автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Модели, алгоритмы и информационное технологии управления развитием функциональных подсистем транспорта (на примере гражданской авиации)

rte.

4 ö «л ^

ХАРКШСЬКИЙ П0Л1ТЕХН1ЧНИЙ 1НСТИТУТ

На правах рукопису

Чернишова Над1я Петр1вна

МОДЕЛ1, АЛГОРИТМИ ТА 1НФОРМАЦ1ЙН1 ТЕХНОЛОГИ

кЕРУВАННЯ РОЗВИТКОМ ФУНКЦЮНАЛЬНИХ П1ДСИСТЁМ ТРАНСПОРТУ (на приклад! цив!льноТ ав1ацП)

05.13.07 - Автоматизац!я технолопчних npoqeciö та виробництв у

промисловост! <"

05.13.16 - Застосування обчислювально! техн!ки, магематичного

■моделювання ¡ математичних метсадв у наукових досл!дженнях

Автореферат дисертацм на здобуття наукЬвого ступени -кандидата техн!чнйх наук

Дисертац1ею е рукопис

Робота виконана на кафедр1 автоматизованих систем управл1ння Харювсь-кого пол!техжчного ¡нституту

Науковий кершник Оф1ц1йи1 опоненти

кандидат техн1чних наук, доцент Годлевський Михайло Дмитрович.

доктор техннних наук, професор Александров ввген ввгенович, -

кандидат техн!чних наук, доцент Попов ВаперШ Олексайович. I

Пров1дна орган1зац|'я

Ыститут к1бернетики ¡м. В.М.Глушкова АН Украши, м. КИ1В

Захист в!дбудеться "<¿3" Щ/ь&Я 1994 р. 0 /И годин|' на зас1данн1 спецМзованоТ ВченоТ Ради Д 068.39.02 при Харк1вському пол1техн!чному ун1версИтет1 (310002, УкраТна, Харюв, МСП, вул. Фунзе, 21).

3 дисертац1ею мржна ознайомитись у науков!й б1блютец! Харк1вського полгтехнНного ушверситету.

■ Автореферат роз!сланий

7/Ш/,

ш

1994 р.

ВчениЙ секретар спец1ал1зовйно1 вченоТ ради

К131ЛОВ В.У

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть досл1джень. Перехщ Украши до ринкових вщносин господарювання свщчить про перехщ вщ зосередженоТ (централЬовано'О системи керування до роэлод'шеноТ, що надае нових властивостей П функц'юнування й потребуе спещальних метода моделювання технологи процеаб планування та керування розвйтком.

До недавнього часу практично ус! задач! керування розв'язувалися ■ на р|вН1 мж'ютерств та п'щпорядкованих Тм гапузевих ¡нститупв, ям були органами господарчого керування, а зараз реоргашзуються в органи державного регулювання I координацй функцюнування окремих пщприемств. Велика ж ктьмсть окремих пщприемств стае самосгпйними господарчими одиницями, перед якими виникае проблема прийняття в)рних р'|шень з точки зору власного оптимального функцюнування I розвитку.

В зосереджених системах планування в основному дослщжуються модел1 ¡ндивщуального вибору з одн1ею особою, що приймае р1шення, при цьоМу параметри цих Моделей вважаються заздалегщь заданими I не змЫюються у ход! розв'язування задач!.

ДецентралЬацю. веде до формування комплексу взаемопов'язаних . задач, котр1 повинж розв'язуватись в режим! багатостороньоТ взаемодй м1ж окремими функцюнальними подсистемами. При цьому модел| окремих локальних задач, в раз! несум!'сност1 обмежень, формуються у ход1 .¡тера-цшних процедур взаемодм. Несум1сн!сть обмежень виникае коли можЛИ-вост| або ¡нтереси окремих пщсистем не в1дповщагать ц!лям, що ставлять перед ними, тому виникае потреба в корекцп самих ц!лей, а також Й облася допустимих . варшнп'а функцюнування окремих подсистем. Розв'язанню таких задач на тепер1шн!й. Час прид!лялося недостатньо уваги.

Таким чциом, актуальн1сть роботи голягае у тому, що поява нових властивостей системи керування потребуе спецшльних метод1в моделювання процес!в керування, а також у необх(аност1 створення нов^х пщхо-дш до розв'язувания локальних задач п!дтримки прийняття р!шень (ППР) при керуванн1 розвйтком розпод1лених систем, удосконаленн! Моделей та алгоритмгв з точки зору адекватност! ?х (снуючим економгчним умовамИх використання у р1зних гапузях економ!ки УкраТни, та в необх!дност1 ст^ рення нових (нформац!йних технологий у вигляд! автоматизованих робочих

мюць (АРМ) для досл!дник!в та спеииалютт, як! вщповщають за прийняття рииення на р1вн1 окремих локальних задач.

Зв'язок теми дисертаци з планом НДР. Дисертацмна робота виконувалася зпдно плану науководослщних робгг з природознавчих I суспшьних наук ДКНТ на 1981-1985 рр., т. 5, П. 48; постанови ДКНТ СРСР вщ 29 березня 1991 р. N 359; программ 06.02.00 п.6.2.1 ДКНТ УкраТни на 1992-1995 рр. у межах тем N ГР 79063883, N ГР 81077611, N ГР 01860008597, N ГР 01860061378.

