автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Методы выработки решений в интеллектуальных системах оперативного управления транспортной деятельностью авиапредприятий

РГб од

КИГВСЬКИЙ ПОЛ1ТЕХШЧНИЙ 1ИСТИТУТ

На правах рукопису

Литшпгеяко Олександр СвгсиШовйч

УДК 62-50:007:656

МЕТОД И БИРОБЛЕИНЯ Р1ШЕНЬ В ШТЕЛЕКТУАЛЬИИХ СИСТЕМАХ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛИШЯ ТРАНСПО'РТНОЮ д1ялыИстю

ав1ап1дпришсто

05.13.06 - автоматизован1 спстеми улраал1ипя

Автореферат дпсертацй иа здобупя паукового ступейя доктора гет1чгптх (18511

Ки1в - 1993

Роботу виконаио на кафедр! техн1чко! Ыбернетнки КиЬського шсгитуту Ыжеиерлв цявЬзьноТ авщцИ.

НауковвЗ консультант -

доктор техшчних иаук професор Балков О. А

ОфщШл! ополенти:

доктор техшчиих иаук професор Свиридов В. В. доктор техн!чних наук професор Садонимов Л Г. доктор Техшчиих наук професор Михайленко В. М.

Провциа оргашзацЯя -

Ьгститут кибернетики АН УкраТнн ¡м. В. М. Глушкова

Захнст дисертащ! вщбудеться " 21 " чераня 1993 р.

•

о 13-00_ годим! иа засдаав! специшзовано! ради Д 068.14.07

по присудаению тукового ступени доктора техшчних - наук при Кшаському пол1техн!чяому 1пститут1.

Адреса: 252 056, м. Ки1в, нр. Перемоги, 37.

3 дисертац)ега мохна ознайомитиса у б1бл10тсц) Кшвського шщтехшадюго 1нституту,

Автореферат рсЫслацо * 27 * квггня_1993 р.

; чеииисекретар спеш'а'шовлно! ради

В. Д. Ромапенко

АН0ТЛЦ1Я

Метою дисертлш'йкоТ роботи е створення метод.'з вироблешгя pimeiib * штелектуалышх системах оперативного упраолшня транспортного дЫльшспо експлуатацШних п!дприсмста цивЬилю! aniasiiï (ав^апдарисмств).

Досягнення ш'еТ мети потрсбус росв'язання таких завдань:

— проведете системного анализу ол'скту автоматизацп, визначення мети, кричерив, обмсзкень та функшй керування авштранспортними проце-сами,'пизначення фунхцюналыюТ структур« системи оперативного кс-рування транспортною д'ялынстю ав1ап!дприемсгва;

— доанджеиня ¡спуючих. систем управл1иня транспортною д1яльн1стго Ыдприсмств циЫльно? авшш i метод1В прш'1ияття pinieiib d штелектуалышх системах управлЦшя;

— розробка ¡нтелсктуалыгого методу керувлшм складнпми оргашзашшо-техшчнимп сб'ехгами, до числа якнх маже бути вдаесеикй фрагмент едино! aniaTpancnopnioî с:;стсми, я с ого можна сгпвстапнти з охремнм авйпцшриемством;

— штерпретпц(а розробленого методу керуваппя складнкмк об'сктами (системами стосогаю до вробяемя оперативного херуоання транспортном Д1Яльшстга гт?агт|дпрнсмстг.л;

— розробка метод¡ч оперативного коригувдшш грзфЫп об;гу поЫгряиих суден у Е!дпов!диост| з вияадковим колнвашши nomvry на повггржн! перевозки;

— розробка метод;л oncpanreîtoro корнгугання грлфшл o6iry повпргнше суден у збшкому стат ататрзнсаортко! снстсми;

— рошзацн! розроблеянх метод in виробления pimenii у склад! автома-' ткзовино! CI'CTCMH оперативного керушшщ транспортною д'тльшетю

ап!ап1дпрнсмств,

На захист виносятьсч ггга результата дослшжснь:

— иггелектуяльний метод керувашш складними об'сктами (системами), який грунтусться на сикорясганн! логтчно! модел! керування пропо-мовано! форми I передбачас вмроблешм упрпалнкмеих рнпень в результат! досл'шкення екстремгльнс.Т гомбшаторис! задач! з нелишнюю структурою;

— ыетоди керуванна, шо грунтуються на використанш спрощеннх лопчних моделей, яы виводдться з загально! форми у припущени! про незалежшсть способш керуючога внливу i формалъну г.епод1льшсть керованого об'екту;

— игсерпретащя ¡ителектуалыюго методу керування схладними об'ехтами У застосуваши до проблеми оперативного унрарлшня транснортною Д1яльшстю авшшдприсмств;

— метод розв'язання екстремальннх комбнюторних задач з нслнпйною 'структурою, до вких зводяться задач1 вироблення управлшських piment в'щповщно до пропонованого методу керування складпими об'ектами, а та кож деяп функцюыальш заедания оперативного керування тракс-портною д^яльвыггю авшп!дприе.чства;

— комбишторний метод складания рацкшалышх графшв o6tiy повп-ряних суден;

— метод складания графшв o6iry поштряпнх суден з попередньою побудовою множиаи припустимих ыаршрупв руху;

— метод» оперативного коригування графжш oôiry повп-ряних суден у вщповщност! до змш ноинту на лошгряш перевозки;

— метода оперативного коригування графЫв oôiry повпряннх суден у збШному ста si 1 ав1атраиспорт»ю1 системи.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть теми. 1нтенснф|'каци виробничих 1 техполопчних процееш, гндвищешш 1х склидносп I чутлпиост! до вшшдкових факторш прнзводнть до зростання складпосп /задач керування 1 р13Кого збИьшення обСяг!в ¡нформаци, яку необх!дно переробити дли прийняття обгрунтованого кершничого р!шення. 1] щ|х умовах дшовнм засобом шдвищення ефектшшоеп виробництва е створення автоматизованих систем оргаш'заццщот управлшня на баз1 сучаязих ШформашГших технолог»! 1 наукових метода вироблення керШинчнх ршень;

У иовшй М!р! схазапс стосуеться 1 цившьно! ав1ащТ <ЦА>, яка е складовою частиною едино! транспортноГ системи держави. Збшьшення обсяпв транспортно! роботи, шдвищення склпдност]' ав1ацшно! техшки | наземних зассС]В забезпечення лольот'т, зростання ¡нтенсивност! пов'пряною руху в умовах обмеженост! ркнюго роду ресурс!» 1 перманентного шдпадання ¡Ыатрансппртио! системи л!д вплнв збурень стохастичного характеру робить авгоматизац'ио керування виробничо-господарськсно 1, насамперед, транснортиою (основною) д|ялыйстю ЦЛ об'сктивно необхвдною. Створення автома-

тизованих систем упраплншя (АСУ) транспортною роботою. ав1ап!дприемств с одним 1з засоб1а . забезпечеиня безпехи, регулярност! та економ1чцост1 польот1в, якосг! обслуговування пасажир!в та клкнтурк.

В галузевШ АСУ ЦА, взо 1снувала до недавнього часу i поширювала свою д!ю на бшьшу частину терпторЙ колишшюго СРСР, перевага вЦщавалгсь централмованому плануванню транспорте! . д1ялькост1 цив!лы<о1 aniaim з наступним узгоджеиням галузевих плгшв з рспоиальними органами уп-рлвлшня. ФункцПГ АСУ п!дприг.мств ЦА обмсжувались деталшшсго плап'ш, шо приймались на галузевому. pinni, ix прив'язкою до конкретних об'ект!а та каленларш'х пср!од1в, врахуванням результате транспортио! д!ялыгост! на опасному лггако-вертолтгому парку, розрзхунком показнимв впробнпчого плану та формувшшям зштннх документе. Функцм оперативного управлшня транспортною роботою ЦА не були автоматизовагп ш »и одному з ршшв адмЫ1сгративно1 структури галузК

Л1кп1дац1я цептральнпх орган ¡в управлшпа, яоява незалежннх ав!акомпан!й, надампя naSatiifiiiiiM п1дпрнсмствам права самостШио користу-ватись власнимп ресурсами привело до необх!дносп створення яхюю новнх АСУ транспортом д!ялыпсто ав1ап!дприемста. But попередшх анэ-топ'в ц1 системй попики! пирЬпитися: б1льш широким складом функц1опалыгах за-вдань, серед яких, центральна Micse повилт займати задач! планування 1 управл!ш|Я транспортною. роботою, i наявнкггю.- могутнього млтематнчного aitapary Гх роэа'язапкя, якнй базустъся па оптиыюацШшпс методах та Teopii штучного штелекту.

Особливу актуальнкть проблем! створення таких систем в наш час надас фНгансова несгабишнсгь на територП СИД та госгрнй дефщит р13комаштник ав1атрапспортних pecypcin: aniauifmoro пального, mrnitp&Hiix суден, запасних частин, afpennis, двигушв то ио. В mix умовах пгучке шгануваиня та оператпвне управл!ння транспортною ¿¡ялынстю може . стати единим засобом, шо ззбезпечуе задоволешт потреб у яомтряинх перевозках i досягкенна потр;бннх показт!К1!> виробничо-фтансового плану ашашдприсмства.

