величины скорости автотранспорта на подходе к переезду и при его проследовании; поведение водителей; данные об уже совершённых авариях; наличие на переезде способствующего возникновению аварии сочетания факторов.

Глава 3. Система поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах

Глава посвящена рассмотрению методологии построения, выбору структуры и алгоритма функционирования СППР, адаптированной к задачам обеспечения безопасности. В главе формулируется перечень и рассматривается методология решения задач, обеспечивающих реализацию сформулированной в р 124

боте концепции безопасности. Основными из таких задач являются: расчет вероятности аварии на любом из переездов; обоснованный выбор типа устанавливаемых ограждающих устройств и очередности оборудования переездов данными устройствами; обеспечение требуемого уровня безопасности в рассматриваемой группе переездов при минимуме экономических затрат; оценка стоимости проведения и влияния на уровень безопасности различных мероприятий по изменению индивидуальных особенностей переезда; хранение, корректировка и отображение лицу, принимающему решение, необходимой информации о каждом из расположенных на дороге переезде и сведений об авариях за последние 10 лет; сертификация переездов по уровню безопасности и размерам движения; имитация функционирования переезда при различных условиях.

Большой раздел главы посвящен вопросам адаптации СППР к решению возлагаемых на неё задач и рассмотрению методологии построения входящих в СППР функциональных модулей. Особое внимание уделяется многокритериальным оптимизационным задачам, решаемым при поиске рационального по экономическим соображения и условиям безопасности, варианта размещения различных типов ограждающих устройств на выборке переездов, а также выборе вида и очередности проведения мероприятий по реконструкции переездов.

Основными из решаемых системой оптимизационных задач являются:

Задача 1. Минимизация капиталовложений на оборудование ограждающими устройствами группы переездов при заданном уровне безопасности.

Задача 2. Минимизация риска возникновения аварии на выбранной группе железнодорожных переездов при фиксированном объеме капиталовложений.

Пусть имеется множество из N переездов, для которого существует множество Р различных вариантов оборудования их ограждающими устройствами, а также множество Я, определяющее затраты на реализацию каждого варианта

N = {N^ = 0}; Р = {Р1;1 = ТЛ}; 8 = в;1 = П} . (6)

Обозначим стоимость оборудования по предусматривающей реализацию

1

ього варианта программе ]-ого переезда через Су. Тогда, стоимость реализа-

ции программы, предусматривающей оборудование всего множества N из j переездов по i-му варианту, определится в соответствии с выражением

^¿СуХу, (7)

j=i

где Xjj - переменная, принимающая значение «О» или «1» в зависимости от того, предусмотрена или нет реконструкция j-го переезда по i-му варианту.

Рассматриваемый i-ый вариант оборудования группы переездов может быть принят (pi =1), отвергнут (р; =0) в зависимости от обеспеченности капиталовложениями, ограничиваемыми величиной имеющихся средств К.[э]. С учетом введённых обозначений, задача 1 сводится к отысканию СППР i-ro варианта, обеспечивающего экстремум g(0 функции, определяемый выражением:

Значение <2(0 находится при условии обязательного соблюдения ограничения по уровню безопасности, оцениваемого вероятностью аварии в среднестатистическом часовом интервале Рц . В зависимости от вида накладываемых ограничений, обеспечивается решение одного из двух вариантов задачи.

По первому варианту ¡20") отыскивается при обеспечении требуемого уровня безопасности на каждом переезде, т.е. при соблюдении условия

Рч*0) < , при 7 = 1,2.....j, (9)

где - величина ограничения на уровень безопасности.

По второму варианту решения задачи 1 обеспечивается сохранение среднего значения требуемого уровня безопасности на рассматриваемом множестве переездов. Поэтому, поиск <2(0 производится при соблюдении ограничения

(Ю)

Задача 2 сводится к нахождению СППР i-ой программы реконструкции рассматриваемого множества из N переездов, обеспечивающей максимально воз-

26

Q(i) = maxjPi-[я[э]-£С

можный уровень безопасности б'(г) при заданном ограничении /?[Э] объема капиталовложений. Значение в(с) рассчитывается по формуле:

6(1)= тик р1

уЕРчО)

LJ н

(П)

В зависимости от вида накладываемых ограничений, обеспечивается поиск одного из вариантов решения рассматриваемой задачи. По первому варианту #(/) определяется только при условии непревышения требуемого объема капиталовложений на оборудование переездов ограждающими устройствами

и(э)

-¿сусЛ>о.

•И J

(12)

По второму варианту, кроме выполнения указанного условия, требуется

обеспечение заданного уровня безопасности Дд^р'у ^ на каждом из переездов.

}

Рг

>о1л)р*0)£Кд[рч}. (13)

Используя метод штрафных функций, от рассматриваемых задач можно перейти к задачам без ограничений. Однако при решении каждой из сформулированных задач необходимо стремиться к оборудованию ограждающими устройствами как можно большего числа переездов, анализируя максимально возможное при накладываемых ограничениях число вариантов их реконструкции. Следовательно, решаемые СППР задачи в общем виде могут рассматриваться как многокритериальные и окончательно формализуются следующим образом

Задача 1 —»

0(1)-* тах; /

X Хц —»шах; Задача 2 -/=1 I

ЕЛ -»тах; (=1

80)-

(=1 /

2 л -

• тш;

—> тах;

* тах;-

(14)

Оптимальный вариант оборудования ограждающими устройствами множества из N переездов при решении задачи 1 определяется с учетом ограничений (9), (10), а при решении ¡задачи 2 при ограничениях (12), (13).

Для решения данных задач может использоваться многокритериальная векторная оптимизация, основывающаяся на выделении из множества вариантов только эффективных, доминирующих по Паре-го решений. Однако особенностью данных задач является поиск решения не lia множестве значений параметров, определяющих поведение рассматриваемой функции, а на множестве номеров программ, задающих варианты реконструкции переездов. Поэтому, для решения данных задач предлагается использовать метод направленного перебора, от самых дешевых вариантов к более дорогим.

Для обоснованного принятия решений по выбору и проведению мероприятий по повышению безопасности, необходимо обладать информацией об особенностях каждого переезда Поэтому один из разделов главы посвящен вопросу создания электронного паспорта переезда на основе разработанной СППР и входящих в ее состав баз данных. Паспорт заводится на каждый, имеющийся на дороге переезд, и обеспечивает возможность хранения, отображения и корректировки необходимой пользователю и для функционирования СППР цифровой, символьной и графической, предоставляемой в виде схематического плана переезда, информации. Содержащаяся в паспорте информация систематизирована по разделам и отображается в соответствующих окнах.

Ещё одной, решаемой СППР задачей является сертификация переездов в зависимости от обеспечиваемого уровня безопасности, определяемого на основе разработанной в диссертации методики (см. главу 2). Оцениваемый вероятностью возникновения аварии в среднестатистическом часовом интервале уровень безопасности является наиболее полной характеристикой переезда косвенно учитывающей влияние на безопасность большинства индивидуальных особенностей. Использование аппарата нечёткой логики позволило разделить все переезды на три сертификационных класса, описываемых с помощью лингвистической переменной Т "уровень безопасности переезда"

Г= ("высокий", "удовлетворительный", "низкий"}.

Для проведения сертификации предлагается ввести понятие критического значения уровня безопасности переезда с нормированием данного показателя в

пределах одной дороги или по всей сети железных дорог РФ. Значение данного показателя целесообразно выбирать с учётом сложившейся ситуации. Для железнодорожных переездов критическое значение вероятности аварии в среднестатистическом часовом интервале рационально принять около ЮЛ обосновывая данное решение средним значением частоты возникновения аварий на переезде, вычисленном для выборки из всех переездов РФ за некоторый временной интервал. Принятие в качестве критического значения показателя 10~7 было бы еще более предпочтительно, но потребовало бы огромных, ничем не оправданных капиталовложений.

Один из разделов главы посвящён поддержке принятия решений при определении категории переезда. Проведённый анализ показал, что классификация переездов с использованием применяемых в инструкции по эксплуатации критериев не отличается полнотой предоставляемой информации. Для рационального выбора мероприятий по обеспечению безопасности требуется знание значительно большего количества параметров переезда. Решение данной задачи достигается путём создания входящего в СППР электронного паспорта каждого переезда, методология построения которого рассмотрена выше.

Анализ реализуемого на основании инструкции способа определения категории переезда показал, что незначительное изменение размеров движения поездов и автотранспорта может перевести переезд в другую категорию. Например, при размерах движения 100 поездов и 200 автомобилей в сутки переезду присваивается IV-я категория. При изменении размеров движения в сторону увеличения всего на один поезд или одно автотранспортное средство, переезд сразу же переходит в Ш-ю категорию. Показано, что в ряде случаев минимальная ошибка может повлечь присвоение одинаковым по размерам движения переездам П-ой, ОТ-ей и даже Г/-ой категории.

Последствия неправильного принятия решения при определении категории переезда становятся очевидными, если учесть существующую зависимость между категорией переезда и необходимостью в его обслуживании и оборудовании устройствами сигнализации. С целью устранения указанного недостатка,

29

предлагается несколько ослабить чёткое разделение переездов на четыре категории, используя для этого нечёткую логику.

Для описания отображаемых на универсальной шкале лингвистических переменных «Размеры движения поездов» — ЛГП, «Размеры движения автотранспорта» — ЫА и «Категория переезда» — К использованы терм-множества: 7| ={" малые","средние",",большие","очень большие"}

Т2 — {" очень малые"," малые"," средние"," большие"," очень большие"} Г3 = {"первая","вторая", "третья", "четвертей?}

Данные терм-множества заданы в соответствии с инструкцией по эксплуатации переездов. Все возможные комбинации значений переменных Т], Т2 сводятся к двадцати, также определяемым в соответствии с инструкцией типовым ситуациям, описываемым системой правил нечёткого вывода, таких как: Если <ТГ малые > и <Т2- очень малые > то <Тз- четвёртая >

Если <Т]- очень большие > и <Тг- очень большие > то <Т3- первая >. Корректируя функции принадлежности нечетким множествам задающих

размеры движения переменных Ып, N^, можно добиться плавного изменения, характеризующей категорию переезда, поверхности нечеткого вывода (рис. 2).

Рис. 2. Поверхность нечеткого вывода, используемая при классификации по категориям железнодорожных переездов

Предложенный способ устраняет скачкообразный переход между категориями и позволяет определить не только категорию, но и степень принадлежности к ней каждого переезда.

Для обоснованного выбора мероприятий по обеспечению безопасности необходимо иметь возможность проанализировать работу переезда при различных условиях и размерах движения поездов и автотранспорта. Решение указанных задач обеспечивает разработанная для СППР имитационная модель переезда. В процессе функционирования модели имитируется: движение на участке расположения переезда поездов и автотранспорта; функционирование ограждающих устройств и используемой системы переездной автоматики; изменение характеризующей параметры движения информации. Модель позволяет задавать условия проведения эксперимента и может функционировать в одном из следующих режимов, имитируя: проследование переезда поездом и одним транспортным средством, проследование переезда одним поездом и потоком автомобилей; работу переезда при заданных условиях движения поездов и автотранспорта; функционирования переезда при маневровых передвижениях.

Построение схематического плана переезда осуществляется с применением типовых элементов, выбираемых и компонуемых СППР на основе хранящейся в базе данных информации. Движение поездов и автотранспорта описывается регулярными потоками с использованием для задания перемещений моделей равномерного и равнозамедленного движения. Интенсивность и параметры движения задаются пользователем системы или определяются хранящейся в СППР информацией. Работа ограждающих устройств и систем переездной автоматики имитируется на основе алгоритмов, хранящихся в базе знаний.

