автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Модели развития региональных транспортных систем и их программная реализация

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РЭ ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ Ростовский государственный университет

РГБ 81'

[ссертационный совет К 063.52.12

2 1 АВГ 1935

На правах рукописи УДК- 519 £,■ Ш

Мамаев Энвер Агапаааевич

МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ И ИХ ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

05.13.16 -применение вычислительной техники, математического моделирования л математических методов в научных исследованиях (информатика, вычислительная техника и автоматизация)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г. Ростов-на-Дону 1995

Работа выполнена в Ростовском государственном университете путей сообщения

Научные руководители - доктор технических наук,

профессор Жак С.В; . кандидат экономических наук, доцент Кинкин В.Б.

Официальные оппоненты доктор технических наук.

профессор Пенязев O.A. кандидат технических наук, доцент Линденбаум М.Д.

Ведущая организация - Управление Северо-Кавказской железной • дороги

Защита состоится "__"__________ 1995 г. в часов на

заседании, диссертационного совета 1С 063.52.12 по физики - математическим и техническим наукам в Ростовском государстиенном универ ситсте по-адресу; 344104, г. 1'остоа-на-Дону, пр. Стачки. 200/!, корпус 2, Вычислительный центр РГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУ по адресу: ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан " " 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета. ¿f!,

кандидат технических наук jJiJ^/^ Д*ени6алаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Для обеспечения устойчивого развития экономики регионов важное значение приобретают вопросы совершенствования работы региональная тралспортиьга систем. Последнее so многом связано с инновационными процессами. Возрастание затрат на реализацию инвестиционных проектов в условиях роста самостоятельности транспортных предприятий приводит к необходимости активного использования математического моделирования в вопросах прогнозирования, организации и .управления транспортными процессами. Необходимость в поиске новых, более эффективных планово-проектных решений диктуется также стремлением трзпспортпых предприятия к расширении сферы сбыта транспортных услуг.

В этих условиях поиск новых информационных технологий для совершенствования организации и управления на базе современного

о

матоматичоского, программного и -технического обеспечения становится весьма актуальной задачей. Развитие методического й изтематичоского обеспечения организационных и управленческих задач, с одной стороны, и совершенствование программной и технической поддержки, с другой стороны,- два основных направления исследования транспортных систем. Проблема находится в стадии активного исследования и, несмотря на достаточно большое число публикаций, посвященных этим проблемам (В.Н. Лившиц, A.A. Воронов, А.П. Петров, С.И. Резер и др.), споця$икэ проблемы требует дальнейшей разработки эффективных методов, алгоритмов я программ решения задач прогнозирования деятельности транспортных предприятий, ..совершонствования организации перевозочного процзсса. развития мощностей технических устройств и элементов транспортных систем, а также решения вопросов инвестиционной и тарифной политики.-

Экономическая самостоятельность" региональных транспортных предприятия опредаляет необходимость развития методов регионзль-

ного программирования, которым недостаточно уделялось внимания при цэнтрализованном планировании. Наиболее организационно стабильным и даформвтизированвым видом транспорта является железнодорожный транспорт. Но вопросы автоматизации прогнозирования и планирования процзссов. на келззнодороншом транспорте, постоянно возникающие в процэссе работы в также требуют совершенствования механизм принятия решений.

Цель работы состоит в построении математических моделей, разработке алгоритмов и программного обеспечения для моделирования региональных транспортных систем и определения оптимальных прогнозны! и проектных решений для их планирования и управления {в частности для железных дорог).

Для достижения этой цвли в работе решены следующие задачи:

- разработана общая концепция моделирования региональных транспортных систем;

- разработана система моделей для автоматизированного прогнозирования экономических показателей, в частности для определения объема транспортной работа региона;

- рассмотрена задача планирования перевозок на железнодорожном транспорте - определение плана формирования одногруппныг поездов, для которой разработан эффективный алгоритм ветвей и границ для получения оптимального или приближенного роптания;

- рассмотрены и решены вопросы автоматизации принятия решений в инвестиционной политике железных дорог и сокращения риска невыполнения планов капитальны! вложения;

- опроделана методика слежения за изменениями объемов перевозок и тарифной политики транспортных предприятий в новых условиях;

- рассмотрены, вопросы информационной и программной поддержки приводимых в работе модолиа.

Мэтодо исследования. Теоретической основой исследования

является математическое моделирование, теория систем, системный анализ,, теория графов» методы комбинаторной оптимизации, теория вероятностей и математическая статистика.

