автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Построение подсистемы автоматизированного управления в АСУ транспорта крупных предприятий

Введение.

1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕМЕ И СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.,.

1Л. Анализ разработок по созданию АСУ на промышленном железнодорожном транспорте.

1.2. Анализ моделей, применяемых на транспорте.

Выводы к главе

2. ПОСТРОЕНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПОДСИСТЕМЫ В ВИДЕ ДВУХУРОВНЕВОЙ МОДЕЛИ.

2.1. Принципы построения управляющей подсистемы

2.1.1. Решаемые задачи.

2.1.2. Структура управляющей системы.-.

2.2. Верхний уровень - оптимизационная потоковая модель.

2.2.1. Представление структуры объекта в виде бункеров и каналов.

2.2.2. Содержательная постановка задачи

2.2.3. Математическая постановка задачи.

2.2.4. Отображение в потоковой модели различных аспектов работы транспорта

2.3. Нижний уровень - имитационная модель.

2.3.1. Общие принципы построения модели.

2.3.2. Отображение в модели структуры объекта.

2.3.3. Отображение в модели технологического процесса.

2.3.4. Отображение в модели информационных процессов.

2.3.5. Отображение в модели процессов управления.

Выводы к главе 2.

3. ФОРМИРОВАНИЕ ПОТОКОВОЙ И ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛЕЙ

КОНКРЕТНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА.

3.1. Характеристика структуры и транспортных потоков промышленной транспортной системы.

3.2. Формирование потоковой модели узла.

5.3. Формирование имитационной модели узла.

Выводы к главе

1 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ.

11. Описание экспериментов.

1.2. Взаимодействие моделей в процессе оптимизации.

13. Технологические и экономические результаты оптимизации. к3.1. Моделирование существующего управления потоками.

1.3.2. Имитация оптимального управления потрками.

13.3. Экономическая эффективность оптимального управления потоками в

1ромышленном узле.

Выводы к главе 4.

Выводы к главе 4

1. При существующей технологии управления требуется значительный резерв порожняка у фронтов. Диспетчер не в состоянии «вручную» рассчитать оптимальную динамическую структуру многоструйных потоков порожняка.

2. На примере транспортного района показан алгоритм работы управляющей подсистемы АСУ. Продемонстрировано взаимодействие оптимизационной и имитационной модели.

3. Оптимизация управления потоками в экспериментах позволила снизить требуемый резерв вагонов в районе на 71 вагон и средний простой вагонов на 1.73 часа.

4. Эффект от применения новой технологии в транспортном районе составит 1,25 млн. рублей в год. По экспертной оценке выбранный район составляет Ул часть узла. Если принять условия работы во всех районах узла примерно одинаковыми, то эффект может составить

1,25 х 4 = 6 млн руб в год

ОСНОВНЫЕ ИТОГИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. В рыночных условиях усложняется управление потоками и возрастают требования к его эффективности:

• возрастает динамика производства и потребления;

• более серьезное внимание уделяется полной транспортной составляющей;

• потоки порожняка стали многоструйными - российские и стран СНГ.

2. Это относится и к транспорту крупных промышленных узлов. Внутри узла имеется 15-20 основных пунктов зарождения порожняка и несколько десятков пунктов их погашения. Несколько тысяч вагонов разного типа принадлежности МПС и заводского парка курсируют по узлу, развернутая длина железнодорожных путей в котором составляет 600-900 км.

3. Диспетчер не в состоянии рассчитать рациональную схему многоструйных потоков в динамике. Требуется управляющая подсистема в АСУ.

4. Управляющую подсистему предлагается строить двухуровневой. Верхний уровень - решающий, на базе оптимизационных динамических потоковых моделей. Нижний - проверяющий, на базе имитационной модели.

5. В качестве оптимизационных предложено использовать класс моделей под общим названием «Динамическая транспортная задача с задержками». В качестве имитационной - имитационную систему ИСТРА.

6. Приведена технология построения моделей, методология их взаимодействия в рамках управляющей подсистемы.

7. Проведена имитация работы управляющей подсистемы для транспортного района узла. Эксперименты показали, что заметно сокращаются необходимые резервы порожняка при сохранении требуемой надежности обеспечения грузовых фронтов.

