автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Методы и технические средства концентрации и централизации оперативного управления движением поездов

На правах рукописи

Кандидат технических наук, доцен

НИКИТИН Александр Борисович

V/

656.25-52:656.22.05.004

МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОНЦЕНТРАЦИИ И ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ (развитие теории и практические приложения)

Специальность05.22.08-- «Управление процессами перевозок»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена на кафедре «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Научный консультант:

БЕЛЯКОВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

доктор технических наук, профессор ОСЬМИНИН АЛЕКСАНДР ТРОФИМОВИЧ

доктор технических наук, профессор ШАМАНОВ ВИКТОР ИННОКЕНТЬЕВИЧ

Ведущее предприятие: Институт проблем транспорта РАН

Защита состоится 17 марта 2005 г. в 13 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 218.008.02 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, С.-Петербург, Московский пр., д.9, ауд. 7-320.

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

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью Вашего учреждения, просим направлять по адресу диссертационного совета Университета.

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор

САПОЖНИКОВ ВАЛЕРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник

Автореферат разослан февраля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного советг к. т. н., доцент

Актуальность проблемы. Использование на железнодорожном транспорте вычислительных средств в системах железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ), обеспечивающих оперативное управление движением поездов (ОУДП), определяет их как автоматизированные системы управления (АСУ). Нынешний этап динамичного развития СЖАТ обусловлен следующими условиями:

• современными требованиями использования систем с расширенными функциональными возможностями, а также более совершенными принципами управления и контроля;

• общей мировой тенденцией перехода на новую элементную базу на основе программируемых средств вычислительной техники;

• необходимостью массового обновления эксплуатируемых СЖАТ по причине выработки ими ресурса.

Предпосылками создания компьютерных СЖАТ явились не только достигнутый в промышленности уровень аппаратной и программной платформы, но и научные исследования, проводимые специалистами и учеными отрасли.

Системные вопросы принципов создания и внедрения автоматизированных систем отражены в трудах Дреймана О.К., Баранова Л.А., Грун-това П.С., Былинского Ю.В., Василенко М.Н., Тулупова Л.П., Буянова ВА и других авторов.

Вопросам разработки технологического обеспечения систем оперативного управления перевозками посвящены работы Угрюмова А.К., Ось-минина А.Т., Кудрявцева ВА, Дьякова Ю.В., Грошева Г.М, Бадаха В.И. и других авторов.

Совместно с этими задачами осуществляется поиск эффективных решений по автоматизации и совершенствованию информационного обеспечения, который нашел отражение в трудах Б.А Завьялова,

И.М.Кокурина, Д.В.Шалягина, В.М.Алексеева, И.Е.Дмитренко, НАСапунова, В.Н.Иванченко.

Решающее значение при создании СЖАТ приобретают вопросы безопасности и эффективности функционирования. Этим проблемам посвящены работы отечественных авторов: В.В.Сапожникова, Вл.В.Сапожникова, В.И.Шаманова, Ю.М.Лисенкова, Н.Ф.Пенкина, Д.В.Гавзова, И.В.Белякова, В.Ю.Ефимова, ЮАКравцова, В.Б.Культина, зарубежных авторов К.Пирика, В.Феннера, Й.Тринкауфа, Х.Христова, М.Фишера и других авторов.

Вместе с тем, практическая реализация и широкое внедрение микропроцессоров и микроЭВМ в системах СЖАТ ставит новые задачи создания методов и средств их наиболее эффективного функционирования, рационального использования трудовых ресурсов и капитальных вложений, дополнительно требуют решения вопросы взаимодействия оперативного персонала (ОП) с техническими средствами, обоснования архитектуры системы и ее информационных связей.

Средством повышения эффективности управления перевозочным процессом является реорганизация структуры управления, связанная с переходом от четырехуровневой к двух- и трехуровневой системе путем концентрации оперативного диспетчерского управления в автоматизированных диспетчерских центрах управления (АДЦУ).

При практической реализации этих задач можно отметить ряд возникающих проблем. Переход на безотделенческую структуру управления и укрупнение полигонов управления требует изменений не только организационной структуры ОУДП, основу которой составляет диспетчерский персонал (поездные, локомотивные и энергодиспетчера), но и создания более совершенных гибких (адаптивных) технических средств диспетчерского управления и связи.

Кроме того, эксплуатируемые контролируемые пункты (КП) систем диспетчерской централизации (ДЦ), таких как "ЧДЦ", "Нева", "Луч", реализованы на устаревших аппаратных средствах, имеют ограниченные функциональные возможности и информационную емкость.

Ранее проводимые исследования в этой области главным образом включали анализ возможности перехода на новую элементную базу и обоснование путей автоматизации. Практические шаги по созданию компьютерных систем ОУДП ставят новые научные проблемы, связанные как с технической реализацией систем, так и с организационной структурой. Их комплексное совместное решение обеспечивает повышение эффективности ОУДП на принципах концентрации и централизации. Понятия концентрации и централизации различаются.

Определение 1. Концентрация ОУДП - это объединение оперативного персонала и агрегирование его технических средств телемеханики для управления полигоном с поста электрической централизации, опорного центра или АДЦУ.

Определение 2. Централизация ОУДП - это интеграция процесса управления, подразумевающая расширение командных функций, сосредоточенных в руках одного оперативного работника на выделенных, технологически обоснованных зонах (направлениях) путем поглощения детерминированных участков управления.

В задачах диспетчеризации концентрация выступает как средство достижения централизации, которая является целью создания АДЦУ. В этом случае централизация предоставляет гибкий механизм новой технологии управления. Стремление рационального использования ресурсов компьютерных средств и телекоммуникаций на основе волоконно-оптических линий связи определяет необходимость задач интеграции различных подсистем диспетчерского управления, что в особенности харак-

терно выражено на примере метрополитенов, когда объединяются системы диспетчерской централизации, автоведения, управления эскалаторами, электромеханическими устройствами и электроснабжением.

Применяемые новые технологические приемы организации перевозочного процесса (формирование сборно-маршрутных поездов, обеспечение эффективного взаимодействия различных видов транспорта на основе логистики и др.) изменяют сложившиеся принципы маршрутизации, формирования границ зон централизации на станциях и применения видов управления. Это определяет новые требования к структуре станционных систем электрической централизации при использовании средств вычислительной техники в микропроцессорных и релейно-процессорных централи-зациях.

Новые станционные системы управления затрагивают не только технологическую составляющую перевозочного процесса, но и требуют обоснования рациональной технической структуры с учетом сокращения доли реле в схемотехнике электрической централизации (ЭЦ), а также разработки принципов увязки вычислительных комплексов с релейными схемами.

Расширение функциональных возможностей систем ОУДП требует исследований в направлениях совместимости как с существующими устройствами и подсистемами, так и разработки эффективных алгоритмов функционирования. Так, техническая реализация диагностики и функций телеизмерений ставит задачу применения в протоколировании алгоритмов сжатия данных контролируемых динамических процессов и разработки технологии их администрирования.

Таким образом, на современном этапе практическая реализация компьютерного управления СЖАТ обусловливает актуальность создания теоретических обоснований их применения и рационального использования на основе принципов концентрации и централизации с учетом реорга-

низации структуры ОУД11, развития информационной среды, достигнутого уровня технического развития систем, участия и взаимодействия персонала.

Целью диссертации является разработка и практическая проверка методов и средств автоматизации на базе вычислительной техники в условиях концентрации и централизации оперативного управления движением поездов.

Основными задачами исследования являются:

1. Анализ тенденций развития средств и структур автоматизации управления. Обоснование архитектуры кибернетической системы ОУДП, разработка принципов интеграции различных подсистем в единую структуру диспетчерского управления.

2. Исследование содержания труда ОП в условиях централизации управления на основе микропроцессорных СЖАТ. Разработка методов обоснования уровня централизации и эффективности автоматизации.

3. Разработка принципов и нормативной базы проектирования пользовательского интерфейса в эргатической компьютерной системе ОУДП.

4. Разработка методических основ совершенствования функций автоматизации управления и информационного обеспечения ОП, разработка эффективных алгоритмов функционирования компьютерных СЖАТ.

5. Разработка новых СЖАТ на основе программируемой элементной базы с применением полученных в диссертации результатов.

Диссертационная работа выполнена в рамках «Концепции развития средств железнодорожной автоматики», одобренной Президиумом Научно-технического совета МПС в октябре 1998г. и утвержденной 29.12.98 МПС РФ, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проводимых по приказам Министерства путей сообщения: «Система от-

раслевых нормативных документов «Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики»(1991-1996г.г.) и «Системы железнодорожной автоматики и телемеханики» (1998-2000г.г.)», «Система диспетчерской централизации на микропроцессорной элементной базе», «Система релей-но-процессорной электрической централизации». В соответствии с «Программой обновления и развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики на период 2000-2004г.г.» при участии и под руководством автора проводились работы по внедрению на сети МПС систем диспетчерской и электрической централизации на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров - ДЦ-МПК и ЭЦ-МПК.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с применением методов теорий вероятностей, математической статистики, надежности, графов и кластерного анализа.

Достоверность научных положений обоснована теоретическими исследованиями, подтверждена их экспериментальной проверкой и практической реализацией на сети железных дорог, в проектных и учебных институтах железнодорожного транспорта.

Научная новизна работы. В диссертации впервые разработан формализованный метод проектирования взаимодействия железнодорожного оперативного персонала с техническими средствами автоматизированных рабочих мест (АРМ), позволяющий решать задачи распределения функций управления в контуре «человек-машина». Разработанный метод также может использоваться для распределения функций по выполнению задач между оперативным персоналом (дежурным по станции и оператором, поездным диспетчером и помощником по маневровой работе и т.п.).

Выполнен анализ кибернетических структур оперативного управления; показано, что существующий уровень информационного обеспечения и функций управления соответствует первому (низшему) уровню. Оп-

ределены последующие уровни дальнейшей автоматизации и развития систем оперативного управления. Проведены исследования информационных потоков при централизации и концентрации управления технологическим процессом. Интегрированные потоки и иерархическое информационное поле определены как наиболее эффективные структуры информационного взаимодействия персонала.

Впервые разработаны теоретические основы распределения зон управления оперативного персонала, основывающиеся на представлении «карты загрузки», составленной по топологии полигона управления в виде графа и его последующего разрезания на кластеры, соответствующие зонам управления персонала.

Разработаны принципы формирования пользовательского интерфейса, условные графические изображения и индикация для компьютерных систем оперативного управления.

Предложены методы представления и хранения данных (дискретных и аналоговых) в современных СЖАТ, сокращающие объемы протоколирования. Разработаны методы нормирования показателей надежности СЖАТ для обоснования технической структуры системы управления в условиях централизации.

Практическая ценность диссертации состоит в разработке инженерных методик: распределения функций управления между техническими средствами и оперативным персоналом при разработке новых СЖАТ; обоснования рациональной структуры аппаратных средств системы ЭЦ станции с учетом топологии путевого развития и технологических особенностей; обоснования границ зон управления, размещения персонала и определения его численности при централизации управления в условиях концентрации в опорных и диспетчерских центрах.

Разработаны рекомендации, обеспечивающие унификацию пользовательского интерфейса в компьютерных СЖАТ.

Применение методов функционального сжатия, представления и обработки данных обеспечивает эффективность функций протоколирования и архивации данных (сокращение информационной избыточности и объемов данных, повышение скорости получения анализа протоколов и т.п.). Эти методы могут также применяться для передачи полного информационного описания моделей перевозочного процесса при использовании низкоскоростных физических каналов передачи данных.

Реализация работы. Полученные в диссертации результаты использованы в следующих организациях:

Департаментом «Автоматики и телемеханики» ОАО «РЖД»:

• Теоретические и экспериментальные результаты работы использованы при разработке и внедрении отраслевых нормативных документов (ОСТ, РТМ, РД) «Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики» и «Системы железнодорожной автоматики и телемеханики», а также памяток ОСЖД Р-820, Р-808, Р-801, Р-807.

• Утверждены технические решения по системам ЭЦ-МПК, ДЦ-МПК, бесперебойного питания УЭП-МПК.

Департаментом «Управления перевозками» ОАО «РЖД» и в Центре организации труда и проектирования экономических нормативов ОАО «РЖД».

Утверждены и внедрены:

• Нормы времени и нормативы численности маневровых (станционных) диспетчеров, дежурных и операторов железнодорожных станций. М.: МПС, Проектный и внедренческий центр организации труда, 1990.98 с;

• Нормативы затрат труда поездных диспетчеров отделений железных дорог. М.: МПС РФ, Проектный и внедренческий центр организации труда. Утв. Главным инженером ЦД МПС В.А.Горбунов, 1992.-24с;

• Нормативы времени на операции, выполняемые работниками железнодорожных станций по информационному обеспечению. М.:МПС РФ, Утв. Зам. ЦЦ МПС ВАГорбуновым 10.01.96,1996. -28с.

Впроектных институтах

• «Гипротранссигналсвязь», при разработке типовых проектных решений и проектов диспетчерской централизации ДЦ-МПК для 11 участков Куйбышевскойж.д., релейно-процессорной централизации (РПЦ) ЭЦ-МПК, системы передачи данных СП Д Л П участка Волховстрой- Кошта. Выполнены обоснования численности оперативного персонала, количества рабочих мест дежурных по станции (ДСП), необходимости районов местного управления на ст. Дно Октябрьской ж.д.;

• ОАО «Ленгипротранс», при выпуске комплектов рабочей документации ЭЦ-МПК 19 станций;

• ОАО «Ленметрогипротранс», при проектировании ДЦ-МПК и комплексной автоматизированной системы диспетчерского управления (КАСДУ) для линий Петербургского и Самарского метрополитенов;

• «Ленжелдорпроект», при проектировании маневровой системы ЭЦ-МПК для ремонтно-экипировочного депо ст. Санкт-Петербург-Главный

• в настоящее время РПЦ ЭЦ-МПК тиражируется на сети железных дорог и проектирование выполняется институтами «Мосжелдорпроект», «БСК-Сигналсвязь», «Омскжелдорпроект», «Томгипротранс», «Даль-желдорпроект», «Востсибтранспроект», проектным институтом «Поволжье», «Челябжелдорпроект», «Уралгипротранс», «Уралжелдорпро-ект», всего 57 проектов.