Научная новизна состоит в той. что предложенные в раооте ма-тшатические модели и метода их решения ранее в научной литературе не приводились. Программно® обеспечение для реализации математических моделей, автоматизации прогнозирования и автоматизации планирования инвестиций но кмеот аналогов,

Вкедрэние в эксплуатацию на железных дорогах различных разделов данной работы показывает ее практическую значимость. Годовоа экономический ¡эффект от внедрения результатов работы только по Северо-Кавказской железной дороге в 1994 г. составил 120 млн. руб. ГТрограк.жое обеспечение, разработанное на базе представленных в работе методов, эксплуатируется на Северо -Кавказской, Октябрьской,, Северной и Московской шлезньк дорогах, что обусловливает достоверность исследования.

Апробация работа. Результата исследования были доложены на Всесоюзной конференции "Моделирование систем и процессов управления на транспорте" в г. Москва <1991 г.), на обшесетевой научно-практической конференции "Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог с применением математических методов и ЭВМ" з Москве (196-8 г.), на Всесоюзно® школе-семинаре "Моделирование процзссов управления транспортными системами" в г.Владивостоке (1989 г.), ва научно-технической конференции ХабМЖТ, г.Хабаровск (-1989 г.), на расширенном заседании кафедры "Исследования операций" механико-математического факультета РТУ, на семинаре отдела математических методов в экономике и экологии 1ШШ' и Ш РГУ, на научном семинаре кафедр "Экономика и менеджмент" и "ВТ и АСУ" Ростовского государственного унизэрситота путей сообщения (РПУПС). Программное обеспечение экспонировалось на выставке во

Всероссийской выставочном центре "ЭШЮШД-94" г. Москва (1994 г.).

Публикации. По результатам диссертации опубликованы 13 работ, в том числа 11 печатных и 2 рукописных (рэг. в ВНТИцэнтре) общим объемом 4.5 п.л.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 130 страницах. Список использованной литературы содержит 137 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении работы обоснована актуальность работы, дана ея общая характеристика, изложено краткое содержание и сформулированы основные результаты, представленные к защите. В работе рассматриваются концепция построения системы моделей региональных транспортных систем, методическая и программная поддержка моделей, а именно:

- прогнозирование объема транспортной работы региона;

- взаимодействие ввдов транспорта и распределение перевозок между видами транспорта;

- планирование перевозок на железнодорожном транспорте -определение плана формирования поездов;

- размещение и развшие элементов транспортных систем, автоматизация планирования инвестиций;

- определение рациональной тарифной политики.

В первой гла в.,о рассматриваются вопроси построения концептуальной модели региональных транспортных систем, дан обаор экономике - математических моделей регионального программирования, информационного обеспечения взаимодействия моделей.

Экзогенными параметрами региональной трэнспортнпя системы является сЮьемы производства и потребления номенклатуры грузов (продукции), Генерирующие транспортную работу, а также объемы

транзитных перевозок. Перспективны© значения экзогенных пераметров можно оценить прогнозированием па базе интерактивной системы моделей прогнозирования параметров разной природы с учетом неформэли-зуемой экспертной информации лица, принимающего решение, которые впоследствии слушать основными факторами для прогнозирования и оптимизации работы региональной транспортной системы.

Экономико-математические модели анализа производственно -транспорты* систем вшпочакгг информацию о производственных предприятиях и информацию о транспортной системе. Модели анализа транспортных систем можно классифицировать по функциональному назначению на модели, определяющие транспортно-экономичоскио связи (ТЭС) предприятий, модели организации перевозочного процэсса, модели функционирования и взаимодействия элементов транспортной системы.

Модели спроделзния ТЭС предусматривают решение вопросов распределения производимой продукции между потребителями с учетом трзнспортпых издоржок и других факторов, влияющих па эффективность распределения.Для этих целей эффективно используются модели транс-порггного типа, задачи размещения, задачи распределительного типа.

Класс моделей огггимизации перевозочного процэсса включает: задачи планирования грузопотоков; задачи теории расписаний и календарного планирования; задачи маршрутизации перевозок; задэчи планирования траекторий движения транспортных средств и др.

Модели огггимизации транспортных систем имеют два уровня I- модели, предназначенные для решония общетранспортных. проблем региона,и и- модели для решения задач организации, планирования и управления для каждого вида транспорта. Второй уровень моделей для желэзнодорожного транспорта включает задачи маршрутизации перевозок» размещения и развития пропускных и провозных способностей элементов дороги, оперативйого и календарного планирования, прогнозирования и планирования инвестиционной и тарифной политики.