8. Предложенный подход может служить основой для построения управляющих подсистем в АСУ крупных промышленных узлов, а также в АСУ объектов магистрального транспорта.

1. Б. дель Рио, Мирошниченко В.М., Богемский В.А. Информационная система для учета состояния и работы парка вагонов МПС на металлургическом заводе. Изд. Черметинформация, серия 16, вып. 6, 1970,24 с.

2. Построение информационно-справочных систем на железнодорожном транспорте промышленных предприятий / А.Н. Захаренко, А.Б. Луковский, М.И.Шмулевич. Труды Промтрансниипроекта, 1978, вып. 10, с. 17-26.

3. Автоматизированная система сбора и передачи информации в железнодорожном цехе / Булатов Ю.И., Федоров Г.И., Оганесьянц В.А., Петров Ю.А., Лещенко А.П. Промтранспорт, 1975, № 12, с. 4-6.

4. Соломонов Л.А., Полторухин С.И. Первый этап автоматизации учета вагонов. Пром. транспорт, 1977, № 4, с. 15.

5. Информационно-справочные системы по использованию железнодорожных вагонов на угольных предприятия / Э.И. Злобинский, В.М. Комашко, М.Д. Навасардянц, М.С.Недин. Изд. ЦНИЭИуголь, М., 1977,42 с.

6. Шмулевич М.И., Зиненко В.Г. Информационные системы на промышленном транспорте. М., Транспорт, 1980, 264 е., с ил.

7. Полторак Г.А., Медведев В.А. Автоматизация учета и планирования погрузки в объединении "Карагандауголь". Пром. транспорт, 1975, № 12, с. 8-9.

8. Козлов П.А. Универсальная технологическая модель с элементами переменной емкости. В кн. "Развитие транспортных узлов", т. 2, М., Транспорт, 1978, с. 145-168.

9. Белостоцкий A.A., Гершвальд A.C. Построение технической структуры АСУ транспортно-технологического района. Приборы и системы управления, 1975, № 3, с. 6-8.

10. Гершвальд A.C., Сухов Н.И., Котлярский Д.И. Автоматизация управления транспортом на участках горячих перевозок. Пром. транспорт, 1978, № 4, с. 22.

11. Школьников А.Д. Оперативное управление на открытых горных работах. Зап. ЛГИ, т. 53, вып. 1, 1966, с. 84-87.

12. Табакман И.Б., Абидов Г.М., Ризаев С.Р. Управление горнотранспортными работами на карьерах. Ташкент, Фан, 1971, 155 с.

13. Внедрение АСУ транспортом Кальмакырского карьера / И.Б.Табакман, Г.М.Абидов, Е.А.Андреев, В.В.Константиновский, В.П. Алексеев. -Промышленный транспорт, 1976, № 1, с. 14-16.

14. Шмулевич М.И., Школьников А. Д. Автоматизация управления карьерным транспортом. Сб. "IV Всесоюзн. научн.-тех. конф. по карьерному транспорту. Тезисы докладов. Изд. ИГД МЧМ СССР, Свердловск, 1978, с. 13-16.

15. Сорокин В.Г. АСУ горно-транспортным процессом угольного разреза "Томусинский". Промышленный транспорт, 1976, № 6, с. 4-6.

16. Шмулевич М.И. Автоматизированные системы управления транспортом рудных карьеров. Обзорная информация. Изд. Черметинформация, серия 1, вып. 1, 1979,24 с.

17. Гершвальд A.C. АСУ промышленным транспортом. Обзорная информация. Изд. ЦНИИТЭИпроборостроения, ТС-3 "Автоматизированные системы управления", 1981, вып. 1, 48 с.

18. Технические средства систем автоматизированного управления горнотранспортными работами на карьерах / В.П.Крюков, Р.А.Свенцицкий,

19. Ю.К.Суслов, Л.А.Титов. Материалы III Всес. научно-технич. конф. по карьерному транспорту, т. 1, Свердловск, 1973, с. 181-185.

20. Автоматический контроль технологического транспорта на карьерах / Щупов В.П., Комский Е.И., Моня Г.М., Крутов В.П., Мичуда Г.В. Горный журнал, 1987, № 7, с. 44-47.

21. Шмулевич М.И. Информационные системы на транспорте в черной металлургии. Обзорная информация, серия 16. Изд. Черметинформация, М., 1978, вып. 1, 18 с.