С целью уточнения получаемых результатов, предусмотрена возможность имитации управления транспортом с использованием реализованных на нечёткой логике регуляторов. Применение нечеткой логики обеспечивает приближение имитируемого процесса управления автомобилем к реальному процессу, протекающему при наличии человеческого фактора, что существенно повышает адекватность описания моделью движения автотранспорта.

Параметры движения описываются лингвистическими переменными: «Расстояние до препятствия», «Скорости транспортного средства» и «Ускорение транспортного средства» с использованием терм-множеств: Т1={«малое», «среднее», «большое», «очень большое»}; Тг={«очень малая», «малая», «средняя», большая», «очень большая»}; Тз={ «отрицательное большое», «отрицательное малое», «нулевое», «положительное малое», «положительное большое»}.

Для описания типовых ситуаций управления автомобилем использована система правил нечеткого вывода, полученная на основании мнения водителей, выступающих в роли экспертов. Синтез, исследование и оптимизация реализованных на основе нечёткой логики регуляторов выполнен с использованием разработанного в диссертации программного обеспечения. Математическая модель, используемая СППР при имитации движения автотранспортного средства на основе нечёткого регулятора, представлена на рис. 3.

Рис. 3. Математическая модель, используемая СППР при имитации движения автотранспортного средства

Получаемое на выходе сумматора "1" значение расстояния 5Л до препятствия поступает на вход идеального импульсного элемента ИЭТ, обеспечивающего временную дискретизацию с шагом Т. На выходе импульсного элемента имеем решетчатую функцию:

(15)

п-0

где п - номер соответствующего отсчёта расстояния до препятствия.

32

~~РТ

Оператор е реализует запаздывание на. время Т каждого значения решетчатой функции S* \пТ\ Последнее необходимо для определения пройденного автомобилем за время Т расстояния до препятствия, получаемого на выходе сумматора "2". Звенья с передаточной функцией

K{P) = (i-e~PT)/p (16)

обеспечивают восстановление измеряемой величины с использованием для аппроксимации решетчатой функции экстраполяции нулевого порядка.

Один из разделов главы посвящён вопросам программно-аппаратной реализации СППР. Отмечается, что система реализована на IBM -совместимом компьютере стандартной конфигурации. Программное обеспечение СППР ориентировано на работу с операционной системой Microsoft Windows ХР. Все входящие в СППР программы выполнены с использованием метода структурного программирования в виде отдельных, предназначенных для решения конкретной задачи, функционально ориентированных модулей. Объединение программных компонент осуществляется специальной конфигурационной программой, обеспечивающей построение и функционирование СППР в соответствии с разработанной архитектурой. Используемая технология позволяет интегрировать СППР с другими информационными системами, реализованными на платформе MS Windows. Основные компоненты системы реализованы в среде объектно-ориентированного программирования Delphi.

Последний раздел главы посвящен рассмотрению предлагаемой в диссертации, согласованной со службой СЦБ Дальневосточной дороги, методики оценки экономической эффективности использования СППР при выборе мероприятий по обеспечению безопасности. Приводятся результаты выполненного с использованием данной методики расчёта, показывающие, что использование СППР позволяет экономить около 1,5 тыс. рублей в год на каждом среднестатистическом переезде. Следовательно, внедрение СППР на всех дорогах РФ позволит получать ежегодную экономию около 30 млн. рублей.

Выводы по главе 3.

— разработана методология, принципы построения и архитектура СППР в задачах обеспечения безопасности железнодорожного переезда;

— разработан электронный паспорт переезда, обеспечивающий возможность хранения, отображения и корректировки всей необходимой информации;

— предложен способ сертификации переездов по уровню безопасности и способ классификации переездов, обеспечивающий точный учет имеющихся размеров движения при определении категории железнодорожного переезда;

— разработана имитационная модель переезда, позволяющая обоснованно выбирать параметры, влияющие на обеспечение безопасности;

— разработана математическая модель движения автотранспорта на участке расположения переезда, адекватно описывающая реальный процесс управления транспортным средством при наличии человеческого фактора;

— разработано программное обеспечение СППР и выполнена оценка экономической эффективности системы, показавшая, что использование СППР на сети дорог РФ обеспечит ежегодную экономию, не менее 30 млн. рублей.

Глава 4. Поддержка принятия решений в задачах обеспечения безопасности управления движением поездов

Глава посвящена рассмотрению методологических особенностей построения, выбору структуры и алгоритма функционирования СППР, адаптированной к задачам обеспечения безопасности при управлении движением поездов. Отмечается, что разработанная СППР построена по модульному принципу с открытой архитектурой, обеспечивающей возможность изменения конфигурации системы, а также вида и числа входящих в неё модулей, выбираемых с учётом ориентации системы ца решение определённого класса задач.

Рассматриваются разработанные для СППР математические модели, к которым относятся и модели для оценки потенциально реализуемых показателей ' эксплуатационной работы железнодорожного, участка. В этих моделях проследование поездов через произвольную точку железнодорожного участка предла-

гается рассматривать как формирование в данной точке последовательности

импульсов длительностью Тгг, определяемой длиной Л и скоростью V поезда. Обозначив через ^ и ^ моменты появления ¡-го и (Ы)-го импульса, а через Д5 - путь, проходимый ¡-м поездом за время ^, можно записать:

(17)

Период следования импульсов обратно пропорционален среднему значению скорости состава на рассматриваемом интервале.

При оборудовании участка идеальной СОБД, предусматривающей управление по координате «хвоста» впереди идущего поезда и использовании равноза-медленной модели служебного торможения, минимально возможное расстояние между попутно следующими поездами может быть вычислено по формуле:

V2

А8„=-

(18)

2 - ос '

где а - расчётная величина замедления состава на рассматриваемом участке.

При постоянной скорости следования составов на рассматриваемом участке, частота следования импульсов определится в соответствии с выражением:

f-I.iL

Т V

(19)

Процесс формирования импульсов может быть описан математической моделью, представленной на рис. 4.

р р

-Л

<Л£>т

Рис. 4. Математическая модель, описывающая движение поездов по оборудованному идеальной СОБД железнодорожному участку

Нелинейный элемент обеспечивает задание скорости поезда в зависимости

от расстояния Д5т до «хвоста», следующего впереди состава

Сигнал на выходе интегратора соответствует пути, пройденному поездом с момента проследования рассматриваемой тонки движущимся впереди составом. При достижении параметром Я значения АБт на выходе нелинейного элемента вырабатывается 3- функция, используемая для формирования линейным звеном прямоугольного импульса и сброса интегратора в ноль.

С учётом длины обращающихся на участке составов формула для определения частоты их следования записывается в виде:

Зная частоту следования составов, можно рассчитать потенциально реализуемую оценку пропускной способности Nп, определить её значения в точке экстремума и соответствующую данной точке скорость следования составов.

Эффективность эксплуатационной работы железнодорожного участка и СОБД, также предлагается оценивать по суммарному расстоянию Ь, проходимому всеми поездами с момента вступления на рассматриваемый участок за определённый временной интервал. Выведенная в работе формула для расчёта данного показателя обеспечивает оценку зависимости грузо- и пассажирообо-рота от используемой на участке системы безопасности движения поездов.

Несколько разделов главы посвящены разработанным в диссертации моделям, обеспечивающим имитацию движения одного или группы составов по железнодорожному участку. В зависимости от вида решаемой задачи, данные модели классифицируются по трём функциональным направлениям, таким как: моделирование поезда как объекта управления, имитация движения поездов по железнодорожному участку, имитация функционирования СОБД.

Модель поезда обеспечивает расчёт параметров движения с учётом действующих на поезд ускоряющих и замедляющих сил, определяемых на основании характеристик железнодорожного участка и имитации функционирования ос-

V

(21)

новных систем подвижного состава. Модели, имитирующие движения поездов по железнодорожному участку, обеспечивают проведение исследований при различных параметрах участка, имеющихся ограничениях скорости и задаваемых алгоритмах управления движением. Модели систем обеспечения безопасности имитируют функционирование на участке различных СОБД.

Ещё одним, рассматриваемым в главе вопросом является разработка математических моделей регуляторов, имитирующих управление ведением поезда с использованием нечёткой логики (рис. 5). Применение данных регуляторов существенно повышает адекватность имитируемого процесса реальному процессу ведения поезда машинистом и позволяет формировать рекомендации в удобной и понятной для человека терминологии. Использование Fuzzy logic регуляторов открывает широкие возможности построения качественно новых СППР для программно-аппаратных обучающих комплексов.

Выводы по главе 4.

— разработана методология построения, архитектура и алгоритм функционирования СППР для задач обеспечения безопасности движения поездов;

- предложена базирующаяся на моделях импульсных систем методика расчёта потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка;

— показано, что увеличение скорости выше некоторого значения, определяемого способом регулирования и параметрами движения поездов, приводит к снижению пропускной и провозной способности железнодорожного участка;

- предложен способ расчёта используемого в качестве критерия СОБД суммарного расстояния, проходимого всеми поездами с момента вступления на рассматриваемый участок;

- разработаны модели, имитирующие движение одного или группы составов по выбранному для проведения исследований железнодорожному участку;

— Разработана модель Fuzzy logic регулятора, обеспечивающая принятие обоснованных решений при функционировании СППР в составе программно-аппаратных обучающих комплексов.

Глава 5. Использование СППР в задачах обеспечения безопасности

управления движением поездов при проведении исследований

При создании СОБД и оборудовании ими железнодорожных участков целесообразно оценить обеспечиваемую величину потенциально реализуемого межпоездного интервала и пропускной способности. Сравнительный анализ СОБД предлагается осуществлять с использованием математических моделей, имитирующих движение двух поездов по кольцевому участку, что позволяет избежать произвольного выбора скорости первого из находящихся на участке составов. При сохранении межпоездного интервала поезда должны следовать с одинаковой скоростью и быть удалены друг от друга на одинаковое расстояние, определяемое минимально реализуемым для данной скорости интервалом. Если произвольным образом выбрать на рассматриваемом участке две диаметрально противоположные точки, то проследование составов мимо каждой из них можно рассматривать, как процесс формирования в данной точке последовательности импульсов. Формирование импульсов при следовании составов может быть описано моделью импульсной системы, представленной на рис.6. Данная модель имитирует функционирование на участке идеальной СОБД, обеспечиваю-' щей управление поездом на основании информации о координате «хвоста» впередиидущего поезда, исходя из возможности его мгновенной остановки.

Рис. 6. Модель, имитирующая функционирование идеальной СОЕД При анализе систем, предусматривающих торможение поезда, на границу занятого блок-участка в состав модели предлагается включать нелинейные элементы, учитывающие методическую погрешность определения расстояния, обусловленную квантованием пути при делении перегона на блок-участки. Ограничения на скорость проследования блок-участков могут быть учтены введением в состав модели нелинейных элементов, обеспечивающих квантование скорости с учётом количества свободных блок-участков.

С использованием разработанных моделей получены графики зависимости межпоездного интервала и потенциально реализуемой пропускной способности от скорости движения на участке при различных значениях длины и расчётного замедления составов. Анализ зависимостей показывает, что увеличение скорости движения на участке более некоторого, соответствующего экстремуму функции значения, приводит к снижению пропускной способности.