Информационные потоки з системе моделей инвариантны относительно моделей, включают массив!-' информации, яэляшиэся выгодными для одага модэлеа и входными для других моделей, рис. 1.

Для прогнозирования используются ретроспективные данные о производственных мощностях предприятий по видам продукции и объемам потребления продукции {К(хсо> На выхода прогнозирования получаются прогнозные значения объемов производства и потребления - ^СХОО)} ь=1,2.....т. где г - отрезок прогноза.

Определение ГЭС моделями транспортного типа использует информацию: о транспортной сети (г- граф сети с вершинами. определяющими транспортные узлыпредприятия и т.п., и дугами, определяющими

Риа. 1. Схома информационных потоков шад моделями развитая региональных транспортных систем

транспортные связи между ними по видам транспорта): о производстве и потреблении продукций в пунктах по каждому роду груза хаи о ресурсах траиспаргпой сети (затраты па погрузку, выгрузку и дарэ-возки по родам грузов); о пропускных способностях дуг и вершин транспортной сети, определяемых векторами ресурсов вершин и дуг сети - Ш). Выходаоя информацией являгатся удельные транспортные затраты на перевозки грузов, кратчайшие пути, соответствующие этим сатратам, схема перевозки (пункты перепалки груза с одного вида транспорта па другой при комбинированных перевозках) - ши.

Определение ТЗС с учетом возможности перевозок видами транспорта и их комбинированием основывается: на удельных транспортных затратах на перевозки- и<и; объемах -яшм»; сета функциях затрат на развитие мощностей - 5Ц). Выходная информация - объемы перевозок грузов мезду вершинами трапспортноя соти аш<и,г>.

Определение транспортных потоков является последней обще-трзнспортноя задачей. Дальнейшею этапы плакирования перевозок, маршрутизашга и развития элементов транспорта осуществляются отдельно для каждого вида транспорта.

Для железнодорожного транспорта задача маршрутизации требует информации: о размещении сортировочных, технических, участковых станций 7 и и мощностей - о железнодорожной сети (полигоне)

- 2» о корреспонденции грузовых вагопопотоков,. пассажиропотоки -о(и^>.г>. Выходная информация определяет формы организации вагонопотоков - есис<:}.г> и потребные мощности сортировочных станция по переработке вагонопотоков и формированию назначения -

пункты размещения новых сортировочных станций -

Модели развития злекэнтоз инфраструктуры »хзлозводорожного транспорта на основе объема транспортных потоков и их организации

- е(и№з.г>, объема ресурсов транспортная сети - бсЪ» структуры транспортной сети - г, и моделей задач размещения позволяот

подучить информации о мощностях обслуживающих производств (ремонтных баз, пунктов технического осмотра и т.г») - об их размещении - г.

Алгоритмической и программной реализации иоделэв посвящается вторая глава работы. На регулируемые экзогенные параметры исследуемой транспортной системы определяются в результате прогнозирования на базе системы доделай. Поиск классов моделей для прогнозирования и определения диапазона возможных значении показателей объемов производства и потребления позволил уставоветь эффективность класса моделей, приводящих к рюше шла уравнения х"со - с< акрс-/зх'с0) х'оо, (О

где - значение показателя в момент времени 4, значения параметров а и р определяются методом наименьших квадратов.

По многим причинам невозможно подучить модель, точно прогнозирующую поведение системы. Поэтому для исследования важно знать не только траекторию движения системы, описываемой опрэделонвог моделью, но также коридор, в который попадает эта траектория Интервал су1(ь), у2( оз для ь > определяет такой корадар, гдэ у,СО и »ДО являются решениями уравнение

х'(0 » вхрС-1МС«-г опт х'(0)*'С0. (2)

X V) " ! М(а>-г-о(«)1 е*р<-[М(0>»г с(р)1 х'(0)*'(0. (3)

удовлетворяющие начальным условиям > оп) хп, чгп) - д. ,

а >-,г с (о,®). пс/О- средние значения парами! рои а и р,

«к«), - сроднив квадратические отклонения значоииа парамет-

ров О И п.