22. Ожигов Ю.С., Казимирко А.К., Шмулевич М.И. Автоматизированная информационная система внешнего транспорта. Пром. транспорт, 1987, №6, с. 11-13.

23. Гриценко В.И., Богемский В.А., Мирошниченко В.М. Система Интранс. Пром. транспорт, 1977, № 4, с. 14-15.

24. Булатов Ю.И., Петров Ю.А., Лещенко А.П. Наш опыт автоматизации учета вагонов. Пром. транспорт, 1978, № 9, с. 26-27.

25. Шмулевич М.И. Новая информационная технология на транспорте предприятия. В сб.: Строительство и архитектура. Экспресс-информация. Серия 4. Промышленные комплексы, здания и сооружения. Изд. ВНИИИС, М., 1984, вып. 3, с. 16-19.

26. Ковалев С.А., Завадовский В.Н., Шмулевич М.И. Автоматизированная информационная система Норильской железной дороги. Железнодорожный транспорт, 1994, № 10, с. 18-20.

27. Шмулевич М.И. Автоматизированное формирование перевозочных документов при отгрузке готовой продукции промышленных предприятий. Материалы семинара "Новое в промышленном транспорте и складской технике". Изд. ЛДНТП, Л-д, 1987, с. 37-41.

28. Шмулевич М.И. Автоматизированные транспортно-сбытовые системы. Материалы семинара "Современные системы управления транспортно-складскими процессами". Изд. ЛДНТП, Л-д, 1985, с. 12-15.

29. Оценка продукции трубных заводов по технико-экономическим показателям с использованием АСУ / Сергеев В.В., Кузнецов Б.А., Кравцова Л.Л., Угольникова A.B., Шелупенко Е.М. Механиз. и автоматиз. производства, 1986, № 10, с. 34-35.

30. АСУ товарно-транспортными операциями предприятий ВПО "Союзгазпром" / Борисов P.A., Дворников В.В., Павлов Е.Ф., Еремин С.А., Матусевич B.C. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводород, сырья. 1987, № 5, с. 5-6.

31. Krampe Hors, Lochmann Gunter. CAMin innerbetrieblichen Transport/ Teil 3: Disposition der Transportmittel-Zielstelluhng, Prinzipien, Möglichkeiten. -Hebezenge und Fordermittel, 1986, № 9, 260-263 (нем).

32. Dusha Klaus. Aufbau und Entwicklung eines automatisierten Systems der Leitung des Anschlu bahnbetriebs. Neue Hutte, 1987, №. 1, 32-35 (нем.).

33. Lochmann Gunter. Dispositionsaufgaben im Anschlu bahnbetrieb. Wiss. z. der HfV, Dresden, 1982, № 29, 567-572 (нем.).

34. Chyba Andrzej. Koncepcja struktury ZSKB dla zakladow hutniczych. Zastosowanie informatyki w kolejowym transporcie wewnatrzzakladowym (ZIKTW) Materialy konferencyjne, 2. Zakopane, 1987, 5-18 (пол.).

35. Chyba Andrzej. Opracowywanie systemow informatycznych dla bocznic kolejowych droga do racjonalizacji ich pracy. ZIKTW. Materialy konferencyjne, 2. Zakopane, 1987, 19-30 (пол.).

36. Tokarczyk Z. Komputerowy system zarzadzania transportem Kolejowym w Hucie "Katowice" uwagi eksploatacyjne. ZIKTW. Materialy konferencyjne, 2. Zakopane, 1987, 125-128 (пол.).

37. Bres S. Komputerowy System Ekspedycyjny w Mazowieckich Zakladach Rafineryjnych i Petrochemicznich w Plocku. ZIKTW. Materialy Konferencyjne, 1. Zakopane, 1987,21-36 (пол.).

38. Filipowicz Boguslaw, Hebba-Borek Anna. Model transportu wewnatrazzakladowego Kombinatu metalurgicznego. "Zesz. nauk. AGH", 1975, №497, 53-58 (пол.)ю

39. Nemec S. Informationssysteme zur Leitumg des Verkehrswesens in den Neuen Hutte Klement Gottwald (NHKG). В сб.: Informationssysteme, Leitung und Rationalisierung des Verkthrswesens in den Huttenbetrieb. Ostrava, 1984 (нем.).