Об'ектом досл(дження е локальн'1 задача в розподтених ¡ерарх'мних транспортних системах (ТС).

Метою роботи е розробка математичних моделей, алгоритм^ та ¡нформацшних технолопй для пщтримки прийняття рнлень в локальних задачах технологи керування розвитком техн!чних засоб1в розпод!лено! ¡ерарх1чноТ ТС на приклад! галуз! циЫльно! ав1аци (ЦА).

Ц|' актуальн! питания пов'язан) з виршуванням цшого ряду взаемо-пов'язаних задач, прикладами яких о дослиркуван! в дисертацШшй робоп локальж задачI керування розвитком техшчних засоб1в таких функцюналь-' них пщсистем ЦА, як мережа аеропорт!в (АП) та окреме пщприемство на приклад! ав|'акомпан|'1 (АК).

Оснопн! задач! комплексу, як! розв'язаж в дисертацишй робот! для досягнення вказаио? мети:

- сформульован! вимоги до технолог» моделювання, адекватно? до сучасних умов переходу в|'д центрап)зованоГ системи керування до розо-середжено!;

• роэроблеиа математична модель задач) технологи керування розвитком мереж! АП на иов! типи лгаюв;

т роэроблена математична модель задач! керування розвитком АК з эастосуеамням (деолол» системно] оптимЬаци (СО);

- розроблено метод та алгоритм спрямованих пщмножин для роз-в'язуванкя задач? керування розвитком мереж! АП на нов! типи л!так1в;

- створено реал!зац!ю ИРО-алгоритМу СО для отримання ршення задач) керування розвитком АК;

- розроблен! шформац!йн! технологи для ППР в обох дослщжуваних •в. робот! локальних задача« керування розвитком техшчних засобш функц!-ональних п|дсистем ЦА;

- переедено доскдарнють i ефективнкль результата дослщжень та 'програмних продуктш в умовах державних ¡нституш' ЦА та окремих УправлЫь ЦА.

Наумова новизна роботи полягае у побудов! та дослщжуванн! мате-матичних моделей, методу i алгоритма розв'язування локальних задач актуально? проблеми керування розвитком розподтено! ¡срархмноТ системи ЦА, а також в розробц! та створенн! 1нформац1йних технолопй у ви-гляд1 APMia досл1дник1в для ППР в цих задачах.

Hoei наукой! результати, як! отримаш внасл!док розв'язання цих задач:

1) сформована структура автоматизованоТ системи керування розвитком розпод'шеноТ iepapx'NHOi системи ЦА;

2) розроблено модели i алгоритми ППР в локальних задачах керування розвитком мереж! АП для обслуговування нових Tunis nrraKie та керування розвитком ав!акомпанй;

• 3) розроблено алгоритм спрямовуючих пщмножин для розв'язування задач! керування розвитком мереж! АП;.

4) розроблено реал!зац!ю RPD-алгоритму СО для сумюного розв'язування задач маршрутизацП' та формування структури парку лиаю'в АК.

5) створеш 1нформац')йн'| технологи ППР в задачах керування розвитком мереж! АП на nosi тип и лнаюв та керування розвитком АК.

Практична цмиисть роботи полягае в тому, що теоретичн! положения доведен! до piBHH програмних продуктш, яю дозволяють визначаги ва-р'анги реконструкцм окремих АП на HOBi типи лпамв, що вводиться в Д1ю, та розв'язувати питания розвитку yciei мереж! АП в умовах обмежених ка-пггаловкладень й можливостей 1х освоения; а також дозволяють дослщжу-вати питания розвитку окремих шдприемств ЦА та розв'язувати на цьому piBHi там задач!, як корекшя перспективного плану руху лггаюв, маршру-тизац!я кореспонденцм, перерозподш обсяг1в перевезень по aeianinipM мереж! м!ж конкуруючими типами лпаш, формування структури парку лпак!в АК. Отрймаш у робот! теоретичн! результати реал!зован! у вигляд! д!алогових систем ППР на баз! IBM PC/AT i призначен! для ос!б, як! приймають ршення Г не е программами. Запропонован! в робот! модел! та алгоритмй можуть бути ефективно використаш не т!льки на транспорт!, але i в ¡нших галузях господарства УкраТни для розв'язування задач ко-

рування розвитком техжчних 3aco6iB як окремих технолопчних npouecie, так i тих, що функцюнують у межах розподтених систем.

Методи дослщжень. При розв'язуванн1 сформульованих задач були використат' методи системного анал1зу i лрограмно-цшьового подходу, методология системно? оптим1зацн, апарат лМйного програмування, опти-М1зацшн1 методи розв'язування дискретних задач з використанням щей методу вектору спаду.

BiporiflHiCTb одержаних у робот1 результата забезпечуеться ко-ректною постановкою локапьних задач технологи керування розвитком мереж1 АП на HOBi типи лггаюв та розвитком АК в межах розподшеноТ iepapxiHuoT системи ЦА, а також експериментальною перевфкою на ЕОМ адекватност1 розроблених моделей шляхом поршняння результатов моде-лювакня з показниками функцюнування реальних систем.