В последнее в{е:мя бсшлш рнси^юстраненио получили адацтиьнио метода автоматизированного прогнозирования процессов. Основным недостатком таких методов наашгся вивозминшостъ учота нофир мадиэуеиеа информации. Эффективной для прогнозирования оказалась

разработанная автором интерактивная система, обеспечивающая прогнозирование по однофакторяым и мпогофакторпым моделям.

Интерактивная система на базе ПЭВМ с графическим монитором позволяет осуществлять следующие действия в диалоговом режиме:

- ввод, отображение и корректировку исходной информации в текстовом и графическом режимах;

- выбор и прогнозирование по различным моделям;

- сравнение результатов по числовым характеристикам отклонения (коэффициенты среднего отгслонения» среднего кпадратического отклонения,, корреляции, детерминации и др.) и визуализацию результатов для сравнения в графическом вида;

- вывод результатов в текстовом и графическом виде на печатаете устройство или внешние носители информации;

- накопление статистики по использсвапяым моделям и выбор мо-юлоЯ с учетом накопленной статистической информации.

3 программном обеспечении системы реализованы более 30 различных детерминированных и стохастических одпофакторных и многофак-ториыя моделей для среднесрочного прогнозирования. Список моделей расширяется добавленном процодур реализации новых моделей.

Прогнозирование распределения перевозок между видами транспорта региона и рыночных условиях ссуипствляется, исходя из интересов грузоотправителей. Минимизация транспортных издержек производится на основе моделей транспортного вида. Для этого необходимо определить удельныо транспортные затраты иеищу отправителями и получателями по кавдэму виду продукции.

Разбиение задачи па два этапа (определение удельных транспортных затрат и решение "транспортных" задач) вызвано большой размерностью транспортной сети региона (десятки тысяч пунктов и узлов). При малых размерах задачи тот- же результат достигается решением транспортной задачи с промежуточными пунктами.

Удельные транспортные затраты на перевозку единицы

к-го рода груза из пункта цо х2, х^у, х2*у на графа транспортной сети осу.м) определяются по формуле

2. (ч,^) м| У иСг к 1 " ЕП1П .

к 1 2 I / т к ш т . I , . 1

^еасх^хр

где (з)

m ta .. Г Г+1

(й)

Pkj , если /"О,

m

, если

i"

от m

°kj + Pkj +î' вСЛИ 0<^<d "

О , если 0<r<d И m^-ro,.

м « м( и н2 и ... и м^, Mi £ vxv - множество дуг i-го вида

транспорта, соединяющих вершины v, t=i ,2.....р;

г'-длина дуга для ,я=1,2.....|Mti,

tlk(r) - затраты на перевозку единицы k-го рода груза на 1-м

виде транспорта, функция от расстояния г, кек,

рк)с ( Qkx> затраты на погрузку (выгрузку) единицы k-ro рода

груза па i-й вид транспорта на пункте xev,

dcx^ j-мяошстао путей без циклов с началом в воршинэ и

КОНЦОМ В x2.«,«V, «2eV, и dfx^^ е DfXjP^) -ЗЛВМОПТ ЗТ0Г0

m^ ш.

множества, задаваемый доктором CJ0»Jj.—, Jd4 j , ... ,i ),гдо

m

jr - вершина пути, J0-x,. Jd-*2 " lJm(- 1,. J>+1) дуга, соединяющая

г

вершины Jr и /-=0,1,2,... ,d-t. ny вид транспорта.

Задача (s)-(r) определяет такой путь следования единицы к-го рода груза из пункта до пункта х2, при котором суммарные удельные затраты, связанные с перевозкой единицы груза имоющимисп видами транспорта, погрузкой, выгрузкой и лерэгрузками груза п пути слздования,минимальны. Поскольку задача решается на некоторой

реальной транспортной сати региона, учет географии сети позволяет «склочить множество заведомо неоптималышх вариантов перевозки, а также неоптималыше варианты rapt возок неэффективными для данной перевозки видами транспорта. Такое "прорэживаниэ" ннотства в(иt х2) обэсгочивает следующее эвристическое условие.