На железных дрогах и метрополитенах прошли все стадии испытаний и введены в постоянную эксплуатацию следующие системы централизации оперативного управления:

• Октябрьская ж.д. -расчет численности поездных диспетчеров (ДНЦ)

и обоснование границ диспетчерских участков объединенного НОД-3;

• Октябрьская ж.д. - РПЦ ЭЦ-МПК 11 станций (468 стрелок);

• Забайкальская ж.д. - РПЦ ЭЦ-МПК 1 станция (120 стрелок);

• Красноярская ж.д. - РПЦ ЭЦ-МПК 1 станция (14 стрелок);

• Московская ж.д. - РПЦ ЭЦ-МПК 2 станции (57 стрелок);

• Свердловская ж.д. - РПЦ ЭЦ-МПК 1 станция (22 стрелки);

• «Казахстан Темир Жолы» - РПЦ ЭЦ-МПК 8 станций (134 стрелки);

• Петербургский метрополитен - система КАС ДУ - линии 1, 2, 3, 4,

расчеты загрузки при объединении зон управления диспетчерского

персонала Электромеханической службы;

Нижегородский метрополитен - система КАС ДУ;

• Екатеринбургский метрополитен - система КАС ДУ;

Самарский метрополитен - система КАСДУ.

Вучебныхзаведениях:

Материалы диссертации использованы при написании учебника и учебных пособий для вузов железнодорожного транспорта, вошли в учебные программы по специальности №2107.00 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» (специализации №2107.01 «Автоматика и телемеханика» и №2107.06 «Компьютерные технологии в автоматике и телемеханике»).

При участии автора в учебном процессе поставлены лабораторные установки систем РПЦ ЭЦ-МПК, МПЦ-МПК, ДЦ-МПК в ИрГУПС, Сам-ГАПС, ПТУ ПС, УрГУПС, ОмГУПС, ДвГУПС, а также компьютерные

учебные центры на кафедре «Управления эксплуатационной работой» III У ПС и в лаборатории «Организации движения» Петрозаводского железнодорожного колледжа.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были доложены на международных конференциях и симпозиумах: Второй Международной научно-практической конференции «Проблемы повышения надежности и безопасности технических средств жд.транспорта», 7-9 июня 1988, ВЗИИТ, г.Москва; 3-й Всероссийской (с участием стран СНГ) конференции «Качество информации», октябрь 1992г., РОИВТ, г.Москва; Всесоюзной научно-технической конференции 24-25 сентября 1986, ВНИИЖТ, гМосква; I международном симпозиуме "Современные транспортные технологии-96", 15-16 мая 1996г., г.С-Петербург; Научно-практической конференции "Стратегические вопросы развития средств железнодорожной автоматики на дорогах стран СНГ и Балтии", 23-25октября 1997г., г.Гомель, Республика Беларусь; Международной научно-технической конференции "Транском-97" "Управление и информационные технологии на транспорте", 14-16 октября 1997г., г.С-Петербург; Совещании руководителей и специалистов служб сигнализации и связи метрополитенов СНГ по проблемам развития средств автоматизации, 19-20 ноября 1997г., г.Нижний Новгород; Семинаре руководителей и специалистов служб "Движения" метрополитенов СНГ, 4 июня 1998г., г.С.-Петербург; Семинаре отраслевого совещания руководителей и специалистов служб сигнализации и связи метрополитенов Содружества, 2324 сентября 1998г., г.Харьков; Международном симпозиуме "Автоматика, связь и информационные технологии для рельсового транспорта", 23-24 ноября 1999г., ПГУ ПС, г. С.-Петербург; Семинаре-совещании руководителей и специалистов служб сигнализации и связи метрополитенов содружества, 16-17 октября 2000г., г. С.-Петербург; Совете Главных инженеров

метрополитенов СНГ, 27 ноября 2003г., г. С.-Петербург; Первой Межпуна-родной научно-практической конференции «ТрансЖАТ-2004», 8-11 июля 2004г., г.С.-Петербург.

Кроме того, результаты диссертации докладывались на всесоюзных, региональных и отраслевых конференциях, а также на расширенном заседании Коллегии МПС ("Новая техника и современные технологии", 13 октября 1997г., Экспериментальное кольцо ВНИИЖТа, г.Москва), научно-технических советах Департаментов ЦД и ЦШ, сетевых школах, сетевых совещаниях и семинарах (всего 14 докладов).

Диссертационная работа обсуждалась и получила одобрение на расширенных заседаниях кафедры «Автоматика и телемеханика на ж.д.» ПГУ ПС в марте 2002г. и июне 2004 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 73 печатных работы, из них две монографии, тринадцать нормативных документов, учебник и два учебных пособия.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, девяти разделов и заключения. Она содержит 326 страниц основного текста, 57 иллюстраций, 8 таблиц, список литературы из 194 наименований, приложения.

основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, приводится краткий обзор состояния основных вопросов, определены цель и задачи исследования.

В первом разделе диссертации проанализированы особенности, проблемы и тенденции, а также отечественный и зарубежный опыт автоматизации в условиях концентрации и централизации ОУДП.

В течение последних 60 лет развитие станционных систем происходило по следующим направлениям: повышение пропускной способности горловин станций за счет посекционного размыкания маршрутов; типизация схем ЭЦ с целью упрощения проектирования, строительства и обслуживания системы; повышение безопасности движения поездов (повышение надежности алгоритма размыкания маршрутов, исключение перевода стрелок при кратковременной потере шунта); расширение функциональных возможностей; увязка с системами верхнего уровня и диагностическими системами.

Реализация этих мероприятий сопровождалась увеличением числа реле, приходящихся на одну централизованную стрелку. Это вызвало удорожание системы, этап проектирования стал сдерживающим, а при сохранении существующего темпа строительства ЭЦ требовался ввод в действие дополнительных производственных мощностей и строительство новых зданий постов централизации. Полученный тренд роста показателя числа реле на стрелку отражает ситуацию, когда релейные системы практически исчерпали себя для расширения функциональных возможностей. При этом практически не изменились информационное обеспечение и автоматизация установки маршрутов. Эти обстоятельства определили стратегическое направление совершенствования ЭЦ на основе использования вычислительной техники и внедрение только РПЦ и микропроцессорных систем (МПЦ).

Опыт разработки систем ДЦ показал, что расширение их функциональных возможностей достигается использованием современных ПЭВМ. Отсутствие нормативной базы определило необходимость разработки единых требований и принципов с целью унификации применения программно-аппаратных средств ДЦ и ЭЦ и формирование отраслевых стандартов.

Новые требования к современным компьютерным системам ОУД11 и рост объема информации вступает в противоречие с пропускной способностью каналов передачи данных, модернизация которых проведена главным образом на основных направлениях сети. Кроме того, расширение функциональных возможностей систем (телеизмерение, диагностика, протоколирование и др.) ставит задачу разработки методов обработки и хранения данных, согласованных с техническими параметрами средств вычислительной техники.

В теоретических исследованиях отечественных ученых, а также в разработках первых зарубежных МПЦ ведущих фирм в области СЖАТ (Eiicson, Siemens, Alcatel, Westinghouse) при перехода на новую элементную базу основной акцент делался на поиск путей для достижения показателей безопасности не хуже релейных систем. Краеугольным камнем при этом является выбор идеологии обеспечения безопасности. Вместе с тем, бурное развитие технических средств и обусловленные тем самым трудоемкие процедуры доказательства безопасности при смене поколений аппаратной платформы определили направление основных усилий на безопасность, что не придало принципиально нового функционального развития системам ОУДП.

На практике недостаточно уделено внимания вопросам, связанным с совершенствованием информационного обеспечения и функций управления, а также организации взаимодействия ОП и новых технических средств.

Проведенный анализ современного состояния проблемы позволяет сформулировать следующие обобщения и определить задачи исследования:

1. В отечественной и зарубежной практике при создании компьютерных систем ОУДП основной акцент уделялся вопросам обеспечения безо-

пасности перевозок при переходе на новую элементную базу, а в меньшей степени рассматривались вопросы совершенствования собственно системы - ее информационного обеспечения и функций управления. В то же время существующие подходы, в том числе эмпирические, затрудняют оценку эффективности новых технических решений, до настоящего времени отсутствуют обоснования структуры СЖАТ как «человеко-машинного» комплекса.

2. Важной задачей является исследование применения микропроцессорных и релейно-процессорных (гибридных) систем электрической централизации, которые открывают широкие возможности дальнейшего развития системы управления технологическими процессами на станциях и участках.

3. При этом требуют решения не только обоснования технической реализации, но и разработка методов нормирования показателей надежности СЖАТ применительно к объекту автоматизации.

4. В эргатических системах оперативного управления отсутствуют формализованные методы распределения функций в алгоритмах задач управления и между оперативным персоналом.

5. Отсутствуют принципы проектирования интерфейса взаимодействия оперативного железнодорожного персонала и технических средств.

6. Первый опыт создания центров управления показал, что для разработанных технических средств управления отсутствуют методики концентрации и централизации - отсутствует математический аппарат для реконфигурации полигона управления и выбора структуры взаимодействия ОП.

7. Расширение функциональных возможностей систем ОУДП требует решения задач обработки и хранения больших объемов данных для прогнозирования и анализа результатов выполнения технологического процесса.

Обозначенные задачи определили дальнейшие исследования, проводимые в следующих разделах диссертационной работы.

Во втором разделе диссертации выполнены исследования кибернетической структуры систем ОУДП, определяемых как АСУ. На сегодняшний день их уровень объективно соответствует первому (низшему) виду кибернетических систем. Реализация функций автоматизации путем более широкого использования средств вычислительной техники именно на уровне взаимодействия с оператором открывает перспективу перехода к тактическому управлению на основе планирования работы, что соответствует третьему уровню автоматизации для кибернетических систем.

Поскольку конечной целью перевозочного процесса является целенаправленное перемещение подвижных единиц (поездов, вагонов, локомотивов), то для организации любого перемещения исходными данными является точное знание места, назначения, состояния каждой единицы, технологического состояния систем и подразделений, технического состояния устройств.

Наиболее эффективно проблема информационного обеспечения диспетчерского персонала может быть решена в условиях функционирования АДЦУ путем оптимизации потоков информационного обмена оперативного персонала, а также созданием единого информационного пространства по управлению процессом перевозок. Выполненные исследования показали, что в нормальном режиме хода технологического процесса по управлению перевозочным процессом и техническому обслуживанию устройств деятельность диспетчерского персонала ограничивается рамками информационного общения с оперативным персоналом соответствующих служб, а также контролем параметров устройств. Например, основной объем информационного обмена (от 80% до 90%) поездного диспетчера линии метрополитена (ДЦХ) составляют переговоры с машинистами и

оперативными работниками станций по выполнению графика движения поездов. При возникновении нештатных ситуаций на линии (неисправности подвижного состава, нарушения работы устройств и систем, обеспечивающих перевозочный процесс, падение пассажиров на пути и другие обстоятельства) возникает уплотнение информационного обмена между оперативным персоналом различных служб. Исследования информационного обмена ДЦХ с другими оперативными работниками показывают увеличение объема в этот период в среднем в 3,5 раза. При этом основной объем информационного обмена ДЦХ направлен на выполнение регулировочных мероприятий по организации перевозочного процесса в условиях отказа и ликвидации отклонений в графике. Тогда как взаимодействие с другими диспетчерами составляет по-прежнему меньшую долю (рис.1).

Структура информационных потоков ОП и виды их взаимодействия определяют эффективность перевозочного процесса. В результате анализа видов взаимодействия человеко-машинных систем установлено, что наиболее предпочтительным является пользование интегрированными информационными потоками в каждой из подсистем, дополняющими друг

друга и синхронизирующими процесс управления, или функционирование подсистем в едином информационном поле.

Таким образом, анализ видов информационных потоков при взаимодействии технологических подсистем, а также количественные характеристики затрат времени персонала на сбор и обработку данных, получаемых от смежных звеньев, обосновывают структуру взаимодействия персонала центра управления. При этом приоритетным выступает критерий формирования единого информационного пространства, причем не обязательным является размещение персонала в общем аппаратном зале, а решение задачи достигается единством информационного обеспечения, предоставляемого техническими средствами АРМ. Одним из главных принципов формирования единого иерархического информационного поля является такое построение системы управления движением поездов, когда обеспечивается непосредственная взаимосвязь всех ее функциональных уровней и каждому вышестоящему уровню поступает информация, обработанная на предыдущем. Это исключает необходимость многократной обработки информации и связанные с этим ошибки, а также позволяет сократить объемы информационного обмена. Многообразие данных АДЦУ предъявляет требования к их отображению и, прежде всего, к особенностям и гибкости предоставления диспетчерам в свете рассматриваемой проблемы централизации. Изменению могут подлежать: количество и состав пользователей, структура и содержание информационного потока и т.д.

Технические характеристики станции (количество приемо-отправочных и примыкающих перегонных путей, топология путевого развития горловин, тип устройств СЖАТ), а также технология работы определяют надежность ее работы. Здесь под отказом понимается невозможность обеспечения движения поездов из-за нарушения функционирования

устройств. Такие отказы связаны с задержками при отсутствии альтернативных вариантов обеспечения перевозочного процесса. Поэтому модель расчета надежности станционных устройств должна учитывать топологию горловин станций и интенсивность использования элементов путевого развития станции при передвижениях, что определяется технологией работы станции.

В зависимости от расположения объекта на плане станции связанные с ним блоки системы управления имеют различную важность. Задачу определения важности элемента предлагается решать как комбинаторную, где искомый показатель определяет для каждого элемента число путей на графе, включающих данный элемент. Разработан алгоритм вычисления показателя важности элемента для путевого плана станции, учитывающий технологические ограничения выбора путей.

Для приближенных расчетов разработан метод дихотомического понижения весов дуг по путям ветвления на графе.

Приведенный показатель вычисляется по формуле:

где - показатель важности элемента для типа работы на станции (поездной или маневровой).