В главе также рассматривается модель для оценки точности определения межпоездного интервала. С использованием разработанных моделей исследуется зависимость от ряда факторов потенциально реализуемого межпоездного интервала по входу на станцию или участок ограничения скорости.

Три раздела главы; посвящены рассмотрению методологии использования

системы и входящих её состав имитационных моделей при проведении различ-

I

I

ных исследований. Применение СППР анализируется на примере исследований, выполненных в период создания микроэлектронных систем автоматической локомотивной сигнализации единого ряда АЛСЕ, АЛСЕ - САУТ.

Выводы по главе 5.

— предложены модели для расчёта потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы участка при различных способах построения СОБД;

— разработанная СППР позволяет анализировать обеспечиваемые различными СОБД показатели качества управления торможением и подтормаживани-ем поезда при различных условиях протекания процесса и влиянии разнообразных возмущающих факторов;

— входящие в состав СППР математические модели позволяют анализировать обеспечиваемые различными СОБД показатели качества управления поездом и движением поездов на железнодорожном участке;

— выполнен анализ показателей качества, обеспечиваемых в различных условиях микроэлекгронными системами автоматической локомотивной сигнализации, результаты которого использованы при разработке данных систем.

Глава 6. Применение СППР при решении ряда других задач

обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте

Разработанная СППР для задач обеспечения безопасности при управлении движением поездов может быть адаптирована к решению других задач обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. В качестве таких задач рассматриваются: рациональный выбор координат, размещаемых на перегоне сигнальных точек; решение вопросов по осигнализованию станции; функционирование СППР в составе программно-аппаратного комплекса по обучению машинистов работе с устройствами обеспечения безопасности.

Задача определения координат размещаемых на перегоне сигнальных точек разбивается СППР на ряд подзадач, таких как: выполнение тягового расчёта; выделение участков возможного расположения сигнальных точек; выбор координат сигнальных точек; коррекция координат с учётом требований проектирования; предоставление необходимой для принятия решения информации;

Разработанная СППР позволяет проанализировать влияние расположения сигнальных точек на показатели эксплуатационной работы участка при заданных характеристиках и соотношении обращающихся на участке составов. Система также позволяет решать оптимизационную задачу, в которой при заданном комплексе условий У и ограничений И. требуется найти решение д;=д: *,

обеспечивающее максимальное значение I* показателя эффективности 1(у,х) по всему множеству возможных решений X.

Г=тахО(у,х)}; уеЦу); хеИ(х). (22)

Оптимизируемым показателем мажет являться пропускная способность, техническая скорость и т. п. Условиями решения являются характеристики участка, параметры подвижного состава и СОБД. В качестве ограничений рассматриваются области изменения условий решения задачи и границы участков в пределах которых возможно менять положения сигнальной точки Би

8иеН(Д8,Д=1ДЗ.....п). (23)

Пропускная способность участка во многом определяется пропускной способностью станции. Расположение светофоров по плану станции существенным образом влияет на протяженность маршрутов, продолжительность занятия горловины и путей станции. Для решения задачи по расстановке станционных сигналов предлагается специально разработанная СППР, которая может использоваться самостоятельно или в составе АРМа. Достоинством системы является принятие решений на основе расчёта и анализа реального времени следования по маршруту заданного типа состава. Рассматриваемая СППР обеспечивает: построение однониточного плана станции с использованием типовых элементов; возможность корректировки типа и места установки любого сигнала; расчёт времени следования и перепробега состава при различных вариантах установки сигналов и задания маршрута; определение времени, необходимого на выполнение определённого объёма поездной и маневровой работы.

В основу построения модели станции и модели маршрута, вошедших в СППР, положена теория графов. Модель станции описывается графом, а маршрут представляет собой путь между его узлами. Узлами являются элементы плана станции, такие как: участки пути, тупики, стрелочные переводы и т. п. Для описания элементов используются специальные поля, определяющие тип, положение на плане станции, связи с другими элементами, количество инцидентных данному узлу рёбер и т. д. Используемый в модели станции граф является неполным, связанным графом и характеризуется динамической структурой, изменяющейся в процессе создания и функционирования модели. Для формализации создаваемого СППР графа используется список инцидентности.

Ещё одной решаемой задачей является разработка СППР для программно-аппаратных обучающих комплексов, одним из которых является комплекс для обучения и проверки уровня подготовки локомотивных бригад. В главе рассматривается методология построения комплекса, особенности его функционирования и отображаемая пользователю информация. Показывается обоснованность применения в составе комплекса СППР, позволяющей обеспечить оценку уровня подготовки машиниста, формирование советов и рекомендаций, обучающих оперативному принятию решений по управлению поездом и работе с системами безопасности. Особенностью построения СППР является применение для формирования и формализации рекомендаций fuzzy logic регуляторов, обеспечивающих: формирование и формализацию нечёткого вывода по выходу из сложившейся ситуации на основе хранящейся в базе знаний системы продукционных правил; выдачу рекомендаций в понятной обучаемому терминологии. В процессе функционирования СППР осуществляет: формирование нечёткой ситуации, соответствующей получаемой от имитационных моделей и устройств управления поездом информации; поиск в базе знаний системы правил для разрешения данной ситуации; вывод, формализацию на основе нечёткой логики, регистрацию и отображение обучаемому принимаемого решения.

Использование комплекса и входящей в него СППР позволит: существенно снизить затраты времени и средств на обучение и повышение квалификации машинистов, уменьшить число браков, сократить финансовые потери от про-

стоя и задержки составов и повысить безопасность движения поездов.

Выводы по главе 6.

- разработана СППР, обеспечивающая рациональное по ряду критериев размещение сигнальных точек на участке, оборудованном различными СОБД;

- разработана СППР, позволяющая оценить время проследования состава по каждому из маршрутов, и выбрать вариант осигнализования станции с минимальным временем перепробега при выполняемых технологических операциях.

- разработан программно-аппаратный комплекс для обучения , и проверки квалификации машинистов, отличающийся реализованной на базе нечёткой логики СППР по управлению поездом и работе с устройствами безопасности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе изложены научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в обеспечение безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте.

В результате проведённых исследований автором лично получены следующие основные, имеющие научное и практическое значение, результаты.

1. Предложена классификация СППР, позволяющая: проследить тенденции развития и систематизировать научные достижения и методологические особенности создания систем данного вида, выбрать направления исследования и методологию построения СППР, адаптированной к требуемому классу задач.

2. Разработана методология построения и алгоритм функционирования СППР в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте.

3. Сформулированы основные положения концепции обеспечения безопасности при минимуме капиталовложений, отличающейся сочетанием комплексного решения проблемы с базирующемся на СППР индивидуальным подходом к выбору мероприятий по повышению безопасности на каждом объекте.

4. Проведен анализ и систематизация мероприятий, методов и технических решений по снижению аварийности на железнодорожных переездах.

5. На основании анализа и обработки большого объема статистических дан-

/

ных получены законы и параметры распределения количества аварий, характеризующие влияние на безопасность различных факторов.

6. Предложены критерии безопасности переезда отличающиеся вероятностным подходом к определению влияния различных факторов, а также возможностью расчёта уровня безопасности с учётом особенностей переезда.

7. Разработана методика расчёта критериев безопасности переезда, отличающаяся учётом случайного характера изменения транспортных потоков, поведения водителей, случайных величин скорости подхода к переезду я его проследования, количества аварий и большинства характеристик переезда.

8. Разработана методология построения СППР, обеспечивающей минимизацию риска возникновения аварии при заданном объёме капиталовложений заснёт рационального выбора типа устанавливаемых на переезде ограждающих устройств, очерёдности оборудования переездов данными устройствами, а также вида и этапности проведения мероприятий по повышению безопасности.

9. Предложен основанный на нечетной логике, способ классификации переездов, обеспечивающий точный учет имеющихся размеров движения поездов и автотранспорта при определении категории железнодорожного переезда.

10. Разработан электронный паспорт железнодорожного переезда, обеспечивающий хранение, отображение и корректировку необходимой информации;

11. Предложен способ сертификации переездов по уровню безопасности, с нормированием данного показателя по сети или одной железной дороге.

12. Разработана имитационная модель переезда, отличающаяся учетом большого числа его индивидуальных особенностей, позволяющая исследовать функционирование переезда при различных условиях и размерах движения и обоснованно выбирать параметры, влияющие на обеспечение безопасности.

13. Разработана основанная на использовании Fuzzy logic модель движения автотранспорта на участке расположения переезда, адекватно описывающая управление транспортным средством при наличии человеческого фактора.

14. Разработано программное обеспечение СППР, обеспечивающее реализацию методологических особенностей функционирование системы.

15. Выполнены исследования по оценке экономической эффективности разработанной системы, показавшие, что использование СППР на сети железных дорог РФ обеспечит ежегодную экономию не менее 30 млн. рублей.

16. Разработана базирующаяся на моделях импульсных систем методика расчёта потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка.

17. Предложены математические модели, обеспечивающие получение потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка при различных способах построения СОБД.

18. Разработана модель, обеспечивающая получение статистических характеристик погрешности определения расстояния между поездами и реализуемого межпоездного интервала при различных способах построения СОБД.

19. Предложен способ расчёта используемого в качестве критерия СОБД суммарного расстояния, проходимого всеми поездами с момента вступления на рассматриваемый участок.

20. Разработаны модели, позволяющие исследовать движение одного или группы составов по выбранному железнодорожному участку при использовании различных системам интервального регулирования движения поездов.

21. Разработана методология построения СППР в задачах обеспечения безопасности при интервальном регулировании движения поездов.

22. Выполнен анализ показателей качества, обеспечиваемых в различных условиях микроэлектронными системами автоматической локомотивной сигнализации, результаты которого использованы при разработке данных систем.

23. Разработаны СППР в задачах осигнализования железнодорожного участка, позволяющие оценивать влияние принимаемых при проектировании решений на показатели эксплуатационной работы.

24. Разработана методология построения СППР для программно-аппаратного комплекса по проверке уровня подготовки и обучению машинистов управлению поездом и работе с устройствами обеспечения безопасности.

Основные научные результаты отражены в 50 печатных работах и 3 свидетельствах об официальной регистрации программ, а также в полной мере представлены в 2 монографиях и 7 публикациях в изданиях, входящих в перечень рекомендованных для публикации положений диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук, в том числе:

1. Годяев, А. И. Методологические основы принятия решений по обеспечению безопасности движения на железнодорожных переездах: Монография / А. И. Годяев. - Хабаровск: ДВГУПС, 2004. - 138 с.

2. Годяев, А. И. Система поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности железнодорожного переезда: Монография / А. И. Годяев. -Хабаровск: ДВГУПС, 2004. - 92 с.

3. Годяев, А. И. Паспортизация железнодорожных переездов и их сертификация по условиям безопасности / А. И. Годяев, Ю. И. Гриншпун // Автоматика, связь и информатика. - 2002. - № 7. - С. 27-29.

4. Годяев, А. И. Принятие решений, влияющих на обеспечение безопасности на переездах / А. И. Годяев //Автоматика, связь и информатика - 2004, № 11. - С. 30-32.

5. Годяев, А. И. Безопасность на переездах и способы снижения аварийности / А. И. Годяев // Мир транспорта, 2004 г., № 4. - С. 80-85.

6. Годяев, А. И. О классификации железнодорожных переездов / А. И. Годяев // Автоматика, связь и информатика - 2005. — № 1. - С. 37-39.

7. Годяев, А. И. Использование нечёткой логики при сертификации железнодорожных переездов // Наука и техника транспорта - 2004. - № 4. - С. 62-69.