Об'ектом досл!дхсепня е транспорта д£яльго'сть пщпригмстз щшЬшго! aeiauii, mo розглвдаеться вк процес функщонувапия складного орпш!защйно-техшчного об'екту.

Методн дослдасения базуютъея иа cucrcwitoMy анал!зав1 та доепдженн! операцШ, математичнШ лоп'щ га теори множш!, матсыатичиому програмувашн та теори штучного ¡нтелехту.

Пауком новизна полвгаз з одержан«! нових результат!» досядаень:

— нггелектуалыюго методу керування, якяй дозволен на основ! лог1чно! модел! пропоновано! форми вкробляпг комплексп! кер!внкч1 рЕшення, реал'тия якях здатна привести керсвангй об'ект о нормальшш або максимально блнзькин до нього стан з наймскшнми затратами;

— методт керування на основ! спрощених лопчних моделей, що вн податься ¡з загальноГ у ирнпущеиш про незалежшсть споссбш керуючого впливу I формальиу иеподшыисть кероваиого об'скту;

— ¡нтерпретацп стлореного методу керування складннмн об'ектами сто-совио до проблеми управлшня транспортною Д1яльн1стю ав!ашдприемства, яка дозволяе оперативно коригувати розхлад руху повЬряяих суде» у вщповуносл до випадкових коливааь попнту на повпряш перевозки;

— "методу розв'язання екстреыальпих комбшаторних задач, математичш модел1 кких мають добуткн незалежних змшних;

— методу схладання графшв об)гу повпгряних суден на основ1 оп-тим1зац1ЙН01 модел! комбшаторного типу;

—■ .'.Iскладаи;;" об;гу к/1,;7л1111А суд^н, ими 1 исусди^чиъ

лопередне визпачення припустимих маршрутт на орграфу що с ¡зоморфним стц авилшш;

— методт оперативного коригуваиня графЫв об1гу повггряних суден з метою додягпенпя необхщно! вщношдпост! м1ж попитом на повггряш перевозки та пропозишями ав1атранспортних послуг;

— методш оперативного коригування графкт об!гу повпряннх суден, яке застосовуеться у збшних ситуациях для пабинзадй авиатранспортного пронесу.

Практична шпшсть. Розроблеш метод» влроблення оперативних радень по керуваншо транспортною д1ялыпстю авишдприемств забезпечують досяг-нешш максимального задоволешш нопиту на повггряш перевозки в умопах кого випадкових коливань, обмеженосп р'|Зиомантшх ресурав та збурннх шшшв на ав!атраиспортШ1Й процес. Наслщком дього е збЬльшення внторгу, доходи? та' прибутку ав)'аци"шого падприемства вщ транспортио! Д1ялнгаст1 за рахунок зростанна обсяпв ловггршшх перевозок та шдвищення ршня ко-мерцшного завантаження поя1тряних суден при впконаши регулярних рейсш.

Окрем! результата дослщжень можуть засгоссвуватнсь 1 поза сферою прикладних проблем цивильно! аЫацп. Розроблеш методи керування можуть буш впкористаш у будь-яки к'юернетичнш снстем1, повед'тка яко! з до-статньою точшстю. опжусться лопчшшн внразами наведено! иихче формн. Той же матсмагичнии апарат може бути застосовашш \ в експертннх системах д1агностики складиих об'ектЬ.

Метод розв'кзання екстремальпих комбшаторних задач також с ¡>шар1ант1!)ш вщносно обласи застосування I може бути корисшш, зокрема, в системах автоматизованого проектування.

Методи склздання i коригування графМз o6iry iTonirpsnux сулен можуть бути оккоркстак! в системах планувапня та оперативного управлшня основною виробничого BisuiwfiCTio шших вндт транспорту. Математичпий а па par цих мстод1п може бут!; впкористаний тлкож для розв'язання деякнх при-кллдпих задач ком&паторноги аиалюу та тсорП розклад|в.

Peaniaauist результат дослщжень. Розроблеш метод» вироблення ршень складаготь математнчиу осночу експсртно! систем» херупання трлнспортною д!ялыпспо потрисмств цивитыю! авйцн, створено! на кафедр1 TexnÍ4iioI K¡6epneTnK¡i КНЦЛ ¡ впроваджепоТ в експлуатшшо в 1ркутському, Лси'шабадсмсому, Самаркандському та Чардасоуеькому ав!ап1дпрпсмствах. Методи складаннч та оперативного коригуваиня графМв o6iry nocirpaitiix суден у збйпнх ситуашях впроваджено у вигляд1 автономного програмного комплексу у Вфменському УЦА.

Лпробац!я робота. Осноп:п положения та результата дксертацШио! робота доповщалися i сбгогоргавалнся па Исесоюзних наукопо-техшчних конференциях "Методология створення та досвд сксплуатацй АСУ в цип1лы«й asiauir (м. Рит, I '»87, 1939); I-IX яаггипх науково-тсхтчнн;; конференциях професорсько-ппкладаш.кого складу КНЦЛ (м. Khíb, 1980-1988), М|'жреспублкансько.чу ccMliinpi "KiCepiierasa в доапдженш onepauiii ¡ керу-nniiin иавчалышм процесом" (м. Рига, 1954); Друтсму Солгаро- радянському иаукозо-техшчному сем1нэр1 "Автоматнзашя. просктуванпя: проблем« стлышх досл1джеиь та тдготовки кадрш" (м. Варна НРБ, 19S9); семпшрах Науково? ради по проблем! "Юбсрнетика" АЛ УкраТни.

Пуб.'пкашТ. Ociioniii результата досл!джеиь опублшомн! п 15 паукових працях, загальнкй обсяг' яких 90 стор. и!и тексту, та.учбовому поабникоЫ, обсяг «кого с клада с 5 д.л. Матср'!пли дисертацЯ. увтшли у' зшти по 1!ДР КНЦЛ но темах 590-П86 (198S-19S3. держ. р. Ñ 01.86.0071753). 660-13S8 (1983-1990. держ. р. N 0I.89.C000G1S), S0Í.-R9I <19-9!-1992, дер?:, р. К 01.91.0047S5), 059-ГБ91 (1992, дер*:. р. N UA OI.OOOISSP).

Структура та обсяг робота. Дисертащя складаеи<ск ¡з вступу, шести роздЫв, закшчення, списку використапо! лггературн - та додатку. Робота викладена на 314 стор. основного тексту, мае 7 калюлк!» та 5 таблицъ. Список лггературн склздасткек ¡з 270. нацмеиупань.

У встугл обгруптована пктуальшеть теин, с^юрмульсвала мета 1 завдания досл1джепня, описана структура днеертацп та перойчен! основп» наухов! результата, шо отшеятка иа захист.

У лершому розди! наведен! результат системного акал1эу об'скту аз-томатизаци(аа1аП!дяриемства), розглянут! iciiymi АСУ транспортного д!ялынстга шшльно! ав!аш! та с1дом1 метод» в проблем пя pinienb п ¡птелсктуальних ситемах керуванпя, викладена постановка задач! досящжешга.

У другому розд!л1 подано лопчну модель керування складням об'ектом, описан! способа П настройки ¡на ситуацию та формушнтя на ¡1 основ! комбшаторно! модел1 задач! вироблення комплексного управлЫського р!шення.

У третьему роздЫ наведен! спроиеш модел! керуваная, що виводяться з загально!. у припущенш про незалежшеть способ!и керуючого впливу та формальну неподьлъшеть керованого об'екту, внкладен! способи Их викори-стзння для вироблення ршепь.

У четвертому роздМ описано метод розв'язання екстремальних комбшаторних задач з иелшшною та ллийною структурами, до яких зво-дяться задач! вироблення комплексных управл'шських ршень на основ! про-поиованих моделеГг керування, а також деях! функшопальн! задач! оперативного керування транспортною д!яльшстю ав^апвдприемехва.

У л'ятому роздЫ подан! математнчш методи складаиня оптимальних (ращональккх) сб;гу пог^ршии суден на основ! структурного

анализу с!тки ав!алшШ.

У шостому роздш! наведена коротка характеристика реально! експертно! систем« керування транспортною д!ялынстю ав!ап!дприемства, подана ¡нтерпретащя нпелектуалыюго методу керування складними об'ектами сто-совно до задач! оперативного керува!шя повггранкмн перевезеннями, розг-лянут! методи оперативного коригувашш графшв об!гу пов!тряних суден.

У закшчеши сформульоваш основ»! висновки та перел!чеш результата доавдженъ.

У додатку наведен! ахти впровадження результатш дисертащино! робоги.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

I. Оперативне керування транспортною Д1яльшст1о цившыю! ав!ацн пе-редбачас виконанняг двох незалежних функц!й, як!, користуючись термшолопею класичноТ теорн керування, можна назвати слщкуючнм керу-валиям повпряяимй' перевозками та стабшзашею ав!атранспортпого процесу. Перша з них реал!зусться з метою шдвшцешш р!вня задоволення попиту па ттов!тряш перевозки в умовах його внпадкових колииань та обмежсност! ав!атранспоритх ресурав, друга - з метою мипмЬацм в!дхилень авиатранспортного процесу, якому прнтамашй р^зноманти збурш впливи, вщ дночого розкладу руху нов!тря1шх суден.

