автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Оперативное управление процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте в условиях рыночной экономики

" На правах рукописи

Гершвальд Андрей Самуилович

ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ГРУЗОВЫХ ПЕРЕВОЗОК НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ В УСЛОВИЯХ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

05.02.22 - «Организация производства» (транспорт)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва

- 2004

2005-4 14058

На правах рукописи

Гершвальд Андрей Самуилович

ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ГРУЗОВЫХ ПЕРЕВОЗОК НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ В УСЛОВИЯХ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

05.02.22 - «Организация производства» (транспорт)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2004

////г/

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Российский научно-исследовательский и проектно-кон-структорский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (ФГУП ВНИИАС).

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор

Батурин Александр Павлович доктор технических наук, профессор Климанов Владимир Семенович доктор экономических наук, профессор Щербанин Юрий Алексеевич

V

Ведущая организация — Федеральное государственное унитарное

предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (ФГУП ВНИИЖТ)

Защита состоится «18» ноября 2004 г. в И час. 00 мин. на заседании диссертационного Совета Д.218.009.03 при Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения (РГОТУПС) по адресу: 125993, Москва, ул. Часовая, 22/2, ауд. 344.

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке университета.

Автореферат разослан «15» октября 2004 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу Совета университета.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

£5ИЙ»

А.С. КосмодамиансЕ

1РОС. НАЦИОНАЛЬНА* | БИБЛИОТЕКА СПе « О®

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Железнодорожный транспорт общего пользования является одной из государсгвообразующих систем, эффективное функционирование которой является важнейшим средством успешной работы большинства отраслей экономики, а также сохранения целостности государства. В связи с этим существует необходимость постоянной заботы о поддержании его рентабельности.

В период с 1992 по 1997 год грузооборот железнодорожного транспорта России снизился на 44%, а затраты на перевозки неуклонно росли. В этих условиях поддержание уровня рентабельности было возможным главным образом за счет повышения тарифов. При этом доля транспортной составляющей в стоимости некоторых видов сырья и топлива для промышленности и сельского хозяйства поднималась до неприемлемой величины. Это обострило проблему снижения затрат на перевозки.

Наиболее эффективным, по мнению автора, способом решения этой проблемы является оптимизация грузовых перевозок, причем по рыночным критериям и в конкурентной среде, на стадии оперативного управления ими. В связи с этим исследование и разработка проблемы оптимизации применительно к оперативному управлению перевозочным процессом в новых экономических условиях являются актуальными.

В научных и производственных кругах постоянно идет поиск организационной структуры хозяйства перевозок: решается вопрос о числе уровней системы управления, составе одной дороги (региона), границах между дорогами (регионами) и пр. Проведенные исследования открывают возможности комплексной автоматизации и оптимизации оперативного управления перевозочным процессом независимо от числа уровней организационной структуры, числа элементов каждого уровня и конкретных территориальных границ.

В последнее время ведется дискуссия о способах обеспечения равных условий доступа к транспортным ресурсам частных компаний, конкурирующих с ОАО РЖ Д. В диссертации этот вопрос решен путем разработки соответствующих информационных технологий и поддерживающих их задач.

Целью диссертации является повышение эффективности функционирования процесса грузовых перевозок в новых экономических условиях за счет оптимизации оперативного управления. Для получения возможности оптимизации необходимо совершенствовать организацию процесса. Поэтому объектом исследования является организация и система управления процессом грузовых перевозок. Предмет исследова-

ния — качество организации и оперативного управления. Задача разработки —выработка новых принципов организации перевозок, создание для них информационных технологий и алгоритмов машинного решения задач, применимых на всех уровнях ОАО РЖД и других компаний.

Методы исследования, разработки и автоматизированного решения задач. Основным методом исследования является системный анализ, применяемый к перевозочному процессу. Он включает выбор цели управления, декомпозицию исходной постановки задачи на ряд взаимосвязанных составляющих задач, формализацию для каждой из них одного или нескольких критериев оптимальности, управляющих воздействий и ограничений, подбор состава входной и выходной информации. Второй метод исследования используется при анализе сложившихся систем управления и заключается в построении функциональных и информационных структур трудовых процессов оперативного персонала с использованием терминологии и понятий теории множеств и теории графов. Разработка предлагаемых технологий и алгоритмов выполняется методом синтеза процедур на основе анализа построенных структур существующих систем управления с позиций формализованных постановок задач. Доведение алгоритмов до степени, достаточной для программирования, осуществляется методом последовательной декомпозиции задач по различным признакам. В качестве метода решения используется комбинаторное программирование. Для повышения результативности алгоритмов используются методы «ветвей и границ», отсечения и декомпозиции по эвристическим правилам. Блоки имитационного моделирования включаются в схемы перебора вариантов, реализующие методы комбинаторного анализа.

Степень научной новизны характеризуется следующим:

1) Построение имитационных функционально-информационных моделей трудовых процессов диспетчеров сетевого уровня и уровней управления и отделения дороги, сортировочной станции для целей исследования и формулирования постановок оптимизационных задач.

2) Формулирование сетевых, дорожных, (региональных), отделенческих (районных) перевозок, как объектов обслуживания, для которых возможны постановка и реализация подобных для многих уровней задач.

3) Постановка ранее не формулировавшихся задач: автоматизированного планирования организации и продвижения маршрутных поездов; распределения групп вагонов по запланированным маршрутным поездам, в том числе для частных компаний

перевозчиков; планирования последовательности поездных и маневровых операций на станции.

4) Расширение постановок и развитие методик решения некоторых ранее ставившихся задач: распределение порожних вагонов по станциям погрузки; выбор очередности расформирования составов на горке; планирование приема поездов на станции.

Практическая значимость:

1) Предложены научно обоснованные методы проектирования разделов информационного и математического обеспечения оптимизационных задач, которые могут быть использованы для выявления, постановки и формализации новых задач в области оперативного управления.

2) Создана документация математического и информационного обеспечения, по которой возможно программирование для конкретных объектов с возможностью настройки на местные условия.

3) Внедрение в частной компании перевозчиков задачи распределения групп вагонов компании по поездам ОАО РЖД

4) Применение полученных результатов направлено на снижение эксплуатационных расходов ОАО РЖД и других компаний, удержание их доходов на планируемом уровне.

Личный вклад автора:

1) Комплексное исследование существующих систем управления на станциях, в отделениях и управлениях дорог, в Центре управления перевозками.

2) Формулирование требований к компонентам новой эксплуатационной модели управления по схеме ЦУП-ДЦУ-ЦУМР-станция, выполнение которых придает перевозочному процессу качества, улучшающие условия для оптимизации оперативного управления.

3) Постановка и разработка алгоритмов решения задач для АРМа станционного диспетчера по формированию входной информации для оптимизации планирования станционных процессов, в частности, задачи выбора приоритетов распределения ресурсов для наилучшего благоприятствования выполнения станцией сменного задания.

4) Развитие постановки задачи выбора очередности расформирования составов на горке в части изменения критерия оптимальности роспуска составов с учетом неоднородной структуры перерабатываемых вагонопотоков и использывания возможности параллельного роспуска. Разработка метода и алгоритма перебора вариантов очередности роспуска пар, непарных и непригодных к параллельному роспуску составов.

Постановка задачи и разработка видов информационного и математического обеспечений задач планирования последовательности выполнения поездных и маневровых операций на станции, обеспечивающих распределение работы между маневровыми локомотивами и развязку враждебных маршрутов.

5) Развитие постановки задачи распределения порожних вагонов между станциями погрузки в части учета дополнительных факторов, и разработка алгоритмов. Постановка новой задачи планирования и организации продвижения маршрутных поездов, разработка для нее видов информационного и математического обеспечений.

6) Разработка алгоритмов решения задач планирования для АРМ диспетчера частной компании;

7) Разработка алгоритмов информационных технологий, обеспечивающих использование оптимизационных задач для диспетчерского персонала и дежурного по станции.

Апробация работы:

Результаты разработки обсуждались: на заседаниях НТС отделения «Управления перевозочным процессом» ВНИИЖТ (1986 г.), отделения Организации перевозок и транспортного обслуживания ВНИИЖТ (2000 г.) и ВНИИАС (2002 г., 2004 г.), секции НТС МПС (2000 г.); конференциях и школах, проводимых ЦУВТ МПС СССР в Орехово-Зуево (1984 г.), Брянске (1985 г.), Воронеже ( 1986 г.), Алма-Ате (1991 г.); технических советах Донецкой (1989 г.) и Красноярской (1993 г.) железных дорог; совещаниях в службах перевозок и вычислительных центрах Целинной (1990 г.) и Куйбышевской (1993 г.) железных дорог.

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 37 работ, в том числе монография объемом 15 печатных листов и 2 брошюры.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов и заключения. Общий объем работы составляет 376 страниц машинописного текста, включая 77 рисунков, 81 таблицу, список литературы на 174 наименований и 32 приложения отдельным томом 141 страница.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первый раздел диссертации посвящен анализу развития теории и практики управления поездной и грузовой работой.

В этой области известны труды таких ученых, как Петров А.П., Крюков Н., Козлов В.Е., Дмитренко A.B., Некрашевич В.И., Ефи-менко Ю.И., Завьялов Б.А., Б. дел Рио, Угрюмов А.К., Трошев Г.М., Кудрявцев В.А., Платонов Г.А., Тулупов Л.П., Тиш-кин Е.М., Сотников Е.А., Буянов В.А., Апатцев В.И., Клима-нов В.С, Батурин А.П., Осьминин А.Т., Шмулевич М.И., Сапунов H.A., Бородин А.Ф., Бодюл В.И. Вопросам перехода к рыночной экономике посвящены работы Буркова В.Н., Иловайского Н.Д., Шарова В.А.

Теоретические работы в СССР и России проводились в четырех направлениях: решение на ЭВМ задач, реализующих освоенные в эксплуатации функции планирования; разработка и применение к задачам прогнозирования методов самоорганизации моделей; разработка и применение к задачам прогнозирования и расчета технологических нормативов методов самообучения; оптимизация управления с постановкой принципиально новых (не освоенных) задач.

Для целей исследования и обучения диспетчерским профессиям был составлен классификатор оптимизационных задач на 78 наименований, из которых автор диссертации отобрал 19 для дальнейшей формализации.

Второй раздел посвящен формулированию новых принципов организации перевозок и ключевых оптимизационных задач. В качестве основополагающего принципа предложено использование в оперативном режиме базы данных о заявках клиентов. Вторичные принципы — это выделение каждому уровню структуры своего класса объектов обслуживания, классификация заявок по масштабам перевозок с выдачей на соответствующие уровни, раздельное оперативное (каждые 3 ч) планирование начала исполнения заявок на каждом уровне, планирование всего цикла каждой перевозки по принципу «от двери до двери», оперативное установление каждому уровню приоритетов в использовании общих ресурсов, оперативное планирование подведомственных перевозок на более высоком уровне и исполнение планов на уровне, более низком.

Процесс формулирования задач включает этапы: выявления переменных, создающих предпосылки для управления; построения

и анализа моделей; анализа известных прототипов задач и технологические постановки предлагаемых задач.

Для типизации исходных данных, используемых при построении моделей, перевозочный процесс рассматривается, как условный двухуровневый объект управления. На высшем уровне он определен, как межстанционный процесс, на низшем — как станционный.

Для всех уровней организационной структуры, предназначенных для управления межстанционным процессом, перечень ресурсов одинаков. Это позволяет использовать идентичные методы их распределения. Но при этом возникает задача выделения для каждого уровня своего класса объектов обслуживания.

В качестве базового класса объектов автоматизации на станционном уровне принята сортировочная станция, выполняющая также операции, характерные для остальных видов станций. В качестве базового уровня системы управления межстанционными процессами принят сетевой уровень.

Построение информационно-функциональной модели существующей системы управления ведется методом, защищенным автором в кандидатской диссертации, с использованием терминов и понятий теории множеств и теории графов. В соответствии с методом для каждого уровня системы управления строятся совместно три графа:

— оперативно-диспетчерской структуры Г{(Р, 0, где Р = {р}— множество вершин, отображающих множество единиц оперативного персонала, 0.~{ц) — множество дуг, отображающих множество отношений оперативного подчинения;

— функциональной структуры Г2(Я, 5), где Я = {/•} — множество вершин, отображающих множество функций персонала, средств вычислительной техники и автоматизации, 5 = {л} — множество дуг, отображающих отношения предшествования функций;

— информационной структуры Гъ (Л, Н), где Н = {А} — множество дуг, отображающих множество информационных связей между функциями.

Модель отображает трудовые процессы оперативного персонала.

Модель станционной системы управления построена для анализа деятельности станции, направленной на выполнение показателей объемов и качества работ, задаваемых сменно-суточным

планом, с помощью оперативного планирования каждой технологической операции и исполнения.

Для построения модели были проведены наблюдения, которые показали, что для обеспечения эффективного планирования поездообразования необходимо:

— организовать направленный отбор вариантов очередности роспуска составов с отсечением заведомо неперспективных групп до их анализа и оценки;

— для совместного планирования группировать составы в небольшие группы, планируемые последовательно и несовместно;

— устанавливать приоритеты групп составов, планируемых несовместно, для минимизации потери эффективности от такого планирования;

— функции разбиения на группы и установления их приоритетов возложить на комплекс задач управления работой станции в целом (УРС);

— выдавать на вход комплекса задач управления сортировочной работой (УСР) информацию о группировке составов и приоритетах групп в качестве задания на планирование роспуска.

Изучение построенной модели существующей системы управления межстанционными процессами показывает, что факторами, определяющими режим и характер функционирования всей системы, являются:

— закрепление функций принятия решений по оперативному управлению перевозочным процессом за административным персоналом;

— процесс управления, которое принято считать оперативным, замыкается на операции выдачи задания или приказа, которые выполняются лишь в периоды проведения селекторных совещаний сначала на отраслевом уровне, затем — в управлениях дорог и, наконец — в отделениях дорог;

— оперативное управление на сетевом уровне сегодня сводится, в основном, к принятию решений по предложениям дорожных руководителей в части оперативных планов работ дорог на предстоящие сутки с выдачей конкретных заданий.

