автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Новая технология управления производственно-транспортными комплексами ипути совершенствования перевозочного процесса в регионе (теория, расчеты, опыт внедрения)

п. у

Н Я С РФ Г.

Г г 5 ОД

2 2 АПР 1996 т правах рукотси

кандидат технических наук, доцент ДЛЕИТАЯ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТРАНСПОРТНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ Я ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА 3 РЕГИОНЕ (теория, расчета, опыт внедрения)

05.22.08 - эксплуатация грлезяодорожного транспорта

{включая систекы сигнализации, централизации и блокировки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва. 19913

Работа выполнена на Грузинской железной дороге.

Официальные оппоненты:

бокшор технических наук, профессор

Тихжин ЕвгенийI Михайлович

Эоктор ¡^изико-шяешшческих наук, профессор

Башагладзе Галаз Сергеевич

доктор экономических наук

Ковкое Гарольд Николаевич

Ведущее предприятие

ГхазюЗ схчислюхлы&И цасхр ШС России

& <ЯГ--

Защита состоится "_" и_ 1996 г. в 13-00 час.

ка заседании диссертационного Совета Д 114.01.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте келезнодорохного транспорта по адресу: 129851, г.Москва, 3-я Мытищинская ул.. д. 10 в малок конференц-зале.

С диссертацией мохно ознакомиться в технической библиотеке института.

Автореферат разослан " ^^_ 199Б г.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу диссертационного Совета института.

Учений секретарь

диссертационного Сооета /р

кандидат технических наук и.В.Ксндрахичз

ОБЩАЯ ХАРЛСТЕР2СГЖА РАБОТН

Актуальность проблемы. Развитие научно-технического прогресса. переход народного хозяйства к рыночной экономке ставит перед железнодорожник транспортом принципиально новые задачи.

В настоящее врз« нагрела необходимость выработки козой концепции транспорта, новлх поисков его ¡геста и роли а экономическом развита! общества, выработки новых постулатов, которые в конечном счете могут динамизировать управленческий и технологический процесса орггзиззоти перевозок, янея в виду интеграцию з производстзеянне силы и конвергенцию транспорта.

В условиях рынка усиливается зависимость эффективности производства от четкости взаимодействия смеккых подразделений и совершенствование мегстраслевкх связей становится острой необходимостью,

Взазжодействие "на стыках" ваяно для всех отраслей народного хозяйства, но особое значение оно приобретает з управлении транспортом. Сама сущность перевозочного процесса предопределяет активное взаикодаЗстзие транспортных систем с Iкогочисленными отправителями и получателями хрузоз. а такке различных видов транспорта между собой. Связь транспорта с цри-кгленностьв - одна из центральных задач управления транспортной системой. Масштабы этой проблемы определяются таг. что более 80 5? перевозок по полезным дорогам :грузоз начинает и заканчивает свой путь на про-мншленныу предприятиях.

3 процессе взаимодействия магистрального транспорта и промышленных предприятиа зозникапт разнообразные задачи, требуюзде технических, организационных, экономических я юридических реае-ний. Совершенствование систем управления транспортом и Гф0!«ша-леннкмя предприятиям!, создание информационных систем - одна из векнейшю; задач управления цроиззодстзенно-транспортныот комплексами (НТК),

Одной из проблем дальнейшего совершенствования организации перевозочного процесса и управления транспортным комплексом (ТК) является улучшение ззатюдайстзнл кеэиу отдельными звеньями' зранслортзой шстемы. Дроблкш взаимодействия проявляются при перевозке грузоз в сяэезненх сообцеьияг различными видами транспорта. Анализ практики и исследования агрезозочного процесса яо-

называет, чго рациональное взаимодействие различных видов транспорта зависит от многих условий технического, . технологического, экономического, организационного и управленческого характера. Эта ''важная проблауа также требует неотложного решения.

В условиях рыночных отношений возникают новые теоретические 1! практические проблемы, связанные с дальнейшим улучшением организационной структуры управления ПТК и ТК с определением эффективных с экономической точки зрения режимов функционирования различных уровней управления с обеспечением организационного, методологического и технического единства управления. Управление ПТК и ТК должно основываться на системном подходе, обеспечивающем создание прогрессивной организации производства н перевозочного процесса. Современный этап развития ПКГ и ТК выдвинули слошуы задачу интенсификации всей системы управления на базе широкого использования совершенных методов маркетинга, менеджмента и эшюкико-катематических методов.

Современные производственные и транспортные объекты, начиная от отдельного предприятия до отрасли и ПТК (ТК) в регионе характеризуются взаимодействием "разнообразных взаимосвязанных процессов, где поведение одной системы обуславливается поведением другой.

ПТК и ТК как системы обладают всеми признаками сложных вероятностных систем: многомерностью, многофакторностью, взаимосвязанностью различных по природе элементов, совмещением случайности операций и организаций, динамичностью и непрерывностью технологического и перевозочного процессов.

Концепция оптимального функционирования ПКТ и ТК не является в настоящее время завершенной теорией. Ряд количественных зависимостей. характеризующих, например, возможности ПТК во многих случаях точно неизвестны. Алгоритмы планирования и управления отсутствуют для ргта слоеных случаев, с которыми приходится сталкиваться при анализе этой слоеной системы.

Для изучения ПТК и ТК, как единого организма, нужно задаваться многими критериями, и решение любой задачи должно удовлетворять этим критериям поведения, относящимся к различным областям деятельности. При этом возникает следующее затруднение: некоторые критерии поведения наверняка окажутся противоречивыми, поэтому решение задачи в такой плоскости оказывается невозможным.

Необходим принципиально новкЯ подход и новая методика: доказательство теорем о существовали;! равновесия и изучение свойств оптимальных состояния: описаний и конструирование таких правил взаимодействия всех частей могелкруемой системы, которые обеспечивав? сходимость к оптанту и равновесна; разработка, экспериментальная проверка и практическое внедрение нсвых перевозочных технологий, отззчапглх насущным потребностям и требованиям клиентуры: интеграция процесса через технологическую маршрутизацию, конвергенции (взаикопрокпкшвекие) с другими видами транспорта, которые з совокупности приведут в ближнем будущем к трансформации транспорта общего пользования с функцией сопро-зоздения-перезозчика. с функциями партнера -сопроводителя прокыш-ленны>: и сельскохозяйственных тозасоз.

Цель исследования. Цель данной диссертационной работы показать возмонюсть такого подхода з условиях внедрения механизмов рынка и предложить методику решения поставленной проблемы, применяя некоторые достижения транспортной науки, системного анализа, эконскико-чатек^тичесшк методов, маркетинга, менеджмента и информационно:* технологии длд решения задач оптимального управления ПТК и ТК.

Перед настогзш исследованием поставлены следуззде задачи:

1. Научно обосновать и сформулировать задачу управления производственно-транспортным и транспортам комплексами, как слсшыни. итерактивными систеуа!Я.

2. Математически разработать такую систему взаимоотношений незду подсистемами ПТ" и ТК з уедегаях р!ика. Ъри которой стремление хатдой подсистем к иакс'.птгедии своего индивидуального выигрыш соответствует оптимуму всей систе!!ы.

3. Используя эту методику разработать зкокожко-катенати-ческие модели управления гапасоз в условиях рыночной экономики.

I. С применением разработанных эконошко-иатонатаческих моделей управления запасов, алгоритмов и програи!, путем использования имевшихся производственных моезосгея карьерных хозяйств Министерства строительства Грузин, оптимального распределения строительных материалов меяду поставдшачи и потребителям:! региона. обосновать и внедрить новую технологии управления ПТК; тем самым показать работоспособность щхдло~зжой методики в огаоае-ннл ПТК и получать на практике значительный экономический эффект.

5. Показать на примере транспортного узла эффективность применения системного анализа и современного менеджмента, взаимозависимость ценообразования ы стратегического планировать и тем' самкм доказать работоспособность предложенной методики б отношении транспортного узла.

6. С применением разработанных зкокоа:ико-мате;:атических моделей предложить новую технологию управления взаимосвязанными процессами в транспортных узлах между морским пароходством и железной дорогой региона и тем самый показать работиспоссб^сть предложенной методики в отношении транспортного узла.

7. В соответствии с предложенной методикой разработать новую концепцию современной информационной технологии. преобразующей перевозочный процесс б регионе.

8. Предложить методология создаши: информационно -вычислительной сети региона, разработать я внедрить ее оснозку-с часть -систему передачи данных - получить на практике значительный экономический эффект.

9. Результаты разработок я внедрения обобщггь и предлохить рекомендации по расширения предлагаемого подхода и методики оптимального управления НТК и ТК.

Методика исследований. Исследование возможностей оптимального использования ресурсов в процессе функционирования НТК к ТК. децентрализованное управление взаимосвязанными процессами в этих сложных народнохозяйственных комплексах и управление-запасами с условиях рыночных отношений производится с использованием методоз системного анализа, теории иерархических систем (способов разделения сложных процессов на подпроцессы), нелинейного программирования (выпуклого программирования). математического моделирования и теории запасов.