Пусть множество вершш1 v разбито на непересекающиеся подмножества рааоноз -географический цэнтр 1-го района:

г-Сгуар-раССТОЯНИЭ КЗЙДУ ЦЭПТраМИ райОНОВ Jít и Jíj; ¡с^-миншальньш допустимый козффицкент тяготения к зоне перэвозки, o<k*<i. Тогда пункт х3, >:а«х3„ участвует а процессе расчета минимальных удельных транспортных затрат от пункта до х2, если

---¿ (Г)

Решение задачи определения ТЗС с учетом пути перемещения, определенного по (5)-(7), позволяет определить "нагрузки" на виды транспорта региона. На основе рассчитанных удельных транспортных затрат и оптимальных траекторий перемещения грузов можно выявить нерациональные поровозки среди запланированных. Таким образом, выявлены и перераспределены нерациональные далыюпрсбехшыо автомобильные и короткоцробежныо жолознодорожныо даревозки в зоно тяготения Соиоро-Канказсиоа жолозная дороги.

Организация перевозок на колознодорожном транспорте осудосто-ляотся на базе плана формировании поездов. Задача определения luana формирования одногругаишх пооздов относится к классу задач син-тоза сотоя, принадлежащих /с NP- трудным задачам. Алл опродзлшпш плана формирования одногруппных пооздов обычно используются эвристические алгоритмы. в диссертации применен один из точных алгоритмом - алгоритм вотшя и i-ряниц.

Пусть G(M.D) - неоронтиронаиныи граф транспортной сати, где И - множостио гюршл» (станции), D s М » М множество дуг (участки

кежду станциями); GCM.A) - полный граф назначений (ПГН), где

A=|c^.OIVrl>oj, где Vrl- вагонопоток от вершины до i-a.

GCM.NO - граф назначений (ГН), NsA и fi, если (r,»)«N,

в противном случае.

brflD-tí<Vrl>'Xirtao. Crl=cCVri)erI,

где «-¡CVrE)- затраты на переработку vs.1 на вершине i; cCV^p-

парамотр накопления поездов; rapí- число путай, необходимых под

накопление vrt; Í^CN)- длила кратчайшего пути из вершины с в

вершину i в ГП G(M.N) с весами дуг trJ(N>.

При зтих обозначениях задача определения плана формирования

одногруппных поездов в вариантной постановке сводится к ваховдэггао

ГН ССМ.Юо минимизирующего функционал.-|М| |М|

¡РиЦ T"fl

Затраты на ГН вычисляются по прошдурз опрэделония кратчайших

путей„ которая имеет сложность порядка 0Ш1г5.

Вагонопоток (в-.с) называют участковым» если 0»s>«0.

Множество таких дуг обозначим через Y1*.

Вагонопоток о»,о удовлетворяет необходимому и достаточному

условии выделения в самостоятельное назначение0 ослм выполнено

условие C^jíV^jt^'1' где t^J" - min t , РрВ- путь следования

C4.J)en>rJ

вагонопотока о„о. Множество таких дуг обозначим через к"-Известно, что и v^s

Пусть GGH-ÍOlK^sN.Vswj - множество допустимых ГН.

Тогда иношетво решений P0=^GCM.H)i№swoj содеркнт оптимальное решениэ. Это вытекает из следующего очевидного утверждения.

fcnV У У (C^X^OOHi-X^iW vr, VäGO> -

c— N SA

УТЕврадеНИЭ. ЕСЛИ Г(10>-Ра0и ТО (г.Ов N.

Поданошества решения обозначим Р^-ра^л* У. где

РЛС1 д.М^-^ОСУ) ^^иО,. гЛ"^-!^.

При этих обозначениях р^=ро(1о,0о,к*>. Разбиение Р° па поданожэства р*„ основано на том положении» что

некоторая дуга входит во все ГН подмножества р\, где

5=1»2„... .т^ ,п1=юо|.

Ее-а уровень дзрэва вэталэпия образуют подмножества Р^. 1ЖВД0Э из которых характеризуется включением ь дуг в множество 10<

- называется множеством выдалэнных обязательных назначения

- называется авошетвом перспективных назначений, и

©¿|-|(г,е}|ГС1;|>-5га^«г,в»)-дг^(г4)>о|, Н^-К^па^. ^Сопроцесс разбиения множества решений Рк' на подмножества обозначим через ЮТ^).

Разбиении множества производится до тел пор, пока т.е. пока но останется в данном множестве одно рошенио.

Для имоэт место следующее неравенство

затраты на оптимальный ГН, принадлежащий Р^, функции «<•) и "<•) являются функциями нижней и ворхнаа границы соответственно.

Пусть о ОьтС>} иношетво вершин дорова вотвлания,

которые содержат единство нноо решение.

Для удобства подмножества обозначим с одним индексом, т.а. рщ-р£> и б'УДОм их перенумеровывать посла каждого разбиения.