Оперативное управление на дорожном уровне в существующей системе заключается в:

— принятии решений по предложениям отделенческих руководителей относительно оперативных планов работ отделений дорог на предстоящие сутки с выдачей заданий;

— принятии решений по выполнению заданий сетевого уровня с выдачей заданий;

— управлении поездной и грузовой работой,

Оперативное управление на отделенческом уровне состоит в:

— принятии решений по предложениям станционных руководителей относительно оперативных планов работ станций на предстоящие сутки с выдачей заданий;

— принятию решений по выполнению заданий управления дороги с выдачей заданий;

— управление движением поездов (на некоторых отделениях) и подбором вагонов.

Существующая система управления характерна тем, что с повышением уровня ее организационной структуры характер циркулирующей информации меняется до такой степени, что теряется предметность управления. Информация становится менее оперативной и более опосредованной (привязанной к междорожным стыковым пунктам). Она позволяет диспетчерам (кроме поездных) выполнять только контрольно-учетные функции. Многие решения, принимаемые руководителями Департамента управления перевозками по докладам диспетчеров нельзя считать оперативными, т.е. упреждающими возникновение убытков.

В существующей системе управления нет четко сформулированной цели управления и способов ее достижения. Автор считает, что в современных условиях работы железнодорожного транспорта цель оптимального управления перевозками должна состоять в поддержании плановых доходов и в снижении затрат на перевозки.

В результате анализа информационно-функциональной модели и классификатора оптимизационных задач предложены технологические постановки ключевых системообразующих задач автоматизированного управления:

— распределение порожних вагонов между станциями погрузки (РПВ), в ходе решения которой необходимо для удовлетворения каждой заявки (Л^3) клиента подобрать типы ({7""}) и количества ({ЛТВ}) вагонов, готовых к погрузке, отвечающие всем ограничениям и обеспечивающие минимум стоимости затрат на перевозки;

— планирование организации и продвижения поездов (ПОПП), которое сводится к выбору последовательностей ниток ({ЛГп}] графиков движения для пропуска вагонопотоков за период планирования по наиболее выгодным вариантам маршрутов следова-

ния ({ЛГСТ}] с получением перечня поездопотоков по форме плана отправления и продвижения поездов;

— распределение групп вагонов по неполносоставным поездам (РВП) или нахождение такого варианта прицепок вагонов ({Ж8 - ЛГП}), при котором совокупные затраты вагоно-часов доставки этих вагонов будут минимальными;

— планирование приема поездов на станцию (ПП), т.е. выбор пути (./Уиат) парка прибытия для каждого ожидаемого поезда (Мп) таким образом, чтобы затраты на простои поездов у входных сигналов были минимальными;

— выбор очередности расформирования составов на горке на базе имитации поездообразования (ВОРС), направленный на получение такого плана роспуска разборочных составов, выполнение которого обеспечит минимальные отклонения от заданного плана отправления поездов своего формирования по количеству порожних вагонов (АК*П) заданного типа (7^л) и груженых вагонов (ДЛуг) заданных номенклатур груза (А^г);

— планирование последовательности поездных и маневровых операций на станции (ППМО) по средством поиска наилучшего варианта порейсового рабочего плана передвижений за счет перебора вариантов распределения маневровых локомотивов при выполнении ограничений по взаимовраждебности маршрутов, определяемых вариантами направлений (г) и промежуточных точек (и) следования.

В третьем разделе определяются места включения оптимизационных задач в алгоритмы информационных технологий следующим образом:

— выделение объектов обслуживания для заданного уровня организационной структуры;

— синтез структур автоматизированной системы управления для выделенных объектов обслуживания;

— синтез информационных технологий эксплуатационного персонала системы управления;

— включение оптимизационных задач в места, обеспеченные информацией.

Сформулированы критерии выделения объектов обслуживания (перевозок) для каждого уровня организационной структуры, даны рекомендации по составам объектов управления. Преобразованием структур существующей системы управления построены структуры автоматизированной информационной системы.

При построении структур граф оперативно-диспетчерской структуры неавтоматизированной системы преобразован в граф оперативно-диспетчерской структуры АСУ станции, граф функциональной структуры упомянутой системы — в графы функциональных структур АСУ, граф информационной структуры — также в граф информационной структуры АСУ.

Граф, показанный на рис. 1, отображает порядок работы создаваемых функциональных подсистем. Графы, показанные на рис. 2, 3, отображают порядок работы тех подсистем, в состав которых входят оптимизационные задачи

Единая информационная технология управления станционными процессами в условиях АСУ построена для тех штатных единиц персонала станции, которые отраженны в графе оперативно-диспетчерской структуры АСУ. Построение выполнено методом включения в графы функциональных структур АСУ следующих функций:

— ручной ввод информации, которая не может формироваться автоматически;

Рис. 1. Граф укрупненной функциональной структуры АСУ сортировочной станции:

УРС — управление работой станции в целом; УСР - управление сортировочной работой в сортировочной системе; УПМР-ПП — управление поездной и маневровой работой в парке прибытия; УПМР-ПО — то же, в парке отправления

Рис. 2. Граф функциональной структуры подсистемы УСР:

ЗС—прием и обработка заданий ДСЦС; ПП—выбор путей приема поездов; ВОР — выбор очередности расформирования составов на горке; КОН — контроль выполнения планов работы сортировочной системы

Рис. 3. Граф функциональной структуры подсистемы УПМР:

ЗСП — прием и обработка заданий ДСП-ПП, полученных от ДСЦС; ЗСО — то же, ДСП-ПО; ЗМП — прием и обработка заданий ДСП-ПП, полученных от ДСЦ; ЗМО — то же, парку отправления; ППМО — планирование последовательности поездных и маневровых операций на станции; К — контроль выполнения плана работы парка.

— своевременное включение соответствующих комплексов задач;

— оценка рекомендаций, выводимых на экран с возможностью корректировки;

— утверждение рекомендаций, принимаемых в качестве планов работы.

В результате построения получены человеко-машинные алгоритмы информационных технологий для:

— подсистемы УРС, включающей АРМ ДСЦС с неоптимизационными задачами;

— подсистемы УСР, включающей АРМы двух ДСЦ с задачами ВОРС, ПП;

— подсистемы УПМР, включающей АРМы четырех ДСП с задачами ППМО.

В качестве базового уровня системы управления межстанционными процессами принят общесетевой, т.е. уровень ЦУП ОАО РЖД. При этом показана возможность применения тех же структур, технологий и алгоритмов на дорожном (региональном) и отделенческом (района местной работы) уровнях. Предлагаемая укрупненная функциональная структура для базового уровня показана на рис. 4.

Решение задачи РПВ предусмотрено в АРМе диспетчера по работе с распределяемыми вагонами, а задач ПОПП, РВП — в АРМе диспетчера по управлению поездопотоками на направлении.

В разделе 4 выполнен синтез отобранных ключевых оптимизационных задач. В качестве метода решения их предложено комбинаторное программирование заключающееся в:

— выборе сочетания значений регулируемых параметров;

— имитационном моделировании текущего варианта искомого плана, строящегося на выбранных значениях параметров;

— оценка плана по критерию с учетом ограничений;

— перебор вариантов плана с помощью комбинаторного анализа и с выбором оптимального варианта.

Задача РПВ*. Решается по критерию минимальной совокупной стоимости затрат локомотиво-километров и вагоно-километ-ров:

К, = min |слкм -Алкм +СВКМ -Лвкм},,

у'еЛ/вр "

где j—текущий номер варианта плана распределения порожних вагонов;

* — формулирование задач см. на стр. 10, 11.

Рис. 4. Граф укрупненной функциональной структуры системы управления межстанционными процессами для сетевого уровня: У СП—управление сетевыми перевозками; УВП — управление вагоно-потоками; УЛП — управление оборотом локомотивов; УРП — управление породовыми перевозками (наливных, продовольственных, уголь-но-рудно-металлургических грузов); УНТ — управление перевозками негабаритных и тяжеловесных грузов; УПП—управление поездопото-ками

М"» — множество номеров вариантов плана распределения порожних вагонов;

С™ — стоимость затрат одного локомотиво-километра; С™ — то же, вагоно-километра;

А™ — количество затраченных локомотиво-километров; Ат — то же, вагоно-километров.

Причем

А:^якста К^

^вкм _ £ X ¿/с X К}се,

с=1 /=1 е=\

где К*а—количество вагонов, направляемых с с-ой станции дислокации вагонов на/-ю станцию погрузки;

Ьс}— расстояние пробега между с-ой и /-ой станциями в километрах;

А*™ — количество станций погрузки, на которые назначаются вагоны со станции дислокации. К™ — количество станций дислокации порожних вагонов.

Причем

ь/с = /ю(с>А

где/10—дискретная табличная функция;

с — порядковый номер кода станции дислокации в массиве НСИ, /—то же, станции погрузки.

Управляющие воздействия:

— выбор л:-го варианта очередности обслуживания станций погрузки при х е М"™1, 1 х -» ЛГ0™!, где Мвосп — множество вариантов очередности обслуживания станций погрузки;

— выбор 7-го варианта очередности использования ресурсов станций дислокации при у е Л/"0™, 1 у ЛТСТД!, где М"001— множество вариантов очередности обслуживания станций дислокации;

— выбор е-го типа (7*) отбираемых вагонов при е е Мт, 1 —»

е -» К™, К' = /,(??), = /„ (Л^г), где Мга — множество вариантов типа вагонов, К™ - количество типов вагона, пригодных для погрузки груза по /-ой заявке; К* - количество вагонов е-го типа, 7УГ — код груза,/¡,/и — дискретные табличные функции.

Выходная информация — план распределения порожних вагонов:

£СТПД

^стд

где ¿Vе™—код станции дислокации; №тп— код станции погрузки;

£>пп — дата прибытия порожних вагонов на станцию погрузки; № — код заявки клиента; К'од — категория годности вагона;

К™"* — количество категорий годности вагонов одного типа в ваго-нопотоке;

КУ"— количество типов вагона, требующихся на станции погрузки.

Для снижения размерности задачи используются эвристические правила: группировка заявок по видам груза с последовательным планированием групп; ограничение численности группы средним количеством отправок данного вида груза за период планирования; ограничение вариантов типа вагона теми, которые требуются по заявкам группы; ограничение числа рассматриваемых станций дислокации теми, на которых дислоцированы вагоны требуемых типов из числа рекомендованных планом формирований. Алгоритм решения показан на рис. 5.

Задача ПОПП. Решается по критерию минимальной совокупной стоимости затрат локомотиво-часов и вагоно-часов:

где А"4 — величина затрат локомотиво-часов; А'4—величина затрат вагоно-часов; у — номер текущего варианта плана продвижения поездов; М"пп—количество просматриваемых и отсекаемых вариантов плана продвижения поездов.

— выбор у-го варианта очередности обслуживания поездопо-токов при 1 -» у —» К"оп !, где Кпап — количество поездопотоков, предъявленных к планированию,

— выбор 5-го варианта маршрута (упорядоченного набора проследуемых участков) при 5 е М", 1 5 -> К'ар , где М' — множество номеров вариантов я-го маршрута; К™р— количество вариантов а-го маршрута.

Причем

Ат = А\ Ат = А4-К*, Ач=/З0,я),

где А4—затраты времени на доставку вагонов; — табличная функция, ^ — см. ниже.

Управляющие воздействия:

1 — группировка заявок по видам груза; 2 — формирование типовых вариантов потребных типов вагонов для каждого вида груза; 3 — выбор очередного вида груза; 4 — выбор очередного варианта потребных типов вагонов для очередного вида груза; 5 — формирование модели дислокации для варианта потребных типов вагонов; 6 — выбор текущего варианта очередности обслуживания заявок для очередного варианта потребных типов вагонов; 7 — выбор текущего варианта очередности использовании ресурса для текущего варианта очередности обслуживания заявок; 8 — выбор очередной станции погрузки в текущем варианте очередности обслуживания заявок; 9 — выбор очередной станции дислокации в текущем варианте очередности использования ресурсов; 10 — планирование назначения порожних вагонов очередной станции дислокации на очередную станцию погрузки; 11 — учет использования ресурса при планировании; 12 — удовлетворена ли потребность в вагонах? 13 — все ли станции дислокации просмотрены? 14 — все ли станции погрузки удовлетворены? 15 — оценка запланированного варианта назначения порожних вагонов; 16 — эффективнее ли текущий вариант? 17 — запись параметров текущего варианта в план распределения вагонов; 18 — все ли варианты очередности использования ресурса просмотрены? 19 — все ли варианты очередности обслуживания заявок просмотрены 120—все ли варианты потребных типов вагонов просмотрены? 21 — принятие текущего варианта плана распределения вагонов для очередного вида груза в качестве оптимального; 22 — все ли виды грузов просмотрены?

План отправления и продвижения поездов:

где Л"—номер заявки на перевозку груза; Л^"0 — код станции отправления планируемого состава;

— код станции прибытия состава по назначению;

— момент прибытия состава на станцию назначения; И0 — дата отправления состава;

£)п — дата прибытия состава на станцию назначения;

Кинт — количество «ниток» графика, потребное для перевозки груза или доставки порожних вагонов;

1С4 — количество участков, входящих в выбранный вариант маршрута;

Т* — тип вагонов;

Л? — количество вагонов;

.ЛЛ1 — номер поезда (нитки графика);

Ра — масса поезда брутто;

Ьа — длина поезда в вагонах;

Л™— номер поездного локомотива;

Х)пр— дата ожидаемого по графику прибытия поезда на станцию конца участка;

/пр — то же> время;

1С" — количество типов вагона в составе;

Ю4 — количество графиковых участков в маршруте;

Хшрот — количество маршрутов, планируемых для исполнения одной заявки;

К™ — количество заявок на перевозки, принятых к исполнению.