8. Годяев, А.И. Оценка потенциальной реализуемой пропускной способности железнодорожного участка // Вестник ВНИИЖТ, 2004, в. 6. - С. 29-34.

9. Годяев, А. И. Научно обоснованные решения по снижению аварийности на переездах / А. И. Годяев // Автоматика, связь и информатика—2004. - № 5. - С. 35-37.

10. Годяев, А.И. Оценка потенциальных показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка / А.И. Годяев // Транспорт, наука, техника, управление. - 2000, № 8. - С. 23-27.

11. Годяев, А. И. Эффективность принятия решений в задачах обеспечения безопасности на железнодорожных переездах / А. И. Годяев // Вестник МИИТа,- 2001.- №5.- С. 31-37.

12. Годяев, А. И. Анализ пропускной способности железнодорожного участка при оборудовании его различными системами интервального регулирования движения поездов / А. И. Годяев // JYJKEJI. The 7th. INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE of REALWAY EXPERTS, Yugoslavia, Vmjacka Banja, October 04-06,2000.-C. 563-567.

13. Годяев, А. И. Система поддержки принятия решений в задачах управления технической безопасностью на транспорте / А. И. Годяев // Проблемы регионального и муниципального управления // Материалы докладов и сообщений П международной конференции 18 мая 2000 г., М.: РГГУ, 2000. - С. 44-46.

_ 14. Годяев, А. И. Минимизация капиталовложений на оборудование и эксплуатацию железнодорожных переездов при заданном уровне обеспечения безопасности / А. И. Годяев // Дванадесета научна конференция с международно участие 14—15 ноември 2002, София. Сборник доклади // Висше транспортно училище, Тодор Каблешков, България: Транспорт. - 2002. - С. 431—435.

15. Годяев, А. И. Использование моделей импульсных систем при оценке эффективности различных способов организации интервального регулирования движения поездав /А.И. Годяев // Перспективные технологии и технические средства управления перевозками на железнодорожном транспорте. Международный сборник научных трудов. - Ростов-на-Дону, 2001.-С. 111-119.

16. Годяев, А. И. Использование имитационного моделирования в системах поддержки принятия решений /А. И. Годяев // Компьютерное моделирование 2003 // Труды 4-й международной научно-технической конференции. 24-28 июня .2003 г. Санкт-Петербург, 2003. - С. 269-272.

17. Годяев, А. И. Автоматизация выбора координат сигнальных точек при • оборудовании железнодорожного участка различными системами интервального регулирования движения поездов / А. И. Годяев // Элементы и системы ав-

тематического управления на ж. д. тр-те: Межвуз. сб. науч. трудов. Под ред. А.И. Годяева / ХабИИЖТ. - Хабаровск, 1993. - С. 4-9.

18. Годяев, А. И. Комплекс для обучения машинистов принятию решений при работе на локомотивах оборудованных системой автоматического управления торможением САУТ-Ц //Актуальные проблемы Транссиба на рубеже веков. Труды Всероссийской научно-практической конференции. Чита, 2000, С. 17-22.

19. Синтез и исследование построенных на основе нечёткой логики регуляторов, используемых для принятия решений в случае гоюхоформализуемых задач. Свидетельство об официальной регистрации программы дня ЭВМ № 2006613181 / А. И. Годяев, А. И. Алефаиов, С. В. Сватко, 08.09.2006 г.

20. Система поддержки принятия решений при выборе мероприятий по обеспечению безопасности движения на железнодорожных переездах. Свидетельство о регистрации программы № 2006613441/ А. И. Годяев, 03.09.2006 г.

21. Принятие и формализация решений в задачах обеспечения безопасности с использованием основанных на нечёткой логике регуляторов. Свидет. о регистр, программы № 2006613556/ С.А. Любомский, А.И. Годяев, 13.09.2006 г.

ГОДЯЕВ Александр Иванович

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ЗАДАЧАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Сдано * набор 30.10.2006 г. Подписано в печать 31.10.2006 г. Формат 60x84'/щ. Бумага тип. № 2. Гарнитура «Times New Roman». Печать RISO. Уся. изд. л. 2,1. Усл. печ. я. 2,8. Зак. 300. Тираж 120 экз.

Издательство ДВГУПС 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ И АДАПТАЦИИ СППР К ЗАДАЧАМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.

1.1. Обоснованность появления СППР и их ориентация на решение определённого класса задач.

1.2. Сравнительный анализ и систематизация СППР по ряду используемых в качестве отличительных особенностей классификационных признаков.

1.3. Анализ используемых при принятии решения математических методов и целесообразности их применения в разрабатываемой СППР.

1.4. Архитектура, методологические особенности и принципы построения СППР, адаптированной к широкому классу задач по обеспечению безопасности.

1.5. Методологические основы построения концепции использования СППР для решения задач обеспечения безопасности.

1.6. Выводы по главе 1.

2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕЕЗДАХ.

2.1. Актуальность задачи обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах.

2.2. Мероприятия, методы и технические решения, используемые для обеспечения безопасности на железнодорожных переездах.

2.2.1. Анализ и систематизация мероприятий и методов повышения безопасности на железнодорожных переездах.

2.2.2. Направленные на повышение безопасности законодательно-правовые и организационно-профилактические мероприятия.

2.2.3. Технические мероприятия, методы и решения, используемые для повышения безопасности движения на железнодорожных переездах.

2.2.4. Аналитические методы и решения задачи повышения безопасности движения на железнодорожных переездах.

2.3. Анализ влияния различных факторов на уровень безопасности железнодорожного переезда.

2.4. Сравнительный анализ математических методов, используемых для оценки уровня безопасности железнодорожного переезда.

2.5. Выбор критериев для оценки безопасности движения и последствий аварий на железнодорожных переездах.

2.6. Предлагаемая методика расчёта уровня безопасности железнодорожных переездах.

2.7. Выводы по главе 2.

3. СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ЗАДАЧАХ

ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕЕЗДАХ.

3.1. Методология построения СППР для задач обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах.

3.1.1. Задачи системы поддержки принятия решений по обеспечению безопасности движения на железнодорожных переездах.

3.1.2. Методологические особенности построения, структура и алгоритм функционирования системы, адаптированной к решению задач по обеспечению безопасности железнодорожных переездов.

3.1.3. Методология решения возлагаемых на систему задач оптимизации.

3.2. Паспортизация железнодорожных переездов и их сертификация по уровню обеспечения безопасности.

3.3. Поддержка принятия решений при классификации железнодорожных переездов.

3.4. Имитационная модель железнодорожного переезда.

3.5. Программно-аппаратная реализация СППР в задачах обеспечения безопасности железнодорожного переезда.

3.6. Технико-экономическое обоснование эффективности внедрения разработанной системы поддержки принятия решений.

3.7. Выводы по главе 3.

4. ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ЗАДАЧАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ.

4.1. Архитектура и методология построения СППР в задачах обеспечения безопасности движения поездов.

4.2. Модели для оценки потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка.

4.3. Модели, применяемые при использовании для решения возлагаемых на СППР задач имитационного моделирования движения поездов.

4.3.1. Моделирование поезда как объекта управления.

4.3.2. Модель, имитирующая движение поездов на участке железной дороги, выбранном для проведения исследований.

4.3.3. Моделирование функционирования на участке железной дороги различных систем обеспечения безопасности.

4.4. Математические модели регуляторов, имитирующих управление ведением поезда с использованием нечёткой логики.

4.5. Выводы по главе 4.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СППР В ЗАДАЧАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Анализ потенциально реализуемой пропускной способности при оборудовании железнодорожного участка различными системами обеспечения безопасности.

5.2. Использование математических моделей при оценке точности определения межпоездного интервала.

5.3. Исследование качества управления ведением поезда.

5.4. Исследование ClilIF при проведении исследований различных систем обеспечения безопасности движения поездов.

5.5. Использование СППР для исследования функционирования различных систем обеспечения безопасности в условиях нарушения графика движения поездов.

5.6. Выводы по главе 5.

6. ПРИМЕНЕНИЕ СППР ПРИ РЕШЕНИИ РЯДА ДРУГИХ ЗАДАЧ

ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ.

6.1. Использование СППР для решения задачи выбора координат располагаемых на участке сигнальных точек при выполнении технологического проектирования.

6.2. Использование СППР для решения задачи осигнализования станции.

6.3. Функционирование СППР в составе программно - аппаратного комплекса по обучению локомотивных бригад работе с устройствами обеспечения безопасности.

6.4. Выводы по главе 6.

Проблема обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте актуальна для большинства государств, имеющих развитую сеть железных дорог. Анализ имеющихся статистических данных и целого ряда публикаций показывает, что на железных дорогах всего мира ежегодно совершаются тысячи аварий, в результате которых погибают или получают травмы различной степени тяжести несколько тысяч человек. Аварии также причиняют значительный материальный ущерб железной дороге, несущей убытки в результате повреждения железнодорожного полотна, контактной сети, подвижного состава, простоя поездов и срыва графика движения, повлекшего несвоевременную доставку на объекты грузов и пассажиров.

Как отмечает в своей книге «Техника управления безопасностью» профессор Колорадского университета (США) Д. Питерсон, можно не только прогнозировать возможность аварии, но и выявить обстоятельства, способствующие ее появлению. Следовательно, безопасностью можно и необходимо управлять так же, как и любой другой областью транспортной системы.

С целью повышения безопасности на железных дорогах РФ и за рубежом разрабатываются и широко применяются различные организационные, профилактические и технические мероприятия, реализация которых требует огромных капиталовложений и не всегда приводит к желаемым результатам. Чем ниже риск возникновения аварии, тем больше приходится платить за каждую единицу его дальнейшего уменьшения. Поэтому, в ряде случаев, дальнейшее повышение уровня безопасности сопряжено с очень большими дополнительными расходами.

Из сказанного выше следует, что с экономической точки зрения планирование и проведение мероприятий по снижению аварийности на железнодорожном транспорте необходимо осуществлять с учётом эффективности данных мероприятий. Эффективность любого мероприятия определяется соотношением функциональной полезности данного мероприятия и его стоимости. Любые мероприятия по повышению безопасности, осуществляемые без проведения подобного анализа, экономически не целесообразны. Если расчёт стоимости запланированного к проведению мероприятия не вызывает особых затруднений, то для определения функциональной полезности каждого мероприятия необходимо достоверно оценить ожидаемое после его проведения повышение показателей качества выполняемого технологического процесса и снижение числа аварий.

Задача поиска обоснованных решений по обеспечению безопасности при управлении технологическими процессами на железнодорожном транспорте относится к классу многокритериальных, очень сложных, слабоструктурированных, а в ряде случаев, вообще не поддающихся формализации, задач. Поэтому, обеспечивающее безопасность технологического процесса управленческое решение в задачах данного класса может быть найдено только при сочетании опыта, знаний и интуиции принимающего решение человека с возможностями математических методов и имитационного моделирования. Следовательно, реализация предлагаемого подхода к проблеме обеспечения безопасности возможна только с использованием построенной на основе современных компьютерных технологий специальной системы поддержки принятия решений (СППР).