Слщкуюче керування повЬряннми перевозками передбачае оперативне корнгувапня розкладу руху повггряиих суден та норм продажу ав'шквитмв на складн! рсйси у вЦшош'дност! до поточних змш обсягу та розподшу по часу добн попиту на авпшерезозки. Необх!дшсть врахування багатьох р13лОмашших умов, складность ф>жцт(У,»а,1ьних залежвосгей, наявшетъ ви-

падковнх факторов та ¡и. робить проблему сл1дкуючого керуваппя пов^ряцпмн перевозками такою, що слабо формал1зур.тъся i ви.члгае застосування для И розв'язання нетрадицшних тдход^в, npirraMainnix системам штучного штелекту.

Вцом! методн прийнятгя рннень п ¡итслектуалмшх системах упраплн:на мають ряд особливостсй, то роблять Тх неприйнятшши у даному випадку. До таких особлнвостей ели шднести нечпеспрямовлшсть алгоригм1в лопчного пнведепмя, ви1сутшсп> можлмаосп ormiMisaïuî "кершнях влливгв, складш'стъ ввдшукупання неордпнарних рмнень та ¡к. Тому для внрнченпя проблем» оперативного керупанпя поштряниш перевозками розроблено лопни метод, який блзуеться на таких тяердженнях.

'" Транспорта дЫлынсть деЬшдпрнсмства розглядасться як процес функшонуваиня депкого сб'скту керування - авитранслортно! систем», що сшввдксситься з ашашдпр^смстиом. Ши мае орпшшцпшо-технгашй характер i создастся з множини р!знородшьч взасмопов'язанних елементга: . аеро-noprirs, амалтш, повггряиих суден . та ¡и. Ксрозаипн (авЕагранспорткмн) процесс такой склздасться з миожини вза&><од(Ючих елементарппх ш'дпроцесш - peftcio, тобто зйкшчених операнШ перямШдаша поттряйого судна по пстанояленому маршруту (asis-iiniT).

Магочи линамг-нтй характер, об'ект ксру~ан:|я та кожеи s'ioro елемент у будь-який момент часу зпаходиться г, одному з мзжяквих сташп. Характеристиками стану е посазникп пкробтгчо-фнинсопого ялзпу, п;о внз-пачаготься кк для ашашдпряагстпл в идлому. так i для скремнх ашалшш, pciicii), тиш'в noairpauiix суден. Такими показннкамн е pici'.i впкорискшия пасажиромюткосп та №ггажоп|дйпмиосп пов!г|)Я1шж суден, пасажкрозйг, c.î-сплуаттуГнп тсноккамсгрн, нал!т годна, продуктипшеть голыша, s:rrpartr гаацшного п.члыгого, нкюрг, доход!! i лриЗуток и!д траиспортао! д!яльчосп.

Для кожного показггпка, то годиоситься до авютраясперпго! систем« в нлому вбо до и окремого слементу, упгпо:)леиий(а5Ь легко оЗпислюсться яляхом зведе*:ия ш'дсуякпвога планового. pisiisr. до поточного ¡иоменту часу) •Дапазон допустит« значень.. Якщо значения вс!х nokmunxis koswoio елг-.îeirry i систем»! а целому 'одночаенз належт» до влкнлх 'доиулгсмкк lianasoms, то вважають, що пб'скт керусашш зкзкодгсться у нормальному ;тлш, в шшому випадку - в аномальному.

Необх!дтсть ■ керуючого вплизу пз об'ект (пронес) здлтезг кожного азу, коли вш ошшястъся заномальному crani. Зл!<Д":шя xepyssima полягае i Е1дшукувзшп такого керугочог» рнвення, реалшщя якого зяатка привести :срований об'ект в нормалытй гбо максимально близькин до июга стан. .!етод керування повинен Ецповдаги таким вимогам:

— бути зяатним зкаходяти кокплгкен! упраали!ськ1 pitcéîins, ко пере-• дбачають одночаспу реал ¡за HiK> визиаченого набору елемсктарикх ке-руючих oaepaniit абп способш. керуючого вплнпу, hkî можуп. бути спрамован! rta pÎ3HOKaninii елемснтн обЧкту керування;

— врахозувати при внроблент рплень ыожлив! насл1дки Тх практично! реал1зацн, шо вняшшоться у 3míi;í значень характеристик стану об'скту керуваиня та його елемента;

— ыати иластнвост! повноти та цшеспрямопаносп;

— матн здатшсть огптапзувати управлении р!шення за заданямк критериями.

Будь-яка змша розкладу руху повпряних судей потрейуе коригувзння !х rpaipixiB o6iry. Ця задача досить добре формалЬована i мае яскраво виражеиин оптимшцшшш характер. .II розв'язання пошшне забезпечити своечасне кнконанпа bcíx заплпнокишх peñciB при шшмальиШ кьлькоет! пошграиих суден, то вводяп>ся в ексллуатац1ю, i найменщш тривалост! 1х иепродуктшишх простоТн.

■I-jстиб.ЛлЗиЦм rti>¡uTpaii»-ii.í¡yiuuiс iijjj^^Í-j i■ г.»i<•..

ситуациях, холи свосчасне викопаши заплаиованих peñcia crac неможливнм через несприятлшч ыетеоумови та ¡iiwi збурш фактора. Рдпення, asi bÍi-рсбляються в под1бних випадках, можуть передбачатн коригувамня nepBicmix маршрута руху(грлф!к1в o6¡ry) повггрхних суден з метою r.i¡HÍM¡jau.ii В1"дхилень в!д розкладу, вцвищешш регулярности польота, зниження кшькост! рейсов, як! виконуються i:> зашзнеипям, скорочення сумарного часу затримки peiíein, зменшення фшансових втрат авшшднриемства.

Виходячи з г-чдесхазансго, завдання даного дослвджешш формудюються таким чином:

— розробитп штелсхтунлший метод керуваиня складними оргашззцйно-техшчнямн об'ектами (системами), эдатиий шдтримувати !х у нормальному або максимально блцзькому до иього сташ;

— штерпретувати метод керуваиня складними об'ектами до проблем;! оперативного упра1щшня трансиортиою Д1ялынетю а!шшдприемства;

— розробитп мет/)д оперативного корягування графЫз c6iry поигргних суден у внра'дку змши розкладу руху;

— розробити метод оперативного коригування графЫш o6iry П01итря1шх суден у збп'пшх ситуащях.

В днсертацн подала функцюнальна структура автоматизовано! систсми пнерагнвного керуваиня трапспортною дшльшстю авшпщпрнемстка, описана технолопя виробления упраилмюькнх- рниень. .

2.Метод керуваиня складними оргашзацншо-техшчиими об'ектами, (системами) грунтуется на таких принущеннях.

Об'скт ксруваиня (OK) склпдаеться з п взасмодпочнх елемент!з д, k*»l,n. Стан кожного з mix о буда-икий момент часу описусться вектором значеж. характеристик (r;(s»), j=l,mk). Деяк! з них можуть бута точно niiMipani або обчмслен! на ccnosi внмфгапаних параметр!» херованого пронесу, iuuii - лише печпко визначен! на pinui як.1скнх оц!иск.

В результат! emrry експерт1-в для кожпоТ характеристики г/-'») визпачена множима /T,<st) cnocoCia внлнву на ОК, що прнзводять до змшн а значения. Якщо под!би1 змнш ошнюгаться нечггкими категортм», то як Тх к1лыиспа м!ра внбирагопся константе, знаки яких вказуюп. папрам, а модул! cryninu зм1ни йиачень характеристик стану ОК.

Кожшш спос!б кпливу на ОК може передбачатл здшеиепня (одночасне, поЫдовме або послиовио-паралельие) деяксго набору "елемечтарнпх" керу-ючих операщй, як! застосовутться не т!лькп по вщиошештга до елемента St, що розглядгпткя, але i до означено? ш'дмножшгк поз'язаних з St irnintx слементш об'екта керуванпя.

Реал!?,ащя будт-гкого способу втишву на ОК з метода змши -значения j'-f характеристики стану елсмепга st мажа потти га собою змшу гмачень iiitnitx характеристик стану дангго елекенту, а тякож характеристик стану рештн елсмсим ОК, що взакотдиоть з там, що розглядастася.

Модель упрзвлшнч cxnajrriiiM об'ектом, то побудована на основ! давних прппущепь, являе собою систему лопчкнх sirpaaia такого виглзду:

V, & Yl - & fr A (!)

г 6 Л/sO. 7 = "Hrnl. * =» Щ дг 1?= Л lU,{sky & X,{st)} ,

| е

VI, - Л Л С i/,<su) й A'Cii.) I,

f, = :

/> = A lP,j, - £>OrjU)l.

if = Л Л lQ,ji{sn) - tKarJui)h К? he'.Ct!)