Для повышения результативности алгоритма во времени применен метод «ветвей и границ». В качестве границы ветвления выбрана верхняя граница:

А,г = К™ -А". ,

г а аЬ

где АчгЬ—нормативные затраты времени на следование по 6-му варианту а-го маршрута из массива НСИ (Мсмар), выбираемого для реализации г-ой заявки на планирование, содержащейся в массиве заявок (Мзм);

Кг но — нормативный коэффициент отсечения, повышающий гарантии того, что не будут отсечены все варианты (подбирается экспериментально для каждого массового маршрута и указывается в массиве Мсм4р).

Для усиления эффективности применения метода в данном случае приняты дополнительные меры, сужающие область поиска за счет:

— организации групп поездопотоков, в которых конкуренция возможна, с последовательным планированием этих групп;

— отсечения (в процессе построения) таких вариантов очередности, для которых не хватает ниток графика.

Алгоритм решения задачи приведен на рис. 6.

С в*°л )

1 — подготовка информации; 2 — прогнозирование ситуации на момент начала исполнения плана; 3 — выбор очередной группы вагонопотоков; 4 — выбор очередного варианта очередности обслуживания вагонопотоков; 5 — выбор очередного варианта закрепления поездопотоков за ходами; 6 — выбор очередного поездоопотока; 7 — выбор очередного графикового участка на закрепленном ходу; 8 — выбор очередной «нитки» графика на участке; 9 — перспективен ли строящийся вариант плана? 10 — удовлетворяет ли нитка по времени начала движения? 11 — свободна ли «нитка» от плановых маршрутов? 12 — будет ли свободна нитка на периоде планирования? 13 — все ли нитки просмотрены? 14 — формирование плана проследования по участку; 15 — все ли участки просмотрены? 16 — все ли поездопотоки просмотрены? 17 — оценка текущего варианта; 18 — эффективнее ли текущий вариант очередности, чем текущий оптимум очередности? 19 — принятие текущего варианта плана в качестве текущего оптимума; 20 — все ли варианты закрепления просмотрены? 21—все ли варианты очередности просмотрены? 22 — принятие текущего варианта очередности в качестве текущего оптимума; 23 — все ли группы вагонопотоков обслужены?

Для условий малой компании перевозчиков предложена модификация задачи ПОПП - задача планирования маршрутов (ПМ). В модифицированной постановке отсутствует переменная j, в связи с чем алгоритм решения (рис. 7) отличается от алгоритма ПОПП.

Задача РВП . Выбран критерий минимума затрат вагоно-ча-сов, включаемых в поезда вагонов:

Кг = min {Am}q,

деМтл 4

где q — порядковый номер варианта включения групп вагонов в поезда;

М"" — множество вариантов включения групп вагонов в поезда. А" — затраты вагоно-часов включаемых вагонов по q-му варианту.

Управляющее воздействие: — выбор q-то варианта включения групп вагонов в план отправления и продвижения поездов при 1 -» q -> ЕУ", FCBn = /¡(JC™,

1 — выбор очередного планируемого поездопотока компании; 2 — корректировка информации о начале маршрута; 3 — выбор очередного варианта маршрута; 4 — выбор очередного графикового участка по данному варианту; 5—выбор очередной нитки графика; 6—занята ли нитка в другом маршруте? 7—положителен ли прогноз свободности? 8—включение в план выбранной нитки; 9 — все ли участки запланированы? 10—основной ли вариант маршрута принят? 11 — оценка варианта плана; 12 — эффективнее ли текущий вариант маршрута? 13 — формирование текущего оптимума; 14 — имеется ли очередной вариант маршрута? 15 — формирование оптимального варианта; 16—все ли маршруты запланированы? 16 — имеется ли очередная нитка?

К™), где Л?""1— количество вариантов плана закрепления групп вагонов за поездами, К™ — количество групп включаемых вагонов, К™ — количество маршрутов, попутных для включаемых вагонов; /5 — табличная функция.

Выходные реквизиты задачи, включаемые в план отправления и продвижения поездов

АГГВ,^СТНВ,РВВ,{ГВВДВВ,/ПРВ^ТПВ,

где Ып—условный номер группы включаемых вагонов; —код станции назначения вагонов;

Р"—масса брутто вагонов;

Р* —тип вагонов;

К*'—количество вагонов в группе;

(Щ*—планируемое время прибытия вагонов на станцию назначения.

Решение задачи РВП позволяет охватить планированием те группы вагонов, которые могут быть доставлены «в прямом сообщении». Алгоритм решения приведен на рис. 8.

Задачи ВОРС, ПП. В качестве критериев оптимальности решения этих задач принято три критерия. При оптимизации приема поездов это — минимум затрат в стоимостном выражении, которые могут возникнуть в результате простоя поездов различных ценностей у входных сигналов:

Условные обозначения к рис. 8: 1 — подготовка информации для перебора вариантов; 2 — выбор очередного варианта распределения групп вагонов по поездам; 3 — выбор очередной пары «поезд-группа»; 4 — удовлетворяет ли выбранная пара ограничению по весу поезда? 5 — то же, по длине? 6 — оценка выбранной пары по критерию; 7 — вычисление оценки нарастающим итогом для текущего варианта; 8 — все ли пары просмотрены? 9 — эффективнее ли текущий вариант? 10— обновление в плане информации по включаемой группе вагонов; И — все ли варианты распределения рассмотрены?

Кл = 1ШП

]еМя°Р

^подд-сосЗ £ £

У=1 М=1

где Стр—весовой коэффициент маршрута поезда, который может простоять у входного сигнала;

Л™ — затраты вагоно-часов простоя м-го поезда на у-ом пути подхода (перегоне).

}— порядковый номер варианта очередности роспуска составов;

М"» — множество номеров вариантов очередности роспуска;

Каоя — количество путей подхода к сортировочной системе;

£смз — количество составов, ожидаемых в ближайшие три часа.

При оптимизации работы горки (например, перед проведением «окна») критерием является скорейшее окончание роспуска последнего состава:

К5= шп ^крп},, у6мв°Рг "

где г4"1 — момент окончания роспуска последнего планируемого состава.

При оптимизации отправления поездов своего формирования критерием является наилучшее выполнение заданного системой управления межстанционными процессами плана отправления поездов по количественным и качественным показателям:

■ Ш1П

КнтЪ( К™ Кг

/=1

¿=1 ^ е=1

где у—текущий номер варианта плана роспуска;

—множество номеров вариантов очередности роспуска; КИИТ*— количество ниток графика на 3-6 часовом периоде К" — количество типов вагонов;

К™ — количество порожних вагонов е-го типа по плану Мп°. К™ —то же, по станционному плану;

К* — количество груженых вагонов с /-ным кодом груза по

плану М"°; К*™— то же, по станционному плану; лг— количество родов грузов в плане.

— выбор х-го варианта непарности разборочных составов при

1 -» х -> К**", х е Мшт, где Л/"™" — множество номеров вариантов непарности, Квит — количество сочетаний с непарными составами при заданных количествах парных и непарных составов;

— выбор д>-го варианта парности для х-го варианта непарности составов при 1 у -» К*™р, у е Мвпар, где МЬпар — множество номеров вариантов парности, Л!ьпар - количество парных сочетаний при заданных равных количествах «левых» и «правых» составов;

— выбор г-го варианта очередности пар, непарных и «лишних» составов для _у-го варианта парности при 1 -> г -> Л?ор,

2 е Мвор, где ЛаР— множество номеров вариантов очередности, Л?ор — количество вариантов очередности при заданном количестве пар, непарных и «лишних» составов.

Выходная информация:

— план приема поездов:

где г™—момент приема поезда; № — номер поезда; дгпер — код перегона; дгмнп« — номер пути приема в парке прибытия; Ь — длина поезда.

— план роспуска составов:

где /нр—момент начала роспуска;

—момент окончания роспуска; X* —количество вагонов в распускаемом составе; Л?шр—признак параллельного роспуска; Каг —код половины горки;

Управляющие воздействия:

— прогноз накопления вагонов:

( Чу^МССП

Мт = {лгмссп,ЯпФ,^п,Рс,Ьс,гзн^ ,

где —номер пути сортировочного парка

Япф — код специализации пути по назначению вагонов; N° — номер поезда разборочного состава; Р1 — масса накапливаемой части состава; Ьс — длина накопливаемой состава; г™ — момент завершения накопления.

— формируемая часть плана отправления поездов своего формирования:

мпо = ^мссп^гс^вс^вс^™ ?

где АГмссп—номер пути накопления вагонов, планируемый станцией; Ргс—масса состава, планируемая станцией; Т'с —тип вагона, планируемый станцией; Кк—количество вагонов, планируемых станцией.

— набор сортировочных листков:

где И*—индекс поезда;

И'—номер первого в отцепе вагона; Кж—количество отцепов в составе; Х600 — количество составов планируемых к отправлению в ближайшие 3 ч.

Задачи ВОРС, ГШ решаются следующим образом:

— выбор текущего сочетания вариантов регулируемых параметров (х- непарности, у- парности 2- очередности роспуска);

— для выбранного сочетания. — при оптимизации процессов отправления:

— по каждому распускаемому составу: имитация скатывания отцепов с горки;

— для каждой операции скатывания:

— имитация накопления вагонов на путях сортировочного парка;

— оценка ситуации по накоплению вагонов;

— при завершении накопления: привязка состава к нитке графика, вычисление критерия К6, суммирование отклонений в количестве вагонов (по К^ по их типам (Т*) и родам грузов (Кг), по ниткам графика (до Кииг3);

— имитация выставки накопленных составов в парк отправления;

— по всем составам варианта — суммирование критерия (по Лу;

— при оптимизации процессов приема:

— по каждому распускаемому составу: имитация освобождения путей приема при надвиге составов на горку; оценка ситуации по свободности путей парка прибытия; вычисление критерия К4; суммирование его по поездам (и)одного пути подхода;

— по всем составам варианта: суммирование критерия по путям подхода поездов (у);

— при оптимизации процессов роспуска: вычисление момента окончания роспуска последнего в очереди состава

К5>

— отбор вариантов по соответствующему критерию.

Для повышения результативности алгоритма используется метод «ветвей и границ». В качестве верхней границы ветвления принят момент окончания роспуска последнего в очереди состава, который вычисляется до выполнения времяемких процедур имитации роспуска. Если этот момент находится за пределами текущего периода планирования, то текущий вариант отсекается также, как и варианты, строящиеся на его базе.

Для увеличения периода планирования и охвата планированием большего числа составов выполняется алгоритмическая группировка составов с установлением приоритетов обслуживания групп. Для определения приоритета каждого состава в подсистеме УРС решается задача выбора режима наилучшего благоприятствования выполнению станцией сменного задания (РЖ).

Алгоритм решения задачи показан на рис. 9.

Задача ППМО. Критерием оптимальности является минимум совокупных затрат вагоно-часов и локомотиво-часов:

С в*°д )

1. 2.3

О

4

3±

5

Ж

11

<1Е>

8,9

< 10 > 1 I

о

< 12 >

<пи>

<х>

о

^ Выход ^

Рис. 9. Алгоритм решения задачи ВОРС:

1 — подготовка информации;

2 — формирование базового варианта распределения составов в очереди на роспуск; 3 — формирование базового варианта размещения пар, непарных и «лишних» составов в очереди; 4—выбор очередного нор-мативого варианта непарности; 5 —выбор очередного нормативного варианта парности; 6—выбор очередного нормативного варианта очередности; 7 — допустима ли очередность по началу роспуска? 8— имитация выполнения планов, построенных по текущему сочетанию вариантов управляющих воздействий; 9 — оценка текущего сочетания вариантов планов; 10 — эффективнее ли текущее сочетание? 11 — принятие текущего сочетания вариантов плана; 12—допустимо ли текущее время реакции? 13 — все ли варианты очередности просмотрены? 14 — все ли варианты парности просмотрены? 15—все ли варианты непарности просмотрены ?

*р 1 Кп = min \У(СВЧ ■ АР +Ст-АГ)\ , УбМВ0П \U

L jj

где А'"—затраты вагоно-часов в i-ом рейсе; Ар — то же, локомотиво-часов; j — номер варианта порейсового плана; М™ — множество номеров вариантов порейсового плана; i — порядковый номер рейса в плане.

Управляющие воздействия:

— выбор д:-го варианта назначений маневровых локомотивов на операции при 1 х (А?1!), х е Мвкл; г\Мьт = (Кл\), где Кя — рабочий парк маневровых локомотивов данного парка станции; т]А/внл— мощность множества номеров вариантов назначений локомотивов

— выбор z-ro варианта направлений отправления и прибытия маневрового локомотива при 1 -> z -> 4, z е МЕИ; х\Мш = 4, где М™— множество номеров вариантов направлений заезда-выезда;

— выбор и-го варианта промежуточных точек рейса при 1-»м -> Kzum, и е М^""1; т|М2о"т' = где Кгит — количество вариантов промежуточных точек маршрута при z-ом варианте направлений, MJ™ — множество номеров вариантов промежуточных точек.

Выходная информация — это база данных в виде рабочего плана передвижений, на которой может формированться пользовательская информация:

— порейсовый план установки маршрутов (расписание движения):

Мр = {0,Nn,N!1,№T,,NMO,Nmi,HH}fmPn,

где f0—момент начала операции;

N" — номер отправляемого поезда, или поезда, которому принадлежит отправляемый локомотив или состав; N" — номер локомотива; №п — код операции; N"° — код пути отправления; N"" — код пути назначения; Н" — направление прибытия в место назначения; Ю"9" — количество маршрутов в плане;

— полокомотивный план работ:

— план захода локомотивов в депо:

Мл2 = ^°,ЛГл,^п,АГМ0,ЛГмн}^арп,

— план выдачи локомотивов из депо:

мл3 =^п,лгп,лгл,лгмо,лгмн}Гарп,

— план осмотра вагонов в поездах:

л/пов = ^но)/ко,^п,гмс}Гарп,

где г*0—момент окончания операции, вычисляемое с помощью СЭМН; ЛГ™— код пути стоянки. Решение задачи предусматривает:

— выбор х-го варианта назначений маневровых локомотивов на операции;

— для каждой операции:

— закрепление локомотива за составом (группой вагонов);

— формирование базовых реквизитов маршрутов локомотива и состава (группы вагонов);

— для каждого маршрута:

— выбор значений регулируемых параметров (г — направлений, и — промежуточных точек);

— определение из массива НСИ секционного состава;

— проверка враждебности с рассмотренными маршрутами;

— в случае враждебности — перебор вариантов г, и или имитация задержки:

— вычисление критерия (К7);

— суммирование критерия по данной операции;

— суммирование критерия по х-му варианту;

— сравнение вариантов по критерию и выбор оптимального. Алгоритм построения плана показан на рис.10.