Пути совершенствования перевозочного процесса в регионе исследуются с применением современных методов эксплуатации яе-леьнодорожного транспорта, системного анализа, маркетинга, менеджмента и информационной технологии.

Научная новизна работе. В рачках выполненных исследований получены следующие научнее- результат«:

1, Построен к. проведен анализ моделей механизма функционирования динамических экономических систем; сформулирована и доказаны теоремы для конструирования таких сразил взаимодействия

все:: частсЛ модолнруемоЯ систем, которке обеспечивают сходимость г. оптимуму и рпшовеспз. математически разработана такая спстона ваашюотаовеаяй «яду отдельной . видами производственно-транспортного комплекса, пси хотороЯ стремление каздоЯ подсистемы ГПК и 'ПС к максимизации сзоего квдиьяяуальиого выигркга соответствует опткмуну всея систим.

2. Разработаны оксномнко-натематические модели для оптимизации управления запасами материалов в условиях рынка, рассмотрена модели оптимального регулирования хранения и обновления потока материалов для постепенного спроса и спроса партиями.

3. Реагине оптимального управления запасали обеспечено з ранках алгоритмизированной мэтодмкч и программ.

■4. Предложена новая технология управления транспортным узле;-: в условиях ркнха с применением системного анализа, маркетинга. мечедз'.^кта, ценообразования я стратегического планирования.

5. .предложен нсвыа подход и уатематические модели в транспортном угле б условиях рыночных отношений,

5. Разработана новая концепция современной информационной технолога. креобр-азужцоЯ с&рзд.озочкиЗ пропссс в регионе.

7. разработана мзто*ика построения системы v.pздачи дамнмх для мониторинга перегбзочного процесса.

меы'ость . ,

5. По новой тг:золсгп;; перезогок юшртаих материалов на базе ÍC!' вклелнэнн рзботл-

- на научно," основз дана те:с;лчаск2Я характеристика ссясв-ках кэрьершг; хозяйсз инертных латериалоз Ишнютерствз строительств Грузии а сделен анализ. зижизешш плана погрузки я рас предал гелезнодерогзгогэ полпгаого состава на этих карьера:-:;

- определена эксплуатаглонже показатглч при существующей и предлагаемся системах лерепозк;! стронтелыгиХ инертнпх материалов;

- создана иеитрал::зсваш:.гт система порззозочного процесса мнертнмх материалов;

- внедрено . дрогрггзюо обеспеченна ''ЛСУ-ггяертоьД" на РВ.Ч Ес-юзе;

- организован централизованны;! дпспетчсрскй! пункт управления (ЦдПУ) п установлена сглэь по -тслефояии кадалаи мезду стги-yis'Mí погрузки ицгртглк. матерммлоз ¡i ШГ/.

2. Рекомендации по повышению эффективности работы транс-портных узлов с применением коммерциализации, модернизации, ценообразования и стратегического планирования предназначены для непосредственного применения б практической работе портов и транспортных узлоз в условиях рынка.

3. По новой системе оперативного управления обаетранспорт-ным узлом предложено организовать центральные диспетчерские пункты управления (ЦДПУ). возглавляемые главными диспетчерами, -одчинечниш непосредственно территориальному транспортному управлению.

Имея оптимальные запасы перевалочных грузов и информацию о конкретной обстанозке во всех частях узла главная диспетчерская моает круглосуточно руководить всеЛ транспортной работой а пределах узла путей отдачи соответствующих распоряжений в диспетчерские транспортных предприятии - клиентуру.

4. Разработанная система мониторинга перевозочного процесса практически внедрена на Грузинской а. д.

5. По системе передач"! данных Грузинской г.. д.- в результате проведенных исследозашЗ разработаны инзенерные методы расчетов для обоснования по структуре и характеру сетей передачи данных. Работа содержит рекомендации по выбору типа каналов связи к средств подключения абонента К сети в зависимости от объемов передаваемой и принимаемой информации.

Разработанная методика оптимизации структуры дородной С1Щ позволяет выбрать наиболее экономичные технические решения прип-роектирования СПД для организации мониторинга перевозочного процесса в регионе.

Предложенные методики по внедрению повой технологии железнодорожных перевозок, управлению транспортных узлов и создании СПД могут быть прикенекы для реаения аналогичных задач з других регионах СНГ.

Реализация работы

1. Новая технология железнодорожных перевозок инертных материалов на территорий Грузии дает ориентировочно годовой экономический эффект 2,181 или.руб. (в ценах 1990 г.).

С момента ее внедрения, 1 марта 1990 г. по 1 сентября 195п г. экономический эффект составил 945 тыс.руб. за счет оптимизм ции составления планов работы с использованием ЭВМ, а также ин

тенсификации использования .погрузочных ресурсов (вагонов) под единга диспетчерским руководством, ускорения оборота вагонов, перевозящих инертные материалы на 1.21 суток, увеличения погрузки инертных материалов на 100 вагонов и при этом высвобождения из рабочего п.?рка 90 вагонов в сутют, увеличения перевозки инертных материалов на 2096 млн.т в год (в ценах 1990 г.).

2. Разработанная методика системы передачи данных АСУ дорожного уровня реализована в форме утвержденного технического задания на перспективную сеть передачи данных АСУ Грузинской ж. д. и внедрена з 1990 году с экономическим эффектом 794,6 тыс.руб. (з ценах 1990 г.).

Агтробаппя работы. Материалы диссертации докладывались и получили одобрение на:

• - Международном симпозиуме стран-членов СЭВ. Москва, 1970 г;

- Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение эффективности и использование средств вычислительной техники на я.д. транспорте". Иосквг, 1971 г.:

- СетезсЯ ш:оле передового опыта "Опыт работы ВЦ дорог по решению оперативных задач",. Кссква, 1972 г.;

- XXIII Республиканской научно-технической конференции профессорско-преподавательского совета Грузинского политехнического института к работников производства, Тбилиси, 1974 г.:

- Научно-производственном совещании "Перспективы повышения производительности труда на основе Екедрекия передовой технологии, автоматизации и иэягнизации производственных процессов". Тбилиси, 1976 г.:

- Научно-техническом совещании'"Совершенствование планирования, рационализации перезозок и сокращение затрат на келезно-дорогном транспорте". Баку. 1977 г.;

- научно-технической конференции "Проблемы автоматизации управления перевозочный процессом яз гелезнодорояном транспорте на базе ЕС ЭВМ" с участием специалистов социалистических стран, Носква, 1982 г. ;

- всесоюзной научно-технической . конференции с участием стран-членов СЭВ. Воронез, 1986 г.;

- на X международном семшаре по планировании и менеджменту портов. США, Штат Луизиана, Новый орлеан. 11-12 апреля 1994 г.

Публикации. По теме диссертации-имеется 26 публикаций автора общим объемом более 10 авторских листов..

Объем и структура диссертации. Диссертация обц;им объемом 335 страниц машинописного текста (2-, таблиц. 53 рисунка) состоит из введения, шести глав, объединенных в две части, выводов по главам, заключения, списка испзллзованшгх источников (210 наименований).

СОДЕРШИЕ ЭДССЕРВДКК

В введении обосновывается актуальность темы, намечаются задачи исследования и изложены основные положения. Еыноспмые на защиту.

Часть пер?а.ч. Экономико-математические модели взанмодейс-тзия в гфойзэодствекно-транслортных и -транспортных комплексах.

В пеозей г/щве диссертации дзетой краткий обзор развития эконоиико-иатематическкх методов для управления взаимодействием в производственно-транспортном и трачспоргном комплексах (управления взаимосвязанными процессами), исследуется ПТК и ТК с точки зрения системного ай&лиза л математически формулируется задача его управления.

Если обобэдтъ комплекс факторов, находящихся между собой в слозшой зависимости и Б различной степени влиявших на эффективность системы управления, то кояно констатировать, что в принципе характер поведения ПКТ и ТК когно выразить тремя основными функциями:

Функния онапиза. Изучаются динамические характеристики каждой подсистем:) производственно-транспортного и транспортного комплексов с целью исследования поведения системы, т.е. как реа-гарует подсистема на изменения для получения выходных данных.

Планирующая Зная обцуа трансформирующую функцию

всех подсистем этой функцией пс-сно варьировать с целью увеличения эффективности работы производственно-транспортного комплекса. Этого изменения кош о достичь либо:

а) улучшением качества "кокпонируыщх элементов" системы (т.е. улуч'дгнием состава кадров, использование;.; более совершенной технологии, улуч^зннеа каналов информации.' кнэдрениен новой техники и т.п.). либо:

б) более радикальными мероприятиями, такими как устранение изливних подсистем, добавление новых, расширение производства, новые капиталовложения.