Впровадження результата. Результати дослщжень використову-ються головними науково-дослщними ¡нститутами ЦА, в Управлжнях ЦА для розв'язування задач керування розвитком техжчних 3aco6iB мереж! та окремих aeponopTia ЦА, формування оптимально! структури парку лгтаюв при середньо-строковому плануваннк

Модели алгоритми та програмне забезпечення плануваннп рекон-струкцп аеродромних комплекса пщ нов! типи лпашв використаж в 1985 poui у Державному науково-дослщному ¡нституп ЦА при розробц! плану розвитку перевезень на л1таках 1л-86. Використання розроблених моделей, алгоритмш та програмного забезпечення дало змогу створити над1й-ну ¡нформацШну основу для складання плану перспективного руху лтаюв, оптимЬувати план розвитку аеродромноТ мереж1 для експлуатаЦП 1л-86, визначити потребу в каппалымх вкладеннях у наземну базу, пол^пшити використання основних фондщ, не допускаючи необгрунтовано завишених вкладень у буд1вницгвр та реконструкцию неперспективних aeponoprlo. Частка автора в р1чному экономичному ефект! склала 50 тис. карбованщв на р!к у ц1нах 1983-1991 p.p.

Модели алгоритми та програмне забезпечення використанк в 1987 poui у Державному науково-доЫдному Ыститут! ЦА при розробц! "Гене-рально? схеми польолв л i raw в 1л-96, Ту-204, 1л-86 до 2000р."

Результати досл'щ!в були також використан[ у 1991р. в Державному проектно-пошуковому та науково-доЫдному (нститут! Аеропроект при

розв'язуванш задач планування розвитку аеропорта Красноярськ, а також таких важливих для Укражи аеропорлв, як Харюв, Луганськ, Одеса.

Розроблени модел! та алгоритми використан! у 1991 роц1 при створен! АРМ/в дослщниетв для ППР в задачах планування розвитком аеро-дромних комплешв аеропорт!в Узбекистану таких, як Ташкент, Самарканд, Нукус, Наманган.

Положения, як1 виносяться на захист.

1. Математична модель задач! технолог» керування розвитком вузл!в мереж! АП на нов! тири лпаш;

2. Математичн! модел! оцшювання перспективного плану руху л'|так'|в та розвитку структури парку л!так!в АК на основ! системно! оптим!зацн .

3. Алгоритм спрямовуючих пщмножин для розв'язування задач! керування розвитком вузлга мереж! АП.

4. Реал1зац1я НРО-апгоритму СО для сумюного розв'язування задач оцЫювання перспективного плану руху лггаюв та розвитку струюури парку лггаюв АК.

5; 1нформац!йж технологи ППР для розв'язування локальних задач керування розвитком техннних засоб!в функцюнальних пщсистем ЦА, як! реализован) у вигляд! двох АРМш дослщник!в - не програмютш.

Апробвц1я роботи. Науков! результата та основн! положения робо-ти докладались в перюд 1984 -1994 роюв: на сем|'нарах "Керування : складними техн!ко-економ!чними системами" ХарювськоТ секци НауковоТ Ради з проблеми "Юбернетика" АН УкраТни (1985р., 1986р., 1988р., 1991р., 1992р., 1994р.); на семмар! "Методи вир!шування та математич-ного забезлечення задач дискретно? оптим!зац!Г НауковоТ Ради з проблеми "Юбернетика" ¡нституту к!бернетики !м. В.М.Глушкова АН Укра5ни 1989р.; на Всесоюзна науково-техшчмй конференци з проблем гндвищення ефективност! використання сбчислювагьноТ техн!ки в народному господарств! (Москва, 1984р.), на Всесоюзн!й науково-техжчнЮ конференци з сучасних проблем проектування, буд'шництва та експлу-атаци аеропорлв (Москва, 1986р); на Всесоюзн!й науково-техн!чн!й конференци з сучасних проблем розвитку наземно? бази цив!льно! ав!аци (КиТв, 1987р.); на Всесоюзн!й наукоао-техн!чн!й конференци з методологи створення й досв'щу експлуатацИ АСУ в Цив!льноТ ав!ацй (Рига, 1989р.); на Всесоюзна науково-техн!чн!й конференци з основних проблем розвитку наземно! бази цив!льноТ ав!ац!Т (Лежнград, 1991р); на М!жнародн!й Укра-

?

?нсько-Угорський науково-технннт конференци "Комп'ютер: наука, техника, технолога, здоров'я" (Харюа, 1993р.); на науково-технмних семжарах ДержНД! ЦА {Москва, 1984-91 рр.), ДП1 та НД1 ЦА "Аеропроект" (Москва, 1985-91 рр.). В повному обсяз! робота докладалась на науковому семжар! кафедри АСУ Харкшського полгтехнЫного уншерситету.

Публкацп. По матер1алах дисертацй опубликовано 13 праць.

Структура та обсяг дисертацн'. Дисертацй складаеться з вступу, нотирьох роздш1в, висновку та м!стить 110 стор^ок друкованого тексту, 51 малюнок, 20 таблиць, а також список використаних джерел з 197 най-менувань та додаток. У додатку приведен! документи, як1 пщтверджують впровадження результата роботи.

ЗМ1СТ РОБОТИ

У вступнш частин! сформульован! задач! дослодження, обгрунтова-НО "х актуальнють, видшена мета роботи I питания, що вир!шуються, доведен! наукова новизна ! практична цЬннють роботи, представлено огляд та впровадження отриманих результата.