тут Х,($1) - внсловления, що описуе ;-у керуючу операшю, яка за-стосовусться до к-го елементу;

Щзц) - внсловления, що вщображуе уносу застосувания «¡с! операцн по Бщцошешно до данного елементу;

- мпожипа керу)Очих опершей, що реал)'зуються вщповщно до т-го способу впливу па ОК но ш'дношснню до елементу

КО5*!) " висловлепня, що описуе характер та параметри зв'язку м!ж елементами та ял, як> веобхвдш для реалЬашТ г-го способу впливу на ОК;

К' - множима иомер!в взаемопов'язаних з яц елемен'пв ОК, по в.'диошеншо до яхих г-й споаб впливу иередбачае застосувания херуючих онера ц!й;

О(оф) - внсловления, що описуе змшу значения характеристики кнасэдок реа.-изаци г-го способу впливу т ОК;

аф - константа, що конкрегизус напрам та стушль Ц!еТ змши;

РГ41 - внсловления, що огшсус залежнюгь ¡.«ж характеристиками гД.^) ■ (.**). при якш можлива побшна змпш значения остапльо? з них внасладок реал1зацн г-го (г £ )) способу впливу на О К,

■fA.Sk) - множина ноыер1в характеристик стану елеменш ¡ь як1 парши! з г/л) можуть змниовати сво! значения внасипдок реал13ацн г-го способу впливу на О К;

- внсловления, що описуе залежшсть мик характеристиками т*> ¿/¡(¡и), при реал1зац!я г-го способу впливу на ОК

(г 6 Л^)) прнзводить до поб1чноТ змпш зиачень останиьоТ з них, к * к2;

К*г - множима/номеров взаемопов'язаних з елемент^в ОК, характеристики стану як их можуть змниовати сво! значения внаслщок реалиацИ г-го (г € Я/.ч)) способу керуючого впливу.

ВирОблення унравлшського р1шеиня, здатпого привести ОК в нормальний стан, полагав у в!дшуканш тако! комбшацн способов впливу на об'ект (такого поедпання елементарних керуфчих операцш), реалшщя яко! призвела б до иотрШних зм1н значень характеристик стану ОК. Формально знайдеие улраплшське ршепня описусться кон'юнктом X, гцо задовольняе лопчний Б и рал

X - Л Л Й(Ьц),

1-1 J-I

де - проста висловленпя, що в!добрахуа Bimory змшитп вбо

зберегп! каявне значения характеристики z/st)\

6ц - константа, що зэдае напрям та стуШпь ц!е! змЬгк.

Перед розв'язанпям uieT «адач! здШстосгься. настройка загально! модел! (1) isa конкретпу onyauiio, то еклалася в систем! управления на момент прийняття piwt-'ib. Формально вояа ззодиться до вйэпачсння значепь лог!чпих висловлень V^si), то. описують припустим! умов» застоеувакяй керуючих onepauiiiv а тало« вясловлепь" Р^ та Q,j(s¡), що в!добра-лують струк-

тура! особливсст! об'оста керувания як ncilcuoí множили ззаемодпочих елемент!в. В результат! настройки модел! управления па ситуацию визиача-ються так! множите

К" - множила номера елемекйв ОК, для яких у дашй ситуацй ¡снують :пособп безпосередиьо! змйш значгаь характеристик стану;

- «пожива керукнС!* операцИ, ях! у сптуаан, до склалася, можугь 5ути pcíuiiaoBani по винощеншо до k-ro сленепту об'скга керуваиия;

RfiSk) - множшй сяособ!в керуючого спливу, як! кожуть бута ре-1л!запаи1 у даиШ сптуацЦ для безпосередкъо! або посередньо! змшп зиачень

гврактеристпки '

К1" - множит нояерй елемеит!а ОК, характеристики стану яких можуть iMhitosattt своГ значения у cnryauit, то склалася, nía вшшвом прямих або tenpamix cnocofiie херуючого впливу;

/J" - мйожшга помер1в таких, мрактерястик, • що и!Дносяться до к-го лемекту ОК. .

Припускясгься, но тфй одиочаснШ реал1'зац!1 доох i б'шъшс спссоб'т сруючого вплнпу результуючнй шшрян ! "ступ1кь saíirn значения будь-яко! арактернстикч стану ОК визиачаепься сумою констант, що d ¡добра жлють апрям та ступень змЬш. ршня дапоТ характеристик!! кохшш ¡з способ!в, to рслл!зуют1,ся, зокрема. '

Проблема керувакня орпнйзашйно-технЫпямп об'ектамп мае комбтатор-ий та оптимЫцшпий характер. Для залучвшя до -П роза'гзатш методов омб1наторпо! опл!м!зац!1 иеобх!дно кожному лопчному пислоалеиню A'((sj), ;о описуе ¡-у керуючу оиерац1к> стосовйо до; к-го елемгнту ОК, сп!всгавитч ул^пу зш'нну хц 6 (0,1). Цв дозвала® ¿Вести. задачу рироблетм уп-1влшського piuiCHHs до дася!д*епия - комб!иатсрио1 Мзде»!, основу. яко! сладае система двосторошйх неровностей

'bfi-ty s ш s + /ел. <2>

тут Z «'Д П П *»•;

A, - множима ROMepin елемеытЬ ОХ, по вадношенш до яхих передба-чаетъся застосуваиня керуючих операций е1ДО0е1дио до г-го способу в шишу иа об'ехх;

е'ц. та e"jt - гранично припустим] »¡дхилешш фактичного значения характеристики г/ц) вщ norpiSnoro. ■> ,

Вектор х' значень бул'шдх зм'шлих од, i € /tl к G ¡С, вдо задаволъвзе систему нер|"вностей <2), визиачае шуканс упрэшйисысе рйяеиия, здатие привести ОК в нормаяьний стан:

X" л А Л,{Ц) л ]^i(s4) <3) кек*

де 4 та fi - щдмноживя керуючих операщи, вк! Ыдлягають i це

п1длягають, в!дповщио, рерлгзацй по вЗдоошиппо до k-ro елемрату об'екту

керування: ; ,

1[ = (/£ = lj, wj = j/е о]. (4)

Мяожина способов ксруючого лпдмву, яи' псобх!дш> реал!зуватн для приведения ОК в «орыалышй стап, визвачаеться по формул!:

Л(Я) =[^(VAe^XWC/ÎJ}. .

HecywicnicTb система (2) при умогп б!валеитн'ост! незалеишпх зм!нних озвачае, що привести ОК- в нсрмальшн) стан передбачешши моделлю (!) засобами б ситуацй, що склалася, веможливо. • У под1бких, випадках перед системою к еру ваши може бути поставлеиа мгта максимально иаблизати стан ОК'до нормального. . -

Нехай К - мнояина номер!в елеменпв ОК, характеристики стану якнх не можуть бути догедеш до noTpiômix ' ршн!в, a Jt - ыпсжина номер1в таких характеристик, що вщносяться до k-ro елсменту об'екту керування.

Комбшаторна модель задач! вироблевия улравлвдького pimemta, здатпото максимально наблизнти ОК до нормального стану, ■ мае в co6i:

— na6ip мльових функцш х), j £ Ji, к&К , що прагнуть до мшшуму, якщо значения в!дпов!дно1 характеристики стану потребно зменшшг, або до максимуму, якщо - збьчьшити; . ,

- систему обмежсяь, уторепу h двосторонн/х нер!виостей виду (2),

- сформован их для таких д1апяЗон!п значеиь параметров k ta j:

(k e ¡4 It), (Л € к \К/е/Г \ 71),

де К-

Наяви1сть к!лькох цшьсшга фунмйП робить задачу наблихеппя ОК до нормального- стану задачею пекторпо! оптим1лщ'". ЗН.-пю з принципом огг-тимальиосп г«> Парегго soiia перегзорюсться на одиокрнтсрЬльну форму. Як критериальна _<{>ункдая висту Пае гбо зважека сума ц1льових функцш fcSK, сбо одна з net при обмежени! значеиь рештн.

Комбпмторна модель задач! впроблеиня управл!нсысого р!шешм може мата тгкож так! компонент»: "-'•.■

; — крптер!альну фушщЬо, згячепая еко! характеризуют величину

- ф!пансовгоЕ та Irnnitx вктрлт на реЫззцЬо кёруючих операцШ або ; способ!в влляпу га об'ект керування; .■ ;

— критср!2льну фуныйм, що в!яображус сгуп!йь перечат (прпор!тетя) ксругачнх onepaiiiil eSo агосаб'т ксруючош вшгйру,- .

— обмгжеявя ва витратл разного роду pecypcfo, пеобх1дапх для пракпгчно! . реал!зацСГ кёрушчнх операцШ; ,

. — обмехення на кЬп>к!йь бападк!а застосушшня т1с! або.Ьшзо! керуючоТ

- - опсрац!! та щ. ;.

Перетпорена до однокрнгер!аяввб1 форма 'задача ■ виробленнй управляемого pimemia па основ!, лопчко! кодел! ксругалшя (I) ззодитъся до виду екстремалытх комбштгорпих задач, з нелМйною структурою.. Вектор я' значет. бут'вих змпгаих . лц, i Sit,' ке К", що ■ задевольцяе формальну постановку задач!, визпачас^зпдно s виразлки (3) - (4) шу<;аие. управлшське plniemm X, що прн£од'.гп> OK в пормалышй або максимально близький до пього стан. ' ' •. ••''..

З.Модеяь, упрашЛшя (1) та, ¿¡дятантно, процедура виро&гення ртаення кохуть бути enponteai,. якщо ппконугаться (разом чи - зокрема) умовн взяемно! иезадгжносй способна керуючегб зяяиву та формально! пепОд!льност{ сб'екту керування.