При проектировании системы управления одному элементу станции соответствует группа входов/выходов УСО. Тогда при нормировании интенсивности отказа в расчете учитываются все, связанные с ним компоненты, причем отказ любого из них следует рассматривать как отказ элемента. В общем случае использование элементов (блоков) в маршрутах соответствует последовательному соединению. Для случая экспоненциаль-

т

IX

СО

0)

ного распределения заданная интенсивность отказов для I -го элемента имеет вид:

где требуемая продолжительность работы системы; -требуемая продолжительность работы 1-го элемента за время работы системы, (0< й

N1 - число компонентов /—го элемента системы, - показатель важности элемента в системе;

Р - требуемая вероятность безотказной работы системы при заданной наработке

Вероятность безотказной работы 1-го элемента при требуемой наработке // имеет вид:

(3)

Разработанные методы позволяют распределить нормы интенсивности отказов для составных частей системы и обосновать техническую структуру на стадии проектирования. Проектирование комплекса технических средств управления и контроля (КТС УК) для системы ЭЦ-МПК показывает, что при таком подходе на средних станциях (20-50 стрелок) достигается снижение стоимости аппаратных средств от 30 до 60%.

В третьем разделе разрабатывается метод распределения функций в задачах управления между ОП и аппаратно-программным комплексом системы управления (АПК). По результатам анализа алгоритмов деятельности ОП осуществляется распределение функций на качественном уровне, ко-

гда формализованные вычислительные процедуры выполняются в АПК, а неформализуемые - возлагаются на человека.

Представление алгоритмов с использованием безусловных вероятностей выполнения логических условий и статистические данные затрат времени на выполнение отдельных блоков операторов позволяет использовать математический аппарат алгебры матриц для вычисления затрат времени на решение задачи, а также для расчетов изменения затрат времени при автоматизации информационного обеспечения и функций управления.

Алгоритм задачи описывается ациклическим графом , которому соответствуют матрицы затрат времени Т[М,1] и безусловных вероятностей выполнения логических условий Р[М, М]. Распределению функций между человеком-оператором и АПК соответствует матрица реализуемости функций (МРФ) Б[2, М]. Бе элементы равны

^ {о,ви/?оти«вкол< случае.'

где Т] -_/-й блок операторов, распределенный для выполнения персоналу -ф/.

В общем случае затраты времени ОП определяются по формуле:

(5)

где В[1,М]= ^(Р[1,М]У, причем в В[1,М] следует принять Р] 1=1.

1=1

Поскольку при автоматизации часть блоков реализуется АПК, следовательно затраты времени в матрице-строке Т[М,1] после введения вычислительных средств изменяются. Во-первых сократятся затраты времени на выполнение автоматизированных функций и, во-вторых, добавляются

^=В[1,М]Т[М,1]

затраты на считывание и обработку предъявляемых персоналу результатов:

(6)

Из полученного соотношения важен практический результат - при разработке новой техники следует стремиться не только исключить наиболее трудоемкие функции и операции, но и снизить затраты пользователя на взаимодействие с АПК. При этом сложность получения данных вследствие нерационального построения пользовательского интерфейса системы может не снизить затраты времени ОП, а иногда и повлечь увеличение его загрузки.

При проектировании системы на каждом уровне автоматизации при различном распределении функций достигается соответствующее изменение затрат времени. Предложенный метод дает количественную оценку качества распределения, показателем которого является сокращаемые затраты времени на выполнение задачи для соответствующего уровня автоматизации. Применительно к деятельности ОП в условиях автоматизации в формализованном виде задача распределения блоков операторов между техническими средствами и персоналом определяется следующим образом.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

Найти такое распределение функций между ОП и АПК при решении п технологических задач перевозочного процесса:

{7^Ф/},;=Л/я для V Ть М, п; 1ф,а},

которое обеспечивает наибольшее сокращение затрат времени персонала для данного этапа автоматизации

<з= В[1, М]Тр[М, 1]-> тт (7)

при ограничениях:

1. В системе не должно быть дублирования функций:

п я<гд=0;

где 8(01) и Б(Фграницы сферы влияния пользователя и технических средств соответственно.

2. Загрузка ОП не должна превышать допустимую норму:

Расширение зоны управления движением поездов на полигоне управления - суть централизации диспетчерского руководства из АДЦУ. Ее основой является реализация функций ДНЦ (прежде всего рутинных) компьютерными техническими средствами с целью возможности увеличения района управления. Расчеты загрузки диспетчеров на управление перевозочным процессом на полигоне управления являются основой для определения численности штата и распределения зон управления.

При недостаточной занятости ДНЦ (Й^ < к^0") в границы диспетчерского участка рекомендуется включить дополнительные станции. В случае превышения допустимой нормы необходимо провести органи-

зационные, технические мероприятия по сокращению затрат труда и пересмотреть границы участка. В условиях АДЦУ дополнительно необходимо обеспечить примерное равенство загрузки всех поездных диспетчеров, что технически легко реализуемо при использовании компьютерных систем

дц.

Для задачи распределения в АДЦУ границ диспетчерских участков полигон управления следует представить в виде орграфа. Его вершинами являются станции, обгонные пункты, разъезды -множество X. Вес вершин определяют затраты времени диспетчера на организацию технологического процесса по всем категориям поездов на станции. Дугам соединяющим вершины, соответствуют перегоны между станциями (множе-

ство и). Для дуг указываются направление и размеры движения. По этим параметрам с учетом удельных затрат времени ДНЦ определяется вес дуг, который соответствует затратам на взаимодействие с ДНЦ соседних участков по стыку, если граница будет находиться на этом перегоне.

Получаемый при этом мультиграф фактически отражает затраты времени на оперативное управление полигоном (дорогой, регионом) и по смыслу представляет собой «карту загрузки» полигона. Путем замены параллельных дуг между вершинами одной, вес которой равен сумме весов исходных дуг, он может быть преобразован в граф <0—(Х, СУ). Тогда наилучшему распределению зон управления полигоном между диспетчерами должна соответствовать такая декомпозиция графа О, при которой достигается минимум затрат на согласования (минимум внешних связей каждой из зон управления, т.е. весов дуг Су при разбиении, что соответствует максимуму завершенности технологических операций в подчинении одного диспетчера) при условии равномерной загрузки персонала (рис.2).

Рис.2

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

Требуется найти разрезание стеров подграфов <Ху>, для которых выполняются следующие условия:

т

т

Щ1)

г

Х={]Хк,Х,{]Х}=0,гФ]

(8)

¿=1

ЫМ< <БирМ, ММ < ^Су <эирМ (9)

г-1 /■

I Е -

Г=1 /=(+1

(10)

где М М,ЪМрМ- допустимые пределы изменений загрузки оперативных работников;

Л} - / и у зоны управления диспетчеров; у, и ^ - вершины подграфов зон управления г и) диспетчеров; Су _ веса дуг разреза между смежными зонами / и ] управления диспетчеров.

Таким образом, критерием минимизации предлагается использовать минимум затрат времени на согласование действий по стыкам при условии равномерной загрузки персонала, не превышающей допустимую норму. Первым этапом решения задачи является определение М. По условиям загрузки справедливо неравенство:

где сК0 - затраты времени каждого диспетчера на прием и сдачу дежурства, подготовительно-заключительные операции, а также на отдых и личные надобности;

(1 - количество диспетчеров.

Откуда расчетная численность персонала составит:

+ 720,

(И)

Полученное значение может иметь дробное значение, которое всегда округляется в сторону увеличения. Тогда общая численность:

г = М+1 при (¡¿и

г=й прис/еЛ^

где N ряд натуральных чисел.

Ограничения загрузки вычисляются выражениями:

(13)

где h - коэффициент допустимой неравномерности загрузки оперативного персонала, Й<1.

Результатом вычислений по формуле является нормирование загрузки оперативного персонала:

ЫМ^Т^йщМ (15)

Для решения поставленной задачи применим метод динамического программирования, который дает возможность нахождения минимального разбиения графа на основе локальной информации, получаемой при итерации. Разрезание на шаге порождается предшествующим, ым шагом путем добавления вершины к этому разрезанию с учетом весовых ограничений. Метод решения состоит в определении к каким кластерам, полученным на шаге, может быть добавлена вершина с номером так, чтобы в итоге был получен связный граф.

С целью исключения повторений возможных разрезаний, граф О ориентируется таким образом, чтобы исключить образование замкнутых контуров, следуя по его направлениям.

Каждое разрезание оценивается по величине разрезания г, под которым понимается сумма весов дуг, входящих в подграф, образованный вершинами смежных кластеров.

Частным случаем эффективного использования трудовых ресурсов в АДЦУ является переменная численность состава персонала, которая может быть изменена с учетом выраженной сезонной или суточной неравномерности объемов перевозочного процесса. При этом в зависимости от степени автоматизации и проектируемого разработчиками участия диспетчера в ОУДП сокращаемая часть затрат времени персонала в различных системах является разной. Выполненные расчеты для диспетчерских участков Санкт-Петербургского отделения НОД-3 при их оборудовании системой ДЦ-МПК показали снижение затрат в среднем на 35%, что обусловлено автоматизацией трансляции номеров поездов, построения графиков исполненного движения, а также повышения эффективности планирования вследствие расширения зоны контроля подхода поездов.

Решение задачи нормирования загрузки в общем виде не представляется возможным, поскольку в условиях возникновения нестандартных и аварийных ситуаций (случаев нарушений, вызывающих необходимость разработки нового плана или вариантного графика перевозочного процесса; «окон» для проведения ремонтных или восстановительных работ, вспомогательных и аварийных режимах) существует угроза, что персонал не справится с возросшим объемом задач.

В этой связи предлагается подход, основывающийся на расчете удельного динамического показателя загрузки диспетчера, который выполняется по ранее изложенному методу при возникновении НС.

Для решения задачи формируется «карта загрузки», учитывающая плановые объемы работы на основе «министерского» графика и нормативных показателей местной работы. Дополнительно веса вершин и дуг (соответственно ) корректируются с учетом выполнения ремонтно-строительных работ, возникновении неисправности подвижного состава, устройств и при других НС.

Такие расчеты могут выполняться руководством центра управления как заблаговременно, на предстоящий период с учетом плановых «окон», так и оперативно, при возникновении затруднений в зоне управления ДНЦ. В первом случае расчеты позволяют определить численность диспетчерского персонала с учетом сезонной и суточной неравномерности и рационально организовать сменную работу персонала. Во втором случае расчет выполняется для оценки необходимости привлечения помощника или перераспределения границ зон управления с учетом изменившейся схемы загрузки.

В четвертом разделе решены вопросы технической реализации средств централизации управления на участках. Рассмотрены функциональные структуры системы кодового управления на примере ДЦ-МПК, разработанной с участием автора. На уровне центра управления в ДЦ различают шесть основных функциональных подсистем: диалоговую; управления и контроля состояния объектов СЖАТ (система телемеханики в узком смысле слова по ГОСТ Р МЭК 870-1-1-93); моделирования, прогноза и отображения хода технологического процесса (включает график движения, поездную, вагонную и локомотивную модели); нормативно-справочной информации; самоконтроля и диагностики системы и оборудования; протоколирования работы системы.

Применение современных средств вычислительной техники на нынешнем этапе определяет стратегию совершенствования элементной базы

станционных систем железнодорожной автоматики и, в частности, КП диспетчерской централизации. Также более легко решаются вопросы обеспечения высоких показателей безотказности за счет резервирования устройств. Причем резервирование аппаратуры должно охватывать не только средства вычислительной техники (контроллер, чем обычно ограничиваются разработчики систем ДЦ), а все элементы КП, непосредственно обеспечивающие непрерывность перевозочного процесса (устройства сопряжения по контролю и управлению ЭЦ, каналы, каналообразующую аппаратуру, источники питания).

В современных системах ДЦ увеличен объем передаваемых ответственных команд, реализуемых по правилам построения безопасных схем. Применение программируемой элементной базы позволяет обеспечить существующие функции КП меньшими аппаратными средствами, а также достичь их значительного расширения. Применительно к решаемым задачам КП системы ДЦ-МПК, например, функция двукратного перевода стрелок не требует дополнительных реле для схем управления стрелками благодаря программной реализации алгоритма. Этот же подход, когда функция реализуется программной логикой, использован и для задач автоматической установки маршрутов - АУМ. Целесообразность сохранения этой задачи в новых системах ДЦ обусловлена не только назначением освобождения диспетчера от выполнения повторяющихся операций по установке маршрутов на раздельных пунктах, но и необходимостью обеспечения непрерывности движения поездов в случаях повреждений кодовой линии или устройств АДЦУ.

В разделе также разработаны методы решения поставленной задачи распределения зон управления. Ее особенность при концентрации управления в АДЦУ составляет одинаковый вес ребер внутри объединений вершин вследствие постоянства размеров движения по направлениям (напри-

мер, соответствующих последовательно расположенным промежуточным станциям). Адекватной моделью схемы для задачи декомпозиции является гиперграф. В соответствии с ним общая схема полигона состоит из блоков станций соответствующим своим ребрам на гиперграфе.

Задача компоновки зон управления формируется как задача разрезания гиперграфа Н(Х,и) на совокупность кусков Н^ХьЩ, 1еЬ где

Ь = \,Ьк и Ьц- число зон управления. Совокупность кусков В(Н1) называется разрезанием гиперграфа Н(Х, и), если:

(Ш1еВ(Н1ЖН1=0);1еЬ, (16)

О/НьНреЩНМЪпХ^а&Цпи^и^УЛреЬ, (17) и#, еЯ;/е1, (18)

где - множество ребер, попадающих в разрез между зонами и

Нр.

В качестве критерия разбиения полигона используется минимум весов межзонных соединений, тогда разрезание будет минимальным, если (ЧН,еВ(Н1))\ии1>р\=шп, 1,реЬ, р*1 (19)

при ранее отмечаемых технологических ограничениях: равенстве загрузки персонала в зонах и не превышении допустимой ее нормы.

Точное решение задачи в приведенной постановке возможно методом полного перебора. Однако для практического применения декомпозиции расширенных полигонов предложена модификация приближенного метода последовательного разрезания схемы гиперграфа.

Особенность распределения зон управления на станции состоит в возможности сокращения размеров графа «карты загрузки» за счет предложенных последовательных преобразований для формирования технологических районов управления. Это относится к технологически связанным

районам и тупиковым вершинам. Вершины представляющие собой несвязные районы, но географическое расположение которых допускает объединение в одну зону управления, соединяются дугами с нулевыми весами.

Как показывают практические расчеты, выполненные автором, при принятии окончательных решений по границам зон управления следует руководствоваться следующими рекомендациями.