Если в голучошюя последовательности пошштств (Рт> наадотся рь*о и для каждой р(, р^р^ «(р()£г*-«срк)-и(рк), то

Рк- содержит оптимальное решение со значением целевой функции, равной 2орЬ=2*.

Пусть А - множество активных вершин дерева ветвления в текущий момент вычислений, гш) - текущее рекордноэ значенио затрат, соответствующее ГН бСМЛО. БСА) - некоторое правило выбора из множества А подмножества для ветвления. При этих обозначениях алгоритм ветвей и границ для определения плана формирования состоит из слодукыдах шагов:

А1. А - < Ро>, 2С1_)«»

а2. Если А=0, то перейти на ай, иначе

аз. Если Рк«0, то гси^^аси »«--(Рк5) и горейти на аз.

А4. Если чСРк)£2(1_) ■ то А=Ли?(РЛЭ и гаревти на лг.

аз, А=А-Рк и перейти на аз.

Ай. Оптимальное значении затрат равно геи при соответствующем оптимальном ГП 0<\/М).

Вариант алгоритма вычислония ¿-приближенного решзпия получается, если условие па шаге л<> заменить па сСРр+^сси^гси, и гСОЛ-соп®«. (с абсолютной ошибкой) или «(гси^^Л.) (с относительной ошибкой г). Возможны варгюпты алгоритма получения приближенного решети! с оценкой точности при ограничениях на ресурсы машинного времени или доступной памяти ЭВМ. Алгоритм реализован с возможностью применения различных стратогка выбора очародной подзадачи для ветвления.

Эффективность алгоритма можно существенно увеличить за счет эллиминации части кшояюства решен;«!, следовательно, числа подзадач. Следующий алгоритм полиномиальной" сложности для получения множества перегезкгнвньп назначения, осяованныз на декомпозиционном кэтоде, обеспечивает эффективное отсаченш части неоптшальных планов.

Вход: 504,0) граф сети, гда м- шожоство вершин, о- множество

даг„ йЕокество вагонопотоков с мощностями Уа»

Последоваталъность «г,,» упорядочена таким образом, что для

лзебщ Р^л ра^<а k<^<J, где р^- путь следования

вагояоштока ЬеД, гг-=Ц/Ц , II си II «-у I "»И1М1-

®®5 Р=0 , Ис=1.

1ш Для ®|£н С»^ на графе ОСИ,А) с весами дуг

*гГ

Ср!^. .вода 1 *

вС

а противном случае, (г4) « V.

Определяем о. - дерево кратчайших путеа до вершины А. Пусть «в^- потенциалы вершка »<Ф1, вычислим RJ"s1 -SJ» 4 « М-

¡С

езг Для все! Вац.а,,..»ь и С, , >о пэреояределяем

VI

ВЗг . Ь=!<+8. Если ТО ПерЭЙТИ На шаг В1.

Выход; 0о= |ак| J «а| - множество гарсшктавных назначения,

Р-оцэнка функционала (в).

Сложность шага в» имеет порядок ОСIV!)- сложность алгоритма

определения дерева кратчайших путей о, , для которого используется

•"к

алгоритм двусторонней очереди. Такую ш сложность имеет шаг на, а сложность всего алгоритма равна 0С1У12). Оценка объема огоративноз памяти ЗВМ имеет порядок 0(1VI).

Варианты схемы размещения и развития сортировочных станция (РРСС) оценивает но годовым приведенным затратам, включающим эксплуатационные расходы и капитальные вложения» приведенные к начальному года. Эксплуатационные расход» аиадцваится из затрат на организацию вагонопотокоа . т.о. решониа задачи определения ала на формирования поездов, и зависят от мощности элементов технического

развития сортировочных станций.

Целевой функционал математической модели РРСС имеет вид:

Г<Х.8>-]Г СиСУи(3})'"1/3)Х1_)+«.1(У1(8))+Г1(51)]-т1п. (11)

где э - вариант развитая и размещения сортировочных станций-вектор с элементами 84- вариант развития мощностей »-й станции: 1«м , м- множество станций на полигоне; ^с/сБ))- затрата на переработку вагонопотока у'сэ) (зависящий от Б) на 1-ой станции; в,,(Б1)- приведенные затраты на обеспечение варианта развития мощностей на 1-ой станции; СуСО.га^о.Х^ - то «а, что в (в), но являются функциями от Б.