В першому розд1Л1 розглянуп техн|'ко-економ!чн1 проблеми фупк-ц!онуванНя та розвитку технИних засоб1в ТС так!, як розр'обка прогноз1в попиту на перевезення пасажирш та вантажу по строках й по р1вням; формування типорозм!рного ряду парку пересувного складу (ПС) на перспективу; формування струкггури парку ПС, що мютить питания опти-мальних термш1В постачання, списування та замени техн'/ки; розподм пото-к!в пасажирш та Вантажу по транспортшй мереж! (ТМ); буд!вництво Та реконструкция вузл1в ТМ; керування розвитком техжчних засоб!в ТС.

Зроблено висновок, що модели методи та алгоритми, як! викори-стовуються при розв'язуванн! позначених задач, дуже часто грунтуються на централ!зованому характер! керування ТС. Тому сьогод/Н, при переход! до ринкових вщносин, необходно не сттьки удосконалювати 1х з точки зо-ру кшькюних показник1'в, сктьки удосконалювати 1х у план! якост!, адек-ватносп ¡снуючим еконо!шчним вЩносинам в господарств! УкраТни.

Для запобтання хаотичност! розвитку галуз!, в умовах переходного перюду до ринково! структури господарювання, в цьому ж роздМ запро-поновано зд!йснювати координацш д1яльност1 подприемств на основ! три' рй'нево! 1ерарх!чно1 системи на приклад! ЦА. На кожному р!вн! ц!е1 систе-

ми розв'язуеться ряд локапьних задач, на верхньому 1 середньому - також

На сьогодн1 одним з перспективних напрямюв розв'язування задач оптимального функцюнування та керування" розвитком ТС е ¡деолопя СО, суть я к о! полягае у послщовному уточнена на систем! моделей як обласл допустимих р1шень, так I цМ, яку спочатку поставлено перед системою, Це дозволяв розпаралел1ть процес оптим1зацй ! значно зменшити вим1р-нгсть окремих задач. '

Зроблено постановку двох взаемопов'язаних локальних задач роз-витку ¡ерарх1чно'| системи ЦА: на середньому р!вн1 - задач! розвитку мере-ж1 АП на нов1 типи л1такт, на нижньому - задач! розвитку окремо? АК.

Обгрунтовано, що розробка системно? методологм автоматизацм р|вня органЬащйно-економ1чного керування в сучасних умовах е ключовим моментом автоматиэацм д!ялыюсл людини на цьому р1вн!. Таким чином, сьогодш актуальним стае створення та впровадження ¡нформащйних тех-нолопй, однюю з основних форм яких е АРМ для ППР в задачах оптимального функцюнування та керування розвитком технЫних эасоб!в й технололчних процеа'в в галузях.

Другий роздт роботи присвячений питаниям розробки моделей ППР в локапьних задачах розвитку технннйх засоб^в ЦА, що сфогмульова-н! в першому роздМ.

При роза'язанж локально? задач1 середнього ршнй ¡ерархнно! системи ЦА на директивой облает! визначаеться деяке наближення -перспективний план руху лпакш, що мютить обсяги перевезень по ав!ако-респонденцЬм та типи л паю в, ям повинм виконувати Тх. П1сля пщставлен-ня цього ршення у О0 (область функцюнування ав1амереж|) визначаеться множина ¡стотних обмежень I розв'язуеться задача "тдтпгування" цих об-межень до точки у 0„, тобто знаходиться план реконструкцп окремих АП на нов! типи лггаюв. В умовах обмежених ресурса (обсяги капггаповкла-день та потужност! буд1вельних пщприемств) постае задача оц.нки черго-вос™ I термине реконструкцй АП мереж! на плановому пергод1 Т.

У робот1 дослщжусться ця допом!жна задача СО, модель якоТ мае та-кий вигляд. Знайти вектор (х), що забезпечуе мйнмум цшьовоТ функщ? .

координуюч) задач!.

г

ях) =; дэ - т+т,к;{*! - *,")(1+т) - Ас„лп,

(1)

де

as' = I ■Sds;i(i-x;) + XZ I as;*(i-*;*;) . (2)

и Ruc'af le'al

при обмеженнях

x', - 2 0,V( e fi,,f = ff (3)

1>Г(х; -*',-') t-КлЛ = vr (4)

SaU'-'II^.P^ (5)

I 11 (i,

де Л - eapiaur реконструкцй; /', /, I - номер АП; f - piK розглядаемого перюду T; p - пщперюд планового nepiofly; П, - множима АП, яю належать , лпшм мереж^ де один з АП не може прийняти новий тип лпака (пшактив-Hi к!льця); '£!{- .множина АП, що належать лжтм Мереж!, у яких обидва АП не приймають новий тип Л)така (активн1 кшьця); fV='fl,AUii* - множина АП, котр1 повинн! бути реконструйоваж на Hoai типи л1такш; /с,м -кагнталын вкладення на реконструкцию ¡-го АП; кр,, - поверхов! значения обмежень на капггаловкпадення й потужносл буд|'вельних тдприемств; f(t) - функцю важливооп кап1тапьних вкладень ещносно рокш планового перюду. Якщо новий тип лиака з якихось причин не введено, то на активних юльцях мереж1 виникають додатков1 витрати вщ експлуатаци ¡нших Tunis AS", на твактивних - AS/A .