Каждому дежурному следует поручать управление законченными технологическими операциями, например, одному из них передать управление пригородным и дальним движением, а другому - местной работой, включая прием и отправление грузовых поездов. На крупных пассажирских станциях тупикового типа при возможности выделения групп путей для дальних и пригородных поездов следует поручать одному из дежурных управление дальним пассажирским движением, а другому - пригородным, также при обосновании зон управления на станциях продольного и полупродольного типа следует учитывать, что наилучшие условия координации действий создаются, когда каждый поездной диспетчер все вопросы, связанные с приемом и отправлением поездов, решает с одним дежурным по станции. Изложенная методика использована при рабочем проектировании систем ЭЦ для обоснования зон управления ДСП.

В пятом разделе разработаны принципы формирования пользовательского интерфейса. Многообразие данных для индикации и ограниченные возможности экранов для размещения их условных изображений, определяют особенности проектирования аппарата управления и отображения в компьютерных системах. Основными принципами, которыми следует руководствоваться при этом, являются:

- использование многооконного интерфейса;

- формирование вложенной системы меню;

- разработка отдельных подменю для редких команд управления;

- вызов дополнительной информации через «горячие» клавиши (номера и подсветка положения стрелок, наименования рельсовых цепей, длина путей в условных вагонах и т.п.);

- индикация вспомогательной и диагностической информации только в случаях нарушений;

- совмещение, как правило, объекта управления и объекта контроля с привязкой к топологии станции.

К объектам, отображаемым на видеомониторах систем диспетчерской централизации, следует отнести:

- общие элементы отображения станции;

- элементы путевого плана станций и перегонов;

- другие объекты управления и контроля;

- условные знаки дополнительных видов информации.

Перечень условных графических изображений (УГИ) систематизирован по следующим основным правилам:

• основные общие принципы отображения УГИ (внешний вид, примеры вывода наименований или нумерации объектов, возможность телеуправления объектом в соответствующем режиме); основная индикация состояния контролируемого объекта; индикация, используемая для отображения других дополнительных видов информации (при наличии такой информации по объектам).

При проектировании интерфейса "человек-машина" с использованием УГИ в диссертации разработаны основные принципы организации диалога для формирования команд управления, в том числе ответственных.

В шестом разделе решены вопросы функционального сжатия дискретных данных и представления результатов телеизмерения. Протоколи-

руемыми оперативными данными описания технологического процесса перевозок являются:

• состояния дискретных объектов управления и контроля (положение стрелок, сигналов, рельсовых цепей и т.п.);

значения аналоговых величин параметров контролируемых сигналов (напряжений, токов, сопротивлений);

• текстовые сообщения (телеграммы, записи приказов и распоряжений, др.).

В первом случае для уменьшения объемов памяти осуществляется функциональное сжатие данных, когда в файл попадает только новая информация об изменениях в технологическом процессе. При создании очередного файла протоколов в начале каждого астрономического часа выполняется запись состояния всех дискретных объектов, а в последующем протоколируются только новые данные. Дополнительным мероприятием для сокращения хранящихся данных являются специальные правила проектирования таблиц занятия каналов телесигнализации (ТЗК):

• редко изменяющиеся объекты объединяются в одну группу ТЗК;

объекты, изменение состояния которых обусловлено передвижениями по станции, объединяются в одну группу ТЗК по географическому принципу.

При хранении текстовых записей в базе данных (БД), например, электронных журналов, целесообразно применение подхода, ориентированного на представление данных в виде отображающих объектов (00). Для соответствующей записи 00 представляет собой наименьшую логически неделимую единицу данных, которая описывается условием: 00 = <5/... и...Ц О, (20)

где 5/... 5,- - обозначение (индекс) типового штампа записи или его части (формулировка приказа и т.п.);

¿;.../<у - вводимые оператором данные о событии (номер поезда, номер стрелки, литер светофора, технологические обстоятельства, др.); .Р/ - фамилии причастных работников (ДНЦ, ДСП, и др.); момент времени.

Наиболее емкими для хранения являются данные значений аналоговых сигналов. Применение статических фактографических БД, когда осуществляется сбор и хранение информации, зафиксированной в определенные дискреты времени, в этом случае оказываются неэффективным. Динамические свойства сигналов могут отображаются временными рядами. В этом случае представление временного ряда состоит в переходе от статистического отображения данных к хранению тенденции следования событий на некотором временном отрезке [/„, /,] в виде функций:

где максимальная фактическая погрешность отображения; вес погрешности аппроксимации в момент допустимая погрешность аппроксимации; вид используемой функции, 0„ - множество (временной ряд) п информационных объектов ? - временной интервал (/ж< t < /*).

представляет собой кусочно-непрерывную функцию, состоящую из множества подфункций, упорядоченных по времени: =У Л,/=/,М

(21)

(22)

]

Выражение для вычисления подфункции зависит от общем случае включает временной фактор и коэффициенты при нем обусловленные временным рядом

Таким образом, отображение информации сводится к хранению не самих информационных объектов (измеренных значений по временным отсчетам на отрезке а коэффициентов функции

...ктф,),т < п. При таком подходе осуществляется сжатие данных в БД (коэффициент сжатия ксж=п/т), а информация на любой момент времени получается непосредственной подстановкой значений в функцию, т.е. вычислением по с ошибкой е, не превышающей наперед заданного ,

Для фиксации кратковременных выбросов, зафиксированных при измерениях для описания измеряемой величины, целесообразно представление значений в фактографической базе данных с их исключением в алгоритмах обработки при определении функций. Это связано с тем, что формирование функций для скачкообразного изменения контролируемого параметра в точке разрыва создает погрешность измерения до 17%. Предлагаемое сочетание обоих методов описания динамических данных позволяет получить адекватные зависимости переходных процессов коммутации, например, шунтирование рельсовой линии при движении легких подвижных единиц, сопровождающееся кратковременной потере шунта колесными парами.

Кроме того, минимизация числа коэффициентов при построении функций достигается контролем дискретных состояний объектов. Например, в моменты занятий/освобождений рельсовых цепей, которые контролируются по дискретным сигналам, осциллограммы уровней напряжений нормального режима и остаточное напряжение в шунтовом режиме изна-

чально определяют две отдельные функции и в общем случае исключают необходимость описания переходного процесса функциями более высокого порядка.

Преимуществами предложенного описания результатов телеизмерений являются не только минимизация ресурсов хранения данных, но также и возможность прогнозирования изменений путем построения экстраполя-ционных функций и тем самым своевременное обнаружение и упреждение возможных нарушений функционирования СЖАТ.

В результате исследования разработаны рекомендации по организации процесса администрирования функции протоколирования, в том числе при спорадическом и асинхронно-циклическом способе передачи данных в СЖАТ.

В седьмом разделе разработаны технические решения и изложены практические результаты по реализации принципов концентрации и централизации на примерах регионального центра диспетчерского управления, оборудованного ДЦ-МПК, и станционных систем на основе релейно-процессорной ЭЦ-МПК. Эффективность внедрения АДЦУ определяется как достоверностью обрабатываемой информации, так и полнотой охвата описания полигона управления в модели перевозочного процесса. Поэтому обязательным условием выполнения указанного требования является формирование информационной картины не только главных направлений, но и малодеятельных участков. Статус малодеятельных могут приобрести участки при падении размеров движения. В этом случае неоправданными становятся эксплуатационные расходы на содержание системы автоблокировки (АБ), где основные затраты приходятся на долю рельсовых цепей (РЦ). При модернизации таких участков взамен РЦ автоблокировки используются системы счета осей и выполняется переход на полуавтоматическую блокировку. Однако этот переход связан со значительными затратами по

изменению ЭЦ станций. В работе предложено организация на перегоне трех участков контроля: двух участков приближения к каждой из станций на основе РЦ и среднего участка, оборудуемого устройствами счета осей. Это фактически сохраняет принципы АБ с двумя блок/участками для каждого направления и позволяет:

выполнить модернизацию перегонных систем без изменений осигнализования на станциях;

сохранить принципы блокировки с традиционными зависимостями и функциями изменения направления действия АБ;

при необходимости восстановить с меньшими затратами АБ при росте размеров движения.

Разработаны принципы централизации и концентрации оперативного управления на станциях. Существующую структуру организации оперативной работы станции следует пересмотреть при использовании гибких компьютерных технологий. При этом схему оперативного командования для новых систем следует разрабатывать на основе расчета загрузки агентов управления с учетом главного принципа - обеспечения возможности наиболее предпочтительного, в технологическом отношении, размещения персонала станции без необходимости традиционно жесткой привязки рабочего места и аппаратных средств релейных ЭЦ.

Разработанные с участием автора системы компьютерного управления исполнительными схемами и устройствами ЭЦ реализуют функции современных компьютерных систем при обеспечении традиционных подходов соблюдения условий безопасности на схемотехнике реле 1 класса. Гибкость, достигаемая программными средствами, позволяет реализовать предложенные технологические схемы централизации оперативного управления соседними станциями.

Показано, что сокращение релейной части в РПЦ достигается: возможностью реализации более сложных алгоритмов управления выходными устройствами, исключением релейных повторителей и выполнением функций автоматизации компьютерными средствами. Тренд сокращения реле в ЭЦ при использовании вычислительных средств показал возможность достижения удельного показателя 35-40 реле на стрелку для систем РПЦ при обеспечении функциональности современных релейных аналогов и полный отказ от реле в МПЦ за счет использования современной элементной базы электронных компонентов.

Предложено для исключения преждевременного размыкания секций маршрута дополнение контроля последовательности занятия и освобождения секций (реализуемых программными и/или аппаратными средствами) программным логическим контролем регламента проследования.

В восьмом разделе произведен анализ деятельности ДЦХ в нормальном режиме и при НС и изложены принципы построения КАС ДУ. Она представляет собой систему, обеспечивающую централизованное диспетчерское управление следующими устройствами на станциях линии метрополитена: электрической централизацией стрелок и сигналов, электроснабжения, эскалаторами и электромеханическими устройствами.

В диссертации на примере функции автоведения рассмотрены вопросы интеграции в систему управления ранее разрозненных задач. Недостатком используемых систем автоведения является относительная их автономность. Интеграция этой функции в составе КАС ДУ позволяет расширить ее эффективность дополнением системой идентификации и возможностью получения данных о реальном ходе перевозочного процесса от напольных устройств. Непрерывный контроль динамики перевозочного процесса в КАС ДУ исключает противоречия в системах СЦБ и автоведения.

При этом, в дополнение к применяемым способам регулирования при значительных сбоях в графике движения поездов, предлагается переход на равноинтервальную организацию движения поездов. Она предполагает: все составы при помощи введения компенсационного шага распределяются по линии или части линии (до станции с путевым развитием) и движутся друг относительно друга на одинаковых временных интервалах. При этом сохраняется возможность регулирования скорости движения посредством управления режимом тяги по каналу автоведения.

В девятом разделе рассмотрены вопросы технико-экономической эффективности внедрения систем концентрации и централизации. Выполнен анализ структуры капитальных вложений при внедрении систем и определены источники экономической эффективности. При этом практические вычисления технико-экономической эффективности внедрения компьютерных диспетчерских систем показывают наибольшую целесообразность систем с дополнением кодового управления станциями участка.

заключение

В диссертационной работе поставлена и решена проблема совершенствования оперативного управления на основе применения современных вычислительных средств СЖАТ при концентрации и централизации.

В результате проведенных исследований в диссертации получены следующие основные результаты:

1. На основе анализа достигнутого уровня автоматизации оперативного управления на железных дорогах определены направления совершенствования СЖАТ и обоснована кибернетическая структура для перспективных систем автоматизации на основе вычислительной техники.

2. Разработан новый метод нормирования показателей надежности структура СЖАТ, учитывающий топологию путевого развития и эксплуатационные особенности полигона.

3. Систематизированы виды информации, отображаемые в системах оперативного управления. Определены принципы формирования пользовательского интерфейса для компьютерных систем диспетчерской и электрической централизации, а также диспетчерского контроля. Разработаны принципы организации взаимодействия персонала с техническими средствами компьютерных систем оперативного управления.

4. Разработана методика распределения функций в контуре «человек-машина» между техническими средствами и оператором, основывающаяся на расчете затрат времени оперативного персонала для управления технологическим процессом в контуре эргатической системы.

5. Получена аналитическая зависимость, позволяющая по небольшому числу наблюдений длительности выполнения блоков операторов алгоритма вычислить минимальное число статистических данных птьф гарантирующих получение заданной ширины доверительного интервала оценки м.о., что уменьшает объем исследований. Доказано, что при сборе статистических данных определяющим является коэффициент вариации, вычисление которого позволяет определить П тьф

6. На основе представления полигона управления в виде орграфа разработана методика его декомпозиции на кластеры, соответствующие зонам управления оперативного персонала с учетом технического оснащения участка. При этом критерием минимизации предложено использовать минимум затрат времени на согласование действий при условии равномерной загрузки персонала, не превышающей допустимую норму.

7. Предложен комплекс новых моделей и методов решения задачи распределения функций и границ зон управления оперативного персо-

нала в условиях применения компьютерных СЖАТ. Для задач обоснования границ зон централизации доказана адекватность модели в виде гиперграфа для описания крупных полигонов управления в АДЦУ.

8. Разработаны принципы интеграции различных подсистем на основе общей иерархической информационной базы в единую структуру диспетчерского управления, составившие основу комплексной автоматизированной системы диспетчерского управления линией метрополитена -КАСДУ.

9. Определены требования по обоснованию вида управления станциями, маршрутизации и границ зон централизации. Разработаны технологические схемы концентрации и централизации оперативного управления.

10. Разработаны техническая и функциональная структуры релей-но-процессорной систем электрической централизации. Разработана рациональная техническая структура РПЦ с учетом минимизации доли реле в схемотехнике ЭЦ, а также принципы увязки вычислительных комплексов с релейными схемами ЭЦ для станций и маневровых районов.

11. Для задач протоколирования функционирования систем, поездной ситуации и действий персонала разработаны принципы минимизации хранения дискретных данных и технология хранения и архивации с учетом действующих требований. При применении разработанных методов сокращение размеров файлов протоколирования составляет 70-85%.

12. Для хранения и анализа результатов телеизмерений в задачах диагностики рельсовых цепей, напряжений фаз фидеров, напряжения батареи, сопротивления изоляции предложена математическая обработка данных в ОЗУ с построением функций контролируемого процесса и последующей записью в базу данных коэффициентов функций. Разработаны

принципы администрирования и функциональная структура задачи протоколирования.