Выход"^) Мг-

21

Ж

22

1 г

> 216

> <Иц.

0 1 1

10 > Г< 218

1 0

>

220

221

Рис. 10. Алгоритм решения задачи

ппмо

( Выход ^

Условные обозначения к рис. 10:

21 — выбор очередного варианта назначений локомотивов; 22 — выбор очередной строки рабочего плана; 23 — необходимо ли формирование маршрута в строке? 24 — формирование маршрута; 25 — выбор очередной части планируемого маршрута; 26 — выбор очередного варианта части маршрута; 27 — имеются ли враждебные маршруты? 28 — содержится ли враждебный маршрут в строящемся плане? 29 — является ли враж-

..'..АЯ

БИБЛИОТЕКА СПет^бук

О» М ОТ

33

дебность повторной? 210, 214 — все ли варианты части планируемого маршрута проверены? 211 — то же, запланированного? 212 — выбор очередного варианта запланированного маршрута; 213 — возвращение к исходному варианту запланированного маршрута; 215 — задержка планируемой части маршрута; 216 — фиксация принятого варианта части маршрута; 217 — все ли части планируемого маршрута проверены? 218 — опаздывает ли локомотив к составу? 219 — все ли строки строящегося рабочего плана проверены? 220 — сравнение текущего варианта плана с предыдущим по критерию и выбор текущего оптимума; 221 — все ли назначения локомотивов просмотрены?

Маршруты маневровым локомотивам могут устанавливаться для выполнения обгона. Для таких маршрутов выбирается обгонный путь и выделяется две части. Это дает больше гибкости в развязке враждебности.

Радикальным средством развязки враждебности является задержка одного или нескольких из конкурирующих передвижений. В настоящей работе предлагается и другой более эффективный способ — варьирование маршрутами. Построение маршрутов ведется в порядке, определяемом заданными временами начала движения. Строящийся маршрут проверяется на враждебность с уже построенными маршрутами. При этом вначале рассматриваются маршруты действующего рабочего плана, а затем — строящегося. При наличии враждебности с действующим планом изменяется вариант строящегося маршрута и проверка повторяется сначала. Если фиксируется новая или повторяется фиксация прежней враждебности, то вариация продолжается. Если вариантов нет, то строящийся маршрут задерживается. При наличии враждебности с маршрутами строящегося плана перед задержкой делается попытка вариаций построенных враждебных маршрутов.

Проверка ограничения на враждебность возможна лишь в том случае, когда каждый маршрут имеет формальное описание. На основании обзора известных способов их формального описания предлагается оригинальный способ описания пучками. Каждый пучек проектируется по признаку взаимовраждебности и целесообразности применения общего для всех маршрутов данного пучка норматива времени проследования подвижного состава. Пучек может иметь одинаковые для всех маршрутов варианты, отличающиеся промежуточными светофорами.

Пучковое представление маршрутов упрощает проектирование и существенно экономит затраты памяти. Тем не менее размеры массива НСИ, в котором хранится описание маршрутов, не позволяют хранить его в оперативной памяти. Поэтому массив размещается на жестком диске и в ходе решения из него последовательно вызываются фрагменты, относящиеся к текущему маршруту. Для обращения к соответствующему фрагменту используется специальный признак «номер маршрута». Под этим номером понимается код, вычисляемый по именам начала и конца маршрута по формуле:

= К*(х - 1) + у,

где К"—количество мест стоянки (начал-концов маршрутов);

х—значение счетчика мест стоянки в массиве НСИ (в оперативной памяти), фиксируемое при отыскании заданного кода начала маршрута;

у — значение счетчика тех же мест, фиксируемое при отыскании кода конца маршрута.

Для повышения результативности алгоритма используется метод «ветвей и границ» с применением в качестве нижней границы ветвления момента прибытия маневрового локомотива к обслуживаемому составу (группе вагонов). Если этот момент влечет за собой опоздание с отправлением поезда, то строящийся вариант отсекается. Вторым методом повышения результативности является проверка органичения по враждебности в ходе построения маршрута с отсечением вариантов, требующих задержки (при наличии других вариантов). Третьим методом является ограничение количества совместно планируемых маршрутов.

Для применения математических и эвристических методов решения оптимизационных задач входная информация этих задач должна быть укомплектована согласно предложенным постановкам и структурирована соответствующим образом. Для этого в диссертации разработаны алгоритмы задач подготовки информации, которые не относятся к классу оптимизационных, но содержат новые подходы. К таким задачам относятся, в частности: расчет заявок на поездные локомотивы (ЗЛ) и задача РЖ. Расчет заявок ведется эвристическим методом, исходящим из наличия именного графика работы локомотивных бригад, привязанного к ядру графика движения и необходимости формирования

заявок лишь в том случае, когда ожидается потребность в дополнительных локомотивах. Потребность определяется путем прогнозирования накопления вагонов по данным плана прибытия поездов, их разложений, моделей текущего состояния парков станции и наличия необеспеченных локомотивами ниток графика.

Режим наилучшего благоприятствования определяет приоритетность основных станционных процессов (прием, роспуск и отправление), выполняемых одновременно с множеством поездов, составов и вагонов, при распределении станционных ресурсов. Такой режим устанавливается на основании вычисления текущих рейтингов указанных процессов. Рейтинг вычисляется путем оценки текущей необходимости и возможности интенсификации каждого из процессов. Необходимость оценивается по степени выполнения сменно-суточного задания, возможность — по текущему наличию ресурсов.

Устанавливаемые приоритеты процессов используются, в частности, при решении задачи распределения составов по сортировочным системам и подсистемам (РС). Задача ВОРС, решаемая в подсистеме УСР, обеспечивает приемлемое время реакции при ограниченном количестве планируемых составов. Ограничение достигается путем группировки составов и планирования роспуска получаемых групп последовательно. При группировке и установлении последовательности планирования используется определяемый приоритет каждого состава. Он зависит от приоритета того процесса, относительно которого состав актуален. Актуальность отправления определяется наличием в составе замыкающих групп, а в графике движения — соответствующей нитки. Актуальность приема определяется дислокацией состава на пути, лимитирующем прием следующих составов.

Пятый раздел посвящен анализу применения предложенных автором методов и алгоритмов решения оптимизационных задач.

Задачи управления станционным процессом были опробованы при создании информационно-планирующей системы для сортировочных станций в период с 1986 по 1993 год. Работа выполнялась во исполнение комплексной программы научно-технического прогресса стран-членов СЭВ до 2000 года (КПНТП), программ МПС СССР, МПС России, а также по договорам с Московской и Целинной железными дорогами.

Головная задача — выбор очередности расформирования составов на горке была опробована в 1987 г. в АСУ СС станции

Орехово-Зуево на модели ЭВМ-1022. По'всему комплексу задач планирования было разработано три версии программного обеспечения: для станций Красный Лиман, Целиноград, Кинель.

Версия, разработанная для двусторонней сортировочной станции Красный Лиман, демонстрировалась в 1991 г. на вычислительном центре Донецкой железной дороги и на станции в автономном режиме. Версия, создававшаяся для односторонней сортировочной станции Целиноград, демонстрировалась в 1991 г. в службе движения Целинной дороги и на станции также в автономном режиме. Программная документация, загрузочные модули программ и описания по ГОСТ были приняты заказчиком.

Кинельская версия демонстрировалась в вычислительном центре Куйбышевской дороги и на станции в автономном режиме. После комплексной проверки с информационной частью АСУ С С в 1993 г. комплекс задач был принят в опытную эксплуатацию.

По заказу Красноярской железной дороги в 1994 г. был разработан технический проект информационно-планирующей системы для станции Красноярск-Восточный, в котором были обобщены все проектные решения, в том числе и по оптимизационным задачам.

Задачи управления межстанционным процессом разрабатывались в ходе работ над темами, выполнявшимися по планам НИ-ОКР в 1995-2001 годах. Тематика разрабатывалась в двух направлениях: повышение эффективности перевозок наливных грузов и создания центра управления перевозками (ЦУП) МПС.

По теме ЦУП МПС лично автором разработаны частные технические задания и описания комплексов задач для АРМов ЦДГВ, ЦДГН, ЦДГП. Материалы согласованы с отделами ЦД МПС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сложившаяся в СССР система управления основывалась на составлении долгосрочных и суточных планов и текущем регулировании перевозочного процесса с целью удержания его в плановом темпе. Такое регулирование не всегда приводит к лучшим результатам, поскольку не обладает достаточной оперативностью, а информационная система, работающая в оперативном режиме, не в состоянии выполнять функции управления.

2. Состоявшееся вписывание отрасли в рыночную экономику страны породило новые условия для повышения эффективности оперативного управления. Эти условия позволяют перейти от метода работы по среднестатистическим нормативам и директивным указаниям к предметному управлению по четким формальным экономическим критериям.

Для такого перехода необходимо выделить каждому (кроме низшего) иерархическому уровню системы управления свои территориальные объекты обслуживания и гибкие приоритеты на использование общих ресурсов.

3. Число уровней системы управления не принципиально и зависит от информационной загрузки персонала на конкретном эксплуатационном периоде. Поэтому концептуально можно рассматривать два базовых уровня: управления станционными и межстанционными процессами.

4. Из существующего классификатора оптимизационных задач оперативного управления поездной и грузовой работой на основе анализа авторской информационно-функциональной модели системы отобрано 19 наименований, на базе которых сформулировано 6 ключевых системообразующих задач автоматизированного управления. Разработаны информационные технологии, методы и алгоритмы их решения. Задачи управления станционными процессами прошли стадию опытной эксплуатации. Задачи управления межстанционными процессами внедряются в одной из малых компаний и должны внедряться в подразделениях ОАО РЖД.

5. Оперативное решение предлагаемой в новой постановке задачи распределения порожних вагонов позволит: лучше использовать вместимость вагонов; отбирать вагоны на тех станциях дислокации, с которых расстояние пробега до станций погрузки минимально; отбирать только те типы вагонов и в том количестве,

которое требуется по заявкам клиентов в текущем периоде планирования.

6. Решение не имеющей аналогов задачи планирования организации и продвижения поездов позволит сократить суммарный пробег поездов и опоздания по срокам доставками грузов с учетом их ценности за счет выделения в определенном порядке и на весь цикл перевозки участков следования и соответствующих ниток графика движения. Решение задачи для нужд малой перевозочной компании повысит конкурентоспособность компаний за счет более компетентного конкурсного распределения в ОАО РЖД по их заявкам ниток графика движения.

7. Предложенное решение задачи распределения вагонов между поездами позволяет централизовать планирование организации поездов, повысить существующее качество распределения вагонов, ускорить этот процесс, довести информационную технологию работы с неполносоставными группами вагонов до стадии завершенности и создать возможность комплектования заданий исполнителям. Решение задачи для нужд малой компании позволит ускорить доставку прицепляемых вагонов компании со станций распыления.

8. Решение в уточненной постановке задачи выбора очередности расформирования составов на горке способствовует наилучшему выполнению заданного плана отправления, в частности, отправлять грузы в требуемых объемах и номенклатурах; отправлять в сформированных поездах порожние вагоны требуемых типов в требуемых количествах; отправлять поезда своего формирования своевременно.

9. В результате решения задачи планирования последовательности поездных и маневровых операций на станции снижаются межоперационные простои маневровых локомотивов за счет оптимального распределения работы между ними. Развязка враждебных маршрутов за счет заблаговременного их выявления и планирования вариантных маршрутов позволяет снизить простои поездов, составов и локомотивов из-за наличия враждебности. Планирование передвижений с точностью до полурейсов создает предпосылки для увеличения района управления с одного пульта ЭЦ и автоматического набора маршрутов.

10. С помощью метода экспертных оценок установлено, что ожидаемая годовая экономия от внедрения предложенных задач и информационных технологий составит:

— по сетевым перевозкам — 209 млн руб.;

— по внутренним перевозкам для одной железной дороги — 28 млн руб;

— по всем видам перевозок для одной крупной сортировочной станции — 43 млн руб.

Основные результаты диссертации опубликованы в 38 работах (позиции 1-21 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК):

1. Буянов В.А., Гершвальд A.C. Автоматизация слежения за подвижным составом в АСУ СС // Железнодорожный транспорт. 1981, № 9. С. 34-37.

2. Скабалланович B.C., Гершвальд A.C., Майоров Б.И. Варианты организации непрерывного слежения за передвижениями на станции // Вестник ВНИИЖТ. 1983, № 6. С. 1-4.

3. Буянов В.А., Гершвальд A.C., Скабалланович B.C., Каплун Б.М., Кузьмич Н.В. Планирование маневровых и поездных передвижений в АСУ сортировочной станции// Вестник ВНИИЖТ. 1984, № 2. С. 1-7.

4. Гершвальд A.C. Новые функции АСУ // Железнодорожный транспорт. 1985, № 10. С. 27-28.

5. Гершвальд A.C. Автоматизация управления сортировочной работой станции // Приборы и системы управления. 1986, № 12. С. 6-7.

6. Гершвальд A.C., Баранова Т.Е., Б а х в а л о в С.А. Оптимизация поездной и маневровой работы в информационно-планирующей системе станции // Вестник ВНИИЖТ, 1989, № 2. С. 4-8.

7. Гершвальд A.C. Технология оперативного планирования станционных процессов // Вестник ВНИИЖТ, 1990, № 4. С. 6-9.