До цшьовоТ функцп модели входять каттальж вкладення на реконструкции аеродромних комплексов wepexi АП та зб1льшення експлуатащй-них витрат, якщо новий тип л ¡гака не введено, а також варлсть рекон-струкцмних заход!в на юнець планового nepiofly. Обмеження (3) Biflnoei-дас умов1 проведения реконструкцп лише один раз за час Г, (4) - це обмеження потужност1 будшельних пщприемств; (5) - обмеження кап i г ало-вкладень для деякого шдперюду планового перюду.

Модель (1)-(5) е задачею булевого програмування з квадратичною цтьовою функц1ею i лшмними обмеженнями.

Модель керування розвитком АК дозволяе розв'язати задачу мар-шрутизаци ав!акореспоиденц!й i розм!щення парку л'ггаюв АК на aBianiHiqx, •а. також визначити стратеНю формування парку л!так1в на деякому плановому nepiofli Г шляхом розв'язування задач! визначення ктькост1 лкакш

кожного типу, що закуповуються у кожному рощ, арендуютьсп АК 1 зда-ються в аренду, та для яких дощльно продовження ресурсу.

Ц! задач! взаемопов'язан!: так в1д складу пар)<у залежить маршру-тизаЩя та роэмвдення лГгаюв по мереж!, з ¡ншого боку, структура парку залежить в'щ струюури обсяпа перевезень. Пропонуеться розв'язувати зазначет' задач! сум!сн0, на основ! (деологи СО.

Модель задач! маршрутизацн та розмщення парку лпгамв по мереж! . мае та кий оигляд. Знайти вектор (<£, 4, д, д), що забезпечуе максимум цтьо-во1 функцм

Iй'?) = ¿о;ч*я. (6)

Ы

де .

О* = ар' - (Я," +Я,ГЛ + Я,А0) при обмеженнях

5 ^',<7 £6^ = 1,4,?= 1,7" (7)

& -1-5;:7,'л,?;:." <=- е'.г=ш =и (в>

4'/ + 5 + ТТ^п^Ц.д е в'„у бй^и (9)

4* &Р?,дев\,г = Ц,г = 7г (10) Е £¿£>6 N../е/',1 = Гг '(11)

деГ*

£ + ЪС и Z:\k.e Ы„Ы и (12)

д«гЧ «я; ) ,

X = (13)

= (14)

ив" 0е<з!

£ 2 0,41' 2 о, £ > 0,д% > 0у е 0',/ е Г,г = Ш = и (15)

де О" - р'кзниця М1Ж виручкою в!д продажу квиткш <тД6. та витратами на забезпечення вильоту лпаюв , нав'/гац'йне обслугоауаання польот!а Я,ло, та комерщйне обслуговування «¡такт в АП Я,"1 ; а, - ввдсотки, Що вй-значають прибуток в'щ доходу; р, - ступень значущост! витрат I добутюв; - поток! пасажир!в на юльц! та на маршрут!; & • к!льк!сть л1так!в

и

на к!льщ та на маршрут!; I - тип л!така; {- р>к планового перюду; ч - сезон року {у - найбшьш напруже.ний сезон); д, \ - кшьце мереж! та маршрут ав1акореспонденцп'; 0' - множина маршрутов мерено; I' - множина тишв лпаш; Щ - ктькють рейа'в на кшьц! та на маршрут); - коефадент завантаженост! кресел л1таюв; п„,,п,„ - пасажироемкють л1так!в на кшьш та на маршрут!; ХЦ, - оц!нка кшькост! гарантованих обслуговувань В АП зльотно-посадкових операц|'й; Х'к - пропускна спроможш'сть аеровокзаль-них комплекс« АП на обслуговування пасажирш; г?,9, - витрата пально-го л/таком на кшьЦ! та на маршрут!; О, - запас папьного; Ь, - кшькгсть л!га-к!в /'-го типу у парку АК; /V, - множина АП мереж!; Я^, - множина маршрутов д-го к'тьця автмсреж!; Г[ - множина к'шець мереж! у к-му АП, Множина немаршрутизуемих ктець ав!амереж!.

Цшьова функц!я модел! являе прибуток АК в!д виконання обсяг!в перевезены Директивна область будуеться на основ! обсягш роб^т, що надаються э середнього р^вня ¡ерарх"|Чно'| системй ЦА, а також з рахунком ¡нтерес1в само!' АК.

Обмеження (7)-(10) ещповщають необх!дност! виконання обсяпв пе-ревезень по век маршрутах ав)амереж! згщно плану руху л!так!в АК; (11) -обмеження пропускно! здШност! функцюнальних шдсистем АП по зльотно-посадковим операцшм; (12) - обмеження пропускно! спроможност! аеро-вокзапьних комплексов АП на обслуговування пасажир1в; (13) - обмеження на пальне; (14) - обмеження на юльюсть л'1так!в кожного типу у парку АК, що визначас область О0 допустимих вар!ант1в функцюнування АК.