Функция управления. Эта функция как бы объединяет в себе предыдущие две функции, она характеризуй процесс руководства, управления. Предположи, мы должны оптимизировать производственно-транспортную систему с несколькими входами и выходами. Вход ¡/.окно рассмотреть как любое множество параметров, которое воздействует на систему и которое управляемо. Выход можно определить как множество переменных результатов, которое определяется значениями входных параметров и динамическими характеристиками системы.

Удобно рассмотреть'систему математически как оператор м, который оперирует множеством переменных входа Uj , чтобы получить множество переменных - результатов выхода \\. Заметим, что оператор М вообще является многомерным и нелинейным. Систему монно представить символически уравнением

•Md'tC.t)) = vt(t) (i)

Оператор -А оперирует группой входных данных Ut (t) для получения системы входных переменных V, (t). Система имеет объективную Функцию, которая охватывает все переменные, характеризующие работу системы и окрузавдую среду, обозначенную никс через Q. Эффективность - выигрыш (во времени, з оперативности, наконец в прибыли) и объективную функции мог-то определить на основе экономических предположений. Функция прибыли символизирует равенство

в = b(uj vj q) (2)

Провед-'.гтло системы связано с ограничениями, обусловленными как салоп системой (количество и качество механизмов, подвижного состава, технологические возможности, кадры и т.п.). Эти ограничения могло представить в виде

C3(U,V1)<0 (3)

гд;? С3 - символическое обозначение для j-того ограничения.

Следовательно; можно сформулировать обида цель оптимизации работы произзодствекно-транспортного комплекса следующим образом: при данных входных параметрах их и условиях 0 каксия/.зиро-вать¡функции прибыли, удовлетворив ограничения, т.е.

ЕахЕ(111У10) (4)

Перечисленные выше предыдущие функции связаны с этими математическими управлениями следующим образом. В функции анализа мы стараемся определить оператор К и характеризующие зго параметры. В целевой функции мы доданы К видоизменять таким образом, чтобы уравнение (4) оказалось максимумом для данных условий. Управляющая функция (в несколько ограниченном виге) предстазлено уравнением (4).

Во второй главе диссертации математически разработана такая система взаимоотношения ыехду отдельная подсистемами производственно-транспортного и транспортного комплексов, при которой стремление каэдой системы этих комплексов к максимизации своего ■индивидуального выигрыша соответствует оптимуму всей системы.

Как было показано, производственно-транспортный или транспортный комплекс характеризует множество факторов, находящихся между собой в сложной зависимости в различной степени влияющих на эффективность систем управления.

Рассмотрим взаимоотношения'ПТК и ТК с внешней средой в -условиях рынка. В этой среде их следует рассматривать как объект управления, а внешнюю среду как субъект управления, задающий целевую (планируемуа) функцию (рис.1 и 2).

Если не учесть того, помимо этого, ту сложнейшую взаимосвязь, которой характеризуется деятельность производственно-транспортного комплекса, нукно разработать такую задающую функцию, такой "вставленный регулятор", который будет отражать действительные результаты слоеной взаимосвязи окружающей среды.

Такая задаюце- - "цена" Р1 существует.

Это положение доказывается теоремой 1. Далее показан ?! и теоремой 2 обосновывается правило нахождения такой "цены", при которой установленный экстремум подсистемы - предприятия является оптимумом целой системы производственно-транспортного комплекса, если будет найдена такая цена Р1 , при которой все произ-

л^ _ ;}-тый зыход 1-той подсистемы, который производит И-тый хзход я 1-тсЯ подсистеме

Рис.1 Подсистсна (вид транспорта, предприятие) э сложной взаимосвязи в сисгене -окружаемая среда

ъ

X1 ПОДСИСТЕМА - X

i

Yi - St (Kj.X1) Xi - Tt (M,. X1 )

Рис. г

Схема принципиального функционального назначения подметаны (вид транспорта, предприятие)

водстзенкые ресурсы полностью исчерпаны. Такая цена Р! существует . Это также доказывается теоремой 2.

Результаты.

Для 1-ой подсистемы введены следующие обозначения: У, - конечный выход (продукт); Х| - промежуточный выход (продукт);

- воздействие, с помощью которого можно управлять; X1 - вход, получаемый с других подсистем; р! и Р1 - векторы цен.

Скажем, дана функция Лаграижа для 1-ой подсистемы:

Ц = Г! + и^Н! (5)

1 = 1.2.....п

где и} - вектор множителей Лагранжа;

К) = ^ (У,. Н1, X1) ) о

ограничение и

?! , X1. рх. Р1) Г1 (Н1.У1) + (Р1)' Т1(М1.Х1)-(Р1),Х1 (6) 1 = 1,2,3, .... п

Выражение (6) имеет экономическую интерпретацию. Его можно представить как прибыль, получаемую подсистемой 1 во всех ее взаимоотношениях с окружающей средой. В выражении (6):

Г^.У,) - доход, получаемый от реализации конечной про-

дукции У*;

<Рг)т Т\ , X1) - доход, получаемый от реализации промежуточной

продукции X1; (Р1 )т X1 - расходы подсистемы.

Задачу нахождения !! - !!° так. чтобы

назовем интегральной проблемой.

Для целой системы Лагранжевая форма интегральной проблемы будет иметь вид:

п. т

КМ.и) - Р(М)-+ I икнк

(8)

где

РСИ) - Нк^Лк) *-1

Ук = Б^Мк.Х")

НК = Нх (Ук.Мк.Хк). к = 1,2, .... п

Теорема 1. Если интегральная проблема для целой системы удовлетворяет условиям Куна-Таккера ' .

а) ^ > О

б) (Н^0 > О

в) (11°)т (Н!)0

= О

г)

аМ

13

= О

(9)

1-1.2, .. 3 = 1.2, ..

.. п;

.. Го!;

в седловой точке ^.(X1. тогда существует такая цена, что для 1-той подсистемы выполняются те же условия, т.е. для

ц = г4 + и] н1

1-1.2.....п

к* 1

имеют место

а) U? > О

б) (Hj) ) О

в) (Ht)° - О

0

dL dL

dMu dXn /

г)

в седловой точке

1-1.2. d » 1.2, ... К = 1.2. .. .

(hî.ÎX1)0}

Можно показать, что эта цена

1 и

|Sl3i ICI

dL

dX-"1

где Х-111 - независимые вектора,

G, (Xt.И».X1 у » Xi - TtiHj.X1) = о

Для соответствующих компонент j

. п; . xJ;

(Ю)

(И)

|G|° и |GU|° - значения соответствующих якобианов в седловой точке.

Теорема 2. Если Р = Р° выбрано так, что производственные ресурсы . '

El (Р) = О,

1 = 1.2.....п ,

то

!ij(P°) = Н/ . т.е. решение удовлетворяет условиям Куна-Таккера

Оно заключается в существовании такой и^ и!0, что имеет место условие (9), необходимое для интегральной проблемы (8).

На основе теоремы 2 предлагается схема управления, такая система взаимоотношений мезду подсистемами, производственно-транспортного комплекса, при которой стремление каздой подсистемы к максимизации своего индивидуального выигрыша соответствует движению всей системы к оптимуму.

Основной путь уравнения цен спроса с ценами предложения систоит в регулировании предложения: продукции, транспортировки ресурсов (резервов). Регулирование этих компонентов предложения должно быть направлено на поддержание устойчивого равновесия между спросом и предложением. Следовательно, деятельность каждой подсистемы НТК и ТК моззно определить не теми взаимосвязанными процессами с другими системами, которые характеризуют ее работу, а ее внутренними ресурсами и задающей функцией ?!. Задача ПТК и ТК, как и отдельных видов транспорта, при данной цене Р! - мобилизовать ресурсы и работать так, чтобы получить максимально возможный выигрыш - прибыль, т.е. в тех условиях и в той мере, в какой модели выпуклого программирования оказываются адекватными хозяйственной деятельности, система спроса и предложения являются оптимальными с точки зрения всего хозяйства в том и только в том случае, если в наибольшей степени соответствуют интересам хозяйственного органа в отдельности.

В третьей главе диссертационной работы сформулирована задающая функция - "цена" Р! применительно рациональному использованию материально-технических ресурсов и управлению запасами, ибо нет ни одной области практической деятельности, где ке приходилось бы решать вопросы рационального размера запасов, необходимого для нормального функционирования системы.

В главе решается частная задача оптимизации, а именно предлагаются экономико-гатематические модели для оптимизации управления запасами материалов в условиях рынка.

Одной из ваъшейших задач при управлении промыслекно-транс-портным и транспортным комплексами является улучшение согласованной работы на стыках поставщик (потребитель) - транспорт, ускорение переработки вагонов н вызоза грузов на железнодорожных станциях.

Решение этой задачи наряду с разными организационными и

техническими мероприятиями требует применения математический теории управления запасами, основанной на учете реальных закономерностей поставки и потребления. .

В настоящее время не существует единой общей теории управления, запаса!® и невозможно разработать простой набор правил принятия решений, которые, были бы оптимальными во всех случаях (или хотя бы в некоторых из них).