Уровень развития вычислительной техники и имеющийся опыт моделирования технологических процессов на железнодорожном транспорте позволяет создавать СППР, эффективно объединяющие возможности математического моделирования и современных компьютерных технологий с накопленным опытом, знаниями и умением человека в решении слабоструктурированных или не поддающихся структуризации задач. Существенной отличительной особенностью СППР является непосредственное использование системы на всех стадиях процесса принятия решений, заключающегося в изучении проблемы; отборе необходимой для принятия решения информации; формировании и оценке альтернативных решений; выборе наиболее обоснованного решения и контроле за исполнением принятого решения. Поэтому, задача СППР заключается не только в выборе, систематизации и отборе необходимой для формирования управляющего воздействия информации, но и в предоставлении конкретных непосредственно используемых при принятии решения рекомендаций.

К настоящему времени наибольшее распространение на железнодорожном транспорте получили СППР, используемые при построении графика движения поездов, организации управления движением, функционировании различных АРМов и т.д. Принципы построения таких систем и используемых в них математических методов заложены в работах Баранова Л.А. Лисенко-ваВ.М., Сапожникова В.В., Сапожникова Вл. В., Кравцова Ю.А., Некифоро-ва Б.Д., Ерофеева Е.В., Максимова В.М., Казимова Г.А., Степенского Б.М., Быкова В.П., Василенко М.И., Лисицына В.М., Тишкина Е.М., Абрамова В.М., Астрахана В.И., Моисеева А.А., Головичера Я.М., Гуськова М.В., Фаминско-го Г.В. и ряда других учёных, занимающихся задачами повышения эффективности работы железнодорожного транспорта.

Решение любой задачи по управлению технологическими процессами, проектированию транспортных объектов, разработке технических средств автоматизации движения поездов и т. д. неразрывно связано с проблемой обеспечения безопасности. Поэтому, проблема создания СППР в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте является весьма актуальной и имеет важное народнохозяйственное и социальное значение.

Актуальность и государственная значимость данной проблемы обусловлена: увеличением размеров движения, скоростей и веса составов; широким внедрением новых технологий и автоматизированных систем управления процессами перевозок; повышением требований к обоснованности каждого принимаемого решения и ответственности за его реализацию; значительными человеческими жертвами и материальными потерями от происходящих аварий и огромными расходами государства на реализацию мероприятий по снижению аварийности.

Целью диссертационной работы является разработка методологии и принципов построения систем поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности управления движением на железнодорожном транспорте.

Реализация данной цели предусматривает решение целого класса задач. Основными поставленными и решёнными в диссертации задачами являются:

1. Разработать методологию построения, архитектуру и алгоритм функционирования системы поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. Формируемые с использованием данной системы решения должны обоснованными и обеспечивать требуемый уровень безопасности протекания управляемого процесса или функционирования проектируемой системы при минимуме капиталовложений на реализацию принимаемых решений.

2. Адаптировать разработанную систему и входящие в неё модули к решению ряда задач по обеспечению безопасности, таких как:

- рациональный выбор мероприятий по обеспечению безопасности движения на железнодорожных переездах; решение задач по обеспечению безопасности на стадии разработки, проектирования и эксплуатации систем интервального регулирования движения поездов; обеспечение безопасности и требуемых эксплуатационных показателей при осигнализовании железнодорожного участка; обучение рациональному по ряду критериев управлению ведением поезда и работе с локомотивными системами и устройствами безопасности.

3. Разработать методологию и математические модели, используемые системой поддержки принятия решений при формировании вывода, формализации знаний, имитационном моделировании и взаимодействии с пользователем в каждой из поставленных в работе задач.

4. Разработать методологические основы, принципы построения и алгоритм функционирования основанных на нечёткой логике имитационных моделей и регуляторов, используемых разрабатываемой СППР при решении плохоформализуемых или не поддающихся структуризации задач по обеспечению безопасности.

5. Проанализировать обоснованность формируемых системой рекомендаций, полноту предоставляемой пользователю для принятия решения информации и апробировать получаемые с использованием СППР результаты путём опытной эксплуатации и внедрения системы на предприятиях железнодорожного транспорта.

В первой главе диссертационной работы показывается обоснованность появления СППР и ориентация данных систем на решение определённого класса задач. На основе обобщения отечественного и зарубежного опыта проводится сравнительный анализ и систематизация СППР по ряду используемых в качестве отличительных особенностей классификационных признаков. Рассматриваются и анализируются используемые для принятии решений при исследовании операций и оптимизационных задач математические методы. На основе проведённого анализа обосновывается целесообразность применения различных методов для решения возлагаемых на разрабатываемую систему задач. Ещё одной решаемой в данной главе задачей является анализ методологических особенностей построения СППР и выбор на основе данного анализа методологии, архитектуры и принципов построения системы, адаптированной к задачам обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. В этой же главе предлагаются и экономически обосновываются основные положения базирующейся на использовании СППР концепции обеспечения безопасности и положенная в её основу методология решения рассматриваемой проблемы.

Во второй главе диссертационной работы всесторонне обосновывается актуальность задачи обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах. Проведен анализ и систематизация используемых для снижения аварийности на железнодорожных переездах мероприятий, методов и технических решений, позволяющие обобщить накопленный опыт и обоснованно подойти к решению задачи по обеспечению безопасности. На основе анализа статистических данных, полученных с использованием большой выборки переездов дальневосточной и Забайкальской железных дорог, оценивается влияние на безопасность движения различных факторов. Целый раздел главы посвящен рассмотрению и сравнительному анализу применяемых при оценке безопасности железнодорожного переезда критериев и математических методов. На основе результатов проведённого анализа и выполненных исследований формулируются критерии, отличающиеся вероятностным подходом к определению влияния на аварийность различных факторов, а также возможностью количественной оценки и нормирования уровня безопасности для любого железнодорожного переезда. Расчёт данных критериев предлагается осуществлять с использованием специально разработанной и также рассматриваемой в данной главе методики, сочетающей учёт большинства присущих переезду особенностей с применением статистических данных об авариях, имевших место на рассматриваемом и близких к нему по характеристикам железнодорожных переездах.

В третьей главе диссертационной работы рассматриваются предлагаемая методология, архитектура, принципы построения и алгоритм функционирования СППР, адаптированной для решения задач обеспечения безопасность на железнодорожных переездах, позволяющей обеспечить: расчёт критериев безопасности железнодорожного переезда; обоснованный выбор устанавливаемых на переезде устройств автоматики; минимизацию объёма капиталовложений на решение задачи обеспечения безопасности рассматриваемой группы переездов при заданном риске возникновения аварии; минимизацию риска возникновения аварии при фиксированном объёме капиталовложений на реконструкцию и эксплуатацию переездов; составление электронного паспорта каждого из расположенных на дороге переездов; основанную на нечёткой логике классификацию переездов и их сертификацию по уровню безопасности; имитацию функционирования переезда при различных условиях и размерах движения поездов и автотранспорта, а также решение ряда других задач. Принятие СППР в каждой из перечисленных задач обоснованного решения базируется на разработанной автором методологии и математических моделях, также описываемых в рассматриваемой главе диссертационной работы. В заключительном разделе главы выполнен расчёт экономической эффективности внедрения разработанной СППР, показавший, что использование системы на всей сети железных дорог РФ обеспечит ежегодную экономию около 30 млн. рублей.

В четвёртой главе рассматриваются предлагаемая методология, архитектура, принципы построения и алгоритм функционирования СППР, разработанной для задач обеспечения требований безопасности на стадии разработки, проектирования и эксплуатации систем интервального регулирования движения поездов. Предлагается базирующаяся на моделях импульсных систем методика расчёта потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка. Рассматриваются принципы построения и алгоритм функционирования ряда разработанных для СППР имитационных моделей, позволяющих имитировать: функционирование основных систем подвижного состава, как объекта управления; движение одного или группы составов по выбранному для проведения исследований железнодорожному участку; функционирование на участке различных систем обеспечения безопасности и т. п. Отдельно рассматриваются предлагаемые в диссертации математические модели регуляторов, имитирующие управление ведением поезда с использованием нечёткой логики и адекватно описывающие процесс управления поездом при наличии человеческого фактора.

В пятой главе описывается методология проведения различных исследований, выполняемых с использованием разработанной СППР, при решении задач обеспечения безопасности управления движением поездов. Рассматриваются предлагаемые в диссертации математические модели для расчёта потенциально реализуемого межпоездного интервала и пропускной способности железнодорожного участка при различных способах построения систем обеспечения безопасности движения поездов. Приводятся результаты выполняемых с помощью данных и ряда других моделей исследований. Рассматривается использование разработанных для СППР имитационных моделей при анализе показателей качества управления ведением поезда и исследовании различных систем обеспечения безопасности. Приводятся и анализируются результаты исследований, выполненных методом имитационного моделирования на этапе разработки микроэлектронных системами автоматической локомотивной сигнализации единого ряда.

В шестой главе диссертационной работы рассматриваются вопросы адаптации разработанной СППР к решению ряда других задач обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. Одной из таких задач является осигнализование железнодорожного участка, обеспечивающие повышение безопасности движения и качества управления технологическими процессами за счёт рационального выбора координат перегонных и станционных сигналов. Разработанная и описываемая в данной главе методология построения используемой при решении данной задачи СППР обеспечивает проведение технологического проектирования с учётом реально существующих параметров и размеров движения поездов, выполняемых поездных и маневровых передвижений и позволяет оценивать влияние принимаемых при проектировании решений на обеспечиваемые показатели эксплуатационной работы. Другой, решаемой в данной главе задачей, является разработка программно-аппаратного комплекса для обучения и проверки уровня подготовки локомотивных бригад, отличающегося от используемых ранее наличием реализованной с использованием нечёткой логики системы поддержки принятия решений при управлении поездом и работе с устройствами обеспечения безопасности. Рассматривается методология построения комплекса и СППР, а также решаемые ими задачи. Приводятся результаты анализа, показывающие, что применение комплекса и входящей в него СППР позволят: существенно снизить затраты времени и средств на обучение и повышение квалификации машинистов, уменьшить число браков в локомотивном хозяйстве, сократить финансовые потери от простоя и задержки составов и повысить безопасность движения поездов.

6.4. Выводы по главе 6

- Разработана СППР, обеспечивающая рациональный по ряду критериев, выбор координат сигнальных точек при оборудовании участков железной дороги различными системами обеспечения безопасности движения поездов. Методология построения данной СППР обеспечивает проведение технического проектирования по осигнализованию железнодорожного участка с учётом реально существующих параметров и размеров движения поездов и позволяет оценивать влияние принимаемых при проектировании решений на обеспечиваемые показатели эксплуатационной работы.

- Разработана СППР, позволяющая оценить реальное время проследования заданного пользователем типа подвижного состава по каждому из маршрутов и на основе анализа полученных результатов выбрать вариант осигнализования станции, обеспечивающий минимальное время перепробега состава при выполняемых технологических операциях. Методология построения СППР обеспечивает возможность её использования на этапе технического проектирования, при решении вопросов по осигнализованию станции, осуществляемому с учётом выполняемой поездной и маневровой работы, а также при обучении дежурных по станции.

- Разработан программно-аппаратный комплекс для обучения и проверки уровня подготовки локомотивных бригад, отличающийся от используемых ранее наличием реализованной с использованием нечёткой логики системы поддержки принятия решений по управлению поездом и работе с устройствами обеспечения безопасности. Применение комплекса и входящей в него СППР позволяет: существенно снизить затраты времени и средств на обучение и повышение квалификации машинистов, уменьшить число браков в локомотивном хозяйстве, сократить финансовые потери от простоя и задержки составов и повысить безопасность движения поездов.