Якщо обмеження (7) типу ".<", це означае, що АК сама для себе визначас обсяги перевезень, ям випдн1 для не! з точк[Т зору максимуму при-бутку. Це приводить до того, що перер!з директивно! облает! О^ I облает!" О0 завжди ¡с ну е. Якщо ж обмеження (7) типу' "=", то може статися, що ПО0 = 0, тобто з'являються !стотн! обмеження I тод! виникае задача ко-рекцП О0. Це е задача розвитку структур и парку л'1так!в АК, яка розв'язу-еться на множим! ¡стотних обмежень I" I модель я ко! мае слщуючий ви-гляд. Знайти вектор (х, у), що надае мам^муму ц!льово! функцп

Ф.У.р) = ¿(о? - я," - к? - п," ~ - во' (16)

<Z

при обмежениях

У (о» 4- Т у" ^У»«- у31 4- V „» уг'1 <

■и

£(*," - + <*,*," - + *?' + - г Д, - 6„/ 6 /", Г = 1,Г

(18)

¿(П^ + Г?,3 + + < + У, + О/1) + О", г - 1,Г (19)

де х = {*,") - вариант розвитку структури парку л1гаюв АК; 8(дповщно юльмсть лнаш, як1 закуповують, з протягнутим ресурсом, бе-руть та здають в аренду; у, - кредити, як| бере АК; Д, - необхЩна юльюсть лпаюв кожного типу для досягнення ЦШ1 на Щ; О,4 - кошти в(д здач! л^тамв в аренду; - витрати на узяття лпамв в аренду, на гасжня кре-

дите, на закупюлю л'ггамв, на подовження ресурсу; остатня варткггь лпаюв на юнець планового перюду; а?,, а* в1дповщно вартють закутала л ¡такт, узяття та здач! в аренду, протяжения ресурсу; <у, - влас»« ресур-си АК, що видтяються на розвиток парку; - достатки АК на початок планового пер'юду; планове списания технжи; - вщповщно коеф)-щенти приведения постачання та списания лпаш'в до середнього по року; Ь, - початкова кшьюсть лнакш кожного типу; Д', у\, -«значения верхних обмежень на закушвлю лггамв, лротягнения ресурсу, здачу та узяття Л1-таюе.в аренду. !

Для розв'язання задач! (1)-(5) розроблено алгоритм спрямовуючих П|Дмножин, який машмально ураховуе специф'1ку задач! I дозволяе змен-шити и початкову вигуфнють. Цей алгоритм е модифжащею методу вектора спаду, в'1Н дае змогу зробити вийр п'щмножин Вт с В"'т, для яких мож-на орган1зувати спрямоване перебирання усередиж локально! облает) 00„(х,г), що зМеншуе юльк'ють точок розглядання й тому дае зм.огу збшь-

шити рад|ус г область Тут в позначеннпх: В"'г - дискретна множина впо-. рядкованих наборов з пхТ чисел, як! приймають значения {0,1); п - к!л&>-кгсть АП мереж!'; х - елемент множини; Т - плановий перюд. Основна !дёя,

Ь 1

1.1

Я* < Я*

О < х," < Я', О < х;' 2 Э\,О < х,3' < г!,о < х," 5 я;,/ е /',( = хт

(20) (21)

яку реалЬовано у алгоритм! гюлягае в уявленн) цтьово!" функцн задач! як функцн в!д ц!лочислених аргументов, що приймають значения роюв планового перюду. •

Для розв'язання задач! технологи керування розвитком АК (6)-(21) використано ЯРО-алгоритм СО. Це дае змогу шукати решения задач! роэ-витку парку Л1так!в АК не на вс!й множин! лгаюв, а тшьки на пщмножин! ¡с-тотних обмежень. Типи лггаюе ще? пщмножини визначаються в раз! пщ-ставлення в область функцюнування АК (О0) рниення, що знайдено при розв'язанн! задач! маршрутизаци та розподшу л!так1в по мереж'1 на директивно! облает! О,. 3 точки зору СО при розв'язуванш задач! (6)-(15) ро-биться пщтягування початкового плану руху л!гаюв до ¡стотних обмежень за рахунок зниження обсяпв перевезень та розподту !х м!ж конкуруючими типами лггак!в. Коли ж розв'язуеться задача (16)-(21), то робиться пщтягу-вання ¡стотних обмежень до точки на облает! йЦ. 1терац1йний процес вир!-шування цих взаемопов'язаних задач заюнчуеться, коли множина ¡стотних обмежень виявляеться порожньою.

В третьему роздш! запропонован! розробки ¡нформацмних технолопй для ППР у задачах, модел! яких подано у другому розд!л! роботи. Створеиня ¡нформац!йних технолопй проведено з використанням сучас-них засоб!в на пщетав! САБЕ-технологи проектування складних систем, яка базуеться на ЮЕГО- та ЮЕРЬметодолопях.

При цьому застосування ЮЕРО-методологп було зроблено для проектування функцюнальних моделей програмних систем, що дозволило зо-бразити !х у вигляд! !ерарх!чних д1аграм припису.

При проеюуванн! ЫформацмноТ системи створених технолопй побу- ' дова семантиЧноТ модел! даних предметно! облает! зд!йснювалась на п!д-став! ЮЬТ1 -методологи з використанням ЕР-д1аграм Чена, компонентами яких с сутност!, вщношення м!ж ними та !х атрибути. В семантично! модел! використано так! сутност!, як АК, АП - "батьки"; та авштня, парк лпаю'в, ^п л'пака - "потомки". В розроблен!й ¡нформац1йн!й модел! сутност! по-в'язан! м1ж собою, специфнними вщношеннями ("один-до-одного") та не-специфнними ("один-до-багатьох"). При розробц! баз даних ¡нформацм-ного забезпечення локапьних задач ППР керування розвитком ав!амереж! • та АК модель даних нормалЬовувапась з збереженням ц!льносгп даних.