Процессы, протекающие на транспортном узле, грузовой станции в связи с обработкой поступающих грузов сводятся к следующему: на станцию под выгрузку поступает поток груженых вагонов; вагоны распределяются под разгрузку по отдельным складам станции. Задача состоит в том. чтобы при распределении вагонов максимально .учесть перерабатывающую способность складов и обеспечить быстрейшую выгрузку вагонов (или же стоит обратная задача).

Следовательно, транспортный узел, грузовая станция может выступить как в роли поставщика, так и в роли готребителя грузов. Последнее утверждение применимо и для клиента, который такие получает и отправляет производимый им груз.

Назызая узлы, грузовые, станции, располагающие вагонным парком, складами - источником, а потребителей - стоком, задачу оптимизации управления взаимодействием видов транспорта в транспортных узлах мояно описать с помощью математических моделей. В рамках таких моделей монно рассувдать об издержках управления запасами, либо об издержках пополнения складов, удовлетворяющих целям определенной задачи. Сопоставляя издержки приобретения запаса. издержки его хранения и убытки вследствие дефицита (нехватки товара для снабжения потребителей), можно прийти к такой методике управления запасами, которая минимизировала бы общую сумму этих затрат.

Рассмотрим взаимоогаошения мезду источниками и потребителями товаров. Как известно, не всегда удается осуществить ритмическую работу узла, станции - непрерывную планомерную подачу вагонов, Поэтому, чтобы предотвратить срыв поставок заказчикам, станция должна иметь на складе определений запас готовой продукции (вагонов), который долзен' обновляться оптимально, т.е. не имея излишек полностью удовлетворять потребности. ': .

Рассматриваемая система не является'строго детерминированной, по.скольку норма потребления и время пополнения материалов

часто имеют случайный характер. ,

Задача состоит в том, что учитывая эти случайные факторы рассчитать оптимальный уровень запаса продукции (вагонов) на складе и определить степень обновления потока. Полученные результаты должны оцениваться критерием эффективности, наиболее подходящим для этой цели.

Для решения этой задачи предлагаются две модели: первая -для непрерывного, постепенного спроса продукции, а вторая - для дискретного, потребления большими партиями. Предполагается, что время пополнения запаса и время цикла - постоянны и пополнение склада производится без.промедления.

Модель для постепенного спроса. В этой модели уровень запаса постепенно падает в течение цикла. Допустим, что норма потребления в течейие цикла неизменна.

Предположим, в начале цикла уровень запаса равняется М и его одновременное пополнение производится в конце цикла, как это показано на рис. 3. Пусть спрос в течение цикла равняется II. а функция плотности вероятности спроса К С М)-

На рис.3 иллюстрируются три возможности: первая - желаемый случай, когда запас М полностью потребляется в течение цикла, т.е. 11 = м. Естественно, что в этом случае не имеется ни недостатка в запасе, ни избытка в.конце цикла, что является оптимальным случаем. -'

Вторая возможность, когда Н<М, так что остаток (Н-Н) от-зг-паса остается в конце цикла и переносится в следующий цикл. Допустим, стоимость хранения единицы материалов в течение цикла С!. Предполагая, что равномерная средняя подача материала в течение цикла равняется М - стоимость для случая Н<М будет

Третья возможность 11>М. В этом случае возможно снабжение М единицами г времени, в то время, как остальной спрос в периоде времени (Г-г) не будет удовлетворяться. Склад из-за неудовлетворенности спроса объомта должен облагаться штрафом,который долнек

о

м

желаемо V

\чм

Рис. 3

отражать потерю прибыли на каждую единицу и вместе с тем потерю интереса со стороны потребителя из-за несвоевременной подачи материала. Следовательно, „ в , разных ситуациях штраф будет разным. Наиболее характерные ситуации следующие:

1. Штраф пропорционален количеству (мере) единиц, которые не были предоставлены потребителю;' обозначим его через С'2 для каждой единицы. . V,- .••"".'

2. Штраф.пропорционален количеству единиц, которые были дс ставлены потребителю с опозданием, обозначим его через С"2 для каждой единицы на каждый день задержки.

3. Штраф может быть комбинацией первой и второй ситуаций, охватывающих неспособность снабжения и продолжительность задержки. Этот случай можно выразить формулой

Сг - С'е + §• С"г е . (12)

- штраф на каждую единицу;;. " .

- штраф на каждую единицу на каждый день задержки;

- число дней, в течение которых не удовлетворяется спрос.

Коэффициент вставляется в (12). так-как количество единиц непредоставленного материала постепенно увеличивается в.периоде в дней, так что каздая единица вовлекает величину С"г ежедневно.

Бывают случаи, когда потери, связанные с задержками в снабжении, увеличиваются быстрее, чем это предусмотрено приведенным линейным выраяением, но даже в этих случаях линейная апроксима-ция оказывается'в достаточной степени приемлемой.

Ситуация Стоимость для случая !1>И первой ситуации будет

где С С»г

е

| ^[и^г + сг(к-щ]г(н)йн

м

где первое слагаемое под интегралом означает потерю, обусловленную поддержанием запаса Н в течение г дней, а второе как штраф накладываемый из-за непоставки (1Н1) единиц потребителю. Если

подставить +,= ^Т, тогда функция полной сток: .ости окажется равной

,4 о со

С = С,Т Цн - ¡-н|р(11)йн + сЦ - Р(Н)<1Н + С'2|(Н-М) Г(Н)<Ш (13) о я 2,1 м

Возобновляемое количество (меру) М мошо определить, мини-:газируя эту функцию стоимости, т.е.- уравнением

(1С

— » о <ш

Используем следующие математические ззвис: .гости. Пусть Функция плотности вероятного спроса ¥(Н). а функция

м

г - |г(н)ан

9

означает вероятность того, что количество (мера запаса) будет израсходовано, потреблено.

р » |р(н)ан = 1

о

и вероятность спроса сверх запаса

г = |г(н)лн = 1-г к

Функцию Г, определим как

со

Г<Н)

г »и»; Р -¿и

.1 Н

где

В результате математических преобразований получим: (1с

--с,тг1 +.с,тнр1 - с'2{1-гз - о ;

еш

с4т ^т

— г.+ и — г. - (1-г) - о с с'2

4 С',

Г + - (1-П » О ;

1-Г - е^

и--г- • (14)

с» г»

Ситуация 2. в этом случае штраф возможно выразить как с"г на каждую единицу за кавдый день задержки. Издерзки. когда Н>И будут:

СО

[ I ■+ -(Н-И)С"г (Т-Ь) 1г(М)<Ш .

] IГ 1 2 * J

М

Следовательно, функция полных издержек окажется:

м

а I \ {'¡2 г(н-м)г

С = С, М - —Н}ГСН)ЙН + С.Т - г(Н)сШ + С"Л ~--ПН)сЛ!. (15)

I I г ; ; 2н 1 гн

о ^ м

<ЗС

Иокно показать. что выражение — равняется .минимуму, когда

. ЙМ

£гГ + сгМГ, - (1-Р) + М?! = О ,

1 - Г - £гР

И = - . (16)

(1- ч)

где

С,

сг =

С%

Ситуация 3. Как было показано, за не удовлетворение спроса штраф выражается уравнением (12) и функция полных издеркек равняется:

С = С,Т ||м - ¿-н|г(Н)<Щ + С,т| + |Сг(Н-Н) Р(Н)<1Н (17)

Эта функция издержек становится минимумом, когда

ср + МЕ^Е

1

1 + — £»

- Ц-Г) = О

1 - Г - £Г

"■■I1 * Ь)

(18)

где

СХТ

С'гСигТ

СгТ

С,

С",

(19)

Естественно, что уравнение (18) охватывает решение (14) и (16) для ситуации 1, когда сг —1< <° и £ - г, .для ситуации 2 с = е2.

Мокно показать, что используя критерий прибыли, мы придем к аналогичным заключениям.

Если О составляет прибыль за единицу реализуемого товара в течение цикла, то значение прибыли составляет:

р = |оиг(И)йн + |й£?(Щйг1

(20)

Максимум прибыли получается, когда

ар

о

С другой стороны

(1С

--0(1 - п

<ш

где

= С, ||н - ^||г(11)ан + С,т[ ^(ЩА! + |Сг (Н-И) Р(Н)(Ш

тогда

ас й

(14 14

гНг

Г(Н)сШ+С.Т - Р(Н)&Ч

>211

Ш!

|сг(Н-Н) Р(Н)<Ш

г+с1т1с,1-с'г(1-г)-сиг(1-г)+с,,гтг^1 ■ В(1-Р) ; • (1- п (1 + X)- «Р

и

• Р^ ¡1 + —

I1

1

ег

(21)

где I = -

и 9 - 1 -

^ = 0 также означает, что 0 = 0, откуда предыдущее решение задачи (13) получается (т.е. задача сводится к минимизации издержек).