379

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-исследовательской работой, посвященной решению крупной научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное и социальное значение, а именно, созданию системы поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. В результате проведённых в работе исследований автором лично получены следующие основные, имеющие научное и практическое значение результаты.

1. На основе обобщения отечественного и зарубежного опыта построения различных систем поддержки принятия решений предложена классификация данных систем, которая совместно с проведённым в работе анализом, позволяет: выделить и систематизировать основные научные достижения и методологические особенности создания систем данного вида, проследить определяющие тенденции развития рассматриваемых систем, выбрать перспективные направления исследования, а также разработать и обосновать методологию построения СППР, адаптированной к решению требуемого класса задач.

2. Разработана методология построения, архитектура и алгоритм функционирования системы поддержки принятия решений в задачах обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте.

3. Сформулированы основные положения базирующейся на использовании СППР концепции обеспечения требуемого уровня безопасности на железнодорожном транспорте при минимуме капиталовложений, отличающейся от известных сочетанием комплексного решения данной проблемы с индивидуальным подходом к обоснованному выбору мероприятий по повышению безопасности на каждом объекте.

4. Проведен анализ и систематизация используемых для снижения аварийности на железнодорожных переездах мероприятий, методов и технических решений, позволяющие обобщить накопленный опыт и обоснованно подойти к решению задачи по обеспечению безопасности.

5. На основании анализа и обработки большого объема статистических данных получены законы и параметры распределения общего количества аварий и количества ДТП, приходящихся в расчете на один железнодорожный переезд, характеризующие влияние на безопасность железнодорожного переезда различных факторов.

6. Предложены критерии оценки обеспечиваемого на железнодорожных переездах уровня безопасности, отличающиеся от используемых ранее вероятностным подходом к определению влияния на безопасность движения различных факторов, а также возможностью расчёта и нормирования уровня безопасности на переезде с учётом его индивидуальных особенностей.

7. Разработана методика расчёта уровня безопасности железнодорожного переезда, отличающаяся от известных учётом случайного характера изменения проследующих через переезд транспортных потоков, поведенческой деятельности водителей автотранспорта, случайных величин скорости подхода к переезду и его проследования, количества аварий на данном и близких ему по характеристикам переездах, а также большинства индивидуальных особенностей переезда.

8. Разработаны методологические основы, архитектура, принципы построения и алгоритм функционирования СППР, обеспечивающей минимизацию риска возникновения аварии при заданном объёме капиталовложений за счёт рационального выбора типа устанавливаемых на переезде ограждающих устройств, очерёдности оборудования переездов данными устройствами, а также вида и этапности проведения различных мероприятий по повышению безопасности движения.

9. Предложен основанный на использовании нечетной логики способ классификации переездов, обеспечивающий более точный учет имеющихся размеров движения поездов и автотранспорта при определении категории железнодорожного переезда.

10. Разработан вошедший в состав СППР электронный паспорт железнодорожного переезда, обеспечивающий возможность хранения, отображения и корректировки всей необходимой цифровой, символьной и графической информации о каждом из расположенных на дороге переезде.

11. Предложен способ сертификации переездов в зависимости от обеспечиваемого на них уровня безопасности с нормированием данного показателя по сети или в пределах одной железной дороги.

12. Разработана имитационная модель железнодорожного переезда, отличающаяся учетом большого числа его индивидуальных особенностей и случайного характера изменения различных факторов, позволяющая исследовать функционирование переезда при различных условиях и размерах движения и обоснованно выбирать параметры, влияющие на обеспечение безопасности.

13. Разработана основанная на использовании регулятора Fuzzy logic математическая модель движения автотранспорта на участке расположения железнодорожного переезда, адекватно описывающая реальный процесс, управления транспортным средством при наличии человеческого фактора.

14. Разработано программное обеспечение СППР, позволяющее реализовать положенную в основу функционирования системы методологию формирования и принятия обоснованных решений по обеспечению безопасности любой рассматриваемой группы железнодорожных переездов.

15. Выполнены исследования, позволившие оценить целесообразность и экономическую эффективность внедрения разработанной системы и базирующейся на её применении концепции обеспечения безопасности, показавшие, что использование СППР на всей сети железных дорог РФ обеспечит ежегодную экономию, составляющую не менее 30 млн. рублей.

16. Разработана базирующаяся на моделях импульсных систем методика расчёта потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка.

17. Предложены математические модели, обеспечивающие получение потенциально реализуемых показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка при различных способах построения систем обеспечения безопасности движения поездов.

18. Предложена модель, обеспечивающая получение статистических характеристик погрешности определения расстояния между поездами и реализуемого межпоездного интервала при различных способах построения систем обеспечения безопасности управления движением поездов.

19. Сформулирован и получен виде аналитического выражения критерий для расчёта суммарного расстояния, проходимого всеми поездами с момента вступления на рассматриваемый участок, позволяющий оценить и проанализировать зависимости грузо- и пассажирооборота от используемой системы интервального регулирования движения поездов.

20. Разработаны модели, позволяющие имитировать движение одного или группы составов по выбранному для проведения исследований железнодорожному участку, оборудованному различными СОБД, при заданном ЛПР алгоритме управления движением. Включение в состав СППР соответствующих имитационных моделей предоставляет ЛПР возможность оценки показателей качества управления ведением каждого поезда и движением на рассматриваемом участке при использовании различных систем обеспечения безопасности.

21. Разработана методология построения, структура и алгоритм функционирования СППР в задачах обеспечения безопасности при интервальном регулировании движения поездов, позволяющая на основе предоставляемой информации принимать обоснованные решения в задачах данного класса.

22. Выполнен сравнительный анализ показателей качества обеспечиваемых в различных условиях микроэлектронными системами автоматической локомотивной сигнализации единого ряда. Сформулированные при проведении исследований выводы, предложения и рекомендации нашли применение при разработке системы АЛСЕ - САУТ, подтверждены результатами испытаний и эксплуатации системы.

23. Разработаны методологические основы, архитектура, принципы построения и алгоритм функционирования СППР в задачах осигнализования железнодорожного участка, обеспечивающие повышение безопасности движения и качества управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте за счёт рационального выбора координат перегонных и станционных сигналов. Методология построения СППР обеспечивает проведение технологического проектирования с учётом реально существующих параметров и размеров движения поездов, выполняемых поездных и маневровых передвижений и позволяет оценивать влияние принимаемых при проектировании решений на обеспечиваемые показатели эксплуатационной работы.

24. Разработан программно-аппаратный комплекс для обучения и проверки уровня подготовки локомотивных бригад, отличающийся от используемых ранее наличием реализованной с использованием нечёткой логики системы поддержки принятия решений по управлению поездом и работе с устройствами обеспечения безопасности. Применение комплекса и входящей в него СППР позволяет: существенно снизить затраты времени и средств на обучение и повышение квалификации машинистов, уменьшить число браков в локомотивном хозяйстве, сократить финансовые потери от простоя и задержки составов и повысить безопасность движения поездов.

25. Разработана базирующаяся на нечёткой логике математическая модель регулятора, обеспечивающая требуемые показатели качества и адекватно описывающая процесс управления поездом при наличии человеческого фактора. Модель позволяет формировать рекомендации по управлению поездом в понятной для человека терминологии и может быть использована в составе программно-аппаратных комплексов для обучения локомотивных бригад.

Достоверность и обоснованность выводов диссертации подтверждается:

- результатами внедрения разработанной СППР и используемых в её составе математических моделей в различных структурных подразделениях Дальневосточной и Забайкальской железных дорог;

- результатами внедрения СППР в проектно-изыскательском институте транспортного строительства ОАО Дальгипротранс;

- результатами эксплуатации микроэлектронных систем автоматической локомотивной сигнализации; результатами подведения итогов конкурса на лучшее техническое решение по повышению безопасности на железнодорожных переездах (Указание МПС от 07.03.97 №А-290у);

- совпадением результатов имитационных экспериментов с полученными выводами.

Основные положения диссертации доложены и одобрены: на заседаниях кафедры «Управление и информатика в технических системах» Московского государственного университета путей сообщения в 2001, 2002,2003 гг.; на заседаниях кафедры «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» Дальневосточного государственного университета путей сообщения в 2001, 2002,2003, 2005, 2006 гг.;

- на тридцати четырёх (14 международных, 12 всероссийских и 8 региональных) научных конференциях.

Основные положения диссертации опубликованы: в двух монографиях объёмом 8,1 и 5.3 печатных листа;

- в сорока шести статьях в различных Российских изданиях, семь из которых в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных Всероссийской аттестационной комиссией для публикации основных положений диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук; в двух статьях в зарубежных изданиях.

Материалы диссертации использованы при написании одиннадцати научно-технических отчётов по фундаментальной, хоздоговорной и госбюджетной научно-исследовательской тематике, многие из которых выполнялись в соответствии с утверждённым министерством планом научных исследований.

1. Змитрович, А.И. Интеллектуальные информационные системы / А.И. Змитрович. -Минск:ТетраСистемс, 1997. -367 с.

2. Сухих, Н.Н. Экспертные системы средство информационной поддержки принятия решений экипажем самолёта / Н.Н. Сухих. - СПб.: Знание, 1991.-21 с.

3. Баранов, Л.А. Системы поддержки принятия решений / Л.А. Баранов, Е.В. Ерофеев, В.В. Сапожников, М.И. Василенко, В.П. Быков // Железнодорожный транспорт. 1994. № 12. - С. 19 - 21.

4. Быков, В.П. Система поддержки принятия решений на железнодорожном транспорте / В.П. Быков, М.С. Лукьянов // Сб. трудов семинара «Новые информационные технологии». М.: МГИЭМ, 2000. - С. 35 - 41.

5. Пржиялковский, В.В. Сложный анализ данных большого объёма: новые перспективы компьютеризации / В. В. Пржиялковский // СУБД. 1996. - № 4. -С. 71-83.

6. Синюк, В.Г. СППР: основные понятия и вопросы применения / В.Г. Си-нюк, А.П. Котельников. Белгород, 1998. - 79 с.

7. Матвеев, Л.А. Информационные системы: Поддержка принятия решений / Л.А. Матвеев. СПб. 1996 . - 242 с.

8. Мелихов, А.Н. Ситуационные советующие системы с нечёткой логикой / А.Н. Мелихов, Л.С. Бернштейн, С.Я. Коровин. М.: Наука, 1990. - 272 с.

9. Ю.Архипова, Н.И. Управление в чрезвычайных ситуациях / Н.И. Архипо-ва, В.В. Кульба. -М.:РГТУ, 1998. -316с.

10. Parsaye, К. A. Characterization of Data Mining Technologies and Processes/ K.A. Parsaye // The Journal of Data Warehousing. -1998. №1. - p. 12-24.

11. Матвеев, П.И. Геоинформационные технологии в системах поддержки принятия решений / П.И. Матвеев // Сб. докл. международной науч.-практ. конф., Пенза, 25-31 мая. Пенза: ПГТУ, 1998. - С. 37 - 42.

12. Быков, В.П. Компьютерная система поддержки принятия решений (СППР) в задачах автоматизированного построения графиков в системах управления движением поездов / Отчёт о НИР по фундаментальным исследованиям.

13. Вентцель, E.C. Исследование операций: задачи, принципы, методология / Е. С. Вентцель. М.: Наука, 1980. - 207 с.

14. Банди, Б. Методы оптимизации / Б. Банди. М.: Ралио и связь, 1988. -127 с.

15. Геминтерн, В.И. Методы оптимального проектирования / В.И. Гемин-терн, Б.И. Каган. М.: Энергия, 1980. - 160 с.