8. Гершвальд A.C., Зверева Е.Ю., Культи асов а Г.И. Взаимодействие информационной и планирующей частей в АСУ СС // Автоматика, телемеханика и связь. 1993, № 11. С. 5-8.

9. Гершвальд A.C. Управление сортировочной работой станции. (АСУ СС — новая информационная технология) // Вестник ВНИИЖТ, 1995, № 3. С. 36-39.

10. Гершвальд A.C., Зверева Е.Ю., Культиасова Г.И. Управление работой станции в целом. Новая информационная технология // Автоматика, телемеханика и связь. 1994, № 8. С. 6-8.

11. Гершвальд A.C. Управление поездной и маневровой работой в парке. (ДСП: новая информационная технология) // Автоматика, телемеханика и связь. 1995, № . С. 4-7.

12. Гершвальд A.C., М артынюк Н.Г., Штыкова Л.А., Мовчиков И.И., Вологдина Л.Б., Булахов Д.И. Информационные технологии. Автоматизация управления парком цистерн II Железнодорожный транспорт. 1998, № 12. С. 2-6.

13. Ивницкий В.А., Гершвальд A.C., Канарская Л.А., Соколов Н.Б. Автоматизация планирования резерва вагонов в местах погрузки II Вестник ВНИИЖТ, 1999, № 2. С. 3-8.

14. Гершвальд A.C., Мовчиков И.И., Булахов Д.И. Нефтепродукты: Управление погрузочными ресурсами// Железнодорожный транспорт. 1999, № 11,. С. 40-43.

15. Шаров В.А., Гершвальд A.C., Лизунов А.И., Громова Т.А. Сетевой центр управления: планирование и организация работы // Железнодорожный транспорт. 2000, № 2. С. 65-69.

16. Тишкин Е.М., Гершвальд A.C. Управление перевозками наливных грузов в системе ДИСПАРК // Вестник ВНИИЖТ, 2000, № 2. С. 3-t.

17. Гершвальд A.C. АРМ диспетчера по распределению порожних вагонов // Железнодорожный транспорт, 2000, № И. С. 32-35.

18. Гершвальд A.C., Вологдина Л.Б. Управление выводом вагонов из эксплуатации // Вестник ВНИИЖТ, 2000, № 4. С. 3-6.

19. Гершвальд A.C. АРМ диспетчера по управлению поездо-потоками // Железнодорожный транспорт, 2001, № 10. С. 20-23.

20. Гершвальд A.C. Оптимальное управление процессами работы базовой станции опорного центра // Железные дороги мира, 2002, № 6. С. 28-33.

21. Гершвальд A.C. Диспетчерское управление перевозками в условиях рынка // Железнодорожный транспорт, 2004, № 2. С. 70-72.

22. Гершвальд A.C. АСУ промышленным транспортом//Приборы, средства автоматизации и системы управления. ЦНИИТЭИ приборостроения. Обзорная информация, ТС-3. 1981. Вып. 1, 48 с.

23. Гершвальд A.C. Организация подсистемы непрерывного слежения за подвижным составом в условиях АСУ на сортировочной станции // Совершенствование технологии перевозок и увеличение пропускной способности железных дорог. Межву-

зовский сборник научных трудов под общей редакцией Сотнико-ва И.Б. МИИТ. 1983. Вып. 736. С. 27-29.

24. Гершвальд A.C., Спокойный А.Г., Закопае-ва О.В. Алгоритм оптимального порейсового планирования поездных и маневровых маршрутов в парке станции // Вопросы совершенствования эксплуатационной работы на железнодорожном транспорте. Межвузовский сборник научных трудов. МИИТ. 1985. Вып. 770. С. 70-71.

25. Гершвальд A.C. Автоматизация планирования работы ДСП на пульте // Тезисы докладов на всесоюзной научно-технической конференции «Применение вычислительной техники в управлении перевозочным процессом» ЦП НТО железнодорожного транспорта, правление НТО Юго-восточной железной дороги. Воронеж. 1986. С. 17-18.

26. Гершвальд A.C. Оперативное планирование очередности операций маневровой и поездной работой в АСУ СС // Железнодорожный транспорт. Автоматизированные системы управления. Экспресс-информация. ЦНИИТЭИ МПС. 1986. Вып. 1. С. 12-15.

27. Гершвальд A.C., Гусева Е.И. Планирование роспуска составов с горки в АСУ СС. Рукопись депонирована в ЦНИИТЭИ МПС. 15.07.86, № 3683-жд , 12 с. Реферат опубликован в РЖ «Железнодорожный транспорт». 1986, № 12. С. 6.

28. Гершвальд A.C., Крутов A.C. Принципы развития АСУЖТ для управления взаимодействием припортовых станций с речным портом // В кн. «Управление взаимодействием транспортных систем». Академия наук СССР. Дальневосточный научный центр. Институт автоматики и процессов управления. Владивосток. 1986. С. 87-93.

29. Гершвальд A.C. Автоматизация оперативного планирования работы станции в целом // ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. Автоматизированные системы управления. 1987. Вып. 3. С. 14-17.

30. Гершвальд A.C. Автоматизация функций станционного диспетчера. В книге «Интенсификация перевозок грузов на железнодорожном транспорте». ВНИИЖТ. Сборник научных трудов. 1989. С. 77-88.

31. Гершвальд A.C., Зверева Е.Ю., Культиасо-ва Г.И., Иванов А.И. Алгоритмы управления работой станции. В книге «Компьютерные технологии управления на желез-

нодорожном транспорте». Под ред. Ф.Д1 Листа. Москва. НИИ «Желдоравтоматизация» МПС РФ. 1995. С. 67-83.

32. Гершвальд A.C. Алгоритмы управления сортировочной работой на станции. В книге «Компьютерные технологии управления на железнодорожном транспорте». Под ред. Ф.Д. Листа. Москва. НИИ «Желдоравтоматизация» МПС РФ. 1995. С. 84-100.

33. Комплекс автоматизированных технологий диспетчерского управления перевозочным процессом. Госрегистрация № 01.20.0007230. Раздел 1 .Функциональный состав Центра управления перевозками МПС РФ. Гершвальд A.C. МПС. ВНИИЖТ. 1999. 125 с.

34. Гершвальд A.C. Оптимизация оперативного управления процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте // Труды ВНИИЖТ МПС. 2001. 240 с.

35. Тишкин Е.М., Гершвальд A.C. Автоматизация управления парком цистерн // Нефть и капитал. 2001, № 2. С. 61-62.

36. Гершвальд A.C. Оптимизация оперативного управления сетевыми перевозками // Железнодорожный транспорт. Информационные технологии на железнодорожном транспорте. Экспресс-информация. ЦНИИТЭИ МПС. 2001. Вып. 1, 28 с.

37. Гершвальд A.C. Информационные технологии оперативного планирования перевозочного процесса // Первая межведомственная научно-практическая конференция «Телекоммуникационные технологии на транспорте России». Сборник докладов. Сочи, 2003. С. 216-219.

38. Гершвальд A.C. Оперативное взаимодействие операторской компании с диспетчерами ОАО РЖД // Третья международная евроазиатская конференция по транспорту ТРАНСТЕК-2003. Тезисы докладов представителей МПС РФ на секционных заседаниях конференции. — СПб. 2003. С. 76-78.

ГЕРШВАЛЬД Андрей Самуилович

ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ГРУЗОВЫХ ПЕРЕВОЗОК НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ В УСЛОВИЯХ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

05.02.22 - «Организация производства» (транспорт)

Тип. зак. ш. Изд. зак. 111 Тираж 120 экз.

Подписано в печать 8.10.04 Гарнитура Times. Офсет

Усл. печ. л. 2,75 Формат 60х90'/16

Издательский центр РГОТУПСа, 125993, Москва, Часовая ул., 22/2

Типография РГОТУПСа, 125993, Москва, Часовая ул., 22/2

I

\

\

)

f

РНБ Русский фонд

2005^4 14058

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ УПРАВЛЕНИЯ

ПОЕЗДНОЙ И ГРУЗОВОЙ РАБОТОЙ.

Глава 1. Период плановой экономики и централизованного финансирования.

1.1. Основные научные направления, разработанные в СССР.

1.2. Текущее состояние разработки и внедрения систем и задач в России.

1.3. Зарубежный опыт.

1.4. Оптимизация оперативного управления как новое научное направление.

Глава 2. Период становления рыночной экономики.

2.1. Вписывание отрасли в рыночную экономику.

2.2.Выводы по разделу 1.

РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ДЛЯ ФОРМУЛИРОВАНИЯ КЛЮЧЕВЫХ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ЗАДАЧ.

Глава 3. Характеристика перевозочного процесса, как объекта управления.

Глава 4. Метод построения модели существующей системы правления.

Глава 5. Модель системы оперативного управления работой станции.

5.1. Построение модели.

5.2. Анализ модели существующей системы оперативного управления.

5.3. Выводы из анализа.

Глава 6. Модель системы оперативного управления на уровнях

V МПС, Управления дороги, Отделения дороги.

6.1. Оперативно-диспетчерская структура.

6.2. Функционирование.

6.3. Выводы по оперативно-диспетчерской и функциональной структурам.

6.4. Выводы по информационной структуре.

6.5. Выводы по системе управления межстанционными процессами.

6.6. Выводы по всей существующей системе оперативного управления перевозками.

Глава 7. Цель управления.

Глава 8. Технологические постановки задач.

8.1. Отбор задач для разработки.

8.2. Распределение порожних вагонов по станциям погрузки.

8.3. Планирование организации и движения поездов.

8.4. Распределение вагонов по поездам.

8.5. Управление сортировочной работой.

8.6. Управление работой станции в целом.

8.7. Управление поездной и маневровой работой станции.

8.8. Выводы по разделу 2.

РАЗДЕЛ 3. ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ.

Глава 9. Выделение объектов управления для заданного уровня.

Глава 10. Синтез структур для одного из уровней системы управления межстанционными процессами.

10.1. Оперативно-диспетчерская структура.

10.2. Функциональная структура.

10.3. Информационная структура.

Глава 11. Синтез структур для системы управления станционными процессами.

11.1. Оперативно диспетчерская структура.

11.2. Функциональная структура.

11.3. Информационная структура.

Глава 12. Синтез технологий для системы управления межстанционными процессами.

12.1. Метод синтеза технологий.

12.2. Технология для главного диспетчера сетевого уровня (ЦДГПС).

12.3. Технология для диспетчера по управлению сетевыми вагонопотоками (ЦДГВ).

12.4. Технология для диспетчера по управлению сетевыми локомотивопотоками (ЦДГТ).

12.5. Технология для диспетчера по управлению сетевыми передовыми перевозками (ЦДГН, Ц/1,1 У, ЦДГМА).

12.6. Технология для диспетчера по управлению сетевыми поездопотоками (ЦДГП).

12.7. Технология для диспетчера по управлению вагонопотоками на дороге или в регионе (ДГВ).

12.8. Технология для диспетчера по управлению породовыми перевозками дороги (региона) на при мере ДГН.

12.9. Технология для диспетчера по управлению поездопотоками на дороге или в регионе (ДТП).

12.10. Технология диспетчера частной компании перевозчиков. 143 ф 12.11. Выводы по главе 12.

Глава 13. Синтез технологий для системы управления станционными процессами.

13.1. Технология для станционного диспетчера.

13.2. Технология для маневрового диспетчера.

13.3. Технология для дежурного по парку.

13.4. Выводы по разделу 3.

РАЗДЕЛ 4. МАТЕМАТИЧЕКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ, ВЫБОР МЕТОДОВ И ПОСТРОЕНИЕ АЛГОРИТМОВ РЕШЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ЗАДАЧ.

Глава 14. Распределение порожних вагоновпо станциям погрузки (РПВ).

14.1. Обоснование критерия и регулируемых параметров.

14.2. Математическая постановка задачи РПВ.

14.3. Методы и алгоритмы решения задачи РПВ на сетевом уровне.

14.4. Решение задачи РПВ на дорожном уровне.

14.5. Ожидаемый экономический эффект.

Глава 15. Планирование организации и продвижения поездов (ПОПП).

15.1. Выбор критериев и регулируемых параметров.

15.2. Математическая постановка задачи ПОПП.

15.3. Методы и алгоритмы решения задачи ПОПП на сетевом уровне.

15.4. Решение задачи ПОПП на дорожном уровне.

15.5. Применение аналога задачи ПОПП в условиях частной компании перевозчиков.

15.6. Ожидаемый экономический эффект.

Глава 16. Распределение вагонов по поездам.

16.1. Математическая постановка задачи РВП.

16.2. Применение постановок оптимизационных задач для управления на уровнях дороги (региона) и отделения у (опорного центра).

16.3. Методы и алгоритмы решения задачи РВП на сетевом уровне.

16.4. Применение аналога задачи РВП в условиях частной компании перевозчиков.

16.5. Ожидаемый экономический эффект.

Глава 17. Управление работой станции в целом (УРС).

17.1. Характеристика задач подготовки информации для оптимизации.

17.2. Методы и алгоритмы решения ключевых задач УРС.

17.3. Ожидаемый экономический эффект.

Глава 18. Управление сортировочной работой (УCP).

18.1. Выбор критериев и регулируемых параметров.

18.2. Математическая постановка задач УСР.

18.3. Методы и алгоритмы решения задач УСР.

18.4. Ожидаемый экономический эффект.

Глава 19. Управление поездной и маневровой работой станции (УПМР).

19.1. Выбор критериев и регулируемых параметров

19.2. Математическая постановка задачи ППМО.

19.3. Методы и алгоритмы решения задачи ППМО 19.4. Ожидаемый экономический эффект.

19.5. Выводы по части 4.

РАЗДЕЛ 5. ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ

МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ.

Глава 20. Анализ результатов создания информа ционно-планирующей системы для сортировочных станций.

20.1. Опыт, полученный на станции Орехово-Зуево.

20.2. Результаты, полученные при между народном сотрудничестве.

20.3. Результаты, полученные при создании комплекса задач планирования для станции Красный Лиман. т 20.4. Попытка внедрения комплекса задач планирования на станции Батайск.