Перша з nipt озкачас, ,що серед- множит спэсоб!в управл!пня неиае двох таких, як! передбачаютъ застосумниа едино! Уеруючо! операщ! по в!дкошённ! до одного, й' того- ж об'скту керування. В под!биих випадках Л1йу частнну (У? & у}) • модел! (1) мохпа подати у впгляд! кон'юнкпд! 1ЛЛЛ7, де X, - складсне вксловлет:я, шо «лшеуе ¡тегративиу керуючу onepaulio, яка реал!зуеться в!дпов!д1го до r-го способу впливу tia OK, а

V- складне висловлення, що конкретазуе всю сукумнсть умов В практичного застосування. Цс дозволяе перетворитн задачу вироблення уп-раалшського ршення, здатного привести або максимально наблнзитн ОК до нормального стану, у лшШну форму екстрсмальних комбшаторних задач.

Умоаа формально! пепод1льносл об'екту керування виявлясться у тому, що керуюч! операцп, перед бачу ваш кожним способом впливу на ОК, за-стосовуготься до единого елементу керованого об'екту, а васлдаи практично! реалЬацй будь-якого з таких способ1в виянляються у змМ значень характеристик стану единого елементу ОК.

Викоиання ще! умов-л означав, що постановка задач! керування дозволяе розглядати ОК як такий, що складаеться або з одного елемента, або з множтш елемеятш, взаемш зв'язкп яких можна знсхтувати. Огже, задача керування може розв'язуватись для керованого об'екту в адлому або для кожного його елементу окремо. В .останньому випадку роль ОК грае, один ¡з його елементЬ, «о розглядасться ¡зольозано. в!д ¡шлих. Це дозволяе вихлючити з модед! керування (1) вказшникн елемептш керованого об'екту I вважати, що керуюч! оперпщ! застосоиуються до ОК в щлому, а його -стан вязначаеться значениями узагальнсних характеристик.

Модель управлшнн формально неподиышм об'ектом выводиться ¡3 за-гально! модал1 (1) у припущещи, що для кожного г-го способу керуючого впливу К1 = 0 та Кг *» 0. Задача вироблення управлшського ршення пе-ретворюеться до виду ексгремалышх' комбшаторних задач з пелпийною структурою (якщч> одночасно з уыовою формально! неподшьпосп' ОК не виконуеться умова незалеяшост! способ!» керуючого впливу). Але поршмно з загальиим випадком вона в!др!зпяеться меншою вишршегю та простотою функщ'оналышх зв'языв.

4. Пклв викоиання необхадних перетворень задача вироблення управлшського рхшення на основ! модеуц керування (1) формулюеться таким чином: махсимЬувати хрцтер^альну функцио

/М = £ (5)

гбЯ,

при дотриманн! обмежень

2 Щ'<Рг{х) 5 ¿у. /'= М; (6)

де <р,(х) = П */! х'е (0,1 I, < =

Тут 1<о та/?; - множшш номеров функцШ 'Рг{х). що входять вщповщно в критер1алыгу функщю та ¿-е обмеження задач!; I, - множина номер'щ шуканих змшпих, добуток яких утворюс функщю <р£х); ар, ¿у, с, - дшен! числа.

Для розв'язання задач гласу (5) -(6) розроблено метод, що груитуеться на в1домШ 1деТ напрямленого перебору napiairrte. В!н поля гае у посл!довному дроблены множили Bapiairria розв'язання задач!, яке проводиться доти, доки не устяновлюеться оптимальннй план х' або факт uecyMicnocri системи обмежень.

Розбиття множили вар!ант!в розв'язання задач) (або будь-яхо! П п!дмножини) на дв! мелеретинн! пвдмиожини меншо! noTyxiioCTi здшсшоетъся шляхом ф!шиш значень одни? з незалежних змнпшх. Для нодальшого розбиття па кожному етпп! розв'язання задач! вибираеться така п!дмножииа sapiaimB, якж вщповдас максимальна ощнка хритер!алыго! фущсцм. Одер-жуяан! внасл!док розбиття нош п!дмножини Bapiairrm зазиають формального aunnhy з метою виявлення ш'дмножин, в зких немае припустимих плата; обмежень, що перестали бути активними по вщношенню до планш шдмпожин, як! анаЛ1зуються; незалежних зминтх, як! у припустимих доповнюючпх планах данно! шдмножини можуть приймати строго визначен! значения.

Припустймо, у повнШ множит G bap!ahtib видшено L шдмножин Gt, k=l,L, що не перетиняються i м!стять п соб! припустим! планл.

Оц!нкою ?(Gj) кртершыю! функци на k-й шдмножиш вар!ант!в е максимальие значепня f(x), xEGt, обчнслене при додержашн необх!дпо! умови ¡сяування розз'язкш системи пер!впостеГ1 (б) для б!валентних незалежних змшних. Ця умова внражаеться у вигляд! двостороштього обмеженна, що накладасться па xuibxicTb незалежних зм'шиих, ях! у доповнюючпх планах дано! п1дмножияи можуть приймати значения одиниц!.

Лнал!з пузмножшш BapiainiB полягае у визначеин! 1х властнвостей, як1 можуть бути викорнстан! для звуження облает! пошуку розв'язк!в задач!, скорочення xuibKocri крок!в алгоритму, то приводять до скшченого результату, зменшення об'ем!в ¡нформацн, яка опрацьовуеться на кожному етац! обчислювального процесу.

Властивост! будь-яхо! л!дмножини вар!ант!в визначаються властивостями неровностей, як! входять у ввдповщну систему обмежень, що виеодяться !з початково! системи (б) шляхом п!дставлешш в не! часткового плану дано! пщмпожини.

Пехай Ii - множина номера незалежних зиЬгаих, значения яких в планах k-i п!дмножкни napiairrin не зафЫсован!; Jt - ' множина иомерш обмежень, активних по в!дношенню до план!в шдмножтш Gt; Дд - множина номер!в функц!й <р,(х), г В Rj, що не перетворюються частковим планом п!дмножипи Gk d константу; RjV - множина номер!в фуыкц!й <pjx), г 6 R/, що отримали в планах k-i шдмножини вар!ант!в эначення одиниш.

На множин! Яд видЬляються так! п!дмножвни:

= \геЯ/к : afi<О}, «Д = (гбЛд : а>>0

■= И U (гбЯД : S aty),

яД(г") = : ¡«tifa')}.

Як?") ш {гЫ$к(П : |/я| - 1),

R¡í(r") = {г 6 4 : П 4(r") * 0 ];

гут /,* = Г, П ы Гц{г-) = у ve {2-5

Нехай також <?*{*)" П Ъц » íy - 2

'в'* >6j£

2 û/r , íji(r') - 1a¡, ; v6 j2,3,4,5,6).

Властивост! k-î пдаш ожили uapianTis формулмютьса. у вигляд! чотнрьох тверджень. . ..■•■/.-

ТВВРДЖЕЙНЯ 1. Щцыножши Gt не. м)стйть в coGl припустимех ;msiai% вюцо для деякого /6/* тжонуеться умова ..

(кД - я) & (Ьц < о) V (4 * 0) & (4 > ад V

V (4 * <Я)& (3r>e Rjt) { Í ^V) ^ 0]&

& (4 - сд- >ед & г4+> ад } , v

V & и$(о'*1г>1 & :

ô (4 + аг >ЭД & ^ I

ТВЕРДЖЕШ1Я 2. ОбМЕжеяия /t ne еактикшм по в1дношенпю до плашв п1дмноживя С*, яхшо '"■'''-''

(4 = 0) & (fyt à Ö) V {/ij* *0) Ä s йд),

ТВЕРДЖЕННЯ 3. Яйцо RjL*0 (/ey¿) i дам деякого г'еяД BfiKo-нуегася умова • .. -

• & (4 S í/t s 4 - аг) У

V (J$(0* <31+ 4(0 =s b»< t%-

то з доповнюючих план!п п1дмпоасИ1ш Gt грипустпмими можуть бутп лише Ti, в «их

] li>rtW= 1J.

ТВЕРДЖЕШШ 4. Яяцо Rj, 0 V S /j) i дда деяього г" е Rjl вико-ауеться умова

{R%"0) & (О 5 ЬА.< ar)V V (4*0) & {ДД(г") = 0] Л (4 S Ьц < ^ + ак) V V *01 Л [4 - S Ьц < 4 + ar\,

то ¡з допошиоючих плавав пдашожини Gt црипустимими можуть бути лише т1, в яхвх

I l#,i(*)=oi.

Процедура анал!зу п1дшюжшш Eaplatrrin полатае у почерговШ nepeeipul умов кожного з сформульовапнх тверджепь для icix ахтквних обмежень, приведених у в!дпоп1дн}сть до пвдмцожини, що пдаастьса flii.uiiay. В за-лежиосп В1Д результата щс! nepesipxii здШсто&ться та ибо inrna посл^допшсгь д!й, адекватиях визпаченям власпшостям системн нершяостен: виключення 3 ПОДПЛЫПОГО розгляду щдмножкн, ЯК1 не м1стять в co6i лрипустимнх плашп, та обмежепь, яю перестала бути актсганими по в1дношеипю до rnianla п!дмпожтга, що п!даа«ься анал!зу; присвогавапня незалежшш змншим едшю мбжлнвих значень тощо. •

Пршгустимо, ш депхому етгга розв'язаипя задач! (5) - (б) одержано шдмггожипу G* прнпустамнх пллн!в. Якщо серед них е такий плзп х . Що • " . •

Дх') = шах (Л-v), лес*} а гаах{ f(Gt), k=TJ.},

то Bin е оптикалышм розв'язком задач!.