Материалы диссертации использованы автором при написании учебников и учебных пособий для вузов железнодорожного транспорта, вошли в учебные программы и используются при чтении лекций по дисциплинам: «Эксплуатационные основы автоматики и телемеханики», «Станционные системы автоматики и телемеханики», «Диспетчерская централизация» во всех вузах железнодорожного транспорта, С участием автора для шести вузов разработаны методические материалы и поставлены лабораторные работы для изучения компьютерных систем РПЦ, МПЦ и ДЦ-МПК.

Разработанные в диссертации методы и рекомендации использованы Департаментами «Управления перевозками» и «Автоматики и телемеханики» ОАО «РЖД», железными дорогами России и в СНГ, в четырнадцати проектных институтах. Общий подтвержденный годовой экономический эффект в действующих ценах составил более 260 млн. руб.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Книги, монографии, брошюры

1. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Осипов ЮЗ. и др. Автоматизация диспетчерского управления движением поездов. // Ж.-д транспорт Сер."Сигнализация и связь". ЭИ/ЦНИИТЭИМПС, 1998.-Вып.1. -52с.

2. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Осипов Ю.В. Система диспетчерской централизации на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров. //Ж.-д транспорт Сер."Сигнализация и связь". ЭИ / ЦНИИТЭИ МПС, 1998.-Вып.2 и 3. -35с.

3. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Микропроцессорные централизации стрелок и сигналов // Ж.-д транспорт Сер. "Электрофикация. Автоматика и связь. АСУ". ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС, 1999.-Вып.2. -40с.

4. Сапожников В.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Концентрация и централизация оперативного управления движением поездов. М.Транспорт, 2002.102с.

5. Гавзов Д.В., Дрейман О.К., Кононов В.А., Никитин А.Б. Системы диспетчерской централизации. -М.: Маршрут, 2002. -407 с.

6. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Бушуев СВ., Гундырев К.В. Принципы построения и функционирования системы ЭЦ-МПК. -Екатеринбург, УрГУПС, 2002. -68с.

7. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Никитин А.Б. и др. Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт, т.2. -СПб.: «Выбор», 2003. -448с.

8. Кононов В.А., Лыков А.А., Никитин А.Б. Основы проектирования электрической централизации промежуточных станций. -М.: Маршрут, 2003.-316с.

Нормативные документы

1. Кокурин И.М., Никитин А.Б. Нормативы затрат труда поездных диспетчеров отделений железных дорог. //Сб. Проектного и внедренческого центра организации труда МПС. - М.:МПС, 1992. -24с.

2. Кокурин И.М., Никитин А.Б., Сапунов Н.А. и др. Методические указания по расчету численности работников железнодорожных станций, занятых приемом, отправлением поездов, маневровой работой и обработкой составов. //Сб. Проектного и внедренческого центра организации труда МПС. -М.:МПС, 1994. -89с.

3. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. и др. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы доказательства безопасности систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. // ОСТ 32.41-95. -СПб, 1995. -26 с.

4. Никитин А.Б. Нормативы времени на операции, выполняемые работниками железнодорожных станций по информационному обеспечению. Утв.3ам. ЦД МПС В.А.Горбуновым 10.01.96. -М.:МПС РФ, 1996. -28с.

5. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Рекомендации по учету влияния человеческого фактора на безопасность при разработке и проектировании систем железнодорожной автоматики и телемеханики// РТМ 32 ЦШ 1115842.04-97. -СПб, 1997. -14 с.

6. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Талалаев В.И. и др. Эксплуатационно-технические требования к системам ДЦ // ОСТ 32.112-98. -М.: МПС РФ, 1998.-30С.

7. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Талалаев В.И. и др. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Условные графические изображения и индикация. // ОСТ 32.111-98. -М.: МПС РФ, 1998. -36с.

8. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Талалаев В.И. и др. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Порядок допуска систем диспетчерской централизации к эксплуатационным и приемочным испытаниям. //МУ 32.1115842.02-00. -С.-Пб, 2000. -31с.

9. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Наседкин О.А., Котельников Д.М., Бушу-ев СВ. Эксплуатационно-технические требования к системам диспетчерской централизации// Памятка ОСЖД Р-820. -Варшава: ОСЖД. 2000г.-26с.

10. Гавзов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Никитин А.Б., Наседкин О.А., Белишкина Т.А. Количественные требования и средства контроля обеспечения безопасности систем и устройств СЦБ // Памятка ОСЖД Р-807. - Варшава: ОСЖД, 2000г.-13 с.

11. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Баранова О.А., Идуков А.Ю. Условные обозначения на устройствах отображения информации для компьютерных систем СЦБ // Памятка ОСЖД Р-808. -Варшава: ОСЖД, 2001г.-35 с.

12. Гавзов Д.В., Кондратенко Л.Ф., Наседкин О.А., Никитин А.Б., Белишкина Т.А., Руденко В.М. Приводы стрелочные электромеханические. Нормы безопасности: Нормы безопасности на железнодорожном транспорте, НБ ЖТ ЦШ 082-2003. -М.: МПС России, 2003. -9с.

13. Гавзов Д.В., Наседкин О.А., Никитин А.Б. Общие указания по разработке схем для устройств СЦБ. // Памятка ОСЖД Р-801. - Варшава: ОСЖД, 2003г.-14с.

Статьи в журналах

1. Кокурин И.М., Никитин А.Б. Пути совершенствования системы элект-рической централизации. // Автоматика,телемеханика и связь. 1989. -Ш.С.2-6

2. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Автоматизированные системы диспетчерского управления движением поездов. // Транспорт: наука, техника, управление: Сборник обзорной информации ВИНИТИ.- МЛ993.- Вып.2. С.2-12.

3. Саенко Н.Н., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Автоматизация диспетчерского управления перевозочным процессом. // Автоматика, телемеханика и связь.-1995.-Ш.-С.9-11.

4. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Павлов Г.С. и др. Компьютерная система диспетчерского управления движением поездов на линии метрополитена// Инженер путей сообщений. -1997.- №.-С.28-33.

5. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Ворончихин Ю.И. и др. Компьютерная система диспетчерской централизации для линий Петербургского метрополитена// Автоматика, телемеханика и связь. -1997.- N8 -С. 19-23.

6. Талалаев В.И., Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Павлов А.С. Концентрация диспетчерского управления// Железнодорожный транспорт.-1997.-N9.-С.30-34.

7. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Новая система диспетчерской централизации. // Железнодорожный транс-порт.-1998.-Ш .-С. 15-21.

8. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Условные графические изображения и индикация в компьютерных системах управления движением поездов. //Автоматика, связь и вычислительная техника.-1998. - N8. -С.38-40.

9. Саенко Н.Н., Ершов П.Н., Павлов А.С., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Опыт эксплуатации регионального центра диспетчерского управления //Автоматика, связь информатика.-2000.-№. -С.27-30.

10. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Релейно-процессорная централизация ЭЦ-МПК. //Автоматика связь, информатика. -2002. №4.-С.12-15.

11 .Nikitin A.B., Nassedkin O.A., Komin N.D. Tendenzen der Stellwerksentwicklung in Russland. // Signal+Draht. november 2003. -Nl 1. -P.20-24.

12. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Паус Е.М. Компьютерное управление ЭЦ маневровых районов станций. // Автоматика связь, информатика. -2004. -№9.-С.9-12.

Статьи в сборниках трудов институтов

1. Никитин А.Б. К вопросу изменения структуры частотно-диспетчерского контроля. //Автоматика и вычислительная техника на железнодорожном транспорте: Сб.науч.тр. ЛИИЖТа.- Л.:ЛИИЖТ,1986. -С.76-79.

2. Кокурин И.М., Никитин А.Б. Методика определения эффективности автоматизации информационного обеспечения и функций управления дежурных по станциям в условиях неравномерности движения поездов // Проблемы повышения качества информации: Межвуз.сб.науч.трудов МИ-ИТа,-М.:МИИТ, 1988.-Вып.808.-С.41-42.

3. Никитин А.Б. Эффективность применения современных технических средств автоматизации управления движением поездов на станциях // Применение современных технических средств автоматики и вычислительной техники в системах управления перевозочным процессом: Сб.науч.трудов ЛИИЖТа ,-Л.:ЛИИЖТ, 1988. - С. 19-23.

4. Никитин А.Б. Оценка стоимости потерь в перевозочном процессе при неоптимальных действиях дежурных по станциям в условиях неравномерности движения поездов. М.,1988.-47с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 1988, N4636.

5. Никитин А.Б., Тевзадзе З.С., Гоцадзе М.А. Распределение зон управления железнодорожного оперативного персонала. // Рост пропускной способности железнодорожного транспорта: Сб.науч.тр. Грузинского технического университета.- Тбилиси, 1990.- N7(363). -С.10-15.

6. Никитин А.Б. Инженерные методы определения загрузки оперативного персонала станций в задачах проектирования микропроцессорных

систем централизации стрелок и сигналов // Микропроцессорные системы на ж.д.транспорте: Сб. науч.трудов ЛИИЖТа.-Л.:ЛИИЖТ, 1991г. -С.73-77.

7. Сапожников В.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Компьютерные системы диспетчерского управления движением поездов. // Управление в транспортных системах: Сб. науч. трудов. Под ред. акад. РАН АСБутова/ -С.-Пб.: Гос. Унив.водных коммуникаций, 1995. -С. 17-27

8. Никитин А.Б., Наседкин ОА, Рязанцев АА, Вышлов А.В. Технология передачи ответственных команд в телемеханических системах железнодорожной автоматики. // Автоматика и телемеханика на железных дорогах. Новая техника и новые технологии : Сб. науч. трудов 111У ПС. -СПб.: ПГУПС, 1999.-С.27-33.

9. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Проблемы создания автоматизированных диспетчерских центров управления движением поездов//Автоматика и телемеханика на железных дорогах. Техническая эксплуатация и сертификация: Сб. науч. трудов ПТУ ПС. - СПб.: ПГУПС. -2000г. -С.97-102.

10. Никитин А.Б. Структурный анализ данных протоколирования в системах оперативного управления движением поездов// Вестник ПГУ ПС-СПб.: ПГУПС, 2003. - Вып.1.-С.33-35.

П.Никитин А.Б. Администрирование протоколирования в системах оперативного управления движением поездов. // Вестник ПГУ ПС. - СПб.: ПГУПС, 2003.- Вып.1. -С.36-39.

12. Никитин А. Б. Отображение оперативных данных перевозочного процесса в компьютерных системах железнодорожной автоматики и телемеханики// Вестник ПГУ ПС. -СПб.: ПГУПС, 2ООЗ.-Вып.1.-С.39-41.

13. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Валиев Р.Ш., Комаров В.В. Система автоматической идентификации подвижных единиц. // Конструирование, сертификация и техническая диагностика устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики: Сб. науч. трудов ПГУ ПС.-С.Пб.: ПГУ ПС, 2003г. -С29-34.

14. Никитин А.Б. Автоматизация оперативного управления на станциях диспетчерского управления. // Конструирование, сертификация и техническая диагностика устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики: Сб. научлрудов ПТУ ПС. -С.-Пб.: ПТУ ПС, 2003г. -С.99-106.

15. Никитин А.Б., Ракчеев СВ., Паус Е.М., Астапов А.Ю. Конструирование комплекса технических средств управления и контроля для задач автоматизации на станциях. // Конструирование, сертификация и техническая диагностика устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики: Сб. науч. трудов ПГУ ПС. -СПб.: ПТУ ПС, 2003г. -С.29-34.

16. Кондратенко Л.Ф., Никитин А.Б., Блескин МА Тенденции развития релейных систем электрической централизации. // Разработка и эксплуатация новых устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики: Сб. науч. трудов ПГУ ПС -С.-Пб.: ПТУ ПС, 2004г. -С.56-59.

Доклады и тезисы докладов на симпозиумах и конференциях

1. Никитин А.Б. Новая структура микропроцессорной централизации. // Ускорению научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте - энергию и творчество молодежи: Тез. докладов Всесоюзной научно-технической конференции. 24-25 сентября 1986, Москва, ВНИИЖТ-С.72-73.

2. Никитин А.Б. Совместимость микропроцессорной централизации стрелок и сигналов с путевыми устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики. // Достижения радиоэлектроники и автоматики прогрессу производства и научных исследований: Тез. док. региональной научно-технической конференции. 14-16 апреля 1987, Свердловск, УПИ . -С.74-75.

3. Никитин А.Б. Оценка загрузки дежурных постов электрической централизации.// Роль молодых ученых и специалистов в ускорении научно - технического прогресса на транспорте: Тез. докладов научно-технической конференции. 8-9 декабря 1987.- Свердловск, 1987.—С.25-26.

4. Кокурин И.М., Никитин А.Б. Пути совершенствования электрической централизации. // Проблемы повышения надежности и безопасности технических средств ж.д.транспорта: Тез. док. Второй Международной научно-практической конф. 7-9 июня 1988, Москва, ВЗИИТ-С.135-137.

5. Никитин А.Б., Петренко ВА, Тевзадзе З.С. Анализ информационных систем представления номеров поездов // Качество информации: Тез.докл. 3-й Всероссийской (с участием стран СНГ) конференции. 21-23 октября 1992 Москва, РОИВТ.- С.34.

6. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Саенко Н.Н., Гришенок В.И., Павлов А.С. Концентрация и автоматизация диспетчерского управления Октябрьской ж.д. //Проблемы железнодорожного транспорта решают ученые: Тез.док.науч.- практ.конф. 2-3 октября 1994, СПб. С.56-57.

7. Никитин А.Б., Гавзов Д.В. Степанов В.В. Самонина Е.В. Система автоматизированной выдачи предупреждений машинистам отправляющихся поездов. //Проблемы железнодорожного транспорта решают ученые: Тез.док. науч.- практ.конф. 2-3 октября 1994, С-Пб.:1994. -С.64-65.

8. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Автоматизированные центры диспетчерского управления движения поездов// Современные транспортные техно-логии-96: Сб. докладов Первого международного симпозиума, 15-16 мая 1996, СПб.-С.43-49.

9. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Система диспетчерской централизации на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров ДЦ-МПК. //Перспективные средства телемеханизации метрополитенов: Тез.док. научно-технического совещания 23-24 мая 1996, Москва, ХА «Метро», 1996. -С.14-17.