20.5. Результаты, полученные при создании комплекса задач планирования для станции Целиноград.

20.6. Результаты, полученные при создании комплекса задач планирования для станции Кинель.

22.7. Результаты, полученные при проекта ровании информационно-планирующей системы для станции Красноярск-Восточный.

20.8. Последняя версия комплекса задач планирования.

Глава 21. Характеристика прикладного програм много обеспечения информационно-планирующей системы для сортировочных станций.

Глава 22. Анализ результатов разработки информационных технологий и задач для систем дорожного уровня.

22.1 .Управление взаимодействием станции Лена и порта Осетрово.

22.2. Управление работой парка цистерн.

22.3. Управление перевозками на дорожном уровне.

Глава 23. Анализ результатов разработки задач для системы сетевого уровня.

23.1. Управление работой парка цистерн.

23.2. Оптимизационные задачи для центра управления перевозками МПС.

23.3. Выводы по главе 23.

Железнодорожный транспорт общего пользлвания является одной из государство-образующих систем, эффективное функционирование которой является важнейшим условием сохранения целостности государства. В связи с этим существует необходимость постоянной заботы о поддержании некоторого уровня его рентабельности.

За период с 1992 по 1997 год грузооборот железнодорожного транспорта России снизился на 44% [1,2], а затраты на перевозки неуклонно росли. В этих условиях поддержание уровня рентабельности было возможным главным образом за счёт повышения тарифов. Такая возможность представлялась вследствии осуществления статуса естественной монополии. При этом доля транспортной составляющей в стоимости некоторых видов сырья и топлива для промышленности и сельского хозяйства поднималась до недопустимой величины. Всё это привело к идее создания конкурентной среды за счёт организации, в частности, множества грузовых компаний [3] с упразднением аппарата министерства [4]. При реализации этой идеи поддержание уровня рентабельности за счёт повышения тарифов становится невозможным. Необходимо искать другие источники повышения эффективности.

Одним из источников может быть оптимизация грузовых перевозок [5], причём по рыночным критериям и в конкурентной среде, на стадии оперативного управления ими. В связи с этим исследование и разработка проблемы оптимизации применительно к оперативному управлению перевозочным процессом в новых экономических условиях являются в настоящее время актуальными.

Уровень доходности железных дорог и сети в целом определяется в последнее десятилетие объёмом договоров, которые заключаются с клиентами от имени ЦФТО [5], ДФТО и др. подразделений, выступающих в качестве внутренних заказчиков перевозок на железнодорожном транспорте. При этом от исполнителей перевозок зависит возможность сохранения планируемого уровня доходности в заданные сроки и затраты на эти перевозки.

Традиционно затраты минимизируются в процессе заблаговременного расчёта плана формирования поездов [7, 8] и графиков движения по направлениям и участкам [9]. При этом оперативное управление перевозочным процессом заключается в том, чтобы удерживать протекание реальных процессов в рамках плана формирования и графика движения, используя ограниченное число вариантов распределения собственных ресурсов. Для информационной поддержки процессов распределения разработано и эксплуатируется на всех уровнях множество автоматизированных информационных систем. Но процессы принятия решения на основе сравнения различных вариантов не автоматизированы, а имеющиеся отдельные разработки не объединены в единую систему.

Встраивание отрасли в рыночную экономику страны состоялось в начале 90-х годов прошлого века созданием системы так называемого фирменного транспортного обслуживания. Эта система обеспечивает:

- централизованный сбор заявок клиентов на погрузку с последующим распределением между исполнителями;

- предварительную оплату перевозок;

- самофинансирование отрасли.

Сама же организация перевозочного процесса всё ещё сохраняет черты, присущие плановой экономике и системе централизованного финансирования. В частности, в оперативном управлении используются нормативы, рассчитанные по среднесуточным показателям, а задания устанавливаются по объёмам работ. Механизмы, направленные на ускорение доставки грузов отсутствуют.

Поиск оптимальных решений в оперативном режиме возможен только с использованием вычислительной техники и математических методов. А для их применения необходимо формальное описание объектов обслуживания. В существующей практике такого описания нет. Кроме того, в научных и производственных кругах постоянно идёт поиск организационной структуры: решается вопрос о числе уровней АСУЖТ, размерах одной дороги, границах между дорогами и пр. [10]. Поэтому в настоящей работе предложен подход к выделению объектов автоматизированого оперативного управления для каждого из четырёх известных уровней, выполнены постановки для них оптимизационных задач, разработаны функциональные структуры процессов управления, а также методы и алгоритмы решения основных задач поиска значений целевых функций, близких к оптимальным, определяющих содержание "ядра" обслуживающей эти задачи информационной базы.

Таким образом, открывается возможность более полной автоматизации и оптимизации оперативного управления перевозочным процессом независимо от числа уровней организационной структуры, числа элементов каждого уровня и конкретных территориальных границ. Всё это усиливает актуальность выполненного исследования и разработки.

В последнее время ведётся дискуссия о способах обеспечения равных условий доступа к транспортным ресурсам различных частных компаний, конкурирующих с ОАО РЖД [11]. Одним из таких способов может быть оперативное информирование диспетчеров компаний о наличии ресурсов. Для организации информирования в настоящей работе предложено две оптимизирующие задачи, позволяющие частной компании делать держателям ресурсов взаимовыгодные предложения по перевозкам и конкурировать таким образом с другими компаниями. Это ещё раз иллюстрирует актуальность разработки.

Целью диссертации является повышение эффективности функционирования процесса грузовых перевозок в новых экономических условиях за счёт оптимизации оперативного управления. Для получения возможности оптимизации необходимо совершенствовать организацию процесса. Поэтому объектом исследования является организация и система управления процессом грузовых перевозок. Предмет исследования - качество организации и оперативного управления. Задача разработки - выработка новых принципов организации перевозок, создание для них информационных технологий и алгоритмов машинного решения задач, применимых на всех уровнях ОАО РЖД и других компаний.

Основным методом исследования является системный анализ перевозочного процесса и сложившейся системы оперативного управления им. Он включает выбор цели управления, декомпозицию исходной постановки задачи на ряд взаимосвязанных составляющих задач, формализацию для каждой из них критерия оптимальности, управляющих воздействий и ограничений, подбор перечней входной и выходной информации, что приводит в результате к формализованным постановкам оптимизирующих задач. Второй метод исследования сложившихся систем управления заключается в построении функциональных и информационных структур трудовых процессов оперативного персонала с использованием понятий и терминов теории множеств и теории графов. Синтез предлагаемых технологий и алгоритмов выполняется на основе критики построенных структур существующих систем управления с позиций формализованных постановок задач. Доведение алгоритмов до степени, достаточной для программирования, осуществляется методом последовательной декомпозиции задач по различным признакам с детализацией описания на каждом уровне декомпозиции. В качестве метода решения используется дискретное программирование. Для повышения результативности алгоритмов используются методы «ветвей и границ», отсечения и декомпозиции по эвристическим правилам. Алгоритмы реализуют метод имитационного моделирования . Блоки имитационного моделирования включаются в схемы перебора вариантов, реализующие методы комбинаторного анализа и направленного отбора вариантов.

Степень научной новизны характеризуется следующим:

1) Построение имитационных функционально-информационных моделей трудовых процессов диспетчеров МПС (ОАО РЖД), управления и отделения дороги, сортировочной станции для целей исследования и формулирования постановок оптимизирующих задач.

2) Формулирование сетевых, дорожных (региональных), отделенческих (районных) перевозок, как объектов обслуживания, для которых возможны постановка и реализация подобных задач.

3) Постановка ранее не формулировавшихся задач: планирования организации и продвижения маршрутных; распределение групп вагонов по запланированным маршрутным поездам, в том числе для частных компаний перевозчиков; планирование последовательности поездных и маневровых операций на станции.

4) Расширение постановок и развитие методик решения некоторых ранее ставившихся задач: распределение порожних вагонов по станциям погрузки; выбор очерёдности расформирования составов на горке; планирование приёма поездов на станцию.

Практическая значимость

1) Предложены научно обоснованные методы проектирования разделов информационного и математического обеспечения оптимизирующих задач, которые могут быть использованы для выявления, постановки и формализации новых задач в области оперативного управления.

2) Создана проектная документация математического и информационного обеспечения оптимизирующих задач, по которой возможно программирование для конкретных объектов с возможностью настройки на местные условия.

3) Внедрена в частной компании перевозчиков задача распределения групп вагонов компании по поездам ОАО РЖД.

4) Применение полученных результатов направлено на снижение эксплуатационных расходов железных дорог и частных компаний и удержание доходов на планируемом уровне.

Апробация работы:

Результаты разработки обсуждались:

- на заседаниях НТС отделения «Управление перевозочным процессом» ВНИИЖТа (1986 г), отделения организации первозок и транспортного обслуживания ВНИИЖТа (2000 г) и ВНИИАС (2002, 2004 г), секции НТС МПС (2000 г);

- конференциях и школах, проведённых МПС СССР в Орехово-Зуево (1984 г), Брянске (1985 г), Воронеже (1986 г), Алма-Ате (1991 г), проведённых МПС РФ в Ярославле (2000 г); Сочи (2003 г); Санкт-Петербурге (3003 г);

- на Технических Советах Донецкой (1989 г) и Красноярской (1993 г) железных дорог;

- на совещаниях в службах перевозок и вычислительных центрах Целинной (1990 г) и Куйбышевской (1993 г) железных дорог.

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 37 работ, в том числе монография общим объёмом 15 печатных листов и 2 брошюры. Без соавторов опубликовано 16 статей, монография и брошюры.

Структура и объём работ. Диссертация состоит из введения -5 стр., заключения - 2 стр., пяти разделов - 344 стр., списка литературы на 174 наименования - 15 стр.; 31 приложения - на 141 стр. В состав диссертации входит 77 рисунков и 81 таблица.

23.3. Выводы по главе 25

1. Первый опыт эксплуатации задачи выбора очерёдности расформирования составов на горке в постановке автора показал работоспособность задачи на станции Орехово-Зуево. Вместе с тем эксплуатация была неэффективной из-за неполноты и отсутствия автоматизации сбора входной текущей информации.

2. В ходе международного сотрудничества в рамках СЭВ автору удалось разработать проект информационного и математического обеспечения трёх подсистем УРС, УСР, УПМР, объединённых в модуль "ПЛАН" и обеспеченных всей необходимой информацией с автоматизированным сбором.

3. Программирование оптимизационных задач для сортировочных станций велось по проекту автора на языках Си, Турбо-Си. Задачи УРС, УСР отлаживались на контрольных примерах станций Красный Лиман, Батайск, Целиноград, Кинель. Задачи УПМР отлаживались на контрольных примерах станций Орехово-Зуево, Красный Лиман. Было создано две версии программного обеспечения: для односторонней и для двусторонней сортировочной станции. Полностью отлаженный загрузочный модуль работает под управлением операционной системы DOS и решает задачи в контуре информационных технологий подсистем УРС, УСР применительно к станции Кинель.

4. Программное обеспечение обоих версий было передано заказчикам: Управлению Целинной железной дороги и Управлению Куйбышевской железной дороги. Опытная эксплуатация подсистем УРС, УСР проводилась в 1994 году на станции Кинель. Подсистемы показали свою работоспособность

5. При увеличении объёма перевозок на российских дорогах до уровня 1990 года или при некоторой концентрации работы на выделенных станциях при сохранении того же объёма перевозок проблема управления станционными процессами может обозначиться заново. В этом случае комплексы задач УРС, УСР, УПМР могут быть востребованы.

6. В последние годы задачи ведения информационной базы станционных АСУ стали переводиться на работу под управлением операционной системы windows. При подготовке к тиражированию разработанных оптимизационных задач их программное обеспечение должно быть откорректировано для приспособления к новым условиям работы - под управлением новой операционной системы.

7. Задачи управления вагонопотоками на дорожном уровне проработаны применительно к управлению перевозками наливных грузов. В утверждённом ЦД Техническом задании её внедрение поставлено в четвёртую очередь создания подсистемы контроля за дислокацией и использованием цистерн.

8. Задачи РПВ, ВСД, ПОПП, РВП для сетевого уровня проработаны на стадии технического задания, утверждённого министром путей сообщения, и на стадии технического проекта. Задачи ПОПП и РВП для частной компании перевозчиков находятся в опытной эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сложившаяся в СССР система управления основывалась на составлении долгосрочных и суточных планов и текущем регулировании перевозочного процесса с целью удержания его в плановом темпе. Такое регулирование не всегда приводит к лучшим результатам, поскольку не обладает достаточной оперативностью, а информационная система, работающая в оперативном режиме, не в состоянии выполнять функции управления.

2. Состоявшееся вписывание отрасли в рыночную экономику страны породило новые условия для повышения эффективности оперативного управления. Эти условия позволяют перейти от метода работы по среднестатистическим нормативам и директивным указаниям к предметному управлению по чётким формальным экономическим критериям.

Для такого перехода необходимо выделить каждому (кроме низшего) иерархическому уровню системы управления свои территориальные объёкты обслуживания и гибкие приоритеты на использование общих ресурсов.

3. Число уровней системы управления не принципиально и зависит от информационной загрузки персонала на конкретном эксплуатационном периоде. Поэтому концептуально можно рассматривать два базовых уровня: управления станционными и межстанционными процессами.

4. Из существующего классификатора оптимизационных задач оперативного управления поездной и грузовой работой на основе анализа авторской информационно-функциональной модели системы отобрано 19 наименований, на базе которых сформулировано 6 ключевых системообразующих задач автоматизированного управления. Разработаны информационные технологии, методы и алгоритмы их решения. Задачи управления станционными процессами прошли стадию опытной эксплуатации. Задачи управления межстанционными процессами внедряются в одной из частных компаний и должны внедряться в подразделениях ОАО РЖД.