40. Kacmary Т. Das Informationsystem der Leitung des Transportwesens in der Ostslovakischen Stahlwerken Yeb. В сб.: Informationssysteme, Leitung und Rationalisierung des Verkehrswesens in den Huttenbetrieben. Ostrava, 1984 (нем.).

41. Svensson Borje, Syding Rolf. Malmtransport under jord i Kiirunavaara. LKAB tidn., 1975, 18, № 1, 4-14 (швед.).

42. Centralised control in an iron mine. Mod. Railways, 1973, 30, № 301, 406407 (англ.).

43. Stamm Reiner. Die Spedition als integrierte Funktion der logistischen Kette. Fordertechnik, 1986, 55, № 10, 55-57 (нем.).

44. Computer-based processing system halts errors. Mod. Mater. Yandl., 1986, 41, № 11,241 (англ.).

45. No-man locomotive operation system / Ishida Sunji, Kuriyame Kenichiro, Hatakawa Ikuo, Kondo Setsuya, Hattorf Yoshinobu 10 th Symp. Cybernetics Railway. Sum., Tokyo, 1974, 17-18 (англ.).

46. The centralized automatic control system in a coke plant / Yonda Tsurakazu, Yamaguchi Toshiyuki, Miyagi 10 th Symp. Cybernetics Railway. Sum., Tokyo, 1974, 18 (англ.).

47. Automatic train operation equiptment remote control type for the Shunting locomotive in ironworks / Takaoka Taclashi, Fujita Shigenobu, Yuzurihara Xutatu хёрон, 'Hitachi hyoron, 1974, 56, № 9, 49-54 (япон.).

48. Coal-handling management and control system for bulk terminal. Ксикавадзима Харима чихо, Ishikawajima - Harima Eng. Rew., 1987, 27, №2, 112-115 (япон.).

49. Акулиничев В.М. Козлов П.А. Проблемы и перспективы использования экономико-математических методов при оптимизации транспортных узлов.// Сб. научн.тр./ Проблемы развития сортировочных станций и узлов./ М.: МИИТ, 1983, с. 13-25.

50. Аврамчук Е.Ф., Вавилов A.A., Емельянов C.B. и др. Технология системного моделирования. Под ред. Емельянова C.B. - М.: Машиностроение, 1988. - 520 с.

51. Ратин A.C. Динамический подход к задаче определения очередности обслуживания грузовых пунктов станции.// Сб. научн. тр./ Вопросы эксплуатации и экономики железных дорог./ М.: МИИТ, 1977. с.56-65.

52. Сотников Е.А. Планирование работы станций с использованием ЭВМ. -М.: Транспорт, 1973. 51 с.

53. Клейнрок JI. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979.-432 с.

54. Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложения. -М.: Мир, 1965.-302 с.

55. Савченко И.Е., Акулиничев В.М. и др. Железнодорожные станции и узлы. Под. ред. Акулиничева В.М. - М.: Транспорт, 1992. - 480 с.

56. Козин Б.С., Козлов И.Т. Выбор схем этапного развития железнодорожных линий. М.: Трансжелдориздат, 1964, - 241 с.

57. Макарочкин A.M., Дьяков Ю.В. Использование и развитие пропускной способности железных дорог. М.: Транспорт, 1981, - 287 с.

58. Математическое моделирование экономических процессов. Под.ред. И.В. Белова и A.M. Макарочкина. - М.: Транспорт, 1977, - 246 с.

59. Позамантир Э.И. Оптимальное оперативное планирование потоков продукции и работы транспорта. В кн.: Проблемы прогнозирования и оптимизации работы транспорта. Под ред. JÏ.В. Канторовича и В.Н. Лившица. - М. : Наука, 1982, - с. 275-295.

60. Акулиничев В.М. Организация вагонопотоков. М.: Транспорт, 1979, 223 с.

61. Васильева Е.М., Левит Б.Ю., Лившиц В.М. Нелинейные транспортные задачи на сетях. -М.: Финансы и статистика, 1981, 104 с.

62. Козлов П.А. Теоретические основы, организационные формы, методы оптимизации гибкой технологии транспортного обслуживания заводов черной металлургии. Дисс. на соиск.уч.ст.док.техн.наук: 05.22Л2. М., 1987, -393 с.