Множество решений функционала (11) определяется ограничениями на Н8ЛИЧИЭ варианта развития и размещения сортировочной станции в общем множестве вариантов, ограничениями сверху числа перерабатываемых вагонов и числа формируемых назначений на станции» ограничением сверху объема инвестиция на развитие сортировочных станциз.

Втретьэа главе рассматриваются вопросы совершенствования инвестиционной полигики и ценообразования на велэзно-дорожном транспорте в условиях становления рыночных отношений.

В новых условиях хозяйствования приоритетным в инвестиционой политике отрасли является возрастание хозяйственной самостоятельности железных дорог в формировании и использовании производственных финансовых ресурсов, разработке и реализации планов капитальных вложений, повышение надежности выполнения планов.

Колэзная дорога представляет собой мощный многоотраслевой производственно - хозяйственный комплекс, в зону тяготения которого, как правило, входят несколько крупных административно - территориальных единиц. В силу этого капитальные влояения на уровне дороги осуществляется не только для обеспечения развития данной

юелвзноа дороги, но для развития транспортной сети в целом, а также для обеспечения социального и экономического прогресса территориально - административны! районов зоны тяготения.

Важной особенностью разработки планов капитальных вложениа железной дороги в новых условиях хозяйствования является наличие нескольких источников финансирования, централизованных средств министерства и собственных средств железной дороги. Значительный удельный вес финансирований за счет собственных средств в общем объеме финансирования капитального строительства, модернизации, проведения проектно-изыскательских работ и приобретения оборудования повышает ответственность дорог при принятии решений по инвестиционная политике.

Повышение роли железных дорог в реализации программ социального развития коллективов предприятий дорожного подчинения требует выделения и соответствующей проработки большой группы показателей, характеризующих социальную сферу (жилищное и коммунальное строительство, здравоохранение, народное образование и культуру).

Все это определяет многоцелевой и многокритериальный характер разрабатываемых планов капитальных вложения на дорожном уровне.

Необходимым условием управления инвестиционным циклом на железной дорого является создание информационного обеспечения по всем элементам управления инвестиционным процессом.Решение этой задачи предполагает создание в струш'уре жолеэных дорог информационных систем, обеспечивающих координацию деятельности всех участков инвестиционного процесса на единое информационной основе с использованном персональных компьютеров, средств овязи и передачи данных,то ость создание автоматизированных рабочих мест и локальных вычислительных систем.

Основным структурным о^яок; ч такой информационной системы яв-

ляется разработанная автором автоматизированная система планирования капитальных вложений и обеспэчивающая;

- улучшение сбалансированности плана;

- обоснованную увязку совокупности показателей плана кагшгаль-ньш вложений в отраслевой (по отраслям и хозяаствак шлэзнодорож-ного транспорта)» территориальном (в разрезе об ластаа0 краев» республик зоны тяготения'железной дороги), воспроизводственной! (по формам воспроизводства основные фондов)» разреза^ па источникам финансирования и другим аспектам;

- использование единой достоверной информационно® базы;

- увеличение числа обрабатываемых вариантов планов и 01ш®ш-зацни плановых решений;

- получение оперативкой информации о хода выполнения шааа ка-ПЕТгальпьк вложений (помесячно);

- системный анализ информации о ходе выполнений шина капш-тальныя вложений» прогнозирования ожидаемого выполнения шана? обоснование выбора подрядных организация.

Б последнее время наблюдается сокращай© объемов пэра возок,, связанное нэ только с падением объема производства, ннфляционнышг процэссашзо ко и с проникновением другик видов транспорта в традиционно шдззнодорошше сферьа перевозок.

Исследование динамики изменения объемов даревозок по осноаныл родан грузов в процэссо изменения тарифов показало непропорционально© падеада объемов дарзвозок по разним родам грузов. Большей частьи падэннэ объемов даревозок дяя ко лозное дороги шлштся результатом индексирования тарифов без дифференциации по родаи грузов0 условиям горевозки и другим факторам.

В работе предязгается методика опрэдзлзчия рациональных тарк^юв на баз® слежения за динамикой изменения объемов горевозок по родам грузов и статистических моделей изменения объемов

пэревозок. Определение рациональных тарифов в рыночных условиях направлено на поддержание сферы транспортных услуг видом транспорта в условиях развития отношения.

Результаты, вьшосикыэ на защиту.

1. Концептуальная модель региональной транспортной системы, содержания подсистем и экономико-математические модели описания функционирования подсистем, информационные потоки между ними.