Метод розв'язання екстремалших ■ комбшаторнлх задач з лЫйпого структурою виводпться з описаного втце у припущен«!, що (Уг) ( 17,1 = 1).

5. РЬнекня, щэ вироблятоться в системах оперативного керувания транспортной д|альн!спо ав!ап!дприемств, у биьшост! янладкш потрсбують кори-гувания спершу складенкх граф!к!в об!гу повггряиих суден (ГОС). Для цього застосовуються матсматичш методн, як) с розпитком методш складская ГОС.

ГОС складашться для умовиоТ добп на основ! анал1зу структура с1тки авялЫй та плану руху помтряних суден (ПРС). С1тка ав!ал!н!й з 11лкла-деням на не! - добовим ПРС моделюстьсяор!ентова1шм графом, у яко.чу перстни зтйвставлеш з аэропортами, а душ з рейсами. Модслгагачий граф описусться ам'ею вузлових шдмножвп дуг. Результатом структурного пналЬу с!тки ав!ал!нШ та плану руху тштраннх суден с визначення р!зноыан!тних параметр^) та множим, иеобхдаих для формал13аци задач! складсния ГОС.

КритерЫмп оптималыюст! грофШв об!гу можуть бути економ!чк! критери транспортноТ д!яльност! ав^ашдприсмства, як! (за вшятком витрат на ковкрян! перевозки) в лицевому рахукку визначаготься р!внем комерцШиого заван-тажеикя поЫтряних судей при виконанн! рейс'ш. В умовах конкурснц!» |нших вид1в , транспорту I тюр!вняпо внсоких аЫатранспортпих тарнф!а чей р!вень (при ф!ксованому ПРС, який складсно у в1дпов1дпост! 3 прошозом поппту В1 псЕ'прян1 перевозки) залежить в!д того, наск'шькн розклад руху повггряиих суден. аручшга для потащ!альних пасакирш. КСчьмснога оцшкою ц!с! зруч-пост!: може бути ступ1нь зб!гу розподйу по часу потопу па повггряш перевозки та пропозкаП ап!атранспорптх послуг.

Гозпод1л попиту на ппв1трян1 перевозки . вздовж г-го зв'язку аг'щтрансг.огтшТ спгки задается ва вЬркжу часу функц!ио пульпосп

попиту Ф^О- Розподи иропозищТ авштранспортпнх послуг визиачаетьса часом початку викоиатш ренс1в вздовж за'язк'.в авитракспортно! с!гки я ираху-ванкям вактажоп1дйомиост1 <пасажнром!сткосп) поз1тряиих суден.

В диссрташ'Г подано два метод» складатся ГОС. Першей з «их (комбтаторнпй) передСачае вккорисиння математичио! модсл!, в якШ пе-залежнпми величинами е бул!ш зм'нт{, що описукт» маршрут» руху повггрязах суден, та неперервн! змши), що характеризуютъ три4ал)сть );е-продуьтизник просто!» повггряиих судей перед: внконанням реисш. У су-кушгасг! значения цик змшних, як! усптовлюготься внасл!док розв'язашм задач!, вязначають шука1н граф!кн об!гу !, таким чином, розклад руху пов!тряних суден.

Коеф!щент пасакирського заваптажешгя повггрягаго судна обчкмюеться як в!дноше«ия к1лькосп перевезенйх пасажир!в до кЬькоси надапих ддя цього м!сць. !ыов!рна к!льккггь пасажнрш, ям будутъ перевезен! ¡-м рейсом вздовж г-го зв'язху 8в!атранспортно1 сгтки," визкачасться як т!п{д>,{й.}, де Пг - к!льк!сть пасажкрських м!саь, а ^ -. об'ем попиту на пасажирсыа. перевозки 1-м рейсом вздовж г-го зв'язку, який обчислюетьсн з врахуванням розпод!лу попиту у час!:

£,> = а, 7 Ф,«)Л / ? ФДОЛ !

тут а, - об'ем попнту на пасажирсыс! перевозки вздовж г-го зв'язку

авштранспортно! сэтки; а,г та ш,г - меж! зони полшу на ¡-и рейс у

початковому аеропорту г-го зв'язку, як! визйачаготься пасом початку вн-конання даного рейсу.

Складшстъ функцюнально? залежност! ртня пасажирського завантаження повлгряних суден вщ часу початку виконання рейив не дозволяе г.ов'язати економтш критери транспортноТ д1яльност! ав|'ашдприемства безпосередиьо з п?залежиими змшнимн, то. описують графжи об!гу, досить простими анал'п-лчними виразами, як°1 , могли б бути використаш як крнтеркглып функнп. Тому а математичиу модель задач! складания ГОС вводяться обмеження на час початку виконання рейав, дотримання яких сприяе досягненню потребного риин пасажирського заваитаження шштрзних суден.

У математичну модель входять також критер)альш функцн, що дозво-ляють опт1!м1зувати ГОС по киьксеп повнряпих суден, иеобх1дно ввести в екснлуатацно для виконання вах запланованих рейс'ш, та суыарно! три-млосп непродуктивна мгжрейсових простоГв повгграиих суден. В систему обмежень входять сшввуцюшення, яки

— забезпечуготь включения кожного ¡з запланованих рейав у графи; об^гу одного з повкряпих суден;

— в1"дображують вимогу, щоб маршрут руху кожного пов^тряного судна складався з припустимо! кьдькосп рейсов;

— забезпечуюгь неперервш'сть мпрнтруп'я руху повггряних суден;

— в(дображують вимогу, щоб кожна позищя у граф1ку об1гу повгерякого судна була эаннята не б'шыа шж одннм рейсом;

— Л1М1тують наздт годик та тривал!сть експлуатацн кожного повп-ряного судна;

— зчдають потр!бн1 штервали часу М1Ж моментами проходження повггряними суднами тоюк перетину повггряпкх трас;

— пакладаються на час початку та закшчешш внконання рейав режимом роботи аеропорт1в.

Зпдно з методом, ню розглядаеться, задача побудовн ГОС декомпозус ться на дв1 задачу як! розв'язуються поЫдовип: побуяову маршрутов руху ткийтряних суден та призначения часу початку виконання рейав. Перша з них зводиться до виду екстремалмшх комбшаторних задач з нелинйною структурою 1 розв'язуеться описании раш'ше методом. Задача призначепня

часу початку викопадшя рейсЬ формулюеться як задача кусково-лГпШпого програмування, алс шляхом введения додаткових лопчних змцших перетво-рюсться до стандартного виду задач лшпшо! частково-ц!лочнссльпо! оп-тим!заци. Для П розв'язапня використсвусться метод, утворений впаслщок злиття мекдо напрямленого перебору вартнт та симплексного алгоритму.

Другий метод складання ГОС передбачае попередиг. формувапня для КСЖИОГО ПОВ1Тря|!ОГО судна М1ЮЖИНИ припустимих маршрут!» руху, як! за-довольняють обмеасення по пальоту годин та тривал осп його сксплуатацп. Для цього викоркстовусться спешалыто розробленкй метод побудовн маршрут^ задано! довжими на зор1Ентованому графи 'ДО модеЛюе атку ав!алш!й з накладеннм на не! добовим ПРС.- Дал! для кожного повггряното судна вкбираеться один з припустимих маршрутов руку. Задача нибору маршрута формулюсться кк екстремадьна комбшагорпа задача з лшшпою структурою I розв'язуеться описании ратше методом, моднфкованпм у. розрахуику на лшшну форму математачно! модель ГОсля цього розв'язуеться задача при-зпачеиня часу'. початку виконапня рейс!в, що зводиться, вк ! в першому . випадху, до стандартного виду задач лшннсго часткоио-ц!лочисельиого про-грамувашиь ••

Матсматнчи! модел! оятимЬацпптх задач, то розв'изуюгься зпдио з другом методом складаиня ГОС, М1'стя1ь критер!алыи фуккц!!.та обмеження, анллопчш пм, як! були назван! при розгляд! комбшаторного. (методу. По-передне видшегаш припустимих маршрута дозволвс скоротитн внм1р!псть цих задач та опксуватн графики об^гу полнтрмнпх суден меншога к1льк1сио змиших: лог!чш:ми, що визначагать внб!р маршрут!» руху, та неперерзннми, но характеризуют!) тмжипсть пепродуктишшх простош пов!гряних суден перед вяконашшм райсш. Однак при велих!й кЫькост! рейс!в ввд!леиня вах припустимих маршрут!о руху повггряних судей можо внмапгш иадм!ру великих витрат машинного часу.