63. Бугаев A.B. Выбор оптимальных методов организации работы промышленных транспортных систем. Дисс.на соиск. уч.ст.канд.техн.наук: 05.22.01. М., 1984, 234 с.

64. Журавин С.Г. Взаимодействие производственных подразделений и промышленного железнодорожного транспорта в условиях интенсификации. Дисс.на соиск. уч.ст.канд.техн.наук: 05.22.12. М., 1987, -268 с.

65. Трофимов C.B. Выбор оптимальных методов оперативного управления работой прмышленного железнодорожного транспорта. Дисс. на соик.уч.ст.канд.техн.наук: 05.22.01. М., 1990,-201 с.

66. Кудряшева М.С. Совершенствование организации технологических перевозок в транспортных системах металлургических комбинатов. Дисс. на соиск. уч.ст.канд.техн.наук: 05.22.12. М., 1985, 147 с.

67. Попов А.Т. Оптимизация взаимодействия технологического железнодорожного транспорта. Дисс. на соиск.уч.ст.канд.техн.наук:0522.12. М., 1984,-223 с.

68. Казюлин Г.Е. Выбор оптимального варианта организации вагонопотоков методом динамического программирования.// Труды МИИТа,вып.362, 1971, с.18-35.

69. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. -М.: Мир, 1978-215 с.

70. Аккоф Р., Сасиени М. Основы исследования операций. М.: Мир, 1971, -354 с.

71. Дятлов Н.В. Статистическая модель базовой системы обслуживания участковой станции.// Сб.научн.тр./Вопросы эксплуатации и экономики железных дорог./ М.: МИИТ, 1977, с. 19-28.

72. Статистические модели и многокритериальные задачи принятия решений. -М.: Статистика, 1979, 184 с.

73. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972, - 482 с.

74. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. — М.: Наука, 1981,-488 с.

75. Персианов В.А., Усков Н.С. Системо-технические расчеты транспортных устройств методом моделирования.// Труды СоюздорНИИ, Вып.36, 1968, -88 с.

76. Расчет станций на ЭВМ БЭСМ-4 методом моделирования их работы.// Инструктивно-методические указания./ М.: Мосгипротранс, 1970, 127 с.

77. Флейшман Б.С. Основы системологии. М.: Радио и связь, 1982, - 368 с.

78. Философско-методологические основания системных исследований. М.: Наука, 1983,-324 с.

79. Форд Л.Р., Фалкерсон Д.Р. Потоки в сетях. М.: Мир, 1966, - 276 с.

80. Литвак Б.Л. Алгоритм решения динамической транспортной задачи. В кн.: Системы многосвязного управления. - М.: Наука, 1977

81. Гриценко В.И., Назаренко Н.А. Оперативное управление транспортными перевозками в многофазной системе снабжения. // Управляющие системы и машины. № 4, 1980.

82. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления. -М.: Энергоиздат, 1981. С. 5

83. Белов И.В., Галабурда В.Г. и др. Экономика железнодорожного транспорта. Под. ред. Белова И.В. - М.: Транспорт, 1989. - 351 с.

84. Новикова И.П., Козлов П.А. Оптимизация управления потоками порожняка в промышленном узле.// Сб. научн. тр./ Фундаментальные и прикладные исследования транспорту./ Екатеринбург: УрГАПС, 1996. -с.85-86.

85. Новикова И.П., Александров А.Э. Управление порожними вагонопотоками в железнодорожном узле./ Сб. «Железнодорожный транспорт сегодня и завтра» / Тезисы докладов юбилейной научно-технической конференции ч.1./ Екатеринбург: УрГАПС, 1998. с.121-122.

86. Новикова И.П., Александров А.Э., Пермикин В.Ю. Отображение информационных процессов в имитационной модели промышленной станции.// Сб. научн. тр./ Фундаментальные и прикладные исследования -транспорту./ Екатеринбург: УрГАПС, 2000. с. 10-11.

87. Новикова И.П., Александров А.Э., Пермикин В.Ю. Построение имитационной модели промышленной станции.// Сб. научн. тр./ Фундаментальные и прикладные исследования транспорту./ Екатеринбург: УрГАПС, 2000. - с.33-41.