Следовательно, выражение (21) можно рассматривать как обобщенное решение этой модели:

ситуация 3 получается, когда £ - 0:

ситуация 1 получается, когда £г —с - б! :

ситуация 2 получается, когда е, — е - е2.

с

Модель спроса партиями. В этой модели уровень запаса в ьа-чале цикла равняется К и К. количество (мера) материалов удаляется в течение циклического времени Т одновременно партиями.

Такие случаи возникают, когда спрос носит дискретный характер. В этой модели предполагается, что в течение Т циклической происходит только одно удаление из запаса К единиц, как это показано на рис.4 (если нет спроса, то Н=0). К случайная "Переменная с функцией плотности вероятности спроса Г(Н).

Предполагается, что К количество материала потребляется через г дней после начала цикла, где I - независимая переменная.

Если }{<И, то остаток (М-М) находится на складе, а если НЖ. то полный запас М исчерпывается и спрос остается неудовлетворенным. В этом случае стоимость окажется:

и н » • »

г = |мс11Г(И)сш+ |(л-к)с1 ст-ь)Г(Н)с1К+р.:с1 с, гею ак

ОО 0 0

где первое слагаемое - содержание М единиц на складе в течение I дней;

второе слагаемое - содержание'остатка на (Т-и дней для случая 1КМ;

третье слагаемое - содержание Н единиц на I дней; четвертое слагаемое - штраф за не удовлетворение спроса на (К-Н) единиц;

Стоимость для случая !!>?,'.

Часть вторая. Пути совершенствования перевозочного процесса в регионе.

В четвертой главе диссертации предлагается новая технология железнодорожных перевозок инертных материалов в регионе на базе создания АСУ.

Анализ рынка потребительских услуг показывает, что производственно-транспортный комплекс производства, транспортировки к

.М

запас с избытком

Н<М

Я!

недостаток запаса

н>ч

м

н-и

Рис. 4

поставки инертных материалов представляет собой сложную систему, состоящую из больших взаимосвязанных подсистем:

1. Производители инертных материалов (карьеры).

2. ■ Транспортные средства (Грузинская хелезная дорога).

3. Потребители инертных материалов - домостроительные комбинаты (ДСК) и заводы железобетонных изделий (ЗЯБИ).

Комплекс характеризуется сложной системой производственных взаимосвязей входящих в него производств, располоненных в различных регионах республики (рис.5).

Сложной является и система ведомственного подчинения элементов системы. Карьерные хозяйства, добывающие инертные материалы. входят е Министерство строительства. Как производители, так и потребители характеризуются номенклатурой перевозимых и соответственно потребляемых инертных материалов. Связь между ними осуществляется через промежуточную подсистему железной дороги.

Комплекс характеризуется еще одной особенностью, которая осложняет управление им. Подсистемы, входящие в комплекс, не являются детерминированными. Так. производство инертных материалов подвержено колебаниям, подача транспортных средств под погрузку зачастую не соответствует плановой, не всегда соблюдаются нормы погрузки, транспортировки и разгрузки инертных материалов, имеется неравномерность в потреблении. , Такая недетерминированность в поведении подсистемы, отсутствие синхронизации в их работе отрицательно влияют на характеристики функционирования комплекса и в частности на его основную часть - своевременное обеспечение инертными материалами потребителей.

Сложность системы, ведомственная разобщенность составляющих ее элементов, недетерминированность подсистем отрицательно сказываются на качестве функционирования комплекса и вызывают необходимость специфического подхода и разработки методов оптимизации системы оперативного планирования и управления производством, транспортировкой и поставкам материалов (готозой продукции) .

Системным анализом эксплуатационной и технико-экономических характеристик карьерных хозяйств инертных материалов и перевозочного процесса в регионе было установлено, что практически на дороге отсутствовала система перевозочного процесса по полному

Пункты провзводства(предприятия)

А1 А2 А1 А«

п

В1 в» в«

Пункты потребления (.гтредяраятия, сфера обслуживания)

Рис 5 Схема взаимосвязи подсистем ПТК

обеспечению карьеров'подвижным составом. Существующая нецентрализованная система обеспечения карьерных хозяйств подвижным устройством устарела и не удовлетворяет требованиям.

Существующая нецентрали"ованная система не предусматривала прогнозирования подвода вагонов на станции погрузки инертных материалов с учетом нормативных и фактических остатков в карьерах. Отсутствие надежной оргсвязи ухудшало взаимодействие между производителями, потребителями и железной дорогой. Лишь 55% вывоза инертных материалов осуществлялось маршрутами, а остальные - неорганизованно отдельными вагонами, вследствие чего увеличились нормы простоя этих вагоноз на технических станциях, что в сзою очередь вызывало замедление оборота вагонов, замедление срока доставки грузов грузополучателям, увеличение дополнительных маневровых работ. В конечном итоге убытки несли поставщики инертных материалов. , потребители, яелезная дорога и народное хозяйство в целом.

В таких условиях поиск новых.технологических автоматизированных решений по производству, распределению и перевозке материалов стал необходимостью. Основной целью- автоматизированной системы является более полное удовлетворение потребностей строительных организаций в инертных материалах в условленные сроки при оптимальном использовании келезнодоронного подвихного состава.

В основе системы используются модели .управления запасами, изложенные выше.

Разработаны алгоритмы к программы на алгоритмическом языке РЬ/1 и проведены соответствующие расчеты на ЕС-1036.

Разработанна система позволяет рационально распределять производственную программу мевду карьерами-производителями инертных материалов для обеспечения с учетом плановых ограничений предприятий и транспортных затрат на доставку продукции потребителям,- -

Задача решается следующим образом: в ЭВМ закладывается соответствующая нормативно-справочная информация (НСИ) о карьерах, потребителях и подвижном составе. Каждый день. . после отчетных суток, в ИВЦ поступает переменная информация в виде макетов. На ЭВМ выдается оптимальный план производства и поставок инертных материалов в , вагонах и тоннах с какдого поставка каждому пот-

ребителю и прослеживается продвижение думпкартных и платформенных вертушек (полувагонов). Для функционирования новой технологии железнодороишх перевозок в Грузии на базе создания АСУ в здании Департамента Грузинской железкой дороги создан Центральный диспетчерский пункт управления (ЦДПУ) перевозками инертных материалов. Работа ЦДПУ заключается в следующем: для практического руководства технологическим процессом введена должность диспетчера ЦДПУ, который занимается регулированием, распределением и контролем думпкартных (платформенных) вертушек или отдельных полувагонов. Все необходимые данные диспетчер ЦДПУ получает от ЭВИ и руководствуется в своей повседневной работе. Благодаря прямой связи с дежурными Самтредского и Тбилисского отделений и со всеми станциями погрузки и выгрузки инертных материалов диспетчер ЦДПУ обеспечивает их реальной информацией о положении в карьерных хозяйствах, лимитах и возможностях у грузополучателей и с применением ЭВМ управляет оптимальным распределением строительных материалов между поставщиками и потребителями.

Годовой экономический эффект за счет оптимального использования производственных мощностей карьерных хозяйств, снижения эксплуатационных расходов и ускорения оборота вагонов (рис.6) по новой технологии аелезнодорожных перевозок инертных материалов в регионе на базе АСУ составила в год 2.03 млн.руб. ( в ценах 1990

г-)- ..-.•}■.'■

В пятой главе диссертанта предлагается новая технология управления общетранспортным узлом (рис.7). !

Переход железных дорог и морских портов на рыночные отношения требует коренного изменения системы управления их деятельности, широкого внедрения менеджмента и' маркетинга в организацию перевозок и обслуживание отправителей и, получателей грузов.

Б главе рассматриваются и предлагаются рекомендации по повышению эффективности работы транспортиих узлов в условиях рынка с применением современных методов маркетинга и. менеджмента, а именно: коммерциализации, либерализации, приватизации, модернизации, ценообразования и стратегического планирования.

Одной из проблем дальнейшего совершенствования организации перевозочного процесса и управления транспортом в регионе является улучшение взаимодействия меяду отдельными звеньями транспортной системы. Проблемы взаимодействия проявляются при' пере-

Рис.6 Уменьшонно потребности в подвижном сосгапе за счет ускорения оборота "вагона..

Центр уиравпения-информацня дпя принятия решений в условиях рынка

_1

Пссрец-

Напнчие су-поэ »Посредники, Размер cypi.ii, Время пплнакия ил мор»-!, Название? судна

Плачироьапие, Документация, Посредники, Прозодха судов, дрсия остановки сууна на якоре у причала, Буксировка, Причалы, Тамояня

Задержка1 загонов о пути График поставки в<*г»ноа Пзрсонап Связь Паклад-ая

проверка грузовых загонов Формирований по езда

Таможня Замена тжо-мотиа^ гравер ка. груз. загонов. С\»Я'>ъ с СиСОДИИМ регионом . Планирование для ЧП Ма ииторинг

1!оряы погрузки

Фрахт судна

РИС ?