1нформац!йн! технологи ППР створен! у вигляд! двох АРМ|в дослщни-к'в, як! в!дпов!дають за прийнягтя р!шень на р'шн! окремих локапьних за-

АРМ дослщника для пщтримки прийняття ршеимя в задач! розвитку ав1амереж! на hobí типи л1так;в

Зв'язок: по даним по керуванно

по даним по керуванню

АРМ дослщника для пщтримки прийняття ршення в задач!. оптимального функц'юнування та розвитку ав!акомпани

дач. Використання APMiB дае принцйпово HOBi можливост! розв'язуйання задач:, постановка задач в .терминах дослщжувано) предметноТ обласй;; дружнШ ¡терфейс при формуванн! i розв'язанн) проблсмних задач з вра-хуванням д!й особи, приймаючо! решения; багатомодельш'сть i автоматиза-uin процесш пошуку ргшень на множин! моделей; вщображення та аналМ отриманих результат в термЫах предметно! область

АРМ дослщника для ППР при оцшц! розвитку мереж! АП (на ирнкла-д| аеродромних комплексе) складаеться э монггору i окремих програмнйх засоб'ю, м!ж яки ми забезлечуеться зв'язок по керуванню та даням. Про-грамне забёзпечення реалЬовано у середовищ'1 операц!йно! системи CMS VM/370.

АРМ дослщника для ППР оцшки функцюнування I розвитку АК побу-довано на RPD-аЛгоритм! СО в середовищ! MS DOS для IBM PC/AT з ви-користанням засоб!в СУБД Clipper i Clipper tools One.

У четвертому розд!л1 роботи наведено результати дослщжень, ям були отриман! при розв'язанш локапьних задач технологи керування роз-витком окремих функцюнальних гпдсистем в межах розподшено! iepap-х1чно! системи ЦА.

Задача керування розвитком мереж! АП на Hoai типи niraKis (1)-(5) на плановому nepiofli 10 poKiB розглядалась на тестово! ¡нформацн та на двох реалышх мережах з 89 АЛ кожна, та 132 I 191 ав^апМями в'щповщно. На деяких маршрутах треба було ввести в експлуатацто тип 1л-86, та на ряд! ¡нших - провести зам1'ну тип!в Ту-134 на Ту-154. Досл!джування проводились для piaHnx BapiaHTie обмежень на капггаловкладення та потуж-ноет! буд^вельних пщприемств. В-таблицах та Д)аграмах, ям мютяться в цьому роздан, наведено результати t розв'язання оптим1зац1йно! задач! (плани розвитку мереж! АП). Вони були використан! у Державному науко-во-дослщному ¡нститут! ЦА при розробц! плану розвитку перевезень на л!-таках !л-86, а також при розробц! ГенеральноТ схеми польотт лпакт 1л-96, Ту-204, 1л-86 до 2000 |э.

• Задача оптимального функц!онування та розвитку АК (6)-(19) розв'я-зувалась на реальн!й ¡нформацм. Було розглянуто розклад руху л!так!в Уз-бек!стану. Обсяги перевезень по ав!алЫ!ям мереж! склали дирекТивну область Dg, вим!рн!сть ЯК01. складала 4810 обмежень на 4600 змЫних. Область функцюнування АК Д, являла собою структуру парку лГгак1в на початок планового лерюду та мала виМ1рн!сть 54 обмеження на 142 зм'/ннрх.

Задача розглядалась на систем! моделей в раз|, коли ПО0 = О. ГПсля розв'язання задач| маршругизацГ/ до множини ¡стотних обмежень увтшли там типи лггаюв, як 1л-86, Ту-154, Як-40, та Ан-24. Таким чином, задача розвитку та формування структури парку лпгаюв АК вир|'шувалась з точки зору закушвл!, узяття та здач1 в аренду, подоаження ресурсу саме цих тише, а також кредитш АК для розвитку. Результати розв'язання задач! наведено в таблицях та д!аграмах, як! мютяться в цьому роздЫ.

ОСНОВН1 РЕЗУЛЬТАТИ I ВИСНОВКИ

1. Сформовано структуру автоматизованоТ системи пщтримки прий-. няття р1шень при керуванн! розвитком розподтенот ¡ерархиноУ системи ЦА. Запропонована структура ураховуе ринков! умови господарювання I призначена для переходного перюду вщ централ ¡зованого планування до розосередженого;

2. Розроблено модель пщтримки прийняття ршень в локально задач! керування розвитком мереж! АП для обслуговування нових типш плана. . .

3. Розроблено модель пщтримки прийняття рпиень в локальних задачах маршрутизаци та керування розвитком АК.

4. Розроблено алгоритм спрямовуючих пщмножин для розв'язування задач! керування розвитком мереж! АП, який макЫмально ураховуе специ-ф!ку задач! й дозволяе зменшити П початкову вим!рн!сть, та забезпечити спрямовуюче перебирання точок локально! облает«'.

5. Реатзовано застосування ЯРО-алгоритму СО для сум!сного розв'язування задач маршрутизацн та формування струюури парку л ¡таю в АК.

6. Створено два АРМи, як! е продукц!ею нових ¡нформац!йних техно-лоп'й, для пщтримки прийняття рииень керування розвитком техннних за-соб!В функцюнальних пщсистем на р!зних р1внях ¡ераржчно! системи ЦА.