6. Метод керуваина складшши сб'ехтамн е теоретичною базою методу оперативною управлпшя повгсряпнм» перевозками. Як елемеити об'скта керуваиня, до яких застосовуються керуюч! операц!!, розглядаютьси регулярп! рС1)СИ, що впкокугатъея по»!трйп)ши суднами .ав!ап!дпрнемства. Оперативш р!п;ешш по керуваншо поягтряними перевозками бнробляються на умовний (тобто не "нрип'язапий" до календарних дат) таждень - одишщю часу, на яку проехтуетьса розклад руху тюштряппх судей. ,

Модель упраамвня повЬряннми перевозками складаеться а лолчк;к вираз!в типу -» Рш, до У„ - складяе вислозления, "яке описуе т-й зас!б керугочого вплнау па ав!атраноюртну систему I умова К внкористанна; Гя - складне впеловленпя, вке в!дображус зы!ну значень показнпк!в транспорта о! д'яльност! аЫапЦприолства в результат! практично! реал1зацП даното засобу.

Способ и керуючого вштову ия ав!атрзнснортиу систему можна подшита на три групи. С першу групу входять т1 з них, . котр! передбачають одиочасне застосуваннй керуючо! операц!! по вщношенню до пари рейсш

- прямого й зворотного - i поширюють свою д!ю на умовний тиждень в цшому. Ця група об'сднус способа керуючого впливу, пов'язаш з шдмиюга pencio та вщсИенням далеких д!лянок повггряних лЬпп.

Другу трупу утвортоють способи, як! також потребуют. застосування керуючо! onepauiî одночасно по в!днои1ешно до прямого и зворотного peiiciB, але пошнрюютъ свою дпо лише на коикреттш день тижия. До ïx числа належать способи упраачшського впливу, sjkî передбачають змшу частота виконаннп peiiciB, замшу типу нов'ггряного судна, введения додаткових peficin.

Третга групу складають способи, як1 передбачають застосування керуючих операщ'й по в!дношешпо до окремих peiiciB (як прямих, так i зпоротних) i поширюють свою дно на умовний тиждень в цьчому. В ню групу входять способа керуючого отливу, поз'язаш з! зм¡пою часу початку викопяияя peficin, виключенням з маршруту пунктш прошжно! посадки, коригуваиням норм продажу ав!аквитк!в.

Зпдно з приведенною класиф!кад1ею в модел1 керупання повггряилмн перевозкам« для виразу Y„ зикористоауються три так! форми:

Ym = lUln(i) & ЗД] & МО & Ш?) & Хт(Г)],

v?„= lir„,(i) & Л„(01 & КЦО & OTk'") à

>i = lU,„(i) & .Y„(')Ï;

тут 1 та ¡' - номера прямого 1 зворотного йому рейав вдпоещмо; и та п' - номерн дшв умопноТ доби, коли вони викопуються; Л',„{1) та Лт(0 - висловлення, шо конкретизують т-у керуючу операцпо у вщношешп до ¡-го рейсу, яка розповсюджусться, вщпошдно, на умовцу добу в цшому та. П п-й день зокрсыа; 1/т(\) та ¿45,(1) - висловлення, що визначтоть припустим! умовн вякористапня тако! операцп; Ут()) та - висловлення,. як!

описують в!дн01аенн!г М1Ж рейсами ! та ¡\ иеобх!дш для реал1зац!1 дано«) мсобу керуючого впливу.

Для формувапня комбшаторпоТ модел1 задач! вироблення кершшх рнпень кожному логичному вислоллгнню Л„(1) ставиться у зщпошдшстъ булша ямпша {0,1 }, а висл.овлешпо Л5,0> - змшна х'щ, Е|0,1|. Основу тако!

моэел1 складае система р1внянь 1 нершиостей

2 2 jw*(*)

к в Kj m tH M*

je/;

де I ■ множима номер!в показнимв виробничо-фшансопого плану пв5атлприсмства; К/ - множила номер!в груп спосоит керуючого шшту, 8!^ можуть бути реализован! в даиш ситуацп для змши значения ¿-го показника; Мд - множина номерш таких снособш, як! входять в к-у трупу; Ь) - кокстаита, яка характеризуй тютр^бний прирост ¿-го по.:азиика; утд(х) - функшя булшнх змшних, значения яко! характеризуют можлив! прирост» ¿-го показнпка ьнаслщок рсал!заци ш-го засобу керуючого полису к-1 групи.

В математичну модель задач! внробленпя оперативннх р!шеиь по керу-ванпю пов!тряними перевозками входять також обмекеиня, як1:

— забгзпечують адскватне попарие пссдааиця прямик та зворотних рсГ;с!в, по в'щкошеншо до яхих одпочаспо застосозуються керукга операцм псршоГ та друго! труп;

— встаиоилюють граппчш значения лЫтосаних показникш (кал!т годи;), шгграти пального);

— задають припустим! дипазошс су.марннх иркрост!в об'см»» авЦтрапспорптх послуг на гов!тряк»х за'изках еггкн пзыл^аш га и:.

Модель мохе шти такой цмьог! фуикцн, гцо дозволяють оптим1зуват» шукаие управлшськс р!пзеш;я по одному ибо кшькох похазкпках транспортио! догльиостч ав1ап1Д1;рисмстБа.

Задача вирсблгикж оператипних рипень по упразл1иню повгсрянньт перевозками пергтворюеться до виду екстремальша комбнмторикх задач I розп'язустъс»! з дошмого» описаиого ¡янше методу. . Вектор зиачеиь булших змшних, що задазольняе формальку постакозку задач!, задае склад керугачих операцЮ, ак! исобх!д1!о рсашувати пйносио визиачених реисш для досяг-иеиня потр1биих результат транспортио! д!яльносй йз!агодвр'лъыстиа.-

Якщо уяравлшське р1шашш передбачае зкшу первкшш! еЬькосп або часу початку виконатш рсйс!», замшу тину ногйтрявого судна або шдтинапии д!лякох ав!алшШ, »¡дбуваеться коригувзния граф:к!и об!гу шгнтряних судей. Для ¡и>ого влкористовугаться т! мстоди, П10 1 для складашш ГОС, але базов! гагем.ппиш ыодел! доцозшоються групамн обмгжень, иа:

— ф]'ксу!Оть передбачгаий розкладом час початку виконапня рсйс!в, не зач!пають зм1пи, що вносяться;

— забезпечують потр;бпу кеузгоджешгеть м!к часовмми параметрами рейс!я з фксоваяими ! невизначеними паки термнами сиг.онання.

Аяалогёчи! метода використовуютьса !' для коригуваийя графшв об|'гу пов1тряних судей у зСЬншх сктуащах. В цьому вииадку а базовЁ матсматичт модм! вноситься гак! обмеження, як!:

— фжсують передбачений розкладом час початку виконання peftcin, на як! збШш ситуация не поширюеться;

— задають найбитьш раншй (то прогнозуеться) терм!н початку виконання решти рейс»;

— забезпечують потрШне пеузгоджевня м!ж »»совими параметрами рейов, що внконуються за розкладом i з вщхнленнями в!д нього.

У вигляд! критериально! функцй використовуеться зважена сума в'щхплепъ скор игованих момента початку виконання рейав вщ передбачених розкладом руху повпряних суден.

Змши, що вноситься в базоп! математичш модели пе змшюють класу задач та алгоритмы Гх розв'язання.

Розроблеш методи вироблення pimeiib реалповаш в автоматизованш систем! оперативного управлшня траиспортною д1ялыпстю ав!ашдприемств, яка створена на кафедр! технично! KiSeptteniM Кшвського шституту шженер1в цившьно! aiiianii.

Система здмснюе обл!к транспортно! д1ялыюсп авютдприемства, розра-хунок показних!в виробнлчо-фпмнсового плану, формування звиних документов, анал13 ав'ятранспортних процес!в, вироблення оператнвних р!шень по керуванню транспортною роботою експлуатацшного шдприемства цившыюТ авшцП.

Система являв собою iepapxi4HO оргашзовану сукупшсть взаемопов'язаних автоматизованих робочих м!сць (АРМ) трьох тишв: АРМ кер1вннка ав1ап!дприемства, АРМ 1иженера планово-ехоном1чного в!дд!лу, АРМ техшка служби оргашзацц перевозок.

Техничною базою системи е локальна ci-гка персональних комп'ютер!в IBM PC AT. При необх1дност1 система може експлуатуватися на баз1 автономно! ЕОМ зазначеного типу.

Програмна реал!защя системи здШснепа з використанням шструментальних засоб!в пакету Clipper.

OCHOBHI РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

J. Дослужена проблема оперативного керувашш транспортною д'|ялынстю ав1ашдприсмства. Визначено структуру цшей, критерии та функдюналышх обмежень, що визначають Eii6ip управл1нських рппень. Запропоновапо функц'юнальну структуру автоматизовано! системи оперативного управлшня транспортною д:яльшстю ав!ап1'дприсмства.

Система складаеться з двох п1дсистем: слщкуючого керувагшя повпряними перевозками та стабинзаш! ав!атранспортного процесу. Перша здшенюе оперативке коригування , розкладу руху гоштрянпх суден у валов!дност1 з поточними коливаннямн попиту ка авиаперевозки. Зм!ни розоаду руху потребують коригувапня графЫв обну пов!тряннх суден.