Наличие зк.д загонов Прописка в а гонов

йормы выгрузки Тоьары Запасы Наличие обо рудоааикя Назначение Буксировка Маневры пок Цезиифэкрия

Фииансовуо аспекты Маршруты

Операцисшнив

процедуры Сила тяги Планирование мл пав ройоЛ ра-бот« ' эксплуатация Снабжение топ-т\ъоы

Сохранность Ж. Д.пути Еазначеипе Схадаемыв зат-рудпевня с п-эр

СОПИПОМ

Альториатизвиа маршруты

Нормы 'ьыгруэкл ОберуДов. Емхость/ ¿кладь;/ Майвьры .Работе смен Связь Емкости/ Ъкяади^ На сторон© Потро5л. сохранность Время роэ-врлта грузовых вагоне з Распрепьле

НПО

|Расаределедие ророжпях заго I ко»

- зе -

возке грузов в смешанных сообщениях различными видами транспорта. Системный анализ практики и исследования перевозочного процесса показывают, что рациональное взаимодействие различных видов транспорта зависит от многиг условий технического, технологического. экономического, организационного и управленческого характера.

Технологическое взаимодействие видов транспорта охватывает все уровни иерархии управления, однако наиболее активно оно осуществляется на уровне транспортного узла на этапах текущего, оперативного планирования и управления. Именно взаимодействие видов транспорта в узлах и является тем определяющим фактором, посредством которого транспортный комплекс региона представляется как единая региональная транспортная система.

Опыт координации работы смежников показал, что существующие методы не позволяют в полной мере решать проблему взаимодействия, как на морском, так и на железнодорожном транспорте; отсутствуют эффективные модели согласованного планирования и управления; принятие решений на базе информации носят в основном субъективный характер, непрерывный план-график работы транспортных узлов (НПГРТУ) не обеспечивает оптимизацию перевозочного процесса; имеется отставание и сравнительная ограниченность в тематике экономико-математических исследований по организации работы узлов и разработке ценных рекомендаций прикладного характера. Преодоление этого отставания - актуальная задача науки и обязательное условие для оптимального решения организационных и плановых вопросов хозяйственного руководства транспортными узлами.

В качестве гримера рассматривается морской порт - стык морского и зхелезнодороюшго транспорта, который как система представляет собой совокупность транспортных процессов и средств для их осуществления в местах взаимодействия видов транспорта. Делается вывод о том, что как на морском, так и на железнодорожном транспорте отсутствуют эффективные методы и модели согласованного планирования и управления.

Имеющиеся процедуры информационного обмена на уровне Департаментов железной дороги и пароходства и на уровне транспортных углов не позволяют обеспечить достаточную полноту информации. Методы принятия решений на базе информации носят в основном

субъективный характер. Не всегда учитываются общетранспортные интересы. Непрерывный план - график работы транспортных узлов не всегда обеспечивают устойчивости перевозочного процесса.

Требуется специфический подход к решению этой важной проблемы, необходимо разработать такую задающую функцию, такой вставленный регулятор, который будет отражать действительные результаты сложных взаимосвязей транспортных узлов.

Такая задающая функция, цена Р1§ существует (глава вторая диссертационной работы).

Описанные в третьей главе диссертации математические модели с успехом могут быть применены, для оптимизации управления в транспорт;.-,« узлах в условиях рыночных . отношений между видами транспорта.

Разработанные алгоритмы и программы на алгоритмическом языке РЬ/1 на ЭВМ ЕС-1036 позволяют рационально распределять производственные программы между портами и железнодорожными станциями для обеспечения потребности в подвижном составе с учетом плановых ограничений предприятий и транспортных затрат на доставку продукции потребителям. На основе этих разработок по аналогии "АСУ-Инертный", описанной в главе четвертой диссертации, целесообразно организовать в транспортных узлах Центральные диспетчерские пункты управления (ЦЦПУ), возглавляемые (только в вопросах организованной, координации) главными .'диспетчерами, подчиненным непосредственно территориальному транспортному управлению и действующими з интересах транспортной системы в целом, а не в интересах какого-либо одного транспортного ведомства. При главном диспетчере, погано управления, целесообразно иметь постоянных представителей транспортных предприятий, крупной клиентуры и ИВЦ. ;

Имея оптимальные запасы и информацию о конкретной обстановке во всех частях узла глазная диспетчерская мо:-:ет круглосуточно руководить всей эксплуатационной работой в пределах узла путем отдачи соответствующих распоряжений в диспетчерские транспортных предприятий и предприягия-клиентуру.

В шестой главе диссертации разработана информационная технология, преобразующий перезозочный процесс - систему мониторинга перевоз-чного процесса, которая реализуется:

1. Автоматизированной системой составления коммерческой до-

кументации для Грузинского морского пароходства, имеющего внешние экономические связи (АСК). (рис.8).

2. Автоматизированной системой слежения движения поездов и грузов (АСС) с портов Батуми ч Поти по Грузинской ж. д.

АСК мокно обеспечить четырьмя модулями:

1. Автоматизированной системой составления декларации судового rpy3á в таможне.

2. Автоматизированным брокерным интерфейсом, который обеспечивает автоматическую передачу входных документов брокера в тамонню.

3. Модулем выбора грузов, который помогает таможне определить какой груз проверить и какой пропустить без проверки.

4. Модулем увязки; который прослежива'ет грузы с порта выгрузки до порта назначения, за которые не уплачены пошлины в таможне.

АСК возможно включить через электронную коммуникационную сеть в подобные автоматизированные системы стран Европы и США (где они только имеются), что позволит клиенту доступ практически к любому порту и судну, находящимся в акватории Черного, Средиземного морей и т.п.

АСК сложная система, в ней должны быть задействованы брокеры таможен, операторы терминалов и судов, экспедиторы имеющихся судов для перевозок грузов, государственные и другие учреждения во всем мире.

Преимущества АСК:

- быстрое и эффективное оформление грузов в таыоете;

- ускорение обработки грузов в таможнях и портах;

- соблюдение точного графика отправления и прибытия грузов;

- уменьшение передержек грузов;

- работа системы по безбумажной технологии.

АСК можно представить как составную часть автоматизированной системы работы таможен Черноморского бассейна. Для разработки подобной глобальной системы детальная разработка АСК не представляется возможной. Поэтому в диссертации мы ограничиваемся лишь концепцией ее создания, а мониторинг перевозочного процесса по железной дороге разработан детально на уровне технического задания, ибо оптимизация перевозок невозможна без автоматизации процессов сбора, обработки и передачи но каналам связи.

Рас. 3

без использования вычислительной техники.

Выявленные недостатки в существующей транспортной системе в значительной степени можно устранить путем создания автоматизированной систеты для координированного планирования и управления транспортом региона. Создание региональной АСУ транспорток (РАСУ!) совместно с АСУ транспортники узлами (АСУТУ) открывает принципиально новые возможности для коренного усовершенствования системы управления (рис.9).

Системный анализ современного состояния управления транспортом в условиях проектирования и внедрения АСУ отдельными видами транспорта показывает,- что процессы планирования и управления рассматриваются, как правило, на каждом виде транспорта изолированно, без управления при_взаимодействий транспортных систем: создаваемые АСУТУ пока что малоэффективны, так как эффективность взаимодействия транспорта в узлах наряду с моделированием процессов непосредственно в узлах зависит от результатов планирования и управления на боле? высоком уровне, т. е. региональном.

Создание АСУТУ и РАСУТ связано с решением ряда фундаментальных проблем, так как. опыт разработки и' эксплуатации подобных систем в мировой практике практически отсутствует, в частности, не разработаны мзтоды научного обоснованного выбора комплекса Функциональных подсистем и задач системы, методы управления взаимодействием, организации, информационного и технического обеспечения, требований к математическому и программному обеспечению таких систем и др. Все это обуславливает необходимость разработки научных осное создания подобных систем.

В главе рассматриваются проблемы создания такой системы на примере разработки автоматизированной системы оперативного взаимодействия морского и железнодорожного транспорта.

Рассмотрев функциональную структуру и обеспечивающие подсистемы РАСУТ, в главе делается вывод о том, что для обеспечения обмена информацией при решении задач оптимального управления перевозочным процессом необходимо наличие развитой системы передачи данных (СПД), объединение информационно-вычислительных ресурсов транспорта в единую сеть ЭВМ. которая дала бы пользователю возможность доступа со своего рабочего места практически к любой ЭВМ своей или другой транспортной подсистемы. Единая сеть ЭВМ

РИС.9 Структура управления пе^еэогочиыч процессом л успсзиях РДС'/Т

долина включать сеть ЭВМ транспортных предприятий, каждая из которых организационно представляет собой иерархическую систему взаимодействующих локальных систем (центров) обработки информации:

верхний уровень - вычислительные системы коллективного пользования (кустовые, целевые ВЦ и локальные сети ЭВМ объединений) и никний уровень - локальные системы и сети ЭВМ организаций предприятий транспорта с развитой терминальной сетью и сетмо ПЭВМ - АРМ-ов.