10. Никитин А.Б. Концентрация и централизация диспетчерского управления движением поездов. // Управление и информационные технологии на транспорте: Тез.док. Междунар. научно-технич.конференции "Транс-ком"". 14-16 окт. 1997г., СП6.-С.45-47.

11. Елкин И.Н., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Опыт внедрения и эксплуатации системы ДЦ-МПК на линии 4.//Повышение эксплуатационной надежности систем и устройств АТДП и связи: Доклад в материалах отраслевого совещания руководителей и специалистов служб сигнализации и связи метрополитенов. 19-20 ноября 1997г., Нижний Новгород. -6 с.

12. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Михалев Н.К. Комплксная автоматизированная система диспетчерского управления (КАС ДУ) работой линии метрополитена. // Повышение эксплуатационной надежности систем и устройств АТДП и связи: Доклад в материалах отраслевого совещания руководителей и специалистов служб сигнализации и связи метрополитенов. 19-20 ноября 1997г., Нижний Новгород. -6 с.

13. Сапожников В.В., Сапожников В.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Крафт Я.С. Опыт внедрения и технико-экономическая эффективность современных средств диспетчеризации на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров// Ресурсосберегающие технологии и технические средства на Октябрьской ж.д.: Тез.док. науч.-практ.конф. 18-19 марта 1999,СПб.-С.214-216.

14. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Воронин СЮ. и др. Семейство компьютерных систем электрической централизации на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров РПЦ ЭЦ-МПК и МПЦ-МПК.//Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте. ТрансЖАТ-2004.: Тез. докладов Первой международной научно-практической конференции. 8-11 июля 2004г., СП6.-С.20-21.

Подписано к печати 14.02.05r. Печл.-3,0

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1\16

Тираж НТО экз. Заказ № А0&.______

СР ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9

Of. 22

(Щ

2 г № 2585

введение.:.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Технология и структура организации оперативного управления движением поездов.

1.2. Тенденции совершенствования управления на отечественных железных дорогах.

1.3. Обзор зарубежного опыта создания систем управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте.

Выводы и постановка задачи исследования.

2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ.

2.1 Кибернетические структуры систем оперативного управления движением поездов.

2.2 Режимы и информационные модели управления.

2.3 Анализ информационных потоков и взаимодействие оперативного персонала при централизации и концентрации управления

2.4 Исследование надежности технических структур систем оперативного управления.

2.5 Выводы.

3. АНАЛИЗ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТИВНОГО ПЕРСОНАЛА ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ.

3.1 Алгоритмизация деятельности оперативного персонала.

3.2 Формализация распределения функций управления по обеспечению перевозочного процесса в системе человек-машина.

3.3 Расчет затрат времени оперативного персонала при автоматизации функций управления.

3.4 Распределение зон управления в условиях диспетчерских центров. ^

3.5 Выводы.

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИГОНОМ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.

4.1 Функциональная структура ПУ системы управления при диспетчерской централизации.

4.2 Автоматизация функций управления на КП станций.

4.3 Методы расчета границ диспетчерских участков центров управления , . .-4.4 Распределение зон и функций оперативного персонала станций при централизации управления.

4.5 Выводы.

5. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА В КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМАХ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ.

5.1 Проектирование интерфейса взаимодействия пользователя.

5.2 Условные графические изображения.

5.3 Рекомендации по организации взаимодействия персонала с техническими средствами компьютерных систем управления.

5.4 Информационная поддержка оперативного персонала.

5.5 Выводы.:.

6. ПРОТОКОЛИРОВАНИЕ И АРХИВАЦИЯ СОБЫТИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

6.1 Обзор существующих подходов.

6.2 Структурный анализ данных протоколирования.

6.3 Динамическое отображение оперативных данных.

6.4 Множественно-функциональные процедуры сжатия данных протоколирования на основе Г-функций.

6.5 Администрирование протоколирования.

6.6 Выводы.

7. ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ КОНЦЕНТРАЦИИ И ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ - - - - - -------- ^

7.1 Основные положения.

7.2 Концентрация диспетчерского управления на железных дорогах (на примере региона Санкт-Петербургского отделения).

7.3 Особенности функционирования ДЦ на малодеятельных участках .- Z

7.4 Автоматизация управления станционными процессами в системе ЭЦ-МПК.Г.

7.5 Концентрация и централизация управления на станциях.

7.6 Выводы.

8. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА НА МЕТРОПОЛИТЕНАХ.

8.1 Современное состояние вопроса.

8.2' Содержание труда оперативного персонала управления движением поездов на линии метрополитена.

8.3 Комплексная автоматизированная система диспетчерского управления линией метрополитена.

8.4 Автоматизация регулирования движения поездов.

9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ И КОНЦЕНТРАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ.

9.1 Эффективность внедрения систем диспетчерской централизации и диспетчерского контроля.

9.2 Анализ капитальных вложений и эксплуатационных расходов при компьютерном управлении устройствами станции.

9.3 Результаты внедрения и экономическая эффективность выполненных исследований.

9.4 Выводы.

Использование на железнодорожном транспорте вычислительных средств в системах железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ), обеспечивающих оперативное управление движением поездов (ОУДП), определяет их как автоматизированные системы управлении (АСУ). Нынешний этап динамичного развития СЖАТ в части оперативного управления движением поездов обусловлен следующими условиями:

• общей мировой тенденцией перехода на новую элементную базу на основе программируемых средств вычислительной техники;

• необходимостью массового обновления эксплуатируемых СЖАТ по причине выработки ими ресурса;

• современными требованиями использования СЖАТ с расширенными функциональными возможностями с более совершенными принципами управления и контроля.

Предпосылками создания компьютерных СЖАТ ОУДП явились не только достигнутый в промышленности уровень аппаратной и программной платформы, но и научные исследования, проводимые специалистами и учеными отрасли.

Системные вопросы принципов создания и внедрения автоматизированных систем отражены в трудах Дреймана O.K., Баранова Л.А., Культина В.Б., Грунтова П.С., Былинского Ю.В., Василенко М.Н., Тулупова Л.П., Буя-нова В.А. и других авторов.

Вопросам разработки технологического обеспечения систем ОУДП посвящены работы Кудрявцева В.А., Дьякова Ю.В., Осьминина А.Т., Трошева Г.М, Угрюмова А.К., Бадаха В.И. и других авторов.

Совместно с этими задачами осуществляется поиск эффективных решений по автоматизации и совершенствованию информационного обеспечения, который нашел отражение в трудах Б.А Завьялова, И.М.Кокурина, Н.А.Сапунова, В.Н.Иванченко, Д.В.Шалягина,.

Решающее значение при создании СЖАТ приобретают вопросы безопасности и эффективности функционирования. Этим проблемам посвящены работы отечественных ученых: В.В.Сапожникова, Вл.В.Сапожникова, Ю.М.Лисенкова, В.И.Шаманова, Н.Ф.Пенкина, Д.В.Гавзова, И.В.Белякова, В.Ю.Ефимова, Ю.А.Кравцова, Культина В.Б., зарубежных авторов К.Пирика, В.Феннера, Й.Тринкауфа, Х.Христова, М.Фишера и других.

Вместе с тем, практическая реализация и широкое внедрение микропроцессоров и микроЭВМ в системах СЖАТ ставят задачи создания новых методов и средств их наиболее эффективного функционирования, рационального использования трудовых ресурсов и капитальных вложений, дополнительно требуют решения вопросы взаимодействия с техническими средствами оперативного персонала, обоснования архитектуры системы и ее информационных связей. Их комплексное совместное решение обеспечивает повышение эффективности ОУДП на принципах концентрации и централизации. Понятия концентрации и централизации различаются.

Определение 1. Концентрация ОУДП — это объединение оперативного персонала и агрегирование его технических средств телемеханики для управления полигоном с поста электрической централизации, опорного центра или АДЦУ.

Определение 2. Централизация ОУДП — это интеграция процесса управления, подразумевающая расширение командных функций, сосредоточенных в руках одного оперативного работника на выделенных, технологически обоснованных зонах (направлениях) путем поглощения детерминированных участков управления.

В задачах диспетчеризации концентрация выступает как средство достижения централизации, которая является целью создания АДЦУ. В этом случае централизация предоставляет гибкий механизм новой технологии управления.

Целью диссертации является разработка и практическая проверка методов и средств автоматизации на базе вычислительной техники в условиях концентрации и централизации оперативного управления движением поездов.

Основными задачами исследования являются:

1. Анализ тенденций развития средств и структур автоматизации управления. Обоснование архитектуры кибернетической системы ОУДП, разработка принципов интеграции различных подсистем в единую структуру диспетчерского управления.

2. Исследование содержания труда оперативного персонала (ОП) в условиях централизации управления на основе микропроцессорных СЖАТ. Разработка методов обоснования уровня централизации и эффективности автоматизации.

3. Разработка принципов и нормативной базы проектирования пользовательского интерфейса в эргатической компьютерной системе ОУДП.

4. Разработка методических основ совершенствования функций автоматизации управления и информационного обеспечения ОП, разработка эффективных алгоритмов функционирования компьютерных СЖАТ.

5. Разработка новых СЖАТ на основе программируемой элементной базы с применением полученных в диссертации результатов. Диссертационная работа выполнена в рамках «Концепции развития средств железнодорожной автоматики», одобренной Президиумом Научно-технического совета МПС в октябре 1998г. и утвержденной 29.12.98 МПС РФ, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проводимых по приказам Министерства путей сообщения: «Система отраслевых нормативных документов «Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики)^ 1991-1996г.г.); «Системы железнодорожной автоматики и телемеханики» (1998-2000г.г.)»; «Система диспетчерской централизации на микропроцессорной элементной базе»; «Система релейно-процессорной электрической централизации». В соответствии с «Программой обновления и развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики на период 2000-2004г.г.» при участии и под руководством автора проводились работы по внедрению на сети железных дорог систем диспетчерской и электрической централизаций на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров ДЦ-МПК и ЭЦ-МПК.

В диссертационной работе получены и защищаются новые научные и практические результаты и основные положения:

• Методы и принципы построения интерфейса взаимодействия персонала в эргатической системе оперативного управления движением поездов;

• Методы обоснования централизации оперативного управления на станциях и участках полигона железных дорог;

• Способы и средства повышения эффективности передачи, обработки и хранения динамических данных информационного обеспечения СЖАТ;

• Методика эффективности автоматизации информационного обеспечения оперативного персонала на основе оценки сокращаемых потерь в движении с учетом неравномерностей перевозочного процесса;

• Новые СЖАТ на программируемой элементной базе, разработанные с применением полученных в диссертации результатов.

9.4 Выводы

1. Составленные структуры капитальных вложений и эксплуатационных расходов позволили обосновать источники экономической эффективности по составляющим затрат. Ввиду того, что капитальные вложения при строительстве компьютерных систем соизмеримы, а в отдельных случаях превышают затраты на традиционные СЖАТ использование новых систем управления без расширения функциональных возможностей экономически необоснованно.

2. Показано, что одной из важных составляющей технико-экономической эффективности компьютерных ЭЦ является сокращение затрат на строительство зданий, стоимость которых составляет в среднем около 30% от общей по проекту. Поэтому более низкие массогабаритные показатели РПЦ и МПЦ по сравнению с релейными системами являются предпосылкой выбора новых СЖАТ не только для нового строительства, но и при модернизации устаревшего оборудования ЭЦ на площадях существующих постов.

3. При создании центров управления с учетом разработанных обоснований следует максимально использовать системы ТУ-ТС-ТИ. В отличие от ДК реализация функции управления обеспечивает максимальную технико-экономическую эффективность, тогда как дополнительные капитальные вложения для нее составляют менее 30%.

4. Подтвержденный актами годовой экономический эффект в расчете на одну централизованную стрелку при внедрении разработок составляет 65 тыс.руб. для системы ЭЦ-МПК и 46 тыс.руб. для ДЦ-МПК. Общий подтвержденный годовой экономический эффект в действующих ценах составил более 260 млн. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе поставлена и решена проблема совершенствования оперативного управления на основе применения современных вычислительных средств СЖАТ при концентрации и централизации.

В результате проведенных исследований в диссертации получены следующие основные результаты:

1. На основе анализа достигнутого уровня автоматизации оперативного управления на железных дорогах определены направления совершенствования СЖАТ и обоснована кибернетическая структура для перспективных систем автоматизации на основе вычислительной техники.

2. Разработан новый метод нормирования показателей надежности структуры СЖАТ, учитывающий топологию путевого развития и эксплуатационные особенности полигона.

3. Систематизированы виды информации, отображаемые в системах оперативного управления. Определены принципы формирования пользовательского интерфейса для компьютерных систем диспетчерской и электрической централизаций, а также диспетчерского контроля. Разработаны принципы организации взаимодействия персонала с техническими средствами компьютерных систем оперативного управления. 4. Разработана методика распределения функций в контуре «человек-машина» между техническими средствами и оператором, основывающаяся на расчете затрат времени оперативного персонала для управления технологическим процессом в контуре эргатической системы.

5. Получена аналитическая зависимость, позволяющая по небольшому числу наблюдений длительности выполнения блоков операторов алгоритма вычислить минимальное число статистических данных nmmf, гарантирующих получение заданной ширины доверительного интервала оценки м.о., что уменьшает объем исследований. Доказано, что при сборе статистических данных определяющим является коэффициент вариации, вычисление которого позволяет определить п minf.

6. На основе представления полигона управления в виде орграфа разработана методика его декомпозиции на кластеры, соответствующие зонам управления оперативного персонала с учетом технического оснащения участка. При этом критерием минимизации предложено использовать минимум затрат времени на согласование действий при условии равномерной загрузки персонала, не превышающей допустимую норму.

7. Предложен комплекс новых моделей и методов решения задачи распределения функций и границ зон управления оперативного персонала в условиях применения компьютерных СЖАТ. Для задач обоснования границ зон централизации доказана адекватность модели в виде гиперграфа для описания крупных полигонов управления в АДЦУ.

8. Разработаны принципы интеграции различных подсистем на основе общей иерархической информационной базы в единую структуру диспетчерского управления, составившие основу комплексной автоматизированной системы диспетчерского управления линией метрополитена - КАС

ДУ

9. Определены требования по обоснованию вида управления станциями, маршрутизации и границ зон централизации. Разработаны технологические схемы концентрации и централизации оперативного управления.