5. Оперативное решение предлагаемой в новой постановке задачи распределения порожних вагонов позволит: лучше использовать вместимость вагонов; отбирать вагоны на тех станциях дислокации, с которых расстояние пробега до станций погрузки минимально; отбирать только те типы вагонов и в том количестве, которое требуется по заявкам клиентов в текущем периоде планирования.

6. Решение не имеющей аналогов задачи планирования организации и продвижения поездов позволит сократить суммарный пробег поездов и опоздания по срокам доставками грузов с учётом их ценности за счёт выделения в определённом порядке и на весь цикл перевозки участков следования и соответствующих ниток графика движения. Решение задачи для нужд частной перевозочной компании повысит конкурентоспособность компаний за счёт более компетентного конкурсного распределения по их заявкам ниток графика движения.

7. Предложенное решение задачи распределения вагонов между поездами позволяет централизовать планирование организации поездов, повысить существующее качество распределения вагонов, ускорить этот процесс, довести информационную технологию работы с неполносоставными группами вагонов до стадии завершённости и создать возможность комплектования заданий исполнителям. Решение задачи для нужд частной компании позволит ускорить доставку прицепляемых вагонов компании со станций распыления.

В. Решение в уточнённой постановке задачи выбора очерёдности расформирования составов на горке способствовует наилучшему выполнению заданного плана отправления, в частности, отправлять грузы в требуемых объёмах и номенклатурах; отправлять в сформированных поездах порожние вагоны требуемых типов в требуемых количествах; отправлять поезда своего формирования своевременно.

9. В результате решения задачи планирования последовательности поездных и маневровых операций на станции снижаются межоперационные простои маневровых локомотивов за счёт оптимального распределения работы между ними. Развязка враждебных маршрутов за счёт заблаговременного их выявления и планирования вариантных маршрутов позволяет снизить простои поездов, составов и локомотивов из-за наличия враждебности. Планирование передвижений с точностью до полурейсов создаёт предпосылки для увеличения района управления с одного пульта ЭЦ и автоматического набора маршрутов.

10. С помощью метода экспертных оценок установлено, что ожидаемая годовая экономия от внедрения предложенных задач и информационных технологий составит:

- по сетевым перевозкам - 209 млн руб ;

- по внутренним перевозкам для одной железной дороги - 28 млн руб;

- по всем видам перевозок для одной крупной сортировочной станции -43 млн руб.

1. Статистический отчёт о работе железнодорожного транспорта за 1993 год. Москва. МПС. Управление статистики. 354 с. 1994 г.

2. Статистический отчёт о работе железнодорожного транспорта за 1997 год. Москва. МПС. Управление статистики. 1998 г.

3. Протокол совещания у Первого заместителя Председателя Правительства РФ Б.Е.Немцова ОТ 22.04.98 за N БН-П6-58пр.

4. Концепция структурной реформы федерального железнодорожного транспорта. "Гудок". 1998 г., 28 мая.

5. Фадеев Г.М. Курс на оптимизацию перевозок. // «Железнодорожный транспорт». 2001, N6, с. 28-33.

6. Кунаева Е.А. Фирменное транспортное обслуживание на базе системы информатизации. // "Железнодорожный транспорт". 1998 г., N6, с. 74-77.

7. Бернгард К.А. Техническая маршрутизация железнодорожных перевозок. Трансжелдориздат. 1956 г., 244 с.

8. Внутридорожный план формирования поездов. Автоматизация и оперативное управление вагонопотоками. Под ред. Буяновой В.К. Москва, "Транспорт". 1995 г.

9. Тишкин Е.М. Автоматизация разработки графика движения поездов. Москва. "Транспорт". Труды ВНИИЖТ, вып. 517. 1974 г.

10. Пешков A.M. Критерии и методы оптимизации при формировании укрупнённых железных дорог.// "Вестник". ВНИИЖТ. 1997 г., N6, с. 3 9.

11. Прейскурант 10-01.// «Известия» № 81 от 15.05.03, с. 8

12. Автоматизация управления перевозочным процессом с помощью электронной вычислительной техники. (Вопросы оперативного планирования). По общей редакцией Тулу-пова Л.П. "Транспорт". 1966 г., 168 с.

13. Крюков Н.Д. Автоматизация сменно-суточного планирования эксплуатационной работы дороги. "Транспорт". 1975 г, 128 с.

14. Узловые вычислительные центры железнодорожного транспорта. Под общей редакцией Буянова В.А. "Транспорт". 1979 г. 64 с.

15. Буянов В.А. Технологические принципы системы "Станционный автодиспетчер" в кн. "Диспетчерское регулирование движения поездов с применением управляющих вычислительных машин". ЦНИИ МПС. 1967 г., вып. 350, с.66-84.

16. Автоматизация управления сортировочными станциями. Методы решения задач). Под общей редакцией В.А.Буянова. Москва. "Транспорт". Труды ВНИИЖТ, 1977, Вып. 575.

17. Буянов В.А., Ратин Г.С. автоматизированные информационные системы на железнодорожном транспорте. Москва. "Транспорт", 1984 Г., 239 с.

18. Участковый автодиспетчер. Под ред. Завьялова Б.А., Пенкина Н.Ф. М, "Транспорт». 1967.

19. Ивахненко А.Г. Индуктивный метод самоорганизации моделей сложных систем. Киев. "Наукова думка". 1982 г., 296 с.

20. Оперативное планирование эксплуатационной работы. (Первая очередь АСУЖТ)./ Под общей редакцией Тулупова Л.П. "Транспорт". 1977 г, 208 с.

21. Тулупов Л.П., Ян Ю. Многофакторное оперативное нормирование времени выполнения технологических процессов. // Вестник ВНИИЖТ, 1997, N5, с. 20.

22. Тишкин Е.М., Макаров В.М., Рубинов А.Р., Кендыс Е.В. Математические основы комбинаторной сортировки вагонов // «Вестник» ВНИИЖТ, 1989, № 8, с. 1 8.

23. Тишкин Е.М. Метод комбинаторной сортировки вагонов основа интенсивной технологии местной работы. И "Вестник ВНИИЖТ, 1987, N2, с. 1 - 6.

24. Макаров В.М., Олейников В.В. Оптимизация формирования многогруппных поездов и развоза местного груза. // Труды Российского научно-исследовательского института управления на железнодорожном транспорте. 2002 г., Вып. 1, с. 87-96.

25. Тулупов Л.П., Каштанов Л.А. Методические материалы к выполнению расчётной части модуля 10 по дисциплине АСУЖТ. МПС. МИИТ, Институт управления и информационных технологий. 2000 г., 23 с.

26. Тулупов Л.П. Оптимизация управления перевозками на линейном уровне. // «Железнодорожный транспорт». 2002 г., № 6, с.34-36.

27. Гершвальд А.С. Оптимизация оперативного управления процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте. Москва. "Интекст". 2001 г. 240 с.

28. Тулупов Л.П., Жуковский Е.М., Гусятинер А.П. Автоматизированные системы управления перевозочным процессом на железных дорогах. "Транспорт", 1991,208 С.

29. Тишкин Е.М. Автоматизация управления вагонным парком. Труды ВНИИЖТ. Интекст. Москва. 2000 г. 224 с

30. Батисс Ф. Проблемы развития грузовых перевозок. // «Железные дороги мира». 2003, N7. с. 9-16.

31. Железные дороги Китая на пути к рыночной экономике. // «Железные дороги мира». 2003, N6. с. 9-16.

32. Шеремет А.А. Роль министерства железных дорог в процессе реформирования железнодорожного транспорта Китая. // ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. «Железнодорожный транспорт за рубежом» Серия 1. 2002, вып. 6, с.5-7.

33. Оптимизационные методы распределения порожних вагонов. Guo Peng-wen, Lin Bo-tiang, Yu Yang. Zhongguo tieddo Kexue = China Railway Sci, 2001. 22, N2, c.122-128.

34. Эвристический алгоритм распределения пустых вагонов при железнодорожных перевозках. Xiong Hong-yum, Lu Wu-yi, Wen Hang-yan. Zhongguo tieddo Kexue = China Railway Sci, 2002. 23, N4, c.l 18-121.

35. Шеремет A.A., Аболин О.Ю. Обзор работы железных дорог США за 2001 г. ВНИИАС МПС РФ. 2003,43 с.

36. Бузюк М.А. Использование ЭВМ и средств обработки данных в области управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте США и Канады. //

37. ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. «Железнодорожный транспорт за рубежом» Серия 3. 1981, вып. 4, с.22-32.

38. Коган Ю.Л. Система автоматизированного оперативного планирования поездной работы (США). // ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. «Железнодорожный транспорт за рубежом» Серия 3. 1983, вып. 6, с.31-35.

39. Доброхотов Д.Б. Применение ЭВМ в диспетчерском управлении движением поездов на железной дороге Берлингтон-Нортен (США). // ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. «Железнодорожный транспорт за рубежом» Серия 3. 1984, вып. 8, с.16-17.

40. Центры диспетчерского управления движением поездов. // ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. «Железнодорожный транспорт за рубежом» Серия 3. 1989, вып. 9, с. 1516.

41. Перспективная компьютерная система: интегрированный подход к эксплуатации железной дороги (США). // ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. «Железнодорожный транспорт за рубежом» Серия 3. 1991, вып. 10, с.7-13.

42. Величко В.И., Сотников E.A., Голубев Б.Л. Система фирменного транспортного обслуживания при перевозках грузов по железным дорогам России. «Интекст», 2001, 184 с

43. Проблема порожних пробегов железнодорожных вагонов (США). There's such thing asa "free» car. Roy H. Blanchard Railway Age. 1999. 2000.N11, c. 14.

44. Бурков B.H., Ириков B.A. Модели и методы управления организационными системами. «Наука», 1994. 272 с.

45. Бурков В.Н. Основы математической теории активных систем. «Наука», 1997.256 с.

46. Шаров В.А. Экономическая концепция организации перевозок грузов // Технология перевозок грузов в условиях рыночной экономики. Сб. научных трудов ВНИИЖТ. Изд. «Транспорт», 1993 г, с. 5-27.

47. Иловайский Н.Д., Король В.А. Маркетинг в перевозках грузов. // «Транспорт», 1995 г., 248 с.

48. Ковалёв В.И. Организация вагонопотоков на сети железных дорог России в условиях реформирования отрасли. С.-Петербург. Информационный центр «Выбор» 2002, 144 с.

49. Кудрявцев В.А. Расчёт плана формирования одногруппных технических маршрутов методом последовательного укрупнения струй вагонопотоков. С.-Петербург. ПГУПС. 2003, 36 с.

50. Автоматизированная система расчёта плана формирования поездов (АС РПФП). щ Руководство пользователя. Под ред. Ковалёва В.И. С.-Петербург. ПГУПС. 2002, 144 с.

51. Кудрявцев В.А. Нужно менять систему.// «Гудок», 19 февраля 2003 г.

52. Рыбакова Т.И., Филипченко С.А. С поправкой на рынок. // «Гудок», 19 февраля2003 г

53. Шаров В.А. Технологическое обеспечение перевозок грузов железнодорожным транспортом в условиях рыночной экономики. Труды ВНИИЖТ. «Интекст», 2001 г.,

54. Сотников Е., Алексеев Г. Как развиваться компаниям-операторам ? // «Гудок», 26 сентября 2002 г.

55. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Альбом-справочник. 002И. ПКБ ЦВ РФ. Департамент вагонного хозяйства. Москва. 1998 г. 283 с.

56. Словарь русского языка. АН СССР. «Русский язык». 1986. Часть 4.

57. Петров А.П. АСУ на транспорте. «Знание». 1973. 64 с.

58. Альтерман С.А., Сметанин А.И. Техническое нормирование эксплуатационной работы железных дорог. Трансжелдорнэдат. 347 с.

59. Айзерман М.А. Лекции по теории автоматического регулирования. Москва. 1957.

60. Климанов B.C. Васильев В.И. Автоматизация процедур принятия решений в условиях концентрации диспетчерского руководства. // Вестник ВНИИЖТ. 1988, N2. с. 6-10.

61. Системотехника. Введение в проектирование больших систем. Под ред. Г.Х.Гуда, Р.О.Маккола. М. "Сов, радио", 1962.

62. Пушкин В.Н. Некоторые вопросы управления производственным процессом на железнодорожном транспорте. "Вопросы психологии". 1959 г. N 3.

63. Белостопкий А.А. Гершвапьд А.С. Построение функциональной структуры АСУ транспортно-технологического района. "Приборы и системы управления". 1974 г. N 4. с. 6-7.

64. Справочник нректировщика автоматизированных систем управления технологическими процессами. Под ред. Г Л. Смилянского. «Машиностроение». 1983 г., 528 с.

65. Угрюмов А.К., Грошев Г'.М, Кудрявцев В.А., Платонов Г.А. Оперативное управление движением на железнодорожном транспорте. Москва. "Транспорт". 1983.€39 с.

66. Кудрявцев В А. Управление движением на железнодорожном транспорте. ПГУПС. Учебное пособие. 2000 i. 162 с.

67. Разработка и совершенствование методик решения оптимизационных задач в АСУ СС. Гершвалъл А.С. ВНИИЖТ. Заключительный отчёт N 01829015514. Том 1. 1983 г. 127 с.

68. Шаров В.А., Гсршвальд А.С., Лизун<рБ А.И., Громова Т А. Сетевой центр управления: планирование и организация работы. Н ' Железнодорожный транспорт". 2000 г., N 2, с. 65 69.

69. Грошев Г.М, Платонов Г А. Сергеев С.С. Диспетчерские системы управления движением поездов. Москва «Транспорт». 1991. 48 с.

70. Сапожников В.В., Гавзов Д.В. Никитин А.Б. Концентрация и централизация оперативного управления движением пос-здов. л Транспорт». 2002. 102 с.

71. Фадеев Г.М. ОАО РЖД стратегические цели и первоочередные задачи. // «Железные дороги мира». 2003, N10. с. 11-16. '

72. Шаров В.А. Формирование новой вертикали управления перевозочным процессом. // «Автоматика, связь, информатизация». 2002, N2, с. 3-5.