Основу сетей ЭВМ представляет СПД. Для создания СПД региональной сети ЭВМ требуются крупные капитальные влонекия, составляющие 1Q% общих затрат на создание АСУ транспортом. Учитывая, что продолжительность эксплуатации СПД значительно, превосходит "еизНь" ЭВМ, при выборе структуры технических средств АСУ следует особое вникание уделить СПД. Выбор того или иного варианта структуры СПД оказывает решающее влияние на эффективность функционирования сети ЭВМ. поэтому при разработке СПД должна быть проведена тщательная оценка ее структуры и определены пути ее оптимизации. При этом необходимо учесть ряд факторов, в тем числе технологические и информационные, административно-территориальные. топологические, алгоритмические.

Нами предлагается один ::з реальных и оптика,- -':ых подходов: разработана генеральная схема СПД Грузинской аелезной дороги таким образом, чтобы ее мокно было бы использовать в качестве базовой СПД кнЗ'Ормгцнокно-ЕЫЧислительньо: сетей как для Грузинской железной дороги, так и для РАСУТ Грузии.

Далее рассматриваются методические рекомендации по разработке СПД АСУ дородного уровня. На основе методических рекомендаций ВНИИГГ проведены расчеты .и обоснованы предложения по структуре и характеристика}.! сетей передачи данных дороги, что необходимо для разработки технических заданий на проектирование, проверки проектных решений и проведения мероприятий по усилению средств связи, обеспечивающих передачу данных.

В этой не глазе приведены результаты анализа и прогноза информационны}: потоков в разрабатываемой АСУ Грузинской железной дороги, как основные исходные данные для обоснованного выбора комплекса технических средств 1I3T и СПД. По основным первичным документам определен удепьны'Л вес к&адого из Н.Д-ов в общем объ-

- Ab -

еме перерабатываемся на дороге информации.

Принимая во Б'гдуание. что СПЛ 'для АСУ дорожного уровня должна соответствовать генеральной схеме развития АСУ:КД. з длс-сертацнокную работы зкдэчгкы предложения по разработке СПД АСУ ГрузпнскоП к. д. с учетом всех основных подсистем.

Далее приведены детализированные расчета информационных потоков по кахдоя под.нстеу.е и рассматривается практическое использование рзоработик'.шх нгтодч:-, при проектировании перспективна! сети передачи дшш:гх для АСУ Грузинской z.n.

Наследована ожя&уач ококомнческгя зЭДектхгность с учетом капитальны: и эксплуатационных 'затрат ла'создание и функционирование СПЛ. Расчетам срок окупаемости соотавдьо? S.4 года.

Зпкл»"екио. В сс^ркулирозат; основные научнее

результаты прсвелеккых исследования. теоретические и методологические полечения и прак.тачвскк-э рекомендации:

1. На ockoes игтч-гп'л соа;-:мгннк:: теняс-кция развития управления народ!-::-;!', хозяйстесу. ;: с::с генного анализа сформулирован критерия эффективности прскззодствегло-тргнспортного и транспортного комплексов с гибкей системой аадгю-дпх функций (иен), что позволяет обеспечить мак-гдиун прибыли.

2. Научно обоснована и ултс-гатг.чески сОормулирогана задача управления преизЕодственло-транспсртнкм и трзпспортньа комплексами как сло::лигш. и терактавнимн система?;!!.

3. Математически разработана такая система взаимоотношения иеаду отдельными подсистемами произаодотзекно-транспортного и транспортного комплексов. при которой стремление каздои подсистемы этак комплексов к максимизации своего индивидуального выигрыша соответствует оптимуму ссеГ: систол. ' „

Задающая функция "цена" Р, "вставлэнньЛ регулятор", которая будет отражать действительные результаты слож-P.nsil взаимосвязи окрунаадей■среди, существует. Это положений доказывается теоремой 1. Далее показан вид ?,.

Теоремой 2 обосновывается правило изхозЕешш такой "цени" Pt - установленный экстремум подсистем. ПТК и ТК являются оптимумом целой системы, если будет найдена такал "цена" Pt. при которой все ресурсы полностьп использована, отклонение от спроса равно нул_. Тахая "цена" Р, такте существует.

Предлагаемые модели оптимизация взаимосвязанных процессов

работы ПТК и ТК открывает Еирокие эвристические возможности и создают научно обоснованную Форму, на основе которой можно создавать системы управления народнохозяйственный! комплексами в условиях рынка.

4. Используя вышеизложенный под>:од и результаты, предлагается задающая функция, "цена" Р$. в конкретном виде С, применительно к рациональному использованию материально-технических ресурсов и управления запасами, ибо кет ки одной области практической деятельности, где не приходилось бы рекать вопросы рационального размера запасов, необходимого для оптимального функционирования системы.

Далее решается частная задача оптимизации, а именно предлагаются экономико-математичесше модели для оптимизации управления запасами в условиях рынка. Рассмотрены модели регулирования хранения и обновления потока материалов на складе для постепенного спроса и спроса партиями. Показано, что эффективность снаб-ке,]ия обеспечивается минимизацией стоимости хранения на складе.

Модели с успехом могут Сыть применены для управления любых систем материально-технического снабжения и материально-технических ресурсов.

Следовательно, основное содержанке первой часта диссертации: исследование возможностей оптимального использования, ресурсов в процессе функционирования ПТК и ТК. децентрализованное управление взаимосвязанными процессами в этих сложных комплексах и управление запасаю! в условиях рыночных отношений.

5. Для практической реализации этих моделей разработаны алгоритмы у. программы на алгоритмическом языке РЬ/1 и проведены соответствующие ра четы на ЕС-103В для инертных материалов, на научной основе определены нормативные остатки этих материалов на карьерах таких потребителей, рассчитано оптимальное количество вагонов для обеспечения всего объема перевозок и осуществлен переход на централизованную систему управления ПТК с применением ЭВМ.

Для реализации централизованной системы управления перевозками нерудных материалов создан Центральный диспетчерский пункт управления (ЦДПУ) в Департаменте Грузинской железной дороги.

Установлено, что эксплуатационные расходы при внедрении системы минимальные, система базируется на существующей техни-

ческой базе персонале и средствах связи.

Общая экономическая эффективность с учетом соответствующих эксплуатационных расходов составляет 2.2 млн. руб. в год (в ц^нах 1990 г.).

Новая технология добычи, переработки и транспортировки нерудных материалов обеспечивает оптимизацию всего технологического конвейера, улучает использование келезнодоролного подвижного состава и тем самым доказывает работоспособность предложенной методики в отнопении ПКТ.

6. На примере Потийсхого транспортного узла ;г порта в Грузии с применением системного анализа, современного менеджмента, системы ценообразования и стратегического планирования вшзлекы вазшейшке резерв и Еыработ&кк койкротаыг рекомендации по поднятию эффективности работы портск *л углсз региона и тем семьи доказана работоспособность предложений кетоша в отнощз-ш транспортного комплекса.

?. Как на корсгсс:;, так к "а голезкодорояксм транспорте от-сутстзуэт эффективные методы и модели согласованного планирования и управления. Существующая система информационного обмена как на уровне Департаментов железной дороги и пароходства, так и из уровне транспортных узлов кэ обеспечивает достаточную полноту информации. Поэтому методы принятия репений косят з основном субъективный характер. Не всегда учитываются общетранспортные интересы, непрерывный план-график работы транспортных узлоз (НПГРТУ) не обеспечивает устойчивости перевозочного процесса. Требуется специфический подход к этой важной проблеме.

Разработанные экономико-математические модели и программы управления запасами (главы третья и четвертая) с успехом могут быть применены для оптимизации управления транспортных узлов ? условиях рыночных отнесений иекду различными видами транспорта. Для этого целесообразно организовать на транспортных узлах ЦДПУ. которь'з определив оптимальные запасы перевалочных грузов л учитывая информацию о конкретней обстановке во всех частях узла, ' могут круглосуточно руководить всей эксплуатационной работой в пределах узла.

8. Разработана новая концепция современной информационной технологи", преобрззугщеЯ перевозочный процесс в регионе - система мониторинга перевозочного процесса, которая реализуется ав-

томатизироваккыми системам"! составления коммерческой документа-цни (АСК) для ¡"рузикского морского пароходства к слежения движения поездов и грузов с! портов Батуми и Поти по Грузинской ж. д. Система значительно улучвае' три основное' параметра на рынке транспортных услуг: стоимость перевозки. ее продола: гелыюсть и соблюдение срока доставки.

Если ЛСК по изложений.: з диссертации причинам разработана на уровне концепции. то монптор;.нг перевозочного процесса по железной дороге разработан детально на уровне технического задания.