16. Матвеев, J1.A. Системы поддержки принятия решений / JI.A. Матвеев. -СПб. 1993 .- 80 с.

17. Мелихов, А.Н. Ситуационные советующие системы с нечёткой логикой / А.Н. Мелихов, JI.C. Бернштейн, С.Я. Коровин. М.: Наука, 1990. - 272 с.

18. Bauer, P. A brief course in Fuzzy Logic and Fuzzy Control / P. Bauer, S. Nouak, R. Winkler. FLLL, 1996. -24 p.

19. Быков, В.П. Система поддержки принятия решений на участке железной дороги: Метод, указания / В. П. Быков, Т. М. Быкова, М. С. Лукьянов. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000. - 14 е.: ил. - 9.00,9.00, р.

20. Меркулов, А.В. Применение компьютерных технологий при создании сложных информационно-управляющих систем на железнодорожном транспорте / А.В. Меркулов. 4.1,2. Хабаровск: ДВГУПС, 2003. - 382 с.

21. Чикин, В.Н. Переездам особое внимание / В.Н. Чикин //Путь и путевое хозяйство. - 1998. - №2. - С. 12,13.

22. Годяев, А. И. Научно обоснованные решения по снижению аварийности на переездах / А. И. Годяев // Автоматика, связь и информатика. 2004. - № 5.-С. 35-37.

23. Годяев, А. И. Методологические основы принятия решений по обеспечению безопасности движения на железнодорожных переездах: Монография /

24. A. И. Годяев. Хабаровск: ДВГУПС, 2004. - 138 с.

25. Железнодорожные переезды: что показывает статистика / В.Н. Чикин,

26. B.А. Поздняков, Ю.А. Тюпкин // Железнодорожный транспорт. 2002. - №9.1. C. 34-36.

27. Сапожников, В.В. О соотношении понятий надежности и безопасности / В. В. Сапожников, Вл. В. Сапожников, В. Н. Талалаев, Д. В. Гавзов, Д. С. Марков. // Автоматика, связь и информатика. 1992. - № 7. - С. 18 - 20.

28. Козлов, П.А. Управляющие системы на железнодорожном транспорте / П. А. Козлов // Автоматика, связь и информатика. 2003. - № 1. - С. 4 - 6.

29. Поздняков, В.А. Переезд зона повышенной опасности / В.А. Поздняков //Путь и путевое хозяйство. - 1998. - №12. - С. 30, 31.

30. Чикин, В.Н. Переездам особое внимание / В.Н. Чикин //Путь и путевое хозяйство. - 1998. - №2. - С. 12,13.

31. Поздняков, В.А. Анализ аварийности на переездах / В.А. Поздняков //Путь и путевое хозяйство. 1998. - №6. - С. 36-38.

32. Алексеев, В.А. В зоне особой бдительности: О наездах на переездах / В.А. Алексеев // Локомотив. -1997. №4. - С.11,12.

33. Поздняков, В.А. Безопасность движения на железнодорожных переездах / В.А. Поздняков //Железнодорожный транспорт. 1997. - №7. - С. 43, 44.

34. Чикин, В.Н. Комплексная система основа безопасности на переездах /

35. B.Н. Чикин // Путь и путевое хозяйство. 2001. - №2. - С. 2-4.

36. Поздняков, В.А. Аварийность на железнодорожных переездах: результаты анализа / В.А Поздняков // Железнодорожный транспорт. 1999. - №5.1. C. 49-53.

37. Чикин, В.Н. Предупреждение аварийности на железнодорожных переездах / В.Н. Чикин // Автоматика, связь и информатика. 2002. - №12. -С. 24-27.

38. Повышение безопасности движения на переездах / В.Н. Чикин, В.А. Поздняков, В.В. Никитин, Ю.А. Тюпкин // Железнодорожный транспорт. -1999.-№5.-С. 54-57.

39. Скупой платит дважды! / В.А. Поздняков, В.Н. Чикин / /Путь и путевое хозяйство. 1998. - №2. - С.14-17.

40. Обнадеживающая тенденция / В.А. Поздняков, Ю.А. Тюпкин // Железнодорожный транспорт. -1998. -№10. С. 46-49.

41. Чикин, В.Н. Обеспечить безопасность движения на переездах / В.Н. Чикин // Путь и путевое хозяйство. 1999. - №2. - С. 7-10.

42. Боровцев, В.Б. Безопасность движения на переездах / В.Б. Боровцев // Локомотив. 1992. - №2. - С. 43-45.

43. Miller, L.S. Funding needs escalate / L.S. Miller // Railway Age. 1998. -№11.-p. 33-36.

44. Ikeda, T. Human Science Approaches to Grossing Safety at Ж / Ikeda T. // Quarterly Report of RTRI. 1989. - №1. - p. 2-8.

45. Обеспечение безопасности движения на железнодорожных переездах / Ю.А. Тюпкин, О.В. Иванейкина // Железнодорожный транспорт РФ, СНГ и за рубежом. ОИ ЦНТИ ТЭИ МПС. -1996. № 23. - С. 63-79.

46. Мероприятия по улучшению условия безопасности на переездах (Нидерланды) // Железнодорожный транспорт за рубежом. 1989. - №1. - С. 14-20.

47. Ford, R. Inspecting officers debate accident in quires / R. Ford // Modern Railways. 1996. - Vol. 47. - № 500. - p. 229-230.

48. Безопасность движения на переездах / В.П. Поздняков, Ю.А. Тюпкин // Железные дороги мира. 2000. - № 3. - С. 60-62.

49. Безопасность движения на переездах в Германии// Железные дроги мира. 2002. - №2. - С. 64,69.

50. Зайцева, Т.Н. Безопасность движения на железнодорожных переездах зарубежных стран и перспективы ее улучшения Т.Н. Зайцева // Железнодорожный транспорт в Российской Федерации, СНГ и за рубежом. ОИ ЦНТИ ТЭИ МПС. 1998. - № 25. - С.60-68.

51. Системы безопасности на железнодорожных переездах// Железные дороги мира.- 2003. №2. - С. 58-59.

52. Организации безопасности движения на переездах комплексную системную основу / В.Б. Каменский, Ю.А. Тюпкин, В.А. Поздняков //Железнодорожный транспорт. -1999. - №1. - С. 46-50.

53. Инструкция по эксплуатации железнодорожных переездов МПС России ЦП/483. М.: Транспорт. 1997. - 103 с.

54. Инструкция о служебном расследовании столкновений транспортных средств с подвижным составом, совершенных водителями на железнодорожных переездах МПС России // Путь и путевое хозяйство. -1998. № 6. - С. 32-35.

55. Новая инструкция по эксплуатации железнодорожных переездов / В.А. Поздняков, Ю.А. Тюпкин // Железнодорожный транспорт 1998.-№1.-С.40-43.

56. Алексенко, Н.Е. Изменения и дополнения в ПТЭ и инструкцию по сигнализации / Н.Е. Алексенко // Локомотив. 1999. - №6. - С.8-11.

57. Инструкция по укладке и содержанию железобетонных настилов Проекта 15-Б-91 (№ГДЛ-30/2) от 18.05.94 // Путь и путевое хозяйство. 1997. -№7.-С. 17-20.

58. Поздняков, В.А. Предупредить ДТП на переездах / В.А. Поздняков // Путь и путевое хозяйство. 1998. - №6. - С.32-36.

59. О дополнительных мерах повышения безопасности движения на железных дорогах Российской Федерации: Указания МПС РФ № 2100У от 12.09.99 г. // Экономика железных дорог. 1999. - №12. - С. 148-155.

60. Болотин, В.И. Совершенствовать переезды / В.И. Болотин // Путь и путевое хозяйство. 1997. - №9. - С. 13-16.

61. Каменский, В.Б. Новое в эксплуатации переездов/ В.Б. Каменский // Путь и путевое хозяйство. 1997. - №9. - С.10-12.

62. Положения об общественном контроле за обеспечением безопасности движения на железнодорожном транспорте Российской Федерации // Путь и путевое хозяйство. 1995. - №8. - С. 9-14.

63. Инструкция по эксплуатации железнодорожных переездов МПС России. ЦП/556 от 29.06.98. М.: Транспорт, 1998. - 106 с.

64. Положение о патрульных группах активистов всероссийского общества автомобилистов по контролю за обеспечением безопасности движения на переездах железных дорог Российской Федерации // Путь и путевое хозяйство. -2000.-№4.-С. 33-36.

65. Концепция совершенствования профилактической работы в центрах профилактики безопасности движения на железнодорожном транспорте / B.C. Климанов, А.Ф. Лясун//Транспорт: Наука,техника, управление.-2000.-№5-С. 34-40.

66. Предупреждение аварийности на железнодорожных переездах. Сотрудничество МВД и МПС России / В.А. Поздняков, В.В. Никитин, Ю.А. Тюпкин // Железнодорожный транспорт. 1997. -№ 3. - С. 36-38.

67. Чикин, В.Н. О результатах проверки переездов / В.Н. Чикин // Путь и путевое хозяйство. 1997. - № 7. - С. 6-8.

68. Опыт повышения безопасности движения на переездах / В.А. Поздняков, Ю.А. Тюпкин // Железнодорожный транспорт. 1997. - №1. - С. 26-27.

69. Внимание переезд / Г.В. Крыжановский, Н.К. Монахов, Ю.А. Тюпкин // Путь и путевое хозяйство. 1995. - № 8. - С. 9-14.

70. Система переездной сигнализации с постоянным временем извещения / А.С. Хаккрет, Б.М. Степенский// Железные дороги мира.-1996.-№ 12.- С.47-49.

71. Тюпкин, Ю.А. Новое в эксплуатации железнодорожных переездов: Учебное пособие / Ю.А Тюпкин. М.: УМК, 1998. - 40 с.

72. Технические решения 419311 СЦБ - ТР. Схемы переездной сигнализации для переездов, расположенных на перегонах при любых средствах сигнализации и связи. АПС - 93. Гипротранссигналсвязь МПС ЦШТЕХ - 11/2 от 14. 03. 95.

73. Кириленко, А.Г. Счетчики осей в системах железнодорожной автоматики и телемеханики: Учеб. пособие. / А.Г. Кириленко, А.В. Груша. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000. - 75 с.

74. Зыков, В.Н. Применение аппаратуры счета осей Ф2350 фирмы «SIMENS» в проектах автоблокировки / В.Н. Зыков // Автоматика, телемеханика и связь. 1995. - № 11. - С. 33-34.

75. Щиголев, С.А. Аппаратура счетных пунктов системы УКП СО / С.А. Щиголев, В.А. Шевцов, Б.С. Сергеев //Автоматика, связь и информатика. -1999.-Х2 12.-С.11-14.

76. ГЛОНАСС. Информационный бюллетень. 1996. - № 1. - М.: Координационный научно-информационный центр. - 23 с.

77. Гофманя Велленгоф, Б. Глобальна система визначения Мюце Положения (GPS). Теор1я i практика / Б. Гофманя -Велленгоф, Г. Л1хтенеггер, D. Коллшз / Пер. з англ. Пщ ред. Яцюва Я.С. - Кшв: Наук. Думка, 1995.

78. Pannes, W. Ограждение переездов на высокоскоростных линиях / W. Pannes // Железные дороги мира. -1996. № 2. - С. 61-62.

79. Кумпер, П.И. Электронные системы автоматики на зарубежных железных дорогах / П.И. Кумпер, Т.В. Контева. М.: Транспорт, 1990. - 116 с.