73. Дыканюк M.JL, Лахтуров С.С., Хаснутдинов Р.К. Принципы построения математической модели эксплуатационной работы железных дорог. Расчёт потоков порожних вагонов и потребных парков. // Вестник ВНИИЖТ, N2, с. 5 7.

74. Дыканюк М.Л., Лахтуров С.С. Автоматизация расчёта месячного плана передачи порожних вагонов по междорожным стыковым пунктам на сетевом уровне управления. // Вестник ВНИИЖТ. 1986, N7, с. 4 7.

75. Тишкин Е.М., Згржебловский B.C. Регулирование порожних вагонов с учётом степени их годности. Доклад на конференции по железнодорожному транспорту. Деп. в электронной версии журнала "Экономика и производство". 2000 г. N10.www.mte. ru. /torn.

76. Ивницкий В.А., Гершвальд А.С., Канарская Л.А., Соколов Н.Б. Автоматизация планирования резерва вагонов в местах погруз-ки.//Вестник ВНИИЖТ, 1999, N 2, с.

77. Шапкин И.Н., Митасов П.В. Разработка системы оперативного распределения порожних вагонов с учётом их типов и пригодности под погрузку.// Труды МИИТ. 1985 г. Вып. 770, с. 40-43.

78. Тулупов Л.П. Разработка новых, более точных экономико-математических моделей решения оптимизационных задач управления поездной и грузовой работой. // Межвузовский сборник научных трудов. МГУПС, 1995, N 869, с. 18 22.

79. Ивницкий В.А., Буянов В.А., Соколов Н.Б. Динамическая оптимизация обеспечения намечаемой погрузки погрузочными ресурсами. Вестник ВНИИЖТ, 2000, N5. с.28 31.

80. Ивницкий В.А. Динамическое прикрепление порожних цистерн к станциям налива с учётом их загрузки. // Первая межведомственная научно-практическая конференция «Телекоммуникационные технологии на транспорте России». Сочи. 2003 г .

81. Гершвальд А.С. Оптимизация оперативного управления сетевыми перевозками. // Информационные технологии на железнодорожном транспорте. Экспресс-информация. ЦНИИТЭИ. Выпуск 1. 2001 г. 40 с.

82. Пешков A.M., Шаров В.А. Целевое управление и сквозные технологии. // «Железнодорожный транспорт». 2001, N6, с. 24-27.

83. Центр управления Пампильозы государственных железных дорог Португалии. // Железные дороги мира. 1998, N11, с.57 58.

84. SYFERAD система управления движением поездов на базе радиосвязи для второстепенных линий.

85. Ronte informanion input apparatus and method thereof. Патент 5448485 США.

86. Исаков B.C., Черёмухин А.Н. Единый диспетчерский центр управления перевозками. //Железнодорожный транспорт. 1996 г. N9. с. 2 5.

87. Бодюл В.И., Лизунов А.И. Прогнозирование поездного положения на двухпутных линиях в реальном времени. // Вестник ВНИИЖТ. 1993. N7.

88. Лизунов А.И. Метод оперативного планирования пропуска поездов. //"Железнодорожный транспорт", 1995 г., N 9, стр. 2-6.

89. Кобдиков М.А. Оптимизация диспетчерского управления поездной и грузовой работой на основе автоматизации перевозочного процесса. Алматы. "Гылым", 1999, 238 с.

90. Тулупов Л.П., Ян Ю. Текущее планирование поездной работы технических станций. // Железнодорожный транспорт. 1997 г. N6. с. 28 30.

91. Хандкаров Ю.С. Автоматизированная система управления на сортировочной станции Орехово-Зуево. //"Железные дороги мира", 1984, N1, с. 2 8.

92. Буянов В.А., Зверева Е.Ю., Каплун Б.М., Кругов А.С., Культиасова Г.И. Оперативное взаимодействие АСУ СС на направлении. // "Железнодорожный транспорт". 1984, N 3, с.20 24.

93. Типовой технологический процесс работы сортировочной станции Чернюгов А.Д. и др. "Транспорт". 1988. 240 с.

94. Инструкция по организации поездной работы при отправлении грузовых поездов по твёрдым ниткам графика. Утв. зам. Министра путей сообщения Э.С.Подцавашкиным. Москва. 1988 г. 36 с.

95. Бусленко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов на цифровых вычислительных машинах. Москва. "Наука". 1964 г.

96. Белостоцкий А.А., Герц Г.Е., Гершвальд А.С. Электрическая централизация в автоматизированной системе управления. //"Железнодорожный транспорт", 1970, N 11, С. 72 -75.

97. Абизов P.M. Основные принципы построения автоматизированной системы централизованного диспетчерского регулирования железнодорожных технологических перевозок (АСЦДР). Труды ин-та ПромтрансНИИпроект, 1978 г., N 10, с. 107 129.

98. Иванченко В.Н., Лябах Н.Н., Гуда А.Н. Программно-алгоритмическое обеспечение задачи выбора пути маневрового локомотива на сортировочной станции. // Вестник ВНИИЖТ. 1994 г., N8, с.

99. Управляющее устройство для постов централизации. Заявка 4320574. Федеративная республика Германии.

100. Гершвальд А.С., Мартынюк Н.Г., Штыкова Л.А., Мовчиков И.И., Вологдина Л.Б., Булахов Д.И. Информационные технологии. Автоматизация управления парком цистерн. / Железнодорожный транспорт. 1998 Г. N12, с. 2-6.

101. Гершвальд А.С., Мовчиков И.И., Булахов Д.И. Нефтепродукты: Управление погрузочными ресурсами. Железнодорожный транспорт. 1999, N 11, с. 40 43.

102. Гершвальд А.С., Зверева Е.Ю., Культиасова Г.И. Взаимодействие информационной и планирующей частей в АСУ СС. // Автоматика, телемеханика и связь. 1993, N 11, с. 5 8.

103. Гершвальд А.С. Новые функции АСУ. // Железнодорожный транспорт. 1985, N 10, с. 27-28.

104. Гершвальд А.С. Технология оперативного планирования станционных процессов. // Вестник ВНИИЖТ, 1990, N 4, с. 6 9.

105. Комплекс автоматизированных технологий диспетчерского управления перевозочным процессом. Госрегистрация N 01.20.0007230. Раздел 1 .Функциональный состав Центра управления перевозками МПС РФ. / Гершвальд А.С. МПС. ВНИИЖТ. 1999. 125 с.

106. Кудрявцев В.А. О реформировании железнодорожного транспорта.// Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ. 2001, N5, с.7-10.

107. Гершвальд А.С. Автоматизация оперативного планирования работы станции в целом. // ЦНИИТЭИ. Экспресс-информация. Автоматизированные системы управления. 1987. Вып. 3. с. 14-17.

108. Гершвальд А.С., Зверева Е.Ю., Культиасова Г.И. Управление работой станции в целом. Новая информационная технология. // Автоматика, телемеханика и связь. 1994, N 8, с. 6-8.

109. Шура-Бура М.Р. Толковый словарь по вычислительной технике и программированию. «Русский язык». 1988. 224 с.

110. Гершвальд А.С. Управление сортировочной работой станции. (АСУ СС новая информационная технология). // Вестник ВНИИЖТ, 1995, N 3, с. 36 - 39.

111. Гершвальд А.С. Управление поездной и маневровой работой в парке. (ДСП: новая информационная технология). // Автоматика, телемеханика и связь. 1995, N, с. 4 7.

112. Буянов В.А., Гершвальд А.С. Автоматизация слежения за подвижным составом в АСУ СС. // Железнодорожный транспорт. 1981, N 3. с. 34 37.

113. Скабалланович B.C., Гершвальд А.С., Майоров Б.И. Варианты организации непрерывного слежения за передвижениями на станции. // Вестник ВНИИЖТ. 1983, N 6, с. 1-4.

114. Гершвальд А.С. Информационные технологии оперативного планирования перевозочного процесса. // Первая межведомственная научно-практическая конференция «Телекоммуникационные технологии на транспорте России». 2003 г. Сочи.

115. Климанов B.C. Оперативное регулирование поездопотоков на направлении // «Железнодорожный транспорт». 1984. №2, с. 21-24.

116. Климанов B.C. Об эффективности регулировочных мероприятий в условиях насыщения дорог поездопотоком // Вестник ВНИИЖТ. 1984. №4, с. 5-8.

117. Грошев Г.М. Оперативное диспетчерское регулирование. «Транспорт», 1985. 48

118. Техническая кибернетика в СССР. Под ред. Трапезникова В.А. «Наука», 1968 г.,с. 272.

119. Новикова Н.М. Дискретные и непрерывные задачи оптимизации. Основные сведения п8 теории и методы решения. 1996 г. 64 с.

120. Меламед И.И., Сигал И.Х. Теория и алгоритмы решения многокритериальных задач комбинаторной оптимизации. Москва. ВЦ РАН, 1996 г. 51 с.

121. Пападимитру X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность. Москва. «Мир». 1985 г., 510 с.

122. Гершвальд А.С. АРМ диспетчера по распределению порожних вагонов. // Железнодорожный транспорт, 2000, N11, с.32-35.

123. Риордан Дж. Введение в комбинаторный анализ. Изд. Иностранной литературы.1963 г.

124. Современное состояние теории исследования операций. Под ред. Моисеева Н.Н. «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1979 г. 464 с.

125. Давиденко К.Я. Структурное проектирование программного обеспечения АСУТП: методические рекомендации. Москва. Министерство приборостроения, средств авто-матизации и систем управления СССР. ЦНИИКА. 1982 г. 32 с.

126. Геллер Д.П., Фридман Д.П. Структурное программирование на языке АПЛ. «Машиностроение». 1982 г., 256 с.

127. Орлов А.И. Современный этап развития теории экспертных оценок, www. newtech.ru/~orlov/expertoc.htm.

128. Литвак Б.Г. Экспертная информация. Методы получения и анализа. «Радио и связь», 1982. 184 с.

129. Вишневецкий Д.Г. Об экспертном подходе к формированию критериев функционирования сложных систем. / Автоматика и телемеханика. Вестник РГУПС. 2001 г., N2, с.120-123.

130. Закс Л. Статистическое оценивание. «Статистика». 1976. 600 с.

131. Гершвальд А.С. АРМ диспетчера по управлению поездопотоками. // Железнодорожный транспорт, 2001, N 10, с. 20-23.

132. Корбут А.А., Финкильштейн Ю.Ю. Дискретное программирование. «Наука», 1969. 368 с.

133. Гершвальд А.С. Автоматизация функций станционного диспетчера. В книге "Интенсификация перевозок грузов на железнодорожном транспорте". ВНИИЖТ. Сборник научных трудов. 1989, с. 77 88.

134. Автоматизированная система организационно-технологического управления сортировочными станциями (АСОТУСС). 01860035857. ВНИИЖТ. Буянов В.А., Гершвальд А.С. 1986г 93 с.

135. Гершвальд А.С., Гусева Е.И. Планирование роспуска составов с горки в АСУ СС. Рукопись депонирована в ЦНИИТЭИ МПС. 15.07.86, N 3683-жд , 21 с. РЖ 1986, N 12.

136. Гершвальд А.С. Оперативное планирование очередности операций маневровой и поездной работой в АСУ СС. //Железнодорожный транспорт. Автоматизированные системы управления. Экспрессинфор-мация. ЦНИИТЭИ МПС. 1986, вып. 1, с. 12 15.

137. Гершвальд А.С. Автоматизация управления сортировочной работой. // Приборы и системы управления. 1986, N 12, с. 6 7.

138. Гершвальд А.С. Алгоритмы управления сортировочной работой на станции. В книге "Компьютерные технологии управления на железнодорожном транспорте". Под ред. Ф.Д. Листа. Москва. НИИжелдоравтоматизация МПС РФ. 1995 г. с. 84 100.

139. Буянов В.А., Гершвальд А.С., Скабалланович B.C., Каплун Б,М., Кузьмич Н.В. Планирование маневровых и поездных передвижений в АСУ сортировочной станции. // Вестник ВНИИЖТ. 1984, N 2, с. 1 -7.

140. Гершвальд А.С. Унифицированные алгоритмы управления движением в АСУ промышленного транспорта. // Вестник ВНИИЖТ, 1980, N 6, с.60 62.

141. Гершвальд А.С., Баранова Т.Е., Бахвалов С.А. Оптимизация поездной и маневровой работы в информационно-планирующей системе станции. // Вестник ВНИИЖТ, 1989 г. N 2, с.4 8.

142. Математическая энциклопедия. «Советская энциклопедия». 1979, том 2.

143. Энциклопедия кибернетики. «Главная Советская энциклопедия». 1975.

144. Белязо И.А., Ошурков И.С., Пестриков А.Н. Проектирование электрической централизации. Москва. "Транспорт", 1974, 254 с.

145. Руководство по расчёту станций методом моделирования на БЭСМ-4. Москва, Минтрансстрой, ЦНИИС, Мосгипротранс. 1975, 180 с.

146. Гершвальд А.С. Диспетчерское управление перевозками в условиях рынка.// «Железнодорожный транспорт». 2004, № 2. с. 70 72.

147. Гершвальд А.С. Оптимальное управление процессом работы базовой станции опорного центра. // «Железные дороги мира». 2002, № 6. с.28 33.

148. Типовой технологический процесс работы сортировочной станции. МПС РФ. Утверждён Первым заместителем Министра путей сообщения 27 мая 2003 г

149. Тишкин Е.М., Гершвальд А.С. Управление перевозками наливных грузов в системе ДИСПАРК. //"Вестник ВНИИЖТ", 2000, N2, с. 2-4.

150. Гершвальд А.С., Вологдина Л.Б. Управление выводом вагонов из эксплуатации. // "Вестник ВНИИЖТ", 2000, N3, с. 3 6.

151. ГЕРШВАЛЬД АНДРЕЙ САМУИЛОВИЧ

152. ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ГРУЗОВЫХ ПЕРЕВОЗОК НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ В УСЛОВИЯХ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

153. Специальность: 05.02.22 Организация производства (транспорт)1. ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени доктора технических наук