2. Предложение методическая,, алгоритмическая и программная реализация подсистемы прогнозирования показателе® планирования й анализа работы транспорггноа системы.

3. Разработана методика определения удельных транспортных затрат и грузопотоков для региональных транспортных систем. Переключение нерациональных перевозок в регионе с одного вида транспорта на другие.

4. Для задачи маршрутизации железнодорожных перевозок разработан алгоритм определения оптимального или приближенного плана формирования одногруппных поездов и алгоритм выделения перспективных назначений, я также математическая модель задачи размещения и развития сортировочных станций.

5. Разработаная автоматизированная система планирования инвестиций железных дорог и принятия решений по оптимизации надежности выполнения планов капитальных вложений.

6. Предложенная методика совершенствования тарифной политики железных дорог в условиях интенсивного изменения цен на транспортные услуги.

Результаты исследований отражены в следующих публикациях: 1. Мамаев Э.Л. Эффективный алгоритм определения перспективных назначения для плана формирования поездов//' Интенсификация производства на железнодорожном транспорте в новых уояовияя хозяйствования.• сб.науч.тр./ РЮТТ. Ростов н/Д. 1990. С. 62-67,

2. Айзенберг Е.Б., Мамаев Э.А., Юцонко М.Н. Моделирование производственно - транспортной системы региона// Вопросы создания АСПР, - М.: ГВЦ Госплана СССР, 1988, вып. 85, С. 114-124.

3. Автоматизированная система планирования капитальных вложений на дорожном уровне/ A.B. Потеряхин, Э.А, Мамаев, С.З. Лившиц, А.В.Щербаков // Общотр. вопр. и экономика: Эй. М.:ЦНИИ ТЭИ МПС, 1991. - ВЫП.5. С. 14-26,.

4. Алибеков Б.И., Мамаев Э.А. Анализ одного класса моделей перехода при прогнозировании// Экономические проблемы развития транспорта региона/ РИШТ. - Ростов в/Д, 1987. С. 122-129. Доп. в ЦНИИ ТЭИ МПС 20.04.87, n 3959-ВД.87.

5". Мамаев Э.А. Об определении плана формирования поездов методом ветвей и границ// Автоматизация управления и совершенствования технических средств железнодорожного транспорта РИШТ, Ростов н/Д, 1988. С.37-42. Деп. В ЦНИИ ТЭИ МПС 15.04.1988, N 4476.

6. Мамаев Э.А. Прогнозирование региональных производственно -транспортных. систем// Моделирование процессов управления транспортными системами: Всес. шк.-сеяин., Владивосток, 1989. С. 16.

7. Айзенберг Е.Б., Мамаев Э.А. Моделирование процессов интенсификации развития железнодорожного транспорта региона// Интенсификация работы предприятия железнодорожного транспорта Сб.науч.тр.' РИШТ. Ростов н/Д» 1988. С. 30-38.

8. Айзенберг Е.Б., Мамаев Э.А. Моделирование развития транспортного комплекса региона// Интенсификация грузовой и коммерческой работы железных дорог: Можвуз.сб.науч.тр. М.:МИИТ, 1985. Вып. 810. С. 92-94.

9. Мамаев Э.А.. Минкин В.Б., Аббас X..Жак C.B. О тенденциях роста транспортных тарифов и их последствиях.// Актуальные проблемы железнодорожного транспорта: Сб.науч.тр.' РГУПС, Ростов н/д, 1995 .С. 22-26.

10. Мамаев Э.А. Нахождение множества конкурентоспособных назначений для определения плана формирования одногрупшых поездов: Тез. XXXVI науч.-тех.ионф., Хабаровск: ХабШКТ. 1989, Т.2. С. 29.

11. Мамаев Э.А. Об информационном обеспечении моделирования регионального транспортного комплекса // Моделирование систем и процессов управления на транспорта: Тезисы докл. Всес. конфер. М.,1991, С. 174-175.

12. Перераспределение иорационалышх далыюпробежных перевозок с автомобильного на железнодорожный транспорт отправлением иа Краснодарского края. Отчет по НИР. Руководитель Минкин В.Б. ГР 01910027456, ростов \/Д: РИШТ, 1993. 126 с.

13. Разработка основных направлений совершенствования хозяйственного руководства железной дороги. Отчет по НИР. Кн.2. Руководитель Айзенберг Е.Б. ГР01825062597, Ростов Н'Д: РИШТ, 1935. 184 с.

/ '