80. Степанов, Н.Ш. Автоматическая сигнализация на переездах и искусственных сооружениях / Н.Ш. Степанов, М.А. Новиков. М.: Транспорт, 1998. -68 с.

81. Переездная сигнализация и безопасность движения (Белый мигающий огонь залог безопасности движения на переездах) / В.Р. Дмитриев, А.Ф. Петров // Автоматика, телемеханика и связь. - 1993. - №1. - С. 18-21.

82. Схемы переездной сигнализации с бело-лунным мигающим огнем / В.Ф. Микагон, А.Ф. Петров // Автоматика, телемеханика и связь. -1993. № 8. -С. 7-12.

83. Автоматические схемы переездной сигнализации для подъездных путей / А.Б. Бойник, В.М. Зозуля, В. А. Воронько и др. // Автоматика, телемеханика и связь. 1992.-№3.-С. 16-18.

84. Пути реализации перспективных направлений систем и устройств автоматической переездной сигнализации / Ю. А. Липовецкий, Н. М. Беляев // Транспорт: Наука, техника, управление / ВИНИТИ. 1991. - № 11. - С. 11-17.

85. Петров, А. В. Переезды, переезды, переезды! (Новые требования, новые схемы) / А. В. Петров // Автоматика, связь, информатика. 1998. - № 2. - С. 24-29.

86. Чех, Н. П. Устройство заграждения переезда / Н. П. Чех // Автоматика, телемеханика и связь. 1994. - № 7. - С. 20, 21.

87. Устройство заграждения переезда / Н. П. Чех, В. Ф. Скубак, О. И. Цысь, В.А. Лавров // Путь и путевое хозяйство. 1998. - № 1. - С. 28, 29.

88. Инструкция по обеспечению безопасности движения на железнодорожном переезде, оборудованном устройствами заграждения переезда (УЗП). МПС, ВНИИЖА, Уральское отделение. Екатеринбург, 1994. 8 с.

89. Инструкция по техническому обслуживанию устройств заграждения железнодорожного переезда (УЗП). МПС, ВНИИЖА, Уральское отделение. Екатеринбург, 1996. 9 с.

90. Петров, А. Ф. Новые схемы автоматической блокировки и переездной сигнализации / А. Ф. Петров // Автоматика, связь, информатика. 1998. - №2. -С. 24-29.

91. Can inertia barriers protect level crossing? / E. Lindlend, P. Sillen // Railway Gazette International. 1992. - №5. - p. 348.

92. Вахнин, M. И. Перегонные устройства СЦБ. / M. И. Вахнин. М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1947. - 658 с.

93. Косилов, Р. А. Телевизионный контроль железнодорожных переездов / Р. А. Косилов // Автоматика, связь, информатика. 2003. - №6. - С. 16-19.

94. Система радио-контроля работоспособности неохраняемых железнодорожных переездов ППЖТ. / А. А. Волков, Н. А. Цыбуля, П. П. Байкалов // Автоматика, связь, информатика. 2003. - №9. - С. 12-16.

95. ЮО.Госсен, JI. Диагностика систем переездной сигнализации / JI. Госсен // Железные дороги ми. 1993. - №3. - С. 36 - 39.

96. Ю4.Технологические карты производства работ по техническому обслуживанию переездных шлагбаумов типа ПАШ-1 и ША. Департамент сигнализации, централизации и блокировки Министерства путей сообщения Российской Федерации. М.: "ТРАНСИЗДАТ", 2002. - 24 с.

97. Ю5.Есюнин, В. И. Магистральные светофоры на светодиодах / В. И. Есю-нин // Автоматика, связь, информатика. 2001. - № 8. - С. 33 - 34.

98. Юб.Безопасность движения на переездах сети группы японских железных дорог // ВНИИТИ. Организация эксплуатационной, грузовой и пассажирской работы, 1991. № 24. - С. 8 - 75.

99. Ю7.Электронная система переездной сигнализации // Железные дороги мира. 1993. - № 4. - С. 42 - 46.

100. Маликов, В. М. Современные тенденции совершенствования систем переездной сигнализации / В. М. Маликов // Автоматика, связь, информатика-2003.-№7.-С. 61-64.

101. Ю9.Годяев, А. И. Системный подход к проблеме обеспечения безопасности на переездах / А. И. Годяев // Проблемы транспорта Дальнего Востока. Материалы второй международной конференции. SAS Institute. 1-3 октября 1997 г. -Владивосток. -1997. С. 36.

102. Heilman, W. Verfahren zur Abshatzug der Sicherheit an Bahnubergagen. Eisenbahntechnische Rundschau / W. Heilman. 1986. - № 11.- p. 763 - 767.

103. Высокоскоростное движение: Проблемы безопасности пересечений в одном уровне и экономические вопросы // экспресс информация ВИНИТИ. Организация перевозок. Автоматизированные сигналы управления транспортом. - 1991.-№ 4.-С. 1 - 13.

104. Haurer, Е. How to Estimate the safety Rail-Highway Grossing and the Safety Effect of Warning Deices / E. Haurer, B.N. Persaud // Transportation research record.-1987.-№ 1114.-p. 131-140.

105. Faghri A. Acomparision of Forulae for Predictiog Rail highway Grossing Harards / A. Faghri, M. I. Demetsky // Transportation research record. - №1114. - p. 152- 155.

106. Иб.Годяев, А. И. Математические методы оценки безопасности движения на железнодорожных переездах / А. И. Годяев, В. Д. Мирсанов // Тезисы докладов XXXVII научно-технической конференции / Под ред. Ю. П. Федосеева. Хабаровск, 1991. С. 21 - 22.

107. И7.Годяев, А. И. Оценка безопасности движения на железнодорожных переездах. / А. И. Годяев, В. Д. Мирсанов // Информационный листок. ХабЦНТИ. Хабаровск. 1992 - №18-92.-4 с.

108. Годяев, А. И. Эффективность принятия решений в задачах обеспечения безопасности на железнодорожных переездах / А. И. Годяев // Весвитск МИИТа. 2001.- №5.- С. 31-37.

109. Годяев, А.И. Имитационная модель переезда / А. И. Годяев, Е.Р. Кра-маренко //Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока. Сборник тезисов докладов. Хабаровск: ДВГУПС. 1997, ч. 1.-С. 14-16.

110. Годяев, А. И. Моделирование работы железнодорожного переезда / А. И. Годяев, Ф. Е. Емельяненко // 60-я региональная научно-практическая конференция творчества молодежи. Труды конференции 10-11 апреля 2002 г. Хабаровск: ДВГУПС, т. 1.- С. 110-113.

111. Применение автоматизированных методов планирования мероприятий по улучшению условий безопасности движения на переездах // Железнодорожный транспорт за рубежом. 1989. - выпуск № 3. - С.36 - 42.

112. Годяев, А. И. Паспортизация железнодорожных переездов и их сертификация по условиям безопасности / А. И. Годяев, Ю. И. Гриншпун // Автоматика, связь и информатика. 2002. - № 7. - С. 27 - 29.

113. Поздняков, В.А. Классификация переездов / В.А. Поздняков, Н.А. Троицкая //Путь и путевое хозяйство. 1998. - №11.- С. 37,38.

114. Годяев, А. И. Принятие решений, влияющих на обеспечение безопасности на переездах / А. И. Годяев // Автоматика, связь и информатика. 2004. -№ 11.-С. 30-32.

115. Годяев, А. И. Безопасность на переездах и способы снижения аварийности / А. И. Годяев //Мир транспорта, 2004 г., №4 с.80-85.

116. Годяев, А. И. О классификации железнодорожных переездов / А. И. Годяев // Автоматика, связь и информатика. 2005. - № 1. - С. 37 - 39.

117. Mamdani, Е.Н. An experiment in linguistic synthesis with a fuzzy logic controller / E.H. Mamdani, S. Assilian //International Journal of Man-Machine -Studies.-1975.-Vol.7.-№1.-P. 1-13.

118. Sugeno, M. Indastrial applications of fuzzy control / M. Sugeno // Elsevier Science Pub. Co. 1985.

119. Баранов, JI.A. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифровых системах / JI.A. Баранов. М.: Энергоиздат, 1990. - 304 с.

120. Брылеев, A.M. Координатная система интервального регулирования движения поездов на метрополитене / A.M. Брылеев, Ю.А. Кравцов, Б.М. Сте-пенский и др. // Тр. МИИТ. М.: 1970. Вып. 348. - С. 4 - 13.

121. Баранов, JI.A. Системы автоматического и телемеханического управления электроподвижным составом / JI.A. Баранов, Е.В. Ерофеев, В.И. Астра-хан и др. М.: Транспорт, 1984. - 311 с.

122. Баранов, JI.A. Микропроцессорные системы автоведения электроподвижного состава / A.M. Брылеев, Я.М. Головичер, Е.В. Ерофеев, В.М. Максимов М.: Транспорт, 1990. - 272 с.

123. Баранов, JI.А. Учёт пропускной и провозной способности линий метрополитена при оптимизации программ движения поездов / Л.А. Баранов, А.А. Моисеев // МИИТ. М.: 1988. - 24 с. Деп. В ЦНИИ ТЭИ МПС, №4318.ВНИИЖТ, МИИТ.

124. Лисенков, В.М. Теория автоматических систем интервального регулирования / В.М. Лисенков- М.: Транспорт, 1987. 150 с.

125. Лисенков, В.М. Статистическая теория безопасности движения поездов / В.М. Лисенков М.: ВИНИТИ Российской академии наук, 1999. - 331 с.

126. Годяев, А.И. Оценка потенциальной пропускной и провозной способности железнодорожных линий / А.И. Годяев // Проблемы транспорта Дальнего Востока. Материалы 3-й международной научно-практической конференции. Владивосток, 1999. С. 45-47.

127. Годяев, А.И. Оценка потенциальных показателей эксплуатационной работы железнодорожного участка / А.И. Годяев // Транспорт, наука, техника, управление. 2000, №8, С. 23-27.

128. Инв.№02840023794, №02850042767, Хабаровск, 1983, 1984. /ХабИИЖТ; Рук. Малай Г.П., 1984, 33,54 с.

129. Годяев, А.И. Исследование качества автоматического управления в системе AJICE / А.И. Годяев, Н.А. Пельменёва, В.А. Бакуменко // Отчет по НИР/ХабИИЖТ; Рук. Годяев А.И. №ГР01860098824; Инв.№02870028362. -Хабаровск, 1986. - 78с.

130. Правила тяговых расчётов для поездной работы. М.: Транспорт, 1997. -287с.

131. Годяев, А.И. Анализ пропускной способности железнодорожного участка при оборудовании его различными системами интервального регулирования движения поездов /А.И. Годяев // ГГЖЕЛ. The 7th INTERNATIONAL

132. SCIENTIFIC CONFERENCE of REAL WAY EXPERTS, Yugoslavia, Vrnjacka Banja, October 04-06,2000, c.563-567.

133. Годяев, А.И. Оценка потенциальной реализуемой пропускной способности железнодорожного участка /А.И. Годяев // Вестник ВНИИЖТ, 2004, выпуск 6, с. 29 34.

134. Нарушение работы аппаратуры АЛСН, КЛУБ, КПД-3, ЗСЛ-2М, САУТ, ТС КБМ и устройств контроля бдительности машиниста на сети железных дорог РФ за 9 месяцев 2001 года. МПС России. Департамент локомотивного хозяйства. 25 октября 2001г. № ЦТТ 14.