Друга пщсистема здШенюе разове коригування марщрупв руху (графМв об)гу) пов1тряиих суден у зб!йних ситуащях, коли своечасие виконаиня загланованях рейс ¡в при збереженн! яервинних маршрут!в стае кеможливим через иесприятлив!. метеоумови та !шш збурш фактори.

Задача коригування повггрякими перевозками е така, то слабо формализуется, 1 потребус засгосування штелектуалышх методш розв'язання. При цьому транспортиа д!ялынсть ав!ап!дприемства розглядаеться як продес функшонуваппя складного орган!за1ийно-техшчного об'екту керування.

2. Розроблено шгелектуалышй метод керування складиимн оргаш'зацшно-техшчними об'ектами, якнй грунтуеться па сикорисгаим лопчно! модсл! керування пропоновано! форми. Метод передбачае вироблеиня комплексного управлшського ранения, здатиого привести об'ект керування в нормалыши або найб!лып близькпй до нормального стан з . мш'шалышмн внтратамк. Вироблеиня унразлшського ринита згодиться до доелдження скстремально! комби;аторно1 задач! з неллш'шок» структурою.

3. Розроблено метод« керуваши на основ! зпрошеинх лопчних моделей, яю выводиться ¡з загальло! у припущенш про формальну неподшыисть об'екту керування та г.заемну иезалежшеть способ!в керуючого впливу. Слуштсгс. ссршого припущеши дозволяе суттсво зпроститн комбшаторну модель задач! вироблеиня управлшського рннення, слушн!сть другого -зробити Е лшшного.

4. Розроблено кстод розв'язання екстремальннх комбшаторних задач з нслМЯпою структурою. Метод реа-тауе !дс:о напрямленого перебору вар!ант!в сгосовно до опгим1оа«шш1х задач, • математичн! моды! яких м!сгять в со61 добутки иеззлежнлх змШнкх. Сформульовано твгрджашя, що постулкиоть властивост! п!дынож1ш вар!а!п!з, _ запропоновано структуру алгоритму, здШснено ¡итерпретацпо методу для' комбшаторних моделей лннйпо! форми. Викорисгання цих тверджет» у процеа анализу пщшгожин вар!ант!в суттс.во звузкуе область пошуку 1 дозволяв знаходнти розв'язання ЫР-попних комб!наториих задач за прийнятиу к!льк!сп> крок!в алгоритму.

5. Розроблено комбншторний метод складакпя граф!«? 061'гу пов!трянкх -суден, яхий передбачае поел (докис розв'язання двох. задач: побудову маршрутов руху пов!тряних судей та г,ризначения часу початку яиконания рейс!в. Перша з них перетворюеться до в'иду екстрсмальних комбшаторних задач з нелМйною структурою. Друга формулгаеться ак задача кусково-л!н!йного програмуваняя, еле шляхом введения додаткових лопчних зм!нних

М

вводиться до вигляду частково-шлочисельних задач лшШно! оптньнзацп. Для а розв'язання використовусться метод, створений впаслщок об'едиаиня методу напрямленого перебору варштв та симплексного алгоритму.

6. Розроблено метод складапня граф1к!в 06117 повЬряшк суден па множши припустнмих мархпрутш. Для ¡шдиенна остани!х використовусться спешально розроблений метод побудови маршруты задано! довжинн на ор)ентованому граф)', до моделюе структуру с'пкп авгал'тш з пакладетш на не! планом руху. Дал! проводиться призначешш повггряних суден на маршрут« та встановлюеться час початку виконанна рейс1в. Перша з цих задач перетворюсться до лншшо! форми екстремальних комбшаторних задач, друга - до стандартного виду задач лишшого частково-циючисельного про-грамування.

7. Розроблепо метод оперативного керувзння повгсряними перевозками, що с ¡нтерпретащсю ¡нтелектуального методу керувания складиими ор-гашзацшно-техшчнимн об'ектами стосовпо до транспортно! д1яльност1 агаашдприемства. Метод передбачае пнробленна управлшських ршгеиь, як! ведуть до шдвшцення ршня задоволення попиту на повггряш перевозки та одержанпя макснмальних доход1в ав^апщприемств за рахунок зб!льтення коефоденту комершйного завантаженпя поЕ1тряних суден та зростання об'емш транспортно! роботи.

8. Розроблено методи оперативного коригування графшв 061'гу поз1тряних суден при змни розкладу руху. Вони грунтуються на методах складапня ГОС, але потребують введения в базов! математичт моделг додаткових обмежень, внкликаних наявш'стю рейсш, час початку викопания яких заф1ксоваио.

9. Розроблено методи оперативного коршувашш маршрупз руху (графшв сб1гу') повггряних суден у збиших ситуащях. Вони також грунтуються на методах складапня ГОС, одпак передбачають допознення базовнх моделей математнчними виразами, обумовленими иаявшстю рейсов як з фжсовании, так 1 з обмеженим зпизу .часом початку !х викошшня. В модел'1 вводяться також додатков! цшьов! функцн, використання яких сприяе зкороченшо тривалосп перюду стабЫзацн авиатранспортного пронесу.

10. На основГ розробленнх метод1в створено аптоматизовану систему управлпшя транспортиою Д1Яльшстю цивильно! авцщД, яку апроваджено в експлултацно в Грхутському, Лешнабадському, Самаркандському та Чарджо-уському ав]ацшш« щдпрнемсгвах. Методи складапня та оперативного коригування графМв 06117 повггряних суден впроваджено також у вигляд'1 автономного программою комплексу у Шрыенському УЦЛ.

OCHOBHIПУБЛ1КАЦИ ПО TEMÍ ДИСЕРТАЦИ

1. Огороднейчук И.Ф., Куэемии Л.Я., Литвиненко А.Б. M днфицировнпыс алгоритмы шагового поиска // Теоретическая электротехника и машинное проектирование электронных цепей. - Киев: Наукова думка, 1973. - с. 267-274.

2. Литвиненко А.Е. Логико-вероятностная модель сети авиалиний // Автоматические системы контроля в управления. . - Киев: ИК АН УССР, 1974. - с. 13-16.

3. Литвиненко А.Е. К вопросу моделирования структуры авиатранспортной сети ■ // Автоматизированные системы управления в гражданской авиации. -Киев: КНИГА, 1975. - с. 57-60.

4. Валков A.A., Волколусова Р.Т., Литвиненко А.Е. Постановка задачи оптимального управления однородными потоками в транспортных сетях // Исследование операций в сложных системах. - Киев: 1977. - с. 3-17. Препрппт 77-18. АН УССР. Ии-т >;ибсрнетикл.

5. Литвиненко А.Е., Гораиов Д.В. Программа составления оптимальных (по критерию - прибыли) графиков оборота самолетов И Укр. РФЛП. -Киев: 1979. - per. N 5335.

6. Литвииепко А.Е. Метод решения экстремальных комбинаторных задач с нелинейной ' структурой И Кибернетика, 1983. - N 5. - с. 83-87.

7. Литвиненко А.Е. Формальный метод составления рационального pse-ппсания движения самолетов // Совершенствование управления производством в авиапредприятиях к регулярность полетов самолетов. - Ленинград: ОЛАГА, 1934. - с. 143-151.

8. Литвиненко А.Е. О6 одпом формальном методе составления расписания учебных занятий а вузе // Кибернетика и исследование операций в управлении учебным процессом. - Рига: РПИ, 1984. - с. 49-51.

9. Литвиненко Á.E. Возможности использования математических методов для дальнейшего сопершенствогания управления транспортной работой гражданской авиации // Методология создания и опыт эксплуатация АСУ в гражданской авиации. - Рига: ЦШШ АСУ ГА, 1987. - с. 64-65. :

10. Литвиненко А.Е., Прокудки Г.С. . Математическая модель оценки качества раеппелнпя движения самолетов // Математические п электронные модели сложных систем я динамических процессов. - Киев: КНИГА, 1988. - с. 25-31.

И, Литвинепго А.Е. Комбинаторный метод построения графиков оборота самолетов // Совершенствование хозяйственного механизма в гражданской авиации. - Киев: КНИГА, 1988. - с. 69-74.

12. Литвинекко А.Е. Система принятия решений па уровне командира объединенного авиаотряда // Методология создания и опыт эксплуатации АСУ в гражданской авиации. - Рига: ЦНИИ АСУ ГА, 1989. - с.35-36.

13. Литвиненко А.Е. Комбинаторный метод выбора оптимальных проектных решений в системах автоматизированного проектирования // Автома-тютния проектирования: проблемы совместных исследований и подготовки кадров. Сбориик тезисов докладов Второго болгаро-советского семинара. Варна: МДУ "Фр.Х.Кюри", 1989. - с. 9.

14. Литвиненко А.Е. Комбинаторный подход к выработке решений в экспертных системах управления // Экспертные системы. - Киев: КНИГА, 1991. (в печати).

15. Литвнненко Л.Е. Комбинаторный метод выработки решений в экспертных системах управления сложными объектами It Кибернетика п системный анализ, 1992. - N 5. - с. 81-86.

16. Литвиненко А.Е. Технические средства управления и вычислительные машины: Учебное пособие. - Киев: КНИГА, 1987. - 52 с.

17. Литвиненко А.Е. Моделирование производственных процессов в автоматизированных системах управления гражданской авиации: Учебное пособие- - Киев: КИНГА, 1988. - 72 с.