10. Разработаны техническая и функциональная структуры релейно-процессорной систем электрической централизации. Разработана рациональная техническая структура РПЦ с учетом минимизации доли реле в схемотехнике ЭЦ, а также принципы увязки вычислительных комплексов с релейными схемами ЭЦ для станций и маневровых районов.

11. Для задач протоколирования функционирования систем, поездной ситуации и действий персонала разработаны принципы минимизации хранения дискретных данных и технология хранения и архивации с учетом действующих требований. При применении разработанных методов сокращение размеров файлов протоколирования составляет 70-85%.

12. Для хранения и анализа результатов телеизмерений в задачах диагностики рельсовых цепей, напряжений фаз фидеров, напряжения батареи, сопротивления изоляции предложена математическая обработка данных в ОЗУ с построением функций контролируемого процесса и последующей записью в базу данных коэффициентов функций. Разработаны принципы администрирования и функциональная структура задачи протоколирования.

Материалы диссертации использованы автором при написании учебников и учебных пособий для вузов железнодорожного транспорта, вошли в учебные программы и используются при чтении лекций по дисциплинам: «Эксплуатационные основы автоматики и телемеханики», «Станционные системы автоматики и телемеханики», «Диспетчерская централизация» во всех вузах железнодорожного транспорта. С участием автора для шести вузов разработаны методические материалы и поставлены лабораторные работы для изучения компьютерных систем РПЦ, МПЦ и ДЦ-МПК.

Разработанные в диссертации методы и рекомендации использованы Департаментами «Управления перевозками» и «Автоматики и телемеханики» ОАО «РЖД», железными дорогами России и в СНГ, в четырнадцати проектных институтах. Общий подтвержденный годовой экономический эффект в действующих ценах составил более 260 млн. руб.

1. Алешин В.Н. Микропроцессорная централизация стрелок и сигналов системы Ebilock-950//Автоматика, связь, информатика.-2003, №1.-С.13-17.

2. Андрухаев Х.М. Сборник задач по теории вероятностей. Под ред. Соло-довникова А.С. — М.: Просвещение, 1985.-160 с.

3. Ахьюджа X. Сетевые методы управления в проектировании и производстве. М.: Мир, 1979. -638 с.

4. Баранов JT.A. и др. Системы автоматического и телемеханического управления электроподвижным составом. Под ред. Баранова JI.A. -М.: Транспорт, 1984.-317 с.

5. Барткус А.Т. К вопросу оптимальности регулирования движением поездов на однопутном участке в системе «автодиспетчер». -Дисс. канд. техн. наук. JL: 1965. -140 с.

6. Беллман Р. Динамическое программирование. М.: Иностранная литература, 1960.-400 с.

7. Белов В.В., Буянов В.А., Романов B.JL, Федоров В.Г. Фундамент компьютерных информационных технологий на транспорте.// Вестник ВНИ-ИЖТа. -2000, №1. -С.3-11.

8. Берг А.И., Бирюков Б.В., Жинкин Н.И. Человек и ЭВМ: Моделирование мышления и человеко-машинный диалог. Вступ. статья в кн.: Шапиро С.И. Мышление человека и переработка информации ЭВМ. -М.: Сов. радио, 1980.-288 с.

9. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986. -544 с.

10. Ю.Былинский Ю.В., Громов Т.А. Диспетчерские участки: расчет и технология работы. //Железнодорожный транспорт. 1998. -№12. - С. 10-13.

11. П.Бушуев С.В. Автоматизация диспетчерского управления на малодеятельных участках железных дорог: Дисс. канд. техн. наук. -С.-Петербург, 2001.-202с.

12. Буянов В.А., Ратин Г.С. Автоматизированные информационные системы на железнодорожном транспорте. -М.: Транспорт, 1984. -239 с.

13. Введение в эргономику. Под ред. В.П.Зинченко. -М.: Сов. Радио, 1974. -352 с.

14. Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. -М.: Машиностроение, 1975. -398 с.

15. Вентцель Е.С. Теория вероятностей . -М.: Наука, 1964. -576 с.

16. Гавзов Д.В., Дрейман O.K., Кононов В.А., Никитин А.Б. Система диспетчерской централизации. -М.: Маршрут, 2002. -407 с.

17. Гавзов Д.В., Кондратенко Л.Ф., Наседкин О.А., Никитин А.Б., Белиш-кина Т.А., Руденко В.М. Приводы стрелочные электромеханические. Нормы безопасности: Нормы безопасности на железнодорожном транспорте НБ ЖТ ЦШ 082-2003. -М.: МПС России, 2003. -9с.

18. Гавзов Д.В., Наседкин О.А., Никитин А.Б. Общие указания по разработке схем для устройств СЦБ. // Памятка ОСЖД Р-801. Варшава: ОСЖД, 2003г.-14с.

19. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Автоматизированные системы диспетчерского управления движением поездов// Транспорт: наука, техника, управление: Сборник обзорной информации ВИНИТИ. М., 1993.- Вып.2. С.2-12.

20. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Автоматизированные центры диспетчерского управления движения поездов // Современные транспортные технологии— 96: Сб. докл. Первый международный симпозиум, 15-16 мая 1996. -С.-Пб., 1996. С.43-49.

21. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Условные графические изображения и индикация в компьютерных системах управления движением поездов // Автоматика, связь и вычислительная техника-1998, № 8. -С.

22. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Микропроцессорные централизации стрелок и сигналов // Ж.-д транспорт. Сер. "Электрофикация. Автоматика и связь. АСУ". ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС. 1999, Вып.2. -40с.

23. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Релейно-процессорная централизация ЭЦ-МПК // Автоматика, связь, информатика. -2002. -№4. -С. 12-15.

24. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Баранова О.А., Идуков А.Ю. Условные обозначения на устройствах отображения информации для компьютерных систем СЦБ // Памятка ОСЖД Р-808. -Варшава: ОСЖД, 2001г.-35 с.

25. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Бушуев С.В., Гундырев К.В. Принципы построения и функционирования системы ЭЦ-МПК. Екатеринбург, УрГУПС, 2002. -68с.

26. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Ворончихин Ю.И. и др. Компьютерная система диспетчерской централизации для линий Петербургского метрополитена // Автоматика, телемеханика и связь. -1997. -№8. -С. 19-23.

27. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Кононов С.В. Компьютерная система управления движением поездов //. Методические указания к л.р.Т-34. С.Пб.: ПГУ ПС, 2000.-17с.

28. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Наседкин О.А., Котельников Д.М., Бушуев С.В. Эксплуатационно-технические требования к системам диспетчерской централизации// Памятка ОСЖД Р-820. -Варшава: ОСЖД, 2000г.-26с.

29. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Осипов Ю.В. и др. Автоматизация диспетчерского управления движением поездов // Ж.-д транспорт, сер. "Сигнали-. зация и связь". ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. 1998, Вып.1. -52с.

30. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Осипов Ю.В. Система диспетчерской централизации на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров //Ж.-д транспорт Сер."Сигнализация и связь". ЭИ/ ЦНИИТЭИ МПС. 1998, Вып.2 и 3. -35с.

31. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Павлов Г.С. и др. Компьютерная система диспетчерского управления движением поездов на линии метрополитена// Инженер путей сообщений. -1997. -№ 5.-С.28-33.

32. ЗБ.Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Паус Е.М. Компьютерное управление ЭЦ маневровых районов станций.// Автоматика связь, информатика, 2004, №9, с.9-12

33. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Талалаев В.И. и др. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Порядок допуска систем диспетчерской централизации к эксплуатационным и приемочным испытаниям: МУ 32.1115842.02-00. -С.-Пб., 2000. -С.31. "

34. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Талалаев В.И. и др. Эксплуатационно- * технические требования к системам ДЦ: ОСТ 32.112-98. -М., 1998.-С.30.

35. Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Талалаев В.И. и др. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Условные графические изображения и индикация: ОСТ 32.111-98. -М., 1998.-С.36.

36. Гавзов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Никитин А.Б., Наседкин О.А., Белишкина Т.А. Количественные требования и средства контроля обеспечения безопасности систем и устройств СЦБ // Памятка ОСЖД Р-807. Варшава: ОСЖД, 2000г.-13 с.

37. Галактионов А.И. Основы инженерно-психологического проектирования АСУТП. -М.: Энергия, 1978. -208 с.

38. Гасс С.И. Линейное программирование (Методы и приложения). -М.: Физматгиз, 1961.-303 с.

39. Гигиена и физиология труда на железнодорожном транспорте. Под ред. А.А.Прохорова. -М.: Транспорт, 1973. -264 с.

40. Глушков В.М. Кибернетика, вычислительная техника, информатика. Избранные труды. В 3 т. Киев: Наук, думка, 1990.

41. Гнеденко Б.Ф., Ушаков И.А. Нормирование надёжности и «перестройка» взглядов. //Стандарты и качество 1998. - №7. - С. 35-38.

42. ГОСТ 27.003 90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

43. Гриненко А.В., Кузьмин О.И., Марков Д.С. и др. Методика анализа систем оперативного управления движением поездов.- М., 1981. -19с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, № 1311.

44. Грошев Г.М. Исследование эффективности диспетчерского управления движением поездов на участках: Дисс. канд. техн. наук. -JL, 1974. -242с.

45. Грунтов П.С. Эксплуатационная надежность станций. -М.: Транспорт, 1986.247с.

46. Грунтов П.С., Бабченко С.А., Кузнецов В.Г. и др. Автоматизированные диспетчерские центры управления эксплуатационной работой железных дорог. Под.ред. П.С.Грунтова. М.:Транспорт, 1990. 288 с.

47. Грунтов П.С., Жуков И.М. Проблемы концентрации диспетчерского управления движением поездов на железных дорогах. // Вестник ВНИИЖТа -1984. -№ 6. -С.5 9.

48. Гуляев А.И. Динамическое отображение данных в автоматизированных системах научных исследований // Механизация и автоматизация управления.-1987.-№2. С.27-30.

49. Де Гроот М. Оптимальное статистические решения. М.: Мир, 1974. -491 с.

50. Довженок А.С. Развитие теории и методов управления автотранспортной системой горнодобывающего предприятия: Дисс. докт. техн. наук. -Челябинск, 2002. -210с.

51. Долгий И.Д., Кулькин А.Г., Пономарев Ю.Э., Кузнецов Л.П. Диспетчерская централизация ДЦ-Юг с распределенными контролируемыми пунктами // «Автоматика, связь, информатика», 2002, №8. -С.2-5.

52. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973.-392 с.

53. Дрейман O.K., Гавзов Д.В., Илюхин М.В. Телемеханические устройства сопряжения с объектами управления микропроцессорной централизации стрелок и сигналов/ Сб. трудов ЛИИЖТа. -Л.: ЛИИЖТД988. -С.8-14.

54. Дрейман O.K., Гриненко А.В., Марков Д.С. Микропроцессорная систе-маобработки технологической информации на станциях.// Вопросы применения микропроцессоров и микроЭВМ на железнодорожном транспорте: Сб. трудов ЛИИЖТа. -Л.: ЛИИЖТД984. С.34-39.

55. Дружинин Г.В. Анализ эрготехнических систем. -М.: Энергоатомиздат, 1984.-160 с.

56. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. -480 с.

57. Дюран Б., Одел П. Кластерный анализ.: Пер. с англ. М.: Статистика, 1977.-105 с.

58. Елисеев С.Ю. Централизация диспетчерского руководства. // Железнодорожный транспорт. 1999 - №2. - С. 8-13.

59. Елкин Б.Н., Кокурин И.М. К вопросу снижения загрузки дежурных за пультом маршрутной централизации .//Железнодорожные системы автоматики и телемеханики с применением бесконтактных элементов: Сб. науч. тр. -Л.:ЛИИЖТ, 1971. Вып.314. -С.134-142.

60. Инженерная психология в военном деле. Под. ред. Ломова Б.Ф. -М.: Воениздат, 1983. -224 с.

61. Инструктивные указания по оценке эффективности инвестиционных проектов автоматизации управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте: Утв. ЦШ МПС РФ 25.12.98. М/.МПС РФ,1998. -73с.

62. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Союза ССР. -М.: Транспорт, 2001. -37 с.

63. Инструкция по проектированию станций и узлов на железнодорожных дорогах Союза ССР. ВСН 56-78. -М.: Транспорт, 1978. -176 с.

64. Ипатов В.Н., Иванов М.Т., Грошев Г.М. Совершенствование диспетчерского управления.// Железнодорожный транспорт. 1999. - №9. - С. 56-59.

65. Иыуду К.А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем. -М.: Высш. шк., 1989.-216 с.

66. Казимов Г.А. Новое поколение ЭЦ для железных дорог России/Автоматика, телемеханика и связь. -1997.-№l.-C.33-34.

67. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. Под.ред.И.А.Ушакова. -М.:Мир, 1980. -604 с.

68. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979.-432 с.

69. Козлов В.Е., Старшов И.П. Эффективность внедрения диспетчерской централизации. //Вестник ВНИИЖТа. -1980. -№5. -С. 1-5.

70. Козлов В.Е., Ефимов Е.Г. Технико-экономическая оценка надежности устройств СЦБ на двухпутных линиях // Вестник ВНИИЖТа -1982. -№7. -С.21-24.

71. Кокурин И.М. Единые диспетчерские центры: оснащение, технология. //Железнодорожный транспорт. 1998. -№3 -С.8-11.

72. Кокурин И.М. Метод оценки эффективности железнодорожных автоматизированных систем диспетчерского управления // Вестник ВНИИЖТа. -1985.-№2.-С.51-54.

73. Кокурин И.М. Теория и методы обоснования уровня автоматизации управления процессами перевозок на основе систем железнодорожной автоматики и телемеханики: Дисс. докт. техн. наук. -JL, 1986. -529с.

74. Кокурин И.М. Улучшение условий труда дежурных по станции при маршрутно-релейной централизации// Железнодорожный транспорт. -1974. -№ 6. -С.32-35.

75. Кокурин И.М., Никитин А.Б. Нормативы затрат труда поездных диспетчеров отделений железных дорог //Сб. Проектного и внедренческого центра организации труда МПС. М.:МПС, 1992г., -24с.