9. Анализ зарубежного г. стече-ствекнсго опыта показывает, что создание систе;-а: передачи данных треОует значительных затрат (примерно ЮЧ от обглх затрат АСУ). Указанные затрата значительно могут бить сниу.ен«-иутв: БьОора оптимальных структур СИЛ, 5 частности, разработки внедрения к использования в качестве базовой дорежней СИЛ для мониторинга перевозочного процесса б регионе. С этой целью дл?. 1"руз:шсксй дороги:

- проведен анализ иж&ргшшоюых потеков в разр?.батыла&мсЯ АСУ на основе показателей эксплуатационно?, работы станции с учетом допол:й!твЯ'-лш потоков информации о? оункииональных подсистем АСУЕД. На &той оспоье предложен перечень абонентов. которые должны Сыть вклпчепи в СПД;

- ргграоэшш рекомендации па выбору типа каналов сглз:: длт. подключения абонентов е С.'Щ и состаили» базовая структура сети;

- решена задача оптти.зашк структура СПД с определением пунктоз установки концентратов тЦсрмшш.

Выполнена оценка экономической э-3$гхтиваости создания СП,1! АСУ Грузинской железной дзроп: 5-16.9 то. руб. в год (но цэнам 1990 г. ).

Разработанные в диссертации предлогенил -по составу абонентов и структура СПД реализована институтом Кавгелдорпроект в процессе проектирования перспективной сети передачи данных АСУ Грузинской железной дороги.

Полученные и изложенные во второй части диссертации результаты по новы:.! технологиям производства, железнодорожных перевозок инертных материалов и управления обдетранспортным узлом, по разработке информационной технологии мониторинга перевозочного процесса могут быть применены в других регионах СНГ.

Осязание положения диссертации опубликованы в следую^х ра-

зтэх:

Дзвитая А.Н. О которых проблемах организации управления Г?УЗаИН7" (на грузинском языке 1S66 г.). стр.48. Дазнтал A.n. Мелели регулирования потока стройматериалов на складах строительных объектов. Труды Грузинского политехнического института М 3 (119). 1957 г.. стр. 44-52.

. Ланита* А.л. Об сднем метода оптимального управления взаимосвязанных! процесса:«!. "Сообщение АН ГСС?", том 51, 113. Тбилиси. 1963 Г.. стр.16-20.

. Дазитая А. К. Об одной методе определения качественной харак-тесисткки "стека внфсрчзгасЕнвх материалов. 3 сборнике тезисов докладов «зхдународного ежпозиума. етран-чл-зкоз С5В. "Теоретические осн:нк ан-М£кзза\ Г51S70 г., стр.87-90.

. Лазитая А.Н. Особенности rrcerniposai-cts АСУ на 2ауязу.азсксЯ гелезной дороге В тезиса дзкладез Всесоюзной науч-

но-те:о-нческсп кснферекига "Повышение :Ф;екглз:--:астн псгасне-•ния л использования средств вычислительной тс.'сп::::: на хд.транспорте". Мсскза, 1971 г., стр.53-72.

;. Данитая А.Н. Планирование рабе ты грузосортлровочксй платформы станин Нгзтлуг.:. В сборнике тезисов докладов сетевой пколн

■ передового спьта "Опыт работы ЕЦ дорог по ресенаэ оперативных задач". Москва. 1S71 г.. 57-60.

'. Да-атал А.Н. - АСТП работы Тбнлнсско-Навтлугсксго а. д. узла. В сбсркике тезисов докладов Республиканского научко-техяическо-го совенанил по АСУ. гЛбшмси, 1972 г., стр.112-117.

5. Дазитая. А.К., БибинепшЕнли Г.В. Нормирование размеров двнге-ния передаточных псездоз е -лзлезнодерокнем узле с одновременным определением оптимального числа задач в канавравке районы грузееыге стакгж! узла на ЭЕ'.! "Ж!НСК-22'\ выпуск трудов

II -135. Кссква. 1Э73 г.. стр.ЗЗ-€о.

Э. Дззитал А.К. Перспективы знедрения ксмллекся'й подсистем АСУ дорога "Управление перс-зозочкнн процессом на ЗКВ г.д." В сборнике тезисов докладов XVIII Республиканской каучно-техки-чеокей конференции прсфзсссрско-яреяадаратеяьсксго состава ГШ и работников производства. ТСйупгси. 1974 г., стр. 135-140.

Ю.ДаЕитая л_Н. Енедрениз 1 очереди АСУЗТ на Закавказской железной дороге. Б сборетке тезясоа докладов III Всесоюзной пко-

лы-семинара по управлению бсяьн'ми системами Тбилиси. 1974 г., стр.55-38.

И.Давптая А.Н. Перспективы повышения производительности, труда на ЗКВ ж.д. на основе внедрения электронно-вычислительной техники. В сборнике тезисов документов научно-технической конференции "Технический прогресс как главный фактор роста производительности труда на Тбилисском метрополитене". Тбилиси, 1975 г., стр. 15-20.

12.Давитая А.Н. Перспективы повышения производительности труда на основе внедрения электронно-вычислительной техники. В сборнике докладоз научно-производственного совещания "Перспективы повышения производительности, труда на основе внедрения передозой технологии автоматизации к механизации производственных процессов в свете Постановления ЦК КПСС и СМ ГССР от 1! января 1974 Г., Тбилиси. 1975 Г., стр.72-76.

13.Дазктая А.Н. Опит разрайот'.м и внедрения информационней системы учета и анализ работы ЗКВ я. д. В сборнике тезисов докладов Республиканского совещания "Проблемы комплексного использования вычислительной техники в условиях дальнейшего совершенствования управления". Тбилиси, 1976 г., стр.42-15.

14.Давитая А.Н.. Кадагидзе Г.И. Использование ЭВМ в эксплуатационной работе. "Г.елезхолорогный транспорт". К 10. 1975 г.. стр. 23-29.

15.Давитая А.К. Соьериенствованиа С-ош обработки экономической информации на ЭВМ. В Сборнике докладоз сеиинара председателей комитетов по вычислительной технике и системы управления ЦП НТО и ДорНТО по обмену опытом работы. Москва. 1977 г., стр.12-14.

16. Давитая А.Н. Возможности оптимизации управления взаимодействием транспорта в транспортных узлах ГССР. В сборнике тезисов докладов научно-технического совещания "Совершенствование планирования, рационализации перевозок и сокращение затрат на железнодорожном транспорте", Баку. 1977 г.. стр.27-29.

17.Давитая А.Н. Использование электронно-вычислительной техники для решения задач эксплуатации зкелезнодорогного транспорта. Учебное пособие (на грузинском языке), ГШ', Тбилиси, 1931 г.. стр.285.

18.Давитая А.Н. Формирование непрерывных графиков-планов рабств

транспортного региона. Доклад на тему "Применение оптимизационных задач в АСУ народного хозяйства ГСС". Тбилиси, июнь, 1981 г.. стр.9-12.

13.Давитая А.Н. Подготовка информационного обеспечения на ЗХВ ж. д. и внедрение пускового комплекса на основе опыта Белорусской к.д. В сборнике тезисов докладов научно-технической конференции "Пробде'.'.ы автоматизации управления перевозочным процессом на ж.д. на базе ЕС ЭВМ с участием специалистов социалистических стран, "осква, 1982 г., стр.29-32.

20.Давитая А.Н. Перспективы развития межведомственного комплекса управления "Транспорт" в ГССР. Тбилиси. ГрузНИЖТИ. 1982 г., стр. 72.

21.Давитая А.Н. Опыт разработай и внедрения АСУ на Закавказской железной дороге, Тбилиси. 1S84 г., стр.52.

22.Вардосанидзе Л.Г., ВекуаШ.М., Давитая А.Н. Централизация доставки строительных материалов. Яелезнодорожый транспорт. 1985 г. .И 12, стр. 17-22.

23.-Вардосанидзе Л. Г.. Векуа 1I1.M., Давитая А. Н.. Кенкадзе П. 3. Автоматизированная система оперативного планирования is управления производством, транспортировкой и поставками нерудных материалов. Тбилиси, ГрузКИИНТИ, 1985 г., стр.85.

24. Давитая А. Н.. .Кенкадзе П.З., Мелкумов Н. М. Оптимизация перевозок строительных материалов с применением ЭВМ. В сборнике докладов на Всесоюзной научно-технической конференции в Воронеже 17-19 сентября 1986 г., отр. 15-13..

25.Давитая А.Н., Кенкадзе П.З. Современные методы создания интенсивной технологии работы отдельных направлений и совершенствование перевозочного процесса с применением ЭВМ на x<s-лезнодорожном транспорте, Тбилиси, ГрузНИЙПН, 1987 г., стр. 97.

25. Давитая Л.Н. Модели взаимодействия о транспортном узле в условиях рыночных отношений. Вестник ВШШ&Т. 1993 г. Н 8.. стр. 27-31.

Подписано к печати

Формат бумаги 60x90 1/16. Объем 3.8 п. л.

Заказ N б Тирая 100 экз.

Типография ВНИИЯТ. 3-я Мытищинская ул., 10.