• 7. Модел'|, алгоритма СО та створен! !нформацшн! технологи для пщтримки прийняття р|шення в локальних задачах керування розвитком в межах розподменоТ ¡ерарх1чно! системи ЦА застосоваж у головних науко-во-дослщних шетйтутах ЦА, Управл!ннях I окремих аеропортах ЦА.

8. Розроблений апарат мае сферу прикладання, яка виходить за ме- . ж! технолоп'чних процеав на транспорт!, { може бути ефективно викорис-тан для керування розвитком техннних засобт окремих функц!ональних

ш'дсистем в межах розподтених техшко-економ>чних систем piaHoro лриз-наченнп.

OCHOani положения роботи вщображен'| у таких публжацшх.

1) Гладкий П.М., Зелинский П.М., Маргания Ю.В., Чернышева Н. П. Решение задачи об оптимальном использовании самолетов для перевозки грузов // Вестн. Харьк. политехи, ин-та, N 199. Прикладная математика и процессы управления. - Харьков: Вища школа, 1983. - Вып. 3. С. 21-23.

2) Годлевский М.Д., Чернышева Н.П., Никифоров A.B. Алгоритм реконструкции сети аэродромов под старший тип с учетом ограничений на капитальные вложения //Вестн. Харьк. политехи, ин-та, N 220. Техн. кибернетика и ее прил.Харьков: Вища школа, 1985.- Вып. 5. - С. 32-34.

3) Доронина Т.И., Годлевский М.Д., Чернышева Н.П. Запача реконструкции сети аэродромов в динамической постановке с учетом ограничений на капитальные вложения // Труды ГосНИИ ГА, N 245, Вопросы совершенствования эффективности и управления производством гражданской авиации.- М.: ГосНИИ ГА, 1985,- С. 56-60.

4) Годлевский М.Д., Чернышева Н.П., Цыгулева С.П. Применение комбинаторных методов для решения задачи реконструкции сети аэро. дромов с учетом ограничений на капитальные вложения //Вестн. Харьк.

политехи, ин-та, N 229. Техн. кибернетика и ее прил. Харьков: Вища. школа, 1986,- Вып. 6. - С.64-66

5) Доронина Т.И., Годлевский М.Д., Чернышева Н.П. Разработка предложений к планам развития аэродромной сети с учетом перспективных планов движения самолетов Ц Тез. докл. Всесоюзной научно-

технической конференции по современным проблемам проектирования,

. \ * строительства и эксплуатации аэропортов.- М.:ГПИ и НИИ ГА Аэропроект,

1986,- С. 6-7. :

6) Доронина Т.И., Годлевский М.Д., Чернышева Н.П. Формирование . предложений к перспективным планам развития аэродромной сети гражданской авиации // Труды ГосНИИ ГА, N 245. Экономические вопросы развития гражданской авиации в новых условиях хозяйствования.- М.: ГосНИИ ГА, 1987,- С. 45-50.

7) Годлевский М.Д., Чернышева Н.П., Гавко В.Г. Обеспечение .подготовки исходной информации для реконструкции, аэродромов // Труды ГосНИИ ГА, N 269. Сооружения и оборудования аэропортов,- М. : ГПИ-и НИИ ГА Аэропроект, 1987,-С." 3-6.

В) Чернышева Н.П. О возможности применения системной оптимизации для решения задачи реконструкции сети аэродромных комплексов //Вестн. Харьк. политехи, ин-та, N 263. Техн. кибернетика и ее прил.Харьков: Вивда школа, 1989,- Вып. 9. - С. 37-40.

9) Чернышева Н.Я., Годлевский М.Д. Совместная оптимизация развития сети аэродромных комплексов и плана движения воздушных судоа на региональном уровне // Тез. докл. Всесоюзной научно-технической конференции "Методология создания и опыт эксплуатации АСУ в гражданской авиации" Рига: ЦНИИ АСУ ГА, 1989.- С. 133-134

10) Годлевский М.Д., Чернышева Н.П. Модификация.метода вектора спада применительно к задаче планирования развития транспортной системы // Труды ИК АН УССР "Численные методы и технология разработки пакетов прикладных программ" - Киев: Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова АН УССР, 1990 - С. 72-76

11) Годлевский М.Д., Чернышева Н.П. Оптимизационно-имитационный подход к развитию функциональных подсистем комплекса технических средств гражданской авиации // Вестн. Харьк, политехи, ин-та, N 277. Техн. кибернетика и ее прил.Харьков: В ища школа, 1990.- Вып, 10. - С.54-57

12) Годлевский М.Д., Чернышева Н.П. Управление развитием авиакомпании на основе RPD-алгоритма ■ системной оптимизации //Вестн. Харьк. политехи, ин-та, N 2: Техн. Кибернетика и ее прил.Харьков: Вища школа, 1992,- Вып. 11. - С. 95-99.

13) Никифоров A.B.', Чернышева Н.П. Формирование структуры комплекса технических средств транспортных узлов и предприятий на основе; идеологии системной оптимизации и имитационного моделирования // Тезисы доклада Международной научно-технической конференции " Компьютер, наука, техника, технология, здоровье" - Украина, Харьковский политехнический институт, Венгрия Мишкольцкий университет, Харьков, 1993.