76. Кокурин И.М., Никитин А.Б. Пути совершенствования системы электрической централизации // Автоматика, телемеханика и связь-1989.-№ 7. -С.2-6

77. Колмогоров А.Н. Основные понятия теории вероятностей. -М.: Наука, 1974.-119с.

78. Кононов В.А., Лыков А.А., Никитин А.Б. Основы проектирования электрической централизации промежуточных станций. М.: Маршрут, 2003. -316 с.

79. Концепция развития систем железнодорожной автоматики и телемеха-ники./Утв. 29.12.98. //МПС РФ. М.:ВНИИУП МПС России, 1998.

80. Котик М.А., Емельянов A.M. Ошибки управления. Таллинн: Валгус, 1985.- 390 с.

81. Кофман А. Введение в прикладную комбинаторику: Пер. с фран./ Под ред. Б.А.Севастьянова. -М.: Наука, 1975. 479с.

82. Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание, теория и применение. — М.: Мир, 1965.-302с.

83. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. -М.: Мир, 1974.-432с.

84. Крица О.И. О человеко-машинной процедуре разработки ведомости очередного занятия приемо-отправочных путей. // Вестник ВНИИЖТа. -1985. № 3. -С.9 - 12.

85. Кулаев К.В., Тишкин Е.М. Информационная система в сфере управления.-М.: Транспорт, 1972. 87с.

86. Курочкин В.Ф. Перестройка взглядов на нормирование надёжности. // Стандарты и качество 1987. - №11. - С. 58-59.

87. Мелихов А.Н., Берштейн JI.C. Гиперграфы в автоматизации проектирования дискретных устройств. — Ростов: Изд.Ростовского университета, 1981 -112 с.

88. Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Курейчик В.М. Применение графов для проектирования дискретных устройств. -М.:Наука, 1974.-304 с.

89. Месарович М., Такихара Я. Общая теория систем: математические основы. -М.: Мир, 1978. 311с.

90. Методика расчета эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. М.:МПС РФ,2000. -94с.

91. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте: Утв. указ. МПС РФ №В-1024У 31.08.98. -М.:МПС РФ,1998. -104 с.

92. Методология инженерной психологии, труда и управления /Отв. ред. Ломов Б.Ф., Венда В.Ф. М.: Наука, 1981. -287с.

93. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики. Под ред. Сапожникова Вл.В. М.: Транспорт, 1995. - 272 с.

94. Мишарин А.С. Определение эффективности мероприятий по повышению уровня информатизации железных дорог: Автореф. дисс. . канд. экон. наук. -М., 1999. -28с.

95. Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных. -Л.^Судостроение, 1980. -384 с.109. . Моррис У. Наука и управление. Байесовский подход. -М.: Мир, 1971.-3 04с.

96. Надежность и эффективность в технике: Справочник.// Том 2: Математические методы в теории надежности и эффективности/ Под ред. Гне-денко Б.В. -М.: Машиностроение, 1987. 280 с.

97. Надежность и эффективность в технике: Справочник.// Том 5: Проектный анализ надежности/ Под ред. Патрушева В.И. и Рембезы А.И. -М.: Машиностроение, 1988. 316с

98. Надежность комплексных систем «человек-техника». // Материалы ко Второму Всесоюзному симпозиуму по надежности комплексных систем «человек-техника». 16 19 июня 1969 г. -Л.:ЛДНТП, 1970. -Ч.З. -60 с.

99. Никитин А.Б. К вопросу изменения структуры частотно-диспетчерского контроля // Автоматика и вычислительная техника на железнодорожном транспорте: Сб. науч. тр. /ЛИИЖТ.- Л.:ЛИИЖТ, 1986. -С.76-79.

100. Никитин А.Б. Концентрация и централизация диспетчерского управления движением поездов // Управление и информационные технологии на транспорте: Тез. док. Междунар. научно-технич. конференции "Транском-97" 14-16 окт.1997.- С-Пб.,1997. -С.45-47.

101. Никитин А.Б. Нормативы времени на операции, выполняемые работниками железнодорожных станций по информационному обеспечению. Утв. Зам ДЦ МПС В.А.Горбуновым 10.01.96 -М.:МПС РФ.-28с.

102. Никитин А.Б. Оценка стоимости потерь в перевозочном процессе при неоптимальных действиях дежурных по станциям в условиях неравномерности движения поездов. М., 1988. 47с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 1988, №4636.

103. Никитин А.Б. Совершенствование информационного обеспечения и функций управления дежурных по станциям при электрической централизации: Автореф. дисс. .канд. техн. наук. -JL, 1989. -23с.

104. Никитин А.Б. Структурный анализ данных протоколирования в системах оперативного управления движением поездов. // Вестник ПГУ ПС. СПб. -2003. Вып.1.-С.33-35

105. Никитин А.Б. Администрирование протоколирования в системах оперативного управления движением поездов. // Вестник ПГУ ПС. СПб.: ПГУПС. -2003.- Вып.1. -С.36-39

106. Никитин А.Б. Отображение оперативных данных перевозочного процесса в компьютерных системах железнодорожной автоматики и телемеханики//Вестник ПГУ ПС. СПб.: ПГУПС. -2003.-Вып. 1.-С.39-41

107. Никитин А.Б., Петренко В.А., Тевзадзе З.С. Анализ информационных систем представления номеров поездов // Качество информации: Тез. докл. 3-й Всероссийской (с участием стран СНГ) конференции, 21-23 октября 1992 г.Москва, РОИВТ.-М., 1992. -С.34

108. Никонов В.В., Подгурский Ю.Е. Применение сетей Петри. // Зарубежная радиоэлектроника. -1986. -№11. -С.17 37.

109. Никонов В.В., Подгурский Ю.Е. Сети Петри. Теория. Применение. // Зарубежная радиоэлектроника. -1984. -№4. -С.28 59.

110. Нормативы численности поездных диспетчеров отделений железных дорог. Утв. 21.08.1984 г. М.: МПС СССР. Главное управление движения, 1984.- 13 с.

111. Овчинников В.А., Иванова Г.С., Попов А.Ю. Применение метода ветвей и границ для решения задачи дихотомического разрезания гиперграфа // Вестник МГТУ, 1999. №2. С.78-91.

112. Определение местоположения поездов при помощи систем спутниковой навигации. // Железные дороги мира. 1998. - №6. - С. 36-37.

113. Оре О. Теория графов. М.: Наука, 1980. -336с.

114. Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ. В 7кн. Под ред. В.Н.Четверикова. М.: Высшая школа, 1990.

115. Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность.: Пер. с англ. -М.: Мир, 1985. 5 Юс.

116. Паристый А.И., Кобринский В.И., Шалягин Д.В., Крылов А.Ю., Ни-колаенко И.Б. Автоматизированный центр диспетчерского уравления. // Автоматика, связь, информатика. -1999. -№3. С. 18-23.

117. Пенкин Н.Ф. Совершенствуется техника ДЦ. // Автоматика, телемеханика и связь. -1983. -№ 7. -С.17- 19.

118. Пенкин Н.Ф., Дудниченко A.M., Никитин А.Б. и др. Эксплуатационно-технические требования к перспективным системам диспетчерской централизации. Утв. ЦЦ и ЦШ МПС 06.06.1996 -М.:МПС РФ. 1996. -76 с.

119. Платонов Г.А. Человек за пультом. -М.: Транспорт, 1969. 168с.

120. Платонов Г.А. Эргономические проблемы диспетчерского руководства. //Вестник ВНИИЖТа. -1984. -№ 6. -С.16-17.

121. Программа обновления и развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики на период 2000-2004 гг.: Утв.указ. МПС № И-105у от 25.01.2000. М., 2000. -78с.

122. Пушкин В.Н., Нерсесян Л.С. Железнодорожная психология -М.: Транспорт, 1971. 240с.

123. Разработка и обоснование вариантов построения систем электрической централизации ЭЦ-Е. -Отчет НИР, Л.: ГТССД987. С.

124. Розенберг Е.Н., Талалаев В.И., Ягудин Р.Ш. Обновление и развитие средств автоматики и телемеханики Российских железных дорог на период 2000-2004гг.//Ж.д.транспорт. Сер. «Сигнализация и связь».//ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. -1999. -Вып.4. -25 с.

125. Савельев А.Я., Овчинников В.А. Конструирование ЭВМ и сис-тем.-2-е изд., перераб и доп. -М.: Высшая школа, 1989. -312 с.

126. Саенко Н.Н., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Автоматизация диспетчерского управления перевозочным процессом // Автоматика, телемеханика и связь. 1995. - № 6. -С.9-11.

127. Саенко Н.Н., ЕршовП.Н., Павлов А.С., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Опыт эксплуатации регионального центра диспетчерского управления //Автоматика, связь информатика.-2000. -№ 2. -С. 27-30.

128. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 // «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы»./ Утв. главным санитарным врачом Г.Г.Онищенко от 30.05.2003 г. -15 с.

129. Сапожников Вл.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Концентрация и централизация оперативного управления движением поездов. -М.: Транс-порт.-2002. -102 с.

130. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Новая система диспетчерской централизации // Железнодорожный транс-порт.-1998. -N3. -С. 15-21.

131. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Никитин А.Б. и др. Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт, т.2. -СПб.: «Выбор», 2003. -448с.

132. Сапунов Н.А. Теоретические основы организации работы оперативного персонала железных дорог в условиях автоматизации: Дисс. докт. техн. наук. JI.1996. -504с .

133. Сертификация и доказательство безопасности систем железнодорожной автоматики. / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, В.И. Талалаев и др.; Под редакцией Вл.В. Сапожникова. М.: Транспорт, 1997. - 288 с.

134. Системное проектирование взаимодействия человека с техническими средствами. Под ред. Четверикова В.Н. М.: Высшая школа, 1991. -142с.

135. Системный анализ и структуры управления. Под общ. ред.

136. B.Г.Шорина. -М.: Знание, 1975. 304с.

137. Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. Справочник: в 2-х кн. -3-е изд. -М.:Планета, 2000. -Кн.2.

138. Сотников Е.А., Завьялов Б.А. Совершенствование диспетчерского руководства на основе автоматизации и централизации управления. //Вестник ВНИИЖТа. -1984. -№ 6. -С.2 5

139. Талалаев В.И., Гавзов Д.В., Никитин А.Б., Павлов А.С. Концентрация диспетчерского управления // Железнодорожный транспорт—1997.-№ 9. -С.30-34.

140. Тулупов Л.П. Диспетчерское руководство при развитии АСУЖТ. //Вестник ВНИИЖТа. -1984. -№6. -С.9 12

141. Угрюмов А.К., Грошев Г.М., Кудрявцев В.А., Платонов Г.А. Оперативное управление движением поездов на железнодорожном транспорте. -М.: Транспорт, 1983.-239с.

142. Участковый автодиспетчер (Кибернетическая система оптимального автоматического регулирования движения поездов). Под общ. ред Б.А.Завьялова и Н.Ф.Пенкина. -М.: Транспорт, 1967. 204с.

143. Филатов А. Система автоматической идентификации железнодорожного подвижного состава.// Железнодорожный транспорт. 1999. №9.1. C. 68-70.

144. Форд Р. Идентификация и определение местоположения подвижного состава//Железные дороги мира.- 1999.-№8. -С.25-27.

145. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. -М.: Мир, 1969.-395 с.

146. Хенли Э.Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984. -528 с.

147. Чеботников В.А. Информационное обеспечение поездных диспетчеров в системе диспетчерской центализации: Дисс. канд. техн. наук-Л., 1985.-303с.

148. Шалягин Д.В. Современные системы диспетчерского управления.// Железнодорожный транспорт. 2002. -С.32-36

149. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетики. -М.: Изд. Иностр. лит., 1963. 829с.

150. Шеридан Т.Б., Феррел У.Р. Системы человек машина. Модели обработки информации, управления и принятия решений человеком оператором. -М.: Машиностроение, 1970. - 400с.

151. Юдин Д.Б., Гольштейн Е.Г. Задачи и методы линейного программирования. -М.: Сов. радио, 1961.-491с.

152. Ястребенецкий М.А., Иванова Г.М. Надежность автоматизированных систем управления технологическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 1989. -264 с.

153. Akita К., Nakamura Н., Watanable Т. Solid-Stste Interlockingin Railway Signalling SMILE and n-SMILE//Qart.Rep.Railway Transp. Res. Inst. Vol.28, -№24.-1987. P.36-41.

154. ASCV/VPI//SASIB Railway S.p.A. -1997.-4p!

155. Electronic interlocking ASCV at the ststion Solaus.// SASIB Raillway Sp.A./ Vital processor Interlocking System.-1997.-2p

156. Eue W., Granemeyer M. Simis-C-Die Kompaktversion des Sicheren Mik-rocomputer-systems SIMIS//Signal und Draht, 1987.-№4.-p.81-85.

157. Gabriel R. Technische Losungsansatze zur Verringerung der Investition-skosten der ESTW//Signal und Draht. -1997- №12.-p.24-27.

158. Fenner W., Naumann P. Verkehrssicherungstechnik: Steuern, Sichern und Uberwachen von Fahrwegen und Fahrgeschwindigkeiten im Schienenverkehr -Erlangen: Publicis-MCD-Verl., 1998. -269 p.

159. Nikitin A.B., Nassedkin O.A., Komin N.D. Tendenzen der Stellwerk-sentwicklung in Russland.// Signal+Draht, november 2003. -N11 -P.20-24.

160. Page C.R. Safety Engineering and Westect or what is this Voodoo that We do?// Westinghouse Brake & signal. 1993 1 lc.

161. Page C.R. The development and design of a Safety critical System- an australion perspective// Westinghouse Brake & signal. 1993 10c.

162. SIGLOKII. Computer-based interlocking//CS Transport. 1996 13c.

163. Suwe K.H. Einfiihrung elektroniscker Stellwerke bei der DB//Eisenbakningenieur 1990.-№9.-p.454-458.

164. Tahvanainen A, Angvall H. Ebilock-eine flexible Losung fur ver-schiedene Anwendungen//Signal und Draht. -1997- №3.-p.27.

165. Waller J. Solid state interlocking (SSI). General considerations and Back-graund.//Railway and communications Bulgaria, Plovdiv, 1987 - 43c.

166. Ziegelmeier O. Planing von elektranischen Stellwerken// Eisenbahnin-genieur -Kalender.-1992.-p.321-331